Metabolismo de la Vitamina D comprender plenamente cómo funciona

Metabolismo de la vitamina D: cuerpo y vitamina D, síntesis en la piel, transformación en formas activas y regulación de la hormona de la vitamina D

Para comprender plenamente cómo funciona la vitamina D en el organismo, debemos empezar por examinar su metabolismo. Esto puede desglosarse en cuatro áreas principales, que se analizarán en este artículo.

La transformación de la vitamina D en el organismo

Para desplegar todos sus efectos hormonales, la vitamina D pasa por varias etapas de transformación en diferentes formas químicas en el organismo.

En primer lugar, la vitamina D se convierte en su forma circulante, denominada 25(OH)D (25-hidroxivitamina D), y después se convierte en su forma hormonal efectiva, denominada 1,25-dihidroxivitamina D o calcitriol.

Líneas de acción de la vitamina D

Esta transformación se está produciendo en dos líneas de actuación diferentes.

El eje endocrino

Así es como la vitamina D se convierte en 25(OH)D en el hígado, y la segunda fase de conversión en los riñones. Esta línea de acción está estrictamente regulada por los neurotransmisores y las hormonas.

El eje autocrino/paracrino

Es por este medio que la transformación tiene lugar en las células, de forma individual e independiente.

Inicialmente, el eje endocrino permite el nacimiento de la 25(OH)D en el hígado. Se une a la molécula de transporte DBP y circula por el cuerpo. En segundo lugar, la hormona activa de la vitamina D, el calcitriol, se forma a partir de esta forma de circulación. Estos dos pasos están sujetos a la regulación hormonal, en función de la concentración de calcio en la sangre. El eje endocrino es el principal responsable de los efectos de la vitamina D en la asimilación del calcio y, por tanto, en la salud ósea.

La mayoría de los demás efectos desplegados por la vitamina D dependen mucho más del segundo eje de acción, es decir, el eje autocrino/paracrino, que tiene lugar dentro de una sola célula. De hecho, resulta que las células de muchos tejidos poseen todas las enzimas necesarias, lo que les permite transformar la vitamina D en 25-OH-D y luego en calcitriol, de forma independiente. En efecto, este mecanismo es particularmente sensato desde el punto de vista biológico, ya que para permitir un efecto de señal independiente dentro de un tejido u órgano, el nivel de calcitriol presente en ese tejido debe poder regularse independientemente del nivel de referencia presente en el organismo, que afecta principalmente al consumo de calcio. La vía paracrina es decisiva para los efectos «no calcémicos» de la vitamina D, como la inmunidad o la regulación de más de 2000 genes.

Antes de analizar cada una de estas dos fases de transformación por separado, es necesario examinar primero la sustancia inicial que permite que se produzcan estas transformaciones: la propia vitamina D.

Metabolismo de la vitamina D: Síntesis de la vitamina D en la piel

Existen dos métodos para cubrir las necesidades humanas de vitamina D:

  • A través de los alimentos y los suplementos
  • Gracias al sol

Mientras que la dieta desempeña un papel menor en la satisfacción de la necesidad, debido a la ínfima cantidad de vitamina D en los alimentos, la ingesta a través de la luz solar representa, desde una perspectiva evolutiva, la forma verdaderamente natural de ingesta de vitamina D. Sin embargo, hoy en día, la ingesta de vitamina D a través de la luz solar es cada vez más difícil, por lo que los suplementos de vitamina D son cada vez más importantes.

La vitamina D puede ser producida por el cuerpo a través del sol, y para ello es necesario que la luz solar sea lo suficientemente intensa y duradera en la piel. Desde el punto de vista químico, a través de la proporción de rayos UVB presentes en la radiación solar, una forma de colesterol se convierte en pre-vitamina D en la piel, que es una forma temprana de la verdadera vitamina D3. En un segundo paso, esta pre-vitamina D se convertirá de nuevo en la piel, en auténtica vitamina D3, gracias al calor generado.

Vitamina D procedente de los alimentos

Existe una alternativa a la síntesis de la vitamina D en la piel. El metabolismo de la vitamina D puede iniciarse de forma natural mediante la asimilación a partir de los alimentos o de los suplementos. Sin embargo, la vitamina D puede estar presente en dos formas diferentes durante este proceso:

  • Vitamina D3: idéntica a la vitamina D producida por la luz solar.
  • Vitamina D2 – una forma químicamente diferente, presente principalmente en las plantas

L vitamina D3 más eficiente que la vitamina D2

El metabolismo de la vitamina D es completamente similar para ambas formas. Sin embargo, la vitamina D3 es considerablemente más eficaz que su congénere, la vitamina D2. Esto se debe a que la vitamina D2 tiene poca afinidad por las enzimas y las moléculas de transporte, que desempeñan un papel importante en el curso posterior del metabolismo de la vitamina D. La vitamina D2 se elimina mucho más rápidamente, por lo que se convierte laboriosamente en la forma activa.

Metabolismo de la vitamina D: las diferentes formas de vitamina D

La vitamina D es la sustancia inicial, el punto de partida de los dos ejes de acción de la vitamina D. Estos dos ejes de acción incluyen dos fases del metabolismo necesarias para la transformación en calcitriol. En la primera fase, una enzima específica con el nombre un tanto enigmático de 25-hidroxilasa (CYP2R1) garantiza que la vitamina D3 se convierta realmente en su forma circulante y de almacenamiento, el calcidiol o 25(OH)D3.

25-OH-D3: la forma de circulación y almacenamiento

La 25(OH)D3, aunque es una forma inactiva de vitamina D, sigue siendo la forma más común de vitamina D en el cuerpo, cuantitativamente hablando. En esta forma, circula por todo el cuerpo, unido a la proteína DBP. La 25(OH)D es directamente la forma preliminar de la hormona de la vitamina D, pero también es la forma que se mide en un análisis de sangre de vitamina D.

Por lo tanto, la ingesta de vitamina D se evalúa utilizando esta forma de circulación y almacenamiento, y no utilizando la forma realmente activa de la vitamina D. La razón es que la forma verdaderamente activa de la vitamina D, el calcitriol, es producida por el organismo cuando se necesita, pero una vez cumplida su misión vuelve a ser rápidamente ineficaz. Por lo tanto, su nivel desciende considerablemente, dejando poca indicación de la ingesta efectiva global.

Calcitriol: la hormona de la vitamina D

La transformación de la 25(OH)D3 en la forma homonal calcitriol se concentra en los riñones y tiene lugar de forma descentralizada en cada una de las células del organismo. De nuevo hay enzimas específicas responsables de esta transformación, en particular la enzima 1-alfa-hidroxilasa (CYP27B1).

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Al transformarse en calcitirol (también llamado 1,25-(OH)2-D3), la vitamina D también alcanza una forma similar a la de una hormona.

  • El calcitriol se une a los receptores específicos de la vitamina D (VDR), que están presentes en la mayoría de las células de nuestro cuerpo.
  • De nuevo el  calcitriol regula muchos procesos celulares a través de estos VDR.
  • El calcitriol también está sujeto a un ingenioso mecanismo de regulación en el eje de acción endocrino.

Este mecanismo consiste en mantener constantemente una concentración de la hormona calcitriol que corresponde precisamente a la cantidad necesaria en ese momento. En el caso de la vitamina D, este mecanismo es especialmente sofisticado, pero hasta ahora sólo ha sido objeto de una amplia investigación, por lo que sólo puede esbozarse a grandes rasgos.

Eje endocrino y regulación hormonal

Dentro del eje de acción endocrino, los principales socios reguladores de la vitamina D son el calcio, el fosfato y la hormona paratiroidea conocida como hormona paratiroidea (PTH). La función principal del eje endocrino es regular las reservas de calcio: la vitamina D regula la asimilación activa del calcio y el fosfato en el intestino y, por tanto, el nivel de calcio en sangre. Esto se regula de forma extremadamente sensible a través de un proceso de regulación. El siguiente ejemplo debería ayudar a explicar la regulación de la hormona de la vitamina D de forma sucinta y simplificada.

 

La disminución de los niveles de calcio en la sangre es detenida por la hormona paratiroidea, que regula continuamente el nivel de calcio en la sangre. La hormona paratiroidea produce entonces la hormona PTH, que desencadena dos efectos: el calcio de los huesos se moviliza para contrarrestar directamente la aparición de la carencia, y la PTH indica a los riñones que aumenten la conversión de 25(OH)D3 en calcitriol. Este aumento de la hormona de la vitamina D da lugar a una mayor captación de calcio en el intestino, por lo que los niveles de calcio se normalizan. La hormona paratiroidea detiene este proceso y regula de nuevo la producción de PTH a la baja. Los riñones se dan cuenta de este proceso y suspenden la producción de calcitriol.

Este ciclo de regulación funciona de forma continua y mantiene constante el nivel de calcio en sangre en todo momento. Para funcionar de forma óptima, no sólo se necesita una cantidad suficiente de calcio procedente de la dieta, sino también un nivel suficiente de 25(OH)D.

El eje de acción endocrino/paracrino de la vitamina D

Hasta ahora, se suponía que las células utilizaban únicamente la forma circulante 25-OH-D como sustancia de partida para la transformación intracelular en calcitriol. Por lo tanto, éste es también el único valor medido para determinar la ingesta de vitamina D.

Sin embargo, casi toda la 25-OH-D en la sangre está unida a la proteína DPB y en esta forma no puede ser liberada en las células. Sólo alrededor del 0,003% de la 25-OH-D está presente en el organismo en forma libre (no unida a la PBD), que puede propagarse a las células pero también puede utilizarse como sustancia inicial para la transformación intracelular. Esta cantidad es insuficiente para analizar los efectos de la vitamina D en el eje paracrino.

Por lo tanto, actualmente se asume que, además de la 25-OH-D libre, la vitamina D en sí misma también es esencial en primer lugar como sustancia inicial para el suministro de vitamina D celular.

La importancia de la vitamina D libre

Este tema es de especial importancia para entender el metabolismo de la vitamina D, pero es de importancia primordial en la terapia y también podría cuestionar gran parte de la investigación sobre la vitamina D que se ha llevado a cabo hasta la fecha.

Mientras que la 25-OH-D circula en la sangre durante mucho tiempo, los niveles de vitamina D descienden a cero en apenas 24 horas. Por esta razón, la ingesta de vitamina D depende totalmente del consumo diario, ya que la aportaría el sol en condiciones naturales.

Forma de la vitamina DVida media
Vitamina D324 hs
25-OH-D3 semanas
Calcitriol, 1,25(OH)2DUnas horas

Esto significa que la ingesta óptima de vitamina D (independientemente de los niveles en sangre) sólo se determina cuando se administran dosis de alrededor de 3000-6000 UI, ya que sólo después de tales dosis aparece suficiente vitamina D libre.

Estas circunstancias pueden explicar por qué los estudios que utilizan dosis semanales o mensuales no han podido establecer en la mayoría de los casos ningún efecto positivo de la vitamina D, aparte de los efectos relacionados con el calcio. A pesar de un alto nivel de 25-OH-D en la sangre, no se produjo un suministro celular adecuado de vitamina D, ya que la vitamina D libre desaparece después de 24 horas. Esto ha sido confirmado por los resultados de metaestudios que han establecido que una acción óptima de la vitamina D, por ejemplo en el campo del control de infecciones, sólo se observa con una ingesta diaria.

Es necesaria una ingesta diaria de vitamina D, entre 3000 y 6000 UI, para observar los efectos de la vitamina D en el eje paracrino.

Cofactores de la vitamina D

La visión general del metabolismo de la vitamina D no puede estar completa sin considerar la existencia de cofactores. La vitamina D tiene una relación muy estrecha con dos nutrientes en particular:

  • El magnesio es necesario en todas las etapas del procesamiento de la vitamina D.
  • La vitamina K2 es esencial para el aprovechamiento del calcio.

El magnesio interviene en la transformación de la mencionada vitamina D a través de diferentes enzimas. Por lo tanto, en caso de carencia de magnesio, la vitamina D ya no puede convertirse en sus formas activas.

En ausencia de vitamina K2, el calcio asimilado a través de la vitamina D no puede ser asimilado correctamente, lo que puede conducir a un peligroso almacenamiento de calcio en los vasos y órganos.

Resumen del metabolismo de la vitamina D

La vitamina D es un tema especialmente complejo, que sólo resulta verdaderamente asequible cuando se adquieren algunos conocimientos rudimentarios sobre el metabolismo de la vitamina D. Los ámbitos de la dosis y los cofactores tienen una gran importancia práctica y, por lo tanto, deben tenerse especialmente en cuenta en cada tipo de tratamiento con vitamina D.

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