人員績效實驗室
                        Human Performance Lab                    MA 124
                                                                                              
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 實驗室簡介           來自陽光的維生素  
 教師簡介           2007.12月    科學人雜誌網站  
 研究室成員    
 研究內容           撰文╱塔弗拉–孟多薩(Luz E. Tavera-Mendoza)、懷特(John H. White)  
 實驗室設備          翻譯/金翠庭  
 實驗室藏書           
 網路資源          <重點提要  
  相關連結           ■長久以來,大家都只知道維生素D與骨骼形成的過程有關。但實際上,它在整個人體內  
  留言板          都十分活躍,並且對免疫反應和細胞防禦作用影響甚巨。  
  回首頁          ■我們可以直接從食物中攝取維生素D,也可經由皮膚照射日光而產生。然而,從測量得  
            到的維生素D數值顯示,很多人血液中的維生素D太少,不足以保障健康。  
 

         ■由於維生素D含量低與癌症、自體免疫、傳染性疾病及其他病徵之間的關聯很明確,顯 
          示出目前對此重要營養素的每日建議攝取量需要修改。

 

              過去,它曾經被稱為陽光治療法,在抗生素發明以前的20世紀初期,這是唯一有效治

          療結核病的方法。沒有人知道這個方法為什麼會有效,只知道如果將結核病患者送到充滿

          陽光的地方休養,通常都能恢復健康。1822年,相同療法就已經用來治療另一個歷史上有

          名的災難「佝僂病」,這是種因骨骼無法硬化所導致的兒童畸形疾病。在18~19世紀的歐

          洲,佝僂病的案例不斷增加,同一時期因為工業興起,人們從農村搬遷到空氣污染的城市

          中。當時華沙有一位醫生觀察到,波蘭農村裡的兒童比較少出現佝僂病例,他開始對城市

          兒童展開實驗,並發現只要讓病患曝曬於陽光下,便足以治癒他們的佝僂病。

              1824年,一群德國科學家發現,鱈魚肝油也有很好的抗佝僂病效果,但是這個療法並

          未廣為人知,部份原因可能是當時的醫生尚不了解,食品中可能含有看不到但對健康很重

          要的微量營養素。經過將近一個世紀,科學家才找出佝僂病的飲食治療法與陽光效益之間

          的關聯。20世紀初期,研究人員在人工誘發佝僂病的大鼠身上發現,以紫外光照射其皮膚

          與餵食鱈魚肝油,可獲得同樣的療效。皮膚和魚肝油共通的關鍵因子在1922年確認出來,

          稱為維生素D。那時候,維生素(或稱「維生胺」,vital amine)是個很熱門的新科學題

          材,然而後續研究在探討維生素D在人體內的功能時,卻受限於「維生素D是必需的微量營

          養素,而且只能從食品中獲得」的印象。

              在接下來50年間,維生素D與佝僂病間的關聯性,是維生素D研究的主流,像是維生素

          D分子在骨頭生成時所扮演的角色,以及它如何作用在腎臟、小腸和骨骼上,以幫助人體

          控制鈣在血液與骨頭間流進流出。然而,過去25年來,維生素D功能的研究範圍變得更

          廣,同時也揭露出,這個所謂「陽光維生素」的功用遠不止於建造骨骼。現在有大量的證

          據顯示,維生素D有極強的抗癌作用,也是免疫系統反應的重要調節因子。此外,在這些

          新發現的作用當中,許多項只有在血液中維生素D的量相當高(比起許多族群的血液中含

          量要高出不少)時,人體才能獲得最大的益處。上述的發現以及流行病學的研究數據顯

          示,「維生素D過低與疾病有關」,這些都支持普遍缺乏維生素D可能是造成數種嚴重疾病

          的原因之一。

              維生素D2(或稱為麥角鈣化醇,ergocalciferol)則是源自一個類似的植物性固醇,

          且分子結構與維生素D3略有差別。兩者在體內都不具有任何生物活性,必須先經過一連串

          的酵素修飾,這個過程稱為羥化反應(hydroxylation),會在原來的分子上加上2/3個水

          分子(羥基),而形成25-羥化維生素D(25-hydroxyvitamin D,簡稱25D)這個產物。

              這個轉換反應主要發生在肝臟,但是皮膚中許多不同種類的細胞也有能力進行這個反

          應。儘管如此,肝臟所製造的25D仍是血液循環中最主要的維生素D。當人體需要利用它

          時,還需要做最後一次轉換,才成為具有生物活性的形式,由25D進一步羥化成為1,25-二

          羥化維生素D(1,25-dihydroxyvitamin D,簡稱1,25D)。進行這項反應的酵素「1α-羥

          化」,最早是在腎臟發現的;而腎臟內進行的反應,則生成了大部份在體內循環的

          1,25D。

              然而,科學家現在又發現到,許多其他組織(包括免疫系統和皮膚的細胞)都可以製

          造「1α-羥化」並自行轉換25D。因此所有器官中只有皮膚,能在紫外光存在時從頭到尾

         製造出具生物活性的1,25D。而其他組織中利用循環的25D局部產生的1,25D,雖是人體內維

          生素D生物活性的重要來源,卻直到最近才受到重視。只要想到維生素D作用之廣,就不難

          想像為什麼對某些類型的細胞而言,能夠產生有活性的維生素D來供應局部使用,可能是

          很重要的。

              1,25D分子的作用像是一個開關,可以控制體內幾乎所有組織中基因的「開啟」或

         「關閉」。這樣的作用,是由1,25D與一種稱為維生素D受體(VDR,位於細胞核內的轉錄因

          子)的蛋白質結合後所達成。當VDR與1,25D結合後,VDR會與另一個蛋白質「視網醛X受

          體」(RXR)形成複合體,然後這個複合體再與目標基因附近的特定DNA結合。複合體與

          DNA結合後,便引發細胞裝置開始對一旁的基因進行轉錄,接著細胞會再進行轉譯,製造

          出蛋白質。

              1,25D可藉由讓細胞做出特定的蛋白質,來改變細胞的功能。而能夠在不同細胞中引

          發基因活動,則是維生素D擁有廣泛生理作用的原因。因為維生素D是由一個組織製造,然

          後在體內循環、影響許多其他組織,在技術上它也算是一種激素。事實上,VDR屬於一個

          稱為「核受體」的蛋白質家族,這類蛋白質會對強力的類固醇激素(例如雌性素和睪固

          酮)起反應。

              目前認為,至少有1000個不同的基因受到1,25D所調節,其中包括了幾個參與體內鈣

          處理過程的基因,這也解釋了維生素D為什麼會具有廣為人知的造骨功能。然而在過去的

          20年間,科學家發現有更多基因受到維生素D的活性所影響,其中包括許多在各種細胞防

          禦功能中扮演關鍵角色的基因。
 

 
                  資料來源: http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=1130&CL=18  

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