Żelazo jest ważnym biologicznie pierwiastkiem, z uwagi na zdolność bycia donorem i akceptorem elektronów, co jest kluczowe w przebiegu reakcji redukcji i utleniania w komórce. Wchodząc w skład niebiałkowych frakcji enzymów i białek transportowych, takich jak hemoglobina, cytochromy czy oksydazy, pełni rolę w wielu procesach, m.in. w transporcie tlenu, syntezie DNA.
Dziś wiadomo, że witamina D może wpływać nie tylko na układ kostny, ale także ma związek z chorobami przewodu pokarmowego, układu oddechowego i krążenia, z rozwojem niektórych nowotworów oraz występowaniem chorób o podłożu autoimmunologicznym i alergicznym1, 2.
Receptor VDR znajduje się nie tylko w komórkach kostnych, ale również w większości komórek pozaszkieletowych, w tym między innymi w komórkach kanalików nerkowych, nabłonka jelit, komórkach trzustki, w ścianach naczyń krwionośnych i sercu, a także w mózgu, nadnerczach, mięśniach czy gruczole sutkowym i krokowym. Oprócz tego występuje praktycznie we wszystkich komórkach układu immunologicznego. Tak powszechne występowanie receptora VDR warunkuje plejotropowe działanie witaminy D3.
Metabolizm i działanie witaminy D
Witamina D3 (znana również pod nazwą cholekalcyferol) powstaje z 7-dehydrocholesterolu obecnego w skórze, który ulega przekształceniu pod wpływem promieniowania światła ultrafioletowego. Witamina D może być też dostarczana do organizmu wraz z pożywieniem, lekami czy suplementami w postaci witaminy D2 – ergokalcyferolu lub bezpośrednio witaminy D3. Obie formy wchłonięte do krwi ulegają przekształceniu – hydroksylacji w wątrobie do 25-hydroksycholekalcyferolu, z udziałem izoform cytochromu P450, takich jak: CYP2J3, CYP27A1, CYP3A4 oraz CYP2R1 (25-hydroksylaza witaminy D), który wykazuje największe powinowactwo. Następnie w nerkach pod wpływem CYP27B1 dochodzi do przekształcenia do związku mniej aktywnego – 24,25- dihydroksycholekalcyferolu i kalcytriolu wykazującego się dużą aktywnością, czyli 1,25-dihydroksycholekalcyferolu – 1,25(OH)2D3. Witamina D w różnych postaciach jest następnie transportowana do tkanek docelowych w formie kompleksów z cząsteczką transportującą, białkiem wiążącym witaminę D (DBP)3, 4.
Kalcytriol jest zdolny do inicjowania bądź też wyciszania transkrypcji genów po związaniu z receptorem VDR. Receptor ten należy do rodziny receptorów jądrowych, zatem poprzez przyłączenie specyficznych ligandów może regulować ekspresję licznych genów4.
Polimorfizmy receptora VDR
Gen VDR kodujący receptor dla witaminy D znajduje się na długim ramieniu chromosomu 12 (12q13.1). Do tej pory odkryto kilkadziesiąt polimorfizmów dotyczących tego genu, jednak ich znaczenie w zapobieganiu oraz rozwoju niektórych chorób nadal nie jest do końca poznane5.
Zaobserwowano, że występowanie polimorfizmów w obrębie genu VDR jest związane ze zmniejszoną gęstością mineralną kości, opornością na leczenie witaminą D, skłonnością do rozrostu przytarczyc, zwiększoną podatnością na infekcje i choroby autoimmunologiczne oraz może mieć znaczenie w powstawaniu niektórych chorób nowotworowych3–5.
Spośród wszystkich funkcji, jakie spełnia witamina D w organizmie ludzkim, najbardziej poznany jest jej wpływ na metabolizm kości i gospodarkę wapniową. Odkrycie receptora tej witaminy – VDR pozwoliło na rozwój badań obejmujących jej rolę w innych układach i narządach organizmu.