Литературные данные последних лет убедительно свидетельствуют о том, что синтетические витамины Д (холекальциферол, эргокальциферол), введенные в организм в физиологических дозах, функционируют не в виде неизмененных кальциферолов, а в особой обменноактивной форме, образовавшейся в организме, которая не тождественна естественным источникам витамина Д и искусственным кальциферолам (Wasserman, 1968; Вендт, 1971; Спиричев, 1971; Norman, 1972 и др.).
Витамин Д в организме претерпевает ряд сложных преобразований. Так, еще в 30-х гг. было установлено, что первичным звеном обмена его в организме является фотопревращение провитамина Д3 (7-дегидрохолестерина) в коже в витамин Д3 (холекальциферол) под влиянием УФ-лучей. Экспериментальные исследования с меченым витамином Д показали, что только 30% введенной радиоактивности остается в тканях в составе неизмененного препарата (Kodicek, 1956; Chalk, Kodicek, 1961). Остальная часть его превращается в более полярные соединения. Следовательно, физиологически активной формой является не сам витамин Д, а особый метаболит, образующийся из него в тканях. Это подтверждается наличием довольно продолжительного ЛАГ-периода (8-16 ч) между началом введения витамина Д и первым проявлением стимулирующего эффекта на абсорбцию кальция в кишечнике, а также неспособностью витамина непосредственно влиять на этот процесс в опытах in vitro или in vivo (Schachter, Dowdle, 1960; Бауман, 1971).
В 1964 г. А. В. Norman с соавторами, хроматографируя на кремниевой кислоте хлороформный экстракт почки крысы, получившей 500 ME меченного тритием витамина Д3, обнаружили четыре радиоактивные фракции, каждая из которых обладала антирахитической активностью.
Первая фракция («пик I») состояла из эфиров витамина Д с жирными кислотами, имеющими длинную углеродную цепочку. Из эфиров витамина Д в различных тканях были идентифицированы пальминат, стеарат, олеат и ленолеат. Синтез эфиров витамина Д происходит преимущественно в слизистой тонкого кишечника в процессе всасывания этого витамина под действием этеразы холестерина. Последняя, несмотря на высокую специфичность, способна, хотя и с более низкой эффективностью, использовать в качестве субстрата холекальциферол. В связи с этим D. R. Fraser, Е. Kodicek, (1966) высказали предположение, что ряд превращений витамина Д в организме может быть аналогичен превращениям холестерина, осуществляемым с помощью соответствующих ферментов холестеринового обмена.
Вторая и третья фракции («пик II» и «пик III») имели большую полярность; они соответствуют неизвестным витаминам группы Д, химическая структура которых еще не расшифрована. Антирахитическая активность их составляет примерно половину активности витамина Д3 (De Luca, 1967).
Особый интерес представляла четвертая фракция («пик IV»), обладающая более полярным характером, чем холекальциферол. В химическом отношении она гетерогенна и включает в себя несколько соединений (Ponchon, De Luca, 1969). Одно из этих соединений, составляющее основную массу фракций, было идентифицировано как 25-оксихолекальциферол, т. е. витамин Д3, содержащий дополнительно гидроксильную группу в положении 25 боковой алифатической цепи. Аналогичным образом из витамина Д2 в организме животных образуется 25-ок-сиэргокальциферол (Suda a. oth., 1969). На рисунке 3 представлены структурные формы этих соединений.
Рис. 3. Структурные формулы: I - 25-оксиэргокальциферол; II - 25-оксихолекальциферол.
В настоящее время накопился большой материал относительно физиологически активной формы витамина Д, действующей в тканях. Впервые на роль активной формы витамина Д выдвигались эфиры витамина Д с пальментиновой и олеиновой кислотами (Fraser, Kodicek, 1966 и др.). Однако вскоре стало ясно, что подобные соединения не могут выполнять такую роль. Содержание их в крови и тканях оказалось ничтожным, а антирахитические свойства - слабее, чем у свободного витамина Д (Lund а. oth., 1967; Петрова, Богословский, 1970).
Более достойным претендентом на роль активного метаболита витамина Д3 явился 25-гидроксихолекаль-циферол (25-ГХК), полученный из плазмы крови свиней, которым ежедневно в течение 26 дней скармливали по 250 000 ME Н3-витамина Д3. Этот метаболит содержался в крови в относительно большой концентрации, что позволило считать 25-ГХК циркулирующей формой витамина Д в организме.
Витамин и его метаболиты
Под витамином Д подразумевают целую группу веществ, растворимых в жирах (Д1, Д2, Д3, Д4). Некоторые из них, например Д2 (эргокадьциферол) и Д3 (холекальциферол), были известны еще 80 лет назад. Эти вещества открыл немецкий биохимик профессор А. Виндаус, который долгое время провел, изучая стерины и доказал, что они являются предшественниками витамина Д.
Основные эффекты этого вещества делятся на две группы: классические и неклассические (или плейотропные). Они осуществляются метаболитами витамина Д, которые являются биологически активными веществами . За непосредственную связь с рецепторами ядер отвечает активная форма метаболита 25(OH)D, который образуется только при условии достаточного наличия в организме веществ 25(OH)D2 и 25(OH)D3. Эти формы образуются первичным синтезом в печеночных клетках, потом попадают в кишечник. В дальнейшем в почечных канальцах под влиянием множества ферментов они претерпевают несколько сложных метаболических реакций (важная роль тут признается за 1-альфа-гидроксилазой). И заканчиваются все эти преобразования образованием витамина D – гормона, который отвечает за связь с ядерными рецепторами.
Роль витамина
В последнее время значительно изменились понятия и представления о витамине в организме и его метаболизме. Сделанные за последние годы многочисленные открытия позволили взглянуть на это вещество по - новому. С нынешней точки зрения, данный витамин является стероидным гормоном, в синтезе которого участвуют многие веществ, проявляющие биологическую активность (белки, холестерин и пр.).
Последним значимым открытием в 80-х годах 20 века стало обнаружение наличия у этого витамина ядерного рецептора. В дальнейшем это позволило доказать основной кальцийтропный эффект витамина Д, который заключается во влиянии на обмен минералов в костной ткани . Что позволило создать на его основе препараты для лечения и профилактики детского рахита. Также были доказаны еще некоторые иные (плейотропные, неклассические) эффекты: влияние на иммунную систему, на психическое здоровье, на гормональный обмен. Ну и многочисленными европейскими исследованиями доказана связь развития аутизма у ребенка с недостатком этого витамина у беременной женщины при вынашивании.
В настоящее время проводится множество исследований на предмет роли этого гормона в предотвращении развития онкологических заболеваний. Выявлено, что у людей, заболевших раком, имеется явный дефицит данного витамина. Точные механизмы этого явления и процесса метаболизма еще не изучены, появляются работы, в которых витамин Д рассматривается как фактор, сдерживающий размножение и рост раковых клеток.
Не стоит злоупотреблять солнечными ваннами, которые будут полезны в небольших количествах и в оптимальное для этого время (с 11 утра до 13 дня). Потому что все-таки необходимо помнить и о негативных эффектах воздействия избытка солнца, с которым прямо связано развитие рака кожи. Именно поэтому не рекомендуется сильно оголять кожные покровы на длительное время. Также выявлена связь между солнечным излучением и раком молочной железы. Хотя для данной патологии существует и много иных провоцирующих факторов, помимо инсоляции (стресс, изменение гормонального фона и пр.). Вызывает удивление статистика африканских стран, согласно которой у женщин этих стран рак груди развивается реже, что связывают с тем, что они не носят бюстгальтеров.
В наш организм витамин Д поступает двумя путями: через кожу и из пищевых продуктов. Поэтому, чтобы получать достаточную дозу этого вещества, нужно как потреблять его с пищей из продуктов, содержащих витамин, так и обеспечивать ежедневное его образование в коже под влиянием солнечных лучей. Для оптимального образования необходимо подвергать инсоляции в течение двух часов открытые участки кожных покровов размеров до 2/3 от ее общей площади. Именно тогда суммарное количество витамина будет достаточным. Такая длительная инсоляция необходима потому, что наша страна располагается в северных широтах, в бедной солнечными лучами климатической зоне, с небольшим количеством солнечных дней.
Лабораторная диагностика уровня витамина в организме
Ранее при лабораторной диагностике определялся витамин Д3 ,по которому и судили о степени насыщения организма этим веществом. На сегодняшний день разработаны лабораторные экспресс - тесты, которые позволяют более полно исследовать витаминное состояние организма и определять не активные формы, а промежуточные метаболиты. Таким образом, благодаря этим исследованиям, можно более полно проанализировать обмен витамина и понять, сколько его попадает в организм и существует ли потребность в большем его количестве. Активный же метаболит 25(OH)D определяют не всем, а строго по показаниям, при наличии патологии какой-либо из систем (почечной, опорно-двигательной и пр.).
Что касается цифровых норм содержания в сыворотке крови 25(OH)D, то нет единого мнения медиков по этому поводу. По последним американским данным, оптимальной для здоровья признана концентрация его в крови более 20 нг/мл или более 50 нмоль/л. Хотя многие исследователи США считают все-таки более адекватным уровень выше 30 нг/мл (75 нмоль/л). Согласно же современным европейским исследованиям, терпимой является концентрация 20-32 нг/мл (50-75 нмоль/л). На низкое содержание витамина указывает уровень 0-20 нг/мл или 0-50 нмоль/л, что требует медикаментозной терапевтической коррекции путем повышения потребления данного вещества (причем ранее эти цифры допускались в пределах 0-10 нг/мл). Концентрация же 60-100 нг/мл (150-250 нмоль/л) считается высоко й и требует коррекции ограничением потребления витамина Д.
Недостаток витамина Д
Процесс роста кости продолжается с детского возраста и до 35 лет, в течение которых происходит рост костных балок и всей кости в длину, и в этот период превалирует процесс остеосинтеза. Затем, в 35-45 лет, происходит выравнивание процессов костного синтеза и распада. Далее начинает преобладать остеорезорбция. Причем ярче выражен этот процесс в менопаузу у женщин, в течение первых 5 лет которой происходит максимальная потеря плотности костной ткани. Из-за дефицита эстрогенов происходит нарушение образования витамина Д.
В результате недостатка этого вещества, в кишечнике не образуется белок, который способствует всасыванию кальция в кровь. Уровень кальция в крови падает, как итог этого повышается паратгормон в плазме, и под его влиянием кальций начинает вымываться из депо (кости и зубы) и ломкость костной ткани усиливается. Именно поэтому женщинам в период менопаузы рекомендуют назначать гормонотерапию, препараты, содержащие кальций и витамин Д
.
Процессы остеорезорбции усиливаются в период беременности, так как возникает повышенная потребность в витаминах, минералах и питательных веществах для растущего плода. Костная масса женщины уменьшается на 6-8% даже при нормальном питании и приеме 200-400 мг витамина Д, но впоследствии может восстановиться. Также процесс разрушения костной ткани может наблюдаться у женщин с нарушением менструального цикла и удаленными яичниками (хирургическая искусственная менопауза).
Кроме этого, риск переломов увеличивается при приеме кортикостероидов и многих иных заболеваниях (при патологии почек, эндокринных патологиях, проблемах психического характера и пр.).
Применение витамина Д
Так как этот гормон играет важную роль в кальциевом обмене, то его препараты используются для лечения и профилактики остеопороза наряду с остальными лекарственными веществами . С профилактической целью используют препараты кальция, витамин Д, эстрогены. При сохранной функции почек активные метаболиты витамина для профилактики не используют, их назначают только для терапии остеопороза.
Мы приобретаем его посредством солнечного света или с пищей. Ультрафиолетовые лучи действуют на масла кожи, способствуя образованию этого витамина, который затем всасывается в тело. Витамин D образуется в коже под действием солнечных лучей из провитаминов. Провитамины, в свою очередь, частично поступают в организме в готовом виде из растений (эргостерин, стигмастерин и ситостерин), а частично образуются в тканях их холестерина (7-дегидрохолестерин (провитамин витамина D 3).
При приеме внутрь, витамин D всасывается с жирами через стенки желудка.
Измеряется в Международных Единицах (МЕ). Дневная доза для взрослых составляет 400 МЕ или 5-10 мкг. После получения загара, выработка витамина D через кожу прекращается.
Польза: Должным образом утилизирует кальций и фосфор, необходимые для укрепления костей и зубов. При совместном приеме с витаминами А и С помогает в профилактике простудных заболеваний. Помогает в лечении конъюнктивитов.
Заболевания, вызываемые дефицитом витамина D: рахит, сильное разрушение зубов, остеомаляция*, старческий остеопороз.
Витамин D относится к группе жирорастворимых витаминов, обладающих антирахитическим действием (D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5)
К витаминам группы D относятся:
витамин D 2 - эргокальциферол; выделен из дрожжей, его провитамином является эргостерин; витамин D 3 - холекальциферол; выделен из тканей животных, его провитамин - 7-дегидрохолестерин; витамин D 4 - 22, 23-дигидро-эргокальциферол; витамин D 5 - 24-этилхолекальциферол (ситокальциферол); выделен из масел пшеницы; итамин D 6 - 22-дигидроэтилкальциферол (стигма-кальциферол).
Сегодня витамином D называют два витамина - D 2 и D 3 - эргокальциферол и холекальциферол - это кристаллы без цвета и запаха, устойчивые в воздействию высоких температур. Эти витамины являются жирорастворимыми, т.е. растворяются в жирах и органических соединениях и нерастворимы в воде.
Регулируют обмен кальция и фосфора: участвуют в процессе всасывания кальция в кишечнике, взаимодействуют с паратиреоидным гормоном, отвечают за кальцификацию костей.В детском возрасте при авитаминозе D вследствие уменьшения содержания в костях солей кальция и фосфора нарушается процесс костеобразования (рост и окостенение), развивается рахит. У взрослых происходит декальцификация костей (остеомаляция).
Немецкий химик А. Виндаус, более 30 лет изучавший стерины, в 1928 году обнаружил эргостерол - провитамин D, превращавшийся под действием ультрафиолетовых лучей в эргокальциферол Было выяснено, что под влиянием ультрафиолетовых лучей некоторое количество витамина D может образовываться в коже, причем облучение может быть как солнечным, так и с помощью кварцевой лампы. . Подсчитано, что 10-минутное облучение животных оказывает на организм такое же действие, как введение в рацион 21 % рыбьего жира. В облученных продуктах витамин D образуется из особых жироподобных веществ (стеринов). В последнее время в животноводстве широко используют ультрафиолетовое облучение животных, особенно молодняка, а также кормов.
Основные источники: рыбий жир, икра, печень и мясо, яичный желток, животные жиры и масла, сардины, сельдь, лосось, тунец, молоко. сенной муке, Витамин D содержится в большом количестве и в яичном желтке, дрожжах, хорошем сене, растительном масле, травяной муке и других продуктах. В растениях витамина, как правило, нет, но в них содержится его провитамин эргостерол, который в организме животных превращается в витамин D.
Суточная потребность 2,5 мкг, для детей и беременных - 10 мкг. Отрицательно влияют на усвоение витамина D расстройства кишечника и печени, дисфункция желчного пузыря.
У беременных и кормящих животных потребность в витамине D повышается, т.к. необходимо дополнительное количество его для предупреждения рахита у детей.
