Витамин D

Витамин D — это группа биологически активных веществ (жирорастворимых витаминов), образующихся в коже под действием ультрафиолетовых лучей или поступающих в организм с пищей и добавками. Ключевая функция витамина D — поддержание гомеостаза кальция и фосфора, что необходимо для минерализации костной ткани, работы мышц и нервной системы. В отличие от большинства витаминов, он способен синтезироваться в организме в достаточных количествах при условии адекватной инсоляции, поэтому по современной классификации его часто относят к прогормонам.

История открытия и изучения

В начале XX века рахит — заболевание, характеризующееся размягчением и деформацией костей у детей, — был широко распространён в промышленно развитых странах, особенно в городах с плотной застройкой и недостатком солнечного света. В 1919 году немецкий врач Курт Гульдчинский установил, что облучение детей кварцевой лампой излечивает рахит. В 1922 году американский биохимик Элмер Макколлум, работавший с жиром печени трески, выделил вещество, способное предотвращать рахит у собак, и назвал его витамином D (ранее витамины A и B уже были открыты). В 1930-х годах была установлена химическая структура витамина D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол), а также механизм его образования в коже из 7-дегидрохолестерина под действием ультрафиолета.

К середине XX века в ряде стран (США, Великобритания, СССР) начали обогащать молоко и другие продукты витамином D, что практически ликвидировало рахит как массовое заболевание. В последующие десятилетия исследования выявили роль витамина D не только в костном метаболизме, но и в регуляции иммунной системы, клеточного деления и работы сердечно-сосудистой системы.

Химическая природа и формы

Витамин D представляет собой группу секстероидов (производных стероидов). Основные формы:

Витамин D2 (эргокальциферол) — образуется в растениях и грибах под действием УФ-излучения из эргостерола. Используется в некоторых добавках и обогащённых продуктах.
Витамин D3 (холекальциферол) — синтезируется в коже человека и животных из 7-дегидрохолестерина, а также содержится в продуктах животного происхождения (жирная рыба, яичный желток, печень). Считается более эффективной формой для поддержания уровня витамина D в крови.

Обе формы в организме превращаются в активный метаболит — кальцитриол (1,25-дигидроксивитамин D), который связывается с рецепторами витамина D (VDR) в клетках различных тканей.

Биосинтез и метаболизм

Основной источник витамина D для человека — эндогенный синтез в коже. Под действием ультрафиолетового излучения B (УФ-В, длина волны 290–315 нм) 7-дегидрохолестерин, содержащийся в мембранах клеток эпидермиса, превращается в превитамин D3, который затем изомеризуется в холекальциферол. Скорость синтеза зависит от широты, времени года, времени суток, пигментации кожи, использования солнцезащитных средств и возраста. В среднем для получения суточной нормы достаточно пребывания на солнце в течение 15–30 минут с открытыми лицом и руками 2–3 раза в неделю.

После образования или поступления с пищей витамин D транспортируется в печень, где гидроксилируется в 25-гидроксивитамин D (кальцидиол) — основную циркулирующую форму, по которой оценивают статус витамина D в организме. Затем в почках под действием фермента 1α-гидроксилазы образуется активный кальцитриол. Регуляция этого этапа осуществляется паратиреоидным гормоном, уровнем кальция и фосфора в крови.

Функции в организме

Регуляция кальциево-фосфорного обмена

Кальцитриол увеличивает всасывание кальция и фосфора в тонком кишечнике, стимулирует реабсорбцию кальция в почках и мобилизацию кальция из костной ткани (при необходимости). Без достаточного уровня витамина D усваивается лишь 10–15% пищевого кальция, тогда как при нормальном статусе — до 30–40%.

Влияние на костную ткань

Витамин D необходим для минерализации костного матрикса. Его дефицит приводит к нарушению отложения гидроксиапатита кальция, что у детей вызывает рахит (деформация костей, задержка роста), а у взрослых — остеомаляцию (размягчение костей, боли в мышцах и костях) и способствует развитию остеопороза.

Иммуномодулирующее действие

Рецепторы витамина D обнаружены на клетках иммунной системы, включая макрофаги, дендритные клетки, Т- и В-лимфоциты. Кальцитриол подавляет продукцию провоспалительных цитокинов и стимулирует противовоспалительные реакции, а также активирует врождённый иммунитет (например, продукцию кателицидина — антимикробного пептида). Эпидемиологические исследования связывают низкий уровень витамина D с повышенным риском инфекций дыхательных путей, аутоиммунных заболеваний (рассеянный склероз, сахарный диабет 1 типа) и некоторых видов рака.

Другие эффекты

Витамин D участвует в регуляции клеточного цикла, дифференцировки и апоптоза, влияет на секрецию инсулина, функцию мышц и сердечно-сосудистой системы. Однако многие из этих эффектов требуют дальнейшего клинического подтверждения.

Нормы потребления и дефицит

Дефицит витамина D

Дефицит витамина D считается одной из самых распространённых алиментарных недостаточностей в мире. По данным Роспотребнадзора, в России у 60–80% населения уровень 25(OH)D в крови ниже 30 нг/мл (75 нмоль/л), что соответствует недостаточности или дефициту. Основные причины:

Недостаток солнечного света (особенно в северных широтах, в зимний период)
Использование солнцезащитных кремов и закрытая одежда
Тёмная кожа (меланин снижает синтез витамина D)
Пожилой возраст (снижение способности кожи к синтезу)
Ожирение (витамин D депонируется в жировой ткани)
Нарушения всасывания (целиакия, болезнь Крона, муковисцидоз)

Симптомы дефицита: мышечная слабость, боли в костях, утомляемость, повышенная подверженность инфекциям, у детей — рахит. Диагностика проводится путём измерения уровня 25-гидроксивитамина D в сыворотке крови. Целевым уровнем считается 30–50 нг/мл (75–125 нмоль/л).

Токсичность

Гипервитаминоз D (избыток) возникает крайне редко и только при приёме высоких доз добавок (более 10 000 МЕ/сут в течение нескольких месяцев). Избыток витамина D приводит к гиперкальциемии, что проявляется тошнотой, рвотой, слабостью, нарушением ритма сердца, отложением кальция в мягких тканях (включая почки). Токсичность не развивается при избыточном пребывании на солнце, так как синтез в коже саморегулируется.

Источники витамина D

Эндогенный синтез

Основной источник — ультрафиолетовое облучение. В России с ноября по март в большинстве регионов (севернее 42° с.ш.) синтез витамина D в коже практически отсутствует из-за низкого угла падения солнечных лучей. В этот период рекомендуется дополнительный приём добавок.

Пищевые источники

Натуральные продукты, богатые витамином D (в порядке убывания содержания):

Жирная рыба (лосось, скумбрия, сельдь, тунец) — 250–1000 МЕ на 100 г
Рыбий жир (печень трески) — до 10 000 МЕ на 100 г
Яичный желток — 20–40 МЕ на 1 шт.
Говяжья печень — 15–30 МЕ на 100 г
Грибы (особенно дикие, выращенные под УФ-светом) — 100–200 МЕ на 100 г
Обогащённые продукты (молоко, йогурт, соки, злаки) — 100–400 МЕ на порцию

Добавки

Витамин D выпускается в виде капель, таблеток, капсул (чаще в форме D3). Для профилактики дефицита у взрослых обычно рекомендуют 1000–2000 МЕ/сут. Для лечения дефицита врач может назначить более высокие дозы (4000–10 000 МЕ/сут) на короткий период.

Применение в медицине

Основные клинические показания для назначения витамина D:

Профилактика и лечение рахита у детей
Профилактика и лечение остеопороза (в комбинации с препаратами кальция)
Лечение остеомаляции
Профилактика падений и переломов у пожилых
Вспомогательная терапия при некоторых аутоиммунных заболеваниях (по назначению врача)

В последние годы изучается роль витамина D в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета 2 типа, депрессии и некоторых видов рака, однако убедительных доказательств для массового назначения с этой целью пока нет. В период пандемии COVID-19 ряд исследований показал связь между низким уровнем витамина D и более тяжёлым течением инфекции, но рекомендации по приёму высоких доз для профилактики не были приняты официальными органами здравоохранения.

Интересные факты

Витамин D является единственным витамином, который одновременно является и гормоном: его активная форма (кальцитриол) действует через ядерные рецепторы, регулируя экспрессию генов.
У животных, ведущих ночной образ жизни (например, летучие мыши), синтез витамина D в коже минимален, и они получают его из пищи.
В 1928 году химик Адольф Виндаус получил Нобелевскую премию по химии за исследования стеролов и их связи с витаминами, включая витамин D.
В России обогащение молочных продуктов витамином D не является обязательным, в отличие от США и Канады, где это практикуется с 1930-х годов.
Уровень витамина D в крови может снижаться при приёме некоторых лекарств, включая противотуберкулёзные, противогрибковые и глюкокортикоиды.

Источники

Методические рекомендации Минздрава РФ «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (2021)
Клинические рекомендации Российской ассоциации эндокринологов по диагностике, лечению и профилактике дефицита витамина D (2021)
Holick M.F. «Vitamin D deficiency» // New England Journal of Medicine, 2007
Британский фонд питания (British Nutrition Foundation) — факты о витамине D
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) — данные по распространённости дефицита витамина D

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →