维生素D（VD）对人体的钙吸收起着关键作用。VD缺乏的时候，吃下去的钙只能被吸收10%，再怎么补钙也可能无济于事。对现代城市伏案工作学习的人群来说，怎样才能知道日照是否已经生成了足量的VD？补钙要补VD，该通过哪些形式补？有什么需要注意的？本文介绍了人体所需维生素D的来源、作用、 如何补充以及血检结果的解读，希望帮到各位新手父母和需要补钙、正在补钙的你。

撰文 | 史隽

 

什么是VD？

 

20世纪初期，研究营养缺乏症的医生们发现了13种维生素。由于人体自身不能合成维生素，所以，从那时起，科学家们就将维生素定义为必须从饮食中获取的有机化学物质，它们在人身体的新陈代谢中起着至关重要的作用，但仅需少量即可发挥作用。

 

维生素D (VD) 是这13种维生素之一，是一种脂溶性维生素 (总共有4种脂溶性维生素：维生素A、D、E、K)。虽然VD确实对健康至关重要，而且只需要少量即可，但是严格地从定义上讲，它不应该算是维生素，因为人体是可以自身合成VD的。相反，大多数天然的食物，除了鱼和蛋黄等以外，都不含VD。此外，从食物中获取的VD，人体也必须先对其进行转化加工，才能发挥作用。

 

和其他常见维生素不同，VD不是一种化学物质，而是许多化学结构类似的化学物质的总称。常见的VD主要包括两种类型：维生素D2 (ergocalciferol) 和维生素D3(cholecalciferol)。

 

图1：维生素D2和维生素D3的化学结构

 

维生素D2主要来自真菌 (例如在阳光下生长的蘑菇) 和一些植物源食物。阳光中的紫外线B(UVB) 会促进蘑菇中的麦角固醇 (ergosterol) 形成维生素D2 [1]。人工合成维生素D2的过程也比较简单，将植物甾醇暴露于紫外线中就可以生成维生素D2。由于维生素D2的生产成本较低，所以经常被添加在食品里。

 

维生素D3仅存在于动物源食物中，如多脂鱼（fatty fish，指各部肌肉混合后脂肪含量高于5.0%的鱼类）、鱼油、肝脏、蛋黄等。人体内天然的维生素D3是由皮肤中普遍存在的7-脱氢胆固醇作为前体合成产生的。阳光是合成反应的关键：阳光中的紫外线B将7-脱氢胆固醇转化为维生素D3的催化剂[2]。没有阳光中的紫外线B，体内就没有维生素D3的生成。人工合成维生素D3的方法于人和动物皮肤中天然产生的方法相似：从胆固醇产生7-脱氢胆固醇，然后紫外线辐射将7-脱氢胆固醇转化为D3形式。

 

图2：紫外线催化维生素D2和D3的化学合成

 

无论是从食物里摄取的，还是人体自身合成的，维生素D2和D3都要经过人体的进一步代谢才能起作用。

 

肝脏会将维生素D2代谢为25-羟基维生素D2，将维生素D3代谢为25-羟基维生素D3。这两种化合物统称为25-羟基维生素D，也叫骨化二醇 (calcifediol)。

 

25-羟基维生素D是VD的主要循环形式，其血液水平反映了体内VD的储存量。因此，医生通常通过测量血液里的25-羟基维生素D水平来估算您体内VD的量是否足够 [3]。

 

尽管25-羟基维生素D被用作检测指标，但它还需要在肾脏里加上最后的一对氧和氢分子，成为最后的有活性的形式：1,25-二羟基维生素D，也被称做骨化三醇 (Calcitriol)。

 

 

图3：人体内VD的代谢丨作者作图

 

 

VD的益处

 

VD最主要的作用是增加肠道对钙的吸收，从而调节骨骼生长、保持骨骼健康。当人体内有足够的VD时，人体对饮食摄入的钙能吸收30-40%；如果VD缺乏，就只能吸收10-15％。儿童缺乏VD会导致佝偻病 (rickets)；成年人缺乏VD会引起骨软化症 (osteomalacia) 和骨质疏松症 (osteoporosis)。

骨质疏松症和骨折

 

随着年龄的增长，很多人 (多数是女性，但也有男性) 会有患骨质疏松症的风险。骨质疏松症的特征是骨骼易碎，如果摔倒可能会骨折。

 

VD对维持骨骼健康有重要的作用，这几乎是众所周知的。但这个作用也是最有争议的——尽管医生们都同意缺乏VD会增加患骨质疏松症和骨折的风险，但他们对服用VD保健品的益处和最佳剂量意见有分歧。

 

血液中的钙对神经、肌肉和心脏的功能至关重要，其水平是不能下降的。此时，如果体内钙总量不足，为了应对血液对钙的需求，身体会分泌甲状旁腺激素，从骨骼中调动钙补充血液里的钙，维持血钙水平，以使心脏和神经能够正常工作。但这样一来，骨骼就被牺牲了，随着其中的钙浓度下降，骨骼就会变得脆弱且容易骨折。

 

没有足够的VD，肠道就无法有效从食物中吸收钙。大多数研究显示，缺乏VD会增加骨质疏松症的风险以及骨折的可能性。那么，补充多少VD保健品能降低骨折风险？有些研究只包括女性，另一些包括男性和女性；有些只包括体弱、年长或住院的人，另一些则包括健康的人；有些研究只补充VD，其他则同时使用VD和不同剂量的钙；有的研究每天服用400IU的VD，其他的则每天多达800 IU…… 研究设计五花八门，因此这个问题还没确定的答案。

 

VD很重要，但不意味着如果您体内VD水平正常，也需要额外补充。2018年8月发表的一项荟萃分析得出结论：增加普通人群的VD水平不能降低健康人群骨折的风险[4]。一项对81个研究的荟萃分析发现，补充VD并不能预防骨折或跌倒或改善骨骼矿物质密度[5]。对于一些确认体内VD不足的人，额外补充会有健康益处。

 

其他疾病

 

有越来越多的证据表明，VD在许多其他方面对人体也很重要。人体的许多组织，例如前列腺、肠道、心脏、血管、肌肉和内分泌腺等，都会表达VD的受体 (能与VD结合的蛋白质)。一些正在进行中的研究表明，当VD与这些受体结合时，可能产生有益的作用：肌肉需要它才能收缩，神经需要它在大脑和身体各部位之间传递信息，免疫系统需要它来抵抗入侵的细菌和病毒[6]。

 

对任何疾病的任何一组患者进行采样，他们体内的VD含量几乎都会低于健康个体。很多人据此推测，VD含量低会导致这种疾病——但其实并没有证据证明。生病时，人的外出活动少，食欲不振，这些都会降低体内VD的水平。因此，我们无法断定VD的水平低是导致疾病的原因，还是生病造成的后果。

 

一些相关性研究表明，VD可能可以预防结肠癌[7]，甚至可能预防前列腺癌和乳腺癌[8]。但是，血液中较高的VD水平也与胰腺癌的高发病率有关[9]。这些研究不能确切地证明缺乏VD会导致疾病，也没有证明服用VD保健品可以降低患这些疾病的风险。目前，要断定低VD状态是否会增加患癌症的风险，以及高水平VD是否会保护或者增加某些人的风险，还为时过早。

 

简单来说，是否需要补充VD的原则是：不缺不用补，缺了才需要补充到正常水平。

 

如何获得足够的VD

 

如何获得VD？

 

简单的答案：阳光、食物或保健品。

 

人体自然合成维生素D3需要多少阳光？

 

VD也被称作“阳光维生素”，因为它的合成需要紫外线/阳光做催化剂。影响体内VD水平的最大的因素是光照。

 

如果您大部分时间都在室内活动，常年防晒或居住在日照缺乏的地区，就很有可能缺乏足够的光照促进自身合成所需的VD。

 

小知识点

 

在室内透过窗户暴露在阳光下，皮肤不会产生VD。这是因为，玻璃虽然对可见光是透明的，但几乎能够吸收所有的紫外线B。紫外线B是可能导致晒伤的射线，因此，透过玻璃不会被晒伤。

 

但是，紫外线A (UVA) 比紫外线B更接近可见光谱，约 75％的紫外线A能够透过普通玻璃。紫外线A会导致皮肤损伤和基因突变。后者可能导致皮肤癌。因此玻璃不能防护阳光引起的皮肤损伤。

 

那么每天需要照多少阳光才够呢？

 

有个研究发现，印度南部的蒂鲁伯蒂人（北纬13.40°东经77.2°），每周晒两次半小时的正午太阳，所产生的VD的量就足够人体所需[10]。阳光催化的自身皮肤内合成的VD也不会过量：如果身体所需的量够了，自身合成就会减少。

 

但是，在距赤道较远的国家/地区，因为日照不够强，可能需要更多时间才能达到相同的结果。然而，也需要注意不要长时间在没有防晒霜的条件下接受日照。这点对肤色较浅的人尤其重要，因为过多紫外线引起的晒伤是引起皮肤癌的主要危险因素[11]。

知识点：防晒霜的使用

 

晒太阳和涂防晒霜是一个需要权衡利弊的选择。

阳光包含两种形式的射线：紫外线A (UVA) 和紫外线B (UVB)。UVB是皮肤合成VD所需的能量。

UVA的波长更长，穿透皮肤较深，与皮肤老化有关 (例如皱纹的产生)。UVB的波长较短，穿透皮肤较浅，与皮肤灼伤有关 (例如皮肤晒红)。尽管UVA和UVB射线对皮肤的影响方式不同，它们都会破坏皮肤细胞的DNA，引起基因突变，从而可能导致皮肤癌以及过早衰老。这些射线还会损伤眼睛，导致白内障和眼睑癌等。

适当的光照对身体有好处，过量的紫外线辐射对身体有害。

为了保护自己，应该尽量避免夏季的日照，尤其是上午10点至下午2点之间。夏季大艳阳天出门的时候，要么尽可能戴大帽檐的帽子，穿深色的长袖衬衫和长裤；要么就应该涂抹防晒霜。

防晒霜的SPF至少应该要有15；皮肤白的人应该选择SPF30以上的。但是，有一点要注意， SPF仅适用于UVB，挑选防晒霜的时候应该选一种也可以防止UVA的“广谱”防晒霜。最重要的是，应该尽早涂防晒霜，并且经常补涂。

 

需要的光照时间还受很多其他因素的影响，例如季节、一天中的不同时间、所处地区的纬度/海拔、空气污染程度、皮肤色素沉着、防晒霜的使用、玻璃和塑料对紫外的穿透能力及其老化程度等等，都会影响人们所需的光照时间。（详见：紫外线的危害：知己知彼，方能立于不“黑”之地丨展卷）。举个例子，生活在北纬37°以北或南纬37°以南的人们，除了在夏季短短的几个月内，一年中其它季节都无法从太阳获得足够的UVB来产生人体所需的所有VD。另外，皮肤色素沉着可以导致皮肤中VD的产量减少90％以上，因此肤色深的人群很容易缺乏VD。

 

哪些食物含有VD？

 

VD也可以从饮食中摄入。VD含量高的食物来源包括多脂鱼 (例如三文鱼)、鱼油、蛋黄、黄油和肝脏。

 

然而，VD含量高的食物资源不多，单纯从饮食中获取足够的量不太容易。一个蛋黄只含有大约20 IU (International Units, 国际单位) 的VD。必须吃大约10克的鲑鱼、200克的大比目鱼、850克的鳕鱼或将近两个230克的金枪鱼罐头才能得到400 IU的VD。

 

除此以外，一些加工食品，例如酸奶和橙汁等，会额外添加VD (D2或者D3)。

 

VD保健品，哪种好？

 

如果检测发现体内VD的水平确实比较低，而又无法通过生活方式的改变来改善，那么还可以服用VD保健品来补充。

 

市面上的VD保健品既有维生素D2，也有维生素D3，它们的区别是很大的。

 

虽然维生素D2和D3被统称为VD，但是它们对提高人体内VD水平的能力不完全相同。在摄入量相等的情况下，维生素D3比维生素D2更能有效地升高血液中骨化二醇的水平中[12, 13]。

 

一项针对32位老年女性的研究发现，同等单剂量 (300,000 IU) 的维生素D3提升骨化二醇水平的功效几乎是维生素D2的两倍[14]。

 

还有研究发现，粉末形式的维生素D2对温度和湿度的波动更敏感[15]，因此已发现不同品牌的维生素D2的含量与瓶子上标注的含量可能有很大的差别。但是，这个研究看的只是粉末形式的维生素D2，目前还不清楚溶解在油里面的维生素D2是否也会不稳定。

 

所以，如果需要额外补充VD，应该考虑选择维生素D3。由于VD是脂溶性的，VD的保健品最好与含有脂肪的食物一起服用。

 

VD越多越好？

 

1997年以前，美国建议所有成年人每天VD的摄入量是200 IU。随着越来越多的美国人被发现缺乏VD，现在建议51至70岁的人每天摄入量增加到400 IU，70岁以上的人增加到600 IU。这是因为随着年龄的增长（尤其是绝经后的女性），人们合成VD和吸收钙的效率降低。现在有许多权威机构建议每天摄入800-1000 IUVD。

 

母乳喂养的婴儿尤其需要注意补充VD，因为母乳里面含有的VD的量比较低。婴儿出生后每天需要400 IU的VD，直到他们喝添加了VD的配方奶或牛奶。

 

2010年11月，美国医学会的专家委员会设定了新的VD “饮食参考摄入量”。

 

这个摄入量基于一个假设条件：这个人完全没有通过日照自身合成VD，并且摄入了足够的钙。美国医学会建议从饮食或保健品中获取的VD见表格1 (注意，上限摄入量是美国医学会的专家们认为最高安全量；1 mcg = 1 µg = 1微克) :

 

表1：美国医学会推荐的VD 参考摄入量丨作者作图

那么VD是不是越多越好呢？

 

绝对不是，任何好东西都有过量的风险。

 

过多的VD会引起异常高的血钙水平，导致恶心、便秘、食欲不振、精神错乱、心律不齐甚至肾结石。

 

像其他脂溶性维生素一样，VD存储在人体的脂肪中。每日摄入量总会有波动，当某些天摄入过量的时候，多余的量可以被存储起来；当某几天摄入量不足时，身体就可以动用自己的储备。但这也意味着，持续摄入过量的VD，身体的存储可能会积累到毒性水平。在这些极端情况下，过量的VD会升高血液中的钙水平，从而引起嗜血、便秘甚至死亡。但是这种极端情况在超大量摄入的情况下才会发生。目前每天剂量 ≤ 2,000 IU被认为是安全的。

 

另外一种情况是，身材瘦小的人 (例如婴儿和儿童) 体内的脂肪量较少，那么VD的存储空间也较少。如果服用了大剂量的VD，过量的就会进入血液，导致钙吸收过多，以致中毒。目前尚不清楚超过VD摄入量的上限多久后会有危险。

 

VD的毒性几乎总是由保健品的过量使用而造成的。过度的阳光照射不会造成VD过量，因为人体自身合成会有精密的调控，量足够了就不再继续了。

 

国内很多VD是以鱼肝油的形式补充的，主要成分是维生素A (VA) +VD。补充VA对VA缺乏的孩子有帮助。但是，大多数健康，营养丰富的孩子不需要额外补充，还很容易摄入过量。例如，在美国，一项对全国3,000多个儿童进行的随机抽样调查发现，服用复合维生素的2岁以内的儿童，有97%摄入的VA 过量。即使在不服用保健品的幼儿中，也有15％的人摄入了过多的VA[16]。

图4：常见的“鱼肝油”

VA过量会有很严重的后果：虚弱，头痛，恶心，皮肤干燥和其他症状。长期服用过量的维生素A会引起关节疼痛和骨骼脱钙，导致骨质疏松[17]。

 

因此，如果不是VA缺乏，要补充VD应该选择单一成分的保健品，而不是选择这种复合形式的。

 

血液里VD水平的检测

 

怎么知道自己到底缺不缺VD呢？上面讲到可以通过检测血液里的25-羟基VD来衡量看体内VD的水平。

 

测试本身不是问题，问题在于如何解释结果。很多专家认为，还缺乏高质量研究的数据来系统地确认到底哪个临界值显示VD缺乏。

 

1) 尽管标准不尽相同，但大多数专家都认为，血液里的25-羟基VD的水平低于12 ng/mL(毫微克/毫升) 或是30 nmol / L反映了VD明显不足。（1 nmol/L = 0.4 ng/mL）

 

2) 美国医学会认为如果在12-20 ng/mL (30-50 nmol/L) 之间，有些人可能有VD缺乏的倾向。没有证据表明血液里的浓度高于30 ng/mL (75 nmol/L) 会有更多的益处，而浓度高于50 ng/mL (125 nmol/L) 可能反而会引起不好的问题。

 

3) 美国国立卫生研究院认为血液里25-羟基VD的水平持续超过200 ng/mL (500 nmol/L)就会有“潜在毒性”。

表2：各路专家对 VD含量危害性的看法丨作者作图

根据这个指标，有些人缺乏VD，几乎没有人的VD量过高。一般而言，年轻人的血液中25-羟基VD的水平高于老年人，男性的水平高于女性。

 

可能缺乏VD的人群包括：

 

1) 母乳喂养的婴儿。

2) 老年人，因为他们的皮肤在阳光照射下不能像年轻时一样有效地产生VD，而且肾脏也不能很好地将VD转化为活性形式。

3) 肤色较黑的人，因为他们的皮肤从阳光中产生VD的能力较低。

4) 患有克罗恩氏病或乳糜泻等疾病的患者无法正常代谢脂肪，而VD需要通过脂肪被吸收。

5) 肥胖的人，因为他们的体内脂肪会与VD结合，阻止其进入血液循环。

 

VD和其它药物的相互作用

 

类固醇药物如泼尼松 (prednisone) 会干扰VD的代谢。如果定期服用类固醇药物，需要与医生讨论VD。

 

减肥药orlistat (商标名称包括Xenical和Alli) 可能会影响VD的吸收。降胆固醇药cholestyramine（商标名称包括Questran、LoCholest和Prevalite）也是如此。服用这些药物的人应与医生讨论VD的摄入量。

 

治癫痫药物苯巴比妥 (Phenobarbital) 和地兰汀（Dilantin，phenytoin）会影响VD的代谢并影响钙的吸收。结核药也是如此。

 

另一方面，降胆固醇的他汀类药物和噻嗪类利尿剂会增加VD的水平。

 

总 结

 

以前，只要晒成“健康”的棕褐色，身体就会自然生产人体所需的所有VD。然而，现代人常在室内办公，为防皮肤癌使用防晒霜，这个传统经验已经不再对所有人适用了。如今保证摄入足量VD的方案是：吃鱼、鸡蛋，喝添加了VD的牛奶和果汁，服用适当剂量的VD保健品。

 

关于到底什么人需要补充VD和应该补充多少的辩论仍在继续，但波士顿哈佛医学院附属的Brigham and Women’s Hospital的研究人员正在进行一项期待已久的随机试验（名为VIital），他们使用了25,000名成年人作为试验对象，旨在研究补充VD和欧米茄-3脂肪酸对癌症、中风和心脏病的影响。结果可能会在今年年底公布。

参考文献

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2. M. Wacker, M. F. Holick, Sunlight and Vitamin D: A global perspective for health. Dermatoendocrinol 5, 51-108 (2013).

3. M. F. Holick, Vitamin D Status: Measurement, Interpretation, and Clinical Application. Annals of Epidemiology 19, 73-78 (2009).

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10. C. V. Harinarayan, M. F. Holick, U. V. Prasad, P. S. Vani, G. Himabindu, Vitamin D status and sun exposure in India. Dermatoendocrinol 5, 130-141 (2013).

11. #039, J. Orazio, S. Jarrett, A. Amaro-Ortiz, T. Scott, UV Radiation and the Skin. International Journal of Molecular Sciences 14, 12222-12248 (2013).

12. L. Tripkovic et al., Comparison of vitamin D2 and vitamin D3 supplementation in raising serum 25-hydroxyvitamin D status: a systematic review and meta-analysis. The American journal of clinical nutrition 95, 1357-1364 (2012).

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14. E. Romagnoli et al., Short and Long-Term Variations in Serum Calciotropic Hormones after a Single Very Large Dose of Ergocalciferol (Vitamin D2) or Cholecalciferol (Vitamin D3) in the Elderly. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 93, 3015-3020 (2008).

15. L. A. Houghton, R. Vieth, The case against ergocalciferol (vitamin D2) as a vitamin supplement. The American Journal of Clinical Nutrition 84, 694-697 (2006).

16. R. Briefel, C. Hanson, M. K. Fox, T. Novak, P. Ziegler, Feeding Infants and Toddlers Study: Do Vitamin and Mineral Supplements Contribute to Nutrient Adequacy or Excess among US Infants and Toddlers? Journal of the American Dietetic Association 106, 52.e51-52.e15 (2006).

17. M. Rutkowski, K. Grzegorczyk, Adverse effects of antioxidative vitamins. International Journal of Occupational Medicine and Environmental Health 25, 105-121 (2012).