Colecalciferol
La vitamina D3, un compuesto químico

Colecalciferol
POSADA :Colecalciferol
Datos clínicos
Pronunciación/ ˌ k oʊ l ə k æ l ˈ s ɪ f ə r ɒ l /
Otros nombresvitamina D3
AHFS / Drogas.comDatos profesionales sobre medicamentos
Datos de licencia
Vías de
administración		Por vía oral , intramuscular.
Código ATC
Estatus legal
Estatus legal
Identificadores
  • (3 S , 5 Z , 7 E ) -9,10-secocolesta-5,7,10(19)-trien-3-ol
Número CAS
  • 67-97-0
Identificador de centro de PubChem
  • 5280795
Banco de medicamentos
  • DB00169
Araña química
  • 4444353
UNIVERSIDAD
  • 1C6V77QF41
BARRIL
  • C05443
EBICh
  • CHEBI:28940
Química biológica
  • ChEMBL1042
Panel de control CompTox ( EPA )
  • DTXSID6026294
Tarjeta informativa de la ECHA100.000.612
Datos químicos y físicos
FórmulaC27H44O​​​​
Masa molar384,648  g·mol −1
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
Punto de fusión83 a 86 °C (181 a 187 °F)
Punto de ebullición496,4 °C (925,5 °F)
Solubilidad en aguaPrácticamente insoluble en agua, fácilmente soluble en etanol, metanol y algunos otros disolventes orgánicos. Ligeramente soluble en aceites vegetales.
  • O[C@@H]1CC(\C(=C)CC1)=C\C=C2/CCC[C@]3([C@H]2CC[C@@H]3[C@H](C)CCCC(C)C)C
  • InChI=1S/C27H44O/c1-19(2)8-6-9-21(4)25-15-16-26-22(10-7-17-27(25,26)5)12-13-23-18-24(28)14-11-20(23)3/h12-13,19,21,24-26,28H,3,6-11,14-18H2,1-2,4-5H3/b22-12+,23-13-/t21-,24+,25-,26+,27-/m1/s1 ☒norte
  • Clave:QYSXJUFSXHHAJI-YRZJJWOYSA-N

El colecalciferol , también conocido como vitamina D3 o colecalciferol , es un tipo de vitamina D que se produce en la piel cuando se expone a la luz UVB ; se encuentra en ciertos alimentos y se puede tomar como suplemento dietético . [3]

El colecalciferol se sintetiza en la piel tras la exposición a la luz solar. [4] Luego se convierte en el hígado en calcifediol (25-hidroxicolecalciferol D), que a su vez se convierte en el riñón en calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol D). [4] Una de las funciones más importantes del calcitriol es promover la absorción de calcio por los intestinos. [5] El colecalciferol está presente en alimentos como pescado graso, hígado de res, huevos y queso. [6] [7] En algunos países, el colecalciferol también se agrega a productos como plantas, leche de vaca, jugo de frutas, yogur y margarina. [6] [7]

El colecalciferol se puede tomar por vía oral como un suplemento dietético para prevenir la deficiencia de vitamina D o como un medicamento para tratar enfermedades asociadas, incluido el raquitismo . [8] [9] También se utiliza en el tratamiento de la hipofosfatemia familiar , el hipoparatiroidismo que causa niveles bajos de calcio en sangre y el síndrome de Fanconi . [9] [10] Los suplementos de vitamina D pueden no ser efectivos en personas con enfermedad renal grave . [11] [10] Las dosis excesivas en humanos pueden provocar vómitos, estreñimiento, debilidad muscular y confusión. [5] Otros riesgos incluyen cálculos renales . [11] Las dosis superiores a40 000 UI ( Por lo general, se requieren 1000 μg ) por día antes de que se produzca un alto nivel de calcio en sangre . [12] Las dosis normales,800–2000  UI por día son seguras durante el embarazo . [5]

El colecalciferol se describió por primera vez en 1936. [13] Está en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [14] En 2022, fue el 62.º medicamento más recetado en los Estados Unidos, con más de 10  millones de recetas. [15] [16] El colecalciferol está disponible como medicamento genérico . [10] [17] [18]

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 D 2. [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 de los huesos. [4] 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 ) IU , equivalentemente1 UI es0,025 μg , oSe han establecido valores de referencia de ingesta alimentaria para la vitamina D ( ergocalciferol , que es D 2 , o colecalciferol, que es D 3 ), o ambas, y las recomendaciones varían según el país:

  • En los Estados Unidos:15 μg/día (600 UI/d ) para todas las personas (hombres, mujeres, mujeres embarazadas o en período de lactancia) de entre 1 y 70 años 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/d ) para todas las personas mayores de 1 año y10 μg/día (400 UI/d ) para bebés de 7 a 11 meses, suponiendo una síntesis cutánea mínima de vitamina D. [21]
  • En el Reino Unido: una 'Ingesta Segura' (IS) de8,5–10 μg/día (30–400 UI/d ) para lactantes < 1 año (incluidos los lactantes amamantados exclusivamente) y una SI de10 μg/día (400 UI/d ) para niños de 1 a <4 años; para todos los demás grupos de población de 4 años o más (incluidas las mujeres embarazadas o lactantes) una ingesta de nutrientes de referencia (IRN) dedía10 μg (400 UI/día ). [22]

Los niveles bajos de vitamina D3 se encuentran con mayor frecuencia en personas que viven en latitudes septentrionales o que tienen otras razones para no exponerse regularmente al sol, como estar confinados en sus casas, ser frágiles, ancianos u obesos, tener la piel más oscura y usar ropa que cubre la mayor parte de la piel. [23] [24] Se recomiendan suplementos para estos grupos de personas. [24]

El Instituto de Medicina recomendó en 2010 una ingesta máxima de vitamina D de4000 UI/d , encontrando que la dosis para el nivel de efecto adverso observado más bajo 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 real de 25-hidroxi-vitamina D en el suero y el peso corporal. [26]

Existen informes contradictorios sobre la eficacia relativa del colecalciferol (D 3 ) frente al ergocalciferol (D 2 ), y algunos estudios sugieren una menor eficacia del D 2 , mientras que otros no muestran ninguna diferencia. Existen diferencias en la absorción, la unión y la inactivación de las dos formas, y la evidencia suele favorecer 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 sola dosis grande y se ha llamado terapia 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 o cuatro dosis divididas. Existen dudas sobre la seguridad de dosis tan altas. [30]

Los niveles bajos de vitamina D circulante se han asociado con niveles más bajos de testosterona total en los hombres. La suplementación con vitamina D podría mejorar potencialmente la concentración total de testosterona, 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 del cáncer colorrectal con un riesgo mínimo. [32] También 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 del cáncer de colon. [33] En humanos, conA pesar de que se administraron 400 UI diarias de suplementos de colecalciferol, no se observó ningún efecto 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 el suero sanguíneo y tasas más altas de varios tipos de cáncer, esclerosis múltiple , tuberculosis , enfermedades cardíacas y diabetes, [36] el consenso es que la suplementación de los niveles no es beneficiosa. [37] Se cree que la tuberculosis puede resultar en 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 esteroide con un anillo abierto. [41]

Mecanismo de acción

El colecalciferol por sí solo es inactivo. Se convierte a su forma activa mediante dos hidroxilaciones : la primera en el hígado, por CYP2R1 o CYP27A1 , para formar 25-hidroxicolecalciferol ( calcifediol , 25-OH vitamina D 3 ). La segunda hidroxilación ocurre principalmente en el riñón a través de la acción de CYP27B1 para convertir 25-OH vitamina D 3 en 1,25-dihidroxicolecalciferol ( calcitriol , 1,25-(OH) 2 vitamina D 3 ). 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. [4]

Biosíntesis

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

  1. ^ El mapa de ruta interactivo se puede editar en WikiPathways: "VitaminDSynthesis_WP1531".

El 7-dehidrocolesterol es el precursor del colecalciferol. [4] 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 una síntesis máxima que se produce a293 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 activas de los rayos UVB 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. La exposición de la cara, los brazos y las piernas, con un promedio dePuede ser suficiente con 5 a 30  minutos dos veces por semana, pero cuanto más oscura sea la piel y más débil la luz solar, más minutos de exposición se necesitarán. La sobredosis de vitamina D es imposible debido a la exposición a los rayos UV; la piel alcanza un equilibrio en el que la vitamina se degrada tan rápido como se crea. [42]

El colecalciferol puede producirse en la piel a partir de la luz emitida por las lámparas UV de las camas solares , que producen principalmente rayos ultravioleta del espectro UVA , pero que normalmente producen entre el 4% y el 10% de las emisiones totales de rayos UV en forma de UVB. Los niveles en sangre son más elevados en los usuarios frecuentes de los 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. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28904394/).

Se puede discutir si el colecalciferol y todas las formas de vitamina D son por definición " vitaminas ", ya que la definición de vitaminas 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. [4]

Los tres pasos en la síntesis y activación de la vitamina D 3 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 (determinada por la latitud, la estación, la nubosidad y la altitud) y de la edad y el grado de pigmentación de la piel.
  • La hidroxilación en el retículo endoplásmico de los hepatocitos del hígado del colecalciferol a calcifediol (25-hidroxicolecalciferol) por la 25-hidroxilasa está regulada de manera débil, si es que lo está, y los niveles sanguíneos de esta molécula reflejan en gran medida la cantidad de colecalciferol producido en la piel combinado con cualquier vitamina D 2 o D 3 ingerida.
  • La hidroxilación del calcifediol a calcitriol en los riñones por la 1-alfa-hidroxilasa está estrechamente 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 D 3 ). [4]

Producción industrial

El colecalciferol se produce industrialmente para su uso en suplementos vitamínicos y para fortificar alimentos . Como fármaco farmacéutico se le llama colecalciferol ( USAN ) o colecalciferol ( INN , BAN ). Se produce mediante la irradiación ultravioleta del 7-deshidrocolesterol extraído de la lanolina que se encuentra en la lana de oveja . [45] 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 de la esquila. El colesterol se somete a un proceso de cuatro pasos para producir 7-deshidrocolesterol, el mismo compuesto que se produce en la piel de los animales. Luego, el 7-deshidrocolesterol se irradia con luz ultravioleta. Durante la irradiación se forman algunos isómeros no deseados : estos se eliminan mediante diversas técnicas, dejando una resina que se funde aproximadamente a temperatura ambiente y generalmente tiene una potencia de25 000 000 a 30 000 000  Unidades Internacionales/gramo .

El colecalciferol también se produce industrialmente para su uso en suplementos vitamínicos a partir de líquenes , lo que es adecuado para veganos. [46] [47]

Estabilidad

El colecalciferol es muy sensible a la radiación UV y se descompone rápidamente, pero de manera reversible, para formar supraesteroles, que a su vez pueden convertirse de manera irreversible en ergosterol . [ cita requerida ]

Pesticida

Los roedores son algo más susceptibles a las dosis altas que otras especies, y el colecalciferol se ha utilizado en cebos venenosos para el control de estas plagas. [48] [18]

El mecanismo del colecalciferol en dosis altas es que puede producir " hipercalcemia " , que produce calcificación sistémica de los tejidos blandos, lo que lleva a insuficiencia renal , anomalías cardíacas , hipertensión , depresión del sistema nervioso central y malestar gastrointestinal. Los signos generalmente se desarrollan dentro de los 10 días.18–36 h después de la ingestión y puede incluir depresión, pérdida de apetito , poliuria y polidipsia ". [17] El colecalciferol en dosis altas tenderá a acumularse rápidamente en el tejido adiposo pero se liberará más lentamente [49], 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. [48]

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

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 , [56] y que no se ha documentado toxicosis por retransmisión (envenenamiento por comer un animal envenenado). [17] Sin embargo, la misma fuente informa que el uso de colecalciferol en rodenticidas aún puede representar un peligro significativo para otros animales, como perros y gatos, cuando se ingieren directamente cebos rodenticidas u otras formas de colecalciferol. [17]

Véase también

Referencias

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  • Los diodos emisores de luz ultravioleta B (LED) son más eficientes y eficaces en la producción de vitamina D3 en la piel humana en comparación con la luz solar natural
  • Página del libro web de química del NIST sobre colecalciferol
  • Metabolismo de la vitamina D, hormonas sexuales y función reproductora masculina.
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