D-vitamin*

... avagy hogyan segíti Shaun, a bárány megelőzni az angolkórt?

Paul May
University of Bristol

Komolyan! Hogyan tud Shaun, a bárány megelőzni valamit?

Nos valóban, a nyírt birkák meg tudják gyógyítani az angolkórt, de egy percen belül rájönnek.

Oké, de mi is az angolkór?

Az angolkór egy gyermekkorban kialakuló betegség, amire puha, gyenge csontok jellemzőek. Ahogy a gyermek növekszik és egyre nehezebb lesz, amikor elkezd járni, a lábszárcsontok meggörbülnek, meghajlanak a súly alatt, ami jellegzetes O-lábú (karikalábú) járást eredményez. Egyéb csontokat, mint például a karokat és a koponyacsontot is érintheti, ami torzuláshoz és fogyatékossághoz is vezethet. Egészen 100 évvel ezelőttig az angolkór meglehetősen gyakori volt még az USA-ban és Európában is. Manapság a fejletlett országokban már ritka, de a legszegényebb országokban még mindig előfordul.

girl with ricketsx-ray of child with rickets
Bal: Fotó egy viktoriánus angolkóros gyermekről. Jobb: Röntgen-felvétel a jellegzetesen meghajlott lábakról.

Mi változott?

A tudósok megállapították az angolkór okát, kiderült, hogy egy esszenciális molekula hiánya okozza, amit a D-vitaminnak hívnak. Az A-vitamint már 1914-ben azonosították a csukamájolaj (tőkehalmáj-olaj) egy komponenseként, és amikor egy angol orvos, Edward Mellanby csukamájolajat adott fiatal kutyáknak, észrevette, hogy nem alakul ki náluk az angolkór. Először azt hitte, hogy az A-vitaminnak volt aktív gyógyhatása, de ezt megcáfolták: egy amerikai kutató, Elmer McCullum A-vitamin mentes csukamájolajat adott a kutyáknak, és azoknál sem alakult ki angolkór. Tehát a csukamájolaj valamelyik másik komponense a felelős a hatásért. Az ismeretlen molekulát D-vitaminnak nevezték el (ez volt a negyedik ilyen esszenciális tápanyag, a negyedik vitamin, az A-, B-, és C-vitaminok felfedezése után). Ez a felismerés vezetett oda, hogy az 1980-as évekig egy teáskanál csukamájolajat adtak a gyermekeknek, hogy biztosítsák számukra a létfontosságú D-vitamin mennyiséget.

cod liver oilCod liver oil gell pills
Bal: csukamájolaj. Jobb: csukamájolaj gél kapszulák.
[Kép forrása: Adrian Wold - Woldo - Own work. Licensed under CC BY 2.5 via Wikimedia Commons]

Miért hagyták abba a csukamájolaj étrendkiegészítők használatát?

Néhány ember még mindig rendszeresen szedi, de fokozatosan felismerték, hogy egy normális, egészséges nyugati étrend (amelynél gyakran az élelmiszergyártók által hozzáadott D-vitamint tartalmaznak az ételek) és ésszerű napozás mellett, egy egészséges ember hozzájut a szükséges D-vitamin mennyiséghez, anélkül, hogy bármilyen étrendkiegésztőt venne be.

Napfény?

Bár egyes élelmiszerek, például a gombák, a zsíros halak, a tojássárgája és a marhamáj, tartalmaznak D-vitamint, de nem olyan nagy mennyiségben, és akár a D-vitamin 50%-a is megsemmisülhet a főzés során alkalmazott melegítés hatására. Tulajdonképpen az emberek a legtöbb D-vitamint a "fotoszintézisből" nyerik.

Azt hittem, hogy csak a növények fotoszintetizálnak?

A fotoszintézis csak az jelenti, hogy a szintézis fény felhasználásával történik. A növények fotoszintézissel állítanak elő cukrot vízből és szén-dioxidból, napfény segítségével. Az emberek D-vitamint "fotoszintetizálnak" a bőrben, ami UV-fény hatására a 7-dehidrokoleszterinből, ami a májban keletkezik koleszterinből.

7-Dehydrocholesterol
7-dehidrokoleszterin
(összehasonlításként a koleszterin)

De azt hittem, hogy az UV-fény bőrrákot okoz?

Igen, a túl sok UV-fénynek való kitettség bőrrákot okoz, de a túl kevés is probléma, mivel napfény szükséges ahhoz, hogy a bőrben D-vitamin keletkezzen. A magas fényvédő faktorú napvédő krémek növekvő használata miatt, amiket azért alkalmazunk hogy elnyelje a káros UV-sugarakat, az angolkór gyakorisága a nyugati világban lassan ismét emelkedni kezdett. 2014-ben az Egyesült Királyságban körülbelül 300 esetben jelentkezett az angolkór. Csakúgy, mint a túlzott napvédő krém használat, a jelenlegi emelkedés másik okozója, hogy a gyermekek számítógépes játékokkal játszanak bent a lakásban, a kinti játék helyett, sőt még egy felhős nyár is segíti ezt!

SuncreamSzóval abba kellene hagyni a napvédő krémek használatát?

Nem, egyáltalán nem. Túl sok a jóból halálos lehet. A cél a helyes egyensúly megtartása. A mérsékelt napozás jó hatású, például akkor amikor a napsugarak kevésbé erősek (reggel vagy este), de folyamatos kitettség a déli napsütésnek veszélyes. Szóval az a kérdés, hogy mennyi napfénynek teszed ki magad, ez egy igazi "D-lemma". (világos?)

De mi van a szőrös állatokkal, mint például a kutyákkal, amelyeknek kicsi a szabad bőrfelülete? Hogyan készítenek ők D-vitamint?

A bunda vagy toll jelenléte az állatokban kiszűri az UV-fényt és így az nem jut el a bőrig. Vagyis ezekben az esetekben az élőlény olajat vagy viaszt választ ki, amelyet a bundáját vagy a tollát impregnálja. A napfény kölcsönhatásba lép az olajjal, és D-vitamin keletkezik benne, amelyet után az állat tisztálkodás közben elfogyaszt.

Szóval itt jön a képbe Shaun, a bárány?

Pontosan, a bárányok által kiválasztott olajat lanolinnak nevezik, és ez az eredeti forrása a legtöbb D-vitamint tartalmazó élelmiszeradaléknak. A frissen nyírt gyapjú zsíros tapintású, ennek a lanolin oka, ezt lemossuk, majd a lanolint tisztítjuk és kémiai úton D-vitamint nyerhetünk ki belőle. A tisztított gyapjút meg ruhák stb. készítésére használják. A D-vitamin tisztított formában egy fehér por, egységnyi tömegének ára sokkal nagyobb az aranyál. Ezt adagolják hozzá a különböző élelmiszerekhez, mint a kenyér vagy a reggeli gabonapelyhek, így ez egy lehetséges módja annak, hogy bevigyük a szervezetünkbe a szükséges mennyiségű D-vitamint még a téli hónapokban is.

a shorn sheep's fleece
A bárányokból származó gyapjú tele van lanolinnal.
[Kép forrása: Schwede66 (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons.]

De valójában mit csinál a D-vitamin?

A D-vitaminnak két fő feladata van a szervezetben. Először is, segíti a kalcium felszívódását a vékonybélben a táplálékból, megakadályozva ezzel a szervezetből való kiürülését. A kalcium elengedhetetlen a csontok növekedéséhez, a kalcium hiányában a csontok nem nőnek megfelelőképpen vagy nem elég erősek, ez vezet olyan betegségekhez mint az angolkór vagy a csontritkulás.

A második feladata, hogy segít feloldani a felesleges csontokat.

Várj egy kicsit, nem a növekedés a cél?

Ha csak csontot növesztő mechanizmus lenne, csökkentő nem, akkor a csontnövekedés nem lenne kellően szabályozott, és a csont túl nagy is lehetne. A csontok felépítjük, de aztán a felesleget óvatosan el is távolítjuk, ugyanúgy, mint a szobrász, amikor vesz egy nagy kőtömböt és a felesleges részleteket eltávolítja róla.

Tehát a D-vitamin egy fontos molekula?

Nos, valójában nem egy molekula, hanem 5 rokonvegyület, az úgynevezett D1-D5 vitaminok. Az ember számára a két legfontosabb a D3 (amit kolekalciferolnak is neveznek), és a D2 (az ergokalciferol). A D1 vitamin valójában nem egy molekula, hanem egy keverék, amely a D2-vitamint és annak egy előanyagát (a lumiszterolt) tartalmaz. Amikor a D-vitamin kifejezést használjuk, indexek nélkül (ami gyakran előfordul az élelmiszercsomagolásokon), az D2, D3 és a kettő keveréke is lehet, kalciferol néven.

D2-vitamin

D3-vitamin

D4-vitamin

D5-vitamin

Lumiszterol

Kalcitriol

Ugyanakkor ismert, hogy ezek nem is a biológiailag aktív formái a molekulának. A bőrben való szintézis után (vagy lenyelve) a D2- és D3-vitamin a vérárammal eljut a májba, ahol enzimek átalakítják kalcidiollá, ami ezután a vesébe jut, ahol más enzimek kalcitriollá alakítják. A kalcitriol az igazi biológiailag aktív molekula, és ezt egy olyan hormonnak is lehet tekinteni, amely szabályozza a kalcium koncentrációt a vérben (vagyis a vér kalciumszintjét), ami befolyásolja a csontok növekedését és átalakítását. A három OH (hidroxil) csoport lehetővé teszi, hogy kötődjön egy receptor molekulához (D-vitamin receptor, VDR), ami kiváltja a DNS-ről történő fehérjére szintézist, azért, hogy a vérben levő kalciumból csont épüljön vagy, hogy a csont oldódásával kalcium jusson vissza a vérbe.


Shaun a bárány Bristolban, 2015 július.

Források

Általános

D-vitamin hiány ás angolkór

Felfedezés és történet

Napsütés és D-vitamin

Hozzáadott D-vitamin

Biokémia

Ipari előállítás és a lanolin

Stabilitás főzés közben

* A magyar változatot készítette: Sebő Tamás, ELTE Apáczai Csere János Gimnázium, 10.a (2015).

vissza az oldal elejére elejére

vissza a "A hónap molekulája" magyar oldalára