Vitamina D: ¿Qué tiene que ver con el metabolismo del calcio y la osteoporosis?

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La vitamina D y sus metabolitos son una parte crucial del sistema endocrino que controla la homeostasis del calcio en todo el cuerpo. El objetivo de este control hormonal es regular los niveles de calcio sérico para que se mantengan dentro de un rango muy estrecho. Para lograr este objetivo, los eventos regulatorios ocurren en coordinación en múltiples tejidos, como el intestino, los riñones, los huesos y las glándulas paratiroides.

La producción de la hormona endocrina vitamina D, 1,25 dihidroxivitamina D (1,25 (OH)2 D) está regulada por la ingesta habitual de calcio en la dieta y estados fisiológicos como el crecimiento, el envejecimiento y la menopausia. Las acciones moleculares de la 1,25 (OH)2D sobre los tejidos diana que regulan el calcio están mediadas predominantemente por la transcripción controlada por el receptor de vitamina D. La función principal de la 1,25 (OH)2D durante el crecimiento es aumentar la absorción intestinal de calcio para que haya suficiente calcio disponible para la mineralización ósea.1

El calcio se absorbe activamente en el intestino delgado en presencia de vitamina D. El calcio y el fósforo forman cristales de hidroxiapatita para mineralizar y fortalecer los huesos. Por lo tanto, una dieta que contenga tanta vitamina D como calcio a niveles óptimos es importante para la mineralización adecuada de los huesos. La función clásica de la vitamina D es aumentar la eficacia intestinal de la absorción de calcio, pero durante las últimas décadas se han investigado otras funciones no clásicas de la vitamina D. De hecho, los receptores de vitamina D se encuentran en muchos tejidos además del hueso y el intestino delgado, como las células T auxiliares tipo 1, los macrófagos, la próstata, el cerebro y otros tejidos.2

Fisiología de la vitamina D y mineralización ósea

La vitamina D está ampliamente distribuida en la naturaleza, es fotosintetizada en muchas plantas y animales expuestos a luz solar. Su mayor papel en animales vertebrados y humanos es incrementar la absorción de calcio y fósforo para la mineralización del esqueleto. La deficiencia de vitamina D se manifiesta en los niños como raquitismo y en los adultos como osteomalacia. Recientemente la vitamina D ha capturado la atención como un determinante de la salud ósea y la función neuromuscular, así mismo ahora se reconoce el déficit de vitamina D como un problema de proporciones epidémicas a nivel mundial.3

La vitamina D se obtiene a partir de la dieta y por acción de la luz solar en la piel (Figura 1). Durante la exposición solar, los fotones de luz ultravioleta B (UVB) penetran la epidermis y la dermis, donde son absorbidos por el 7-dehidrocolesterol que se encuentra en la membrana plasmática de estas células, el 7-dehidrocolesterol por acción de UVB se convierte a precolecalciferol que a su vez se convierte en colecalciferol, siendo lanzado fuera de la membrana plasmática al espacio extracelular donde se fija a la proteína transportadora de vitamina D.3

El primer paso en la activación metabólica de la vitamina D es la hidroxilación del carbono 25, que ocurre principalmente en el hígado a través del citocromo p-450, el segundo paso en la bioactivación de la vitamina D es la formación de 1α-25- hidroxivitamina D (1,25(OH)2 D) a partir de la 25-hidroxivitamina D, proceso que ocurre bajo condiciones fisiológicas en el riñón.3

La 1α,25-hidroxivitamina D interactúa con el receptor nuclear de vitamina D (VDR*) que a su vez se une al receptor de ácido retinoico, formando un complejo que es reconocido por secuencias genéticas específicas conocidas como elementos de respuesta a vitamina D (VDRE*), para abrir la información genética responsable de sus acciones biológicas. En el intestino, la 1,25(OH)2 D induce la expresión de un canal epitelial de calcio, una proteína fijadora de calcio (calbindina) y una variedad de otras proteínas que ayudan a transportar el calcio de la dieta a la circulación, también incrementa el transporte activo de fósforo a través de la estimulación de la expresión del cotransportador Na-P y cambios en la composición de la membrana del enterocito que incrementan la fluidez y el transporte de fosfato. La vitamina D es esencial para el desarrollo y mantenimiento del esqueleto mineralizado, estimulando a los osteoblastos para producir osteocalcina y fosfatasa alcalina, lo que indica un proceso activo de osteogénesis y a su vez la 1,25 (OH) 2D también interactúa con su VDR en el osteoclasto estimulando la expresión del ligando de unión al receptor activador de NF-kB (RANKL), regulando de esta forma tanto la formación como el remodelado óseo, proceso dinámico requerido para una adecuada salud ósea.3

Consecuencias del déficit de vitamina D para la salud ósea: bajas concentraciones de vitamina D llevan a disminución en la absorción del calcio que conduce a un incremento en la secreción de la hormona paratiroidea (PTH) que estimula la producción de 1,25-(OH) 2D, lo que se denomina “hiperparatiroidismo secundario”. Este incremento en la PTH causa aumento en el recambio óseo con el objetivo de movilizar los depósitos de calcio óseo para mantener la homeostasis del metabolismo del calcio, llevando a la consiguiente pérdida de masa ósea. El hiperparatiroidismo secundario se ha propuesto como el principal mecanismo por el cual el déficit de vitamina D predispone a fracturas de patológicas, habiéndose demostrado que el incremento de PTH en pacientes ancianos se asocia con déficit de vitamina D. Esta relación inversa entre 25-(OH) vitamina D y PTH se ha observado no sólo en ancianos sino también en mujeres posmenopáusicas con edades entre 45 y 65 años.3

Diagnóstico y prevalencia de la deficiencia de vitamina D: la hidroxilación de la vitamina D hepática está pobremente regulada, mientras que la actividad de la 1α-hidroxilasa es altamente regulada por el calcio ingerido directamente a través de cambios en el calcio sérico o indirectamente alterando los niveles de hormona paratiroidea (PTH).

De esta forma, los niveles de 25-(OH) D se incrementan en proporción al ingreso de vitamina D, por esta razón los niveles plasmáticos de 25- (OH) D se usan comúnmente como un indicador del estatus de vitamina D. Aunque no hay consenso con respecto a los niveles séricos óptimos de 25-(OH) D, la deficiencia es definida por muchos expertos como un nivel por debajo de 20 ng/mL (50 nmol/L). Sin embargo, esto depende de variables como el clima, la exposición solar y los hábitos de vestido, que determinan variaciones entre países. Un nivel de 25-(OH) D de 21 a 29 ng/mL (52 a 72 nmol/l) puede ser considerado como insuficiencia relativa de vitamina D y un nivel por encima de 30 ng/mL se puede considerar como suficiente. Con base en estas definiciones se estima que más de 1.000 millones de personas alrededor del mundo presentan deficiencia o insuficiencia de vitamina D, y más del 50% de mujeres posmenopáusicas que toman medicación para osteoporosis tienen niveles subóptimos de vitamina D.3

En un estudio al final del invierno, el 42% de mujeres entre 19 y 45 años en Estados Unidos tenían niveles de 25-(OH) D por debajo de 20 ng/mL, en otro estudio chileno con 555 mujeres posmenopáusicas se encontró que el 47,5% de las pacientes estudiadas presentaban hipovitaminosis D.4 Las personas que viven cerca al Ecuador que se exponen a la luz solar sin protector solar, usualmente presentan niveles de 25-(OH) D por encima de 30 ng/mL.

En un estudio realizado en Hawai entre personas jóvenes sanas con exposición solar en promedio de 28,9h/semana se encontró un valor promedio de 25-(OH) D de 31,6 ng/mL y usando como punto de corte 30 ng/mL, el 51% de esta población tenía bajos niveles de vitamina D.5 En Colombia se han publicado tres estudios en relación con los niveles de vitamina D en mujeres posmenopáusicas, uno realizado en la ciudad de Bogotá, encontró niveles por debajo de 32 ng/ml en el 69,5% de las pacientes estudiadas,6 otros dos realizados en Medellín mostraron una prevalencia de insuficiencia de vitamina D de 55,1%(26) y 77%(27), lo que indica que el problema del déficit de vitamina D no sólo afecta países con baja exposición solar, sugiriendo la importancia de una adecuada determinación y suplementación en mujeres en la posmenopausia.3-6

Prevención y tratamiento: la deficiencia de vitamina D puede ser tratada con exposición solar o irradiación UV, incremento del consumo de la vitamina D en la dieta o con suplementos orales o parenterales. Los resultados deben ser valorados con base en el incremento de los niveles séricos de 25-(OH) D, en la disminución de la PTH o la disminución de los marcadores de remodelado óseo. Como la 25-(OH) D posee una vida media prolongada, los resultados sólo pueden ser determinados de 3 a 6 meses después de iniciada la terapia.3

La vitamina D y el calcio juegan un papel importante en la mineralización adecuada de los huesos para una salud esquelética óptima. Los beneficios adicionales de la vitamina D incluyen la prevención de enfermedades autoinmunes, la disminución del riesgo de cáncer, la prevención de caídas, la mejora de la inmunidad, la prevención de la hipertensión y la diabetes. Dada la prevalencia generalizada de insuficiencia de vitamina D en la población general y en pacientes con enfermedades reumatológicas, la detección y el tratamiento de la insuficiencia de vitamina D deberían convertirse en estándar, especialmente en aquellos pacientes con osteoporosis y / o enfermedades autoinmunes. Se deben realizar estudios prospectivos para determinar si la suplementación con vitamina D puede reducir el riesgo de enfermedades extraesqueléticas.2

Referencias:

1. Fleet JC. The role of vitamin D in the endocrinology controlling calcium homeostasis. Mol Cell Endocrinol. 2017 Sep 15;453:36-45. doi: 10.1016/j.mce.2017.04.008. Epub 2017 Apr 9. PMID: 28400273; PMCID: PMC5529228.

2. Khazai N, Judd SE, Tangpricha V. Calcium and vitamin D: skeletal and extraskeletal health. Curr Rheumatol Rep. 2008 Apr;10(2):110-7. doi: 10.1007/s11926-008-0020-y. PMID: 18460265; PMCID: PMC2669834.

3. Rosero, Oscar. Vitamina D y salud ósea en la mujer posmenopáusica. Revista de la Sociedad Colombiana de Endocrinología. Volumen 2. 2015.

4. Rodríguez P José A, Valdivia C Gonzalo, Trincado M Patricio. Fracturas vertebrales, osteoporosis y vitamina D en la posmenopausia: Estudio en 555 mujeres en Chile. Rev. méd. Chile  [Internet]. 2007  Ene [citado  2021  Mar  26] ;  135( 1 ): 31-36. Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-98872007000100005&lng=es.  http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872007000100005.

5. Binkley N, Novotny R, Krueger D, Kawahara T, Daida YG, Lensmeyer G, Hollis BW, Drezner MK. Low vitamin D status despite abundant sun exposure. J Clin Endocrinol Metab. 2007 Jun;92(6):2130-5. doi: 10.1210/jc.2006-2250. Epub 2007 Apr 10. PMID: 17426097.

6. Deyanira González Devia, Claudia Zúñiga Libreros, William Kattah Calderón, Insuficiencia de vitamina D en pacientes adultos con baja masa ósea y osteoporosis en la Fundación Santa Fe de Bogotá 2008–2009, Revista Colombiana de Reumatología, volume 17, Issue 4, 2010.

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