La vitamina D è un gruppo di pro-ormoni liposolubili costituito da 5 diverse vitamine: vitamina D1, D2, D3, D4 e D5. Le due più importanti forme in cui la vitamina D si può trovare sono la vitamina D2 (ergocalciferolo) e la vitamina D3 (colecalciferolo), entrambe dall'attività biologica molto simile. Lergocalciferolo (D2) è di provenienza vegetale (funghi e licheni), mentre il colecalciferolo (D3), derivante dal colesterolo, è sintetizzato negli organismi animali ma viene estratto anche dagli aghi di pino.
La fonte principale di vitamina D per l'organismo umano è l'esposizione alla radiazione solare. La vitamina D ottenuta dall'esposizione solare o attraverso la dieta è presente in una forma biologicamente non attiva e deve subire due reazioni di idrossilazione per essere trasformata nel calcitriolo, la forma biologicamente attiva.
Storia La storia della scoperta della vitamina D parte nel 1919 quando il pediatra tedesco Kurt Huldschinsky osservò che bambini affetti da rachitismo guarivano se esposti alla luce ultravioletta. A.F. Hess e H.B. Gutman ottennero un risultato simile nel 1922 usando la luce solare. Nello stesso periodo Mc Collum ipotizzò l'esistenza di un composto liposolubile essenziale per il metabolismo delle ossa, studiando l'azione antirachitica dell'olio di fegato di pesce da cui riuscì a identificare una componente attiva. Già nel biennio 1919-1920 Sir Edward Mellanby era pervenuto a un'ipotesi simile studiando cani cresciuti sempre al chiuso. Nel 1923 Goldblatt e Soames riuscirono a dimostrare che quando il 7-deidrocolesterolo, presente nella pelle, viene colpito dai raggi ultravioletti esso dà origine ad un composto avente la stessa attività biologica del composto lipofilo di Mc Collum. La struttura della vitamina D venne identificata nel 1930 da A. Windaus.
Chimica
Gli studi strutturali hanno permesso di identificare le due forme della vitamina D e che lergocalciferolo viene formato quando i raggi ultravioletti colpiscono l'ergosterolo, la sua forma provitaminica di origine vegetale, mentre il colecalciferolo si produce dall'irradiazione del 7-deidrocolesterolo.
L'assorbimento della vitamina D segue gli analoghi processi cui le altre vitamine liposolubili sono sottoposte. Infatti essa viene inglobata nelle micelle formate dall'incontro dei lipidi idrolizzati con la bile, entra nell'epitelio intestinale dove viene incorporato nei chilomicroni che entrano nella circolazione linfatica. In vari tessuti il colecalciferolo subisce una reazione di idrossilazione con formazione di 25-idrossicolecalciferolo [25(OH)D] (calcidiolo o calcifediolo) che passa nella circolazione generale e si lega a una proteina trasportatrice specifica (proteina legante la vitamina D, DBP). Arrivato nel rene, il 25 (OH)D può subire due diverse reazioni di idrossilazione, catalizzate da differenti idrossilasi (la 1α-idrossilasi e la 24-idrossilasi), che danno origine rispettivamente all'1,25-diidrossicolecalciferolo [1,25(OH)D] (calcitriolo), la componente attiva, ed al 24,25-diidrossicolecalciferolo [24,25(OH)D], una forma inattiva.
Oltre a essere assorbita dagli alimenti, la vitamina D viene prodotta a livello della cute. Qui viene prodotta esclusivamente vitamina D3 (colecalciferolo) e non D2 (ergocalciferolo), di produzione esclusivamente vegetale e quindi assumibile dagli animali solo per via alimentare. I raggi ultravioletti favoriscono la conversione del 7-deidrocolesterolo che può dare origine al colecalciferolo e a due prodotti inattivi: il lumisterolo ed il tachisterolo. Le quantità di D3 e D2 prodotte dipendono dalle radiazioni ultraviolette (più efficaci quelle con lunghezza d'onda compresa tra 290 e 315 nm), dall'ampiezza, lo spessore e la pigmentazione della superficie cutanea esposta e dal tempo di esposizione alla luce solare. Nei mesi estivi la sovrapproduzione di vitamina D ne consente l'accumulo, che la rende così disponibile anche durante il periodo invernale.
La vitamina D favorisce il riassorbimento di calcio a livello renale, l'assorbimento intestinale di fosforo e calcio, i processi di mineralizzazione dell'osso e anche di differenziazione di alcune linee cellulari e in alcune funzioni neuromuscolari, anche se questi due ultimi punti devono ancora essere chiariti. Il funzionamento dell'1,25(OH)D è alquanto anomalo per una vitamina in quanto agisce secondo le caratteristiche proprie degli ormoni steroidei: entra nella cellula e si va a legare a un recettore nucleare che va a stimolare la produzione di varie proteine, specie trasportatori del calcio.
L'assunzione di dose abbondanti e continuative di vitamina D può elevare i livelli di calcio ematico che risultano pericolosi per le arterie e le vene, e richiedendo la contemporanea somministrazione di vitamina K. Quest'ultima agisce in sinergia con la vitamina D che contribuisce alla sintesi di alcune proteine necessarie alla mineralizzazione delle ossa e evitare la calcificazione dei tessuti molli: la carbossilazione di tali proteine avviene grazie alla vitamina K.
La regolazione dei livelli di calcio e fosforo nell'organismo avviene insieme all'azione di due importanti ormoni: la calcitonina ed il paratormone. La calcitonina ha azioni opposte a quelle della vitamina D, favorendo l'eliminazione urinaria e la deposizione di calcio nelle ossa. Ciò si traduce in una diminuzione dei livelli plasmatici di calcio. Invece il paratormone inibisce il riassorbimento renale dei fosfati, aumenta quello del calcio e stimola il rene a produrre 1,25(OH)D. A livello dell'osso il paratormone promuove il rilascio di calcio.
La produzione di questi ormoni e di vitamina D è strettamente dipendente dalla concentrazione plasmatica di calcio: la condizione di ipocalcemia stimola la produzione di paratormone e di 1,25(OH)D. Invece l'aumento del calcio plasmatico favorisce la sintesi di calcitonina. Il delicato equilibrio che si viene a creare determina la buona regolazione dei processi di mineralizzazione. Infine sembra che la vitamina D possa promuovere la differenziazione dei cheratinociti dell'epidermide e degli osteoclasti ossei e forse detiene anche un'azione antiproliferativa.
Forme Queste sono le forme principali che costituiscono il gruppo vitaminico D: vitamina D1 : composto costituito in parti 1:1 di ergocalciferolo e lumisterolo vitamina D2 : ergocalciferolo vitamina D3 : colecalciferolo vitamina D4 : diidroergocalciferolo vitamina D5 : sitocalciferolo
Fonti alimentari Pochi alimenti contengono quantità apprezzabili di vitamina D. Un alimento particolarmente ricco è l'olio di fegato di merluzzo. Seguono i pesci grassi come il salmone e l'aringa, l'uovo, il fegato, le carni rosse (25-idrossicolecalciferolo) e le verdure verdi.
Livelli ematici di vitamina D
Concentrazione ideale: 30 - 60 ng/ml Concentrazione insufficiente: 10 - 30 ng/ml Carenza: <10 ng/ml
Carenza L'Agenzia Italiana del Farmaco (AIFA), basandosi su revisioni sistematiche e studi clinici pubblicati su The Lancet e Annals of Internal Medicine, ritiene non appropriate le crescenti prescrizioni di supplementi di vitamina D: in particolare questi studi hanno "sollevato dei dubbi circa l’utilità dell’impiego della vitamina D per prevenire l'osteoporosi, se assunta da sola, oltre che sui suoi effetti sulla salute in generale.. Di diverso avviso è la Società Italiana dell’Osteoporosi, del Metabolismo Minerale e delle Malattie dello Scheletro (SIOMMMS), secondo cui in Italia sarebbe affetta da carenza l'80% della popolazione: l'insufficienza di vitamina D interesserebbe circa la metà dei giovani italiani nei mesi invernali. La condizione carenziale aumenterebbe con l'avanzare dell'età sino a interessare la quasi totalità della popolazione anziana italiana che non assume supplementi di vitamina D.S. Adami, E. Romagnoli, V. Carnevale, A. Scillitani, A. Giusti, M. Rossini, D. Gatti, R. Nuti, S. Minisola "Linee guida su prevenzione e trattamento dell'ipovitaminosi D con colecalciferolo" Reumatismo, 2011; 63 (3): 129-14
Uno studio italiano del 2003Isaia G, Giorgino R., Rini G.b., Bevilacqua M., Maugeri D., Adami S. "Prevalence of hypovitaminosis D in elderly women in Italy: clinical consequences and risk factors." Osteoporos Int 2003; 14(7): 577-82. mostrava che, su 700 donne in età postmenopausale, il 76% presentava livelli di vitamina D inferiori a 12 ng/ml. Ritenendo questo livello "assolutamente insufficiente", Falaschi et al. sostengono che "Queste evidenze confutano la credenza, diffusa anche tra i medici, che nel paese non sia necessario un supplemento di vitamina D per assicurare degli adeguati livelli ematici a tutte le età." Un altro studio ha rilevato come i neonati italiani siano tra le fasce di popolazioni più carenti, con una prevalenza di oltre il 97%.
In caso di carenza di vitamina D, le prime alterazioni consistono in: diminuzione dei livelli sierici di calcio e fosforo con conseguente iperparatiroidismo secondario e aumento della concentrazione di fosfatasi alcalina. Si hanno alterazione dei processi di mineralizzazione con rachitismo nel bambino non esposto al sole e osteomalacia nell'adulto non esposto al sole, debolezza muscolare, deformazione ossea in caso di malattia ossea e dolori. Alcuni studi del 2006 hanno portato alla luce come la carenza di vitamina D possa essere collegata con la sindrome influenzale: secondo il team di ricercatori, il motivo potrebbe essere associato al fatto che questa vitamina stimola la produzione di antimicrobici nei polmoni. Altri studi del 2009 correlano la carenza della vitamina, soprattutto in fase neonatale, con il manifestarsi della sclerosi multipla.
Studi hanno rilevato valori particolarmente bassi di vitamina D in Turchia (anche per l'uso di coprirsi col vestiario) nelle donne di basso livello socioeconomico in gravidanza, in Cina in donne in gravidanza che vivono in ambienti con bassi livello di esposizione al sole, in Slovenia nelle donne in gravidanza nei mesi invernali; nei neonati sono stati rilevati livelli superiori a quello delle madri. Studi recenti rivelano che più del 66% delle donne che aspetta un bambino è definibile come carente di vitamina D, ovvero il livello nel sangue di 25(OH) D è minore di 30 ng/ml; questi risultati sarebbero indipendenti dalla stagionalità e dall'assunzione della supplementazione consigliata: questi dati hanno fatto ipotizzare che la quantità di vitamina D attualmente somministrata nell'assistenza prenatale sia inadeguata.
Recenti review, analizzando i livelli sierici nella popolazione in vari stati del mondo, hanno rilevato che, anche in paesi tipicamente soleggiati, sono necessarie politiche di integrazione per porre rimedio allo stato di grave carenza che si rivela essere molto diffuso.
Livelli di assunzione e tossicità Il dosaggio della vitamina D nella forma 25(OH) D sierica rappresenta il metodo più accurato per stimare lo stato di replezione vitaminica D: in Italia un livello inferiore a 30 ng/ml è considerato insufficiente. Secondo l'Istituto di Medicina (IOM) sarebbero necessarie al giorno per far raggiungere al 97,5% della popolazione un valore di 20 ng/ml di 25OHD nel sangue, ma questi calcoli non si sono rivelati esatti e le dosi raccomandate sono considerate troppo basse, circa un decimo di quella necessaria. Holick sostiene che le attuali dosi raccomandate, essendo troppo basse rispetto alla produzione che avviene normalmente tramite l'esposizione solare (una persona di carnagione chiara in costume d'estate produce circa 10.000 UI in 20 minuti), siano potenzialmente dannose, perché espongono la popolazione a rischio di diverse malattie croniche.