圖/123RF
文/郭詠澧
晒太陽能幫助人體合成維生素D是一個關於生物化學的問題,它的核心機制是皮膚中的光化學反應。人體合成維生素D並非透過「製造」,而是透過陽光中的紫外線B(UVB)觸發皮膚中的化學反應,將一種前驅物質(生化反應製程中的初始原料)轉化為活性維生素D。
合成步驟 區分四項
維生素D原料存在於人體的皮膚
皮膚表皮層的角質形成細胞中,儲存著一種固醇類物質叫做7-脫氫膽固醇(7-DHC)。這是膽固醇的衍生物,也是維生素D3(膽鈣化醇)的前驅物(Precursor,生化反應製程中的初始原料)。
UVB觸發光化學裂解
當波長約290~315nm的紫外線UVB照射皮膚時,7-脫氫膽固醇吸收了光子能量,經過光化學裂解作用,形成不穩定的中間產物稱為「前維生素D3」(previtamin D3)。
經過熱異構化反應
熱異構化反應是指化合物在熱能條件下,物質的原子結構發生重新排列,由不穩定狀態轉化為穩定異構體的化學過程。「前維生素D3」在人類體溫下經過約1~2天的緩慢熱異構化反應,轉化為穩定的維生素D3(膽鈣化醇)。
需經過肝臟與腎臟活化
維生素D3本身並未具有生物活性,而是進入人體血液後,經過肝臟與腎臟的二次轉化(羥基化的結構轉換),就成為具有生理活性的維生素D,可以促進人體對鈣質的吸收,並具有調節免疫與神經系統功能。
借用陽光 開化學鍵
簡單來說,晒太陽之所以有效,是因為人體「借用」了陽光的能量來打開一個化學鍵,這個反應無法透過體內代謝完成,必須依賴外部光子能量合成了維生素D。
雖然日晒是獲取維生素D最主要的途徑,但晒太陽是有講究的,過度曝晒反而會被陽光分解而失去作用。根據醫學專家建議,有下列5個注意事項來優化日晒成效:
晒太陽時間的選擇在上午10點到下午3點之間進行,此時UVB的光波能量最適合合成作用。
每次曝晒約10到20分鐘,每周2到3次即夠人體所需。
露出臉部及手腳即可獲取足量,避免過久導致皮膚晒傷或增加罹癌風險,因此陽光過強或在外時間太長時,需注意防晒,可塗抹防晒乳液(防護UVB的SPF產品)。
皮膚的色素會影響所需要的時間,由於黑色素會吸收UVB,因此膚色較深者需要更長的曝晒時間,才能合成等量維生素D。
季節與緯度也是重要的影響因素,冬季陽光入射角度低,UVB會被大氣層大幅度吸收,尤其位處高緯度地區的冬季,幾乎無法透過晒太陽合成足夠維生素D,台灣的地理位置介於北緯22度至26度之間,不受高緯度因素的影響。
人類經由晒太陽的幫助合成了人體所需要的維生素D,由此可見人類與自然界的關係密不可分。