维生素D2和D3两者之间的唯一区别是结构上的侧链,两者都需经过肝脏和肾脏的作用后,才能转化成活性维生素D(calcitriol)。有研究指出,维生素D3在提高血清25(OH)D浓度方面比维生素D2更有效,因此维生素D3可能成为维生素D补充剂的首选。
维生素D是包括人类在内的所有脊椎动物都需要的一种营养素,除了可以从食物中摄取外,人体也能透过照射阳光来产生。主要功用是维持血中钙质和磷酸盐浓度,从而维持正常骨骼、肌肉收缩和细胞功能,是维持人体健康的必需维生素之一[1]。
维生素D的摄取现况
在1890年之前人们就已经注意到,在阳光和新鲜空气丰富的欧洲沿海长大之儿童与居住在城市的儿童相比,骨骼发育迟缓和骨骼弯曲发生的情况更少[2]。然而,现在的文明,让人们增加在室内的时间,减少阳光照射后,维生素D缺乏的情况普遍发生在世界各地,成为全球性的健康问题,尤其高风险族群包括老年人、孕妇[3]。
根据2017-2020年最新国民营养健康状况调查,维生素D的摄取情形,台湾民众无论男、女性,在4岁以上的族群即开始属于不佳的状态,男性以 7-18 岁摄取量最低,仅达 AI 建议量的 44-48%,女性则更低,4 岁以上族群仅达 AI 建议量之 38-49%。
维生素D是什么
维生素D作用是独一无二的,且来源与其他维生素不同,维生素D可分为D2与D3,来源不太相同。
- 维生素D2来源:麦角钙醇(Ergocalciferol,维生素D2)来自「麦角固醇」(ergosterol)透过紫外线照射后转化而成,麦角固醇是一种植物来源,存在于某些植物真菌中的类固醇类[5]。
- 维生素D3来源:胆钙化醇(Cholecalciferol,维生素D3)常见于萃取于动物来源「羊毛脂」,是通过7-脱氢胆固醇(7-dehydrocholesterol)在UVB波长下,再进一步形成的活性维生素D(calcitriol)。
维生素D2和D3两者都不是活性维生素D,其的唯一区别是结构上的侧链,需经过肝脏和肾脏的作用后,才能转化成活性维生素D(calcitriol)[6]。有研究指出,维生素D3在提高血清25(OH)D浓度方面比维生素D2更有效,因此维生素D3可能成为维生素D补充剂的首选[7]。
缺乏维生素D的问题
维生素D缺乏与多种急慢性疾病有关,包括佝偻症、成人软骨症、儿童龋齿、牙周炎、自体免疫性疾病、心血管疾病、癌症、第2型糖尿病和神经系统疾病等[4]。若是出现维生素D缺乏的情况,建议可以透过摄取维生素D补充剂以及适度阳光照射来做改善[3]。
血清25(OH)D浓度nmol/L | 健康影响 |
30-50 | 促进钙质吸收最大化 |
<30 | 佝偻症风险增加 |
<40 | 骨折风险增加 |
<50 | 骨软化症风险 |
维生素D的功效
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可以增进钙吸收,维持血钙平衡
维生素D的主要功能是调节钙质在肠道的吸收,以维持骨矿化能力与人体骨骼健康;如果没有足够的维生素D,身体透过饮食所能吸收的钙不会超过10%到15%;然而,在维生素D充足的状态下,肠道钙吸收率增加到30%至40%,所以维生素D对于钙质吸收中所扮演的角色非常重要[8]。维生素D在人体代谢中除了增加肠道对钙的吸收之外,维生素 D控制血钙平衡也很重要,并同时为骨矿化提供足够的钙;除了增加钙质在小肠的吸收来调节血钙之外,也会透过调解骨钙释出,进而维持人体的血钙平衡[9]。
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促进骨骼、牙齿健康
骨质疏松症通常与钙摄入量不足有关,但维生素D 摄入量不足会降低钙的吸收,从而导致骨质疏松症[10]。一项回溯性分析研究发现,当维生素D与钙一起服用时,补充维生素D可显著降低髋部骨折(降低18%)和其他非椎骨骨折(降低12%)的风险,因此为维生素D需与钙一起补充,才能显著降低髋部骨折的风险[11]。
美国FDA对于维生素D的补充也建议与钙质同时摄取,除了可以降低老年人罹患骨质疏松症的风险,也能改善停经妇女出现骨质疏松的状况[12]。此外,维生素 D 对于口腔健康的有益作用不仅限于对牙齿矿化,而且还能降低牙周炎等口腔发炎疾症,在老年人族群中尤其重要,因老人族群更是钙质与维生素D缺乏的高风险族群[13]。
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对于免疫系统有益
维生素D的免疫调节之机制尚在研究,维生素D主要可以藉由调节单核细胞和T细胞来降低发炎反应,并抑制树突状细胞的抗原呈递作用,进而调节人体免疫系统[14]。维生素D对自身免疫性疾病如多发性硬化(multiple sclerosis)、类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis)、发炎性肠道疾病(inflammatory bowel disease)和红斑性狼疮(lupus erythematosus)的改善作用,已经有许多研究结果中得到证实[15]。
一临床研究,欲评估维生素D摄取量与类风湿性关节炎发病率的关联,通过11年的受试者随访结果发现,维生素D摄取量与老年女性患风湿性关节炎的风险呈负相关,意即摄取越多的维生素D的人罹患类风湿性关节炎的风险越低[16]。
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有助调节胰岛素与糖尿病控制
研究证实,维生素D缺乏会增加罹患第1型和第2型糖尿病的风险,维生素D缺乏已被证明会损害胰岛素的合成和分泌,在第2型糖尿病的发病尤其重要;并且补充维生素D可改善成人的胰岛素敏感性,帮助血糖控制[17]。临床研究结果显示,在维生素D缺乏的情况下,会导致胰岛β细胞分泌胰岛素减少,导致葡萄糖耐受量降低。
第三次(1988年至1994 年)美国国家健康和营养检查调查中发现,血中较低的维生素D含量与较高的空腹血糖有关,并且也与口服葡萄糖耐量试验后的2小时较高血糖有关,表示维生素D之缺乏,对于空腹血糖与饭后血糖之管理有不好的影响[18]。
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防癌的功效
最近的研究发现,维生素D具有抗癌的特性,对癌症的发生和进展具有多种影响;维生素D对于癌细胞有抑制生长的功能,而维生素D缺乏则会促进癌细胞的增殖[19]。
一研究探讨维生素D缺乏与结肠癌之说否有关,将实验动物分为两组进行实验3个月,一组喂食缺乏维生素D的饮食,而另一组实验动物吃含有维生素D的饮食,同时给实验动物注射结肠癌细胞(MC-26),每天测量肿瘤大小持续20天。结果发现,有补充维生素D的实验动物其肿瘤比维生素D缺乏的实验动物显著小了40%,维生素D缺乏确实会促进结肠癌的生长[20]。
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预防呼吸道感染
维生素D对人体免疫及感染是有正向助益的,回溯性研究评估补充维生素D对急性呼吸道感染(acute respiratory infections)风险的总体影响,共分析了25项研究(共11 ,321受试者),结果显示补充维生素D显著降低了所急性呼吸道感染风险,尤其在本身已经是维生素D缺乏或是从未补充过维生素D的族群最为显著[21]。一临床研究发现,让维生素D缺乏的患者,随机补充维生素D或安慰剂组,三个月后再让他们接种流感疫苗,结果发现补充维生素D的受试者在接种流感疫苗28天后,血中的TGF-β也较高,表示补充维生素D的组别免疫反应更好[22]。
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COVID-19之间相关性
由于维生素D对于呼吸道感染是有调解作用的,所以也被认为对于COVID-19感染患者的肺组织应是有阻止发炎反应,并加速受感染组织的恢复情况[23]。研究发现影响COVID-19死亡率有一因素与维生素D营养状态有关,维生素D缺乏的情况可能导致COVID-19死亡率升高,维生素D在上呼吸道中协助抗菌胜肽(Antimicrobial peptides)的产生,从而降低病毒感染和感染症状发展的风险,维生素D在这个部分可能对于预防COVID-19感染是有帮助的;另外维生素D可能有助于减少SARS-CoV-2感染后的发炎反应[24]。
维生素D的建议摄取量
根据我国卫福部国民健康署国人膳食营养素参考摄取量第八版的建议,每人每日的维生素D建议摄取量(Recommended Dietary Intakes),可参考下表[25]:
卫福部国人膳食营养素参考摄取量(DRIs) | ||
年龄 | 维生素D摄取量 | 上限摄取量 |
0-1岁 | 400 IU (10微克) | 1000 IU (25微克) |
1-50岁 | 400 IU (5微克) | 2000 IU (50微克) |
51岁以上 | 600 IU (15微克) | |
孕哺乳妇女 | 400 IU(5微克) |
哪些食物含有维生素D?
- 维生素D动物性食物:富含油脂的鱼类、高油脂鱼肉、红肉、肝脏、奶类。
- 维生素D植物性食物:褐色蘑菇、香菇、木耳等有光照过的蕈菇类。
食物/每100公克 | 维生素D剂量 |
湿黑木耳 | 1800-2000 IU |
褐色蘑菇、舞菇 | 1000-1300IU |
鲭鱼 | 800-1000 IU |
鲑鱼 | 600-900 IU |
鸡蛋 | 300IU |
牛奶(全脂) | 50IU |
人体维生素D最主要的来源(约占80-90%),是我们人体的皮肤在经由阳光照射后,于体内合成出维生素D,每天适度日晒10-30分钟(依照阳光强度、是否防晒)可获得基本所需维生素D[26][27]。
维生素D什么时候吃?如何有效补充维生素D?
维生素D是脂溶性维生素,所以会建议在饭后补充,并且选择D3型式的剂型,其吸收度及生物利用率比较好[27]。临床研究发现,维生素D2在提高血中维生素D浓度的效果比不上维生素D3的能力[28]。因此,我们能知道在选择维生素D的补充剂时,可以选择D3的型态,效果更好[11]。
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维生素D有上限摄取量吗?吃多会有副作用吗?
根据我国卫福部国民健康署的指引,维生素D的上限摄取量:2000IU(50微克) [25]。维生素D摄取过多时,可能会出现高钙血症(hypercalcemia),意即血液中钙含量过高,而此现象是因为维生素D在人体小肠细胞促进钙质吸收,以及调节骨骼矿物质的再吸收所引起的[26]。
但一般而言,在正常补充维生素D的情况下是安全无虞的[21]。美国梅约诊所指出,若每日补充超过4000IU(100微克)的维生素D,则可能出现:恶心和呕吐、食欲不振和体重减轻、便秘、心律问题、肾结石和肾损伤等副作用,但这个剂量是上限摄取量的两倍,所以属于极端情况[29]。若有补充剂量上的疑虑,建议可以与您的医生、营养师咨询讨论。