La Vitamina D

Estructura y biosíntesis de los compuestos con actividad vitamínica D

Existen varias estructuras o vitámeros que responden al nombre de vitamina D, con distinto grado de actividad, entre las que destacan:

- Vitamina D3 (colecalciferol) que es la forma más activa y la más abundante en el organismo. Se sintetiza endógenamente en la epidermis por acción de la radiación ultravioleta de la luz solar (290-315 nm) sobre su precursor 7-dehidrocolesterol (provitamina D₃), que a su vez procede del colesterol. Es realmente una prohormona. - Vitamina D₂ (ergocalciferol) que se forma a partir del ergosterol (provitamina D₂) de origen vegetal.

Ambos compuestos tienen una estructura esteroide, diferenciándose entre sí porque el ergocalciferol presenta un doble enlace entre los carbonos 22 y 23. Precisamente, la estructura esteroide de estas moléculas, unida a su mecanismo de acción, explica su actuación hormonal, similar en términos genéricos a la que presentan hormonas esteroides como la aldosterona, las hormonas sexuales y el cortisol.

Estructura de la vitamina D

Las dos provitaminas son activadas por los rayos ultravioleta, convirtiéndose en vitaminas. Sin embargo, lo resultante es solamente una sustancia precursora que debe realizar dos transformaciones, primero en el hígado y luego en el riñón, para convertirse en la sustancia biológicamente activa que utiliza el organismo. Esta forma activa de la vitamina D es una hormona, químicamente relacionada a las hormonas esteroides familiares, como ya hemos comentado.

La biosíntesis de la provitamina D3 tiene lugar fundamentalmente en las capas de crecimiento de la epidermis, los estratos basal y espinoso (80-90%), ocurriendo el resto (10-20%) en la dermis, distribuyéndose el depósito de la provitamina D3 un 60 % en la epidermis y un 40% en la dermis. La síntesis de vitamina D₃ está condicionada por la exposición a los rayos ultravioleta del sol, el espesor de la capa atmosférica y la cantidad de horas de insolación útil, que varía de un lugar a otro en función de la latitud y la estación del año. Así, cuanto más al norte esté un lugar menor número de horas de insolación útil.

Metabolismo de la vitamina D

Estructura y biosíntesis de los compuestos con actividad vitamínica D₃

La vitamina D₃ o colecalciferol procedente de la ingesta de alimentos de origen animal se absorbe en duodeno y yeyuno, merced a las micelas grasas que se forman en el intestino. Una vez en el enterocito, la vitamina se incorpora a los quilomicrones, alcanza la circulación sistémica vía linfática, llegando finalmente al hígado, para comenzar su conversión a hormona D, o ser almacenada en el tejido adiposo (y algo en el muscular).

La captación del colecalciferol, procedente del alimento ingerido o sintetizado endógenamente por los hepatocitos, se realiza con el concurso de una proteína específica, la proteína fijadora de vitamina D (DBP, D Binding Protein), sintetizada en el propio hígado. Esta misma proteína es utilizada por el colecalciferol y sus derivados activos para circular por la sangre.

Los pasos implicados en la conversión de vitamina D3 en su forma activa de hormona son los siguientes:
a) Hidroxilación a nivel hepático: Por acción de la 25-hidroxilasa el colecalciferol se hidroxila y pasa a ser 25 hidroxicolecalciferol (calcifediol). Esta transformación está regulada por retroacción negativa por el propio compuesto formado y la hormona D, sintetizada en el riñón, aunque no de manera fuerte.
b) Hidroxilación a nivel renal del 25 hidroxicolecalciferol mediante dos hidroxilasas con síntesis de dos formas activas: el calcitriol o 1,25 dihidroxicolecalciferol y el 24,25 dihidroxicolecalciferol. Ambas son hormonas activas D3 pero la más abundante es el calcitriol.

Además del riñón, la placenta puede producir 1,25 dihidroxicolecalciferol con el fin de satisfacer en el momento adecuado los elevados requerimientos del feto.

La regulación de la biosíntesis endógena de la hormona D₃ se centra fundamentalmente a nivel de la 1-hidroxilasa y depende de la paratohormona (PTH) que estimula la síntesis de la citada enzima, las concentraciones séricas de calcio y fosfato, que por el contrario la inhiben cuando están elevadas (lo que hacen a través de la secreción de paratohormona) y, sobre todo, de los propios niveles de 1,25 dihidroxicolecalciferol que, si están aumentados, inhiben su propia producción. Al contrario pasa si las concentraciones son bajas.

Mientras que el colecalciferol y su derivado monohidroxilado presentan una vida media en plasma de 18 a 36 días, la del 1,25 dihidroxicolecalciferol es de tan sólo 12 horas.

En cuanto a su eliminación, la vitamina D y sus derivados se realiza sobre todo vía biliar, siendo escasa su excreción urinaria.

Funciones de la vitamina D

La forma activa de la vitamina D, la hormona D₃ circula por la sangre unida a proteínas de transporte, alcanzando de esta manera numerosos tejidos: intestino, hueso, riñón, encéfalo, tiroides, ovarios..., en donde ejerce efectos variados con mecanismos de acción diferentes.

Dentro de estos efectos, destacan los que afectan a la regulación del metabolismo del calcio y el fosfato en tres puntos diferentes:
- Aumento de la absorción del calcio a nivel intestinal.
- Acreción o movilización del calcio y fosfato inorgánico del hueso.
- Reabsorción renal del calcio y el fosfato.

El descubrimiento de que la vitamina D está presente en los núcleos de células en muchos tejidos del cuerpo, ha llevado a los científicos a comenzar a explorar una variedad de nuevas aplicaciones, para revelar así los beneficios potenciales de esta hormona. Además de afectar el desarrollo de los huesos, se ha encontrado que la vitamina D y el calcio pueden afectar a enfermedades tan distintas como el cáncer de colon, la esclerosis múltiple, el síndrome de tensión premenstrual, la soriasis, la hipertensión arterial y la depresión.

Funciones de la vitamina D

En este sentido, una ingesta adecuada de vitamina D previene el raquitismo en niños y la osteomalacia en adultos, y además, las investigaciones actuales sugieren que la vitamina D puede ayudar al buen funcionamiento del sistema inmune y a regular el crecimiento y la diferenciación celular.

Vitamina D y osteoporosis

La osteoporosis es una enfermedad caracterizada por la presencia de huesos frágiles e incremento del riesgo de fracturas. A menudo la osteoporosis se ha relacionado con una ingesta inadecuada de calcio. Sin embargo, la deficiencia en vitamina D también puede contribuir a la aparición de esta patología por reducción en la absorción de este mineral. De esta manera, mientras que el raquitismo y la osteomalacia son ejemplos de una deficiencia extrema de vitamina D, la osteoporosis es ejemplo de los efectos de una deficiencia menos evidente en vitamina D pero a largo plazo.

Por tanto, la existencia de unos niveles adecuados en la reserva del organismo de vitamina D cooperará a mantener los huesos fuertes y a prevenir la osteoporosis en pacientes de edad, en individuos con dificultad de moverse, en mujeres postmenopaúsicas y personas sometidas a terapia esteroidea.

Vitamina D y cáncer

Existen estudios de laboratorio, clínicos y epidemiológicos, que evidencian la posibilidad de que la vitamina D tenga un papel protector frente algunos tipos de cáncer, como el cáncer colorrectal. Los estudios epidemiológicos sugieren que una alta ingesta de calcio y vitamina D, y/o una síntesis solar de vitamina D en cantidad suficiente, se correlacionan con una menor incidencia de cáncer. De hecho, se ha observado una asociación inversa entre la exposición solar y la mortalidad por cáncer. Pero todavía es pronto para aconsejar la suplementación con vitamina D como método preventivo del cáncer (a falta de suficientes ensayos clínicos bien diseñados).

Necesidades e ingestas recomendadas

Es difícil precisar correctamente los requerimientos nutricionales de vitamina D, dada su capacidad de ser sintetizada a nivel cutáneo y, por otra parte, por el hecho de poder almacenarse en tejido adiposo fundamentalmente (y en menor cantidad en tejido muscular). Además estos requerimientos dependen, a su vez, de los contenidos de calcio y fósforo de la dieta, el estado fisiológico, la edad, el sexo y el grado de pigmentación de la piel de los individuos.

La biosíntesis endógena en la epidermis a través de la radiación solar se puede ver afectada por diversas razones:
- Regiones geográficas escasamente soleadas durante la mayor parte del año.
- Exceso de ropa de abrigo u otras modas en el vestir que impiden la exposición solar de la piel.
- Población excesiva en núcleos urbanos muy contaminados.
- Confinamiento excesivo en la casa o residencias (Ej. Personas de edad avanzada).
- Utilización habitual de filtros solares que bloquean la radiación ultravioleta.

Estas razones justifican la vulnerabilidad de determinadas personas para lograr una adecuada síntesis de vitamina D y la necesidad de establecer unas ingestas recomendadas debidamente especificadas.

Intestas recomendadas de vitamina D

Las cifras españolas de ingestas recomendadas (IR) de vitamina D están determinadas para cubrir las necesidades cuando no existe exposición solar. Se recomienda una ingesta de 5 µg/día en personas adultas menores de 50 años, cantidad que se ve aumentada hasta 10 µg/día y 15 µg/día para individuos entre 51-70 años y mayores de 70, respectivamente.

De acuerdo con las nuevas ingestas dietéticas de referencia (IOM, 2000) no existe aún suficiente información y evidencia científica para establecer un valor de ingesta recomendada (RDA) para la vitamina D. En su lugar, las recomendaciones se dan provisionalmente en términos de Ingestas Adecuadas, que representa la cantidad diaria de vitamina D que habría que ingerir para mantener la salud ósea y el metabolismo normal del calcio en personas sanas.

Fuentes alimentarias

Son muy pocos los alimentos "naturales", sin modificar, que contienen vitamina D . Los pescados grasos (arenque, salmón, sardina, bacalao...) son buenas fuentes de este nutriente. En pequeñas cantidades, también aportan vitamina D otros alimentos de origen animal (huevos, carne, leche y mantequilla). En cuanto a cereales, verduras, frutas, legumbres y frutos secos se pueden considerar desprovistos de vitamina D.

También existen en el mercado alimentos fortificados que pueden llegar a ser, si su consumo es relativamente frecuente, una fuente importante de esta vitamina (la leche fortificada llega a cubrir hasta un 50% de las recomendaciones en algunos países como Reino Unido, y los cereales de desayuno fortificados aportan entre un 10-15% de las recomendaciones).

Las recomendaciones se expresan en microgramos o en unidades internacionales, teniendo en cuenta la actividad vitamínica de los vitámeros, de manera que:

1 Unidad Internacional equivale a 0.025µg de vitamina D
40 U.I= 1 µg de vitamina D

A pesar de la existencia de fuentes alimentarias de vitamina D, la dependencia de la síntesis endógena de la vitamina D para cubrir las necesidades es muy grande. Por tanto, la fuente más importante de vitamina D es la exposición solar. Como ya hemos dicho anteriormente, la estación del año, la latitud geográfica, la hora del día, la nubosidad, la contaminación y la utilización de pantallas solares afectan a la exposición efectiva al sol y, en definitiva, a la síntesis de vitamina D. Por ejemplo, la exposición solar desde Noviembre a Febrero en Boston es insuficiente para producir una cantidad de vitamina D suficiente que cubra las necesidades. La presencia de una nubosidad total reduce a la mitad la energía de los rayos UV y la sombra la reduce en un 60%. La polución industrial, que incrementa la sombra, también disminuye la exposición solar y puede contribuir al desarrollo de raquitismo en individuos con una baja ingesta de vitamina D.

También, las cremas solares con factor de protección de 8 o mayor bloquearán el paso a los rayos U.V, encargados de sintetizar la vitamina. Por otro lado, hay que decir que es suficiente de diez a quince minutos de exposición solar al menos dos veces semana en la cara, brazos, manos o en la espalda (sin crema protectora) para proporcionar una cantidad adecuada de vitamina D.

Deficiencia de vitamina D

Investigaciones recientes muestran que la insuficiencia de vitamina D llega a ser "una epidemia no reconocida" entre muchas mujeres y hombres de edad madura y avanzada.

Las causas más frecuentes de deficiencias son:
1- Síntesis insuficiente por falta de exposición solar (menor exposición por mayores estancias temporales en sitios cerrados.
2- Síntesis insuficiente por efecto del envejecimiento.
3- Aporte insuficiente o dificultades en la absorción de la vitamina de la dieta.
4- Aumento del catabolismo de la vitamina.
5- Incremento de los requerimiento nutricionales (recién nacidos, embarazadas...).
6- Aumento de las pérdidas (síndrome nefrótico, diálisis peritoneal crónica..).

Las dietas deficientes en vitamina D están asociadas con la alergia a la leche, la intolerancia a la lactosa, o el vegetarianismo estricto. Además, los bebés que se alimentan exclusivamente con leche materna, deficiente en vitamina D, deben recibir un suplemento de esta vitamina para evitar deficiencias.
Como ya hemos comentado, una deficiencia importante en este nutriente produce raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos, además de desmineralización ósea. Las carencias menores producen problemas en la consolidación de fracturas, caries, detención del crecimiento en los niños, debilidad muscular, etc...En adultos, la deficiencia ligera en vitamina D puede permanecer de manera subclínica sin síntomas externos, durante bastante tiempo.
La determinación de 25(OH)D₃ (25 hidroxicolecalciferol) se considera un índice fiable del estado nutricional en esta vitamina.

Grupos con especial riesgo de padecer una deficiencia de vitamina D

- Los bebés que se alimentan exclusivamente con leche materna
- Las personas de edad avanzada
- Personas con una limitada exposición solar
- Personas con un elevado contenido en melanina en su piel
- Personas con problemas de malabsorción de la grasa (deficiencias pancreáticas, enfermedad de Crohn, enfermedad celiaca o hepática...)

Toxicidad de vitamina D

Las dosis excesivas de vitamina D (25 veces mayor que las dosis habituales de vitamina), producen hipercalcemia. El calcio se deposita en los tejidos blandos afectándose el riñón, con la producción de hipertensión arterial, insuficiencia renal, ateroesclerosis y encefalopatía. Con sobredosis más moderadas puede aparecer anorexia, fatiga, naúseas, vómitos, fotofobia, poliurias y cefaleas.

En realidad, sólo cabe la posibilidad de llegar a dosis tóxicas de vitamina D cuando existe suplementación farmacológica. Los niveles de ingesta tolerable (Tolerable Upper Intake Level, UL) están en 25µg para niños hasta 12 meses y en 50 µg (2000 UI) para niños mayores, adultos, gestantes y mujeres en período de lactancia.