Витамин Д (Кальциферол) относится к классу жирорастворимых витаминов. Из-за способности активироваться под действием солнечных лучей его называют витамином солнца. Основное действие  витамина Д направлено на обмен кальция и на укрепление костей.  Помимо этого он оказывает  другие позитивные физиологические эффекты.

История открытия

Открытие вит. D  связано с рахитом у детей. Это заболевание костно-мышечной системы (и не только) было известно с глубокой древности, а детально изучено в середине XVII в. Уже тогда была установлена эффективность лечения этого заболевания жиром печени рыб, или, попросту, рыбьим жиром.

В 1914 г. английский биохимик Элмер Макколум обнаружил и отрыл вит. А в рыбьем жире. Британский ветеринар Э. Мелленби в ходе опытов над собаками подтвердил положительное действие рыбьего жира – после его употребления симптомы рахита у собак регрессировали. Поскольку в рыбьем жире содержится вит. А, следовательно, именно он оказывает антирахитическое действие.

Но это была всего лишь гипотеза. Чтобы ее подтвердить или опровергнуть, в 1922 г. Макколум обработал рыбий жир веществом, разрушающим вит. А. После этого собакам, больным рахитом,  продолжали добавлять в пищу рыбий жир, но уже без вит. А. Ожидалось, что на этот раз продукт не принесет пользы. Но, вопреки ожиданиям, рыбий жир при рахите не потерял свои целебные свойства.

Следовательно, дело вовсе не в вит. А, а совсем в другом соединении. Поскольку вновь открытый витамин был четвертым по счету, его и назвали буквой D, четвертой в алфавите. Но вскоре ученые с удивлением выяснили, что сам по себе вит. Д не оказывает антирахитическое действие. Подобно вит. А он является предшественником, провитамином, который трансформируется в более активную форму, Кальцитриол.

На активность вит. D влияет целый комплекс факторов. Это пищевые жиры, кальций, фосфор, а также солнечный свет. В 1924 г было установлено, что облучение ртутно-кварцевыми лампами благотворно действует  на больных рахитом детей, а количество вит. D в пище, облученной ультрафиолетом, увеличивается.

В 1930-32 г. учеными Виндаусом и Аскью был получен вит. D в неочищенном виде. Немногим позже путем облучения эргостерина, провитамина D, был получен вит. D2, Эргокальциферол, а в 1936 г. из печени тунца выделили вит. D3, Холекальциферол. Сразу же, в 1936 г., удалось получить  Холекальциферол синтетическим путем. А в 1937 г. ученые изучили строение Эргокальциферола и Холекальциферола. Впоследствии была разработана технология получения в  промышленных  масштабах синтетического вит. D из дрожжей

Свойства

Таким образом, вит. D – это не какое либо конкретное вещество, а группа веществ со сходной химической структурой, обладающих свойствами витаминов.  Такие вещества называют витамерами. А витамеры вит. D – это кальциферолы. Семейство кальциферолов насчитывает шесть  витамеров:

Витамер Характеристики
Вит. D1 В естественном виде не встречается. Данное соединение может быть получено  лишь синтетическим путем. Не имеет физиологического значения.
Вит. D2

(Эргокальциферол)

Образуется под действием солнечных лучей из эргостерина, выделяемого из плесневых грибков. Эргокальциферол в виде масляного раствора – это синтетический вариант вит. D, применяемый в терапевтических целях. Эргокальциферолом также обогащают продукты питания (хлеб, молоко, и др.)
Вит. D3

(Холекальциферол)

Часть Холекальциферола образуется из провитамина 7-дегидрхолестерина в коже под действием солнечных лучей.  Другая часть холекальциферола поступает в организм в составе пищевых продуктов.
Вит. D4

(7-дегидрохолестерин)

Является предшественником или провитамином D3. Именно из него при участии солнечного ультрафиолета образуется Холекальциферол.
Вит. D5

(Ситокальциферол)

Присутствует в ростках пшеницы.
Вит. D6

(Стигма-кальциферол)

Содержится в некоторых растениях.

 

Все разновидности кальциферолов оказывают одно и то же действие  в организме человека и млекопитающих. Однако активность последних трех форм, D4, D5 и D6 довольно низкая. В то же время у D2 и D3 она максимальна.  Поэтому под вит. D или Кальциферолом принято обозначать именно эти витамеры.

Каждое из веществ, Эргокальциферол и Холекальциферол, представляет собой белый кристаллический порошок без запаха. Оба витамера не растворимы в воде, но хорошо растворяются в маслах, спирте эфире, хлороформе.  Разлагаются под действием света, атмосферного кислорода, и различных веществ-окислителей.

Вит. D2(Эргокальциферол) с химической формулой С28Н44О имеет номенклатурное название (3 бета 5Z,7E,22E)-9,10-Секоэргоста-5,7,10(19),22-тетраен-3-ол. Формула витамин 3 (Холекальциферола): С27Н44О. Название: (3бета,5Z,7E) -9,10-Секохолеста-5,7,10 (19) -триен-3-ол.

Физиологическое действие

Каждый витамин по-своему уникален, и вит. D не является исключением. Его уникальность заключается в том, что среди всех витаминов он одновременно является и витамином, и гормоном. Причем его действие в качестве гормона и витамина направлено на регуляцию минерального обмена.

Действие Кальциферола отображено даже в его названии. Он регулирует метаболизм (обмен) кальция. Как витамин Кальциферол  усиливает всасывание ионов кальция в кишечнике.  А как гормон он обеспечивает реабсорбцию (обратное всасывание) кальция в почечных канальцах и стимулирует синтез в кишечнике специфического белка-переносчика, осуществляющего активный транспорт кальция к костной ткани.

Правда, в роли гормона выступает не сам вит. D, а его активные метаболиты. Помимо кальция вит. D регулирует обмен магния и фосфора – он усиливает всасывание в кишечнике ионов магния и фосфорных солей, фосфатов.

Но самой физиологически значимой функцией Кальциферола является метаболизм кальция. Под действием этого витамина кальций из плазмы крови транспортируется в костную ткань и в зубной дентин. Это обеспечивает рост  и прочность костей и зубов, правильное формирование скелета в детский и в подростковый период. У детей и у взрослых благодаря вит. D костные отломки быстрее срастаются (консолидируются) после переломов. При этом Кальциферол работает так, что кальций откладывается только в нужных местах, и не образуются патологические костные элементы в виде остеофитов, костных наростов.

Укрепление костной ткани достигается не только за счет отложения в ней кальция, но и за счет синтеза коллагена. Этот белок (точнее – комплекс белков) обеспечивает прочность соединительной ткани кожи, костей, связок и сухожилий. Кроме того, вит. D повышает мышечную силу и выносливость. Ведь кальций – тот элемент, без которого мышечные сокращения невозможны.

Однако активность Кальциферола не ограничивается одной лишь костно-мышечной системой. Благодаря своему участию в метаболизме кальция, магния, фосфора, вит. D позитивно влияет на другие органы и системы:

  • Сердечно-сосудистая система
    Регулирует силу сердечных сокращений и величину артериального давления (АД). Препятствует развитию гипертонии с высокими цифрами АД у беременных. Оказывает антиатеросклеротическое действие, предупреждает ишемию миокарда (недостаточный приток крови по коронарным артериям к сердечной мышце).
  • Иммунная система
    Укрепляет иммунитет, формирует резистентность (устойчивость) к различного вида инфекциям.
  • Кровь
    Регулирует свертывание крови.
  • Кожа и придатки
    Обеспечивает прочность и эластичность кожи, волос. Снижает тяжесть течения кожных заболеваний – псориаза, дерматитов.
  • Нервная система
    Участвует в синтезе миелиновых оболочек нервных волокон. Тем самым способствует проведению импульсов по этим волокнам. Стимулирует мышление, внимание, память.
  • Эндокринная система
    Регулирует деятельность щитовидной железы. Стимулирует синтез инсулина поджелудочной железой, и тем самым снижает уровень сахара крови и предупреждает развитие сахарного диабета.
  • Репродуктивная система
    Усиливает мужскую эрекцию, у обоих полов формирует либидо. У беременных женщин вит. D обеспечивает  закладку костной системы плода. В процессе родов стимулирует родовую деятельность, помогает женщине самостоятельно родить здорового ребенка, без кесарева сечения. В дальнейшем благодаря вит. D  происходит правильное формирование костей и своевременный рост зубов у ребенка.Наряду с этими физиологическими эффектами Кальциферол участвует в раскодировании информации, зашифрованной в ДНК и РНК, что имеет большое значение в синтезе белковых соединений и многих биологически активных веществ небелкового ряда.Под  действием вит. D сжигаются жиры. Усиленный распад жировых соединений приводит к похудению. А еще вит. D является онкопротектором. Он предупреждает развитие многих видов злокачественных опухолей, в частности, лейкемий, рака головного мозга, молочных желез, предстательной железы и яичников.

Суточная норма

Категория Норма, мкг Норма, МЕ
Грудные дети до 1 года 7,5-10 300-400
Дети 1-5 лет 10 400
Дети 5-15 лет 2,5 100
Подростки старше 15 лет, взрослые мужчины и женщины 2,5-5 100-200
Беременные 10 400
Кормящие 10 400
Пожилые старше 60 лет 10-15 400-600

 

В данной таблице 1 МЕ (международная единица) соответствует 0,025 мкг вит. D

Причины и признаки дефицита

Поскольку активизация витамина Д3 в коже осуществляется под действием солнечных лучей, то недостаточная инсоляция будет способствовать авитаминозу Д3.  Поэтому осеннее зимнее время, проживание в условиях Крайнего Севера,  с длинной полярной ночью, будет сопровождаться дефицитом  вит. D. По причине недостаточной инсоляции авитаминоз D довольно часто отмечается у пациентов, надолго прикованных к постели, у лиц, работающих в темных помещениях или под землей (работники метро, шахтеры).

Но дело не только в количестве, но и в качестве солнечного облучения. Предшественником, провитамином D3 является 7-дегидрохолестерин. Он содержится в нижних соединительнотканных слоях кожи, в дерме. А проницаемыми для солнечных лучей является только верхние, эпидермальные кожные слои.

Провитамин 7-дегидрохолестерин способен поглощать только узкий спектр излучения с длиной волны 290-320 нм. Именно эта часть солнечного света поглощается смогом, состоящим из выхлопных газов и промышленных выбросов.

Следовательно, проживание в загрязненных регионах, в крупных мегаполисах, также будет способствовать авитаминозу D. Поскольку 7-дегидрохолестерин является своего рода сырьем для вит. D, то его изначальный недостаток тоже приведет к гиповитаминозу D.

Снижение количества 7-дигидрохолестерина отмечается при кожных заболеваниях, затрагивающих большую площадь кожи, при некоторых обменных нарушениях, а также в пожилом возрасте и у лиц с темной кожей. Поэтому принадлежность к негроидной расе тоже предрасполагает к авитаминозу D.

Вит. D всасывается в тонком кишечнике в присутствии пищевых жиров, которые эмульгируются под действием желчи. Следовательно, дефициту этого витамина будут способствовать:

  • воспалительные заболевания тонкого кишечника (энтериты)
  • болезни печени желчного пузыря, печеночная недостаточность.
  • недостаточное потребление пищевых жиров, вегетарианство
  • дефицит вит. D в пищевых продуктах.

Еще одним фактором, предрасполагающим к авитаминозу D, является беременность. Вынашивание плода сопровождается усиленным расходом этого витамина. То же самое происходит при тяжелых травмах с переломами костей.

При дефиците вит. D кальций, даже в достаточном количестве поступающий извне с пищей, не будет усваиваться в организме. Снижение уровня кальция в плазме крови активирует паращитовидные железы, синтезирующие паратгормон. Под действием этого гормона кальций вымывается из костей.

Развивается такое патологическое состояние как остеопороз с остеомаляцией (размягчением костей) и снижением их плотности. Лица с остеопорозом подвержены переломам трубчатых костей, которые в ряде случаев могут быть спонтанными, т.е., самопроизвольными, без травмирующего агента. Переломы срастаются долго, на костных дефектах образуются специфические наросты. Выпадают зубы, развивается кариес.

Помимо переломов остеопороз проявляется деструктивными процессами в позвоночнике по типу сколиоза (искривления), деформирующего остеоартроза с грыжами межпозвонковых дисков. Из-за нарушения синтеза коллагена теряется прочность связочного аппарата, появляется мышечная слабость, низкая толерантность к физическим нагрузкам. Такие пациенты часто страдают суставными заболеваниями, артрозами и артритами.

Авитаминоз D  у детей проявляется рахитом. Рахит характеризуется остеомаляцией с искривлением конечностей, позвоночника, появлением реберных наростов (т.н. рахитических четок), и измененной конфигурацией черепа с увеличенными лобными и теменными буграми. При этом отмечается отставание не только в физическом, но и в психическом развитии.

В настоящее время рахит у детей отмечается нечасто. Тем не менее, гиповитаминоз D у младенцев и сейчас довольно распространенное явление. При этом отмечаются следующие признаки:

 
  • дисплазия тазобедренных суставов на фоне остеомаляции
  • позднее заращение родничков с измененной конфигурацией черепа
  • беспокойство, плохой сон
  • атопический дерматит
  • позднее прорезывание зубов с неправильным формированием прикуса
  • поздние навыки сидения, ходьбы.

Причины гиповитаминоза D у ребенка:

  • недоношенность
  • осложненные роды
  • ранний переход на искусственное вскармливание.

У малышей, появившихся на свет в осенне-зимне-весенний период, с октября по май, риск гиповитаминоза D и связанных с ним нарушений выше, чем у их сверстников, родившихся летом.

У взрослых наряду с изменениями костно-мышечной системы дефицит кальция, магния, фосфатов, сопровождается другими симптомами:

  • бессонница
  • общая слабость
  • ощущение жжения в полости рта и в ротоглотке
  • снижение аппетита
  • дистрофия миокарда
  • нарушения сердечного ритма
  • повышенная потливость.

Кроме того, гиповитаминоз Д у взрослых связывают с такими заболеваниями как сахарный диабет, инфаркт миокарда, псориаз, рассеянный склероз, злокачественные новообразования.

Источники поступления

Вит. Д2 поступает в организм в составе синтетических препаратов и пищевых добавок, а витамин Д3 образуется в коже под действием солнечных лучей или также поступает с пищей и препаратами.

Содержание вит. D  в пищевых продуктах

Продукт Количество, мкг/ 100 г
Печень трески 375
Рыбий жир 230
Яйца (желток) 7
Сливочное масло 1,5
Сыр 1
Ацидофильная молочная смесь 16
Карп 25
Форель 16
Скумбрия 15
Горбуша 10
Сельдь 30
Консервированные шпроты 20,5
Черная икра 8
Гриб вешенка 0,7
Гриб-шампиньон 0,1
Гриб-лисичка 5,3
Белый гриб 0,2
Гриб-сморчок 5,1

 

Из таблицы видно, что «рекордсменами» по содержанию вит. D, как и других жирорастворимых витаминов, является печень трески и рыбий жир. Довольно много его в других продуктах  животного происхождения – в яйцах, в молоке и в молочных продуктах, а также в рыбе. Растительная пища за исключением грибов  напротив, практически не содержит вит. D. Небольшое количество этого витамина находится в овощах, в картофеле, в зелени, в зерновых.

В процессе приготовления пищи важно соблюдать некоторые правила:

  • не замораживать мясо и рыбу
  • если все-таки заморозили, после размораживания сразу же готовить ее
  • во время варки класть в кипящую воду, а не в холодную
  • не допускать разваривания
  • приготовленные блюда не разогревать многократно.

Следование этим несложным рекомендациям поможет сохранить вит. D при кулинарной обработке.

Вит. D – один из немногих, синтезируемых в организме человека. Ведь не зря его назвали солнечным витамином. Инсоляция способствует превращению 7-дегидрохолестерина в Холекальциферол. Но здесь главное – не переусердствовать. Для полноценного синтеза вит. D  достаточно 15-минутного пребывания на солнце. К тому же наибольшее количество света с требуемой длиной волны 290-320 нм отмечается в утренние и вечерние часы.

А продолжительная «жарка» собственного тела днем в летний зной не только бесполезна, но и вредна. Во-первых, при загаре уменьшаются запасы 7-дегидрохолестерина. А во-вторых, повышается риск заболеть раком кожи.

Синтетические аналоги

В лечебных и профилактических целях выпускают следующие лекарственные формы вит. Д:

  • Натуральный рыбий жир
  • Холекальциферол
  • Эргокальциферол
  • Альфакальцитол – синтетическая форма Эргокальциферола
  • Кальцитриол – натуральный активный Холекальциферол
  • Кальципотриол – синтетичесий Кальцитриол.

Препараты выпускаются в различных лекарственных формах: драже, капсулах, масляных, спиртовых и водных растворах для приема внутрь, а также в виде масляных растворов для внутримышечного введения. Вводит внутривенно препараты вит. D, как и другие масляные растворы, нельзя.

Лекарства с вит. D не обязательно носят название действующего вещества. Они могут иметь патентованные наименования Вигантол, Оксидевит, Аквадетрим, Видехол. Этот витамин  входит в состав комплексных препаратов Структум, Витрум, Пиковит, Поливит, и многих других.

Показания  применению

Взрослым препараты вит. D показаны при следующих заболеваниях и патологических состояниях:

  • патология опорно-двигательного аппарата: костные переломы с замедленной консолидацией отломков, остеопороз и остеомаляция, остеомиелит, артриты
  • болезни ЖКТ: хронический атрофический гастрит, хронический энтерит и энтероколит, хронический панкреатит
  • климактерический синдром у женщин
  • туберкулез
  • избыточная или недостаточная функция паращитовидных желез – гипер или гипопаратиреоз
  • системная красная волчанка.

В составе комплексной  терапии псориаза назначают препараты Кальципотриола в виде мази и крема (Гленриаз, Дайвобет, Дайвонекс) для обработки пораженных участков.

Детям вит. D назначают для профилактики и лечения рахита. С этой  целью масляные капельки (Вигантол, Минисан, Аквадетрим) можно принимать малышам с   первых недель жизни. Не только новорожденным, но и беременным, кормящим, рекомендован прием вит. D с профилактической целью.

Метаболизм

Как уже говорилось, D2 и D3 не являются полноценными витаминами. Это провитамины, из которых в  ходе метаболических реакций образуются активные соединения.   Пищевой и лекарственный вит. D всасывается в тонком кишечнике. После всасывания кальциферолы включаются в состав хиломикронов. Эти вещества синтезируются в кишечнике, и представляют собой липопротеиды, соединения белковых и жировых (липидных) соединений.

Поскольку для образования хиломикронов необходимы липиды, жирная пища облегчает всасывание вит. D. Другая часть витамина всасывается в комплексе с  белково-углеводными соединениями, гликопротеидами.  В таком виде вит. D поступает в печень. Вит. D3,  образовавшийся в коже под действием солнечных лучей, тоже с током крови заносится в печень.

В печени Холекальциферол и Эргокальциферол подвергаются ферментативному гидроксилированию с образованием транспортных форм 25-гидроксихолекальциферола и 25-гидроксиэргокальциферола. Эти вещества соединяются со специфическим кальциферол-связывающим белком, и направляются в почки. Здесь в ходе дальнейших ферментативных реакций из них образуются 1,25-дигидроксикальциферолы или Кальцитриол. Это и есть активный метаболит  вит. D, который регулирует обмен кальция, магния и фосфатов.

25-гидоксихолекальциферол, 25-гидроксиэргокальциферол и 1,25-дигидроксикальциферолы подвергаются ферментативному расщеплению. Вит. D выводится из организма с калом в неизменном виде или в виде метаболитов. Но, поскольку этот витамин является жирорастворимым, он способен накапливаться в жировых тканях и в печени.

Взаимодействие с другими препаратами

Вит. D облегчает всасывание в кишечнике препаратов, содержащих кальций, магний и фосфаты.

Синтетические кортикостероиды способствуют выведению из организма кальциферолов и замедляют всасывание кальция. Это чревато рахитом и остеопорозом с остеомаляцией.

Солевые слабительные препятствуют всасыванию вит. D и солей кальция.

Антиатеросклеротические препараты, снижающие уровень холестерина, ухудшают всасывание вит. D. Поэтому принимать эти лекарственные средства и  синтетические кальциферолы нужно в разное время.

Антациды (снижающие кислотность желудочного сока), противотуберкулезные лекарства  и психотропные средства из группы барбитуратов также негативно влияют на метаболизм вит. D.

Кальций является своего рода конкурентом железу. Поэтому всасывание кальция в кишечнике под действием вит. D приводит к угнетению всасывания железа.

Вит. Е (Токоферол) положительно влияет на метаболизм вит. D. Поэтому желательно принимать оба витамина вместе. Но при этом следует учитывать, что вит. D вызывает окисление вит. Е.

Вит. D совместим с некоторыми витаминами группы В (В6, В12) и с вит. К. А вот одновременный прием с вит. А нежелателен, т.к. это приводит к взаимному ослаблению действия  lэтих витаминов.

Признаки гипервитаминоза

Будучи жирорастворимым витамином, Кальциферол способен накапливаться в организме с развитием гипервитаминоза. Избыток вит. D  столь же опасен, как и его дефицит. В основе гипервитаминоза лежит накопление кальция в тканях. При этом будут отмечаться следующие симптомы:

  • общая слабость
  • потеря аппетита
  • одышка
  • тошнота и рвота
  • запоры и диарея
  • мышечные боли
  • судороги
  • повышение АД
  • сердечные аритмии.

Избыток вит. D возникает при передозировке лекарственных препаратов, содержащих этот витамин. При первых же признаках гипервитаминоза D необходимо сразу же отменить все соответствующие лекарства и перейти на растительную нежирную диету с низким содержанием этого витамина.

При тяжелых формах гипервитаминоза D назначают кортикостероиды. Но у этих лекарств масса побочных эффектов и противопоказаний. Поэтому лучше всего  не допускать гипервитаминоза D, и принимать содержащие этот витамин  препараты строго по показаниям в рекомендуемой дозировке.