肥胖和饮食不当会导致维生素D缺乏吗?

维生素D是一种人体必需的维生素,有两种主要的形式:维生素D3和维生素D2。维生素D3是人体内维生素D的主要形式,主要是由皮肤在紫外线照射下生成的,因此维生素D也称为阳光维生素。少部分维生素D是从食物中吸收获得的,动物性食物如海鱼、动物肝脏、蛋黄、奶制品、鱼肝油等含有维生素D3,植物性食物如香菇含有维生素D2。

(图片来自网络)

维生素D3和维生素D2本身在体内不能发挥作用,必须经过两步反应生成1,25-二羟基维生素D(1,25(OH)2D)后才能发挥作用。第一步是在肝脏 25-羟化酶(主要是CYP2R1)催化下生成25羟维生素D (25(OH)D);第二步是25(OH)D在肾脏经1α-羟化酶(CYP27B1)催化生成1,25(OH)2D。25(OH)D与1,25(OH)2D相比,在血液中浓度高、半衰期长,其血液浓度可代表人体维生素D营养状态。因此临床上将血清25(OH)D浓度作为判断维生素D是否缺乏的指标。正常血清 25(OH)D 浓度 > 75 nmol/L (> 30 ng/mL);25(OH)D 浓度 < 50 nmol/L (< 20 ng/mL)为维生素 D 缺乏;25(OH)D 浓度在50-75 nmol/L (20-30 ng/mL)之间为维生素 D 不足。

维生素D在发育、维持体内钙磷代谢稳态和骨骼健康中发挥重要作用,并具有调节免疫细胞功能等作用。长期严重维生素 D 缺乏引起全身性钙、磷代谢紊乱,在儿童会引发生长迟缓和佝偻病,在成人会引发骨质软化症、骨质减少和骨质疏松症。

引起维生素D缺乏的常见原因包括缺乏阳光照射、皮肤色素沉着加重、使用防晒品、维生素 D 摄入不足、肠道吸收不良、肝肾功能障碍、服用会促进维生素D在肝脏降解的药物(如卡马西平、地塞米松、硝苯地平、克霉唑和利福平)等。

近年来的流行病学调查发现,肥胖、高脂血症、胰岛素抵抗、以及2型糖尿病人群存在维生素D不足或缺乏,而且补充维生素D不能有效提高血液25(OH)D水平。这些人群发生维生素D缺乏或不足的原因不明。高脂肪、高胆固醇饮食是引起肥胖、高脂血症、胰岛素抵抗和2型糖尿病的重要因素,那么饮食、肥胖以及这些疾病本身是否会导致维生素D缺乏呢?

中国科学院上海营养与健康研究所乐颖影研究组的研究人员观察了不同饮食对小鼠肝脏和肾脏维生素D代谢酶、以及血液中25(OH)D3浓度的影响。

她们在给小鼠喂饲高脂饲料诱导肥胖后,发现小鼠肝脏25-羟化酶Cyp2r1、血清25(OH)D3和1,25(OH)2D3浓度都显著降低,肾脏的1α-羟化酶CYP27b1则无显著变化。在高脂高糖饲料喂养诱导的肥胖小鼠,肝脏Cyp2r1表达也显著降低。给小鼠喂饲高胆固醇饲料后,也出现肝脏Cyp2r1表达降低及血液25(OH)D3浓度降低。这些结果说明高脂饮食导致的肥胖、以及高胆固醇饮食都能降低肝脏25-羟化酶Cyp2r1及血中25(OH)D3的水平。

进一步的实验观察到,在高脂饮食导致肥胖的过程中,血液中出现胆固醇、甘油三酯、脂肪酸、葡萄糖和胰岛素水平升高;在高胆固醇饮食小鼠,出现血液胆固醇水平显著升高,这些变化都发生在肝脏Cyp2r1及血液25(OH)D3浓度降低之前,提示血液中这些分子的升高可能导致肝脏Cyp2r1及血液25(OH)D3浓度降低。利用培养的肝细胞证实了高浓度胆固醇、葡萄糖、胰岛素都能抑制肝细胞Cyp2r1表达。这些结果说明在肥胖小鼠,血液胆固醇、血糖、胰岛素升高,以及高胆固醇饮食导致的小鼠血液胆固醇升高,都能通过下调肝脏Cyp2r1水平,使肝脏25(OH)D合成减少,导致血液25(OH)D水平降低。

研究人员进一步在高脂饮食诱导的肥胖小鼠观察通过限制饮食减肥、改善糖脂代谢紊乱是否能改善维生素D代谢。发现将肥胖小鼠每天的摄食量减少到对照小鼠的2/3后,小鼠的体重显著降低,高胆固醇血症、高血糖显著减轻,肝脏Cyp2r1表达及血液25(OH)D水平显著升高。

这些结果表明,饮食导致的肥胖及相关的高胆固醇血症、糖尿病,以及高胆固醇饮食,都能通过抑制肝脏Cyp2r1表达导致血循环25(OH)D降低。因此要避免高脂、高胆固醇饮食。通过控制饮食或其它方式减肥、或者用药物治疗高血脂和糖尿病以降低血液胆固醇、胰岛素和血糖水平,能提高肝脏25-羟化酶表达,不但有利于肝脏合成25(OH)D,改善维生素D缺乏,而且在补充维生素D时能促进肝脏25(OH)D合成,增强维生素D补充的疗效。

饮食和肥胖对维生素D代谢的影响

相关研究成果以High Fat Diet and High Cholesterol Diet Reduce Hepatic Vitamin D-25-Hydroxylase Expression and Serum 25-Hydroxyvitamin D 3 Level through Elevating Circulating Cholesterol, Glucose, and Insulin Levels为题于2021年8月27日发表在Molecular Nutrition & Food Research (2021)。文章第一作者为博士生朱腾飞,通讯作者为乐颖影研究员。

来源:中国科学院上海营养与健康研究所

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posted on 2021-10-27  作者:admin  阅读量:

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