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Colecalciferol

El colecalciferol , también conocido como vitamina D3 , colecalciferol o calciol , es una vitamina D producida por la piel que se encuentra en ciertos alimentos y se utiliza com...

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El colecalciferol , también conocido como vitamina D3 , colecalciferol o calciol , es una vitamina D producida por la piel que se encuentra en ciertos alimentos y se utiliza como suplemento dietético . [ 3 ] Fue descrito por primera vez en 1936, [ 4 ] y figura en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [ 5 ] En 2023, fue el 68.º medicamento más recetado en Estados Unidos, con más de 9  millones de recetas, [ 6 ] [ 7 ] y está disponible como medicamento genérico . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

El colecalciferol se sintetiza en la piel tras la exposición a la luz solar. [ 11 ] Posteriormente, se convierte en el hígado en calcifediol (25-hidroxicolecalciferol D), que a su vez se transforma en el riñón en calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol D). [ 11 ] Una de las funciones más importantes del calcitriol es promover la absorción de calcio en los intestinos. [ 12 ] El colecalciferol está presente en alimentos como el pescado graso, el hígado de res, los huevos y el queso. [ 13 ] [ 14 ] En algunos países, también se añade colecalciferol a productos como plantas, leche de vaca, zumo de frutas, yogur y margarina. [ 13 ] [ 14 ]

El colecalciferol se puede tomar por vía oral como suplemento dietético para prevenir la deficiencia de vitamina D o como medicamento para tratar enfermedades asociadas, incluido el raquitismo . [ 15 ] [ 16 ] También se utiliza en el tratamiento de la hipofosfatemia familiar , el hipoparatiroidismo que causa hipocalcemia y el síndrome de Fanconi . [ 16 ] [ 8 ] Los suplementos de vitamina D pueden no ser eficaces en personas con enfermedad renal grave . [ 17 ] [ 8 ] Dosis excesivas en humanos pueden provocar vómitos, estreñimiento, debilidad muscular y confusión. [ 12 ] Otros riesgos incluyen cálculos renales . [ 17 ] Dosis mayores que40 000 UI (  Generalmente se requieren 1000 μg ) por día antes de que se produzca un nivel alto de calcio en sangre . [ 18 ] Dosis normales,Las dosis de 800 a 2000  UI diarias son seguras durante el embarazo . [ 12 ]

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 D2 . [ 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 óseo. [ 11 ] 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 ) UI , equivalentemente1  UI es0,025  μg o25  ng . Se han establecido valores de referencia de ingesta dietética para la vitamina D ( ergocalciferol , que es D2 , o colecalciferol, que es D3 ) , o ambos, y las recomendaciones varían según el país:

  • En Estados Unidos:15  μg/día (600  UI/día ) para todas las personas (hombres, mujeres, mujeres embarazadas/lactantes) entre 1 y 70  años de edad, ambos inclusive. Para todas las personas mayores de 70  años,20  μg/día ( Se recomienda 800 UI/día . [ 20 ]
  • En la UE:15  μg/día (600  UI/día ) para todas las personas mayores de 1  año y10  μg/día (400  UI/día ) para lactantes de 7 a 11  meses de edad, suponiendo una síntesis cutánea mínima de vitamina D. [ 21 ]
  • En el Reino Unido: una "Ingesta Segura" (IS) de8,5–10  μg/día (340–400  UI/día ) para lactantes <  1  año (incluidos los lactantes alimentados exclusivamente con leche materna) y un SI de10  μg/día (400  UI/día ) para niños de 1 a <4  años; para todos los demás grupos de población de 4 años o más (incluidas las mujeres embarazadas/lactantes) una ingesta de referencia de nutrientes (IRN) de10  μg/día (400  UI/día ). [ 22 ]

Los niveles bajos de vitamina D3 son más frecuentes en personas que viven en latitudes septentrionales o que presentan otras razones para la falta de exposición solar regular, como estar confinadas en casa, ser frágiles, ancianas u obesas, tener la piel oscura y usar ropa que cubra la mayor parte del cuerpo. [ 23 ] [ 24 ] Se recomiendan suplementos para estos grupos de personas. [ 24 ]

El Instituto de Medicina recomendó en 2010 una ingesta máxima de vitamina D.4000  UI/día , encontrando que la dosis para el nivel más bajo de efecto adverso observado 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 sérico real de 25-hidroxivitamina D y el peso corporal. [ 26 ]

Existen informes contradictorios sobre la eficacia relativa del colecalciferol (D3 ) frente al ergocalciferol (D2 ) , ya que algunos estudios sugieren una menor eficacia del D2 , mientras que otros no muestran diferencias. Existen diferencias en la absorción, la unión y la inactivación de ambas formas, y la evidencia generalmente favorece 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 dosis única grande y se ha denominado terapia de 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 a cuatro dosis divididas. Existen preocupaciones sobre la seguridad de dosis tan altas. [ 30 ]

Se ha observado que los niveles bajos de vitamina D en sangre se asocian con niveles más bajos de testosterona total en hombres. La suplementación con vitamina D podría mejorar la concentración de testosterona total, 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 de cáncer colorrectal con un riesgo mínimo. [ 32 ] Asimismo, 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 de cáncer de colon. [ 33 ] En humanos, conCon 400  UI diarias, no hubo efecto de los suplementos de colecalciferol 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 suero sanguíneo y mayores tasas de diversos tipos de cáncer, esclerosis múltiple , tuberculosis , cardiopatías y diabetes, [ 36 ] el consenso es que la suplementación no es beneficiosa. [ 37 ] Se cree que la tuberculosis puede provocar 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 esteroidea con un anillo abierto. [ 41 ]

Mecanismo de acción

El colecalciferol por sí solo es inactivo. Se convierte en su forma activa mediante dos hidroxilaciones : la primera en el hígado, por acción de CYP2R1 o CYP27A1 , para formar 25-hidroxicolecalciferol ( calcifediol , 25-OH vitamina D₃ ) . La segunda hidroxilación ocurre principalmente en el riñón a través de la acción de CYP27B1 para convertir 25-OH vitamina D₃ en 1,25-dihidroxicolecalciferol ( calcitriol , 1,25-(OH) ₂ vitamina D₃ ) . 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. [ 11 ]

Biosíntesis

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

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Vía de síntesis de la vitamina D ( ver / editar )
  1. ↑ El mapa interactivo de la ruta metabólica se puede editar en WikiPathways: "VitaminDSynthesis_WP1531" .

El 7-dehidrocolesterol es el precursor del colecalciferol. [ 11 ] 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 síntesis máxima ocurriendo en293  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 UVB activas 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. Exposición de la cara, los brazos y las piernas, en promedioDe 5 a 30  minutos dos veces por semana pueden ser suficientes, pero cuanto más oscura sea la piel y más débil la luz solar, más minutos de exposición se necesitarán. Es imposible sufrir una sobredosis de vitamina D por exposición a los rayos UV; la piel alcanza un equilibrio en el que la vitamina se degrada tan rápido como se produce. [ 42 ]

El colecalciferol puede producirse en la piel a partir de la luz emitida por las lámparas UV de las camas de bronceado , que producen radiación ultravioleta principalmente en el espectro UVA , pero que generalmente generan entre un 4 % y un 10 % de las emisiones UV totales como UVB. Los niveles en sangre son más elevados en los usuarios frecuentes de 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 1/60 del tiempo. [ 45 ]

Se puede debatir si el colecalciferol y todas las formas de vitamina D son, por definición, " vitaminas ", ya que la definición de vitamina 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. [ 11 ]

Los tres pasos en la síntesis y activación de la vitamina D3 se regulan de la siguiente manera:

  • El colecalciferol se sintetiza en la piel a partir del 7-dehidrocolesterol bajo la acción de la luz ultravioleta B (UVB). Alcanza un equilibrio después de varios minutos, dependiendo de la intensidad de la radiación UVB en la luz solar —determinadapor la latitud, la estación del año, la nubosidad y la altitud— ,así como de la edad y el grado de pigmentación de la piel.
  • La hidroxilación del colecalciferol a calcifediol (25-hidroxicolecalciferol) en el retículo endoplasmático de los hepatocitos hepáticos, mediante la enzima 25-hidroxilasa , está poco regulada, si es que lo está, y los niveles sanguíneos de esta molécula reflejan en gran medida la cantidad de colecalciferol producida en la piel combinada con cualquier vitamina D2 o D3 ingerida .
  • La hidroxilación del calcifediol a calcitriol en los riñones por la 1-alfa-hidroxilasa está estrictamente regulada: es estimulada por la hormona paratiroidea y sirve como el principal punto de control en la producción de la hormona circulante activa calcitriol (1,25-dihidroxivitamina D3 ) . [ 11 ]

Producción industrial

El colecalciferol se produce industrialmente para su uso en suplementos vitamínicos y para fortificar alimentos . Como fármaco, se denomina colecalciferol ( USAN ) o colecalciferol ( INN , BAN ). Se produce mediante la irradiación ultravioleta del 7-dehidrocolesterol extraído de la lanolina presente en la lana de oveja . [ 46 ] 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 del esquilado. El colesterol se somete a un proceso de cuatro pasos para producir 7-dehidrocolesterol, el mismo compuesto que se produce en la piel de los animales. El 7-dehidrocolesterol se irradia con luz ultravioleta. Durante la irradiación se forman algunos isómeros no deseados , que se eliminan mediante diversas técnicas, dejando una resina que se funde a temperatura ambiente y suele tener una potencia de 25  a 30 millones de UI .

El colecalciferol también se produce industrialmente para su uso en suplementos vitamínicos a partir de líquenes , que son aptos para veganos. [ 47 ] [ 48 ]

Estabilidad

El colecalciferol es muy sensible a la radiación UV y se descompone rápidamente, pero de forma reversible, para formar supraesteroles , que a su vez pueden convertirse irreversiblemente en ergosterol .

Pesticida

Los roedores son algo más susceptibles a las altas dosis de colecalciferol que otras especies, y el compuesto se ha utilizado en cebos venenosos para el control de estas plagas. [ 49 ] [ 10 ]

La farmacodinámica del colecalciferol es tal que las dosis altas pueden producir hipercalcemia , que resulta en calcificación sistémica de los tejidos blandos, lo que lleva a insuficiencia renal , anomalías cardíacas , hipertensión , depresión del SNC y trastornos gastrointestinales. Los signos generalmente se desarrollan dentro de18–36  h de la ingestión y puede incluir depresión, pérdida de apetito , poliuria y polidipsia ." [ 9 ] El colecalciferol en dosis altas tenderá a acumularse rápidamente en el tejido adiposo pero se liberará más lentamente [ 50 ] 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. [ 49 ]

En Nueva Zelanda, las zarigüeyas se han convertido en una plaga importante. Para el control de zarigüeyas, se ha utilizado colecalciferol como ingrediente activo en cebos letales. [ 51 ] La LD 50 es de 16,8  mg/kg, pero solo de 9,8  mg/kg si se añade carbonato de calcio al cebo. [ 52 ] [ 53 ] Los riñones y el corazón son órganos diana. [ 54 ] 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. [ 55 ] Se ha informado de toxicidad en un amplio rango de dosis de colecalciferol, con una LD 50 tan alta como 88 mg/kg o una LD Lo tan baja como 2 mg/kg informada para perros. [ 56 ]    

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 , [ 57 ] y que no se ha documentado toxicosis por transmisión (envenenamiento por ingerir un animal envenenado). [ 9 ] Sin embargo, la misma fuente informa que el uso de colecalciferol en rodenticidas aún puede representar un riesgo significativo para otros animales, como perros y gatos, cuando se ingieren directamente cebos para rodenticidas u otras formas de colecalciferol. [ 9 ]

Véase también

Referencias

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  • Los diodos emisores de luz ultravioleta B (LED) son más eficientes y efectivos en la producción de vitamina D3 en la piel humana en comparación con la luz solar natural.
  • Página del NIST Chemistry WebBook sobre el colecalciferol
  • Metabolismo de la vitamina D, hormonas sexuales y función reproductiva masculina.