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Vedi l’articolo Panoramica sulla salute della pelle

Panoramica

L’esposizione al sole è la fonte primaria di vitamina D per la maggior parte delle persone. La radiazione solare ultravioletta B (UVB; lunghezze d’onda da 290 a 315 nanometri) stimola la produzione di vitamina D3 dal 7-deidrocolesterolo (7-DHC) nell’epidermide della pelle (vedi Produzione nella pelle) (1). Quindi, la vitamina D è in realtà più simile a un ormone che a una vitamina, una sostanza richiesta dalla dieta. La vitamina D3 entra in circolazione e viene trasportata al fegato, dove viene idrossilata per formare la 25-idrossivitamina D3 (calcidiolo; la principale forma circolante di vitamina D). Nei reni, l’enzima 25-idrossivitamina D3-1-idrossilasi catalizza una seconda idrossilazione della 25-idrossivitamina D, con conseguente formazione di 1,25-diidrossivitamina D3 (calcitriolo, 1α,25-diidrossivitamina D] – la forma più potente di vitamina D (2). La maggior parte degli effetti fisiologici della vitamina D nel corpo sono legati all’attività della 1,25-diidrossivitamina D3; vedi l’articolo sulla vitamina D. I cheratinociti dell’epidermide possiedono enzimi idrossilasi che convertono localmente la vitamina D in 1,25-diidrossivitamina D3 (3-5), la forma che regola la proliferazione e differenziazione epidermica (vedi Metabolismo nei cheratinociti).

Applicazione topica

Il calcitriolo (1,25-diidrossivitamina D3) è stato usato topicamente per trattare alcune condizioni della pelle, compresa la psoriasi, una condizione della pelle che comporta una iperproliferazione dei cheratinociti. Diversi studi hanno trovato che l’uso topico di calcitriolo (3 μg/g) unguento è sicuro e può essere un trattamento efficace per la psoriasi a placche (6-8). L’analogo della vitamina D chiamato calcipotriene o calcipotriolo è stato anche usato come trattamento per la psoriasi a placche cronica, da solo o in combinazione con i corticosteroidi (9, 10).

Carenza

Coprire la pelle esposta o usare la protezione solare quando si è fuori sono fattori di rischio per la carenza di vitamina D. Le conseguenze della carenza di vitamina D riguardano principalmente la salute delle ossa. Nella carenza di vitamina D, l’assorbimento del calcio non può essere aumentato abbastanza per soddisfare i bisogni di calcio del corpo. Di conseguenza, la produzione di ormone paratiroideo (PTH) da parte delle ghiandole paratiroidi è aumentata e il calcio è mobilitato dall’osso per mantenere normali livelli di calcio nel siero (vedi l’articolo sulla vitamina D).

Produzione nella pelle

Su esposizione ai raggi UVB, la previtamina D3 è sintetizzata da 7-DHC nella pelle, principalmente nei cheratinociti degli strati basale e spinoso dell’epidermide. La previtamina D3 si isomerizza per formare la vitamina D3 (colecalciferolo), che viene successivamente trasportata nella circolazione attraverso una proteina legante (11). La previtamina D3 può anche isomerizzare per formare i fotoprodotti, tachisterolo3 o lumisterolo3; la reazione che forma quest’ultimo composto è reversibile. Entrambi gli isomeri sono biologicamente inattivi (cioè, non migliorano l’assorbimento intestinale del calcio), non entrano significativamente in circolazione, apparentemente servono come meccanismo per prevenire la tossicità della vitamina D dall’esposizione prolungata al sole, e sono probabilmente eliminati quando le cellule della pelle vengono eliminate naturalmente (12). Dopo l’esposizione alla luce solare, la vitamina D3 può anche essere degradata in altri fotoprodotti, tra cui 5,6-trans-vitamina D3, suprasterolo I e suprasterolo II (13). Come la forma attiva della vitamina D, alcuni dei fotoprodotti menzionati possono regolare la proliferazione e la differenziazione epidermica (14), ma la spiegazione della loro rilevanza biologica richiederà ulteriori studi. Latitudine, stagione e ora del giorno creano l’angolo zenitale solare, che determina l’intensità della luce solare (15). Le persone che vivono a latitudini più alte sono più a rischio di carenza di vitamina D rispetto a quelle che vivono a latitudini più equatoriali perché l’intensità della luce solare è inferiore. Per coloro che risiedono a latitudini temperate, il periodo dell’anno influenza la capacità di generare previtamina D3 nella pelle. In latitudini intorno ai 40 gradi nord o 40 gradi sud (Boston è 42 gradi nord), non c’è sufficiente radiazione UVB disponibile per la sintesi della vitamina D da novembre ai primi di marzo. Dieci gradi più a nord (Edmonton, Canada) o a sud l'”inverno della vitamina D” si estende da ottobre ad aprile (16). Anche l’ora del giorno influenza la capacità di generare vitamina D nella pelle, e la radiazione solare di mezzogiorno è la più intensa. La melanina, il pigmento scuro della pelle, compete con il 7-DHC per l’assorbimento della luce UV e quindi agisce come una protezione solare naturale, riducendo l’efficacia della produzione di vitamina D nella pelle. Pertanto, gli individui con la pelle di colore scuro richiedono più tempo (fino a dieci volte più lungo) per sintetizzare la stessa quantità di previtamina D3 nella pelle come quelli con la pelle chiara (12, 17).

Secondo il dottor Michael Holick, l’esposizione al sole ragionevole, cioè, esporre braccia e gambe nude al sole di mezzogiorno (tra le 10 e le 15) per 5-30 minuti due volte alla settimana, può essere sufficiente a soddisfare il fabbisogno di vitamina D (18); tuttavia, come già detto, la stagione, la latitudine e la pigmentazione della pelle influenzano la sintesi di vitamina D nella pelle. Altri fattori influenzano la capacità di produrre vitamina D nella pelle. Per esempio, l’invecchiamento riduce la capacità di sintetizzare la vitamina D nella pelle, poiché gli adulti più anziani hanno concentrazioni cutanee inferiori del precursore della vitamina D, il 7-DHC, rispetto agli individui più giovani (19). Inoltre, l’uso della crema solare blocca efficacemente l’assorbimento dei raggi UVB e quindi la sintesi della vitamina D nella pelle: l’applicazione di una crema solare con un fattore di protezione solare (SPF) di 8 riduce la produzione di vitamina D nella pelle di oltre il 95% (20). Quindi, diversi fattori possono avere un impatto sostanziale sui livelli corporei di vitamina D influenzando la produzione della vitamina nella pelle.

Metabolismo nei cheratinociti

I cheratinociti dell’epidermide possiedono gli enzimi necessari per convertire la vitamina D nella sua forma attiva, la 1,25-diidrossivitamina D3 (3-5), così come il recettore della vitamina D (VDR), un fattore di trascrizione che regola l’espressione genica. La forma attiva della vitamina D funziona come un ormone steroideo. Entrando nel nucleo, la 1,25-diidrossivitamina D3 si associa con il VDR, che si eterodimerizza con il recettore X dell’acido retinoico (RXR). Questo complesso lega piccole sequenze di DNA note come elementi di risposta della vitamina D (VDREs); il legame inizia una cascata di interazioni molecolari che modulano la trascrizione di alcuni geni (21, 22). In questo modo, la 1,25-diidrossivitamina D3 funziona localmente per regolare la proliferazione e la differenziazione dei cheratinociti.

Attività biologiche nella pelle

Controllo della proliferazione e differenziazione epidermica

Lo strato inferiore o basale dell’epidermide, chiamato strato basale, consiste in uno strato di cheratinociti rotondi e indifferenziati che è sostenuto dal derma sottostante. Le cellule dello strato basale proliferano costantemente per produrre nuove cellule che costituiranno gli strati epidermici superiori (23, 24). Una volta che un cheratinocita lascia lo strato basale, inizia il processo di differenziazione (specializzazione delle cellule per funzioni specifiche) noto come cheratinizzazione e subisce anche la cornificazione, un processo in cui i cheratinociti diventano corneociti (24; vedi l’articolo Micronutrienti e salute della pelle). Così, nuove cellule dello strato basale sostituiscono lo strato esterno delle cellule della pelle che si perde nel tempo.

Insieme a vari coregolatori, la 1,25-diidrossivitamina D3 e il suo recettore, il VDR, regolano i processi sopra citati che riempiono la pelle. In generale, la vitamina D inibisce l’espressione dei geni responsabili della proliferazione dei cheratinociti e induce l’espressione dei geni responsabili della differenziazione dei cheratinociti (25). Oltre alle sue azioni da ormone steroideo, la vitamina D regola le fasi biochimiche che portano a un afflusso cellulare di calcio, importante per la differenziazione cellulare (26). I processi di proliferazione e differenziazione epidermica sono essenziali per la normale crescita cellulare, la guarigione delle ferite e il mantenimento della funzione di barriera della pelle. Poiché la proliferazione incontrollata di cellule con certe mutazioni può portare al cancro, la vitamina D può proteggere da certi tipi di cancro (vedi l’articolo sulla vitamina D).

Altre attività

Nella pelle, il recettore della vitamina D (VDR) sembra avere altri ruoli che sono indipendenti dalla sua associazione con la 1,25-diidrossivitamina D3. Per esempio, il VDR è importante nella regolazione del ciclo di crescita dei follicoli piliferi maturi (27, 28). Alcune mutazioni nel VDR portano a un’espressione genica mal regolata, con conseguente ciclo aberrante dei follicoli piliferi e alopecia (perdita di capelli) nei topi (28, 29) e negli esseri umani (30). Il VDR funziona anche come un soppressore di tumori nella pelle (31). Il VDR è uno dei numerosi fattori che controllano questi due diversi ruoli. Inoltre, la 1,25-diidrossivitamina D3 è un potente modulatore immunitario nella pelle; per informazioni generali sulla vitamina D e l’immunità, vedi l’articolo su Nutrizione e immunità.

Funzioni nella pelle sana

Fotoprotezione

Il fotodanneggiamento si riferisce ai danni alla pelle indotti dalla luce ultravioletta (UV). A seconda della dose, la luce UV può portare a danni al DNA, risposte infiammatorie, apoptosi delle cellule della pelle (morte cellulare programmata), invecchiamento della pelle e cancro della pelle. Alcuni studi, soprattutto studi in vitro (colture cellulari) (32-35) e studi sui topi in cui la 1,25-diidrossivitamina D3 è stata applicata topicamente sulla pelle prima o immediatamente dopo l’irradiazione (32, 36, 37), hanno scoperto che la vitamina D ha effetti fotoprotettivi. Gli effetti documentati nelle cellule della pelle includono la diminuzione dei danni al DNA, la riduzione dell’apoptosi, l’aumento della sopravvivenza cellulare e la diminuzione dell’eritema. I meccanismi di tali effetti non sono noti, ma uno studio sui topi ha scoperto che la 1,25-diidrossivitamina D3 ha indotto l’espressione della metallotioneina (una proteina che protegge dai radicali liberi e dai danni ossidativi) nello strato basale (32). È stato anche postulato che azioni non genomiche della vitamina D contribuiscono alla fotoprotezione (38); tali effetti della vitamina D coinvolgono cascate di segnalazione cellulare che aprono i canali del calcio (39).

Guarigione delle ferite

1,25-diidrossivitamina D3 regola l’espressione della catelicidina (LL-37/hCAP18) (40, 41), una proteina antimicrobica che sembra mediare l’immunità innata nella pelle promuovendo la guarigione delle ferite e la riparazione dei tessuti. Uno studio sull’uomo ha scoperto che l’espressione della catelicidina è aumentata durante le prime fasi della normale guarigione delle ferite (42). Altri studi hanno dimostrato che la cathelicidina modula l’infiammazione nella pelle (43), induce l’angiogenesi (44) e migliora la riepitelizzazione (il processo di ripristino della barriera epidermica per ristabilire una barriera funzionale che protegge le cellule sottostanti dalle esposizioni ambientali) (42). La forma attiva della vitamina D e i suoi analoghi hanno dimostrato di aumentare l’espressione della catelicidina nei cheratinociti in coltura (41, 45). Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare il ruolo della vitamina D nella guarigione delle ferite e nella funzione della barriera epidermica, e se un’integrazione orale di vitamina D o un trattamento topico con analoghi della vitamina D siano utili nella guarigione delle ferite chirurgiche.

Conclusione

L’esposizione al sole è la fonte primaria di vitamina D per la maggior parte delle persone. Dopo l’esposizione alle radiazioni ultraviolette-B, la previtamina D3 viene sintetizzata nei cheratinociti dell’epidermide. La previtamina D3 si isomerizza per formare la vitamina D3 (colecalciferolo), che viene successivamente trasportata nella circolazione o metabolizzata dai cheratinociti. I cheratinociti possono convertire localmente la previtamina D3 nella forma attiva, 1,25-diidrossivitamina D3. La 1,25-diidrossivitamina D3 e il suo recettore, il VDR, hanno diverse funzioni biologiche nella pelle, compresa la regolazione della proliferazione e della differenziazione dei cheratinociti, il ciclo del follicolo pilifero e la soppressione dei tumori. Alcuni studi su colture cellulari e roditori hanno dimostrato che la 1,25-diidrossivitamina D3 ha effetti fotoprotettivi. Inoltre, la vitamina D è nota per modulare l’infiammazione e può essere coinvolta nella guarigione delle ferite. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere i ruoli esatti della vitamina D e del suo recettore nel mantenimento di una pelle sana.

Autori e revisori

Scritto nel novembre 2011 da:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Revisionato nel novembre 2011 da:
Daniel D. Bikle, M.D., Ph.D.
Professore, Dipartimenti di Medicina e Dermatologia
The University of California, San Francisco

Questo articolo è stato sottoscritto, in parte, da un finanziamento della Neutrogena Corporation, Los Angeles, California.

Copyright 2011-2021 Linus Pauling Institute

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