Витамины группы D
Витамин D (кальциферол;
антирахитический витамин) существует в виде нескольких соединений,
различающихся как по химическому строению, так и по биологической активности.
Для человека и животных активными препаратами считаются витамины D2и D3, хотя в литературе известен и
витамин D4(дигидроэргокальциферол). В
природных продуктах содержатся преимущественно провитамины D2и D3– соответственно эрго-стерин и
холестерин.
В 1924 г. А.
Гесс, М. Вейншток и независимо от них Г. Стинбок из растительных масел и
продуктов питания после воздействия на них УФ-лучами с длиной волны 280–310 нм
получили активный препарат, предотвращающий развитие рахита у детей. Оказалось,
что активное начало связано с каким-то стерином, который был идентифицирован с
эргостерином и назван витамином D1. В
1932 г. А. Виндаус выделил эргостерол из дрожжей и показал, что истинным
витамином D является не эргостерин, а продукт его
превращения, образующийся при УФ-облучении, который был назван витамином D2,
или кальциферолом. В 1956 г. Международная комиссия по химической
номенклатуре предложила для витамина D2новое название
– «эргокальциферол».
С химической
точки зрения эргостерин(ол) представляет собой одноатомный ненасыщенный
циклический спирт, в основе структуры которого лежит конденсированная кольцевая
система циклопентанпергидрофенантрена. Под
действием УФ-лучей эргостерин через ряд промежуточных продуктов (люмистерин,
тахистерин) превращается в витамин D2:
Витамин D2образуется из эргостерина в результате разрыва связи между 9-м и 10-м
углеродными атомами кольца В под действием УФ-лучей.
В 1936 г. в
лаборатории А. Виндауса был выделен активный в отношении рахита препарат из
рыбьего жира и назван витамином D3. Выяснилось,
что предшественником витамина D3является не
эргостерин, а холестерин. А. Виндаус в 1937 г. выделил из поверхностных слоев
кожи свиньи 7-дегидрохолестерин, который при УФ-облучении превращался в
активный витамин D3:
Следует
отметить, что благодаря наличию холестерина и 7-дегидро-холестерина в составе
липидов кожи человека возможен синтез витамина D3при
солнечном облучении или облучении лампой ультрафиолетового излучения
поверхности тела. Этим приемом особенно широко пользуются при лечении рахита у
детей.
Витамины D2и D3представляют собой бесцветные
кристаллы с температурой плавления 115–117°С, нерастворимые в воде, но хорошо
растворимые в жирах, хлороформе, эфире и других жирорастворителях.
Недостаток
витамина D в рационе детей приводит к возникновению
широко известного заболевания – рахита,
в основе развития которого лежат изменения фосфорно-кальциевого обмена и
нарушение отложения в костной ткани фосфата кальция. Поэтому основные симптомы
рахита обусловлены нарушением нормального процесса остеогенеза. Развивается остеомаляция – размягчение костей. Кости
становятся мягкими и под тяжестью тела принимают уродливые О- или Х-образные
формы. На костно-хрящевой границе ребер отмечаются своеобразные утолщения – так
называемые рахитические четки. У детей, больных рахитом, относительно большая
голова и увеличенный живот. Развитие последнего симптома обусловлено гипотонией
мышц. Нарушение процесса остеогенеза при рахите
сказывается также на развитии зубов; задерживаются появление первых зубов и
формирование дентина. Для авитаминоза D взрослых характерной
особенностью является развитие остеопороза вследствие
вымывания уже отложившихся солей; кости становятся хрупкими, что часто приводит
к переломам.
Биологическая роль. Значение витамина D начинает
проясняться в последнее время. Получены доказательства, что при физиологических
условиях кальциферолы функционально инертны. По данным Г. де Лука и соавт.,
витамин D выполняет свои биологические функции в
организме в форме образующихся из него активных метаболитов, в частности
1,25-диоксихолекальциферола [сокращенно обозначается 1,25(OH)2D3]
и 24,25-диоксихолекальциферола [24,25(ОН)2D3] ,
причем если гидрокси-лирование в 25-м положении осуществляется в печени, то
этот процесс в 1-м положении протекает в почках. Ферменты, катализирующие эти
реакции, называются гидроксилазами, или монооксигеназами. В реакциях
гидрокси-лирования используется молекулярный кислород. Показано, что
специфическая lα-гидроксилаза содержится, помимо почек, в костной ткани и
плаценте. Имеются бесспорные доказательства, что именно эти активные
метаболиты, выполняя скорее гормональную, чем биокаталитическую, роль,
функционируют в системе гомеостатической регуляции обмена кальция и
минерализации костной ткани. В частности, 1,25(OH)2D3участвует в регуляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции
костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах. Процессы остеогенеза и
ремоделирования костной ткани, напротив, регулируются 24,25(OH)2D3.
Методом ауторадиографии показано накопление 1,25(OH)2D3в ядрах клеток органов-мишеней (почки, мозг, поджелудочная железа,
гипофиз, молочная железа), где он способствует синтезу мРНК, Са-связывающих
белков и гормонов, регулирующих обмен кальция; в то же время он не
обнаруживается в печени, селезенке, скелетной и сердечной мышцах. Подтвердилось
предположение о существовании специфического внутриклеточного белка,
являющегося рецептором кальциферолов. Показано, что 1,25(OH)2D3вызывает дифференцировку некоторых лейкозных клеток, что, по-видимому,
указывает на возможную связь между витаминами группы D и опухолевым
ростом. Это не означает, однако, что функции витамина D осуществляются
только через ядерный аппарат клетки. Совсем недавно открыты новые пути
метаболизма витаминов группы D, включающие окисление в
23-м положении с образованием 23,25(OH)2D3или
23-гид-роксилированной формы 1,25(OH)2D3. Более
того, 24- и 26-гидрокси-лированные метаболиты D3, в
частности 1-оксипроизводные последних, по биологическому действию оказались в
10 раз более активными, чем нативный 1,25(OH)2D.
Распространение в природе и суточная потребность. Наибольшее количество витамина D3содержится в продуктах животного происхождения: сливочном масле, желтке
яиц, печени и в жирах, а также в рыбьем жире, который широко используется для
профилактики и лечения рахита. Из растительных продуктов наиболее богаты
витамином D2растительные масла (подсолнечное,
оливковое и др.); много витамина D2в дрожжах. Для
профилактики рахита в детском возрасте, помимо полноценного питания,
включающего масло, молоко, жиры, мясо и другие продукты, рекомендуется УФ-облучение поверхности кожи
(солнечное облучение, лампы ультрафиолетового
облучения), а также продукты растительного происхождения, способствующие
обогащению их витамином D. Суточная потребность в
витамине D для детей колеблется от 10 до 25 мкг
(500–1000 ME) в зависимости от возраста, физиологического
состояния организма, соотношений солей фосфора и кальция в рационе и др. Для
взрослого человека достаточно минимального количества витамина D.
Случаи
гипервитаминоза D у людей наблюдаются при
«ударной» терапии рахита и некоторых дерматозов (волчанка). Гипервитаминоз был
отмечен после приема более 1500000 ME витамина D в
сутки. Прием очень больших доз витамина D может вызвать
смертельный исход. У экспериментальных животных гипервитаминоз сопровождается
увеличением отложения гидроксилапатита в костях и некоторых внутренних органах.
У собак, например, отмечена кальцификация почек. Все эти симптомы исчезают
после прекращения приема витамина.
Предыдущая страница |
Следующая страница
СОДЕРЖАНИЕ
|
