2. Витамин d (антирахитический, эргокальциферол, холикальциферол).

Название объединяет целую группу родственных соединений - витамин D₂, D₃ и др.

Недостаток витамина D вызывает состояние рахита (в детском возрасте). Основное участие витамина - обмен фосфора и кальция в организме.

История открытия. Открытие витамина тесно связано с историей рахита. Первые описания этого заболевания относятся к середине XVII века. В конце XVIII века появляются сообщения об успешном лечении рахита использованием трескового жира.

В 1919 г. берлинский врач Гульчинский сообщил об эффективном лечении рахита светом ртутной лампы. Позже было замечено, что если облучить растительное масло УФ-лучами, то оно приобретает лечебные антирахитические свойства. Эти соединения, содержащиеся в продуктах, назвали провитамином D и установили, что они являются стеринами. Из дрожжей получили эргостерин и после облучения его кристаллический препарат с высокой антирахитической активностью. Он был назван витамином D₁ (1931 г.). Позже был получен витамин D, названный D₂ (эргокальциферолом), действующий на обмен кальция. В дальнейшем оказалось, что в коже имеется другой провитамин D - производное холестерина - 7-дигидрохолистерин, который после УФ-облучения переходил в форму, названную витамином D₃ (холекальциферолом).

Химическая структура и свойства витаминов группы D.

В составе молекулы лежит углеродный скелет циклопентатпергидрофенантренового кольца.

Витамин D₂ - производное эргостерина, а витамин D₃ 7-дегидрохолестерина.

По своей антирахитической активности витамином D₃ даже превосходит витамин D₂.

Провитамин D₃ входит в состав липидов кожи человека. Поэтому детский рахит излечивается, если дети получают возможность принимать солнечные ванны или общее УФ-облучение кварцевой лампы.

Витамин D₃ в чистом виде представляет собой кристаллическое вещество, хорошо растворимое в жирах, ацетоне, хлороформе и других жирорастворителях. В воде витамин D₃, подобно витамину D₂, совершенно не растворим.

Роль витамина D в обмене веществ.

Всасывание и перенос кровью. Для нормального всасывания витамина D нужна желчь. Всосавшийся витамин поступает в лимфатическую систему в виде хиломикронов. В крови витамин D связывается с ₂-глобулинами, что придает прочность его структуре и способность растворятся в воде. Помимо ₂-глобулинов небольшая часть витамин D и его продуктов связана с альбуминами. Высокая концентрация витамина D обнаруживается в печени уже через 15 мин после введения, а затем быстро снижается, в то время как в других органах и тканях увеличивается. Это свидетельствует о важной роли печени в обмене витамин D, в частности важным моментом в обмене витамина D является превращение в печени его в активную форму 25-гидроксихолекальциферол - 25(он)D₃ или 25(он)D₂ - 25-гидроксиэрогкальциферол. Установлено, что 25(он)D₃ активнее в 1.4 раза чем витамин D₃ в организме. 25(ОН)D₃ подвергается дальнейшим превращениям с образованием 1,25(ОН)₂D₃ или 24, 25(ОН)₂D_3.

Превращение 25(ОН)D₃ в 1, 25(ОН)₂D₃ и 24, 25(ОН)₂D₃ происходит в ткани почек.

1,25(ОН)₂D₃ участвует в регуляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах.

24,25(ОН)₂D₃ регулирует процессы ремоделирования и остеогенеза костной ткани.

Биохимические функции витамин D₃:

1. Витамин D усиливает образование кальций связывающего белка КСБ (м.м. 25.000 - 28.000). Он обнаружен в тонком кишечнике млекопитающих. Основная его функция переносить Са++ из просвета кишечника внутрь эпителиальных клеток. Однако позже КСБ был обнаружен в костной ткани, поджелудочной железе и других тканях, т.о. витамин D индукцирует синтез КСБ, участвующего в транспорте Са++.

2. Витамин D участвует и во всасывании органического фосфата. Показано увеличение всасывания Са++ вместе с которым в качестве противоположного заряженного иона пассивно переносится фосфат (НРО₄-).

3. Витамин D способствует индукции синтеза ферментов: щелочной фосфатазы и Са-зависимой АТФ-азы, цитратсинтетазы которые обеспечивают постоянство Са++ и Р в организме, т.е. поддерживают их гомеостаз. Кальций в костях находится в виде минерала гидроксиаппатита. Его состав- Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂.

4. Витамин D взаимодействует с гормонами щитовидных и паращитовидных желез:

Са является самым распространенным элементом в теле человека. Организм взрослого человека содержит приблизительно 25000 ммоль (1 кг) кальция, из которых 99% входят в состав скелета. Внеклеточная жидкость содержит 22,5 ммоль кальция, из которых 9 ммоль находится в плазме крови. Между плазмой крови, костной тканью, кишечником и почками существует взаимный обмен.

Распрделение кальция в плазме в плазме крови представлено на следующей схеме.

Взаимодействие участников Са и Р гомеостаза можно представить следующим образом:

а)паращитовидная железа вырабатывает паратгормон, который индуцирует синтез 1-гидроксилазы в почках. Происходит образование из 25(ОН)D₃ - 1,25(ОН)₂D₃, который вместе с паратгормоном способствует: мобилизации кальция из костной ткани; активация работы остеокластов; индукции синтеза КСБ, который выводит Са++ из просвета кишечника в стенку, а оттуда в кровь. Все это способствует повышению Са++ в крови (гиперкальцемический эффект). Са++ выходит из костей в виде цитрата кальция. Для этого нужны высокие концентрации цитрата. Витамин D индуцирует активность цитросинттетазы.

б) щитовидная железа вырабатывает тиреокальцитонин, который индуцирует синтез 24-гидроксилазы, что ведет к образованию 24,25(ОН)₂D₃ из 25(ОН)D₃. Совместное действие тиреокальцитонина и 24,25(ОН)₂D приводит к процессу минерализации кальция. В крови уровень Са++ снижается, т.к. он фиксируется в костной ткани в форме оксиаппатита. при этом повышается активность остеобластов и фермента - щелочной фосфатазы. Происходит также торможение всасывания Са++ из ЖКТ.

Общий гомеостатический ответ организма на гипокальциемию представлен на следующем слайде.

Т.о. концентрация Са++ в крови составляет в среднем 10 мг% (9-10 мг%). Этот уровень является одной из важнейших физиологических констант.

В крови также отмечено постоянство Р/Са. В регуляции этих важных микроэлементов участвует паратгормон, витамин D, тиреокальцитонин.

Реабсорбция фосфата в почках очень низка. На эффективность обратного всасывания влияют витамин D (усиливает) и паратгормон (подавляет).

При рахите, связанном с недостаточностью витамина D, отмечается значительная потеря фосфатов (“фосфатный диурез”). Назначение препаратов витамина D в этом случае уменьшает потерю фосфата почками. Существует мнение, что при рахите отмечается гиперсекреция паратгормона, который резко уменьшает реабсорбцию фосфатов и вызывает “фосфатный диурез”.

Авитаминоз, гиповитамино, гипервитаминоз.

Содержание витамина D в пищевых продуктах.

Из обычных продуктов питания витамин D содержится в значительных количествах в коровьем масле и в желтках яиц. Наибольшим содержанием витамина D отличается рыбий жир, который широко применяется как лечебное и профилактическое средство против рахита.

Суточная доза витамина 13-25 мг (для детей). Взрослый человек обычно может получать минимальное количество витамина D – около 5 мг.