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Colecalciferol

El colecalciferol , también conocido como vitamina D3 o colecalciferol , es un tipo de vitamina D que se produce en la piel cuando se expone a la luz UVB ; se encuentra en ciertos alimentos y se puede tomar como suplemento dietético . [3]

El colecalciferol se sintetiza en la piel tras la exposición a la luz solar. [4] Luego se convierte en el hígado en calcifediol (25-hidroxicolecalciferol D), que a su vez se convierte en el riñón en calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol D). [4] Una de las funciones más importantes del calcitriol es promover la absorción de calcio por los intestinos. [5] El colecalciferol está presente en alimentos como pescado graso, hígado de res, huevos y queso. [6] [7] En algunos países, el colecalciferol también se agrega a productos como plantas, leche de vaca, jugo de frutas, yogur y margarina. [6] [7]

El colecalciferol se puede tomar por vía oral como un suplemento dietético para prevenir la deficiencia de vitamina D o como un medicamento para tratar enfermedades asociadas, incluido el raquitismo . [8] [9] También se utiliza en el tratamiento de la hipofosfatemia familiar , el hipoparatiroidismo que causa niveles bajos de calcio en sangre y el síndrome de Fanconi . [9] [10] Los suplementos de vitamina D pueden no ser efectivos en personas con enfermedad renal grave . [11] [10] Las dosis excesivas en humanos pueden provocar vómitos, estreñimiento, debilidad muscular y confusión. [5] Otros riesgos incluyen cálculos renales . [11] Las dosis superiores a40 000 UI ( Por lo general, se requieren 1000 μg ) por día antes de que se produzca un alto nivel de calcio en sangre . [12] Las dosis normales,800–2000  UI por día son seguras durante el embarazo . [5]

El colecalciferol se describió por primera vez en 1936. [13] Está en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [14] En 2022, fue el 62.º medicamento más recetado en los Estados Unidos, con más de 10  millones de recetas. [15] [16] El colecalciferol está disponible como medicamento genérico . [10] [17] [18]

Usos médicos

El colecalciferol (vitamina D3) parece estimular el sistema de señalización del interferón tipo I del cuerpo que protege contra bacterias y virus, a diferencia de la vitamina D 2. [19]

Deficiencia de vitamina D

El colecalciferol es una forma de vitamina D que se sintetiza naturalmente en la piel y funciona como una prohormona, convirtiéndose en calcitriol . Esto es importante para mantener los niveles de calcio y promover la salud y el desarrollo de los huesos. [4] Como medicamento, el colecalciferol puede tomarse como suplemento dietético para prevenir o tratar la deficiencia de vitamina D. Un gramo es40 000 000 (40 × 10 6 ) IU , equivalentemente1 UI es0,025 μg , oSe han establecido valores de referencia de ingesta alimentaria para la vitamina D ( ergocalciferol , que es D 2 , o colecalciferol, que es D 3 ), o ambas, y las recomendaciones varían según el país:

Los niveles bajos de vitamina D3 se encuentran con mayor frecuencia en personas que viven en latitudes septentrionales o que tienen otras razones para no exponerse regularmente al sol, como estar confinados en sus casas, ser frágiles, ancianos u obesos, tener la piel más oscura y usar ropa que cubre la mayor parte de la piel. [23] [24] Se recomiendan suplementos para estos grupos de personas. [24]

El Instituto de Medicina recomendó en 2010 una ingesta máxima de vitamina D de4000 UI/d , encontrando que la dosis para el nivel de efecto adverso observado más bajo es de 40 000 UI diarias durante al menos 12 semanas, [25] y que hubo un solo caso de toxicidad por encima10 000  UI después de más de siete años de ingesta diaria; este caso de toxicidad ocurrió en circunstancias que han llevado a otros investigadores a cuestionar si es un caso creíble a considerar al hacer recomendaciones de ingesta de vitamina D. [25] Los pacientes con deficiencia grave de vitamina D requerirán tratamiento con una dosis de carga ; su magnitud se puede calcular en función del nivel real de 25-hidroxi-vitamina D en el suero y el peso corporal. [26]

Existen informes contradictorios sobre la eficacia relativa del colecalciferol (D 3 ) frente al ergocalciferol (D 2 ), y algunos estudios sugieren una menor eficacia del D 2 , mientras que otros no muestran ninguna diferencia. Existen diferencias en la absorción, la unión y la inactivación de las dos formas, y la evidencia suele favorecer al colecalciferol en el aumento de los niveles en sangre, aunque se necesita más investigación. [27]

Un uso mucho menos común de la terapia con colecalciferol en el raquitismo utiliza una sola dosis grande y se ha llamado terapia stoss . [28] [29] [30] El tratamiento se administra por vía oral o mediante inyección intramuscular de300 000  UI (7500 μg ) a500 000  UI (12 500  μg  =12,5 mg ), en una sola dosis o, a veces, en dos o cuatro dosis divididas. Existen dudas sobre la seguridad de dosis tan altas. [30]

Los niveles bajos de vitamina D circulante se han asociado con niveles más bajos de testosterona total en los hombres. La suplementación con vitamina D podría mejorar potencialmente la concentración total de testosterona, aunque se necesita más investigación. [31]

Otras enfermedades

Un metaanálisis de 2007 concluyó que la ingesta diaria deDe 1000 a 2000 UI/día de vitamina D3 podrían reducir la incidencia del cáncer colorrectal con un riesgo mínimo. [32] También un estudio de 2008 publicado en Cancer Research ha demostrado que la adición de vitamina D3 ( junto con calcio) a la dieta de algunos ratones alimentados con un régimen similar en contenido nutricional a una nueva dieta occidental con 1000 UI de colecalciferol por día previno el desarrollo del cáncer de colon. [33] En humanos, conA pesar de que se administraron 400 UI diarias de suplementos de colecalciferol, no se observó ningún efecto sobre el riesgo de cáncer colorrectal. [34]

No se recomiendan los suplementos para la prevención del cáncer, ya que los efectos del colecalciferol son muy pequeños. [35] Aunque existen correlaciones entre los niveles bajos de colecalciferol en el suero sanguíneo y tasas más altas de varios tipos de cáncer, esclerosis múltiple , tuberculosis , enfermedades cardíacas y diabetes, [36] el consenso es que la suplementación de los niveles no es beneficiosa. [37] Se cree que la tuberculosis puede resultar en niveles más bajos. [38] Sin embargo, no está del todo claro cómo se relacionan ambos. [39]

Bioquímica

Estructura

El colecalciferol es una de las cinco formas de vitamina D. [ 40] El colecalciferol es un secosteroide , es decir, una molécula esteroide con un anillo abierto. [41]

Mecanismo de acción

El colecalciferol por sí solo es inactivo. Se convierte a su forma activa mediante dos hidroxilaciones : la primera en el hígado, por CYP2R1 o CYP27A1 , para formar 25-hidroxicolecalciferol ( calcifediol , 25-OH vitamina D 3 ). La segunda hidroxilación ocurre principalmente en el riñón a través de la acción de CYP27B1 para convertir 25-OH vitamina D 3 en 1,25-dihidroxicolecalciferol ( calcitriol , 1,25-(OH) 2 vitamina D 3 ). Todos estos metabolitos se unen en la sangre a la proteína transportadora de vitamina D. La acción del calcitriol está mediada por el receptor de vitamina D , un receptor nuclear que regula la síntesis de cientos de proteínas y está presente en prácticamente todas las células del cuerpo. [4]

Biosíntesis

Haga clic en el icono en la esquina inferior derecha para abrir.

Haga clic en los genes, proteínas y metabolitos que aparecen a continuación para acceder a los artículos correspondientes. [§ 1]

  1. ^ El mapa de ruta interactivo se puede editar en WikiPathways: "VitaminDSynthesis_WP1531".

El 7-dehidrocolesterol es el precursor del colecalciferol. [4] Dentro de la capa epidérmica de la piel, el 7-dehidrocolesterol experimenta una reacción electrocíclica como resultado de la luz UVB en longitudes de onda entre290 y 310 nm , con una síntesis máxima que se produce a293 nm . [42] Esto da como resultado la apertura del anillo B precursor de la vitamina a través de una vía conrotatoria que produce previtamina D 3 (precolecalciferol). [43] En un proceso que es independiente de la luz UV, el precolecalciferol luego sufre un reordenamiento sigmatrópico antarafacial [1,7] [44] y allí finalmente se isomeriza para formar vitamina D 3 .

Las longitudes de onda activas de los rayos UVB están poco presentes en la luz solar y se pueden producir cantidades suficientes de colecalciferol con una exposición moderada de la piel, dependiendo de la intensidad del sol. [42] La hora del día, la estación, la latitud y la altitud afectan la intensidad del sol, y la contaminación, la nubosidad o el vidrio reducen la cantidad de exposición a los rayos UVB. La exposición de la cara, los brazos y las piernas, con un promedio dePuede ser suficiente con 5 a 30  minutos dos veces por semana, pero cuanto más oscura sea la piel y más débil la luz solar, más minutos de exposición se necesitarán. La sobredosis de vitamina D es imposible debido a la exposición a los rayos UV; la piel alcanza un equilibrio en el que la vitamina se degrada tan rápido como se crea. [42]

El colecalciferol puede producirse en la piel a partir de la luz emitida por las lámparas UV de las camas solares , que producen principalmente rayos ultravioleta del espectro UVA , pero que normalmente producen entre el 4% y el 10% de las emisiones totales de rayos UV en forma de UVB. Los niveles en sangre son más elevados en los usuarios frecuentes de los salones de bronceado. [42]

Se descubrió que un diodo emisor de luz (LED) UVB de 293 nanómetros era 2,4 veces más eficiente en la producción de vitamina D3 que el sol en menos de 160 del tiempo. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28904394/).

Se puede discutir si el colecalciferol y todas las formas de vitamina D son por definición " vitaminas ", ya que la definición de vitaminas incluye que la sustancia no puede ser sintetizada por el cuerpo y debe ser ingerida. El colecalciferol es sintetizado por el cuerpo durante la exposición a la radiación UVB. [4]

Los tres pasos en la síntesis y activación de la vitamina D 3 se regulan de la siguiente manera:

Producción industrial

El colecalciferol se produce industrialmente para su uso en suplementos vitamínicos y para fortificar alimentos . Como fármaco farmacéutico se le llama colecalciferol ( USAN ) o colecalciferol ( INN , BAN ). Se produce mediante la irradiación ultravioleta del 7-deshidrocolesterol extraído de la lanolina que se encuentra en la lana de oveja . [45] El colesterol se extrae de la grasa de lana y de los alcoholes de cera de lana obtenidos de la limpieza de la lana después de la esquila. El colesterol se somete a un proceso de cuatro pasos para producir 7-deshidrocolesterol, el mismo compuesto que se produce en la piel de los animales. Luego, el 7-deshidrocolesterol se irradia con luz ultravioleta. Durante la irradiación se forman algunos isómeros no deseados : estos se eliminan mediante diversas técnicas, dejando una resina que se funde aproximadamente a temperatura ambiente y generalmente tiene una potencia de25 000 000 a 30 000 000  Unidades Internacionales/gramo .

El colecalciferol también se produce industrialmente para su uso en suplementos vitamínicos a partir de líquenes , lo que es adecuado para veganos. [46] [47]

Estabilidad

El colecalciferol es muy sensible a la radiación UV y se descompone rápidamente, pero de manera reversible, para formar supraesteroles, que a su vez pueden convertirse de manera irreversible en ergosterol . [ cita requerida ]

Pesticida

Los roedores son algo más susceptibles a las dosis altas que otras especies, y el colecalciferol se ha utilizado en cebos venenosos para el control de estas plagas. [48] [18]

El mecanismo del colecalciferol en dosis altas es que puede producir " hipercalcemia " , que produce calcificación sistémica de los tejidos blandos, lo que lleva a insuficiencia renal , anomalías cardíacas , hipertensión , depresión del sistema nervioso central y malestar gastrointestinal. Los signos generalmente se desarrollan dentro de los 10 días.18–36 h después de la ingestión y puede incluir depresión, pérdida de apetito , poliuria y polidipsia ". [17] El colecalciferol en dosis altas tenderá a acumularse rápidamente en el tejido adiposo pero se liberará más lentamente [49], lo que tenderá a retrasar el momento de la muerte durante varios días desde el momento en que se introduce el cebo en dosis altas. [48]

En Nueva Zelanda, las zarigüeyas se han convertido en una plaga importante. Para controlarlas, se ha utilizado colecalciferol como ingrediente activo en cebos letales. [50] La LD 50 es de 16,8 mg/kg, pero solo de 9,8 mg/kg si se añade carbonato de calcio al cebo. [51] [52] Los riñones y el corazón son órganos diana. [53] Se ha informado de una LD 50 de 4,4 mg/kg en conejos, con letalidad para casi todos los conejos que ingieren dosis superiores a 15 mg/kg. [54] Se ha informado de toxicidad en una amplia gama de dosis de colecalciferol, con una LD 50 tan alta como 88 mg/kg o una LD Lo tan baja como 2 mg/kg en perros. [55]

Los investigadores han informado que el compuesto es menos tóxico para las especies no objetivo que las generaciones anteriores de rodenticidas anticoagulantes ( warfarina y congéneres ) o brometalina , [56] y que no se ha documentado toxicosis por retransmisión (envenenamiento por comer un animal envenenado). [17] Sin embargo, la misma fuente informa que el uso de colecalciferol en rodenticidas aún puede representar un peligro significativo para otros animales, como perros y gatos, cuando se ingieren directamente cebos rodenticidas u otras formas de colecalciferol. [17]

Véase también

Referencias

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