PROYECTO FOTOSÍNTESIS

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5. Marco Teórico

5.1 Vitamina D y su función en el organismo

La vitamina D participa en la homeostasis calcio-fósforo del organismo. Su deficiencia mantenida origina raquitismo en el niño y la osteomalacia en los adultos. En los últimos años se ha observado que la vitamina D influye en muchos procesos fisiológicos, espe cialmente en relación con el sistema inmune. Tener niveles bajos puede provocar diversas enfermedades como el cáncer, la esclerosis múltiple, la enfermedad inflamatoria intestinal, la hipertensión arterial (HTA) y la enfermedad cardiovascular. Para mantener una buena salud ósea y del sistema inmune, es esencial mantener unos niveles adecua dos de 25 (OH) vitamina D. (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p.63).

Se ha demostrado que la vitamina D actúa en el sistema inmunológico mediante la modulación e la respuesta inflamatoria y la producción de citoquinas. Esto puede contribuir a la prevención de enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple y la artritis reumatoide (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 64).

La vitamina D influye en la función muscular y en la fuerza, especialmente en las personas mayores. También actúa sobre los receptores en el músculo esquelético, facilitando la contradicción muscular mediante el metabolismo del calcio. El déficit de vitamina D afecta principalmente los músculos proximales como los cuádriceps y los aductores, aumentando la probabilidad de sufrir caídas, sobre todo en personas mayores. Además, puede agravar otros problemas de salud que afectan a la movilidad y a la fuerza, como la sarcopenia y la osteopenia. Las personas mayores con niveles bajos de vitamina D tienen una mayor prevalencia de sarcopenia, lo que contribuye a una pérdida de independencia y aumenta el riesgo de discapacidad física. También favorece la regeneración muscular y puede ayudar a mejorar la fuerza muscular, lo que a su vez reduce la probabilidad de caídas y fracturas en esta población (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 64).

En los últimos años, se ha investigado el papel de la vitamina D en la regulación de la presión arterial y la salud cardiovascular. Niveles adecuados pueden estar asociados con un menor riesgo de hipertensión y enfermedades cardiovasculares, proba blemente debido a su capacidad para modular la inflamación y mejorar la función endotelial.

Hay estudios que sugieren una posible relación entre la deficiencia de la vitamina D y un mayor riesgo de desarrollar diabetes tipo 2, dado que esta parece estar implicada en la secreción de insulina y la sensibilidad a la misma en los tejidos periféricos (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 64).


5.2 Factores que influyen en la síntesis de vitamina D

Los depósitos corporales provienen sobre todo de la síntesis cutánea de la hormona inducida por la radiación solar. Además, también proviene de alimentos, es especial de los aceites de pescado. En las sociedades occidentales los alimentos ricos en vitamina D se consumen escasamente. (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p.63).

La síntesis cutánea de vitamina D es el principal mecanismo por el cual el organismo obtiene esta vitamina, y depende de múltiples factores ambientales y fisiológicos. La piel contiene el precursor 7-dehidrocolesterol, clave para la síntesis de la vitamina D3. Este se encuentra en la piel, y cuando se expone a la radiación ultravioleta B (UVB) del sol, se genera una conversión fotoquímica a previtamina D3. Posteriormente, esta previtamina se isomeriza en vitamina D3, se transportada al hígado y a los riñones para su activación en calcitriol, la forma biológicamente activa de la vitamina D. Sin embargo, la eficiencia de este proceso varía significativamente según la cantidad de radiación UVB, la cual está directamente influenciada por factores como la latitud geográfica, la estación del año, la altitud, el clima y la hora del día. (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 65).

Síntesis de la vitamina D
Figura 1. Síntesis exógena y endógena.
Fuente: vitaminad. Recuperado de: https://vitaminad.es

En las regiones cercanas al ecuador, hay una adecuada síntesis de la vitamina D debido a que la exposición a la radiación UVB es constante durante todo el año. En latitudes más altas, sobre todo en invierno, la inclinación del sol reduce la cantidad de UVB que llega a la superficie terrestre, limitando la producción cutánea de vitamina D. La altitud también juega un papel importante debido a que, a mayor altitud, la atmósfera es más delgada y permite filtrar más radiación UVB (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 65).

Otro factor clave es la pigmentación de la piel. La melanina es el pigmento responsable del color de la piel, esta absorbe la radiación ultravioleta B (UVB), lo que limita la cantidad de luz disponible para la conversión del 7-dehicrolesterol en previtamina D3. Como consecuencia, las personas con pieles más oscuras requieren tiempos de exposición solar más prolongados en comparación a personas con pieles más claras para sintetizar cantidades suficientes de vitamina D (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 66).

El envejecimiento también influye en la síntesis de vitamina D, ya que con el paso de los años la cantidad de 7-dehidrocolesterol en la epidermis disminuye, reduciendo la capacidad de la piel para producir vitamina D3 tras la exposición al sol. Se ha observado que las personas mayores de 70 años pueden producir un 75% menos de vitamina D en comparación a personas jóvenes (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 66).

El uso de protectores solares puede afectar a la producción de vitamina D. Un factor de protección solar (FPS) superior a 8, bloquea más el 95% de la radiación UVB. Sin embargo, es importante equilibrar la exposición solar para evitar el daño en la piel y el cáncer de piel. (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 66).

Existen otros factores que pueden afectar la síntesis de vitamina D como la contaminación atmosférica, ya que disminuye la cantidad de radiación que llega a la superficie terrestre. También los distintos hábitos de vida, como el tiempo que una persona pasa al aire libre o el tipo de ropa que utiliza. En sociedades donde se usa ropa que cubre la mayor parte del cuerpo por razones culturales o religiosas, se ha observado una mayor deficiencia de vitamina D, incluso en regiones con alta exposición solar (Valero Zanuya & Hawkins Carranza, 2007, p. 66).


5.3 Métodos actuales para medir la exposición solar y síntesis de vitamina D

La medición de la radiación UVB es fundamental para comprender los efectos de la exposición solar en la salud y la síntesis de la vitamina D. Las herramientas y tecnologías disponibles para medir la radiación UVB han evolucionado a lo largo de los años. Los avances en sensores portátiles, espectrodiómetros y sistemas de monitoreo ambiental permiten obtener datos precisos sobre la radiación UVB. Esto es esencial para estudios en la salud pública y prevención de enfermedades relacionadas con la deficiencia o la sobreexposición solar.

Riesgos de la exposición solar

Figura 2. Riesgos de la exposición solar
Fuente: farmaadicta.
Recuperado de: https://farmaadicta.com/

Las principales tecnologías utilizadas para medir la radiación UVB son los radiómetros y espectrómetros. Estos instrumentos se utilizan para medir la intensidad de la radiación ultravioleta en diferentes longitudes de onda, gracias a esto podemos obtener un análisis detallado de la ración UVB que llega a la superficie terresre. McKenzie et al. (2011), destacan que los radiómetros UV son esenciales para la medir con precisión la radiación UV para estudios ambientales y de salud pública.

Estos dispositivos proporcionan lecturas instantáneas y permiten monitorear la radiación UVB de manera continua para evaluar los riesgos de exposición solar- Los espectrómetros son instrumentos más sofisticados, ya que pueden proporcionar detalles de la radiación UV en función de la longitud de onda, lo que permite identificar además de la radiación UVB, la radiación UVA y UCV, y cómo interactúan con la atmósfera y la superficie terrestre. Estos dispositivos son utilizados frecuentemente en investigaciones sobre el cambio climático, ya que permiten analizar cómo afecta la radiación UV en la tierra debido a la disminución de la capa de ozono.

En los últimos años, ha habido un aumento en el uso de sensores personales. Estos sensores permiten a las personas monitorear su propia exposición a la radiación UVB para proteger su salud. Fenske y Teaford (1994) realizaron una evaluación de diversos sensores UVB, comparando su precisión y fiabilidad en condiciones de medición reales. Su indica que los sensores de radiación UVB portátiles, como los dispositivos basados en dosímetros o sensores de banda ancha, son capaces de medir la dosis acumulada de UVB que una persona recibe a lo largo del tiempo. Estos dispositivos pueden integrarse con aplicaciones móviles para proporcionar datos en tiempo real. Gracias a esto, se podrían prevenir daños solares y controlar la exposición a niveles óptimos de radiación UVB. Esto está directamente relacionado con la síntesis de vitamina D Fenske y Teaford (1994)

Los espectroradiómetros avanzados han sido utilizados en estudios más complejos, donde se requiere un análisis detallado de las radiaciones solares en un rango de longitudes de onda. Booth et al. (2013) explican cómo los espectroradiómetros tienen la capacidad de hacer mediciones muy precisas y su implementación en investigaciones científicas rela cionadas con el clima y la salud. El uso de espectroradiómetros se ha extendido tanto en estudios ambientales como en la vigilancia de la radiación UV en la piel humana, donde la estimación de la dosis acumulada de UVB es crucial para prevenir enfermedades como el cáncer de piel y la deficiencia de vitamina D.