Витамины группы Д. 7-дегидрохолестерин как провитамин Д. Химическая структура, недостаточность, роль витамина Д в процессах минерализации.

Витамин D группа биологически активных веществ (в том числе эргокальциферол и холекальциферол). Витамины группы D являются незаменимой частью пищевого рациона человека.

Растворим в жирах. Состоит из феролов, приобретающих активность при ультрафиолетовом облучении. В организме этот процесс осуществляется в коже. Дефицит витамина D явление очень распространенное, и может вызвать проблемы роста клеток органов, наибольшим из которых является кожа. Ученые также занимаются поисками доказательства того, что долговременный дефицит витамина D приводит к заболеванию раком.

Источники

Синтез в организме: холекальциферол образуется в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света

Животные: сливочное масло, сыр и другие молочные продукты, яичный желток, рыбий жир, икра

Растительные: люцерна, хвощ, крапива, петрушка, грибы

Функции

Основная функция витамина D обеспечение нормального роста и развития костей, предупреждение рахита и остеопороза. Он регулирует минеральный обмен и способствует отложению кальция в костной ткани и дентине, таким образом, препятствуя остеомаляции (размягчению) костей.

Поступая в организм, витамин D всасывается в проксимальном отделе тонкого кишечника, причем обязательно в присутствии желчи. Часть его абсорбируется в средних отделах тонкой кишки, незначительная часть в подвздошной. После всасывания кальциферол обнаруживается в составе хиломикронов в свободном виде и лишь частично в форме эфира. Биодоступность составляет 60-90 %.

Витамин D влияет на общий обмен веществ при метаболизме Ca2+ и фосфата (НРО2-4). Прежде всего, он стимулирует всасывание из кишечника кальция, фосфатов и магния. Важным эффектом витамина при этом процессе является повышение проницаемости эпителия кишечника для Ca2+ и Р.

Витамин D является уникальным это единственный витамин, действующий и как витамин, и как гормон. Как витамин он поддерживает уровень неорганического Р и Са в плазме крови выше порогового значения и повышает всасывание Са в тонкой кишке.

В качестве гормона действует активный метаболит витамина D 1,25-диоксихолекациферол, образующийся в почках. Он оказывает влияние на клетки кишечника, почек и мышц: в кишечнике стимулирует выработку белка-носителя, необходимого для транспорта кальция, а в почках и мышцах усиливает реабсорбцию Ca++.

Витамин D3 влияет на ядра клеток-мишеней и стимулирует транскрипцию ДНК и РНК, что сопровождается усилением синтеза специфических протеидов.

Однако роль витамина D не ограничивается защитой костей, от него зависит восприимчивость организма к кожным заболеваниям, болезням сердца и раку. В географических областях, где пища бедна витамином D, повышена заболеваемость атеросклерозом, артритами, диабетом, особенно юношеским.

Он предупреждает слабость мускулов, повышает иммунитет (уровень витамина D в крови служит одним из критериев оценки ожидаемой продолжительной жизни больных СПИДом), необходим для функционирования щитовидной железы и нормальной свертываемости крови.

Так, при наружном применении витамина D3 уменьшается характерная для псориаза чешуйчатость кожи.

Есть данные, что, улучшая усвоение кальция и магния, витамин D помогает организму восстанавливать защитные оболочки, окружающие нервы, поэтому он включается в комплексную терапию рассеянного склероза.

Витамин D3 участвует в регуляции артериального давления (в частности, при гипертонии у беременных) и сердцебиения.

Витамин D препятствует росту раковых клеток, что делает его эффективным в профилактике и лечении рака груди, яичников, предстательной железы, головного мозга, а также лейкемии.

 

"О 7-дегидрохолестерине

Предположение о двойном контроле над пролиферацией кератиноцитов со стороны нервной и лимфоидной ткани подразумевает наличие определенного механизма, с помощью которого может осуществляться этот контроль. Настоящая работа является попыткой представить 7-дегидрохолестерин регулятором скорости пролиферации кератиноцитов. Известно, что в кератиноцитах эпидермиса из холестерина образуется 7-дегидрохолестерин (7-ДГХ, провитамин D3). Далее под влиянием ультрафиолетового облучения (УФО) из 7-ДГХ образуется превитамин D3, который в результате термической изомеризации под влиянием температуры тела превращается в холекальциферол (вит D3, кальциол). Известно также, что образовавшийся кальциол связывается с витамин D-связывающим белком и удаляется из кератиноцитов с помощью тучных клеток. Далее в печени кальциол превращается в кальцидиол, который, в свою очередь, попадая в почки, превращается в кальцитриол, обладающий гормональной активностью. Известно также, что наибольшая концентрация 7-ДГХ в глубоких слоях эпидермиса, недоступных для УФО. А содержание 7-ДГХ, доступного для синтеза кальциола, в верхних слоях быстро истощается - через 15 минут после УФО количество превитамина D3 достигает максимума (около 15% от исходного уровня 7-ДГХ) и при продолжении экспозиции остается постоянным, но накапливаются люмистерин и тахистерин (до 50% от исходной концентрации 7-ДГХ), не обладающие гормональной активностью [2]. Известно, что большинство млекопитающих имеют хорошо выраженный шерстяной покров, защищающий кожу от прямого воздействия УФО. Можно предположить, что превращение 7-ДГХ в кальциол свидетельствует о нестойкости 7-ДГХ под действием УФО и температуры и наиболее физиологичным можно считать лишь образование 7-ДГХ. В жирах печени рыб обнаруживают большие количества 7-ДГХ и кальциола [6], но в коже рыб содержание 7-ДГХ ничтожно мало [2]. Известно, что вышеупомянутые соединения регулируют содержание кальцийсвязывающего белка, который осуществляет транспорт ионов кальция [2, 6]. Поступление кальция непосредственно из воды занимает ведущее место в балансе минеральных веществ у водных животных. Интенсивность поглощения кальция рыбами пропорциональна концентрации его в воде [19]. Кальций всасывается через жабры[10] и выводится из организма рыб с желчью [19]. При повышении концентрации кальция в воде увеличивается содержание его в мышцах, печени и почках [10]. При дефиците витамина D3 у рыб в первую очередь страдают мышцы, зольность скелета при этом не нарушается [2]. Таким образом можно думать о том, что 7-ДГХ и кальциол в печени рыб выполняют функцию удаления излишков кальция из организма. Известно, что в Y-органе ракообразных из экзогенного холестерина синтезируются стероидные гормоны - экдизоны, которые в черезвычайно малых концентрациях оказывают сильное физиологическое действие: инициируют смену покровов тела (линьку хитинового панциря) [6]. Можно думать о том, что у млекопитающих произошло эволюционное объединение двух функций стероидов: участие в обмене кальция у рыб и участие в смене покровов тела у ракообразных. Среди многих функций кальция обращают на себя внимание следующие: кальций необходим для клеточной пролиферации - он стимулирует синтез ДНК; кальций обеспечивает образование клеточной адгезии - в отсутствии кальция ткани теряют свою целостность и разобщаются на отдельные клеточные элементы; стимулируя рост и митоз клеток, кальций тем самым задерживает их дифференцировку и созревание [2]. Как уже упоминалось, синтез 7-ДГХ в кератиноцитах стимулирует образование кальцийсвязывающего белка. Можно думать о том, что связывание кальция в кератиноцитах сопровождается прекращением их пролиферации, их дифференцировкой, увеличением активности трансглутаминазы, катализирующей образование поперечных сшивок в ороговевающей оболочке зрелых кератиноцитов (что коррелирует с усилением образования роговых чешуек), а также разрушением межклеточных связей и отшелушиванием [2, 9]. Пролиферация кератиноцитов находится под сдерживающим влиянием комплекса кейлон-адреналин. Удаление одной из составляющих этого комплекса сопровождается усилением пролиферации кератиноцитов. Так, при длительном УФО клетки Лангерганса мигрируют из эпидермиса, содержание кейлона снижается и увеличивается пролиферация кератиноцитов. Истощение симпатико-адреналовой системы может привести к снижению содержания катехоламинов в эпидермисе и, как следствие, усилению пролиферации кератиноцитов и нарушению их созревания и отшелушивания. Все это позволяет думать о том, что комплекс кейлон-адреналин стимулирует синтез 7-ДГХ в кератиноцитах. К гипертрофированному состоянию кератиноцитов относят псориаз [7]. При псориазе в пролиферацию вовлекаются не только базальные, но и парабазальные клетки [15]. Извлеченные же из псориатического эпидермиса кератиноциты, по одним данным, ведут себя в культуре как нормальные [22]. По другим данным, такие кератиноциты быстро вовлекаются в генеративный цикл, тогда как здоровые находятся в состоянии покоя. Это объясняется отличием в структуре рецепторов к активаторам пролиферации (интерферон-гамма, молекулы адгезии, ростовые факторы). Нормальные кератиноциты на них не реагируют [17]. При псориазе отмечается утолщение эпидермиса и в неповрежденной коже [22]. У здоровых людей (до 100%) обнаруживают антитела (АТ) к антигенам (АГ) рогового слоя (клеточная мембрана и межклеточное вещество) и сыворотка здоровых людей обладает цитотоксичностью по отношению к аутологичным кератиноцитам. Также у здоровых людей могут выявляться АТ к мембране и цитоплазме базальных клеток [8]. Также показано, что JgG участвуют в метаболизме и морфогенезе кератиноцитов здоровых людей [18]. Образование иммунных комплексов (ИК) - нормальный физиологический процесс; при нарушении регуляции образование ИК может возрасти [4]. В норме кератиноциты продуцируют интерлейкин-6 (ИЛ-6) [17] и ИЛ-7 [23]. Различные клетки иммунной системы (лимфоциты, клетки Лангерганса) и АТ могут индуцировать апоптоз кератиноцитов [1], который играет важную роль в поддержании гомеостаза здоровой кожи [7]. При псориазе же отмечается активация двух разных процессов - пролиферации и апоптоза [22]. При псориазе не удалось выявить специфические нарушения иммунной системы [22]. Отмечается увеличение уровня ИК [3,14,22], повышение содержания JgG и JgA в крови[18,22], появление АТ к АГ базальной мембраны, причем раньше, чем проявлялись высыпания [8]. Также отмечается проникновение лимфоцитов в эпидермис [17] и взаимодействие их с кератиноцитами [11]. Но лимфоциты в кожу мигрируют после развития очагов поражения. Приток их сопровождается увеличением числа клеток Лангерганса [1,22], лимфоциты располагаются в базальном слое в тесном контакте с клетками Лангерганса [22]. В крови отмечается лимфоцитопения, снижение их функциональной активности [14,22] и сдвиг в сторону преобладания Т-хелперного звена [5,22]. Отмечается дефицит метаболизма кейлонов [15,20]. Возрастает концентрация в кератиноцитах ИЛ-6 [17] и ИЛ-7 [23]. Все вышеизложенное позволяет думать о том, что при псориазе возрастает регулирующая активность лимфоидной ткани, направленная в основном на подавление пролиферации кератиноцитов. При псориазе отмечается резкое снижение концентрации адреналина и норадреналина в коже [20], полное отсутствие катехоламинов в сосочковом слое дермы, также отмечается снижение уровня катехоламинов в крови и существенное снижение активности симпатико-адреналовой системы. Псориаз протекает при сниженном уровне кортикостероидов [22] и на фоне выраженной стимуляции коркового слоя надпочечников [21]. Показан также высокий уровень соматотропного гормона (СТГ) [21]. Отмечено, что псориаз в ряде случаев связан с гипокальциемией [9,13]. Дефицит витамина Д серологически при этом не определялся [9]. При исследовании связи псориаза с другими заболеваниями установлены высокодостоверные положительные ассоциации между псориазом и сахарным диабетом, псориазом и бронхиальной астмой, псориазом и язвенной болезнью желудка [16]. В числе причин возникновения инсулинзависимого сахарного диабета можно думать о свойстве нервной системы, проявляющейся повышенной реакцией нервной клетки на стимул [12]. Можно предположить, что это же обстоятельство может быть причиной развития псориаза: гиперстимуляция может привести к истощению симпатико-адреналовой и опиоидергической системы и к преобладанию влияния парасимпатической нервной системы, что приводит к повышению выделения СТГ и кортикотропин-рилизинг-фактора и снижению уровня катехоламинов и проявляется снижением ингибирующей и повышением стимулирующей составляющей регуляторного влияния нервной ткани на пролиферацию кератиноцитов. Можно думать о том, что такое нарушение равновесия может привести к повышению активности регуляторного влияния лимфоидной ткани, направленного на подавление пролиферации и инициацию апоптоза кератиноцитов эпидермиса. Таким образом можно считать 7-ДГХ регулятором скорости пролиферации и созревания кератиноцитов, а воздействие на его синтез комплексом кейлон-адреналин - механизмом влияния нервной и лимфоидной ткани на эти процессы.