(二)1,25-(OH)2D3
1.合成及調節(jié)
1,25-(OH)2D3是一種激素,由維生素D3在體內代謝生成,是維生素D3在體內的主要生理活性形式。維生素D3及其前體在皮膚、肝、腎等經過一系列的酶促反應生成1,25-(OH)2D3,再經血液運輸到小腸、骨及腎等靶器官發(fā)揮生理作用。
皮膚:膽固醇代謝中間產物在皮膚分布較多。在紫外線照射下先轉變?yōu)榍熬S生素D3(previtamin D3),后者在體溫條件下經36小時自動異構化為維生素D3(圖12-5)。
圖12-5 維生素D3的生成
(2)肝臟:皮下轉化生成及腸道吸收的維生素D3入血后,與維生素D結合蛋白(DBP)結合運送到肝臟,在肝細胞微粒體中維生素D-25羥化酶催化,轉變?yōu)?5-(OH)D3。維生素D-25羥化酶受產物25-(OH)D3的反饋抑制。合成的25-(OH)D3再與DBP結合而運輸,它是血漿中維生素D3的主要形式。
(3)腎臟:肝臟生成的25-OH)D3經血運往腎臟,在腎近曲小管上皮細胞線粒體內1α-羥化酶系(包括黃素酶、鐵硫蛋白和細胞色素P450)的作用下,轉變成1,25-(OH)2D3。此外,腎臟中還有24,25-(OH)2D3及1,24,25-(OH)2D3等代謝產物。其活性均較弱。(圖12-6)。
圖12-6 維生素D3的代謝
(4)調節(jié):1,25-(OH)2D3的合成受多種因素影響和調控。主要通過1α-羥化酶調節(jié),主要影響因素有PTH、血液和細胞外液磷酸鹽濃度、1,25-(OH)2D3及血鈣等。
PTH是1α-羥化酶的主要調節(jié)者。PTH能促進1α-羥化酶合成,抑制24α-羥化酶,從而使25-(OH)D3轉變?yōu)?,25-(OH)2D3增多,轉變?yōu)?4,25-(OH)2D3減少。低血鈣由于使PTH升高而刺激1,25-(OH)2D3的生成。低血磷可刺激1α-羥化酶活性,且低血磷刺激1,25-(OH)2D3合成作用不依賴于PTH。此外,維生素D3不僅不受1α-羥化酶作用,而且還抑制1α-羥化酶。
2.1,25—OH)2D3的生理作用
1,25-(OH)2D3作用的靶器官是小腸、骨,而對腎臟作用較弱。
(1)對小腸的作用:1,25-(OH)2D3能促進小腸對鈣、磷的吸收,這是其最主要的生理功。1,25-(OH)2D3與小腸粘膜細胞內的特異胞漿受體結合,進入細胞核內,促進DNA轉錄生成mRNA,從而使鈣結合蛋白(calcium binding protein,CaBp)和 Ca2+-Mg2+ATP酶)合成增高。從而使進Ca2+的吸收轉運。同時1,25-(OH)2D3可影響小腸粘膜細胞膜磷脂的合成及不飽合脂肪酸的量,增加Ca2+的通透性,利于腸腔內Ca2+的吸收。1,25—OH)2D3促進Ca2+吸收同時伴隨磷吸收的增強,但對磷吸收的作用機制尚未了解清楚。
(2)對骨的作用,1,25-(OH)2D3對骨亦有溶骨和成骨的雙重作用。體外實驗證明,1,25-(OH)2D3能刺激破骨細胞活性和加速破骨細胞的生成,從而促進溶骨作用。在體內則與PTH協同作用,促進破骨細胞增生,并增強其破骨作用。另一方面,由于1,25-(OH)2D3增加小腸對鈣、磷的吸收,提高血鈣、血磷,又促進鈣化。同時,1,25-(OH)2D3還刺激成骨細胞分泌膠原等,促進骨的生成。所以,在鈣、磷供應充足時,1,25-(OH)2D3主要促進成骨。當血鈣降低、腸道鈣吸收不足時,主要促進溶骨,使血鈣升高。
(3)對腎的作用1,25—(OH)2D3可促進腎小管對鈣、磷的重吸收。但此作用較弱,處于次要地位。只在骨骼生長和修復期,鈣、磷供應不足情況下較明顯。
1,25-(OH)2D3總的調節(jié)效果是使血鈣、血磷增高。