БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВИТАМИНА Д И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО СОДЕРЖАНИЯ В ОРГАНИЗМЕ

Недостаток или избыток витаминов в организме вызывают нарушения различных функций организма, что может приводить к тяжелым заболеваниям. Дефицит витамина Д – распространенное явление, которое встречается во всех странах мира. У детей раннего возраста в подавляющем большинстве случаев дефицит витамина Д приводит к рахиту.

В последние годы частота рахита в России среди детей раннего возраста колеблется от 54 до 66 %. Согласно современным представлениям, рахит - заболевание, обусловленное временным несоответствием между потребностями растущего организма в фосфоре и кальции и недостаточностью систем, обеспечивающих их доставку в организм ребенка (Спиричев В.Б., 1980). [2].

Формы витамина Д

Витамин Д относится в группе жирорастворимых витаминов, наряду с витаминами А, Е и К. Витамин Д – это общее название группы биологически активных веществ. Существуют различные формы этого витамина, выполняющие одинаковые функции, но различающиеся способом получения и активностью.

Витамин Д1 не встречается в природе, был получен синтетически в 1924 году из растительных масел.

Витамин Д2 носит название эргокальциферол и является синтетическим витамином растительного происхождения. Его получают путем воздействия ультрафиолетовыми лучами на некоторые дрожжевые грибки. Провитамин Витамина Д2 – эргостерин. Эргокальциферол используют в качестве пищевых добавок, для поступления в организм суточной дозы витамина Д. Эта форма витамина Д поступает в организм только с пищей.

Витамин Д3 представляет собой холекальциферол. Он является натуральным и содержится в пище животного происхождения, а также синтезируется в организме.

Дегидрохолестерин или витамин Д4 является предшественником холекальциферола. Дегидрохолестерин содержится в коже человека. Из него под воздействием солнечных лучей синтезируется витамин Д3.

Витамин Д5 – ситокальциферол, содержащийся в зернах пшеницы. Он является производным дигидроситостерола.

Стигма-кальциферол – это витамин Д6, который содержится в некоторых растениях. [3].

Биологические функции витамина Д

Не все формы витамина Д обладают одинаковой биологической активностью. Наиболее активными являются две формы: эргокальциферол (Д2) и холекальциферол (Д3). Они обеспечивают эффекты на уровне организма человека. Остальные формы имеют более низкую биологическую активность.

Витамин Д обеспечивает регуляцию обмена кальция и фосфора, наряду с паратгормоном и кальцитонином, за счет различных механизмов и эффектов. Витамин Д осуществляет регуляцию фосфорно-кальциевого обмена на уровне многих органов. Во-первых, он увеличивает проницаемость мембраны энтероцитов кишечника для ионов кальция и усиливает всасывание фосфора в кишечнике. Во-вторых, витамин Д запускает процесс синтеза специального белка, переносящего кальций в системном кровотоке от одних органов и тканей к другим. [2].

Также, витамин Д стимулирует кальцификацию костей. Он уменьшает синтез коллагена I типа, что предотвращает кальцификацию и затвердевание лишнего костного образования. Это позволяет избежать развития многочисленных костных наростов. Этот витамин усиливает обратное всасывание кальция в канальцах почек из первичной мочи.

Также витамин Д влияет и на другие физиологические процессы в организме, такие как

1. модуляция клеточного роста;
2. нервно-мышечную проводимость, иммунитет и воспаление;
3. экспрессия большого количества генов, кодирующих белки, участвующие в пролиферации, дифференцировке и апоптозе клеток.

Витамин D в обеих формах (холекальциферол и эргокальциферол) является на самом деле провитамином. Для активации холекальциферол сначала должен подвергнуться гидроксилированию микросомной системой оксигеназ печени в 25-гидроксихолекальциферол (сокращенно 25(ОН)-Д3), а затем он переносится током крови с помощью специфического транспортного белка в почки, где превращается в 1,25-дигидрокси-холекальциферол (кальцитриол).

Методы определения количества витамина Д

Количество витамина Д определяют путем измерения концентрации 25-гидроксихолекальциферола в сыворотке крови, так как он имеет более длительный период полураспада. Концентрация 25(ОН)-Д3 отражает суммарное количество витамина D, синтезируемого в коже и получаемого из пищевых продуктов. [1].

При определении витаминов распространены различные варианты хроматографии. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) является наиболее широко применяемым методом. Она позволяет разделить и одновременно количественно определить содержание жирорастворимых витаминов при их совместном присутствии в образце. Этот метод высокочувствителен, так как устраняется влияние мешающих компонентов. Длительность анализа за счет времени пробоподготовки является существенным недостатком для его применения в аналитических лабораториях.

Другой метод определения носит название фотоэлектроколориметрия. Он основан на появлении характерного окрашивания при реакции взаимодействия витаминов с определенными химическими соединениями. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации витамина в растворе.

Также может использоваться прямая и дифференциальная спектрофотометрия. Спектральные способы недостаточно чувствительны. Некоторые витамины не определяются при совместном присутствии, их необходимо предварительно разделить.

Различия методов обусловливают невозможность использования одной универсальной точки определения достаточных уровней 25(OH)-Д3. Существуют определенные стандарты определения витамина Д, такие как DEQAS и NIST. [1].

Дефицит Витамина Д

Существуют различные мнения среди экспертов относительно разделительных точек, определяющих дефицит и недостаточность витамина Д. Дефицитом витамина Д считается уровень 25(OH)-Д3 менее 20 нг/мл (50 нмоль/л), выраженным дефицитом – уровень менее 10 нг/мл (25 нмоль/л). Недостаточность витамина Д - это значения 25(OH)-Д3 в сыворотке крови от 20 - 30 нг/мл (50 – 75 нмоль/л). [1].

При дефиците витамина Д происходит компенсация уровня кальция за счет его мобилизации из костной ткани. Это может привести к остеомаляции. По данным некоторых исследований, дефицит витамина D также ассоциирован с аутоиммунными заболеваниями, раком простаты, раком молочных желез, раком толстой кишки, гипертонией, заболеваниями сердца, множественным склерозом, сахарным диабетом 1-го типа.

Передозировка витамина Д

Передозировка витамина Д является очень опасным состоянием, так как происходит интенсивное всасывание кальция, поступающего с пищей. Он направляется во всех органы и ткани и откладывается в них в виде твердых солей, что вызывает кальцификацию органов и тканей, которая приводит к нарушению их функций. Избыток кальция в крови провоцирует тяжелые нарушения работы сердца и нервной системы, проявлениями которых являются микронекрозы и аритмии. Выделяют три степени передозировки витамина Д, характеризующиеся следующими клиническими проявлениями. [3].

Заключение

В настоящее время появились перспективы применения активных метаболитов витамина Д для лечения многих соматических заболеваний, характеризующихся гиперпролиферацией клеток, незавершенной дифференцировкой и избыточной активацией Т-клеток. [2].

Многие исследования показывают, что витамин D может играть роль в профилактике и лечении сахарного диабета 1 и 2 типов, нарушении толерантности к глюкозе и инсулинорезистености, гипертензии, рассеянного склероза, ревматоидного артрита, ОРЗ и ОРВИ, туберкулеза, воспалительных заболеваний кишечника и других заболеваний. [1].

В последние годы стало известно, что 1,25-дигидрокси-холекальциферол обладает противоопухолевой активностью, подавляя пролиферацию и ускоряя дифференцировку большого количества опухолевых клеток. [2].