La vitamina D es una hormona liposoluble esencial que regula la absorción intestinal de calcio y fósforo, participa en la mineralización ósea y modula funciones inmunológicas y celulares a través del VDR. Su síntesis cutánea depende de la radiación y del precursor , mientras que la forma dietética proviene de alimentos como y productos ; existen dos formas principales, (ergocalciferol) y (colecalciferol), con distintas biodisponibilidades. La conversión hepática a y la posterior activación renal a (calcitriol) forman una vía hormonal integrada con la para mantener la . Factores ambientales (latitud, estaciones, nubosidad) y personales (pigmentación cutánea, edad, uso de y ropa) influyen en la producción endógena, lo que explica la alta prevalencia de en poblaciones de latitudes altas, piel oscura o estilo de vida con poca exposición solar. La evaluación del estado vitamínico se basa principalmente en la medición de en suero, aunque existen biomarcadores alternativos con limitaciones. La evidencia epidemiológica relaciona niveles insuficientes con trastornos óseos como y , con indicios de asociación a , y riesgo de , aunque la causalidad sigue en debate. Las recomendaciones de ingesta diaria varían por edad y condición fisiológica, y la suplementación, la fortificación alimentaria y las estrategias de exposición solar deben ajustarse a factores genéticos, geográficos y poblacionales para garantizar la salud ósea y sistémica sin provocar .
Funciones biológicas y papel en la homeostasis de calcio y fósforo
La vitamina D actúa como una hormona endocrina cuya función principal es regular la homeostasis de calcio y fosfato, procesos esenciales para la mineralización ósea y la integridad estructural del esqueleto. El metabolito activo, el calcitriol (1,25‑dihidroxivitamina D), ejerce sus efectos uniéndose al VDR localizado en la membrana plasmática y el núcleo de diversos tejidos, entre ellos el intestino, los riñones y el tejido óseo.
Absorción intestinal de calcio y fosfato
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Estimulación de la absorción: El calcitriol se une al VDR en los enterocitos, aumentando la expresión de proteínas de transporte como la calbindina‑D28K y los canales de calcio tipo TRPV6. Este mecanismo incrementa la eficiencia de absorción de calcio y fosfato desde la dieta https://mdpi-res.com/d_attachment/nutrients/nutrients-14-03351/article_deploy/nutrients-14-03351.pdf[1].
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Papel fundamental en la mineralización ósea: Al garantizar un suministro adecuado de calcio y fosfato, el calcitriol crea las condiciones necesarias para la mineralización del osteóidio, proceso clave en la formación y reparación ósea https://link.springer.com/article/10.1186/s12986-025-01011-1[2].
Regulación renal del calcio
- Reabsorción tubular: En los túbulos proximales, el calcitriol mejora la reabsorción de calcio, reduciendo la pérdida urinaria y contribuyendo a la mantención de la calcemia https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajprenal.00336.2004[3].
- Interacción con la PTH: Cuando la ingesta de calcio es insuficiente, la PTH estimula la hidroxilación renal de calcifediol a calcitriol mediante la enzima 1α‑hidroxilasa, incrementando la absorción intestinal y la resorción ósea para normalizar la calcemia https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK278935[4].
Influencia en el remodelado óseo
- Equilibrio formación‑resorción: El calcitriol modula la actividad de osteoblastos y osteoclastos, favoreciendo un equilibrio dinámico conocido como remodelado óseo. Cuando la disponibilidad de calcio es baja, la interacción VDR‑PTH favorece la mobilización de calcio del esqueleto, un proceso que, de persistir, puede disminuir la densidad ósea y predisponer a trastornos como el raquitismo y la osteomalacia https://link.springer.com/article/10.1186/s12986-025-01011-1[2].
Otros roles fisiológicos
Además de su acción clásica en la mineralización, el VDR está expresado en una amplia variedad de tejidos, lo que permite al calcitriol influir en procesos no esqueléticos:
- Crecimiento y diferenciación celular mediante regulación transcripcional de genes implicados en la proliferación https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK278935[4].
- Modulación inmunológica: el VDR regula la actividad de células del sistema inmune, disminuyendo respuestas inflamatorias http://lpi.oregonstate.edu/mic/micronutrients-health/skin-health/nutrient-index/vitamin-D[7].
Integración y retroalimentación del eje vitamina D‑PTH
El control de la homeostasis mineral se basa en un circuito de retroalimentación:
- Conversión hepática: La vitamina D (D₂ o D₃) se hidroxila en el hígado a calcifediol mediante la enzima CYP2R1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK278935[4].
- Activación renal: El calcifediol es 1α‑hidroxilado en los riñones a calcitriol según la demanda de calcio, regulado por la PTH y suprimir por niveles elevados de calcitriol y fosfato https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajprenal.00336.2004[3].
- Feedback negativo: El aumento de calcitriol inhibe la expresión de y la secreción de PTH, evitando una sobreproducción que provocaría hipercalcemia http://lpi.oregonstate.edu/mic/micronutrients-health/skin-health/nutrient-index/vitamin-D[7].
Formas de vitamina D: D₂ vs. D₃, fuentes y biodisponibilidad
Las dos formas principales de vitamina D que se encuentran en la alimentación son la vitamina D₂ (ergocalciferol) y la vitamina D₃ (colecalciferol). Aunque ambas pueden convertirse en 25‑hidroxivitamina D en el hígado, difieren sustancialmente en sus fuentes dietéticas, su biodisponibilidad y la capacidad para elevar las concentraciones séricas de 25‑OH‑D.
Fuentes de vitamina D₂ y vitamina D₃
- La vitamina D₂ se obtiene esencialmente de fuentes vegetales y fúngicas; los alimentos más representativos son las setas expuestas a radiación UV y algunos productos de origen vegetal fortificados [11].
- La vitamina D₃ proviene de fuentes animales: pescados grasos como salmón, caballa y arenque, el hígado de mamíferos, la yema de huevo y alimentos fortificados (leche, yogur, cereales) [11].
Biodisponibilidad y efectividad en la elevación del 25‑OH‑D
Los estudios controlados demuestran que la vitamina D₃ tiene una biodisponibilidad superior a la vitamina D₂. En ensayos aleatorizados con adultos sanos, la suplementación con D₃ produjo aumentos mayores y más sostenidos de 25‑hidroxivitamina D en suero que la D₂ [13]. Una revisión sistemática y metaanálisis de 2024 confirmó este hallazgo, indicando que la D₃ genera incrementos significativamente mayores en la concentración total de 25‑OH‑D respecto a la D₂ [14].
Estas diferencias son clínicas: al elegir una suplementación para corregir la deficiencia o para mantener niveles óptimos, la vitamina D₃ suele requerir dosis menores y presenta un mejor perfil de respuesta, mientras que la D₂ puede necesitar dosis más altas o regímenes más prolongados para lograr el mismo efecto.
Implicaciones para la suplementación y la fortificación
- En programas de fortificación alimentaria, muchos países optan por añadir vitamina D₃ a productos lácteos y cereales porque su mayor eficacia permite alcanzar los objetivos de ingesta sin exceder los límites máximos tolerables y sin incrementar el riesgo de hipercalcemia.
- Para poblaciones con dietas principalmente vegetales o con restricciones de productos animales, la vitamina D₂ sigue siendo una opción viable, pero se aconseja monitorizar los niveles de 25‑OH‑D y ajustar la dosis en consecuencia.
Factores que influyen en la absorción
La absorción de ambas formas depende de la presencia adecuada de grasas dietéticas y de la integridad del tracto gastrointestinal. Además, la edad, el estado nutricional y la función hepática pueden afectar la conversión de la forma ingerida a 25‑OH‑D, lo que subraya la necesidad de una evaluación individualizada antes de iniciar la suplementación.
En resumen, aunque la vitamina D₂ y la D₃ comparten la capacidad de convertirse en la forma activa del organismo, la vitamina D₃ se destaca por su mayor biodisponibilidad y eficacia para elevar los niveles séricos de 25‑hidroxivitamina D, lo que la convierte en la opción preferente tanto para la suplementación individual como para las estrategias de fortificación poblacional.
Síntesis cutánea, factores ambientales y fotoprotección
La producción cutánea de vitamina D comienza cuando la radiación UVB (longitud de onda 290‑315 nm) penetra la epidermis y es absorbida por el 7‑dehidrocolesterol presente en las membranas de los queratinocitos. La energía UVB rompe el anillo B del esteroide, formando previtamina D₃, que rápidamente se isomeriza a temperatura corporal para generar vitamina D₃ (colecalciferol). Este proceso depende de la disponibilidad de UVB y de la cantidad de sustrato cutáneo.
Influencia de la pigmentación y la edad
La melanina actúa como un filtro natural: cuanto mayor es la concentración de melanina, mayor es la absorción de UVB y menor la conversión de 7‑dehidrocolesterol a previtamina D₃. Por ello, las personas con piel más oscura requieren exposiciones más largas o una mayor intensidad de radiación para obtener la misma cantidad de vitamina D que individuos con piel clara. Además, la capacidad sintética disminuye con la edad; el grosor epidérmico y los niveles de 7‑dehidrocolesterol disminuyen en adultos mayores, reduciendo la eficiencia de la síntesis cutánea.
Efecto de la latitud, la estación y la nubosidad
La latitud determina la trayectoria solar y, por consiguiente, la intensidad de UVB que llega a la superficie terrestre. En latitudes superiores a ~51 ° N (o S), la producción cutánea puede ser insuficiente durante gran parte del año, y por encima de 70 ° la síntesis puede cesar durante varios meses. La estación también modula la disponibilidad de UVB: los meses de invierno reducen notablemente la irradiancia, mientras que el verano favorece la síntesis. La nubosidad y la presencia de aerosoles o capas de ozono pueden atenuar aún más la radiación UVB, limitando la producción endógena.
Fotoprotección: protector solar y ropa
Los métodos de fotoprotección reducen la exposición cutánea a UVB y, por ende, la síntesis de vitamina D. Los protectores solares filtran o reflejan fotones UVB; sin embargo, en la práctica real su aplicación rara vez es completa, por lo que permiten una cierta producción de vitamina D. La ropa protege la piel de forma más marcada: telas oscuras y densas bloquean hasta el 98 % de los rayos UVB, mientras que tejidos ligeros pueden dejar pasar alrededor del 50 % de la radiación. El uso combinado de protector solar y ropa que cubra gran parte del cuerpo puede disminuir la síntesis cutánea de forma sustancial, especialmente en personas con piel oscura que ya presentan una menor eficiencia basal.
Interacción de los factores y riesgo de deficiencia
Los factores descritos actúan de forma acumulativa. Un individuo con piel oscura que viva a alta latitud, sea mayor de 65 años, use ropa que cubra la mayor parte del cuerpo y aplique protector solar con alto SPF durante la mayor parte del día experimentará una reducción múltiple del UVB disponible para la conversión cutánea. Esta combinación eleva significativamente el riesgo de deficiencia de vitamina D, lo que puede requerir aporte dietético o suplementario para mantener niveles adecuados de 25‑hidroxivitamina D en suero.
En resumen, la síntesis cutánea de vitamina D depende de una interacción compleja entre la disponibilidad de UVB (controlada por latitud, estación, nubosidad), la capacidad cutánea del individuo (pigmentación, edad) y las prácticas de fotoprotección (protector solar, ropa). La comprensión de estos factores es esencial para diseñar estrategias de exposición solar segura y para determinar cuándo es necesario complementar la dieta o emplear suplementos, especialmente en poblaciones vulnerables.
Metabolismo y vía hormonal: del cutáneo al calcitriol activo
La vía hormonal de la vitamina D inicia con la síntesis cutánea provocada por la radiación ultravioleta B (UVB). Cuando los fotones UVB penetran la epidermis, convierten el 7‑dehidrocolesterol en previtamina D₃, la cual se isomeriza térmicamente a vitamina D₃ (colecalciferol) y se introduce en la circulación unida a la vitamina D‑binding protein .
Hidroxilación hepática
En el hígado la vitamina D₃ sufre una hidroxilación catalizada principalmente por la enzima CYP2R1 (una citocromo P450), dando lugar a 25‑hidroxivitamina D (calcifediol) — la forma circulante mayoritariamente utilizada para evaluar el estado vitamínico. En menor medida, enzimas como CYP27A1 también contribuyen a este paso. El calcifediol se distribuye a los tejidos y sirve de reserva para la posterior activación renal.
Activación renal y formación de calcitriol
La hidroxilación renal ocurre en los túbulos proximales mediante la enzima 1α‑hidroxilasa (CYP27B1), que convierte el calcifediol en 1,25‑dihidroxivitamina D (calcitriol), la forma hormonal activa. Esta reacción está estimulada por la parathormona (PTH) cuando los niveles séricos de calcio son bajos, y inhibida por concentraciones elevadas de calcitriol y por el exceso de fosfato a través de un mecanismo de retroalimentación negativa.
Acciones del calcitriol y regulación sistémica
El calcitriol ejerce sus efectos al unirse al receptor de vitamina D (VDR), que forma heterodímeros con el receptor X retinoide (RXR). Este complejo se transloca al núcleo y se fija a los elementos de respuesta a la vitamina D (VDRE) presentes en los promotores de genes objetivo, regulando la absorción intestinal de calcio y fosfato, la reabsorción renal de calcio, y modulando la actividad de osteoblastos y osteoclastos para equilibrar la formación y resorción ósea. Asimismo, el VDR está expresado en múltiples tejidos, lo que permite al calcitriol influir en procesos como la función inmune y la diferenciación celular.
Mecanismos de retroalimentación
- Estimulación por PTH: La hipocalcemia aumenta la secreción de PTH, la cual eleva la actividad de CYP27B1 renal, incrementando la producción de calcitriol.
- Retroalimentación por calcitriol: Altas concentraciones de calcitriol suprimen la expresión de CYP27B1 y reducen la secreción de PTH, evitando una sobreproducción de la hormona activa.
- Control por fosfato: Niveles elevados de fosfato inhiben la actividad de la 1α‑hidroxilasa y favorecen la expresión de la 24‑hidroxilasa (CYP24A1), encargada de catabolizar el calcitriol a metabolitos inactivos.
Estas interacciones garantizan que la producción de calcitriol sea finamente ajustada según las necesidades del esqueleto y del metabolismo general, manteniendo la homeostasis del calcio dentro de rangos fisiológicos estrechos.
En conjunto, el proceso que va desde la conversión cutánea del 7‑dehidrocolesterol hasta la generación renal del calcitriol constituye una vía endocrina integrada, cuya regulación depende de factores hormonales, nutricionales y ambientales. La alteración de cualquier punto de esta cadena (por ejemplo, insuficiente exposición UVB, disfunción hepática, enfermedad renal o desequilibrios de PTH) puede conducir a deficiencias de vitamina D y, subsecuentemente, a trastornos óseos como el raquitismo o la osteomalacia, así como a un mayor riesgo de fracturas.
Evaluación del estado: biomarcadores y criterios de deficiencia
La valoración del estado vitamínico se centra en la cuantificación de la forma circulante más estable, la 25‑hidroxivitamina D (25(OH)D), que integra la síntesis cutánea, la ingesta dietética y la absorción intestinal. Esta medida se realiza en suero mediante inmunoensayos o espectrometría de masas calcitriol; su concentración refleja la disponibilidad del precursor para la conversión renal a la forma hormonal activa, el 1,25‑dihidroxivitamina D, mediada por la enzima 1α‑hidroxilasa.
Biomarcadores principales
| Biomarcador | Fuente / Metabolismo | Ventajas | Limitaciones | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| **** | Hepático (hidroxilación por ) | |||||
| **** | Renal (hidroxilación por ) | Forma biológicamente activa, regula rápidamente la absorción de ** | Metabolismo hepático y renal | Puede indicar exceso de conversión y riesgo de ** | Isómero minoritario | Útil en estudios de población para mejorar precisión de la medición total. |
Criterios de deficiencia y rangos de referencia
Los umbrales empleados en la mayoría de las guías internacionales se basan en la asociación entre los niveles de 25(OH)D y la salud ósea, aunque se utilizan valores diferentes según la población y el objetivo clínico:
| Categoría | Concentración de 25(OH)D (nmol/L) | Comentario | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Severamente insuficiente | < 30 | Riesgo elevado de piel y melanina – La melamina actúa como filtro natural de los rayos UVB, reduciendo la síntesis cutánea de vitamina D y, por tanto, los niveles de 25(OH)D, especialmente en personas con piel oscura.
Implicaciones clínicas de los valores de 25(OH)D
Selección de métodos de análisisLos laboratorios de referencia utilizan dos principales tecnologías:
Recomendaciones dietéticas y suplementación por grupos de edadLas recomendaciones de ingesta de vitamina D se ajustan a la edad, el estado fisiológico y la exposición al rayos ultravioleta B. La evidencia disponible proviene de las ingestas dietéticas de referencia establecidas por el Institute of Medicine y de guías de sociedades clínicas, que se basan en estudios de metabolismo óseo, modulaciones inmunológicas y seguridad frente a la hipercalcemia. Ingestas diarias recomendadas (RDA)
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