Fisiologia della vitamina D.
La vitamina D3 è sintetizzata dalla pelle durante l’estate sotto l’influenza della luce ultravioletta (UV) del sole, o viene ottenuta dal cibo, soprattutto pesci ricchi di grassi. Viene idrossilata nel fegato per produrre 25-idrossivitamina D (25(OH)D), e nei reni in 1,25-di-idrossivitamina D (1,25(OH)2D), ovvero il metabolita attivo che può entrare nella cellula, legare il suo recettore e successivamente al suo gene di risposta specifica, principalmente quello codificante la “proteina legante il calcio” (osteocalcina). Quest’ultima media l’assorbimento del calcio dall’intestino. La produzione della forma attiva di vitamina D è stimolata dall’ormone paratiroideo (PTH) e decresce con l’aumentare del calcio. I fattori di rischio per deficienza di vitamina D sono principalmente:
- Nascita prematura;
- Pigmentazione cutanea;
- Scarsa esposizione solare;
- Obesità;
- Malassorbimento;
- Età avanzata.
Lo stato della vitamina D dipende dall’esposizione solare, ma in Europa i livelli sierici di vitamina D sono maggiori negli stati del nord Europa rispetto al sud. La deficienza grave di vitamina D può determinare osteomalacia laddove il nuovo osso (osteoide) non è mineralizzato. Mancanze meno gravi di vitamina D determinano un aumento del PTH sierico che porta a riassorbimento osseo, osteoporosi e fratture.
Le cellule muscolari possiedono recettori per la vitamina D e diversi studi hanno dimostrato che la concentrazione sierica di vitamina D è correlata alla performance fisica. Inoltre, possiede un effetto anti-proliferativo e anti-infiammatorio, agendo sulle citochine pro-infiammatorie.
Sintesi di vitamina D ed esposizione al sole.
La sintesi di vitamina D nella pelle è un processo a due step che inizia con la produzione di pre-vitamina D dopo irradiazione del 7-deidrocolesterolo ad opera delle radiazioni UV. La probabilità che un fotone raggiunga una molecola di 7-deidrocolesterolo sulla pelle dipende da numerosi fattori, per lo più individuali: età, pelle, clima, comportamento della persona, e dall’angolo dello zenith solare (SZA), ovvero l’angolo tra la verticale locale e la posizione del sole nel cielo. Quando l’SZA è piccolo il sole è alto nel cielo la radiazione solare ha una lunghezza relativamente minore e l’energia fotonica ricade su una piccola area. A grossi valori di SZA il sole è basso nel cielo, la radiazione attraversa un lungo cammino attraverso l’atmosfera, e alla superficie l’energia rimanente è sparsa su un’area più vasta. Diversi fattori giocano un ruolo fondamentale in questo processo, quali l’ozono (che è la molecola che più di tutte assorbe l’energia UV), le nuvole, e le particelle sospese.
Quindi l’indice ultravioletto, che è visibile nelle previsioni atmosferiche, può essere utilizzato come un indicatore grezzo del tempo previsto per produrre una data quantità di pre-vitamina D nella pelle.
Sebbene l’eritema e la sintesi di vitamina D non siano equivalenti (lo spettro di azione dell’eritema si estendo agli UVA) l’irradianza pesata sull’eritema fornisce un buon valore guida per la stima della quantità di UV richiesta per la sintesi di vitamina D. ogni persona possiede la propria dose minima per l’eritema, ovvero la quantità di radiazione che causa un leggero arrossamento della pelle. È stato dimostrato come persone con diversi tipi di pelle sintetizzino quantità equivalenti di vitamina D se sottoposti alla stessa quantità di raggi UV in termini di dose minima per l’eritema.
La quantità di pelle esposta al sole può essere estremamente variabile. Ad esempio esponendo una testa calva e il collo al sole per 20 minuti viene prodotta la stessa quantità di vitamina D prodotta esponendo l’intero corpo per 2 minuti; è dunque più efficace esporre grandi quantità di pelle per un più piccolo periodo di tempo per produrre pre-vitamina D3.
Il miglior modo per aumentare la produzione di vitamina D è attraverso corte ma regolari esposizioni della pelle senza protezione alla luce del sole. Non c’è beneficio nelle esposizioni prolungate per diversi motivi: innanzitutto c’è un limite nella quantità di pre-vitamina D3 che può formarsi nella pelle, e una volta raggiunto questo limite non si può andare oltre. Inoltre, la vitamina D3 è fotolabile, per cui può essere inattivata se raggiunta da radiazioni UVA e UVB insieme. Quindi, un’esposizione regolare giornaliera è molto più efficiente che una singola esposizione una volta alla settimana. Inoltre, esposizioni regolari di breve durata permettono di evitare gli effetti di un eventuale eritema solare.
Se abbiamo un indice UV ad esempio pari a 7, e un tempo di formazione di eritema di 40 minuti, il tempo ideale di esposizione alla luce per produrre vitamina D sarà di circa 10 minuti.
Concentrazioni ideali di vitamina D.
La concentrazione sierica di vitamina D è correlata all’assorbimento intestinale di calcio, ma tale effetto raggiunge il plateau a 80nMol/L, valore oltre il quale non c’è ulteriore aumento dell’assorbimento di calcio. Se la concentrazione di vitamina D è superiore alle 45nmol/l (18ng/ml) non sono necessari più di 800mg/giorno di calcio. Sono stati effettuati numerosi studi clinici sul dosaggio giornaliero di vitamina D in correlazione con il rischio di frattura. In una meta-analisi di dati combinati di questi studi mostra come le fratture diventano progressivamente di meno con una dose di almeno 100nmol/l.
Anche un altro trial clinico, lo studio RECORD, dimostra come una dose efficace per la prevenzione delle fratture deve essere superiore alle 75nmol/l. Per gli adulti, l’unico modo di raggiungere questa dose senza prescrizione di supplementi di vitamina D è l’esposizione al sole. Senza esposizione a radiazioni UVB la quantità di vitamina D assunta mediante il cibo e i supplementi è insufficiente.
Ad oggi, la quantità media di vitamina D sierica per persone vestite che lavorano all’aperto è di 122nmol/l. Le persone adulte dovrebbero consumare circa 50mcg (2000 IU)/giorno di vitamina D. Ciò aumenterebbe le concentrazioni sieriche di vitamina D di 50nmol/l. In una giornata estiva con sole pieno, l’esposizione al sole di tutto il corpo produce circa 250 mcg (10000 IU) di vitamina D al giorno. Di conseguenza, la tossicità pensata per supplementi dietetici di vitamina D di 20 mcg (800 IU) sé infondata. È stato stimato che una persona dovrebbe consumare circa 67 volte più vitamina D rispetto ai raccomandati 15 mcg minimi per sperimentare effetti da overdose. Si stima quindi che circa 60 mcg (2400 IU) giornalieri possano essere consumati con sicurezza. L’esposizione del corpo in costume da bagno alla dose minima per l’eritema solare (MED) è equivalente all’ingestione di 250 mcg (10000 IU) di vitamina D, ed è stato riportato che l’esposizione di meno del 18% della superficie corporea (mani, braccia e viso) per 2-3 volte a settimana a 1/3 o 1/2 della MED (circa 5 minuti per la pelle di fototipo 2) in promavera, estate ed autunno è più che adeguata per ottenere la giusta dose giornaliera di vitamina D.
È stato inoltre dimostrato che una dose di 1250 mcg (50000 IU) di vitamina D una volta a settimana per 8 settimane è efficiente e sicura per trattare le deficienze di vitamina D.
Fonti
Jorg Reichrath - The challenge resulting from positive and negative effects of sunlight: How much solar UV exposure is appropriate to balance between risks of vitamin D deficiency and skin cancer? – Progress in biophtsics and molecular biology – 92 (2006) 9-16.
P. Lips – Vitamin D physiology. Progress in biophysics and molecular biology 92 (2006) 4-8.
Reinhold Vieth - What is the optimal vitamin D status for health? - Progress in Biophysics and Molecular Biology 92 (2006) 26–32.
Ann R. Webb - Who, what, where and when—influences on cutaneous vitamin D synthesis. Progress in Biophysics and Molecular Biology 92 (2006) 17–25.
La vitamina D3 è sintetizzata dalla pelle durante l’estate sotto l’influenza della luce ultravioletta (UV) del sole, o viene ottenuta dal cibo, soprattutto pesci ricchi di grassi. Viene idrossilata nel fegato per produrre 25-idrossivitamina D (25(OH)D), e nei reni in 1,25-di-idrossivitamina D (1,25(OH)2D), ovvero il metabolita attivo che può entrare nella cellula, legare il suo recettore e successivamente al suo gene di risposta specifica, principalmente quello codificante la “proteina legante il calcio” (osteocalcina). Quest’ultima media l’assorbimento del calcio dall’intestino. La produzione della forma attiva di vitamina D è stimolata dall’ormone paratiroideo (PTH) e decresce con l’aumentare del calcio. I fattori di rischio per deficienza di vitamina D sono principalmente:
- Nascita prematura;
- Pigmentazione cutanea;
- Scarsa esposizione solare;
- Obesità;
- Malassorbimento;
- Età avanzata.
Lo stato della vitamina D dipende dall’esposizione solare, ma in Europa i livelli sierici di vitamina D sono maggiori negli stati del nord Europa rispetto al sud. La deficienza grave di vitamina D può determinare osteomalacia laddove il nuovo osso (osteoide) non è mineralizzato. Mancanze meno gravi di vitamina D determinano un aumento del PTH sierico che porta a riassorbimento osseo, osteoporosi e fratture.
Le cellule muscolari possiedono recettori per la vitamina D e diversi studi hanno dimostrato che la concentrazione sierica di vitamina D è correlata alla performance fisica. Inoltre, possiede un effetto anti-proliferativo e anti-infiammatorio, agendo sulle citochine pro-infiammatorie.
Sintesi di vitamina D ed esposizione al sole.
La sintesi di vitamina D nella pelle è un processo a due step che inizia con la produzione di pre-vitamina D dopo irradiazione del 7-deidrocolesterolo ad opera delle radiazioni UV. La probabilità che un fotone raggiunga una molecola di 7-deidrocolesterolo sulla pelle dipende da numerosi fattori, per lo più individuali: età, pelle, clima, comportamento della persona, e dall’angolo dello zenith solare (SZA), ovvero l’angolo tra la verticale locale e la posizione del sole nel cielo. Quando l’SZA è piccolo il sole è alto nel cielo la radiazione solare ha una lunghezza relativamente minore e l’energia fotonica ricade su una piccola area. A grossi valori di SZA il sole è basso nel cielo, la radiazione attraversa un lungo cammino attraverso l’atmosfera, e alla superficie l’energia rimanente è sparsa su un’area più vasta. Diversi fattori giocano un ruolo fondamentale in questo processo, quali l’ozono (che è la molecola che più di tutte assorbe l’energia UV), le nuvole, e le particelle sospese.
Sebbene l’eritema e la sintesi di vitamina D non siano equivalenti (lo spettro di azione dell’eritema si estendo agli UVA) l’irradianza pesata sull’eritema fornisce un buon valore guida per la stima della quantità di UV richiesta per la sintesi di vitamina D. ogni persona possiede la propria dose minima per l’eritema, ovvero la quantità di radiazione che causa un leggero arrossamento della pelle. È stato dimostrato come persone con diversi tipi di pelle sintetizzino quantità equivalenti di vitamina D se sottoposti alla stessa quantità di raggi UV in termini di dose minima per l’eritema.
La quantità di pelle esposta al sole può essere estremamente variabile. Ad esempio esponendo una testa calva e il collo al sole per 20 minuti viene prodotta la stessa quantità di vitamina D prodotta esponendo l’intero corpo per 2 minuti; è dunque più efficace esporre grandi quantità di pelle per un più piccolo periodo di tempo per produrre pre-vitamina D3.
Il miglior modo per aumentare la produzione di vitamina D è attraverso corte ma regolari esposizioni della pelle senza protezione alla luce del sole. Non c’è beneficio nelle esposizioni prolungate per diversi motivi: innanzitutto c’è un limite nella quantità di pre-vitamina D3 che può formarsi nella pelle, e una volta raggiunto questo limite non si può andare oltre. Inoltre, la vitamina D3 è fotolabile, per cui può essere inattivata se raggiunta da radiazioni UVA e UVB insieme. Quindi, un’esposizione regolare giornaliera è molto più efficiente che una singola esposizione una volta alla settimana. Inoltre, esposizioni regolari di breve durata permettono di evitare gli effetti di un eventuale eritema solare.
Se abbiamo un indice UV ad esempio pari a 7, e un tempo di formazione di eritema di 40 minuti, il tempo ideale di esposizione alla luce per produrre vitamina D sarà di circa 10 minuti.
Concentrazioni ideali di vitamina D.
La concentrazione sierica di vitamina D è correlata all’assorbimento intestinale di calcio, ma tale effetto raggiunge il plateau a 80nMol/L, valore oltre il quale non c’è ulteriore aumento dell’assorbimento di calcio. Se la concentrazione di vitamina D è superiore alle 45nmol/l (18ng/ml) non sono necessari più di 800mg/giorno di calcio. Sono stati effettuati numerosi studi clinici sul dosaggio giornaliero di vitamina D in correlazione con il rischio di frattura. In una meta-analisi di dati combinati di questi studi mostra come le fratture diventano progressivamente di meno con una dose di almeno 100nmol/l.
Ad oggi, la quantità media di vitamina D sierica per persone vestite che lavorano all’aperto è di 122nmol/l. Le persone adulte dovrebbero consumare circa 50mcg (2000 IU)/giorno di vitamina D. Ciò aumenterebbe le concentrazioni sieriche di vitamina D di 50nmol/l. In una giornata estiva con sole pieno, l’esposizione al sole di tutto il corpo produce circa 250 mcg (10000 IU) di vitamina D al giorno. Di conseguenza, la tossicità pensata per supplementi dietetici di vitamina D di 20 mcg (800 IU) sé infondata. È stato stimato che una persona dovrebbe consumare circa 67 volte più vitamina D rispetto ai raccomandati 15 mcg minimi per sperimentare effetti da overdose. Si stima quindi che circa 60 mcg (2400 IU) giornalieri possano essere consumati con sicurezza. L’esposizione del corpo in costume da bagno alla dose minima per l’eritema solare (MED) è equivalente all’ingestione di 250 mcg (10000 IU) di vitamina D, ed è stato riportato che l’esposizione di meno del 18% della superficie corporea (mani, braccia e viso) per 2-3 volte a settimana a 1/3 o 1/2 della MED (circa 5 minuti per la pelle di fototipo 2) in promavera, estate ed autunno è più che adeguata per ottenere la giusta dose giornaliera di vitamina D.
È stato inoltre dimostrato che una dose di 1250 mcg (50000 IU) di vitamina D una volta a settimana per 8 settimane è efficiente e sicura per trattare le deficienze di vitamina D.
Fonti
Jorg Reichrath - The challenge resulting from positive and negative effects of sunlight: How much solar UV exposure is appropriate to balance between risks of vitamin D deficiency and skin cancer? – Progress in biophtsics and molecular biology – 92 (2006) 9-16.
P. Lips – Vitamin D physiology. Progress in biophysics and molecular biology 92 (2006) 4-8.
Reinhold Vieth - What is the optimal vitamin D status for health? - Progress in Biophysics and Molecular Biology 92 (2006) 26–32.
Ann R. Webb - Who, what, where and when—influences on cutaneous vitamin D synthesis. Progress in Biophysics and Molecular Biology 92 (2006) 17–25.
