维生素D对儿童骨骼健康的影响：从机制到临床研究的最新进展

摘要: 维生素D一直被认为是维持骨骼健康的关键因素，特别是在儿童生长发育阶段。它通过促进肠道对钙的吸收来维持血钙水平的稳定；其次，维生素D调节肾脏对钙和磷的再吸收，确保骨骼所需的营养物质充足；此外，维生素D可影响骨细胞的活动，促进骨骼的形成和维持，从而维护骨骼健康。因此成为儿童健康中不可或缺的营养素之一。随着对维生素D作用机制和临床研究的不断深入，我们能够更全面地理解其对儿童骨骼健康的影响。本文旨在从维生素D的作用机制入手，深入探讨其在儿童骨骼健康领域的最新研究进展，以期为临床治疗和儿童营养补充提供更详细的指导。

关键词：维生素D；骨骼健康；作用机制；骨病

儿童的骨骼发育和健康是他们健康成长的基石，从幼儿时期到青少年期，骨骼发育经历了许多阶段，需要足够的营养和适当的运动来支持其发展；然而，我们可能忽视了一个关键的营养素：维生素D。维生素D在儿童骨骼发育和健康中扮演着至关重要的角色。它不仅促进肠道对钙的吸收，确保骨骼所需的营养物质充足，还通过调节钙和磷的代谢，影响着骨骼的形成和维持。因此，本文从维生素D的作用机制入手，深入探讨其在儿童骨骼健康领域的最新研究进展。详见下文。

1维生素D代谢及分子作用机制

1.1维生素D代谢及其生物活化作用

维生素D以两种形式存在：维生素D3和维生素D2，其中维生素D3也可以通过摄入动物性食物，特别是富含维生素D的食物（如鱼油）来获取；而维生素D2主要来自植物（如蘑菇）。维生素D3的合成主要受紫外线B（UVB）辐射影响，通过皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来。膳食中的维生素D同样被吸收后，在肝脏和肾脏中分别转化为25-羟基维生素D3和活性形式1,25-二羟基维生素D3。

1.2维生素D在儿童骨骼发育中的作用机制

1.2.1促进肠道钙的吸收

维生素D的主要功能之一是优化肠道钙和磷的吸收，以维持骨矿物质基质的适当形成。钙的吸收主要通过细胞旁或跨细胞途径进行，其中细胞旁途径是一种被动过程，而跨细胞过程受到1,25(OH)2D3的高度调控；几种维生素D依赖性钙转运蛋白在调节肠道钙吸收中起着重要作用，其中，瞬时受体电位阳离子通道亚家族V成员6（transient receptor potential vanilloid-6，TRPV6）是一种位于肠细胞管腔表面的钙通道，促进钙进入肠细胞，TRPV6的表达在肠道中是受1,25(OH)2D3高度调控的，在十二指肠中表达最高[1]。

1.2.1调节钙磷平衡

维生素D受体（VDR）是一种重要的核受体，广泛存在于人体各种组织和细胞中，它与1,25(OH)2D3结合后，参与调节多种生理过程，包括钙磷代谢、骨骼发育、免疫调节等，其中1,25(OH)2D3/VDR系统主要调节矿物质和骨骼稳态。有研究指出，在低钙饮食条件下，1,25(OH)2D3/VDR系统通过调节关键基因增强钙的肠道跨细胞转运及细胞旁钙进入，确保足够的钙供应，以维持骨骼生长板和骨化。

1.2.3调节骨细胞活性和骨骼稳态

在骨骼生长过程中，成骨细胞、破骨细胞起着关键作用。1,25(OH)2D3是维生素D的一种重要代谢产物，它通过结合维生素D受体（Vitamin D receptor，VDR）来实现其生物学功能。许多骨细胞（包括成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞）中广泛表达VDR，1,25(OH)2D3可通过与骨细胞中的VDR结合直接影响骨骼稳态，也可通过调节肠道和肾脏中钙吸收间接影响骨骼健康。有学者研究发现，维生素D在骨生理学中的核心作用是通过成骨细胞介导的，维生素D可增加人成骨细胞中骨钙素基因（RUNX2 和 BGLAP）的表达；同时，成骨细胞中特异性过表达VDR可增加骨小梁体积和骨强度[2]。

2. 维生素D缺乏在儿童骨病中的临床研究进展

2.1儿童佝偻病和骨软化症

儿童维生素D缺乏佝偻病和骨软化症是两种常见的骨病，均由于维生素D、钙的缺乏而引起。营养性佝偻病主要是由于维生素D缺乏导致的生长板矿化缺陷，使得儿童的骨骼发生畸形，表现为腿部弯曲等症状；而骨软化症则是类骨质矿化缺陷的结果，使得骨骼易受损伤，容易发生骨折等问题。随着目前生活水平的提高，维生素D缺乏佝偻病的发病率已显著降低，但仍有少部分婴幼儿和儿童受缺少户外充足的阳光照射、饮食、大气污染、宗教习俗、地理纬度和海拔高度和季节等因素影响而患病[3]。

2.1儿童骨质疏松症和骨折

在儿童期，骨骼处于迅速生长发育阶段，维生素D的充足摄入对于确保骨骼健康至关重要。维生素D在促进钙和磷的吸收与利用中起着关键作用，其缺乏会影响骨骼的发育和密度，增加骨质疏松症的风险，同时也降低了骨骼的强度，也增加了骨折的风险。

2.3儿童生长发育迟缓

儿童生长发育迟缓是指儿童在身高、体重、头围等方面的生长速度明显低于同龄儿童的正常水平，这可能由多种原因引起，包括遗传因素、营养不良、内分泌问题、慢性疾病、药物影响或环境因素等。Holick MF[4]等人的研究发现，与同期的健康参与者相比，7-12岁和13-18岁的身材矮小患者的血清1,25(OH)2D3 水平较低，这表明维生素D缺乏也是导致儿童生长发育迟缓的一个危险因素。另一项国外随机试验指出，在维生素D和钙不足的高发育迟缓人群中，每3个月补充一次维生素D，这些患儿的佝偻病和生长发育迟缓没有得到显著改善，而钙摄入量>300mg/天的患儿中，其身高得到改善[5]。

3. 儿童维生素D补充建议

儿童维生素 D 水平可通过内源性合成或饮食摄入来维持，其中内源性维生素D主要在在人体皮肤合成，而外源性维生素D可以从鱼、橄榄油、蛋黄和牛奶等食物中获得；然而，如果没有额外的补充或强化，常规饮食来源可能不足以满足儿童维生素D的日常需求。

维生素 D 的主要循环代谢产物25-羟基维生素[25(OH)D3]被广泛用作维生素D状态的生物标志物。为了预防维生素D缺乏症，医学研究所（Institute of Medicine，IOM）建议，婴儿在出生后第一年应立即每天补充400 IU的维生素D[6]。

在最近的研究中，波兰2023年更新了预防和治疗维生素D缺乏症的指南。针对1-10岁儿童，该指南建议1-3岁的健康儿童每日补充600 IU的胆钙化醇，而在4-10 岁的健康儿童中；从5月到9月底，在上午10点至下午3点之间，在未遮盖前臂和腿部的情况下晒日光浴15-30分钟就可以不补充胆钙化醇，但如果不能保证充足的日光浴，建议根据体重和膳食维生素D摄入量，全年补充剂量为600-1000IU/天的胆钙化醇[7]。为了更好的促进儿童的骨骼健康，在补充维生素D同时补充维生素K，可可显著增加儿童骨密度。

4.总结与展望

足够的维生素D水平可以预防儿童佝偻病、骨软化症等骨骼疾病，同时有助于维持骨密度和骨质量，减少骨折的风险。然而，尽管当前的研究已取得了显著进展，但在实际应用中仍面临一些挑战和限制。尽管维生素D的补充对儿童骨骼健康有益，但长期过量补充维生素D可能引起钙代谢异常等问题，因此，确保补充剂量在安全有效范围内是至关重要的。因此，未来的研究应该继续探索这些问题，以更全面地认识维生素D在儿童骨骼健康中的作用，为儿童健康成长提供更有效的保障。

参考文献

[1] Christakos S, Dhawan P, Verstuyf A, et al. Vitamin D: Metabolism, Molecular Mechanism of Action, and Pleiotropic Effects[J]. Physiol Rev, 2016, 96(1):365-408. DOI: 10.1152/physrev.00014.2015.

[2] Chang SW, Lee HC. Vitamin D and health - The missing vitamin in humans[J]. Pediatr Neonatol, 2019, 60(3):237-244. DOI: 10.1016/j.pedneo.2019.04.007.

[3] Mailhot G, White JH. Vitamin D and Immunity in Infants and Children[J]. Nutrients, 2020, 12(5):1233. DOI: 10.3390/nu12051233.

[4] Holick MF. Sunlight, UV Radiation, Vitamin D, and Skin Cancer: How Much Sunlight Do We Need?[J]. Adv Exp Med Biol, 2020, 1268:19-36. DOI: 10.1007/978-3-030-46227-7_2.

[5] Bikle DD. Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications[J]. Chem Biol, 2014, 21(3):319-329. DOI: 10.1016/j.chembiol.2013.12.016.

[6] Koo W, Walyat N. Vitamin D and skeletal growth and development[J]. Curr Osteoporos Rep, 2013, 11(3):188-193. DOI: 10.1007/s11914-013-0156-1.

[7]Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D[M]. Washington (DC) , 2011.