概述
维生素 D(vitamin D)是一组脂溶性维生素的总称,最重要的两种形式为维生素 D₂(麦角钙化醇,ergocalciferol)和维生素 D₃(胆钙化醇,cholecalciferol)。维生素 D 的结构基础是开环的类固醇骨架(secosteroid),本质上是一种类固醇激素前体。人体皮肤中的 7-脱氢胆固醇经紫外线照射可转化为维生素 D₃,因此又称"阳光维生素"。
活化过程(结构→功能)
维生素 D 本身无生物活性,需经两步羟基化才能转变为活性形式:
1. **肝脏**:25-羟化酶催化 → 25-羟基维生素 D(25(OH)D,骨化二醇) 2. **肾脏**:1α-羟化酶催化 → 1,25-二羟基维生素 D(1,25(OH)₂D,骨化三醇)
活性形式 1,25(OH)₂D 与维生素 D 受体(VDR,核受体)结合,调控靶基因转录。这是一个从结构修饰到功能激活的经典范例。
生理功能与调控
维生素 D 的核心功能是调节钙磷代谢:
• **促进钙吸收**:诱导肠上皮细胞表达钙结合蛋白质(calbindin),增加 Ca²⁺ 吸收
• **骨骼矿化**:维持血钙磷乘积,促进骨骼正常矿化
• **免疫调节**:调控巨噬细胞和 T 细胞功能
在水族中,鱼类也需要维生素 D 来维持钙磷平衡。淡水鱼主要通过饲料获取,而海水鱼鳃部可直接吸收海水中的钙离子,对维生素 D 的依赖相对较低。缺乏时鱼类表现为骨骼畸形。
参考资料
• Lehninger, *Principles of Biochemistry*, Chapter 10
• Holick, *The Vitamin D Solution*