X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Введение. Витамин D — термин, объединяющий группу сходных по химическому строению соединений. В продуктах растительного и животного происхождения обнаружены нескольких форм витамина D (D_1-4; D_6-7); кроме витамина D₅,полученного синтетическим путем. Наиболее важными являются витамины D₂ и D₃, которые чаще всего объединяют под общим названием «кальциферолы».

Витамин D относят к группе жирорастворимых витаминов, однако в отличие от других витаминов, он:

1) биологически не активен;

2) не является кофактором ферментов;

3) может самостоятельно синтезироваться в организме из ацетата и холестерина подобно стероидным гормонам;

4) в процессе метаболизма превращается в организме в гормонально-активную форму, оказывая биологическое действие вдали от места образования;

5) оказывает многообразные биологические эффекты за счет взаимодействия со специфическими рецепторами; в связи с этим назван «D-гормон».

Обсуждение. Витамин D₂ (эргокальциферол) поступает в организм с пищей в небольших количествах (20-30% от потребности); всасывание происходит в двенадцатиперстной и тощей кишках в присутствии желчных кислот. При взаимодействии витамина D с тауроновой кислотой происходит образование хиломикронов омолата холекальциферола, которые транспортируются лимфатической системой кишечника.

Витамин D₃ (холекальциферол; 25(ОН)D₃) вырабатывается из 7-

дегидрохолестерина в мальпигиевом слое кожи в ходе реакции фотолиза под воздействием ультрафиолетовых лучей в диапазоне 270–300 нм.

Поступивший с пищей и образовавшийся в коже вследствие индуцированной УФ-конверсии витамин D встраивается в структуру хиломикронов и циркулирует в крови, где связывается с витамин D-связывающим белком (ВДСБ). Витамин D от ВДСБ высвобождается в печени. Первая быстрая субстратзависимая реакция гидроксилирования происходит в 90% в печени; в 10% — внепеченочно. Депонируется витамин D в ретикулоцитах, что создает оптимальные условия для его превращения в кальцидиол за счет ингибирования активности ферментов самим витамином и обеспечивает поддержание необходимого уровня его активных форм в организме с последующим транспортом в гепатоциты. В гепатоцитах витамин D превращается в его активный метаболит кальцидиол (25(ОН)D, 25-гидроксивитамин D) при участии микросомального фермента 25-гидроксилазы (CYPА4) и изоферментов цитохрома Р-450:CYP2C9 и CYP2D6. При накоплении в гепатоцитах значительного количества витамина D снижается процент образования его активных форм. Реакция 25-гидроксилирования приводит к повышению уровня 25(ОН)D в сыворотке крови и отражает уровень образования витамина D в коже и его поступление с пищей [59]. Полупериод жизни кальцидиола в крови составляет 2030 суток, что обусловлено высоким сродством 25(ОН)D с ВДСБ. Частично 25(ОН)D₃ поступает в жировую и мышечную ткани с формированием тканевых депо с неопределенным сроком существования.

С помощью транспортных белков 25(ОН)D₃ переносится в почки, где под действием ферментов 1α-гидроксилазы и 24-гидрокислазы превращается в гормонально активное соединение — кальцитриол (1,25-дигидроксихолекальциферол; D-гормон; 1,25-дигидроксивитамин D) и альтернативный метаболит секакальцифедиол (24,25дигидроксихолекальциферол).

Синтез витамина D возможен и в клетках многих органов и тканей за счет конверции 25(ОН)D₃ в 1,25(ОН)₂D₃ с помощью изофермента цитохрома Р-450 CYP₂₇А₁ и митохондриального энзима CYP₂₇В_1.. Мишенью активных метаболитов витамина D₃ являются рецепторы витамина D₃, которые расположены более чем в 40 тканях и органах организма. Каждая ткань контролирует активность процессов самостоятельно, но зависит от адекватного уровня 25(ОН)D.

В настоящее время принято говорить о целостной витамин-D-эндокринной системе, которая включает в себя все витамеры витамина D (химические модификации одного витамина), рецептор витамина D (VDR — vitamin D receptor) и рецепторы ретиноида-х (RXR), действующих совместно.

Реализация биологических эффектов витамина D происходит благодаря активации VDR посредством негеномных и геномных механизмов.

Геномный механизм заключается во взаимодействии гормон-рецепторного комплекса с хроматином за счет наличия у VDR витамин- и ДНК-связывающих доменов. В результате взаимодействия VDR меняет свою конфигурацию, проходит через цитоплазматическую мембрану, избирательно связывается с «витамин-D-реагирующими элементами» ДНК (VDRE — vitamin D response elements) в клетках таргетных тканей с последующим синтезом специфических белков. Активированный VDR оказывает влияние на уровень гормонов, факторов роста, воспаления, белков в крови через экспрессию более чем 200 генов и лишь 7-10% генов регулируют экспрессию белков, участвующих в кальций-фосфорном обмене.

Негеномные механизмы опосредуются синтезом вторичных мессенджеров (цАМФ, инозитолтрифосфат, арахидоновая кислота) и подразумевают воздействия витамина D на сигнальные пути в клетках иммунной и нервной систем.

Классические эффекты витамина D заключаются в поддержании гомеостаза кальция и фосфора в организме: кальцитриол усиливает кишечную абсорбцию кальция в тонком кишечнике, стимулирует реабсорбцию кальция и фосфора в почках, что приводит к повышению их концентрации в крови до уровня, необходимого для адекватной минерализации остеоида.

Таким образом, биологические и клинические эффекты витамина D на организм не ограничиваются костными проявлениями. Витамин D — один из ключевых факторов поддержания стабильности генома.

Факторы риска низкой обеспеченности витамином D

Низкая обеспеченность витамином D возникает в связи с нарушением поступления витамина D в организм человека: уменьшения образования витамина D в коже в условиях недостаточной инсоляции и отсутствия в питании ребенка основных источников витамина D (световая и алиментарная теории) или при нарушении его метаболизма.

Уровень витамина D подвержен сезонным колебаниям и зависит от степени инсоляции с учетом географических особенностей, уровня загрязнения атмосферы региона; исходной пигментации кожи; использования солнцезащитных кремов и закрывающей одежды; времени года; возраста; факторов медико-социального риска.

Несбалансированное питание беременной женщины по основным пищевым нутриентам способствует формированию нарушений кальций-фосфорного обмена у детей раннего возраста и снижению минерализации костной ткани у школьников. По данным Кароновой Т.Л., практически 86,8% женщин репродуктивного возраста имеют дефицит/недостаточность витамина D в сыворотке крови. В этой связи актуальным является изучение вопросов обмена витамина D в системе мать-плацента-плод. Плоду для правильного формирования скелета необходимо активно получать кальций из организма матери против градиента концентрации и поддерживать данный уровень выше, чем в крови матери. В системе мать–плацента–плод на поддержание гомеостаза кальция влияет специфический протеин, родственный паратгормону (РТНrР), циркулирующий в высокой концентрации в крови плода и играющий основную роль в регуляции трансплацентраного транспорта кальция и магния. В работах, посвященных влиянию уровня метаболитов витамина D в крови матери на показатели физического развития ребенка, не было выявлено связи между уровнем 25(ОН)D в крови матери во время беременности и антропометрическими показателями ребенка при рождении и в 9 месяцев. Однако, по данным Javaid M.K. (2006), выявлена связь со снижением массы костной ткани у детей в 9 лет при уровне витамина D у матери ниже 27,5 нмоль/л ;по данным Viljakainen H.T. (2011) — увеличение площади поперечного сечения и массы костной ткани большеберцовой кости новорожденного при уровне 25(ОН)D у матери выше 42,6 нмоль/л.

Ряд авторов утверждают, что достаточное количество витамина D получают только 20-35% детей, находящихся на искусственном, и менее 15% детей — на грудном и смешанном вскармливании. Доказано, что с грудным молоком дети получают адекватное количество белка, но недостаточное количество липидов, лактозы и минеральных элементов (кальция и неорганических фосфатов). Недостаточный уровень лактозы и липидов снижает всасывание кальция и фосфатов из грудного молока, а белковая недостаточность приводит к уменьшению скорости всасывания в ЖКТ и темпов отложения в скелете кальция и фосфора за счет уменьшения продукции витамин D-зависимого кальций связывающего белка. Витамин D является жирорастворимым и для его всасывания требуется достаточное количество жира, однако избыточное потребление жиров, наоборот, приводит к выведению с калом значительного количества фосфора и кальция в виде нерастворимых соединений жирных кислот. Актуальной является также проблема обеспеченности витамином D новорожденных (доношенных, недоношенных) и, в целом, детей раннего возраста в связи с высокими темпами роста и минерализации скелета, особенно детей 2-3-го года жизни, когда снижается доля экзогенно поступающего витамина и недостаточен эндогенный синтез витамина D под влиянием инсоляции.

Факторами риска гиповитаминоза D также являются наличие сопутствующей патологии: избыточная масса тела в связи с депонированием витамина D в подкожно-жировой клетчатке; наличие синдрома мальабсорбции и нефротического синдрома, прием некоторых лекарственных препаратов, таких как противоэпилептические препараты, рифампицин, колестирамин.

Имеются сведения о значимых различиях содержания витамина D в сыворотке крови у детей с различными генотипами; низкие значения 25(ОН)D в плазме крови объяснялись генетически детерминированными нарушениями обмена витамина D.

Клинические проявления низкой обеспеченности витамином D

В настоящее время дефицит витамина D рассматривается как эпифеномен и существует параллельно с развитием разных патологических состояний, с другой стороны, является фактором риска ряда заболеваний. Плудовский П. считает, что дефицит витамина D следует рассматривать как эндокринологическую проблему, а не проблему питания.

Получены доказательства того, что низкий уровень витамина D повышает вероятность развития множества внекостных заболеваний, что является некальцемическими проявлениями низкой обеспеченности витамина D, а прием препаратов витамина D позволяет улучшить популяционное здоровье

В коже витамин D участвует в дифференцировке кератоцитов, росте и восстановлении волос, при его дефиците повышается риск аллопеции. Участвуя в репродуктивной функции, низкая обеспеченность может быть причиной бесплодия. Патология почек стимулирует развитие дефицита активных метаболитов витамина D; при этом дефицит витамина D способствует усугублению заболеваний почек. Витамин D способствует уменьшению протеинурии при хронических заболеваниях почек 3-4 стадии. При недостаточности витамина D чаще наблюдается повышение экскреции камнеобразующих веществ (кальция, мочевой кислоты, оксалатов, цистина) и объема выделяемой мочи; снижается костная прочность у больных мочекаменной болезнью. Установлена корреляция между сниженным уровнем 25(ОН)D и повышением показателей избыточного веса (ИМТ, окружностью талии, отношением талии и бедер, повышением уровня триглицеридов у взрослых), риска метаболического синдрома. Низкий уровень витамина D является независимым фактором риска сахарного диабета (СД) 2 типа и его осложнений. Прием препаратов витамина D снижает риск развития СД 1 типа. Рецептор витамина D связывает кальцитриол, увеличивает экспрессию гена Клото, отвечающего за «подавление старения».

«Витамин D обладает нейропротективным и нейротрофическим действием, влияет на восстановление после поражения ЦНС. Дефицит витамина D влияет на ментальную функцию и связан с цереброваскулярной патологией (сосудистая деменция, ишемический инсульт), синдромом гиперактивности и дефицита внимания; увеличивает частоту когнитивных нарушений. Низкая обеспеченность матери витамином D во время беременности менее 13 нг/мл повышает риск развития языковых трудностей у ребенка.

Отмечен и противоопухолевый эффект витамина D: более высокий уровень витамина D связан со снижением риска рака молочной железы, толстого кишечника и других видов рака. Витамина D участвует в регуляции ренин-ангиотензиновой системы, свертывании крови, фибринолизе, функционировании сердечной мышцы: при его дефиците развиваются высокорениновая гипертензия, повышенный тромбогенез, повышается риск сердечнососудиcтых заболеваний, инфаркта миокарда

Костными (кальцемическими) проявлениями низкой обеспеченности витамина D являются рахит у детей раннего возраста и остеопороз.

Рахит и гиповитаминоз D — неоднозначные понятия. Рахит — нарушение минерализации растущей кости, обусловленное временным несоответствием между потребностями растущего организма в фосфоре и кальции и недостаточностью систем, обеспечивающих их доставку в организм ребенка или определение, принятое в 2016 году, — нарушение дифференцировки хондроцитов, минерализации зон роста и остеоида у детей, вызванное дефицитом витамина D и/или недостаточным поступлением кальция. Рахит — многофакторное заболевание, в патогенезе которого важное значение имеет метаболизм витамина D. Клинические проявления рахита могут быть обусловлены нарушениями метаболизма витамина D: дефектами 25- и α-гидроксилирования, недостаточной продукцией кальций-связывающего белка или его предшественника, недостаточностью белкового носителя метаболитов витамина D, повышенной печеночной инактивацией, белково-витаминной недостаточностью и другими факторами.

При тяжелом дефиците 25(ОН)D происходит декомпенсация механизмов поддержания нормального уровня кальция в крови . Дефицит кальция, фосфатов и повышенная резорбция костной ткани в условиях вторичного гиперпаратиреоидизма являются ключевыми патогенетическими факторами костных изменений при рахите. В условиях гиповитаминоза D преобладают процессы резорбции над образованием костной ткани, приводящие к отложению остеоида при отсутствии его адекватной минерализации. При сохраняющемся дефиците витамина D кости скелета теряют свою прочность и подвергаются деформации за счет сокращения мышц и тяжести собственного тела.

Низкая обеспеченность витамином D с высокой частотой встречается у детей, имеющих тяжелую патологию опорно-двигательного аппарата (болезнь Блаунта, врожденный вывих бедра, врожденная косолапость)

«Здоровая кость» — термин, который характеризует нормальное для каждого конкретного возраста анатомическое строение, соотношение кортикальной и губчатой кости, полноценную минерализацию скелета и прочность кости в условиях возрастного развития и жизнедеятельности ребенка. Основными клиническими характеристиками «здоровой кости» или «здоровья кости» являются физиологические прибавки длины тела, в том числе, в периоде роста и отсутствие переломов. Интегральным показателем «здоровья кости» является костная прочность. Практически здоровые дети, со значениями костной прочности менее 1σ (

Код для цитирования: Скопировать