為什麼兒童需要曬太陽？

18世紀的英國，工業革命正在如火如荼地進行著，天空總是被黑沉沉的霧霾所籠罩。一些城市的貧困兒童中，出現了一種被稱為「佝僂病」的骨骼發育畸形疾病。其特徵是兒童發育遲緩、羅圈腿、膝外翻、胸骨突出（雞胸）。醫生不知道這種被稱為佝僂病的疾病從何而來。難道是因為吸入的霧霾？有些醫生建議患者遠離城市，到空氣新鮮的鄉下去休養。結果真的有很多孩子的癥狀減輕了。今天的中國也發生了嚴重的霧霾，會不會也有一些孩子由此得上佝僂病呢？

　　工業革命時的倫敦，天空總是被霧霾所籠罩

　　佝僂病孩子的胸骨突出（雞胸）

　　佝僂病孩子的羅圈腿

　　骨骼與維生素

　　佝僂症在英國肆虐兩百多年後，科學家才發現，佝僂病的發生不是由於吸入的霧霾，而是由於缺少了一種維生素——維生素D。

　　維生素D最重要的作用是參與小腸和腎臟對鈣的吸收，同時也保證血液中有充足的鈣和磷，以滿足骨骼的需求。骨骼的主要成分是磷酸鈣，而兒童正處於骨骼快速發育的階段。如果兒童缺乏鈣和磷，容易引起身材矮小。如果鈣磷嚴重缺乏，骨骼的強度不足以支撐體重，就會導致下肢骨骼彎曲（羅圈腿、膝外翻），這就是典型的佝僂病體征。成年人中也可能發生維生素D的缺乏。但是，由於成年人的骨骼已經發育成熟，所以初期一般不會出現嚴重的畸形，而是出現以骨骼軟化為特徵的軟骨病（骨軟化症）。嚴重的軟骨病也可以表現為羅圈腿或駝背等骨骼畸形。

　　維生素D在動物性食物（如海魚、動物肝臟、蛋黃等）中較為豐富，而在穀物、蔬菜和水果中較少。那些患病的貧困兒童就是因為吃不起肉食才患上佝僂病的。19世紀的醫生開始採用魚肝油治療佝僂病。但是，當時的科學家並不知道維生素D的存在，他們一致認為這是魚肝油中的維生素A的作用。直到1921年，美國科學家埃爾默·麥科勒姆發現，破壞魚肝油中的維生素A後，餵養的實驗動物依然不會出現佝僂病，說明維生素A缺乏不會導致佝僂病的發生。通過進一步的研究，他最終發現了維生素D這一全新的營養物質。

　　來自陽光的維生素

　　那麼，工業革命之前的貧困兒童飲食中也缺乏足夠的肉食，為什麼沒有佝僂病的泛濫呢？

　　19世紀，波蘭醫生安德魯·斯尼亞代茨基發現了佝僂病與陽光的關係。原來，我們身體是可以合成維生素D的。只要我們皮膚表皮的基底層和棘層受到陽光紫外線的照射，我們身體里的膽固醇化合物（7-脫氫膽固醇）就能轉化成一種沒有活性的維生素D。這種維生素D從血液進入肝臟轉化後，就能具備生物學活性。這些活性維生素D再次進入血液循環後，就能與其他的激素共同作用，調控我們的電解質代謝和細胞代謝。

　　皮膚的表皮層中的基底層（圖中紅色）和棘層（淺棕色）產生維生素D ，wikipedia.org

　　工業革命時期的貧民區，遠處是不斷噴出黑煙的煙囪

　　不過，人體對製造維生素D的陽光有一定的要求。7-脫氫膽固醇只有在波長270～300納米的紫外線照射下，才能轉化成維生素D。如果照射強度過低或者照射時間過短，就無法刺激皮膚合成足夠的維生素D。工業革命時期的霧霾阻擋了陽光中的紫外線，每天都是灰沉沉的陰天，貧困兒童的身體無法自己合成維生素D，又無法得到足夠的肉食，所以患上了佝僂病。同樣的道理，他們的癥狀會在陽光充足的鄉下好轉。作為對比，熱帶地區的人們幾乎不會缺乏維生素D。