Synteza witaminy D w skórze — jak powstaje, ile trwa i co ją ogranicza

Witamina D3 powstaje w skórze pod wpływem promieniowania UVB. To jedyna witamina, którą organizm może w znacznej ilości wytworzyć sam, ale tylko wtedy, gdy słońce stoi wystarczająco wysoko. W Polsce przez mniej więcej pół roku UVB docierające do ziemi spada niemal do zera [Płudowski i wsp., Nutrients 2023].

W tym artykule opisujemy, co dokładnie dzieje się w skórze krok po kroku, ile to trwa, dlaczego słońcem nie da się przedawkować witaminy D i od czego zależy wydajność syntezy: od pory roku, wieku, karnacji, kremu z filtrem i szyby. Odpowiadamy też na pytanie, czy niedobór daje objawy skórne. O tym, ile minut na słońcu potrzeba w praktyce, piszemy osobno w artykule Indeks UV a witamina D.

Słońce: wróg skóry i jednocześnie jej dostawca witaminy D

Ten sam zakres promieniowania, który uruchamia syntezę witaminy D, uszkadza DNA komórek skóry. Brytyjskie badanie z udziałem osób o wszystkich fototypach pokazało, że już 0,2 dawki wywołującej zaczerwienienie jednocześnie podnosi poziom witaminy D i powoduje uszkodzenia DNA w naskórku. U osób o jasnej skórze uszkodzenia sięgały aż do warstwy podstawnej naskórka, w której dzielą się komórki [Shih i wsp., Journal of Investigative Dermatology 2018].

Nie znaczy to, że słońca trzeba unikać. Znaczy, że do syntezy witaminy D wystarczają krótkie, umiarkowane dawki, a opalanie i oparzenie nie dają żadnej dodatkowej korzyści. Wynika to z biochemii, którą opisujemy poniżej.

Jak powstaje witamina D3 w skórze — krok po kroku

1. Prekursor w naskórku. W komórkach skóry znajduje się 7-dehydrocholesterol, nazywany prowitaminą D3. Ponad 80% prewitaminy D3 powstaje w naskórku, a nie w głębszej skórze właściwej [MacLaughlin i Holick, Journal of Clinical Investigation 1985].
2. Działanie UVB. Promieniowanie o długości fali 290–315 nm rozbija pierścień w cząsteczce 7-dehydrocholesterolu i powstaje prewitamina D3 [Webb i wsp., JCEM 1988].
3. Przemiana pod wpływem ciepła. Prewitamina D3 stopniowo, w ciągu kilku dni, przekształca się w witaminę D3 dzięki ciepłu ciała [Webb i wsp., JCEM 1989].
4. Wątroba. Witamina D3 trafia do krwi, a w wątrobie powstaje z niej 25-hydroksywitamina D, czyli 25(OH)D. To ją oznacza się w badaniu krwi. Jej okres półtrwania wynosi około 13–15 dni [Płudowski i wsp., 2023].
5. Nerki. W nerkach powstaje aktywna forma hormonalna, 1,25-dihydroksywitamina D, która reguluje gospodarkę wapniem i fosforanami [Płudowski i wsp., 2023].

Ta sama droga, od etapu wątroby, dotyczy witaminy D3 z ryb, tranu i suplementów [Płudowski i wsp., 2023].

Ile trwa synteza witaminy D?

Odpowiedź ma dwie części. Prewitamina D3 powstaje już w trakcie ekspozycji na UVB, czyli w ciągu minut. Jej przemiana w witaminę D3 trwa kilka dni [Webb i wsp., 1989], a potem witamina musi jeszcze przejść przemiany w wątrobie. Dlatego efekt słonecznego tygodnia widać w wynikach krwi z opóźnieniem.

W niewielkim eksperymencie (dwie osoby o jasnej skórze) jednorazowa dawka wywołująca ledwie widoczne zaczerwienienie podniosła stężenie witaminy D we krwi nawet 60-krotnie po 24–48 godzinach [Clemens i wsp., Lancet 1982].

Bezpiecznik w skórze: dlaczego słońcem nie przedawkujesz witaminy D

Skóra chroni się przed nadmiarem witaminy D na dwa sposoby:

• Plateau prewitaminy. Przy dłuższym naświetlaniu ilość prewitaminy D3 przestaje rosnąć, gdy przekształci się około 10–15% zapasu 7-dehydrocholesterolu. Nadmiar zamienia się w biologicznie nieaktywne związki, lumisterol i tachysterol [Holick i wsp., Science 1981].
• Rozkład witaminy D3. Gotowa witamina D3 w skórze jest bardzo wrażliwa na światło i przy dalszej ekspozycji szybko rozkłada się do nieaktywnych produktów [Webb i wsp., 1989].

NHS potwierdza, że słońcem nie da się przedawkować witaminy D, i od razu dodaje, by przy dłuższym pobycie na słońcu chronić skórę przed uszkodzeniem i rakiem [NHS — Vitamin D]. Z tego wynika praktyczny wniosek: godzina na plaży nie daje proporcjonalnie więcej witaminy D niż krótki spacer, a ryzyko oparzenia rośnie z każdą minutą.

Co utrudnia syntezę witaminy D w skórze?

Pora roku i szerokość geograficzna

Im niżej słońce nad horyzontem, tym dłuższą drogę przez atmosferę pokonuje światło i tym więcej UVB zostaje pochłonięte. W klasycznym badaniu skóra wystawiona na słońce w Bostonie (42° N) od listopada do lutego nie wytwarzała prewitaminy D3 wcale, a w kanadyjskim Edmonton (52° N) okres ten trwał od października do marca [Webb i wsp., 1988]. Polska leży między 49° a 55° N, czyli bliżej Edmonton.

Polskie zalecenia ujmują to praktycznie: witamina D powstaje w skórze tylko wtedy, gdy Twój cień jest krótszy niż Ty, niezależnie od tego, czy chodzi o porę roku, czy porę dnia. Zimą stężenie 25(OH)D spada zwykle do 50–70% letniego maksimum [Płudowski i wsp., 2023]. Więcej o tym okresie w artykule Witamina D zimą.

Pora dnia

Z tego samego powodu rano i późnym popołudniem synteza jest słabsza niż w okolicach południa. Polskie zalecenia dotyczące ekspozycji odnoszą się do godzin 10:00–15:00 [Płudowski i wsp., 2023]. To jednocześnie godziny, w których najłatwiej o oparzenie, więc liczy się krótki czas, a nie długie leżenie.

Wiek

Z wiekiem w skórze ubywa 7-dehydrocholesterolu. Porównanie skóry osób w wieku 8 i 18 lat ze skórą osób w wieku 77 i 82 lat wykazało ponad dwukrotnie mniejszą zdolność wytwarzania prewitaminy D3 w starszym wieku [MacLaughlin i Holick, 1985]. Dlatego polskie zalecenia przewidują u seniorów suplementację przez cały rok, bez względu na ekspozycję na słońce: po 65. roku życia 1000–2000 j.m. dziennie, a po 75. roku życia 2000–4000 j.m. [Płudowski i wsp., 2023].

Karnacja i fototyp skóry

Melanina pochłania UVB, więc konkuruje z 7-dehydrocholesterolem o to samo promieniowanie. Co dokładnie z tego wynika, badania opisują różnie:

• osoby o ciemniejszej skórze potrzebowały dłuższej ekspozycji, by osiągnąć maksymalną ilość prewitaminy D3, ale maksimum było takie samo [Holick i wsp., 1981],
• w bardzo małym badaniu (pięć osób) jednorazowa dawka UV, która u osób o jasnej skórze silnie podniosła poziom witaminy D, u osób o bardzo ciemnej skórze go nie zmieniła; podobny efekt dała dopiero dawka sześć razy większa, podana jednej osobie [Clemens i wsp., 1982],
• w duńskim badaniu przy identycznej dawce UVB wzrost 25(OH)D zależał od wyjściowego poziomu witaminy D i cholesterolu, a nie od karnacji [Bogh i wsp., Journal of Investigative Dermatology 2010],
• przy dawkach dopasowanych do progu oparzenia danej osoby wzrost witaminy D był podobny we wszystkich fototypach, ale uszkodzenia DNA w głębszych warstwach naskórka występowały głównie u osób o jasnej skórze [Shih i wsp., 2018].

W praktyce osoby o ciemnej karnacji potrzebują więcej słońca na tę samą ilość witaminy D, a brytyjskie zalecenia radzą im rozważyć suplementację przez cały rok [NHS — Vitamin D]. Osoby o bardzo jasnej skórze wytwarzają witaminę D szybko, ale też szybko się spalają. Jaki masz fototyp, sprawdzisz w artykule Skala Fitzpatricka.

Odsłonięta powierzchnia skóry

Ilość witaminy D zależy od tego, jak dużą powierzchnię skóry wystawiamy na słońce. W badaniu z Manchesteru osoby o jasnej skórze otrzymywały zimą w krótkiej koszulce i spodenkach dawki UV odpowiadające letniemu słońcu, trzy razy w tygodniu przez 6 tygodni. Autorzy obliczyli, że latem na tej szerokości geograficznej krótka, około 13-minutowa ekspozycja w południe przy odsłonięciu około 35% skóry pozwala osiągnąć wystarczający poziom witaminy D, ale nie poziom uznawany przez część ekspertów za optymalny [Rhodes i wsp., Journal of Investigative Dermatology 2010].

Krem z filtrem

Teoretycznie krem z filtrem ogranicza syntezę, bo zatrzymuje UVB. W praktyce w badaniu z polskimi ochotnikami na Teneryfie prawidłowo nałożony krem SPF 15 zapobiegł oparzeniom, a mimo to poziom 25(OH)D wyraźnie wzrósł [Young i wsp., British Journal of Dermatology 2019]. Szczegóły w artykule Czy przez filtr powstaje witamina D. Polskie zalecenia wymieniają jednak aktywną ochronę przed słońcem wśród czynników, które mogą sprzyjać niedoborowi [Płudowski i wsp., 2023].

Szyba i przebywanie w pomieszczeniach

Zwykłe szkło okienne zatrzymuje UVB, a przepuszcza UVA i światło widzialne [Tuchinda i wsp., JAAD 2006]. Przy oknie, w samochodzie czy w biurze skóra nie wytwarza więc witaminy D. Praca i odpoczynek głównie w pomieszczeniach, życie w mieście z zanieczyszczonym powietrzem i ubiór zakrywający niemal całe ciało to według polskich zaleceń kolejne czynniki ryzyka niedoboru [Płudowski i wsp., 2023].

Masa ciała i inne czynniki

Polskie zalecenia podają, że osoby z nadwagą i otyłością potrzebują zwykle podwójnej dawki witaminy D w porównaniu z rówieśnikami o prawidłowej masie ciała. Wśród czynników sprzyjających niedoborowi wymieniają też m.in. choroby upośledzające wchłanianie, przewlekłe choroby nerek i wątroby oraz długotrwałe stosowanie niektórych leków, na przykład przeciwpadaczkowych i glikokortykosteroidów [Płudowski i wsp., 2023].

Kiedy najlepiej korzystać ze słońca, by wytworzyć witaminę D?

Według polskich zaleceń zdrowi dorośli i nastolatki o jasnej skórze, którzy od maja do końca września przebywają na słońcu z odsłoniętymi przedramionami i nogami (około 18% powierzchni ciała) przez 30–45 minut dziennie między 10:00 a 15:00, bez kremu z filtrem, nie muszą w tym okresie suplementować witaminy D, choć suplementacja pozostaje bezpieczna. U dzieci w wieku 4–10 lat jest to 15–30 minut. Autorzy wyraźnie zaznaczają, że nie wolno dopuszczać do zaczerwienienia skóry, a dzieci do 4. roku życia nie powinny przebywać w bezpośrednim słońcu [Płudowski i wsp., 2023].

Jak czytać to zalecenie w kontekście ochrony skóry:

• to górna granica, a nie cel. Osoba o bardzo jasnej skórze w lipcowe południe może zaczerwienić się wcześniej, a wtedy trzeba przerwać ekspozycję albo się osłonić,
• twarz i dłonie można chronić kremem, bo witaminę D wytwarzają też przedramiona i nogi,
• osoby po przebytym czerniaku, z dużą liczbą znamion lub przyjmujące leki uwrażliwiające na słońce nie muszą szukać słońca dla witaminy D, mogą ją suplementować po rozmowie z lekarzem,
• od października do kwietnia w Polsce skóra praktycznie nie wytwarza witaminy D, więc zaleca się wtedy suplement.

Ile minut potrzeba w zależności od indeksu UV i karnacji, wyjaśniamy w artykule Witamina D ze słońca — ile minut.

Czy niedobór witaminy D daje objawy skórne?

Nie ma typowych objawów skórnych niedoboru witaminy D. Klasyczne skutki niedoboru dotyczą kości i mięśni. NHS wymienia krzywicę u dzieci i bóle kości związane z osteomalacją u dorosłych [NHS — Vitamin D]. Polskie zalecenia wśród możliwych objawów i stanów związanych z niedoborem wymieniają bóle kości i mięśni, osłabienie mięśni i nawracające złamania [Płudowski i wsp., 2023].

Ta sama praca zalicza atopowe zapalenie skóry i łuszczycę do chorób, przy których niedobór witaminy D występuje częściej [Płudowski i wsp., 2023]. To jednak związek, a nie objaw: suchość skóry, wypadanie włosów czy trądzik mają zwykle inne przyczyny. W leczeniu łuszczycy stosuje się miejscowo preparaty z pochodnymi witaminy D [NHS — Psoriasis], ale to leki działające na skórę, a nie sposób na uzupełnienie niedoboru.

Jeśli podejrzewasz niedobór, lekarz może zlecić oznaczenie 25(OH)D. Według polskich zaleceń stężenie do 20 ng/ml oznacza niedobór, 20–30 ng/ml stężenie suboptymalne, a 30–50 ng/ml optymalne [Płudowski i wsp., 2023].

Co, jeśli słońce nie wystarcza?

Dla zdrowych dorosłych, którzy nie spełniają warunków ekspozycji, polskie zalecenia przewidują witaminę D3 w dawce 1000–2000 j.m. dziennie przez cały rok, w zależności od masy ciała i diety [Płudowski i wsp., 2023]. Pokarmy, takie jak tłuste ryby, tran, mięso i produkty wzbogacane, pomagają, ale zimą nie wystarczą, by utrzymać letni poziom witaminy D [Płudowski i wsp., 2023]. Dawkę przy niedoborze, chorobach przewlekłych i przyjmowanych lekach ustala lekarz.

Rezygnacja z ochrony przed słońcem „dla witaminy D” nie ma uzasadnienia: synteza i tak osiąga plateau po krótkiej ekspozycji, a suplement uzupełnia witaminę bez dodatkowego UV. Jeśli spędzasz dużo czasu na słońcu, pamiętaj o regularnej kontroli znamion. Umów wideodermatoskopię.

Najczęstsze pytania

Jak powstaje witamina D3 w skórze?

W naskórku znajduje się 7-dehydrocholesterol, pochodna cholesterolu. Promieniowanie UVB zamienia go w prewitaminę D3, która pod wpływem ciepła ciała w ciągu kilku dni przechodzi w witaminę D3. Ta trafia z krwią do wątroby, gdzie powstaje 25(OH)D, a następnie w nerkach aktywna forma hormonalna.

Czy duża ilość melaniny w skórze ogranicza syntezę witaminy D?

Melanina pochłania UVB, więc ciemniejsza skóra potrzebuje dłuższej ekspozycji, by wytworzyć tyle samo prewitaminy D3. Nie zmienia to jednak maksymalnej ilości, jaką skóra może wytworzyć, a w niektórych badaniach przy tej samej dawce UVB różnic nie było. Brytyjskie zalecenia wskazują, że osoby o ciemnej karnacji powinny rozważyć suplementację przez cały rok.

Ile trwa synteza witaminy D?

Prewitamina D3 powstaje w ciągu minut ekspozycji na UVB, ale jej przemiana w witaminę D3 zajmuje kilka dni. Potem witamina musi przejść przemiany w wątrobie, więc wzrost stężenia 25(OH)D we krwi widać z opóźnieniem. Krótka ekspozycja wystarcza, bo po przekroczeniu pewnej dawki skóra przestaje zwiększać ilość prewitaminy.

Jakie są objawy skórne niedoboru witaminy D?

Niedobór witaminy D nie daje typowych, charakterystycznych objawów skórnych. Jego klasyczne skutki dotyczą kości i mięśni: bóle kości, osłabienie mięśni, u dzieci krzywica, u dorosłych osteomalacja. Niski poziom witaminy D częściej stwierdza się u osób z atopowym zapaleniem skóry czy łuszczycą, ale to związek, a nie objaw. Jeśli podejrzewasz niedobór, lekarz może zlecić oznaczenie 25(OH)D.

Czy przez szybę powstaje witamina D?

Nie. Zwykłe szkło okienne zatrzymuje UVB, które jest potrzebne do syntezy witaminy D, a przepuszcza UVA i światło widzialne. Przy oknie skóra dostaje UVA, ale witaminy D nie wytwarza.

Podsumowanie

Synteza witaminy D w skórze zaczyna się od 7-dehydrocholesterolu, który pod wpływem UVB zamienia się w prewitaminę D3, a ta w ciągu kilku dni w witaminę D3. Skóra ma wbudowany bezpiecznik: po krótkiej ekspozycji produkcja osiąga plateau, a nadmiar się rozkłada. Wydajność syntezy zależy od pory roku i dnia, wieku, karnacji, odsłoniętej powierzchni skóry i szyby, a w mniejszym stopniu od kremu z filtrem. W Polsce od jesieni do wiosny skóra praktycznie nie wytwarza witaminy D, a seniorzy wytwarzają jej mniej przez cały rok. Krótko na słońcu bez zaczerwienienia, suplement wtedy, gdy słońce nie wystarcza, i żadnego opalania „dla witaminy D”.

Zobacz również

• Kiedy najlepiej wystawiać się na słońce
• Indeks UV — co oznacza skala i gdzie go sprawdzić
• Czym jest promieniowanie UVA i UVB
• Witamina D a ryzyko czerniaka

Zobacz również:

Dużo słońca latem? Sprawdź znamiona w wideodermatoskopie

Umów się