Кальциферол: витамин D и его роль¶

Кальциферол — общее название группы жирорастворимых секостероидов, выполняющих в организме функцию регуляторов кальциево-фосфорного обмена. Термин объединяет несколько близких соединений, важнейшими из которых являются эргокальциферол (витамин D₂) и холекальциферол (витамин D₃). В физиологии и медицине кальциферол рассматривается как провитамин: сам по себе он биологически малоактивен и превращается в действующую форму лишь после последовательных химических преобразований в коже, печени и почках.

¶История открытия

Предпосылкой к изучению кальциферола стало наблюдение, что дети, получающие мало солнечного света, заболевают рахитом — нарушением минерализации костей. В 1913–1914 годах американские биохимики Элмер Макколлум и Маргарита Дэвис показали, что вещество, устраняющее рахит у животных, содержится в рыбьем жире и отличается от уже известного витамина A. Его назвали витамином D — четвёртым по счёту открытым витамином.

В 1922 году Эдвард Мелланби доказал, что причиной рахита может быть и недостаток света, а не только пищи. В 1924 году Гарри Стейнбок обнаружил, что облучением ультрафиолетом можно активировать вещество в продуктах. В 1928 году Адольф Виндаус установил строение эргостерина и получил из него кристаллический витамин D, за что в 1928 году был удостоен Нобелевской премии по химии. Строение холекальциферола окончательно расшифровали в 1930-х годах.

¶Химическая природа и формы

Кальциферолы — производные стероидов с раскрытым кольцом B. Ключевые представители:

Холекальциферол синтезируется в коже из 7-дегидрохолестерина под действием ультрафиолета диапазона B. Эргокальциферол образуется из эргостерина при облучении, поэтому им богаты некоторые грибы.

¶Метаболизм и механизм действия

Попав в организм, кальциферол транспортируется кровью в связанном с белком виде. В печени он гидроксилируется в 25-м положении, превращаясь в кальцидиол — основную циркулирующую форму, по концентрации которой оценивают обеспеченность витамином D. В почках под действием фермента 1α-гидроксилазы образуется кальцитриол — гормонально активная форма.

Кальцитриол действует через ядерные рецепторы, регулируя экспрессию генов. Его главные эффекты: усиление всасывания кальция и фосфатов в кишечнике, мобилизация кальция из костной ткани, обратное всасывание минералов в почках. Совместно с паратгормоном и кальцитонином кальцитриол поддерживает стабильную концентрацию кальция в крови.

¶Функции в организме

Помимо регуляции минерального обмена, кальциферол участвует в:

• поддержании плотности костной ткани и профилактике рахита, остеомаляции, остеопороза;
• работе иммунной системы — модуляции активности макрофагов и лимфоцитов;
• регуляции клеточного деления и дифференцировки;
• функционировании мышечной ткани и нервной проводимости;
• влиянии на синтез инсулина и работу сердечно-сосудистой системы.

¶Источники и обеспеченность

Основные источники холекальциферола — жирная рыба (лосось, сельдь, скумбрия), печень трески, яичный желток, сливочное масло. Эргокальциферол содержится в некоторых грибах и обогащённых продуктах. Значительная часть витамина образуется в коже под солнцем.

Синтез в коже зависит от широты, сезона, пигментации и возраста. В регионах России севернее 50-й параллели зимой угол падения солнечных лучей недостаточен для эффективного образования витамина, поэтому дефицит кальциферола широко распространён. Группы риска — дети раннего возраста, пожилые люди, беременные, лица с тёмной кожей, люди, редко бывающие на солнце.

¶Дефицит и избыток

Недостаток кальциферола у детей вызывает рахит — размягчение и деформацию костей, задержку развития. У взрослых дефицит ведёт к остеомаляции и повышает риск остеопороза и переломов. С дефицитом связывают также повышенную восприимчивость к инфекциям и нарушения обмена веществ.

Избыток возникает при передозировке препаратов и проявляется гиперкальциемией: тошнотой, слабостью, нарушением работы почек, отложением кальция в тканях. Поэтому приём высоких доз витамина D требует врачебного контроля.

¶Применение

Кальциферол применяется в медицине для профилактики и лечения рахита, остеопороза, гипокальциемии, при нарушениях всасывания. Используется в виде масляных и водных растворов, таблеток, а также в составе обогащённых пищевых продуктов. В пищевой промышленности витамин D добавляют в молоко, соки, детское питание. В ветеринарии его применяют для профилактики рахита у молодняка животных.

¶Значение

Кальциферол — один из немногих витаминов, который организм способен вырабатывать самостоятельно, что сближает его с гормонами. Его изучение связало диетологию, эндокринологию и биохимию, а оценка уровня кальцидиола в крови стала стандартным лабораторным показателем. Дальнейшие исследования касаются роли витамина D в иммунитете и профилактике хронических заболеваний.

Источники: учебники по биохимии и физиологии человека, материалы Нобелевского комитета по химии 1928 года, публикации по витаминологии и эндокринологии, рекомендации по профилактике дефицита витамина D.