營養學/維生素D缺乏病的發病情況和病因
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16.2.1 發病情況
維生素D缺乏病主要發生在受日光照射不足，並缺少食物維生素D來源的人群中，特別在嬰幼兒、家庭婦女和老年人當中更為多見。近年來，隨著維生素D代謝研究的進展，在臨床發現繼發性維生素D缺乏病也不少見。現在在一些經濟發達的國家使用維生素D強化食品，雖然已使明顯的營養性維生素D缺乏病有了大幅度的下降，但潛在維生素D缺乏（特別是在老年人中間）仍相當普遍。另一方面，由於強化食品的廣泛使用，維生素D過多症已經成了令人擔心的問題。但就世界大多數地區來看，由於經濟、技術、和文化水平的限制，維生素D缺乏病的發病率還相當高，溫帶地區國家小兒佝僂病的發病率在20～80%之間。根據大面積普查的資料，我國3歲以下兒童佝僂病的發病率約為20～30%，但某些寒冷地區也有達到80%左右的。對老年人的維生素D營養狀況現在還缺少大面積的調查資料，但從老年人的生活習慣、飲食營養、生理功能狀態及健康情況來看，維生素D缺乏病的存在同樣是不容忽視的。
維生素D缺乏雖然不直接威脅到生命，但由於鈣、磷代謝和骨骼生長發育的障礙發生的畸形和骨折，造成終身殘廢。並且維生素D缺乏往往是繼發各種疾病的誘因。老年人骨折與維生素D缺乏有很大的關係，近年來有人報導，股骨與頸骨骨折主要是由於維生素D缺乏；骨折的患者血漿25-（OH）D3 明顯地低於同年齡未骨折的人；組織學的檢查結果也表明股骨與頸骨骨折的人往往有骨軟化症存在。所有這些都說明為了保護兒童、婦女和老年的健康，對於維生素D缺乏病的防治工作必需予以足夠的重視。
16.2.2 病因
佝僂病和骨軟化症有其外在原因，也有機體的內在因素。維生素D及鈣、磷代謝異常可發生病理性維生素D缺乏。近年來，不同學者或著眼於臨床表現，或著眼於病因及發病機理，對維生素D缺乏病提出了分類的建議。Harrison H，E，等將維生素D缺乏病分為兩大類：①屬於D及其活性代謝物缺乏的，包括：營養性維生素D缺乏，維生素D吸收障礙，肝病、肝病及某些藥物所引起的維生素D缺乏和維生素D依賴性佝僂病等；②屬於效應細胞異常的，包括：范可尼症候群（Fanconis syndrome）、腎小管性酸中毒、遺傳性原發性低磷血症等。Coburn,J,W.和Brautbar,N，則分為：①維生素D缺乏；②25-（OH）D；③1，25-（OH）2D 2生成不足；④其它可能與維生素D代謝有關的疾病所致的骨質病變。關於代謝障礙發生的病理性維生素D缺乏病，將在「維生素D的臨床應用」一節中討論，這裡首先將近年來對日光照射及飲食營養與維生素D缺乏關係的認識，做一簡要介紹。
（1）日光照射 由於天然食物中，除少數食品外，維生素D的含量都很有限，日光紫外線照射不足，現在仍是世界各地發生維生素D缺乏的主要原因。日光照射與地理條件、季節和大氣環境有密切的關係，熱帶、亞熱帶常年日光充足，一般不易發生維生素D缺乏。溫帶、寒帶日照時間短，特別在多雨、多霧和大氣污染嚴重的地區更容易發生。不同季節和時刻日光照射角度的改變，人們衣服的增減，都影響紫外線的透射量。據我國大面積普查的結果：東北地區3歲以下小兒佝僂病的發病率明顯地高過華北和西北地區，長江流域的發病率低於華北和西北地區，而高於南方地區。從不同季節佝僂病病情的發展來看，也證明日光照射與維生素D缺乏的關係，我國北方，5、6月日光紫外線最強，11月到次年2月最弱，據哈爾濱市對4歲以下佝僂病兒腕關節X線照片分析的結果表明：病變激化的高峰在2～4月份，以後逐漸好轉，9～10份最輕。
血液維生素D和25-（OH）D的水平反映機體的維生素D營養狀況。 Stemp 和Round指出夏季日光照射對改善英國居民維生素D營養狀況有重要作用。在緯度大的偏北方城市，居民血漿25-（OH）D的含量夏季有明顯升高，而在緯度低的地區的季節性變化就很小。Parry等報導：食用同樣膳食的士兵自緯度51度移到26度的地區後，尿鈣排出量有明顯的增加，此增加僅發生在夏季，與日光照射和血漿25-（OH）D的水平相關。Robertson等報告不論健康人或患者，都是夏季尿鈣排出量高，冬季排出量低，血中25-（OH）D含量的減少與環境溫度降低、戶外活動減少、著衣增加有關。
皮膚生成維生素D3需要戶外日光直接的照射。由於普通的玻璃也能將大部分日光紫外線吸收，所以職業的性質與維生素D營養狀況的關係是顯而易見的。室內工作與戶外工作者血漿25-（OH）D的含量有顯著的差別。文獻報導：美國聖路易斯（St Louis）游泳場救生員的血漿25-（OH）D3 (64±9ng.ml-1 )遠高於當地的一般市民（27±9ng.ml-1），長時間得到日光照射的潛艇人員，血漿25-（OH）D3顯著減少。
據中國醫學科學院兒科研究所的調查；戶外活動少，尤其是冬季不能堅持戶外活動的兒童，佝僂病的發病率比戶外活動多者高7、8倍。北京、天津、上海等地大面積普查的結果表明，每日戶外活動不足2h的嬰幼兒佝僂病的發病率明顯地高於戶外活動多的兒童，並且這種差別在氣候寒冷的地區更顯著。
雖然有報導皮膚色素影響維生素D3的生成，黑人受試者需加大紫外線的照射劑量，才能使血中維生素D的嘗試增加，但也有報導在同樣劑量紫外線的照射下，黑人與白人血漿25-（OH）D3 同樣升高。所以皮膚色素對皮膚中膽鈣化醇生成的影響尚待進一步研究。
16-1 嬰幼兒戶外活動時間與佝僂病的關係
| 每日戶外活動時間 | 佝僂病發病率（%） | |||
| 北京 | 天津 | 上海 | 哈爾濱 | |
| 在2h以上者 | 9.60 | 13.66 | 13.37 | 27.60 |
| 在2h以下者 | 25.78 | 27.02 | 18.98 | 67.10 |
大劑量使用維生素D製劑可使人中毒，而日光紫外線照射從未發生過類似的中毒現象。據Holick和Clark解釋：7-脫氫膽固醇受紫外線照射時首先生成維生素D3 前體 (provitaminD3)，而後在體溫的作用下，維生素D3 前體逐漸轉化成維生素D3C 因為血漿維生素D結合蛋白對維生素D3 前體結結合力只相當於對維生素D3 結合力的千分，並且在人體體溫的作用下，24h只有50%的維生素D3 前體轉化成維生素D3 ，所以長時間的日光（紫外線）照射也不會引起維生素D3中毒。
（2）食物在日光照射不足的條件下，食物維生素D的供給量與維生素D缺乏病的發生有密切的關係。
因為皮膚內7-脫氫膽固醇在紫外線的照射下可以生成維生素D3，並且維生素D在體內可以儲存，所以要確定每天食物維生素D的供給量標準是有困難的。以很少日光照射或無日光照射條件下，預防維生素D缺乏病的需要量作為最低需要量，每天100～200IU(2,5～5.0μg)的維生素D可以預防佝僂病的發生， 300～400IU(7.5～10μg)的維生素D可以進一步增加腸鈣的吸收，促進骨質的生成和生長發育，但再加大劑量至800IU，則無更大的效應。1981年，中國生理科學會第三屆全國營養學術會議暨營養學會成立大會修訂的「每日膳食中營養素供給量」標準規定；兒童和成人每日的食物中應有 400IU(10μg)維生素D。
一般天然食品中維生素D含量很少，動物性食品中的含量雖然較多，但普通膳食中的含量也難以滿足機體的需要（表16-2）。沒有充分的日光照射，餵養不當，缺少富含D的食品是嬰幼兒發生佝僂病的主要原因，特別是早產兒、多胎兒，由於先天不足，肝功能不完善，維生素D及鈣、磷儲存量少，出生後生長又比較迅速，更容易發生維生素D缺乏病。
表16-2 一些動物性食品中維生素D的含量(IU.100g-1)
| 食品 | 含量 | 食品 | 含量 |
| 黃油 | 35 | 沙丁魚 | 1500 |
| 乾酪 | 12 | 小蝦 | 150 |
| 鱈魚 | 85 | 牛奶 | 0.3～4 |
| 奶油 | 50 | 人奶 | 0～40 |
| 蛋黃(每個) | 25 | 牛肝(生) | 9～40 |
| 大比目魚 | 44 | 小牛肝(生) | 0～15 |
| 鯡魚(罐頭) | 330 | 豬肝(生) | 40 |
| 鯖魚 | 120 | 雞肝(生) | 50～65 |
| 鮭魚(罐頭) | 220～440 | 羊肝(生) | 20 |
不少調查資料說明母乳餵養的嬰幼兒發生佝僂病較少，病情也較輕，這可能與乳汁中鈣、磷的比值有關。人乳中鈣、磷比例約為2:1，易於吸收。牛乳中鈣、磷含量雖然比較多，但比例不合適（1。2:1），吸收較差，所以佝僂病發病率較高；1939年，Liu S.H.等報告給缺乏維生素D的乳母補充維生素D後，嬰兒的佝僂病可以好轉，這表明維生素D可以通過母乳供給嬰兒。1976年Edelstein S等報告母乳中含有與維生素D有特殊親合力的蛋白質，其親合力大於血清結合蛋白，所以能將維生素D濃集到乳汁中供給嬰兒：1977年Lakdawala 和Widdowson報導母乳中脂溶性維生素D的含量很少(0.1～1.5μg.L-1)，而水溶性維生素D硫酸鹽的含量為10～22μg.L-1 。人乳中水溶性維生素D鹽類的存在可以解釋為什麼維生素D營養狀況良好的乳母餵養的嬰兒很少發生佝僂病。
老年人的戶外活動較少，所以較青壯年時期從食物中得到更多的維生素D，但實際往往很低，動物性食品的控制及多種疾病都是導致老人發生維生素D缺乏的重要原因。
Evans 和Stock指出蘇格蘭大部分居民維生素D攝入量相當低，這與當地骨軟化症發病率高是一致的。
維生素D缺乏病的發生不僅與食物維生素D的供給量有關，與食物的鈣、磷含量、比例及其它成分也有關。維生素D的主要作用是促進腸鈣的吸收，骨質生成。食物鈣含量豐富可以彌補輕度的維生素D不足。反之，維生素D來源之充足，也可彌補食物鈣的不足。在維生素D充實的條件下，鈣、磷攝取量較少的嬰幼兒，也不致於發生佝僂病。在維生素D缺乏的情況下，增加的鈣、磷供應量並不能防治佝僂病，但缺少鈣、磷或蛋白質過多即使受日光照射不少，仍易發生輕度的佝僂病，腸道pH對維生素D的吸收也有影響，酸度增加有利於維生素D的吸收，鹼性環境對維生素D的吸收不利。
Arniel G.C （1975）報導在蘇格蘭的格拉斯哥(Glasgow)生活的印度、巴基斯坦移民中，佝僂病的發病率明顯地高於其他居民。在英國其它城市也觀察到類似的現象。Goel,K.M.等（1976）報導亞洲膳食的一個特點是穀類占的比重大，含有大量的植酸鹽，對鈣的吸收不利。但關於穀類中植酸是不是佝僂病的致病因子，現在還有不同意見。
關於食物中其它鹽類、維生素與維生素D缺乏病的關係也是引人注目的問題，有人報導嚴重缺鎂時常見有低血鈣，但這種低血鈣不像中由於維生素D代謝異常所引起的。JIeyTCKNNkM指出維生素A缺乏的動物骨中鈣的含量減少，而軟組織中增加。 Barnicot和 Datta指出維生素A對成骨細胞及破骨細胞的活性有影響，但其作用機理還不清楚；關於抗壞血酸與骨質代謝的關係文獻中也有不少報導，抗壞血酸與吡哆醇對於膠原 (collagen)的形成及成熟都是重要的輔助因子，抗壞血酸與脯氨醯羥化酶(prolyl hydroxylase)、賴氨酸羥化酶 (lysyl hydroxylase)的活性有密切的關係。維生素C缺乏時，膠原合成障礙是小兒成骨及牙齒髮育不良的主要原因。Avioli,L.V，指出慢性腎功能衰竭病人往往血漿維生素A升高，由於維生素A使PTH的釋放增加，能促進骨質的重吸收，所以這些患者應避免使用含有維生素A的複合維生素，而補充水溶性維生素（特別是維生素C和B6）是有益的。
（3）腸道吸收障礙 近年來有報導維生素D代謝需經腸肝循環。靜脈注射標記的25-（OH）D34h 後，有1/3進入十二指腸，其中85%被迴腸重吸收，再經腸肝循環。所以胃腸道疾病、肝病都能引起維生素D缺乏。腸道吸收不良症候群影響維生素D及鈣的吸收是營養性佝僂病常見的病因。關於維生素D缺乏病的發生是由於腸道吸收障礙，還是由於有病變的腸粘膜對維生素D不能產生反應，認識還不一致。
胃切除手術後的病人容易發生軟化症，原因是：①脂肪痢；②腸鈣吸收減少；③維生素D吸收不良；④日光照射不足。這類患者用維生素D治療，有顯著的療效。
Stamp 指出有些胃腸道病患者雖不缺乏日光照射，仍發生骨軟化症，這可能是由於經膽汁排出的內源性25-（OH）D3 的重吸收不良所造成的。
肝病患者維生素D缺乏的原因可能是由於營養性維生素D缺乏和腸道吸收不良，也可能是由於維生素D代謝障礙，25-（OH）D3的生成減少。
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