維他命D 有哪些功效?過度補充會怎樣?專家圖文完整說明

維他命D 也常被稱作維他命D,是近幾年來特別受到關注的微量營養素之一。另外骨質疏鬆症對中老年人的健康與行動產生重大的影響,因此和此疾病有關的維他命D以及鈣質更加廣泛受到討論。有些電視上的名嘴認為很多人都缺乏維他命D ,引述了許多維他命D 對疾病與健康有助益的文獻,建議人們應該額外補充維他命D 以保健康;但又有另外一派的人說,維他命D 吃過量,反而會增加骨折風險,甚至讓某些疾病的罹患風險增加。兩方的說法好像都有各自的道理在,但實際的情形究竟是如何呢?為了讓大家完整了解維他命D 的相關議題,團隊將從維他命D 的基本作用、體內代謝過程、建議攝取量、如何補充,以及補充過量可能造成的問題等各種面向,帶你從最完整的科學證據重新認識這個營養素。

維他命D 到底該不該補充?請不用急,先好好看完這篇文章,再來思考一下自己的情況到底該不該補充。有些人可能很足夠,只要曬太陽就好,有些人可能從食物補充就行,也確實可能有人需要從營養補充品額外攝取喔!進入主題之前,請先看底下整理的重點:

  • 台灣人維他命D 不足的狀況確實偏高,可能有超過 6 成的人處於缺乏狀態
  • 適量的維他命D 對骨骼健康有益,並且有助於鈣質吸收
  • 富含維他命D 的天然食物很少,如果想從食物補充就選魚或是照過紫外線的菇吧!
  • 全母乳的嬰兒若媽媽沒曬太陽、少曬太陽的人、老年人、膚色較黑的人,比較可能維他命D 缺乏
  • 曬太陽就可以合成供身體需要的維他命D,但隔著玻璃曬是沒用的喔
  • 停經後女性補充維他命D + 鈣的產品要注意(鈣 1,000 毫克與維他命D 400 IU )
  • 寶寶哺乳時間拉長或是懷孕期間媽媽體內維他命D量不多,可以考慮幫寶寶補充維他命D
  • 維他命D 偏低和某些疾病發生可能有關,但因果關係尚未確認
  • 維他命D 補充過量時,可能因為引起血鈣偏高,造成血管與組織鈣化,接著損害心臟、血管與腎臟

 

維他命D 是什麼?在人體有什麼樣的角色?

維生素D簡介維他命D(又稱維生素D)和維他命 A維他命E與維他命K 一樣,都是脂溶性維他命,也就是容易溶解於脂肪中,因此攝取時最好搭配油脂,才比較容易吸收。但在天然界中僅有少數的食物含有維他命D,那該怎麼辦呢?幸好當人類的肌膚接觸特定波長的紫外線,波長範圍在 280-320 奈米之間的 UVB ,就能觸發維他命D 的合成。換句話說,這是一個能夠自體產生的營養素,理論上只要充分接觸陽光,身體就能產出夠用的維他命D 供全身使用。

但除了靠曬太陽接受紫外線產生以外,食物也是另外一種維他命D的來源。來自食物的維他命D 有兩種,通常植物來源的是維他命 D2 ( Ergocalciferol ,麥角鈣化醇),而動物來源是維他命 D3 ( Cholecalciferol ,膽鈣化醇)。

 

維他命D 在體內合成的機制

接下來要說明一下人體中維他命D被合成的機制。在人體肌膚表皮上,當紫外線照射到 7-脫氫膽甾醇( 7-Dehydrocholesterol )會形成前維他命 D3( Previtamin D3 ),接著會再轉換成維他命 D3 。但是不管是來自於食物的維他命 D2 、 D3 與肌膚合成的 D3,在體內都得再經過兩次的轉換,才能成為有生理活性的維他命D。

第一次發生在肝臟,反應後會產生 25(OH)D ;第二次在腎臟,產物是具生理活性的 1,25(OH)2D 或不具生理活性的 24,25(OH)2D 。如果肝或腎的健康出問題了,也可能會影響維他命D活化的過程喔。

維生素D合成機制搞懂維他命D 是如何在體內產生的,接下來要介紹維他命D在體內到底有什麼角色與功效。

 

維他命D 的功效與生理作用

從維他命 D3 的別名是「膽鈣化醇」就能知道它和鈣有關係,活化的維他命D 在小腸裡能促使鈣吸收維持適當的血鈣與磷濃度、讓骨頭的礦物化正常,也能預防低血鈣引起的肌肉抽搐。體內維他命D 不足時,骨骼會變薄、脆或畸形,足夠的維他命D 能預防兒童罹患佝僂病( Rickets )以及成年人的骨軟化症( osteomalacia )。維他命D 與適量的鈣質,則能一起保護年長者,預防罹患骨質疏鬆症。

維他命D 除了與鈣有關的作用外,還有其他的用途。包含調節細胞生長神經肌肉免疫功能,以及減少發炎反應。此外,維他命D 也會調節許多基因編碼的蛋白質,及部分細胞的增殖、分化、細胞凋亡。雖然前面提到腎臟是將 25(OH)D 轉換成 1,25(OH)2D 的器官,不過實際上身體還是有一些細胞有轉換的能力,如巨噬細胞,只是腎臟產出的 1,25(OH)2D 能送給全身使用,細胞產生的只能自己使用( Ref. 2 )。

 

如何知道自己體內維他命D 是高還是低?

如果你是兒童的佝僂病或是成人的軟骨症患者,那我們大概可以得知你有維他命D 缺乏的情形,但在還沒有明顯症狀的時候,我們該怎麼知道身體維他命D 的狀況呢?現代醫學是以抽血檢驗 25(OH)D 的濃度,來間接了解身體維他命D 的濃度。

剛才上面的維他命D 機制圖中有提到,只有 1,25(OH)2D 是才是有生理活性的維他命D,但為什麼實際檢測的卻是 25(OH)D 呢?這是因為 1,25(OH)2D 一旦生成,大概只能在血液循環 15 個小時,而且還會受副甲狀腺素、鈣與磷酸鹽影響,變動較大,因此不適合作為評估指標。所以我們退而求其次,以 25(OH)D 的濃度來推估體內的維他命D 狀態。

25(OH)D 能反應肌膚生成或膳食維他命D 的補充,而且能在循環待約 15 天,是較為穩定的指標。只是呢,血中 25(OH)D 的濃度與健康狀態的關係在科學上還沒有取得一致的共識,現階段對於 25(OH)D 的濃度與健康狀態的可能關係,要特別強調,是「可能」的關係,如下表:

血中 25(OH)D 濃度與健康的關係

到底台灣人體內的維他命D 狀況如何呢?根據先前的調查,似乎不是很好。根據 2005–2008 年的國民營養健康狀況變遷調查,研究 19 歲以上國人血清 25(OH)D 的濃度,結果發現全國平均為 18.1 ng/mL , 66% 以上的國人處於缺乏( <20 ng/mL ),僅有不到 2% 的人充足( >33 ng/mL );此外,按參與者抽血日期分為四季,結果發現夏季的濃度最高( 19.7 ng/mL ),春季最低( 16.8 ng/mL )。所以不管怎麼看,國人的維他命D 缺乏的人,比率是偏高的。

 

維他命D 容易缺乏的情況有哪些?對健康有什麼影響?

維他命D 的缺乏其實跟所有的營養素概念很像,某個營養素缺乏不外乎是飲食缺乏吸收差需求增加或是排出增加等幾種情形。長期攝取低於建議量、曬太陽的時間太少、腎臟無法轉換 25(OH)D 為活化型態,或腸道吸收不佳…等,都可能造成維他命D 缺乏的原因。底下列出比較容易缺乏維他命D 的情況

 

維他命D 在哪些族群容易缺乏?

 

喝母乳的寶寶

剛出生的嬰兒通常很少會被帶出去曬太陽,維他命D 幾乎只能仰賴母乳或配方奶粉。前者要看母親自身的狀況,如果母親體內的維他命D 多,母乳的含量就會高( Ref. 3 );而配方奶在設計的時候會把維他命D 的缺乏考量進去。為了避免寶寶有維他命D 缺乏的情形發生,有兩件事情要注意,一是媽媽自己要有充足的維他命D;如果媽媽維他命D 的濃度較低或哺乳期間拉長,那麼就可考慮讓寶寶額外補充維他命D。

 

年長者

年長者肌膚合成維他命D 的效率比年輕人差,加上很多長輩會長時間待在家裡、飲食攝取也不足,都是年長者容易缺乏維他命D 的原因。據 1999–2000 年台灣國民營養健康狀況變遷調查,台灣年長者維他命D 的每日實際攝取量約為 240-280 IU ,未達 400 IU 的建議攝取量。此外,在美國有半數髖骨骨折的美國老年人血中 25(OH)D 的濃度小於 12 ng/mL 。

 

很少曬太陽的人

含有維他命D 的食物不多,如果平常就鮮少吃魚類蘑菇之類的食物,那麼整天待在室內,假日也不太外出走走的人,就是要注意了。

 

皮膚黑的人

維他命D的合成位置在肌膚表皮層的基底層及棘狀層,而能吸收紫外線的黑色素也分布在表皮層。皮膚黑的人意味著表皮裡面有較多的黑色素,當越多的能量被黑色素給吸收掉了,可用來生成維他命D3 的能量就少了。

人類表皮層的結構。維他命 D 在基底層與棘狀層合成,黑色素則是由位在基底層的黑色素細胞合成,並散佈到表皮層裡
人類表皮層的結構。維他命 D 在基底層與棘狀層合成,黑色素則是由位在基底層的黑色素細胞合成,並散佈到表皮層裡。Credit:Mikael Häggström

 

患有發炎腸疾病(IBS)與其他引起脂肪吸收不良的疾病

維他命D 是脂溶性的營養素,必須與油脂一起待在一起才會有好的吸收,而患有 IBS 或是脂肪吸收不良的人,因油脂的消化受到阻礙,也連帶影響了脂溶性營養素的吸收。

 

肥胖或有做過胃繞道手術的人

BMI 超過 30 的人血中 25(OH)D 的濃度會比體重正常的人低,換句話說,肥胖的人會需要比常人補充更多的維他命D 才行。肥胖並不會影響肌膚合成維他命D 的能力,可能是皮下脂肪阻礙維他命D 釋放到血液循環裡的關係。此外,做過胃繞道手術的人,少了小腸上段的吸收過程,因而影響維他命D 的吸收。

 

維他命D 與疾病和健康的關係

從一些流行性學的研究或是維他命D 的生理機制推論,人們會期待這個營養素或許能帶給我們更多的健康好處,底下是維他命D 與各種健康問題以及其可能功效的研究摘要,研究的方法如果太複雜可以跳過,直接看粗體的結論

 

肌肉功能

維他命D 在肌肉細胞裡能促進鈣引入,並且能調節基因來幫助肌肉收縮與肌肉細胞的增生,過去的臨床研究也發現患有佝僂病與軟骨症的人也會有近側肌肉的病變,因而認為維他命D 缺乏與肌肉功能異常有關。

研究發現每天補充維他命D 對肌肉功能有正面的效果,而這作用在維他命缺乏的老年人更是顯著。每天補充 1,000 IU 維他D 便足以發揮功效,不過斷斷續續的補充可能無法發揮此作用。( Ref. 4 )。

 

骨質疏鬆症

大部分補充維他命D 對骨健康的研究通常也會一並補充鈣,因而很難區分個別的效果。一篇發表在《 Lancet 》上的回顧研究結果認為若沒有缺乏維他命D 的風險,似乎沒有必要補充維他命D 來預防骨質疏鬆症( Ref. 5 )。

 

癌症

維他命D 與癌症的研究數量還滿多的,其中比較受到期待與關注的是在結腸癌、前列腺癌與乳癌上的作用。從流行病學的回顧研究結果得知, 25(OH)D 的濃度越高,則結直腸癌的發生率及死亡率會觀察到變低;血中有較高濃度的 25(OH)D 濃度與乳癌發展及死亡數的風險較低有關。然而,至今為止的雙盲隨機臨床試驗的結果都無法支持觀察研究的結果。

至於前列腺癌,目前也沒有足夠的證據支持 25(OH)D 與其發生率之間有關連,不過在一個開放式臨床試驗的結果支持每天攝取 4,000 IU 可能抑制此疾病的發展。總之,就目前的研究證據來看,我們無法知道維他命D的補充是否真的能預防這些癌症的發生或是延緩其進展( Ref. 6 )。

 

其他健康問題

維他命D 也有在糖尿病、高血壓、胰島素阻抗、多發性硬化症…等疾病的相關研究,不過目前的證據還不能給出個明確的答案來。

 

維他命D 要如何補充?萬一補充太多會怎樣?

曬太陽

事實上光是曬太陽身體就能合成足量的維他命D,這個系統產生維他命D 的效率很好,只要短暫的讓手臂與臉接觸陽光,就能產生相當於從食物攝取 200 IU 的量。

但大家可能會好奇,如果你整個卯起來曬太陽,體內是否會不斷產生維他命D,甚至導致過量嗎?根據研究,單以曬太陽的方式並不會發生維他命D 過量中毒,有研究找來住在夏威夷的受試者,發現一週曬了 28.9 小時的太陽,血中 25(OH)D 的濃度大概上升到 60 ng/mL 就不再增加( Ref. 7 )。

那麼我們要曬多久太陽才能產生足夠的維他命D 呢? 有些研究者建議每天早上 10 點到下午 3 點之間,至少讓臉、手臂、腿或背部晒 5-30 分鐘的太陽,好讓身體自己合成足夠的維他命D,不過該建議所在的地理位置與台灣應該不同,台灣因為緯度較低紫外線的強度較強,建議可以早上 9 點到 10 點或下午 3 點到 4 點之間晒太陽,以避免晒傷。前面有提到促使肌膚合成維他命D 的光是紫外線,而在日常生活中有些因素會影響我們與 UVB 的接觸:

  • 天氣:天空有雲覆蓋的話能減少 50% UVB 的能量,嚴重空氣污染會減少 60%。
  • 玻璃:UVB 無法穿透一般的玻璃,UVA 則可大部分穿透。待在室內隔著玻璃窗曬太陽,不管你怎麼曬都不會合成維他命D,反而會因為 UVA 而加速肌膚老化。
  • 防曬乳液: SPF 大於 8 的防曬產品就能隔絕 UVB 阻止肌膚合成維他命D。然而,實際上人們通常不會塗好塗滿的關係,沒塗到或塗好的肌膚還是能夠合成維他命D 的喔。

紫外線是導致肌膚光老化的元兇,那麼在曬太陽合成維他命D 的過程中我們不就任紫外線傷害了嗎?有趣的是,在肌膚合成的過程中,紫外線也會將反式尿刊酸( trans-urocanic acid )轉換成順式尿刊酸( cis-urocanic acid ),它具有防護紫外線、避免 DNA 損傷的能力( Ref. 8 );此外,黑色素細胞也會因紫外線的照射而合成黑色素,讓肌膚在下次接觸紫外線時能發揮保護的作用。雖說人體的肌膚備有防禦機制,但一下子接觸過多的紫外線也是擋不住的喔。

 

食物中的維他命D

食物中富含維他命D 的食物種類很少,要不就是吃魚,不然就是吃蘑菇吧!基本上只要這一天有吃到這兩類食物,就能很容易的達到每日維他命D 的參考攝取量,不過要注意的是菇類是否經過紫外線照射會給維他命D 的含量帶來相當大的影響。

下圖我們將照射過紫外線與未照射的洋菇列入,紫外線照射過的洋菇每 70 公克含有 732 IU 的維他命D,而未照射的洋菇僅有 5 IU 。但問題來了,我們怎麼知道買的菇類是否經過紫外線照射呢? 答案是不知道,得問貨源才知道呀。所以如果你不討厭吃魚或是沒有吃素的話,吃魚來補充維他命D 是比較保險的選擇。

食物中的維生素D

 

維他命D 營養補充品

如果是沒辦法靠曬太陽或食物取得足夠維他命D 的人,可能就會考慮維他命D 的營養補充品。但在台灣,對於維他命D 的添加有受到規範,詳細內容如下:

  1. 形態屬膠囊狀、錠狀且標示有 每日食用限量之食品,在每日食用量中,其維他命D 之總含量不得高於 800 IU ( 20 微克)。
  2. 其他一般食品及嬰兒(輔助)食品,在每日食用量或每 300 公克食品(未標示每日食用量者)中,其維他命D 之總含量不得高於 15 μg 。

基於法規限制,在台灣合法買到的維他命D 膠囊狀產品,劑量最高的就是一天 800 IU 。在國外,因為規範不同的關係,你能看到劑量更高的維他命D 產品。切記,維他命D 超過 800 IU/天的補充品可別自己帶回來台灣賣,可是會違法的喔。

大多維他命D 的補充品會和各種不同的鈣搭配在一起,如果你是從上面一路閱讀下來,相信你八成已經猜到是因為活化型的 1,25(OH)D 能促進小腸細胞對鈣質的吸收了吧!沒錯,就是這個道理,因此大多的商品會打著「維他命 D3 + 鈣」的組合,然後跟你說維他命 D3 能幫助鈣質吸收喔!(嚴格說起來是這次吃的維他命D 能幫助之後的鈣吸收,而不是這顆膠囊或錠劑裡的鈣。)

還有個很重要的事情,維他命D 是脂溶性維他命,得和油脂一起攝取才會好吸收,建議飯後或是和富含油脂的食物一起吃。

國人膳食營養素參考攝取量

 

 

維他命D吃太多可能會有什麼副作用?

攝取過多的維他命D 的副作用很不一定,厭食體重下降頻尿心律不整等都是可能的症狀,更嚴重的情況是增加血鈣濃度,使得血管與組織鈣化,接著損害心臟、血管與腎臟。此外,有研究發現停經後的女性每天補充 1,000 毫克的鈣和 400 IU 的維他命D 與腎結石的風險增加有關( Ref. 9 )。

究竟要吃多少維他命D 才會有問題呢?大部分的研究支持維他命D 引起毒性的區間在 10,000-40,000 IU/天,或是血中 25(OH)D 濃度在 200-240 ng/mL 。雖然每天攝取低於 10,000 IU 維他命D 不太可能會有毒性症狀,但美國國家科學院醫學研究所食物與營養委員會( Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academy of Sciences ,簡稱 FNB )指出從全國調查、觀察研究與臨床試驗的新證據發現,即使維他命D 攝取的不多,長期血中 25(OH)D 濃度較高也很可能對健康帶來不好的影響。 FNB 認為血中 25(OH)D 的濃度不要高到 50-60 ng/mL ,即使是在較低濃度的 30-48 ng/mL 也和所有死因增加、某些部位的癌症風險和心血管事件風險,以及更多年長者跌倒與骨折的事件有關。

FNB 引用的研究發現每天攝取 5,000 IU 就能讓血中 25(OH)D 的濃度達到 50-60 ng/mL,基於此訂出 9 歲以上的容忍攝取上限為 4,000 IU/天, 9 歲以下攝取上限為 1,000-3,000 IU/天。台灣的容忍攝取上限是 1 歲以上 2,000 IU/天; 1 歲以下每天 1,000 IU/天。

單從食物攝取維他命D 其實不太容易過量,很可能在攝取過量之前,就已經先吃到撐了,但在吃魚肝油魚肝還是注意一下。真正容易造成維他命D 攝取過量的是攝取補充品,在補充之前請充分了解產品上的劑量標示,適量攝取即可。

如何補充維生素D

 

維他命D 與藥物

補充維他命D 有可能和幾種藥物產生交互作用。底下會舉幾個例子,如果一個人經常服用以下藥物,那麼在補充維他命D 之前最好和你的醫生討論。

 

類固醇

皮質類固醇(Corticosteroid)藥物,例如 prednisone,通常是開來消炎,由於會影響體內維他命D 代謝,進而減少鈣吸,因而導致骨質流失,長期服用的話可能會發展成骨質疏鬆症。可和你的醫師討論該如何額外補充維他命D。

 

其他藥物

減肥藥 orlistat(如:羅氏鮮)與降膽固醇藥物 – cholestyramine (如:Questran®、LoCholest® 和 Prevalite®) 能減少維他命D與其他脂溶性維生素的吸收,如果平常就很少曬太陽,長期下來有較高缺乏維他命D 的風險。建議可以增加曬太陽的次數,或者補充維他命D 時要和用藥的那一餐錯開。

看到這,你是否決定要去多晒點太陽,還是多吃點蘑菇來增加體內的維他命D 了呢?所有的營養素的概念都是這樣,過猶不及都不是好事啊!要掌握自己的健康,就從充實自己的正確知識,以及更棒的作息以及飲食習慣開始吧!
 

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Reference

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  2. Adams, J. S., & Hewison, M. (2010). Update in vitamin D. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 95(2), 471-478.
  3. Wall, C. R., Stewart, A. W., Camargo, C. A., Scragg, R., Mitchell, E. A., Ekeroma, A., et al. (2015). Vitamin D activity of breast milk in women randomly assigned to vitamin D3 supplementation during pregnancy. The American journal of clinical nutrition, ajcn114603.
  4. Binkley, N., Novotny, R., Krueger, D., Kawahara, T., Daida, Y. G., Lensmeyer, G., … & Drezner, M. K. (2007). Low vitamin D status despite abundant sun exposure. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 92(6), 2130-2135.
  5. De Fabo EC, Noonan FP. Mechanism of immune suppression by ultraviolet irradiation in vivo. I. Evidence for the existence of a unique photoreceptor in skin and its role in photoimmunology. J Exp Med  1983;158:84–98.
  6. Jackson, R. D., LaCroix, A. Z., Gass, M., Wallace, R. B., Robbins, J., Lewis, C. E., … & Bonds, D. E. (2006). Calcium plus vitamin D supplementation and the risk of fractures. New England Journal of Medicine, 354(7), 669-683.
  7. Halfon, M., Phan, O., & Teta, D. (2015). Vitamin D: a review on its effects on muscle strength, the risk of fall, and frailty. BioMed research international, 2015.
  8. Reid, I. R., Bolland, M. J., & Grey, A. (2014). Effects of vitamin D supplements on bone mineral density: a systematic review and meta-analysis. The Lancet, 383(9912), 146-155.
  9. Jacobs, E. T., Kohler, L. N., Kunihiro, A. G., & Jurutka, P. W. (2016). Vitamin D and colorectal, breast, and prostate cancers: a review of the epidemiological evidence. Journal of Cancer, 7(3), 232.
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