Витамины группы D , антирахитический витамин

Еще в 18 веке было известно, что рахит у детей излечивается некоторыми продуктами питания, в частности рыбьим жиром.

В 1924 г. А.Гесс, М.Вейншток и Г. Стинбок после облучения растительных масел ультрафиолетовыми лучами получили активный препарат, предотвращающий развитие рахита у детей. В составе препарата были идентифицированы стерины (стеролы), их назвали витамин D₁. В 1932 г. А. Виндаус выделил из дрожжей после облучения эргостерина (эргостерола) вещество, обладающее антирахитическим действием, и назвал его эргокальциферолом или витамином D₂. Четыре года спустя из рыбьего жира был выделен другой препарат со сходным биологическим действием, названный витамином D₃ или холекальциферолом. Его предшественником являлся не эргостерол, а 7-дегидрохолестерол.

Витамины D₂ и D₃ имеют сходное строение. Они являются бесцветными кристаллическими веществами с температурами плавления 120 и 90^оС соответственно. Хорошо растворимы в ацетоне и неполярных растворителях и нерастворимы в воде.

Суточная потребность и распространение. Витамин D₃ содержится в продуктах животного происхождения – сливочном масле, молоке, рыбьем жире, печени глубоководных рыб, желтке яйца и др. Из растительных продуктов наиболее богаты витамином D₂ растительные масла и дрожжи.

Суточная потребность в витамине D зависит от возраста человека и его физиологического состояния. У детей она колеблется от 10 до 25 мкг, для взрослых - 2,5 мкг, для беременных женщин до 10 мкг в сутки. Обоснованным считается увеличение потребности витамина D у пожилых людей, подверженных старческой остеомаляции.

Биологическая роль витаминов группы D. Биологической активностью обладают не сами витамины группы D, а гидроксилированные производные витамина D₃ – 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол) и 24,25-дигидроксихоле-кальциферол.

Витамин D₃ поступает в организм человека с животной пищей или образуется из 7-дегидрохолестерола в подкожно-жировой клетчатке под влиянием УФ-облучения. В крови витамин D₃ в комплексе с витамин D-связывающим белком, принадлежащим α₂-фракции глобулинов, транспортируется в печень. В гепатоцитах осуществляется первое гидроксилирование витамина с образованием 25-гидроксихолекальциферола -25(ОН)D₃. Далее в почках происходит второе гидроксилирование витамина с образованием 1,25-дигидроксихолекальциферола - 1,25(ОН)D₃ (кальцитриола). Эта реакция катализируется 1-α-гидроксилазой, индуктором синтеза которой является паратгормон (гормон паращитовидной железы). Помимо кальцитриола происходит образование других менее активных гидроксилированных продуктов: 24,25(ОН)₂D₃ и 1,24,25 (ОН)₃ D₃. Гидроксилированные формы витаминов группы D совместно с паратгормоном и кальцитонином поддерживают постоянный уровень кальция и фосфатов в крови.

Гидроксилированные производные витамина D являются гормонами, реализующими свои эффекты по цитозольно-ядерному механизму. В комплексе с цитозольными рецепторами они проникают в ядро и регулируют скорость транскрипции специфических генов. Клетками-мишенями кальцитриола являются энтероциты, клетки почечных канальцев и остеобласты. Для 24,25-дигидроксикальциферола в качестве мишеней выступают только остеобласты.

В клетках тонкого кишечника кальцитриол индуцирует синтез Са⁺²-связывающих белков, участвующих в переносе ионов Cа⁺², и тем самым усиливает всасывание кальция и фосфатов в тонком кишечнике.

В клетках почечных канальцев кальцитриол индуцирует синтез белков, участвующих в реабсорбции ионов кальция и фосфатов из первичной мочи. В результате усиления всасывания и реабсорбции повышается уровень ионов кальция и фосфатов в плазме крови.

В остеобластах и остеоцитах этот гормон индуцирует синтез Са⁺²-связывающего белка остеокальцина. Этот белок, с одной стороны участвует в процессе минерализации, а с другой, способствует прикреплению остеокластов к участку резорбции.

При остеосинтезе 24,25-дигидроксихолекальциферол усиливает синтез коллагена в остеобластах. Это стимулирует поступление ионов кальция и фосфатов в костную ткань и приводит к снижению уровня этих ионов в крови.

Гипо- и авитаминоз. При недостатке витамина D или недостаточной инсоляции у детей развивается рахит. Поражение костей при рахите проявляется выбуханием лобных бугров, поздним закрытием переднего родничка, рахитическими четками на границе костной и хрящевой тканей ребер и грудины, деформацией ног по О- или Х-образному типу. Первые зубы появляются с запозданием. Также при рахите наблюдается снижение мышечного тонуса.

У взрослых людей при дефиците витамина D развивается остеомаляция.

Гипервитаминоз. При продолжительной передозировке витамина D₃ или одноразовом приеме токсической дозы последнего развивается гипервитаминоз. Острый гипервитаминоз D проявляется раздражительностью, слабостью, тошнотой, рвотой, головной болью, потерей аппетита, сильной жаждой. В дальнейшем у пострадавшего развивается остеопороз. Повышенное содержание ионов Cа⁺² и фосфатов в крови приводит к кальцинозу сосудов и мягких тканей (печени, почек, легких, миокарда, стенки желудка), развитию почечнокаменной болезни и кальцификации атеросклеротических бляшек в сосудах.

Применение витамина D в медицинской практике. Используют природные препараты витамина D (рыбий жир) и синтетические аналоги (эргокальциферол или холекальциферол) для профилактики и лечения рахита, остеопороза, остеомаляции и некоторых других заболеваний, например туберкулеза костей.