Л. П. Никитина, Н. В. Соловьева

Л.П.НИКИТИНА, Н.В. СОЛОВЬЕВА

 

КЛИНИЧЕСКАЯ ВИТАМИНОЛОГИЯ

 

 

-

 

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЧИТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

 

Л.П. НИКИТИНА, Н.В. СОЛОВЬЕВА

 

 

КЛИНИЧЕСКАЯ ВИТАМИНОЛОГИЯ

 

Учебное пособие для преподавателей, студентов лечебного, стоматологического и педиатрического факультетов, курсантов факультета послевузовского обучения

 

ЧГМА - 2002

 

 

Оглавление

 

Список сокращений …………………………………………………………………4 стр.

Предисловие …………………………………………………………………………5 стр.

Введение ……………………………………………………………………………..6 стр.

Раздел I. Незаменимые пищевые факторы ………………………………………...7 стр.

Классификация витаминов ……………………………………………………..7 стр.

История витаминологии ……………………………………………………….. 9 стр.

Судьба витаминов в организме ………………………………………………. 11 стр.

Общие механизмы действия витаминов …………………………………… 12 стр.

Патология метаболизма витаминов ………………………………………….. 13 стр.

Раздел II. Липовитамины …………………………………………………………. 14 стр.

Витамин А …………………………………………………………………….. 14 стр.

Витамин Д …………………………………………………………………….. 17 стр.

Витамин Е …………………………………………………………………….. 21 стр.

Витамин К …………………………………………………………………….. 23 стр.

Коэнзим Q …………………………………………………………………….. 24 стр.

Витамин F …………………………………………………………………….. 25 стр.

Раздел III. Гидровитамины ………………………………………………………. 26 стр.

Витамин В₁ ………………………………………………………………….... 26 стр.

Витамин В₁₂ ………………………………………………………………….. 28 стр.

Витамин В₆ …………………………………………………………………… 31 стр.

Витамин Вс …………………………………………………………………… 33 стр.

Витамин С ……………………………………………………………………. 35 стр.

Витамин Р …………………………………………………………………… 37 стр.

Витамин РР ………………………………………………………………… 39 стр.

Витамин В₂ …………………………………………………………………. 42 стр.

Витамин Н …………………………………………………………………….. 44 стр.

Витамин В₃ ……………………………………………………………………. 45 стр.

Раздел IV. Витаминоподобные соединения ……………………………………... 47 стр.

Парааминобензойная кислота ……………………………………………….. 47 стр.

Витамин В₁₅ ………………………………………………………………… 47 стр.

Инозит ………………………………………………………………………… 48 стр.

Витамин U …………………………………………………………………….. 49 стр.

Липоевая кислота …………………………………………………………… 50 стр.

Холин …………………………………………………………………………… 51 стр.

Карнитин ……………………………………………………………………….. 52 стр.

Оротовая кислота ……………………………………………………………….52 стр.

Антивитамины ………………………………………………………………………53 стр.

Приложение ………………………………………………………………………….54 стр.

Список литературы ………………………………………………………………….65 стр.

 

Список сокращений

 

АД – артериальное давление

АО – антиоксидант

АРЗ – антирадикальная защита

АФК – активные формы кислорода

БАВ – биологически активные вещества

ВЖК – высшие жирные кислоты

ГАГ – гликозамингликаны

ГАМК – гамма-аминомасляная кислота

ГНГ – глюконеогенез

ГЧЭ – гормончувствительный элемент

ДАК – дезоксиаденозилкобаламин

ДГ – дегидрогеназа

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота

ЖКТ – желудочно-кишечный тракт

ИБС – ишемическая болезнь сердца

ЛВП – липопротеид высокой плотности

ЛП – липопротеид

ЛНП – липопротеид низкой плотности

ЛОНП – липопротеид очень низкой плотности

МК – метилкобаламин

НАД⁺(Ф) – никотинамидадениндинуклеотид (фосфат)

ОВР – окислительно-восстановительная реакция

ОРВИ – острая респираторная вирусная инфекция

ПАБК – парааминобензойная кислота

ПВК – пировиноградная кислота

ПНЖК – полиненасыщенные жирные кислоты

ПОЛ – перекисное окисление липидов

ПФП – пентозофосфатный путь

РНК – рибонуклеиновая кислота

СРО – свободнорадикальное окисление

ТАГ – триацилглицерол

ТГФК – тетрагидрофолиевая кислота

ТДФ – тиаминдифосфат

ТТФ - тиаминтрифосфат

УФО – ультрафиолетовое облучение

ФАД – флавинадениндинуклеотид

ФАФС – фосфоаденозилфосфосульфат

ФМН – флавинмононуклеотид

ФП – фосфопиридоксаль (фосфопиридоксамин)

ФХ – фосфатидилхолин

ФЭА – фосфатидилэтаноламин

ЦНС – центральная нервная система

ЦТК – цикл трикарбоновых кислот

ЭТЦ – электронтранспортная цепь

НS-КоА – кофермент ацилирования

SAM – S-аденозилметионин

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

 

Настоящее учебное пособие создано на кафедре биологической химии с курсом клинической биохимии. Целью данного издания является углубление знаний по одному из разделов медицинской биохимии, изучающей биологически активные вещества.

 

Достижения ученых в области химии витаминов имеют познавательное значение. В пособии кратко изложены данные о химической структуре незаменимых пищевых факторов, механизмах их действия, суточной потребности, пищевых источниках, токсичности, а также представлены клинические симптомы гипо- и гипервитаминозов.

Государственный образовательный стандарт предусматривает изучение вышеуказанных вопросов. У студентов 2-го курса формируется исходный уровень знаний о биохимических функциях витаминов как участниках регуляции метаболических процессов. Студенты-выпускники и врачи-ординаторы углубляют базовые знания по молекулярным основам процессов жизнедеятельности.

Как биохимия, так и молекулярная биология относятся к тем отраслям естественных наук, в которых накопление новых научных данных происходит быстро. Поэтому оперативное создание руководств по этим дисциплинам имеет особую значимость. Мы считаем, что данное пособие будет полезно для студентов-медиков, клинических ординаторов, интернов и врачей различных специальностей в их практической деятельности.

Аспиранты, научные сотрудники и преподаватели самых разных биологических и медицинских специальностей могут использовать настоящее издание в качестве учебного и справочного материала.

Учебное пособие составлено сотрудниками кафедры биохимии ЧГМА: заведующей кафедрой профессором Л.П.Никитиной и доцентом к.м.н. Н.В.Соловьевой.

 

 

Введение

 

«Витамины обнаружили себя не своим присутствием в организме, а своим отсутствием» В.А.Энгельгард

«Невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой …»

Н.И.Лунин (1880)

Витамины как незаменимые пищевые факторы являются обязательными участниками обмена веществ. Последний предполагает ряд многочисленных биохимических реакций, представляющих собой генетически детерминированный ответ организма на воздействие химического окружения. Метаболические процессы имеют наследственную основу и изменяются не только под влиянием экологии, но зависят от характера питания.

В настоящее время вопросам рационального питания и здорового образа жизни придается огромное значение. На проходившем в Канаде в 1997 году 16-ом Международном Конгрессе по питанию, диетологи и эксперты отмечали, что разнообразное и полноценное питание необходимо в профилактике развития ряда заболеваний, в том числе и онкопатологии. Было установлено, что кальций, селен, витамины В₆ и токоферолы, а также полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК, включая ω-3 и ω-6 кислоты) потенциально препятствуют канцерогенезу.

Таким образом, пища на клеточном уровне руководит всеми процессами в организме человека, гарантируя либо долгую и бодрую жизнь, либо болезнь и немощь.

 

 

РАЗДЕЛ I

 

НЕЗАМЕНИМЫЕ ПИЩЕВЫЕ ФАКТОРЫ

 

Витамины относят к биологически активным веществам (БАВ), которые включают соединения разнообразной химической природы и в минимальных концентрациях обладают высокой биологической активностью. В эту группу, кроме них, входят также ферменты, гормоны, медиаторы, лекарственные препараты, яды.

Витамины – низкомолекулярные соединения органической природы, обладающие высокой биологической активностью, жизненно необходимые организму, но практически не способные синтезироваться в нем. Суточная потребность в них колеблется от нескольких микрограммов до нескольких десятков миллиграммов и определяется особенностями химического строения, физико-химических свойств, биодоступности (способности всасываться), механизма действия, а также полом, возрастом, физиологическим состоянием (беременностью, лактацией), диетой, профессией, климатом.

 

 

Классификации витаминов:

1. По химической структуре и по способности растворяться выделяют:

 

1.Липовитамины (А, Д, Е, К, F);

2. Гидровитамины (В₁, В₂, В₃, В₆, Вс, В₁₂ и др.);

История витаминологии

 

Врачи эмпирически издавно догадывались, что качественно неполноценная пища является фактором, приводящим к развитию патологических состояний.

Болезнь бери-бери впервые описана в древнекитайском Каноне Медицины 2500 лет назад. Медики античной Греции знали клиническую картину гиповитаминоза витамина А. Гиппократ использовал печень для лечения больных куриной слепотой. Летописец Жуанвиль впервые подробно описал проявления цинги среди участников Восьмого крестового похода. В XVII столетии Т.Сиденхэм применял рыбий жир для терапии рахита.

И хотя на протяжении всей истории медики-исследователи бились над обнаружением связей между заболеваниями и конкретными традициями питания, концепция недостаточности последнего как фактора, вызывающего недуги, не была широко принята вплоть до конца ХIХ века.

До этого преобладало мнение, что такие болезни как цинга, рахит, пеллагра, бери-бери вызываются неизвестными инфекциями, токсинами. И лишь на пороге ХХ века некоторые исследователи начали догадываться, что определенные продукты содержат добавочные пищевые факторы, которые и предупреждают страдания.

Возникновение научной витаминологии произошло в ХIХ веке и связано с именами французского патолога Ф.Мажанди (1816), русского врача Н.И.Лунина (1880) и главного санитарного инспектора флота Японской Империи адмирала К.Такаки (1882-1887). В эксперименте на животных было доказано существование дополнительных факторов питания.

Но только в ХХ веке стала выясняться химическая природа витаминов, их роль в обмене веществ, а также патогенез гиповитаминозов. После иммунологии это самая большая область медицинского знания, в которой присуждались Нобелевские премии (Таб. 2).

 

Таблица 2. Нобелевские премии по химии, в том числе связанные с открытием в области химии витаминов

 

Год .	Лауреаты	Предмет исследования
1928г.	А.О.Р.Виндаус	Структура и химия холестерина и витамина Д
1937 г.	У.Н.Хеворс, П.Каррер	Структура и химия моносахаридов, аскорбиновой кислоты, витамина А, каротиноидов, витамина В2, флавинов
1938 г.	Р.Кун	Химия каротиноидов; выделение рибофлавина и его роль во флавиновых ферментах; исследование витаминов А и В6
1954 г.	Л.К.Поллинг	Вторичная и третичная структура белков
1955 г.	В.Дю Виньо	Установление структуры витамина Н
1956 г.	С.Н.Хиншелвуд, Н.П.Семенов	Цепные свободнорадикальные реакции
1957 г.	А.Р.Тодд	Структура нуклеотидов и нуклеотид-содержащие коферменты
1958 г.	Ф.Сэнгер	Установление первичной структуры белка, в частности инсулина
1964 г.	Д.К.Ходжкин	Строение витамина В12
1978 г.	П.Д.Митчелл	Хемиосмотический механизм окислительного фосфорилирования в митохондриях
1989 г.	С.Олтмен, Т.Р.Чек	РНК как катализатор (рибозимы)
1997 г.	П.Д.Бойкер, Р.Дж.Уолкер, И.Скау	Ферментативный механизм синтеза АТФ и открытие К+-Na+-АТФ-азы

 

В Индонезии голландский военврач Х.Эйкман создал модель болезни бери-бери на курицах и доказал, что гиповитаминоз зависит от дефицита пищевого фактора, содержащегося в рисовых отрубях (1897).

Преподаватель химии Ф.Д.Хопкинс осуществил первый шаг к созданию теории незаменимых пищевых факторов и их химической идентификации. Экспериментально он доказал наличие незаменимых аминокислот, обосновал положение о неодинаковой пищевой ценности различных белков, и констатировал, что развитие бери-бери, скорбута и рахита зависит от отсутствия натуральных незаменимых компонентов, не связанных с аминокислотами, а дополнительных по отношению к основным пищевым ингредиентам.

Польский биохимик К.Функ в это же время выделил из рисовых отрубей азотсодержащее вещество, которое в эксперименте излечивало бери-бери (1911), кристаллизовал его и назвал «витамин» - амин жизни. Он ввел термин «авитаминоз». В 1911 – 1912 гг. Ф.Хопкинс и К.Функ выдвинули теорию авитаминозного происхождения скорбута, рахита, пеллагры и бери-бери. В 1909 г. немецкий ученый У.Степп обнаружил в черном хлебе жирорастворимое вещество и назвал его фактор роста А. Позднее Э.В.Мак-Коллюм (1913) открыл незаменимый ростостимулирующий фактор А сливочного масла. В чистом виде тиамин выделил А.Виндаус (1932), а искусственно его синтезировали Р.Уильямс и Дж.Клайн (1936).

Последующие исторические вехи в развитии учения о витаминах связаны с идеей Х. Фон Эйлер-Хельпина и П.Каррера о провитаминах – предшественниках активных форм витаминов. Ими доказана роль каротинов как провитамина А, а затем осуществлен синтез витамина А (1929 – 1933). В 20-40-е годы были открыты, выделены и структурированы практически все основные витамины, кроме кобаламина. Д.Кроуфуп – Ходжкин (1948 –1956) удалось расшифровать крайне сложную химическую структуру витамина В₁₂ с помощью рентгеноструктурного анализа.

В 1921 г. русский химик Н.Д.Зелинский высказал гипотезу, что витамины метаболически необходимы, так как связаны со структурой ферментов. Была открыта коферментная роль витаминов В₂ и В₆ (П.Каррер, Р.Кун, 1930 – 1939), В₁ (Х.Кребс, Ф.А.Липман, 1937), никотиновой кислоты (О.Варбург, 1935) и т.п.

П.Е.Калмыков и М.Н.Логаткин справедливо отметили, что многие активные формы водорастворимых витаминов представляют нуклеотиды: рибофлавин входит в состав ФМН и ФАД; никотиновая кислота – в НАД⁺ и НАД⁺ Ф; кофермент ацилирования содержит пантотеновую кислоту.

 

РАЗДЕЛ II

 

 

Липовитамины

 

 

Витамин А (антиксерофтальмический, роста, ретинол, дегидроретинол, ретиналь, дегидроретиналь)

 

 

Наиболее изучены следующие формы этого липовитамина: витамин А₁ – ретинол, витамин А₂ – дегидроретинол и транс-ретиноевая кислота. Этот незаменимый фактор содержится только в пище животного происхождения, а растительные продукты: желто-оранжевые, бордово-вишневые, зеленые части растений богаты его предшественниками – каротинами. В печени и кишечнике травоядных, всеядных животных и человека регистрируется фермент каротиндиоксигеназа, которая преобразует каротины в витамин А.

Гепатоциты накопливают его в виде эфиров высших жирных кислот (ретинолпальмитата). Установлено, что у новорожденных имеется его определенный запас, но к 4-5 месяцам он исчерпывается, что необходимо иметь в виду при назначении прикорма.

Правда, грудное молоко содержит достаточное количество этого незаменимого пищевого компонента. У взрослых печеночное депо ретинола соответствует резерву потребности на 1,0-1,5 года.

Он транспортируется по лимфатической системе в составе ретинолсвязывающего белка к различным органам-мишеням, в том числе и производным эктодермы, то есть коже, волосам, ногтям, слизистым.

 

Механизм действия:

(Приложение. Таб. 8).

 

1. Ретинолы в клетках окисляются до транс-ретиноевой кислоты (третиноина), к которой имеются рецепторы в ядерных мембранах, что позволяет ей легко проникать в ядро, где она выполняет функции гормоновитамина. Ретиноевая кислота экспрессирует гены, взаимодействуя с ГЧЭ транскриптонов, активирует РНК-полимеразу, то есть стимулирует синтез белков, в том числе иммунных (факторов неспецифической защиты организма - интерферона, лизоцима, секреторного иммуноглобулина) и структурных (соединительной ткани и эпителия), активирует пролиферацию и дифференцировку этих тканей.

2. Витамин А локализуется в клеточных мембранах;

а) где обеспечивает их текучесть, микровязкость и проницаемость;

б) за счет наличия сопряженной системы служит антиоксидантом прямого действия, реагируя со свободными радикалами ПНЖК, он принимает от последних неспаренный электрон, делокализует заряд по общему π- электронному облаку, оставаясь при этом стабильной частицей («ловушка свободных радикалов»).

Это свойство помогает сохранить архитектонику мембран.

3. Рецептором, воспринимающим световые фотоны в дисках палочек, служит родопсин - комплекс белка опсина и 11-цис-ретиналя. Под действием света происходят конформационные изменения зрительного пигмента, приводя к образованию активного изомера - транс-формы. Активация родопсина запускает цепь реакций, что приводит к закрытию Nа+ - вых каналов, гиперполяризации мембраны, в результате зрительный сигнал поступает в зрительный нерв.

4. Регулирует обмен серосодержащих соединений:

а) он ингибирует ферменты сульфатазы и гидролазы, которые гидролизуют активную форму серной кислоты – фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС). Поэтому данное соединение накапливается и участвует в сульфатировании биополимеров (гликозамингликанов, гликопротеидов), обеспечивая нормальное созревание и рост соединительной, в первую очередь, хрящевой ткани (отсюда клиническое название ретинола – витамин роста);

б) предотвращает окисление НS-групп цистеина протеинов, особенно, кератина – основного белка покровных тканей.

В последние годы особое внимание стали уделять самостоятельному значению каротиноидов, в частности, бета-каротину. Их считают сильнейшими АО. Данное свойство бета-каротина выходит на первый план в настоящее время из-за снижения толщины озонового слоя, роста опасности повреждающего действия УФ-излучения. При этом поверхность кожи защищается за счет непрерывного поступления каротинов, токоферола с кожным салом.

 

Гиповитаминозы

(Приложение. Таб.9).

 

Симптомы дефицита витамина А могут быть спровоцированы вегетарианством, так как бета-каротин в продуктах легко разрушается под влиянием света, кислорода, а также влаги и тепла.

В основе патогенеза экзогенного гиповитаминоза лежат:

1. подавление экспрессии генов, что нарушает генез

а) структурных протеинов, отсюда пролиферацию, дифференцировку тканей,

б) иммунных белков; последнее уменьшает резистентность организма;

2. дисбаланс в статусе серы, что влечет за собой сдвиги в архитектонике хрящевой, костной, эпителиальной тканях;

3. усиление свободнорадикальных реакций;

4. инактивация родопсина.

Все эти интимные сдвиги проявляются следующей клиникой:

1. Наиболее ранними признаками расстройства зрения являются нарушение темновой адаптации – гемералопия (куриная слепота), «летание мушек», «световое мерцание». В основе этих явлений лежит замедленное или недостаточное восстановление зрительного пурпура, в результате чего повреждается функция палочек сетчатки, регулирующих световую адаптацию. Трофические изменения глаз принимают разные формы: коньюнктивиты, блефариты, кератиты, ксерофтальмия - сухость роговицы из-за преобразования эпителия слезного канала в многослойный ороговевающий, что затрудняет поступление слезной жидкости к глазному яблоку; кератомаляция - размягчение роговицы за счет присоединения инфекции из-за недостатка лизоцима, обладающего антибактериальным действием. В тяжелых случаях наблюдается

перфорация с выпадением радужки. Весь процесс развивается быстро (в течение 24-48 часов).

2.Метаплазия эпителия: преобразование всех видов этой ткани в многослойный плоский ороговевающий, что провоцирует нарушение функций полых органов (фарингиты, стоматиты, трахеиты, бронхиты, гастриты, колиты, энтериты, циститы, вагиниты и т.д.), в том числе протоков слезных (см. выше), сальных желез. Грубо изменяется покровный эпителий; развиваются сухость, мелкое отрубевидное шелушение кожи, частичное ороговение фолликулов, сухие ломкие волосы, поперечная исчерченность ногтей, а одновременное снижение сопротивляемости провоцирует опрелости, дерматиты и пролежни, особенно у грудных детей.

 

Примером первичного эндогенного гиповитаминоза является синдром Дарье.

У больных школьников эпидермис имеет выраженный роговой слой, поэтому изменения кожи носят особый характер: шелушение в виде плотных чешуек («рыбья чешуя»), ихтиоз принимает коричневатую пигментацию. Сальные и потовые железы атрофируются, фолликулы кожи изменяются с последующим ороговением и дегенерацией волосяных мешочков. Из-за конверсии эпителия протоков сальных желез нарушается их проходимость, секрет скапливается в себоцитах. В результате образуются плотные папулки (фринодерма - «жабья кожа»). Нередко присоединяется умственная отсталость.

Болезни печени, пищеварительной системы, прием слабительных с минеральными маслами, такие лекарства, как аспирин, барбитураты, некоторые пищевые добавки, рацион с низким содержанием жиров, белков могут спровоцировать развитие вторичного эндогенного гиповитаминоза, симптомы которого сходны с экзогенным дефицитом ретинола.

Замечено, что у людей с заболеваниями печени, почек, сахарным диабетом, гипотирозом возникают проблемы с преобразованием бета-каротина в витамин А. Неизмененный предшественник начинает откладываться в коже, усиливая ее пигментацию. Подобные признаки, известные как каротинемическая псевдожелтуха, могут развиться у детей после неумеренного употребления моркови, мандаринов, тыквы. Отдифференциировать от истинной желтухи подобное состояние легко: при избытке бета-каротина белковая оболочка глаз не желтеет.

Гипервитаминоз

Витамин А токсичен.

Клиника острого отравления возникает после приема 100-150 г печени белого, бурого медведей, морских рыб и животных. У пациентов увеличивается секреция спинномозговой жидкости, повышается внутричерепное давление. Они жалуются на головные боли, бессонницу, усталость, выпадение волос, хрупкие, ломкие ногти, ночное потоотделение; появляются артралгии, тошнота, рвота, гипертермия, анорексия, явления менингизма. Эти симптомы обусловлены тем, что при гипервитаминозе нарушается нормальная структура и функция клеточных и субклеточных мембран (митохондрий, ядер, лизосом), активируются свободнорадикальные реакции, ПОЛ, в результате повреждаются различные органы и ткани. В печени подавляется синтез факторов свертывающей системы крови, страдает биотрансформационная функция, развивается жировая дистрофия. Увеличение продукции гепарина способствует геморрагиям.

Клиника хронического отравления: нарушение сна, аппетита, раздражительность, алопеция (выпадение волос), ломкость ногтей, сухость кожи (дерматит), склонность к переломам костей; у беременных вероятность рождения уродов (тератогенный эффект).

Следует заметить, что хронический прием избытка каротинов, особенно на фоне постоянной интоксикации табачным дымом и алкоголем, повышает риск развития сердечных приступов и рака.

 

Взаимодействия:

1. Витамин Е предохраняет витамин А от окисления как в кишечнике, так и в тканях.

2. Цинк участвует в синтезе белка-переносчика, который связывает и транспортирует этот витамин через стенку кишечника и освобождает его в кровь. Эти два компонента взаимозависимы: ретинол способствует усвоению цинка, а поступление данного незаменимого пищевого фактора к органам и тканям зависит напрямую от содержания микроэлемента.

 

В клинике широко используются и бета-каротины, и витамин А. Они улучшают работу иммунной системы; защищают ткани, особенно кожу, от АФК, УФО, лечат фотостарение, препятствуют развитию опухолей, способствуют нормальному развитию плода.

 

Суточная потребность витамина А: 1,0 – 1,5 мг (минимум 650-700 мкг) (Приложение. Таб. 6).

Доза бета-каротина для детей 3-5 мг; для взрослых – 10 мг.

Пищевые источники каротинов: абрикосы, персики, хурма, апельсины, грейпфрукты, морковь, томаты, тыква, свекла, соя, бобы, цветная капуста, болгарский перец, зелень лука, салата, укропа, петрушки, облепиха, клюква, черника;

витамина А: летнее сливочное масло, сливки, сыр, яичный желток, печень, жир рыб (палтуса, трески), кетовая икра (Приложение. Таб. 6).

 

Витамин Д (антирахитический, холекальциферол, Д₃)

 

 

Существуют несколько форм витамина Д. Для человека важное значение имеют витамин Д₂ – эргокальциферол и Д₃ – холекальциферол, в основе которых лежит химическая структура циклопентанпергидрофенантрена.

В печени из ацетил-КоА образуется холестерин. Часть его дегидрируется в 7-дегидрохолестерин, который в коже под действием УФО подвергается фотолизу в холекальциферол (Д₃).

Известно, что количество витамина Д, синтезируемое в подобных целях, зависит от длины волны, пигментации дермы. У темнокожих людей активируется меньшее количество предшественника, поэтому они более подвержены заболеваниям, связанным с недостатком витамина.

В комплексе с витамин Д₃-связывающим белком он доставляется в печень, где подвергается микросомальному окислению с образованием 25-гидроксихолекальциферо- ла. Это соединение с током желчи попадает в кишечник, где до 85% всасывается (энтерогепатическая рециркуляция) и как все липиды в составе хиломикронов через лимфу - кровь доставляется в почки. С помощью 1-альфа-гидроксилазы вновь гидроксилируется в 1,25 - дигидрохолекальциферол (кальцитриол), являющийся по своей функции гормоном. Продукция кальцитриола в почках усиливается под действием анаболических гормонов, соматотропного гормона и пролактина. Зарегистрирована способность плаценты, костной ткани, кожи, поджелудочной железы, тимуса к подобному генезу.

 

 

Механизм действия:

(Приложение. Таб.8).

 

Как и все стероидные гормоны, кальцитриол обладает внутриклеточной рецепцией. Проникает внутрь клеток органов-мишеней, в первую очередь, кишечника, костной ткани, почек, достигает ядра, где экспрессирует специальные гены; связываясь с их ГЧЭ, запускает транскрипцию и трансляцию. В результате осуществляется генез:

1) Са-связывающих белков (кальбиндинов),

2) щелочной фосфатазы, Са,- Мg – АТФазы и некоторых других энзимов (креатинкиназы, цитохрома Р₄₅₀).

В зависимости от мест синтеза образовавшиеся белки обусловливают различные эффекты: в кишечнике и в почках они меняют скорость абсорбции кальция и фосфатов, а взаимодействие этих ионов с остеокальцином (кальбиндином) хрящевой ткани способствует созреванию органических структур, остеообразованию за счет комплексирования Са²⁺ и фосфатов с коллагеном и другими протеинами хондроцитов и остеоцитов.

По мнению многих исследователей, широкий спектр влияния кальцитриола объясняется

1)наличием специфических рецепторов к нему у многих клеток;

2)его способностью возбуждать транспорт ионов кальция через мембраны.

Как известно, ионы этого металла являются древнейшими гормонами, вызывающими самые разнообразные эффекты: изменения проницаемости цитолемм, сдвиги в скорости секреции различных гормонов; одним из подобных механизмов является его взаимодействие с аденилатциклазной системой, усиливающей многие функции клеток и, следовательно, тканей и органов.

Кальцитриол участвует в регуляции иммунных процессов, тормозя продукцию интерлейкина-2 активированными Т-лимфоцитами и синтез иммуноглобулинов активированными В-лимфоцитами.

Установлено, что недоношенные младенцы, дети пониженного физического развития, а также перенесшие те или иные заболевания особенно нуждаются в витамине Д. Для поддержания нормального статуса холекальциферола достаточно облучение солнечным светом только кожи лица и кистей рук ребенка по 2 часа в неделю, а УФО матери (1,5 минимальные эритемные дозы на все тело в течение 90 сек) увеличивает содержание его в грудном молоке в 10 раз.

 

Гиповитаминозы

(Приложение. Таб. 9).

 

Экзогенный гиповитаминоз (витамин Д – дефицитный рахит) (Таб.3):

 

Таблица.3. Факторы риска развития рахита

 

Со стороны матери:	Со стороны детей:
-возраст (меньше 17 и больше 35 лет);	-недоношенные, маловесные, из двоен, троен;
-токсикозы беременности;	-родившиеся с признаками морфо-функциональной незрелости;
-экстрагенитальная патология (болезни обмена, патология сердца, почек, ЖКТ);	-получающие неадекватные молочные смеси;
-дефекты питания при беременности и лактации (дефицит белков, кальция, фосфатов, витаминов Д, В1, В2, В6;	-родившиеся с синдромом мальабсорбции;
-гиподинамия, малая инсоляция;	-с судорожным синдромом;
-неблагополучные социально-экономические условия;	-со сниженной двигательной активностью (парезы, параличи, длительная иммобилизация);
	-с хронической патологией печени, желчевыводящих путей;
	-часто болеющие ОРВИ;
	-с отягощенной наследственностью по нарушениям фосфорно-кальциевого обмена (фосфат-диабет, болезнь де Тони-Дебре-Фанкони, почечно-тубулярный ацидоз)

 

Первые признаки витамин Д – дефицитного рахита у младенцев обусловлены нарушенным статусом кальция, одной из функций которого является участие в работе центральной и вегетативной нервных систем, что проявляется сонливостью или бессонницей, младенцы часто капризничают, беспричинно плачут, беспокоятся, обильно потеют, что сопровождается облысением затылочка. Позже возникают симптомы поражения костной и мышечной систем (нарушаются сроки и порядок прорезывания зубов, запаздывает зарастание родничков, развивается «лягушачий» живот и т.д.).

У взрослых (беременных и пожилых людей) возможны остеопороз, остеомаляция (Таб.4).

Таблица.4. Последствия дефицита витамина Д

 

Органы	Симптомы
Кости и костный мозг	-остеопороз, остеомаляция, миелофиброз, анемия, миелоидная дисплазия
Желудочно-кишечный тракт	-угнетение абсорбции кальция, фосфатов, магния, гепатолиенальный синдром, нарушение моторики ЖКТ
Лимфоидная система	-снижение иммунитета, синтеза интерлейкинов, интерферона, подавление фагоцитоза
Мышечная система	-гипотония мышц, судороги (спазмофилия)

 

Первичныйэндогенный гиповитаминоз - витамин Д-резистентный рахит

(фосфат-диабет)

Описаны витамин Д-резистентный рахит I типа, развивающийся вследствие недостаточности почечной 1-альфа-гидроксилазы и витамин Д-резистентный рахит II типа, причиной которого является нечувствительность клеток к действию кальцитриола из-за отсутствия рецепторов. Клиника включает деформации скелета: долихоцефалический череп, О-образные голени, карликовость, низконависшие надбровные дуги. Успешность коррекции (парентерального введения кальцитриола) определяется ранним началом лечения.

Изменения костной системы, аналогичные Д-дефицитному рахиту, могут иметь место при болезнях щитовидной, паращитовидных желез, крови (миеломная болезнь, лейкозы, талассемии и т.д.), желудочно-кишечного тракта, почек, печени, костной системы (вторичный эндогенный гиповитаминоз).

 

Гипервитаминоз

Витамин Д токсичен.

Клиника острого отравления похожа на передозировку витамина А (см. выше). При хроническом приеме повышенных доз, неумеренном УФО возникает гиперкальциемия, сопровождающаяся перераспределением кальция, он откладывается в необычных местах, (почках, мышцах, легких, сосудах, стенки кишечника и др.), что грозит развитием краниостеноза, диэнцефального синдрома, нефрокальциноза, кальцификацией сердечных клапанов (приобретенными пороками сердца) и т.д.

Мегадозы витамина Д обладают тератогенным (эмбриотоксическим) эффектом. Установлено, что перенесенный в детстве гипервитаминоз является фактором риска в раннем развитии атеросклероза, так как избыток данного вещества изменяет архитектонику клеточных мембран, структуру ЛП плазмы крови, что в сочетании с повреждением эндотелия и активацией макрофагов может способствовать образованию липопероксидов и стимулировать этот недуг.

 

Взаимодействия:

1. Ионы кальция конкурирует с железом за всасываемость, поэтому передозировка витамина Д может нарушить биодоступность переходного металла, спровоцировать железодефицитную анемию.

2. При недостатке токоферола нарушается нормальный метаболизм витамина Д в печени, так как подавляется его гидроксилирование.

3.Паратгормон стимулирует образование кальцитриола, ионы кальция – ингибируют.

 

В клинике показанием для назначения активных метаболитов витамина Д₃ служат синдром нарушенного всасывания, панкреатиты, остеопороз, хроническая почечная недостаточность, гипопаратироидизм, псориаз. В последние годы женщинам в пожилом возрасте стали рекомендовать холекальциферол с целью профилактики переломов, особенно шейки бедра. Его синтетические аналоги, обладающие супрессивным действием, используются в терапии опухолей.

Суточная потребность у детей: 10-15 мкг, у взрослых – 2 мкг (Приложение. Таб.6).

Пищевые источники: печень, сливочное масло, яичный желток, жирная рыба (сельдь, макрель, треска, лосось) (Приложение. Таб.6).

 

Витамин Е (антистерильный, «потомство несущий», токоферолы)

 

 

Выделено несколько природных соединений, обладающих биологической активностью: альфа-, бета-, гамма-, дельта - токоферолы и 8-метилтокотриенол.

Все они относятся к сложным спиртам.

Метаболизм витамина Е изучен недостаточно. С помощью солей желчных кислот он всасывается в кишечнике и включается в хиломикроны, в составе которых доставляется к органам-мишеням. Главным депо витамина Е, кроме печени служит жировая ткань.

 

Механизм действия:

 

 

1.Токоферол - мощный физиологический антиоксидант прямого действия. За счет наличия сопряженной системы он является «ловушкой» свободных радикалов, которые служат звеньями в патогенезе атеросклероза, сердечных заболеваний, катаракты, быстрого старения всех тканей организма и других страданий, известных под названием «free radical diseases».

2. До 90% всего количества витамина регистрируется в липидом слое мембран (цитоплазматических, митохондриальных, лизосомальных, микросомальных, ядерных), поддерживает их стабильность, упругость, текучесть, вязкость; защищает от повреждающего действия свободных радикалов, так как экранирует `