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.

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.

Тема: Рахит. Спазмофилия. Гипервитаминоз Д.

План лекции

Значение витамина Д в организме.

Предрасполагающие факторы и причины возникновения рахита.

Основные клинические проявления рахита с учетом периода заболевания.

Специфическое и неспецифическое лечение рахита.

Профилактика рахита

Цель и методика постановки пробы Сулковича.

Клинические проявления гипервитаминоза Д, оказание неотложной помощи, меры профилактики.

Спазмофилия: причины и связь с рахитом; формы, клинические проявления, неотложная помощь и профилактика.

Обмен и значение витамина д в организме.

Основу скелета новорожденного составляет хрящевая ткань, которая постепенно по мере роста и развития ребенка замещается костной. Наиболее выраженные изменения в костях отмечаются в первые два года жизни, в младшем школьном возрасте и в период полового созревания. Костная ткань ребенка содержит много воды и бедна минеральными солями. В связи с этим кости мягкие, эластичные и легко деформируются. Упругость костей в детском возрасте обуславливает их меныпую ломкость по сравнению с костями взрослых. Надкостница у детей толстая, более сильным ее развитием объясняется возможность поднадкостничных переломов в раннем возрасте. формирование мышечной системы заканчивается.

Процессы роста и формирования костной ткани обеспечиваются в растущем организме множеством факторов. Один из основных – витамин Д. Существует несколько форм витамина D. Витамин D 2 поступает в организм ребенка с пищей. Витамин Dз синтезируется в коже из провитамина D (90% витамина Д синтезируется в коже под воздействием солнечных лучей). Эти формы обладают малой противорахитической активностью. В дальнейшем в печени и почках образуются метаболиты, противорахитическая активность которых в 8-10 раз превышает исходные форм.

Предрасполагающие факторы и причины возникновения рахита.

Рахит - это заболевание детей раннего возраста, сопровождающееся расстройством фосфорно-кальциевого обмена, значительным нарушением костеобразования и минерализации костей и нарушением ведущих функций органов и систем, основной причиной которого является дефицит витамина Д.

Основным фактором развития рахита является гиповитаминоз D, возникающий из-за недостаточного поступления витамина D с пищей или в результате нарушения его образования в коже под влиянием ультрафиолетовых лучей. Возникновение заболевания может быть связано с функциональной незрелостью ферментных систем кишечника, печени, почек, обеспечивающих всасывание и превращение витамина D в активные метаболиты. Немаловажное значение оказывают дефицит белка, недостаток витаминов А, группы В, С, дефицит микроэлементов магния, цинка, железа, меди, кобальта. Развитию рахита способствует высокая потребность растущего организма в ионизированном кальции.

Таким образом, причинами рахита являются:

1.Дефицит солнечного облучения

плохие жилищные условия

несоблюдение гигиенического режима

редкие прогулки в светлое время

2.Алиментарный фактор или недостаточное поступление витамина Д с пищей:

раннее смешанное искусственное вскармливание неадаптированными смесями

несвоевременное введение прикорма

одностороннее вскармливание

3.Перинатальные факторы (предрасполагающие)

недоношенность

многоплодие

хронические заболевания матери

осложненное течение беременности

перинатальное поражение ЦНС, прием барбитуратов и гормонов

заболевания ЖКТ

4.Экологические факторы

неблагоприятные климатические факторы

загрязненность воздуха промышленными выбросами

проживание на территории, загрязненной радионуклидами.

В развитии заболевания особое значение имеет нарушение фосфорно-кальциевого обмена, в регуляции которого главную роль играет витамин D.. Дефицит витамина Д приводит к снижению уровня ионизирующего кальция в крови, при этом уменьшается синтез кальций-связывающего белка, который обеспечивает транспорт кальция через кишечную стенку. Гипокальциемия стимулирует деятельность паращитовидных желез, это приводит к гиперфункции паратгормона. Паратгормон, основной функцией которого является поддержание постоянного уровня кальция в крови, способствует усиленному выведению неорганического кальция из костей. Под влиянием повышенной секреции паратгормона снижается реабсорбция в почках, что приводит к усиленному выделению фосфатов с мочой. Быстро развивается гипофосфатемия, и возникает ацидоз. В условиях ацидоза фосфорно-кальциевые соли не откладываются в остеоидной ткани. В результате вымывания солей кальция из костей, они становятся мягкими и легко деформируются. Одновременно в зонах роста происходит разрастание неполноценной остеоидной ткани. Развившийся ацидоз приводит к нарушению функций центральной нервной системы и внутренних органов. Снижается иммунологическая защита, что способствует частьм заболеваниям и их затяжному течению.

проф. Круглов Сергей Владимирович (слева), Кутенко Владимир Сергеевич (справа)

Редактор страницы: Кутенко Владимир Сергеевич

Кудинов Владимир Иванович

Кудинов Владимир Иванович , Кандидат медицинских наук, Доцент Ростовского Государственного медицинского университета, Председатель ассоциации эндокринологов Ростовской области, Врач – эндокринолог высшей категории

Джериева Ирина Саркисовна

Джериева Ирина Саркисовна Доктор медицинских наук, доцент, врач-эндокринолог

ГЛАВА 4 МЕТАБОЛИЗМ ВИТАМИНА D И ПОЧКИ

ДЖ. ЛЕМАН, Р. У. ГРЕИ

(J. LEMMANN, R. W. GRAY)

Давно известно, что тяжелые почечные заболевания часто со­провождаются поражениями костной ткани, включая рахит или остеомаляцию, а также замедлением всасывания кальция в ки­шечнике. Рахит или остеомаляция в Сочетании с замедлением всасывания кальция в кишечнике являются и признаками недостаточности витамина D. За последние 15 лет в результате появления множества новых сведений об эндокринной природе витамина D выяснилась роль почек в его метаболизме. Кроме того, необходимость лечения все большего числа больных с хро­нической почечной недостаточностью до и в процессе поддержи­вающего их жизнь диализа заставила клинически оценить эти новые сведения и широко использовать их в практической ме­дицине. Ниже обобщены современные представления о метабо­лизме и действии витамина D, причем специальное внимание уделяется роли почек в этих процессах и анализу нарушений метаболизма витамина D в условиях патологии.

ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

История витамина D началась с выяснения возможных попу­ляционных особенностей в строении скелета и изучения патоге­неза рахита как костного заболевания. Согласно описанию Ге­родота (484-425 гг. до н. э.), у убитых египетских солдат, ко­торые по обычаю с детства не закрывали голов от солнца, чере­па были твердыми, тогда как у персидских солдат, всегда носив­ших тюрбаны, черепа оказывались мягкими. Такие наблюдения расценивались как указания на то, что солнечное освещение мо­жет обеспечивать толщину и твердость костей. Медицинской проблемой рахит становится только в XVII в., когда в Англии и Северной Европе образуются города. Вскоре появились и случайные наблюдения об излечивающем рахит действии рыбь­его жира. К сожалению, широкое применение этого народного лечебного средства задержалось более чем на столетие, пока не сформировалось представление о важности веществ, присутст­вующих в пище в следовых количествах (в частности, витами­нов).

К концу XIX в. географические исследования вновь указа­ли на распространенность рахита в городах, население которых испытывало недостаток солнечного света. Изучение скелета умерших больных рахитом позволило установить сниженную минерализацию костей и меньшее содержание кальция и фос­фора в них, тогда как исследования обмена веществ обнаружи­ли низкую скорость всасывания кальция и фосфора в кишечни­ке таких больных.

К концу I мировой войны на пути к пониманию природы ра­хита было сделано два главных шага. Mellanby разработал метод воспроизведения рахита у щенков, показав, что это забо­левание в эксперименте излечивается жиром печени трески. Та­кие наблюдения отчетливо указывали на присутствие в диете антирахитного фактора. Примерно в то же время Huldchinsky, удалось вылечить детей с помощью облучения их под ртутной лампой. Более того, у 1 ребенка облучение только од­ной руки обусловило появление рентгенографических признаков улучшения состояния костей всего скелета. Это наблюдение яви­лось первым четким доказательством возможности образования в организме циркулирующего и имеющего, по-видимому, гормо­нальную природу антирахитного фактора. Впоследствии опыты на крысах с экспериментальным рахитом показали, что к изле­чению приводит облучение не только самих крыс, но и их пищи. Присутствующий в диете антирахитный фактор оказался жирорастворимым веществом, отличающимся от витамина А. В 1932 г. было установлено строение витамина D-секостерина, образующегося при облучении пищевых продуктов, а в 1936 г. была определена и структура природного витамина D. Взятые вместе, эти наблюдения сформировали основу современного представления, согласно которому витамин D одновре­менно является гормоном и (в условиях ограниченного солнеч­ного освещения) витамином.

Структура витамина D

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВИТАМИНА D

На рис. 39 представлена структура витамина D 3 - холекальциферола, а также система нумерации положений углеродных атомов в его молекуле. Витамин D 2 - эргокальдиферол - отли­чается лишь присутствием двойной связи между 22-м и 23-м углеродным атомом и дополнительной метильной группы в по­ложении 24. Молекулярная масса витамина D 3 равна 384. Он нерастворим в воде, но легко растворяется в органических растворителях и жирах. Витамин весьма чувствителен к окислению на воздухе или перекисями в растворе и разрушается в кислой среде. Недавно был опубликован обзор, посвященный строению и конфигурации молекул витамина D и аналогичных секостероидов.

МЕТАБОЛИЗМ ВИТАМИНА D

Подробное выяснение путей метаболизма витамина D 3 ста­ло возможным лишь после его химического синтеза с изотопной меткой, разработки хроматографических методов разделения его метаболитов и создания способов биологической оценки эффектов как самого витамина D 3 , так и его метаболитов. 7-Дегидрохолестерин образуется в коже под действием фермента и в ус­ловиях ультрафиолетового облучения (в основном при длине волн 300-310 нм) превращается в превитамин D 3 . Послед­ний спонтанно подвергается температурной изомеризации в ви­тамин D 3 , который затем соединяется с сывороточным витамин D-связывающим глобулином (ДСГ). Комплекс витамина D 3 с белком переносится кровью в печень, где витамин D 3 гидроксилируется по 25-му углеродному атому, образуя основную фор­му витамина в плазме - 25-OH-D 3 . Это вещество в свою очередь транспортируется ДСГ в почки, где оно может подвер­гаться дальнейшему гидроксилированию в гормональную фор­му витамина D 3 -l,25-(OH) 2 -D 3 .

Синтез витамина D 3 в коже

Синтез витамина D

Современные представления о синтезе витамина D 3 в коже схематизированы на рис. 41. Как уже отмечалось, превитамин D 3 образуется в коже из 7-дегидрохолестерина. Кожа содержит большие количества этого предшественника, благодаря чему не лимитируется скорость образования превитамина. Holick и соавт. облучали кожу человека in vitro и нашли, что воз­действие света, имитирующее солнечное облучение близ эквато­ра, уже за несколько часов может обеспечить максимальное образование превитамйна D 3 в базально-клеточных слоях кожи. Некоторое время назад уже было высказано предположение, что темная пигментация кожи может полностью исключать син­тез в ней витамина D. Более поздние исследования Holick и соавт. показали, что с увеличением пигментации кожи удлиняется срок воздействия света, необходимый для максимального образования превитамина D 3 . Такое замедление образования превитамина D 3 могло бы, следовательно, снижать синтез вита­мина D 3 в сильно пигментированной коже в условиях ограничен­ности солнечного освещения. Превитамин D 3 затем подвергается в коже температурно-зависимому неферментативному превра­щению и витамин D 3 . Для превращения 50% имеющегося в ко­же провитамина Da в витамин D 3 требуется примерно 1 сут. После этого витамин D 3 связывается с ДСГ и попадает в кровь. Подробности механизма образования комплекса ДСГ - D 3 и его проникновения в кровь остаются неизвестными.

Транспорт витамина D и eго метаболитов: витамин D-связывающий глобулин

Витамин D-связывающий глобули­н синтезируется в печени и идентичен групповому специфическому белку человека (Gc), давно известному генети­кам. Генетические варианты этого белка, по-видимому, не различаются по способности связывать стерины группы витами­на D. Поскольку суммарная концентрация всех метаболитов витамина D в сыворотке в норме не достигает 10 -7 М (см. ни­же), а молярная концентрация ДСГ примерно на два порядка выше, то очевидно, что такой избыток связываю­щего белка способствует сохранению витамина D и его метабо­литов в условиях ограниченного их поступления в организм предотвращает токсичность витамина D при увеличении его потребления или синтеза в коже. ДСГ не только участвует в транспорте метаболитов витамина D в крови, но и присутствует в форме комплекса с цитозольным белком в клетках многих тканей. Недавно этот белок был индентифицирован как ак­тин. Предполагается, таким образом, что ДСГ может уча­ствовать в переносе секостероидов из внеклеточной жидкости внутрь клеток. С другой стороны, основной детерминантой транспорта стероидов в клетки может быть концентрация сво­бодных (не связанных с ДСГ) метаболитов витамина D.

Синтез 25-OH-D 3 в печени

Циркулирующий в крови витамин D быстро захватывается печенью, где он подвергается гидроксилированию по 25-му углеродному атому с образованием 25-OH-D 3 . Гидроксилирование осуществляется в основном микросомной монооксигеназой со смешанной функцией и требует присутствия молекуляр­ного кислорода, флавопротеина и цитохрома Р-450. Км этого фермента составляет примерно 10 -8 М. Активность микросомной гидроксилазы при введении витамина D 3 снижается. Кроме того, печень содержит и митохондриальную 25-гидроксилазу, требующую в качестве кофакторов железосеросодержащий бе­лок и цитохром Р-450, но обладающую гораздо большей Км (примерно 10 -6 М). Это свидетельствует о значении данно­го фермента в продукции 25-OH-D 3 только при наличии необыч­но высоких концентраций витамина D 3 . 25-Гидроксилирование обнаружено также в кишечнцке и почках птиц, но с точки зре­ния количества эти органы играют, вероятно, лишь незначитель­ную роль в общей продукции 25-OH-D 3 .

В печени может происходить и дальнейший метаболизм 25-OH-D 3 с образованием более полярных и биологически неак­тивных продуктов, что наблюдается в основном в условиях ускоренного микросомного гидроксилирования, вызванного раз­личными фармакологическими средствами.

Синтез 1,25-(OH ) 2 – D 3 и 24,25-(ОН) 2 – D 3 в почках

Дальнейший метаболизм 25-OH-D 3 происходит в основном в почках. Главными метаболитами являются l,25-(OH) 2 -D 3 и 24,25-(ОН) 2 -D 3 . l,25-(OH) 2 -D 3 синтезируется 25-OН-D 3 -1 α -гидроксилазой - митохондриальной монооксигеназой со смешанной функцией, которая у млекопитающих присутствует, по-видимо­му, лишь в проксимальных канальцах, но у птиц она содер­жится не только в проксимальных канальцах, но и в клубочках. Этот фермент состбит из нескольких компонентов, включая железосеросодержащий белок, связанный с НАД, флавопротеин и цитохром Р-450, специфичный для 25-OH-D 3 . Специфич­ный компонент системы (цитохром Р-450) вводит один атом кислорода в положение 1 α . Вся эта ферментная система изуче­на почти исключительно в почках цыпленка или в первичной культуре клеток его почек. Ее К м колеблется от 1,2 до 3,6х10 -7 М, а V макс составляет примерно 5,5 моль/мг мито­хондриального белка в 1 мин. В почках млекопитающих этот фермент труднее поддается исследованию, вероятно, из-за присутствия больших количеств 25-ОН-D 3 -связывающих белков, что ограничивает доступность субстрата. Недавние исследования обнаружили, однако, 1 α -гидрокси,лазную активность в ми­тохондриях, выделенных из коркового вещества почек крыс с D-авитаминозом. К м фермента (8,9х10 -7 М) несколько выше, чем для митохондриального фермента у цыплят, хотя пос­ледние данные нуждаются в подтверждении. Фермент найден также в почечных срезах крыс, в изолированных клетках крысиной почки и в культуре клеток почки мыши. В большинстве этих исследований ферментативную активность определяли по превращению меченого 25-OH-D 3 в радиоактивные продукты, мигрирующие при высокоэффективной жидкост­ной хроматографии вместе с аутентичным l,25-(OH) 2 -D 3 . Хими­чески этот продукт был идентифицирован как 1,25-(ОН) 2 -D 3 только в гомогенах почки крысы.

В почке из 25-OH-D 3 образуется и 24,25-(ОН) 2 -D 3 . Это происходит под действием фермента, который также является мито­хондриальной оксидазой со смешанной функцией и локализует­ся у крыс, по-видимому, в проксимальных извитых и прямых почечных канальцах. Км 24-гидроксилазы митохондриальных препаратов почки цыпленка составляет примерно 1х10 -6 М, а почки крысы - около 3,8х10 -7 М.

Внепочечный синтез l ,25-(OH ) 2 – D 3 и 24,25-(OH ) 2 – D 3

После того как было показано, что в организме беременных и нефрэктомированных крыс с авитаминозом D меченый 25-OH-D 3 может превращаться в более полярный метаболит, мигрирующий вместе с l,25-(OH) 2 -D 3 , удалось выяснить роль плаценты в метаболизме 25-OH-D 3 с образованием продукта, химически идентифицированного как l,25-(OH)2-D 3 . Недавно были также опубликованы данные, показывающие, что клетки крыши черепа плода крысы в культуре способны синте­зировать вещество, мигрирующее вместе с l,25-(OH) 2 -D 3 . В противовес всем этим наблюдениям многократно сообщалось об отсутствии определимых количеств l,25-(OH) 2 -D 3 в сыворот­ке крови лишенных почек людей, жизнь которых поддержива­лась диализом, а также у нефрэктомированных неберемен­ных животных. Совсем недавно, однако, удалось определить низкую концентрацию l,25-(OH) 2 -D 3 в сыворотке крови лишен­ных почек больных. Больше того, введение таким больным витамина D2 приводило к повышению уровня l,25-(OH) 2 -D 3 в сыворотке (но не до нормы). Хотя эти наблюдения свиде­тельствуют о том, что у человека в условиях доступности боль­шие количеств предшественника (25-OH-D) немного l,25-(OH) 2 -D может образовываться и вне почек, однако в норме уровень l,25-(OH) 2 -D в сыворотке не зависит от концентрации 25-OH-D. Тем не менее современные исследования дают основания считать, что в определенных условиях (у детей и лиц с авитами­нозом D, подвергающихся ультрафиолетовому облучению) уро­вень l,25-(OH) 2 -D все же может зависеть от концентрации предшественника (25-OH-D).

Почки, по-видимому, служат основным органом, где у чело­века синтезируется 24,25-(ОН) 2 -D, так как его уровень в сы­воротке крови снижается по мере прогрессирования почечной недостаточности, становясь очень низким и часто неопредели­мым у больных, лишенных почек. Однако на животных получены данные, показывающие, что и другие ткани, в том,числе кишечник и хрящ, могут образовывать из 3 H-25-OH-D 3 меченый метаболит, обладающий теми же хрома­тографическими свойствами и чувствительностью к разрушаю­щему действию перйодата, что и подлинный 24,25-(ОН) 2 -D 3 . Кроме того, 24,25-(ОН) 2 -D 3 химически идентифицирован в плаз­ме нефрэктомированных свиней, получавших большие дозы ви­тамина D. Подобно этому, уровень 24,25-(ОН) 2 -D в сыво­ротке крови лишенных почек людей возрастает, когда они полу­чают большие дозы витамина D 2 . Таким образом, при чрез­мерно высокой концентрации 25-OH-D в сыворотке крови у че­ловека 24,25-(ОН) 2 -D может синтезироваться и вне почек.

Энтеропеченочная циркуляция метаболитов витамина D

Витамин D и его метаболиты экскретируются в основном с калом. Витамин D 3 , 25-OH-D 3 и l,25-(OH) 2 -D 3 в печени под­вергаются конъюгированию и секретируются в желчь. Имеются также данные о том, что эти метаболиты могут реабсорбироваться и реутилизироваться, формируя таким образом «запас­ной» механизм метаболизма витамина D.

Другие метаболиты витамина D

25-OH-D 3 может превращаться не только в l,25-(OH) 2 -D 3 и 24,25-(ОН) 2 -D 3 , но и в другие соединения. К ним относятся 25,26-(ОН) 2 -D 3 и 25-ОН-D 3 -26,23-лактон. Эти метаболиты, как и 24,25-(ОН) 2 -D 3 , могут подвергаться 1-гидроксилированию, об­разуя 1,24,25-(ОН) 3 -D 3 , 1,25,26-(OH) 3 -D 3 и l,25-(OH) 2 -D 3 -26,23-лактон. Кроме того, может подвергнуться окислению боковая цепь 1,25-(OH)2-D 3 , в результате чего образуется 23-кислота (кальцитроевая кислота); при окислении же боковой цепи 25-OH-D 3 образуется 24-кислота (холакальциевая кислота). Позднее были выделены 23,25-(ОН) 2 -D 3 , 25-OH-24-оксо-D 3 , 25-ОН-транс-D 3 и 19-нор-10-оксо-25-OH-D 3 . Эти метаболиты в свою очередь могут подвергаться дальнейшей трансформации. Современные данные свидетельствует о том, что биологические эффекты этих метаболитов не соответствуют таковым 1,25-(OH) 2 -D 3 , так что их физиологическая роль остается неясной. Отдельные из них (если не все) наверняка представляют собой продукты деградации.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ВИТАМИНА D

Транспортные процессы в кишечнике

Кальций

Всасывание кальция в кишечнике осуществляется за счет активного транспорта против электрохимического градиента, а также (когда содержание кальция в пище и, следовательно, его концентрация в просвете кишки чрезмерно возрастают) за счет пассивного перемещения. У животных и человека с авитамино­зом D всасывание кальция в кишечнике в условиях нормально­го его поступления с пищей снижается. Введение витамина D 3 животным с авитаминозом D восстанавливает нормальную ско­рость всасывания кальция в кишечнике не ранее чем через 16 ч. Существование этого лаг-периода позволило предположить, а затем и доказать, что витамин D должен подвергнуться ка­ким-то превращениям, а в кишечнике должны произойти некото­рые изменения, прежде чем нормализуется транспорт кальция. Уже давно было показано, что 25-OH-D 3 нормализует транспорт кальция быстрее, чем это делает витамин D 3 . Затем был иден­тифицирован l,25-(OH) 2 -D 3 и установлено, что он является бо­лее эффективным и быстродействующим метаболитом витами­на D в отношении стимуляции всасывания кальция в кишечнике. В период максимальной стимуляции активного транспорта, вызванной введением меченого витамина D 3 животным с авита­минозом D, в кишечнике удается определить только меченый 1,25-(OH) 2 -D 3 . Данное соединение связывается, по-видимо­му, со специфическим рецепторным белком цитозоля клеток ки­шечника, который переносит стероид в ядро, где он комплексируется с хроматином и индуцирует синтез белка, подобно тому, как это происходит в отношении других стероидных гормонов. В ответ на действие 1,25-(ОН) 2 -О 3 образуется специфическая мРНК, кодирующая синтез специфического кальцийсвязывающего белка (СаСБ). Содержание последнего в кишечнике коррелирует с транспортом кальция в этом органе, увеличи­ваясь, когда животным с авитаминозом D вводят витамин D 3 или по мере возрастания активного транспорта кальция при ог­раничении кальция в диете, и снижаясь по мере замедления всасывания кальция в кишечнике, происходящего с возрастом. Эти данные позволяют считать, что СаСБ принимает уча­стие в активном транспорте кальция в кишечнике в качестве переносчика. С другой стороны, СаСБ появляется в кишечнике несколько позднее, чем возникает стимуляция транспорта каль­ция, вызванная введением 1,25-(ОН) 2 -D 3 животным с авитами­нозом D. Кроме того, увеличение всасывания кальция в кишеч­нике в таких условиях протекает, по-видимому, двухфазно: после начальной транзиторной стимуляции процесса регистрируется повторное и длительное его ускорение. Таким образом, СаСБ может не столько «запускать» транспорт кальция, сколь­ко поддерживать его на повышенном уровне. Предварительное введение животным с авитаминозом D ингибиторов синтеза бел­ка предотвращает действие 1,25-(ОН) 2 -О 3 на синтез СаСБ в кишечнике, но не блокирует восстановления всасывания кальция. Позднее было выдвинуто предположение, что l,25-(OH) 2 -D «запускает» транспорт кальция за счет изменения фосфолипидного состава обращенной в просвет кишечника мембраны кле­ток. Витамин D может ускорять и пассивное перемещение Са в кишечнике, так как поступление Са при введении витами­на D животным с D-авитаминозом возрастает и в том случае; когда кишечник исследуется при низкой температуре или в анаэробных условиях.

У человека в условиях насыщения витамином D всасывание кальция в кишечнике, определяемое либо как истин­ное (с помощью изотопных методик), либо как результирующее (с помощью балансовых экспериментов), прямо коррелирует с концентрациями l,25-(OH) 2 -D в интервале от нуля до верхней границы нормы. Эта зависимость необычайно чувствитель­на: у лиц, находящихся на нормальной диете, обеспечивающей поступление 10-25 ммоль кальция в день, при повышении кон­центрации l,25-(OH) 2 -D в сыворотке крови на 1 пМ всасывание кальция в кишечнике увеличивается на 0,23%, или, на 0,06 ммоль. Таким образом, при нормальном содержании каль­ция в диете всасывание его в кишечнике определяется доступ­ностью l,25-(OH) 2 -D.

Фосфат

При дефиците витамина D снижается и транспорт фосфата в кишечнике. Введение в таких условиях витамина D или 1,25-(OH) 2 -D 3 усиливает кишечное всасывание фосфата. Этот эффект обусловливается, по-видимому, присутствием имен­но l,25(OH) 2 -D 3 , так как 25-ОН-D 3 не стимулирует транспорта фосфата при введении его нефрэктомированным животным с авитаминозом D. Наибольшая стимуляция всасывания фосфата после введения l,25-(OH) 2 -D наблюдается в тощей кишке; затем - в двенадцатиперстной и подвздошной. Но хотя по этому вопросу еще имеются противоречия, по-видимому, для проявления стимуляции всасывания фосфата витамином D не­обходим кальций. Введение l,25-(OH) 2 -D 3 может усиливать ки­шечное всасывание фосфата и у человека. Однако у лишенных почек и находящихся на гемодиализе больных, у которых кон­центрацию l,25-(OH) 2 -D в сыворотке крови определить невоз­можно, всасывается значительная доля фосфата, содержащегося в пище. Это указывает на независимость кишечного всасы­вания фосфата от l,25-(OH) 2 -D 3 . У людей в условиях насыщения витамином D всасывание фосфата в кишечнике, выраженное в процентах от его поступления с пищей (при нормальных колебаниях последнего), на 1 пМ прироста концентрации l,25-(OH) 2 -D увеличивается на 0,05%.

Хотя наиболее эффективным и быстродействующим в отно­шении кишечного всасывания кальция и фосфата метаболитом витамина D является именно 1,25-(ОН) 2 -D 3 , в фармакологиче­ских дозах определенной активностью могут обладать и другие метаболиты этого витамина. В настоящее время, однако, считают, что l,25-(OH) 2 -D - единственная физиологически значи­мая форма витамина D для процессов кишечного всасывания этих минеральных веществ.

Кость

Поражение костей (рахит в период роста и остеомаляции у взрослых) - патогномоничный признак D-авитаминоза. Костная патология включает нарушение кальцификации и рассасывание эпифизарных хрящей, а также утрату способности эпифизар­ного новообразования кости наряду с метафизарным разраста­нием неминерализованного остеоидного или костного матрикса. При лечении животных и людей с D-авитаминозом соответст­вующим витамином наблюдается нормализация эпифизирной кальцификации хряща и происходит нормальный рост кости в сочетании с минерализацией остеоида, что приводит к исчезновению костной патологии. Что касается механизмов перечислен­ных влияний витамина D на кость, то здесь пока сохраняются противоречивые мнения. С одной стороны, предполагается, что нормальная минерализация костей обусловливается повыше­нием концентраций кальция и фосфата в сыворотке и внеклеточ­ной жидкости, которое в свою очередь является следствием сти­мулирующего влияния витамина D на всасывание кальция и фосфата в кишечнике. С другой стороны, витамин D или один из его метаболитов мог бы непосредственно действовать на хрящевую и костную ткани, нормализуя их минерализацию. Хо­тя известно, что передозировка витамина D вызывает деминера­лизацию скелета, a l,25-(OH) 2 -D in vitro усиливает резорбцию кости, имеются данные, свидетельствующие о способности витамина D стимулировать минерализацию кости. Например, у больных с остеомаляцией, обусловленной хронической почечной недостаточностью, искусственное повышение уровней кальция и фосфата в сыворотке крови не нормализует минерализации костей, тогда как при введении витамина D такая нормализа­ция происходит. Механизм прямого влияния витамина D на кость остается неизвестным. Однако в костных клетках присут­ствуют специфические рецепторы l,25-(OH) 2 -D, которые теоре­тически могли бы опосредовать такой эффект.

Кроме того, существуют противоречия относительно природы метаболита витамина D, необходимого для нормальной минера­лизации костей. В некоторых клинических исследованиях было показано, что при введении одного l,25(OH) 2 -D 3 больным с авитаминозом D исчезают только дефекты минерализации, но избыточные количества остеоида сохраняются. Для полной ликвидации костной патологии в этих исследованиях вводили витамин D 3 , или 25-OH-D 3 , или сочетание l,25-(OH) 2 -D 3 с 24,25-(ОН) 2 -D 3 . Отсюда следует, что для нормального образова­ния кости мог бы требоваться 24,25-(ОН) 2 -D. Позднее, однако, появились сообщения о том, что введение одного l,25-(OH) 2 -D 3 может приводить к полному излечению остеомаляции, несмотря на сохранение низких уровней 25-ОH-D и 24,25-(ОН) 2 -D в сы­воротке крови. Больше того, недавние исследования по экс­периментальному рахиту у животных показали, что ликвидации костной патологии можно добиться введением аналога витамина D-24,24-дифтор-25-ОН-D 3 , который не подвергается гидроксилированию в 24-м положении, но способен гидроксилироваться в 1-м положении. Приведенные данные свидетельствуют против роли недостаточности 24,25-(OH) 2 -D 3 в патогенезе рахи­та и остеомаляции. Для окончательного решения этого вопроса необходимы, очевидно, дальнейшие исследования.

Почки

В почках идентифицированы специфические цитозольные ре­цепторы l,25-(OH) 2 -D 3 , обладающие высоким сродством к это­му соединению. Однако влияние витамина D и его метаболитов на почки остается областью противоречий. При исследовании почечного клиренса уже давно было показано, что 25-OH-D 3 и 1,25-(OH) 2 -D 3 усиливают канальцевую реабсорбцию кальция и фосфата у собак, что должно было бы способствовать сохране­нию запасов этих веществ в организме. Однако последую­щие исследования по клиренсу у тиреопаратйреоидэктомированных крыс, получавших физиологические дозы l,25-(OH) 2 -D (что восстанавливало всасывание кальция в кишечнике до нормы), не выявили изменений экскреции кальция в расчете на единицу скорости клубочковой фильтрации по мере прогрессивного уве­личения концентрации кальция в сыворотке до нормы и выше. В отличие от этого паратиреоидный гормон (ПТГ), как и ожидалось, снижал экскрецию кальция с мочой. Такие наблю­дения должны были бы указывать на то, что l,25-(OH) 2 -D не оказывает видимого влияния на транспорт кальция в почечных канальцах. Однако дальнейшее изучение данного вопроса от­четливо продемонстрировало значение l,25-(OH) 2 -D для транс­порта кальция в других тканях, где присутствуют l,25-(OH) 2 -D и СаСБ, а также наличие рецепторов l,25-(OH) 2 -D и СаСБ в почках. В аналогичных экспериментах с определением динамики фосфата в почках тиреопаратиреоидэктомированных крыс, получавших 1,25-(ОН) 2 -D 3 , было показано торможение канальцевой реабсорбции фосфата. Этот эффект, по-види­мому, опосредуется усилением секреции фосфата более прокси­мальными сегментами канальца и, возможно, сегментом, рас­полагающимся вне дистальной извитой его части. Больше того, введение l,25-(OH) 2 -D больным с гипопаратиреозом со­провождается снижением уровня фосфата в сыворотке крови. Приведенные данные в совокупности указывают, таким об­разом, на способность витамина D увеличивать экскрецию фос­фата с мочой, причем этот эффект не связан с хорошо извест­ным фосфатурическим действием ПТГ.

У человека повышение концентрации l,25-(OH) 2 -D в сыво­ротке сопровождается возрастанием экскреции кальция с мочой. В условиях нормального потребления кальция этот эффект является, по-видимому, следствием усиления его кишечного вса­сывания и повышения концентрации в сыворотке крови, что приводит к увеличению клубочковой фильтрации кальция и (в результате снижения уровня иммунореактивного ПТГ в сыво­ротке) к торможению канальцевой реабсорбции. При низ­ком содержании кальция в диете повышение уровня 1,25-(ОН) 2 -D в сыворотке крови также сопровождается усилением экскреции кальция с мочой вследствие более эффективного его всасывания в кишечнике и резорбции костной ткани, но кальцийурическая реакция выражена все же слабее, чем в условиях нормаль­ного потребления кальция.

Прочие ткани

Обладаю­щие высоким сродством к l,25-(OH) 2 -D рецепторы и (или) за­висимый от витамина D СаСБ обнаружены не только в кишеч­нике, костях и почках, но и в молочных железах, коже, околощитовидных железах, гипофизе и поджелудочной железе. Кроме того, рецепторы были найдены в культивируемых фибробластах человека и некоторых линиях злокачественных клеток.

Рецепторы l,25-(OH) 2 -D 3 имеют константу седиментации, равную примерно 3,3S, и обладают высоким сродством к гормону: К д около 10 -10 М. Присутствие рецепторов 1,25-(ОН) 2 -D и СаСБ в молочных железах согласуется, очевидно, с наличием транспорта Са в молоко. Что касается других тканей, то они не являются общепризнанными мишенями витамина D и его метаболитов, так что роль последних в регуляции их функции оста­ется неизвестной. Можно было бы предположить, что в коже 1,25-(OH) 2 -D регулирует продукцию витамина D. 1,25-(ОН) 2 -D мог бы также облегчить поступление кальция в околощитовидные железы, усиливая тем самым его известное ингибиторное действие на секрецию ПТГ. Подобно этому, облегчая проникно­вение кальция в β-клетки поджелудочной железы, l,25-(OH) 2 -D мог бы повышать секрецию инсулина.

Возможная роль 24,25-(OH ) 2 – D

После открытия химического синтеза 24,25-(ОН) 2 -D 3 возник интерес к его возможной биологической роли, поскольку он яв­ляется основным метаболитом витамина D не только у живот­ных, но и у человека. Первые опыты на животных с D-авитаминозом показали, что биологическая активность 24,25-(ОН) 2 -D 3 сравнима с таковой его предшественника - 25-OH-D 3 . Однако эта активность, по-видимому, связана в основном с lα-гидроксилированием метаболита и образованием 1,24,25-(ОН) 2 -D 3 . Исследования, проведенные у здоровых лиц и лишенных почек больных, показали, что введение 24,25-(ОН) 2 -D могло бы стимулировать всасывание кальция в кишечнике, но в последующих наблюдениях этого подтвердить не уда­лось. Позднее было высказано предположение, что 24,25-(ОН) 2 -D 3 необходим для нормального вылупления цыплят из яиц и участвует в процессе формирования костей. Эту гипотезу подтверждают данные о том, что 24,25-(OH) 2 -D увели­чивает синтез протеогликанов в культуре хондроцитов из зон роста и что ядра этих клеток содержат специфические связы­вающие места для 24,25-(ОН) 2 -D. Однако, как отмечалось выше, введение l,25-(OH) 2 -D людям с D-авитаминозом мо­жет приводить к полному излечению остеомаляции, как это наблюдается и при костной патологии у крыс с дефицитом ви­тамина D.

Сообщалось также, что 24,25-(OH) 2 -D тормозит секрецию ПТГ у собак, а также снижает массу гипертрофированных околощитовидных желез у цыплят с дефицитом витамина D. Кроме того, имеются сообщения о присутствии специфиче­ских рецепторов 24,25-(OH) 2 -D в околощитовидных железах цыплят с рахитом. Однако скетчардовский анализ не про­водился, поэтому указанные рецепторы еще не охарактеризованы с достаточной определенностью. Таким образом, хотя важ­ная роль 24,25-(ОН) 2 -D в гомеостазе кальция вполне возможна эта гипотеза остается умозрительной и требует дополнительных подтверждений.

РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ВИТАМИНА D

Концентрации витамина D и его метаболитов в плазме отражают суммарное количество ме­таболитов витаминов D 3 и D 2 , поскольку в опытах по связыва­нию, на которых основаны приведенные данные, обычно не де­лалось различия между этими формами. Основной формой ви­тамина D, присутствующей в плазме, является 25-OH-D; его средняя концентрация составляет около 60 нМ, или 25 нг/мл. Концентрации самого витамина D и 24,25-(ОН) 2 -D примерно в 10 раз ниже. Концентрация l,25-(OH) 2 -D приблизительно в 1000 раз ниже, чем 25-OH-D. Период полужизни витамина D в плазме - около 1 дня, так как он быстро превращается в 25-OH-D (что установлено для витамина D 3). Период полужиз­ни в плазме 25-OH-D, судя по результатам определения скоро­сти исчезновения введенного 3 Н-25-ОН-D 3 и наклону кривой, спада уровня 25-OH-D 3 после введения его фармакологических; доз, составляет приблизительно 3 нед. Поэтому содержание в плазме 25-OH-D позволяет, по-видимому, точнее оценивать за­пасы витамина D в организме. Период полужизни в плазме 1,25-(ОН) 2 -D 3 очень мал. Введенный в кровь 3 H-l,25-(OH) 2 -D 3 исчезает из плазмы с полупериодом менее 10 мин, хотя полупериод исчезновения из плазмы l,25-(OH) 2 -D после его приема как у здоровых взрослых людей, так и у лишенных почек боль­ных составляет примерно 6 ч (R. W. Gray, J. Lemann, неопубли­кованные данные). Поэтому уровень l,25-(OH) 2 -D в плазме прежде всего отражает продукцию этого стероидного гормона.

25-OH-D 3

Синтез 25-OH-D 3 в печени, по-видимому, не является объектом жесткого контроля. Концентрация данного вещества в сыворот­ке, служащая наилучшим показателем запасов витамина D в ор­ганизме, зависит главным образом от потребления этого вита­мина и синтеза его в коже под действием солнечного света. В Англии, где в молоко не добавляют витамин D 2 , концентра­ция в сыворотке 25-OH-D у здоровых лиц колеблется примерно от 30 нМ в конце зимы до 60 нМ в конце лета, что связано с интенсивностью солнечного облучения. Аналогичные, хотя и слабее выраженные сезонные колебания уровня 25-OH-D в сы­воротке крови отмечены в США, где его минимальная кон­центрация зимой выше, вероятно, вследствие повсеместного добавления витамина D 2 в молоко и что важнее, более высокого уровня 25-OH-D 3 в летнее время. Последнее может отчасти объясняться сохранением превитамина D 3 в коже, так как ДСГ обладает гораздо большим сродством к витамину D 3 , чем к превитамину D 3 . Искусственное облучение 600 см 2 кожи в тече­ние примерно 15 мин за 2 нед. увеличивает содержание 25-OH-D в сыворотке на 4-11 нМ. Расчеты показывают, что каж­дый квадратный сантиметр облученной кожи мог бы продуци­ровать до 0,024 нмоль 25-OH-D 3 . Отсюда следует, что солнечное облучение даже ограниченных участков кожи могло бы быть наиболее важной детерминантой содержания 25-OH-D в сыво­ротке и общих запасов витамина D в организме. Последние, та­ким образом, зависят в основном от географической широты проживания, сезона года и образа жизни.

Метаболизм и экскреция 25-OH-D 3 исследованы у здоровых взрослых людей после инъекций 3 H-25-OH-D 3 . За 1 нед. с мочой выделяется примерно 10% вещества (почти исключительно в виде водорастворимых конъюгатов его метаболитов); еще 15% экскретируется с калом также в основном в виде конъюгатов и метаболитов. Предполагают, что 25-OH-D 3 метаболизируется и путем окисления боковой цепи.

l,25-(OH) 2 -D 3

Поскольку почечный 25-ОН-Бз-1а-гидроксилазный комплекс локализован в митохондриях, регуляция синтеза 1,25-(ОН) 2 -Оз этой ферментной системой предполагает существование последо­вательности сигналов. Гормональные или нервные регуляторные стимулы должны были бы действовать на клеточную мембрану, генерируя «вторые мессенджеры», такие как циклический АМФ, или изменяя внутриклеточную концентрацию ионов или субстра­тов и кофакторов, необходимых для продукции энергии в мито­хондриях.

Дефицит витамина D у человека, естественно, сопровожда­ется резким снижением сывороточных концентраций 25-OH-D, 24,25-(ОН) 2 -D и l,25-(OH) 2 -D. У таких больных отмечаются также гипокальциемия разной степени выраженности, вторич­ный гиперпаратиреоз и гипофосфатемия. При назначении им физиологических доз витамина D концентрация l,25-(OH) 2 -D в сыворотке быстро возрастает, превышая нормальный уровень, что свидетельствует о стимуляции почечной 25-OH-D 3 -lα-гидроксилазы и субстратной регуляции продукции гормона. По мере того как у больных с исходным дефицитом витамина D его запасы в организме восстанавливаются, уровень l,25-(OH) 2 -D снижается до нормы. Подобно этому, у животных с D-авитаминозом синтез 1,25-(OH) 2 -D 3 оказывается повышенным по сравнению с таковым у животных с достаточными запасами ви­тамина D в организме, что регистрируется по превращению 3 H-25-OH-D 3 в 3 H-l,25-(OH) 2 -D 3 как in vivo, так и на изоли­рованных почечных канальцах. Больше того, введение ви­тамина D или l,25-(OH) 2 -D 3 животным с D-авитаминозом быст­ро снижает активность 1α-гидроксилазы in vivo и in vitro. В ме­ханизме подавления активности 25-ОН-D-1α-гидроксилазы гор­моном (l,25-(OH) 2 -D) может играть роль ингибирование транс­крипции генов.

Кальций

В ранних исследованиях на крысах было показано, что умень­шение содержания кальция в диете увеличивает превращение 3 H-25-OH-D 3 в 3 H-l,25-(OH) 2 -D 3 . Затем было установлено, что дефицит кальция повышает и концентрацию l,25-(OH) 2 -D в плазме, причем этот эффект практически исчезал у паратиреоидэктомированных животных. Искусственная гипокальцие­мия или сокращение количества кальция в пище увеличивает содержание в плазме l,25-(OH) 2 -D и у человека, что связано с возрастанием концентрации паратиреоидного гормона в сыво­ротке. Кроме того, уровень l,25-(OH) 2 -D в плазме часто оказы­вается повышенным у больных с первичным гипертиреозом; он также возрастает после инфузий ПТГ. Все эти наблюдения свидетельствуют о том, что дефицит кальция либо непосредственно, либо через стимуляцию секреции ПТГ увели­чивает синтез l,25-(OH) 2 -D в почках. При ограничении кальция в диете уровень l,25-(OH) 2 -D в сыворотке несколько повышает­ся даже у паратиреоидэктомированных животных, но сни­женная концентрация кальция в среде не стимулирует активно­сти фермента, образующего l,25-(OH) 2 -D, в культуре почечных клеток цыпленка. В то же время добавление ПТГ к среде куль­тивируемых почечных клеток усиливает синтез l,25-(OH) 2 -D, что доказывает непосредственность действия паратиреоидного гормона. Повышение или снижение содержания l,25-(OH) 2 -D в сыворотке крови человека в усло­виях дефицита или избытка кальция тесно коррелирует с не­большими изменениями уровня ПТГ в сыворотке. Эти резуль­таты указывают на важную роль системы Са - ПТГ в регуля­ции содержания l,25-(OH) 2 -D в плазме человека.

Фосфат

Ограничение фосфатов в диете усиливает у животных пре­вращение 3 Н-25-ОН-D 3 в 3 H-l,25-(OH) 2 -D 3 . Дефицит фосфа­та повышает и концентрацию l,25-(OH) 2 -D в сыворотке крови животных и человека, причем данный эффект не зависит от функции околощитовидных желез. Механизм такого эффек­та неизвестен. Предполагают, что он опосредуется уменьше­нием содержания неорганического фосфора в почечных клетках P0J но снижение концентрации фосфата в среде не стимулиро­вало синтез l,25-(OH) 2 -D культурой почечных клеток цыплен­ка. У крыс повышение содержания l,25-(OH) 2 -D в плазме в от­вет на ограничение фосфора в диете (что отражает почечный синтез гормона) блокируется гипофизэктомией, несмот­ря на сохранение гипофосфатемии. Не исключено, таким обра­зом, гормональное опосредование стимуляции почечного синтеза 1,25-(OH) 2 -D при дефиците фосфора.

Другие факторы

Изучался и ряд других возможных факторов регуляции по­чечного синтеза l,25-(OH) 2 -D. У молодых растущих животных, у детей и подростков уровень l,25-(OH) 2 -D в плазме выше, чем после наступления половой зрелости. Содержание 1,25-(OH) 2 -D в плазме уменьшается и при старении. Пред­полагалось поэтому, что такие эффекты могут быть связаны с гормоном роста. Гипофизэктомия снижает уровень l,25-(OH) 2 -D в плазме крыс, причем это влияние нивелируется гормоном рос­та (СТГ). Больше того, введение СТГ инактным крысам увеличивает содержание l,25-(OH) 2 -D в плазме. С другой стороны, введение СТГ детям с недостаточностью гормона рос­та не повышает сывороточного уровня l,25-(OH) 2 -D, несмотря на стимуляцию роста; содержание l,25-(OH) 2 -D не всегда повышено и при активной акромегалии. Таким образом, роль СТГ в качестве стимул# синтеза l,25-(OH) 2 -D у человека остается невыясненной. С тем же основанием можно предпола­гать и участие других факторов, приводящих усиление всасыва­ния кальция в кишечнике под действием l,25-(OH) 2 -D в соот­ветствие с потребностями растущего скелета, для чего необхо­димы дальнейшие исследования.

К другим физиологическим состояниям, при которых возни­кает потребность организма в ускоренном всасывании кальция, относятся беременность, образование скорлупы яиц у птиц и лактация. У женщин уровень l,25-(OH) 2 -D в плазме по мере развития беременности повышается. Как уже отмечалось, 1,25-(OH) 2 -D может продуцироваться плацентой, что, веро­ятно, в какой-то степени и определяет такое повышение. Сопровождается ли беременность дополнительной независимой стимуляцией почечного синтеза l,25-(OH) 2 -D - не известно. Следует отметить, однако, что у птиц эстрогены стимулируют почечный синтез l,25-(OH) 2 -D, а, как известно, концентра­ция эстрогенов в сыворотке крови по мере развития беременно­сти возрастает. Повышение уровня l,25-(OH) 2 -D в плазме при беременности отчасти может быть связано с увеличением концентрации ДСГ в сыворотке, наблюдающимся в этот период. Во время лактации содержание 1,25-(ОH) 2 -D в сыворотке также повышено. В отношении механизма этого явления имеются противоречия. При кормлении грудью возрастает уро­вень пролактина, а на птицах показано, что пролактин стимули­рует синтез l,25-(OH) 2 -D в почках. Однако у женщин с гиперпролактинемическим синдромом галактореи - аменореи уровень l,25-(OH) 2 -D в плазме не повышен.

Хорошо известно, что метаболический ацидоз сопровождается гиперкальциурией, что требует оценки метаболизма витамина D при ацидозе. В условиях метаболического ацидоза синтез 1,25-(OH) 2 -D у животных с D-авитаминозом тормозится, но у человека в отсутствие дефицита витамина D легкий аци­доз, хотя он и сопровождается повышенной экскрецией кальция с мочой, не вызывает изменений уровня l,25-(OH) 2 -D в сыво­ротке. Кроме того, у человека метаболический ацидоз не вызывает видимых изменений всасывания кальция в кишечнике. Таким образом, в патогенезе характерной для метаболи­ческого ацидоза кальциурии у человека в условиях отсутствия дефицита витамина D изменения метаболизма последнего, по-видимому, не играют никакой роли.

У здорЬвого взрослого человека 3 H-l,25-(OH) 2 -D уже в тече­ние 4-6 ч превращается в более полярные соединения. Около 15-20% его выводится за 1 нед с мочой, главным обра­зом в виде конъюгатов этих более полярных метаболитов, тогда как с калом за то же время выводится примерно 50% (также в виде более полярных метаболитов и конъюгатов). Осталь­ная часть распадается, вероятно, при окислении боковой цепи. Можно полагать; что у здорового человека именно синтез 1,25-(OH) 2 -D, а не его быстрый метаболизм, является основной детерминантой концентрации гормона в плазме.

Регуляция уровня 24,25-(OH ) 2 – D

Содержание 24,25-(ОН) 2 -D в плазме при D-авитаминозе у человека, естественно, снижается до трудно определяемых значений; это вещество появляется в сыворотке только после восстановления в организме запасов его предшественни­ков - 25-OH-D. В отсутствие дефицита витамина D сывороточ­ная концентрация 24,25-(OH) 2 -D у человека прямо коррелирует с концентрацией предшественника (25-OH-D). Таким обра­зом, синтез 24,25-(OH) 2 -D зависит, по-видимому, в основном от доступности 25-OH-D. Нет данных, которые указывали бы на регуляцию синтеза 24,25-(OH) 2 -D (при отсутствии дефицита ви­тамина D) кальцием, фосфором или ПТГ. Как отмечалось выше, вопрос о том, является ли 24,25-(ОН) 2 -D просто начальным продуктом распада витамина D или он обладает физиологиче­ской гормональной активностью, до сих пор не решен.

ЗАБОЛЕВАНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ВИТАМИНОМ D

Выяснение метаболизма витамина D и процессов его физио­логической регуляции позволяет последовательно проанализиро­вать результаты нарушения продукции и действия этого витами­на, а также результаты избыточного его потребления или акти­вации отдельных этапов его метаболизма.

Недостаточность витамина D : рахит и остеомаляция

Патогномоничными признаками рахита и остеомаляции яв­ляются деформация скелета у детей, боли в костях, переломы, и слабость проксимальных мышц. Рахит характеризуется нару­шением созревания и кальцификации хрящей и костей, а остео­маляция, возникающая после завершения роста скелета, - на­рушением минерализации костей. В табл. 13 перечислены основ­ные нарушения метаболизма витамина D, приводящие к era недостаточности и, следовательно, к патологии минерального обмена.

Кожа

Так как синтез витамина D в коже осуществляется нефер­ментативным путем, какие-либо внутренние дефекты этого про­цесса неизвестны. Недостаточный кожный синтез витамина D обусловливается скорее всего недостатком солнечного облучения в силу различных обстоятельств. В соответствии с этим приоб­ретенная недостаточность витамина D наблюдалась при отсут­ствии солнечного облучения, особенно среди пожилых лиц или хронически больных, не выходящих из дома или больничной палаты. В США дефицит витамина D встречается редко, что связано, вероятно, с достаточным пребыванием на солнце. Не исключено также, что потребность в витамине D частично покрывается поливитаминными добавками, широко распростра­ненными в практике кормления детей, и, кроме того, добавле­нием витамина D к молоку (обычно около 400 ME, или 10 мкг витамина D 2 на 1 л). В Англии в отличие от США рахит у де­тей и подростков, принадлежащих к популяции иммигрантов из азиатских стран, остается важной проблемой. Механизмы воз­никновения D-авитаминоза в этой группе населения (они иссле­дованы недостаточно) могут быть связаны с ограниченностью» солнечного облучения. Предполагается, кроме того, роль по­требления с пищей больших количеств зерновых продуктов, со­держащих фитат, что могло бы увеличивать потерю витамина D с калом и затруднять всасывание кальция в кишечнике.

Печень

Генетическая недостаточность печеночной 25-гидроксилазьв не описана. Однако в печени синтезируется не только 25-ОН-D 3 , но и ДСГ. Кроме того, для всасывания витамина D в кишечни­ке и поддержания энтеропеченочной циркуляции может иметь важное значение и нормальное желчеобразование. Поэто­му при тяжелых заболеваниях печени и желчных путей иногда возникает остеомаляция. Возможной причиной остеомаляции, нередко встречающейся у больных, длительно получающих противосудорожные средства (фенобарбитал и фенитоин), считают ускорение распада витамина D и его метаболитов в печени за счет активации микросомной оксидазной системы. Не исклю­чено также, что эти лекарственные вещества способны непосред­ственно снижать всасывание кальция и фосфора в кишечнике. К остеомаляции могут приводить и заболевания кишечни­ка как вследствие разрыва энтеропеченочной циркуляции вита­мина D, так и в результате прямого нарушения всасывания кальция и фосфата.

Почки

Причиной рахита в некоторых редких случаях является ге­нетическая недостаточность синтеза l,25-(OH) 2 -D в почках. Су­ществование такого нарушения вначале было доказано чисто логическим путем: по отсутствию терапевтического эффекта фармакологических доз витамина D или 25-OH-D 3 у тех детей с заболеванием костей, у которых полное выздоровление насту­пало при введении физиологических доз l,25-(OH) 2 -D 3 (1,2-- 2,4 нмоль/сут, или 0,5-1,0 мкг/сут). Позднее у таких де­тей были отмечены нормальные уровни 25-OH-D и очень низкие концентрации l,25-(OH) 2 -D в сыворотке, что указывало на нарушение синтеза последнего. Этот дефект, наследуемый как аутосомно-рецессивный признак, получил название витамин D-зависимого рахита I типа.

Среди больных с нефротическим синдромом и нормальной скоростью клубочковой фильтрации симптомы костного заболе­вания встречаются редко, но гистологически выявляются приз­наки остеомаляции. Уровни 25-OH-D, l,25-(OH) 2 -D и 24,25-(OH) 2 -D в этих случаях снижены, что отражает возраста­ние потерь витамина D и его метаболитов с мочой, вероятно, в связи с аналогичными потерями ДСГ. Молекулярная мас­са и изоэлектрическая точка ДСГ сходны с таковыми альбумина, и это могло бы способствовать его фильтрации при увеличе­нии проницаемости клубочков. Хотя у больных нефрозом поте­ри 25-OH-D с мочой могут достигать 10 нмоль и более в сутки, они все же меньше, чем расчетная средняя величина нормаль­ного суточного кругооборота этого соединения у здоровых лю­дей. Поэтому потеря 25-OH-D с мочой может быть не единственной причиной его низкого уровня в сыворотке крови у таких больных. Больше того, нет каких-либо указаний на возникновение нефротического синдрома в ходе прогресси­рующего поражения клубочков, чрезвычайно часто сопровож­дающегося остеодистрофией при наступлении почечной недоста­точности. Можно полагать, таким образом, что потери с мочой метаболитов витамина D и ДСГ слабо влияют на сывороточную концентрацию несвязанного (свободного) 25-OH-D или 1,25-(OH) 2 -D, которая в основном и определяет биологические эф­фекты витамина D.

У некоторых больных с хронической почечной недостаточ­ностью, особенно у детей, рахит возникает на фоне как будто нормального потребления витамина D с пищей. В костных биоптатах взрослых больных с хроническим заболеванием почек и поражением костей, называемым почечной остеодистрофией, час­то обнаруживают не только изменения, обусловленные вторич­ным гиперпаратиреозом, но и различной степени остеомаляцию. Давно и хорошо известно также, что у больных с хрони­ческим заболеванием почек нарушено всасывание кальция в ки­шечнике. Почти 40 лет назад показано, что всасывание кальция в кишечнике у больных с почечной остеодистрофией и выра­женной почечной недостаточностью составляет в среднем лишь 1,8 ммоль/сут, или всего 7% от количества кальция, содер­жавшегося в диете, тогда как у здоровых людей, получавших ту же диету, обеспечивающую поступление примерно 27 ммоль кальция в сутки, всасывание достигает 8,1 ммоль/сут, или 28%. Чрезвычайно низкое всасывание кальция в кишечнике у боль­ных с почечной остеодистрофией не поддается терапии физио­логическими дозами витамина D, которые у больных с D-авитаминозом излечивают рахит. Как отмечалось выше, всасывание кальция в кишечнике зависит в основном от кон­центрации l,25-(OH) 2 -D в плазме, которая в свою очередь должна определяться способностью почек синтезировать этот гормон. Недавние наблюдения, проведенные среди взрослых больных с почечными заболеваниями, обнаружили нормальный или даже несколько повышенный уровень 1,25-(ОН) 2 -D в плаз­ме в период умеренного снижения скорости клубочковой филь­трации (примерно до 50 мм/мин); вероятно, это обусловлено развитием вторичного гиперпаратиреоза, характерного для ран­них стадий почечной недостаточности. Кроме того, у таких больных всасывание кальция в кишечнике оказывалось обычно в пределах нормы. С прогрессированием почечной недоста­точности содержание l,25-(OH) 2 -D в плазме снижается и достигает очень низкого или неопределимого уровня у лишенных почек больных, находящихся на диализе. При падении СКФ ниже 50 мл/мин наблюдалось и прогрессивное уменьше­ние всасывания кальция в кишечнике. Имеется сообщение о том, что у детей содержание l,25-(OH) 2 -D в плазме может снижаться уже на ранних стадиях почечной недостаточности. Хотя частое поражение канальцево-интерстициальной тка­ни у детей могло бы за счет избирательного повреждения ка­нальцев ограничивать синтез l,25-(OH) 2 -D оставшейся почечной тканью, все же снижение уровня этого соединения в плазме вы­является в таких случаях не всегда.

Пероральное введение l,25-(OH) 2 -D больным с хронически­ми заболеваниями почек усиливает всасывание кальция в ки­шечнике и прямо зависит от дозы. Примерно 1,6 нмоль, или 0,68 мкг 1,25-(ОН) 2 -D 3 в сутки (т. к. количество, близкое к величине расчетной скорости кругооборота в норме, повышает всасывание кальция в кишечнике до уров­ня, наблюдаемого у здорового человека. Таким образом, почеч­ная недостаточность, по-видимому, не сопровождается значи­тельным нарушением реакции на 1,25-(ОН) 2 -D 3 . Длительное его введение при хронической почечной недостаточности может, сле­довательно, повышать концентрацию кальция в сыворотке, сни­жать сывороточный уровень ПТГ и щелочной фосфатазы и спо­собствовать ликвидации почечной остеомаляции. Однако у некоторых больных с почечной недостаточностью и изолиро­ванной остеомаляцией (без биохимических или гистологических признаков гиперпаратиреоза) введение 1,25-(OH) 2 -D быстро приводит к гиперкальциемии, но не излечивает заболевания кос­тей. Хотя эти данные позволяют предполагать дефицит не только l,25-(OH) 2 -D, но и какого-то другого метаболита вита­мина D у соответствующих больных, результаты недавних ис­следований указывают на то, что остеомаляция в таких случаях могла бы быть связанной с отравлением алюминием. По­ка не известно, могут ли введение 1,25-(ОН) 2 -D 3 и, следователь­но, поддержание его нормальной концентрации в сыворотке на­ряду с коррекцией уровня фосфата в ней на ранних стадиях по­чечной недостаточности предупреждать развитие почечной остеодистрофии» по мере прогрессирования этой недостаточно­сти. Поскольку l,25-(OH) 2 -D усиливает всасывание кальция и фосфора в кишечнике, возникающее в результате этого повыше­ние их содержания в сыворотке могло бы вызвать кальцифика­цию мягких тканей и тем самым ускорять развитие почечной недостаточности.

Концентрация l,25-(OH) 2 -D в сыворотке снижена или неаде­кватно возрастает при некоторых расстройствах, сопровождаю­щихся нарушением регуляции синтеза этого соединения в поч­ках. Низкий уровень l,25-(OH) 2 -D в сыворотке отмечается у больных с послеоперационным или идиопатическим гипопаратиреозом. Введение таким больным экстракта околощитовидных желез нормализует содержание этого соединения в сы­воротке, что может объясняться как непосредственным дейст­вием ПТГ, так и сопутствующей фосфатурией и уменьшением концентрации фосфата в сыворотке. У больных с псевдогипопаратиреозом уровень l,25-(OH) 2 -D в сыворотке также снижен, но он не повышается после введения экстракта околощитовид­ных желез. Однако, введение дибутирил-цАМФ больным с псевдогипопаратиреозом I типа увеличивает сывороточную концентрацию l,25-(OH) 2 -D. Дибутирил-цАМФ действует, но всей вероятности, за счет «обхода» имеющегося у таких вольных дефекта белка, сопрягающего взаимодействие рецеп­тора ПТГ с аденилатциклазой, Снижение уровня 1,25-(OH) 2 -D в сыворотке крови у больных с гипопаратиреозом и псевдогипопаратиреозом, по-видимому, играет роль в патогенезе возникающей при этом гипокальциемии, так как его введение может в таких случаях поддерживать нормальную концентра­цию кальция в сыворотке.

Возможность нарушения метаболизма витамина D изучали также при состояниях, связанных с гипофосфатемией, сопровож­дающейся рахитом или остеомаляцией. У больных с Х-сцепленным гипофосфатемическим рахитом концентрация l,25-(OH) 2 -D в сыворотке может быть ниже, чем у здоровых людей соответствующего возраста, что свидетельствует о нарушении син­теза этого вещества в дополнение к известному основному де­фекту в транспорте фосфата. Существует экспериментальная модель Х-сцепленного гипофосфатемического рахита у мышей, у которых также обнаруживают несколько пониженную концентрацию l,25-(OH) 2 -D в плазме. Больше того, при огра­ничении фосфата в их пище эта концентрация резко снижа­ется, тогда как при ограничении Са она повышается. Эти данные свидетельствуют в пользу точки зрения, согласно кото­рой при Х-сцепленном гипофосфатемическом рахите нарушается регуляция активности 1α-гидроксилазы фосфатом. Состояние скелета у таких больных улучшается при введении им (наряду с добавками фосфата) физиологических доз l,25-(OH) 2 -D. Ана­логичное нарушение регуляции почечного синтеза l,25-(OH) 2 -D фосфатом может происходить у больных с приобретенной гипофосфатемической остеомаляцией, наблюдаемой при мезенхи­мальных опухолях.

Ткани-мишени

За последние несколько лет появились описания случаев ра­хита на фоне повышенного уровня l,25-(OH) 2 -D в сыворотке у детей. У некоторых больных, помимо поражения костей, отмеча­ются алопеция и (или) аномалии зубов. Недавно проведенные исследования на культуре фибробластов кожи от таких боль­ных выявили отсутствие или нарушение рецепторов l,25-(OH) 2 -D, которые определяются в культивируемых фибробластах у здоровых лиц. Эти примеры, таким образом, доказывают суще­ствование болезни, которая может быть следствием аномалии рецепторов, опосредующих действие метаболитов витамина D.

ИЗБЫТОК ВИТАМИНА D

Интоксикация витамином D

Избыточное потребление витамина D - 100 000 ЕД/сут или более (свыше 6,5 мкмоль, или 2,5 мг/сут) сопровождается гиперкальциемией и метастазирующей кальцификацией многих органов. Эта патология является, по-видимому, результатом не­посредственного действия витамина D или, что более вероятно, 25-ОН-D 3 на ткани-мишени, так как содержание l,25-(OH) 2 -D в плазме остается нормальным. Гиперкальциемия часто сохраняется даже после отмены витамина D, что объясняется, очевидно, длительностью периода полужизни 25-OH-D, равно как и накоплением витамина D в жировой ткани, мышцах и пе­чени. При терапевтическом использовании 25-OH-D 3 или l,25-(OH) 2 -D 3 также имеется опасность возникновения гипергкальциемии и кальцификации мягких тканей, но при отмене 1,25-(OH) 2 -D 3 она вскоре исчезает вследствие быстрого клирен­са этого метаболита.

Первичный гиперпаратиреоз

Гиперпаратиреоз иногда сопровождается повышением уровня l,25-(OH) 2 -D в плазме, что отражает стимулирующее влияние ПТГ на почечный синтез этого соединения. С увеличением его концентрации в плазме у таких больных усиливается всасывание кальция в кишечнике и экскреция кальция с мочой. Имеются данные, что у больных первичным гиперпаратиреозом с повышенным уровнем l,25-(OH) 2 -D в плазме частота нефролитиаза как осложнения основного заболевания возрас­тает вследствие более выраженной гиперкальциурии. Одна­ко по этому вопросу еще сохраняются противоречия.

Идиопатическая гиперкальциурия

У ряда больных с нефролитиазом гиперкальциурия регистри­руется при отсутствии гиперкальциемии. В таких случаях гово­рят об идиопатической гиперкальциурии. Известно, что у этих больных всасывание кальция в кишечнике ускорено, а в недавних исследованиях у них отмечается также повышение уровря. l,25-(OH) 2 -D в плазме, что, вероятно, и обусловливает усиление всасывания кальция. По поводу действия меха­низма активации почечного синтеза l,25-(OH) 2 -D у таких боль­ных сохраняются противоречивые мнения. У некоторых из них, возможно, имеется первичный дефект, заключающийся в потер0 кальция через почки, а также легкий вторичный гиперпаратиреоз; у других - наличие гипофосфатемии и, следовательно, ка­кое-то нарушение метаболизма фосфата, приводящее к актива­ции синтеза l,25-(OH) 2 -D. Возможность существования иных, механизмов активации его синтеза у больных этой группы оста­ется неизвестной.

Саркоидоз

Саркоидоз может сопровождаться гиперкальциурией, гиперкальциемией и реже нефролитиазом или нефрокальцинозом. По­казано, что гиперкальциурия и гиперкальциемия при саркоидозе сопровождают усиление всасывания в кишечнике и повышение чувствительности этого процесса к витамину D. Уровень 1,25-(OH) 2 -D в сыворотке у таких больных может быть исходно повышенным или чрезмерно возрастать при введении витами­на D 2 . Так как у здоровых людей введение витамина D 2 не увеличивает содержания l,25-(OH) 2 -D в сыворотке, данные на­блюдения указывают на нарушение регуляции синтеза послед­него при саркоидозе, при котором он оказывается зависимым от доступности предшественников. Недавнее сообщение о лишен­ном почек и находящемся на диализе больном с саркоидозом и гиперкальциемией, у которого содержание l,25-(OH) 2 -D в сы­воротке было повышенным, свидетельствует о возможности внепочечной продукции l,25-(OH) 2 -D при саркоидозе (предпо­ложительно - при саркоидной гранулеме).

Запись на прием к эндокринологу

Уважаемые пациенты, Мы предоставляем возможность записаться напрямую на прием к доктору, к которому вы хотите попасть на консультацию. Позвоните по номеру,указанному вверху сайта, вы получите ответы на все вопросы. Предварительно, рекомендуем Вам изучить раздел .

Как записаться на консультацию врача?

1) Позвонить по номеру 8-863-322-03-16 .

1.1) Или воспользуйтесь звонком с сайта:

Заказать звонок

Позвонить врачу

1.2) Или воспользуйтесь контактной формой.

Статья про кальций-фосфорный обмен содержит только основные сведения, необходимые для понимания физиологических механизмов. Наиболее серьезной проблемой в клиническом плане данной темы, что может коснуться практически каждого жителя нашей климатической зоны, выступает распространенное явление дефицита витамина D в зимние месяцы.

Расстройства, связанные с дефицитом витамина D, в свою очередь, вызывают другие медицинские проблемы: неверную диагностику остеопороза и у лиц с дефицитом этого витамина, также нарушения в иммунной системе.

Что такое витамин D и какие функции выполняет?

Витамин D (а точнее его активная форма D3) – это химическое соединение под названием холекальциферол – стероидное соединение, являющееся производным холестерина. Синтезируется в коже под влиянием ультрафиолета. Другая форма этого витамина эргокальциферол (D2) – растительного происхождения. Витамин D1, входящий в состав жира в печени трески, оказался смесью холекальциферола и люмистерола, поэтому у него схожая структура, но данная форма не обладает активностью витамина D. Эти соединения должны пройти активацию (гидроксилирование), чтобы превратиться в активные метаболиты: 25-гидроксихолекальциферол, а затем в 1,25-диоксихолекациферол. Это второе превращение происходит под влиянием (ПТГ). Другая схема превращения – это попеременное образование 24,25-гидроксипроизводных. Превращения витаминов D3 и D2 протекают аналогично , при этом производные D3 обладают немного большей биологической активностью.

Активная форма витамина D3 – 1,25-гидроксихолекальциферол (кальцитриол) – это вещество, обладающее гормональной активностью. Эта форма осуществляет регулирующие функции во многих органах и тканях, в частности:

• повышает абсорбцию кальция и фосфора в желудочно-кишечном тракте;
• выполняетрегулировочные функции в иммунной системе (иммунологические);
• выполняет функции регулирования для своего собственного синтеза — образует петлю. С помощью отрицательной обратной связи контролирует и усиливает обмен D3 в активный метаболит 24,25-гидроксихолекальциферол;

24,25-гидроксихолекальциферол обладает антирезорбционным действием – замедляет процесс деминерализации костей.

Почему дефицит витамина D является общей проблемой?

На территории многих стран в средних широтах и севернее угол падения солнечных лучей в осенне-зимний период слишком мал, что не позволяет производить организму холекальциферол в коже. Количество „запасенного” витамина D3 в тканях, как правило, является недостаточным. Эпидемиологические исследования показывают, что концентрация витамина D3 или его метаболитов у большинства взрослых не достигает желаемого уровня.

Влияние дефицита витамина D на метаболизм костной ткани

Нормальное количество витамина D и ненарушенные его трансформационные процессы имеют важное значение для усвоения кальция и фосфора, чтобы обеспечивать нужное количество этих элементов в организме. Но кальций – это не только компонент костей, а в первую очередь элемент метаболических процессов и сигнальных систем клеток. В случае его дефицита организм жертвует костями, реализуя тактику выбора „меньшего зла”:

• усиливается секреция паратгормона (ПТГ),
• уменьшается синтез 24,25-гидроксихолекальциферола.

В результате происходит „выброс” (деминерализация) кальция из костей. Это приводит к активизации процессов остеопороза; в более молодом возрасте деминерализация костей протекает без потери органических элементов и носит название остеомаляция. В практике остеомаляцию и остеопороз часто путают, так как во время такого метода исследования, как денситометрия, пониженная минеральная плотность кости „автоматически” рассматривается как остеопороз.

У детей в период роста дефицит витамина D и связанная с этим недостаточная минерализация приводят к деформации скелета, то есть к развитию рахита.

Проблема с высокой концентрацией паратгормона

В практике врача часто встречаются пациенты, которых беспокоит повышенный уровень паратиреоидного гормона. Как правило, причиной этого состояния является не первичная гиперфункция паращитовидных желез, а именно дефицит витамина D. Его длительная нехватка может привести к гиперплазии паращитовидных желез и третичной гиперфункции последних, что подробно описано в .

Другие побочные эффекты дефицита витамина D

Рецепторы для кальцитриола обнаружены практически во всех клетках. Его значение не до конца изучено. Нет сомнений, что витамин D играет важную роль в иммунной системе, в пользу чего свидетельствуют многие состояния, которые наблюдаются при нехватке витамина:

• восприимчивость к инфекции;
• серьезные заболевания на фоне аутоиммунных патологических процессов (иммунные реакции, направленные против собственных тканей), такие как рассеянный склероз, ревматоидный артрит или диабет 1 типа;
• повышенная частота заболеваемости раком – прежде всего молочной железы, толстой кишки, простаты и почек;
• нарушения углеводно-жирового обмена – причина сахарного диабета типа 2 и других метаболических сопутствующих расстройств;
• повышенная частота заболеваний сердечно-сосудистой системы, такие как инфаркт миокарда и инсульты различной этиологии.

Это, конечно, неполный список. Перечислены наиболее известные и на данный момент исследованные заболевания, связанные с дефицитом витамина D. Восполнение витамина D, к сожалению, не является чудотворным средством, заменяющим всю существующую медицину. Нет полной достоверности, что его дефицит является причиной возникновения всех вышеперечисленных заболеваний, а не, собственно, их следствием .

Больные меньше находятся на солнце, употребляют различные лекарства (которые могут затруднить всасывание витамина D), часто опустошенные болезнью – исходя из этого дефицит может быть следствием болезни, а не причиной . Более подробное обсуждение споров, связанных с витамином D можно прочесть в статье «Витамин D – в итоге, как всегда» .

Диагностика дефицита витамина D

Концентрацию витамина D3 и его метаболитов (25-гидрокси-и 1,25-гидрокси) можно определить в сыворотке крови. Метод определения неизмененного витамина D считается довольно ненадежным, учитывая гидрофобность этого соединения и его короткий период полураспада в сыворотке крови. Определение 25-OH-D (25-гидроксихолекальциферол) имеет преимущества, так как включает в себя метаболиты D2 и D3, и является относительно дешевым, однако в случае некоторых расстройств трансформации витамина D или лечения некоторыми производными D3 может дать ошибочную информацию. Наконец, можно определить концентрацию в крови активной формы D3, а именно кальцитриола.

Определение какой фракции выбрать? Следует проконсультироваться с врачом, потому что, как уже было написано , происходит нарушение активации витамина D3 и иногда стоит определить уровень 1.25-OH-D.

Пищевые добавки с витамином D

Следует ли витамин D3 профилактически принимать в виде фармакологических препаратов? Да! Когда и кто это должен делать?

1000 единиц (МЕ) с октября по апрель людям, не получающим достаточно солнечного света;

1000 единиц (МЕ) всем лицам старше 65 лет в течение всего года, так как способность производить холекальциферол в коже уменьшается с возрастом.

Эти рекомендации относятся к профилактике , то есть ситуации, когда человек не имеет серьезных проблем со здоровьем, а просто хочет сохранить оптимальную концентрацию витамина D3. Примером является здоровый взрослый человек, который сдал на протяжении летних месяцев анализ на определение концентрации 25-OH-D3 и не обнаружил расхождения с нормальными цифрами. Чтобы поддерживать такое состояние даже во время зимних месяцев, рекомендуется использовать приведенные выше профилактические дозы витамина D3.

Совершенно другая ситуация имеет место, когда врач выявляет заболевание, связанное с дефицитом витамина D, например, рахит у ребенка, остеомаляцию, или другие расстройства фосфорно-кальциевого обмена у взрослого. Аналогичным считается и обнаружение серьезного дефицита витамина D3 в биохимических исследованиях. Тогда дозировка витамина D3 должна входить в терапевтический диапазон, применяются более высокие дозы под контролем врача.

История чрезмерного попечительства витамином D

В дополнение к написанному, указанные выше принципы дозировок были приняты на основе рекомендаций польских экспертов с 2009 года (800-1000 МЕ), американской неправительственной организации под названием Institute of Medicine с 2010 года (600-800 МЕ) и международной ассоциации Общества эндокринологов с 2011 года (800-2000, у тучных до 4000 МЕ). Стоит, однако, отметить, что Общество эндокринологов основывалось на суммарной суточной потребности в витамине D, поэтому у человека с оптимальной диетой дозы фармакологического препарата могут быть ниже.

Кроме того, Общество эндокринологов сформировало два варианта рекомендаций: доза 800 МЕ необходима для правильного функционирования костно-мышечной системы, доза 2000 МЕ может быть необходима для достижения концентрации в крови 25-OH-D 75 нмоль/л (30 нг/мл), которая считается желательной для предотвращения «внекостных» эффектов дефицита витамина D. Эксперты из Института Медицины считают результаты и необходимость такой высокой концентрации 25-OH-D недоказанными, при этом говорят о достаточной концентрацию в рамках 40-50 нмоль/л, так как 97% человеческой популяции достигают спонтанно уровня 25-OH-D в районе 50 нмоль/л.

В настоящее время усиливается критика запала в безрассудном применении витамина D. В ранее проведенных исследованиях (до момента написания этой статьи), не подтверждены однозначные преимущества приема добавок в таком объеме, которые помогут получить концентрацию 25-гидрокси-витамина D3 выше уровня 40-50 нмоль/л. Например, существуют некоторые данные, подтверждающие положительное влияние высоких доз D3 (в отношении высоких концентраций 25-OH-D3) на резистентность к инсулину и непереносимость глюкозы, но есть также исследования с противоположными результатами. Таким образом, аналогичные результаты могут быть обобщены в других областях медицины.

Решение о приеме добавки витамина D3 должно быть согласовано с врачом. Широко цитируемые эксперты выдали смелый тезис о безопасности витамина D дозы 4000 МЕ и многое другое. Данная рекомендация обладает серьезными ограничениями:

• это касается пациентов без серьезных нарушений;
• безопасность применения больших доз понимается как отсутствие токсических проявлений, а не отсутствие неблагоприятных последствий для здоровья;
• мода на витамин D вызывает непродуманные высказывания людей, недостаточно «осведомленных» в теме.

Никто и никогда не изучал длительные, многолетние последствия применения высоких доз витамина D по отношению к другим показателям здоровья населения. Появляются в настоящее время работы, которые предполагают, что столь радикальные добавки для непроверенного населения могут нести негативные последствия для здоровья.

Например, исследования о влиянии потребления витамина D на заболеваемость раком простаты показали зависимость типа » U-образной кривой «, это значит, что заболеваемость чаще проявлялась среди людей, как с малым, так и с чрезмерным потреблением витамина D. Что интересно (а может быть, что очевидно) такая зависимость существовала и при потреблении других витаминов, прежде всего витамина C.

Нельзя считать, что употребляя один витамин можно вылечить большинство болезней, и чрезмерный его прием принесет только пользу. Если этот витамин так важен для обмена веществ, то в любом случае должны появиться неблагоприятные последствия от его избытка.

Существует значительный процент людей со вторичным и третичным (именно из-за многолетнего дефицита D3), у них бесконтрольный прием пищевых добавок вызывает повышение концентрации кальция в сыворотке и, следовательно, риск развития мочекаменной болезни, камнеобразования в желчном пузыре и болезней поджелудочной железы. Общество эндокринологов однозначно утверждает, что у таких людей концентрация кальция должна быть подконтрольна. Другое распространенное нарушение – это генетически обусловленная способность к высокой экскреции (выведению) кальция через почки. Увеличение концентрации метаболитов D3 приводит у этих людей к повышенному «обороту» (всасывание и выделение) кальция, в результате чего могут образовываться камни в почках.

В дополнение к вышесказанному, доза, близкая к токсической, вовсе не полезна для профилактики остеопороза, так как приводит к низкой концентрацией паратиреоидного гормона, а он, в свою очередь, в физиологических концентрациях оказывает существенное укрепляющее действие на кости.

Альтернативная медицина

Людям, интересующимся всеми аспектами медицины, следует ознакомиться с « » – методикой, которая может заменить применение многих добавок и витаминов. Этот метод эффективнен для лечения или профилактики 26 опасных заболеваний и наиболее полезен в лечении такого самого распространенного нарушения, как плохое самочувствие и хроническая усталость.

Другие сведения

Стоит также предостеречь от злоупотребления поливитаминами или всякого рода БАДов для «укрепления» здоровья. В здоровом, правильно питающемся организме, за исключением витамина D, дефицита витаминов нет. Чрезмерное потребление высоких доз витаминов и других пищевых добавок не приносит никакой пользы. Больше на эту тему в .