Какое вещество в коже превращается в витамин д

В 1928 году Адольф Виндаус (Adolf Windaus) получил нобелевскую премию по химии за исследования состава стеролов и их связи с витаминами. Жирорастворимое вещество, которое он изучал, было витамином D; однако история витамина D и рахита, как его дефицита, фактически восходит к временам античности, если внимательно изучить письменные источники и произведения живописи.

В 1919 году Меланби (Mellanby), проводя на собаках опыты с применением печени трески, первым пришел к выводу, что причиной рахита является отсутствие «вспомогательного пищевого фатора». Три года спустя Мак Коллум с сотрудниками (McCollum et al.) обнаружили, что масло печени трески после нагревания и окисления излечивало рахит у крыс. Новый фактор был назван витамином D, поскольку он был четвертым по счету из открытых к тому времени витаминов.

Одновременно появилось совершенно иное лекарство от рахита в форме УФ-света. В конце девятнадцатого и в начале двадцатого века в качестве этиологии рахита предполагался дефицит свежего воздуха и солнечного света, а также отсутствие физических упражнений. В 1921 году Хесс и Унгер (Hess and Unger) наблюдали сезонность в заболевании рахитом, параллельную сезонным вариациям солнечного излучения. Независимо от этого Чик (Chick) пришел к выводу, что солнечный свет излечивает рахит так же успешно, как тресковое масло.

В 1919 году Гульдшинский (Huldschinsky) пришел к выводу, что искусственный солнечный свет может действовать на рахит с таким же успехом, как естественный. Контролируя пищевой рацион и внешнее воздействие УФ, он облучал больных тяжелой формой рахита детей ртутно-кварцевой лампой, испускавшей УФ-лучи, и наблюдал значительное клиническое и радиографическое улучшение, в том числе свежие отложения кальция.

В 1925 году Хесс и его сотрудники выделили из масла семян хлопчатника ситостерол, который не действовал на рахит у крыс, пока его не облучили УФ-светом. После того, как обнаружилось, что облучение пищи, в частности цельного молока, может придать ему противорахитные свойства, привело к огромному прогрессу в общественном здравоохранении и вызвало быстрое уменьшение распространенности рахита у детей.

С удивительным предвидением Хесс выдвинул гипотезу о том, что холестерин в коже активируется УФ-облучением и становится противорахитным. Полностью этапы фотохимической и термической реакции в механизме витамина D были окончательно разъяснены в 1955 году в работе Velluz. Точная последовательность этапов, приводящих к фотопродукции кожного холекальциферола, изложена в обзорной работе Holik в 1980.

а) Функции витамина D. Витамин D регулирует метаболизм кальция и фосфора. Его главная роль состоит в увеличении притока кальция в кровоток путем абсорбции кальция и фосфора из кишечника и реабсорбции кальция в почках, что обеспечивает нормальную минерализацию костей и мышечную функцию. Этот витамин влияет на уровень щелочной фосфатазы в сыворотке крови, а также ингибирует пролиферацию Т-клеток и созревание дендритных клеток наряду с воздействием на функцию кератиноцитов.

Дефицит витамина D приводит к нарушению минерализации костей, что является причиной патологий с размягчением костей, в частности рахита у детей и остеомаляции у взрослых, и возможно способствует развитию остеопороза. Дефицит может возникнуть в результате непоступления витамина с пищей в сочетании с дефицитом воздействия солнца, а также вследствие заболеваний, ограничивающих его абсорбцию, или состояний, нарушающих конверсию витамина D в активные метаболиты, а именно болезней печени или почек.

Наиболее склоны к низким уровням витамина пожилые люди, жители высоких широт с длинным зимним периодом, тучные индивидуумы и все лица с темной пигментацией кожи, проживающие в высоких широтах.

Токсичность вследствие избытка витамина D может проявиться в форме гиперкальциурии или гиперкальциемии, последняя вызывает мышечную слабость, апатию, головную боль, спутанность сознания, анорексию, раздражительность, тошноту, рвоту и боль в костях и потенциально может привести к таким осложнениям, как почечнокаменная болезнь и почечная недостаточность. К эффектам хронической токсичности относятся вышеупомянутые симптомы в сочетании с запорами, анорексией, абдоминальными судорогами, полидипсией, полиурией, болью в спине и гиперлипидемией.

Симптомы могут также включать кальциноз, за которым следует гипертензия и сердечная аритмия (вследствие укороченного рефрактерного периода). Хотя информация об эффектах высоких доз витамина D ограничена, безопасным верхним пределом дозы для взрослых считается 10000 ME в день. Хроническая токсическая доза для взрослых составляет более 50000 МЕ/ в день.

Имеется два основных источника витамина D: пища и кожа. При поступлении витамина извне, с пищей или добавками в пищу, он поглощается в тонком кишечнике. Естественными источниками пищи, богатыми витамином D являются некоторые виды жирных рыб, такие как лосось, скумбрия, тунец, сельдь, зубатка, треска, сардины и угри, а также масло, маргарин, йогурт, печень, печеночное масло и яичный желток, но, по крайней мере, в США, большая часть пищевого витамина D поступает из обогащенных пищевых продуктов, в частности круп, молока и апельсинового сока.

В стакане (220 мл) обогащенного молока, например, обычно содержится 100 МЕ витамина, то есть только небольшая часть адекватной дневной дозы для взрослых. Чтобы получить необходимую ежедневную дозу витамина, большинство американцев принимают витамин D дополнительно, либо в чистом виде, либо с кальцием, либо в составе поливитаминов.

б) Биохимия витамина D. В результате воздействия УФВ на кожу предшественник витамина D3 (7-дегихрохолестерин, прекурсор холестерина) быстро преобразуется в провитамин D3, который в процессе изомеризации спонтанно трансформируется в витамин D3 и поступает в кровь на связующем белке, соединяясь с поступающими с пищей D2 (эрогокальциферолом) и D3 (холекальциферолом), абсорбированными из кишечника. Достигнув печени, они подвергаются пассивному гидроксилированию в эндоплазматической сети гепатоцитов, причем для этого процесса необходимы NADPH, O2 и Mg2+.

Образующийся продукт, 25-гидроксивитамин D3 [25(ОН) D3 (кальцидиол)], накапливается в гепатоцитах и по мере необходимости по проксимальным почечным канальцам поступает в плазму, где на него воздействует 25(ОН)D-1-а-гидроксилаза, фермент, активность которого повышается под действием паратиреоидного гормона и низкого уровня РO42-. У лиц с заболеванием почек конверсия витамина D в его активную форму может не произойти. После такой конверсии, в кровь поступает 1,25-гидроксивитамин D3 [1,25(OH)2D3 (кальцитриол)], который связывается с белком-носителем в плазме (белком VDBP) и транспортируется к различным органам-мишеням.

в) Спектр действия для образования витамина D в коже. Исследования спектров действия показывают, что наиболее эффективными для фотосинтеза витамина D в коже являются световые волны, длина которых находится в диапазоне от 295 до 300 нм, которые, по иронии судьбы, чаще всего являются также причиной фотокарциногенеза. Оптимальный синтез происходит в очень узкой полосе УФВ-спектра между 295 и 300 нм, причем пик изомеризации приходится на 297 нм. При индексе УФВ, равном, как минимум 3, который ежедневно отмечается в тропиках и почти никогда в высоких широтах, адекватное количество витамина D3 синтезируется в коже через 10-15 минут инсоляции лица, рук, кистей или спины без применения солнцезащитных средств как минимум два раза в неделю.

В Бостоне уровень воздействия солнца с ноября по февраль недостаточен для выработки значительных количеств витамина D в коже. Поступление УФВ для синтеза витамина D зависит от всех тех факторов, которыми определяется УФ-индекс, в том числе от времени суток, облачности, смога, тени, отражения от близлежащих водных поверхностей, песка или снега, географической широты, высоты над уровнем моря и времени года. Влияют, конечно, и индивидуальные факторы, такие как возраст (выработка витамина D уменьшается у лиц старше 70 лет), индекс массы тела, одежда, и площадь кожи, открытой воздействию солнца. Индивидуумам с высоким содержанием меланина в коже необходимо дольше находиться на солнце, чем людям с более низким содержанием меланина, для синтеза такого же количества витамина D.

Согласно Holick, при инсоляции всего тела человека в размере одной минимальной эритемной дозы синтезируется как минимум 10000-25000 единиц витамина D. Выработка витамина D в коже происходит в течение минут и достигает максимума еще до того, как кожа станет розовой. Нахождение на солнце в течение длительного времени обычно не приводит к токсичности витамина D. В течение 20 минут воздействия солнца на светлокожих людей (в течение 1-3 часов в случае пигментированной кожи) концентрация прекурсоров витамина D, производимых кожей, достигает равновесия, и избыток витамина D просто разлагается так же быстро, как синтезируется.

Механизм синтеза витамина D
Синтез витамина D: витамин D синтезируется в эпидермисе под действием УФВ, а также адсорбируется в кишечнике.

Затем он доставляется с помощью белка-переносчика в печень, где подвергается 25-гидроксилированию.

Образующийся при этом метаболит кальцидиол является основной циркулирующей формой витамина D.

Последний этап синтеза в основном происходит в проксимальных канальцах почек под действием 25(ОН) D-1-α-гидроксилазы, фермента, активность которого повышается под действием паратгормона и низкого уровня РO42-.

Считается, что процесс 1-α-гидроксилирования также происходит на периферии, например в коже, где витамин D является промотором дифференцировки.

— Рекомендуем далее ознакомиться со статьей «Потребность организма в витамине D. Оптимальные уровни витамина D»

Оглавление темы «Болезни кожи от ультрафиолета света.»:

Механизм образования витамина D в коже
Потребность организма в витамине D. Оптимальные уровни витамина D
Иммунитет кожи под действием ультрафиолета (фотоиммунология кожи)
Патологические реакции на ультрафиолетовое излучение
Полиморфная световая сыпь (полиморфный фотодерматоз) — причины, диагностика, лечение
Актиническое пруриго (АП) — причины, диагностика, лечение
Световая оспа (СО) — причины, диагностика, лечение
Хронический актинический дерматит (ХАД) — причины, диагностика, лечение
Солнечная крапивница (СК) — причины, диагностика, лечение
Болезни провоцируемые ультрафиолетом (фотоиндуцированные дерматозы)

Источник

Витамин D важен для нервной системы, регулирует концентрацию фосфора и кальция в составе крови, осуществляет контроль над производством поджелудочной железой инсулина, повышает иммунитет и положительно действует на выработку иммунных клеток, снижает риск онкологии, лечит псориаз, способствует нормальному усвоению кальция и магния, укрепляет кости и зубы. Этот пост посвящен свойствам и применению витамина Д, такая информация полезна каждому.

Что такое витамин Д?

Витамином D принято называть особые биологически активные вещества. В эту группу входит эргокальциферол (витамин D2) — организм им насыщается исключительно пищевым путем. И эргокальциферол (витамин D3) — человек получает его из еды, также вещество может самопроизвольно вырабатываться в коже под действием ультрафиолета.

Для чего нужен витамин Д?

Эргокальциферол и холекальциферол реализуют ряд задач в организме. Основная деятельность этих близких по структуре и действию веществ — это регулирование усвоения фосфора и кальция в момент продвижения пищи по тонкому кишечнику. Большая часть этих микроэлементов всасывается в двенадцатиперстной кишке.

Ученые выяснили, что витамин D задействован в производстве некоторых гормонов, регулировании метаболизма и процессе обновления клеток. Ценные витамины из группы D — это важная составляющая нашего питания. Ежедневно человеческий организм в возрасте 1-70 лет нуждается в холекальцифероле в объеме 15 мкг. В пересчете на международные единицы это 600 МЕ. Такая же потребность при беременности и ГВ.

Исследования показали, что витамин Д является действенным профилактическим средством для предупреждения онкологических процессов в молочных железах, предстательной железе, толстом кишечнике. При грамотном применении вещество помогает избежать опасных состояний, таких как депрессия, ожирение и сердечные болезни, а также снижает вероятность респираторных заболеваний.

Жирорастворимое вещество кальциферол оптимально всасывается вместе с жирами в кишечнике. Все витамины, растворимые в жирах, способны откладываться в жировых тканях. Витамин Д в организме человека за лето может накопиться в таком объеме, что эти запасы планомерно будут тратиться в течение всех холодных месяцев года.

Также известно, что витамин Д благоприятствует усвоению важного микроэлемента магния и витамина А.

Анализ крови на витамин Д

Чтобы определить, в каком объеме витамин Д в крови содержится, берется венозная кровь на анализ. Таким образом, можно быстро поставить диагноз гиповитаминоз или гипервитаминоз. Такой анализ в обязательном порядке сдают пациенты, имеющие серьезные проблемы с костями — остеопения, остеопороз. На основе результатов врачи корректируют лечение.

Врач может назначить анализ на витамин D, если поступают жалобы на деформацию костей и рахит, приостановку роста, повторные переломы, болезненность костей. Также исследование крови может потребоваться при нарушениях пищеварения, недоступности солнечных лучей, перед оперированием костей и имплантацией зубов.

Дадим примерную расшифровку результатов анализа крови на витамин Д:

нормальный результат анализа это 30-100 нг/мл или 75-250 нмоль/л;
о небольшой нехватке говорит результат 10-30 нг/мл или 25-75 нмоль/л;
о критическом дефиците можно судить, когда результат ниже 10 нг/мл или ниже 25 нмоль/л.

Результаты анализов на витамин Д оценивает эндокринолог и хирург. Вместе с этим могут быть назначены ряд других обследований для ясности картины. Обычно запасы витамина Д в анализе снижены на фоне нехватки витамина Е в организме, почечной и печеночной недостаточности, малого контакта с солнечными лучами, потребления бедной витамином Д пищи, приема некоторых лекарств.

Витамин Д в продуктах

Перечислим продукты питания, в которых содержится больше всего витаминов группы D — витамин Д2 и Д3. Приведены значения на 100 г продукта:

рыбий жир, изготовленный из тресковой печени — 250 мкг (составляет 1667% средней суточной потребности);
консервированная тресковая печень — 100 мкг (667%);
рыба сельдь высокой жирности — 30 мкг (200%);
консервированные масляные шпроты — 20,5 мкг (137%);
рыба кета — 16,3 мкг (109%);
рыба скумбрия — 16,1 мкг (107%);
семга (лосось из атлантики) — 11 мкг (73%);
рыба горбуша — 10,9 мкг (73%);
черная зернистая икра — 8 мкг (53%);
желтки из куриных яиц — 7,7 мкг (51%);
рыба тунец — 5,7 мкг (38%);
грибы лисички — 5,3 мкг (35%);
грибы сморчки — 5,1 мкг (34%);
рыба окунь (речная рыба) — 3 мкг (20%);
красная зернистая икра — 2,9 мкг (19%);
рыба камбала — 2,8 мкг (19%);
рыба щука — 2,5 мкг (17%);
рыба окунь (морская рыба) — 2,3 мкг (15%);
яйца кур — 2,2 мкг (15%);
топленое масло — 1,8 мкг (12%);
несоленое сладкосливочное масло — 1,5 мкг (10%);
перепелиные яйца, козье молоко, сливочное масло — 1,3-1,4 мкг (10%);
рыба минтай и 50% сыры (швейцарский и чеддер) — 1 мкг (7%);
рыба треска, 50% сыры (рокфор и российский), 45% сыры (пошехонский и голландский), сыр камамбер — 0,8-0,9 мкг (6%);
грибы вешенки, сыры сулугуни и российский плавленый — 0,7 мкг (5%);
сыры колбасный плавленный и адыгейский, жирный 18% творог — 0,6 мкг (4%);
сыры фета, гауда, пармезан, грибы шиитаке — 0,4-0,5 мкг (3%);
средне-жирный творог 9%, сухое молоко с жирностью 25% — 0,2-0,3 мкг (2%);
10-35% сливки, 2-5% творог, 20-30% сметана, грибы шампиньоны и белые — 0,1-0,2 (1% суточной потребности).

Для удобства продукты в списке расположены по убыванию содержания витамина Д в 100 г (и по убыванию процента от суточной потребности). Вверху списка — богатейшие пищевые источники, которые рекомендуется употреблять в пищу при витаминодефиците или для профилактики такового. В продуктах в конце списка — минимальная концентрация витамина Д, но все же они полезны для здоровья.

Норма витамина Д

Важно знать не только, в чем содержится витамин Д, но и каковы суточные нормы кальциферола для разных людей. Эти данные указаны в таблице.

таблица: суточная норма витамина D для разных людей

Считается, что принятие 20-минутной солнечной ванны способно частично покрыть потребность в витамине Д. Необходимо находиться на улице в открытой одежде без рукавов. В таком случае нужно добрать из продуктов только половину суточной нормы.

Кому больше всего нужен витамин Д?

Организм требует повышенные дозы витамина Д в следующих случаях:

период активного роста детей;
период менопаузы у женщин;
вынашивание и вскармливание грудью ребенка;
редкие прогулки на солнце;
пожилой возраст.

Как видим, витамин Д для взрослых и детей необходим, чтобы организм правильно работал. Дефицит и переизбыток — чрезвычайно опасны.

Что может спровоцировать дефицит витамина Д?

В следующих состояниях обычно истощаются запасы витамина Д, поэтому требуются дополнительные дозы:

неправильная система питания, бедная на рыбную и молочную продукцию;
прием антацидов;
беременность, грудное вскармливание;
возраст от 50 лет;
почечные и печеночные расстройства;
вегетарианская система питания.

Симптомы дефицита витамина Д

Если в организме катастрофически не хватает витамина Д, развиваются недомогания:

остеомаляция (на фоне вымывания кальция костная ткань разжижается);
расстройства сна;
остеопороз;
низкая работоспособность;
быстрая утомляемость;
плохой аппетит;
плохое самочувствие в целом;
ухудшение зрения;
жжение в гортани;
вялое заживление и восстановление при переломах.

Как проявляется избыток витамина Д?

Отметим, что переполнение организма витамином Д — редкое явление, оно может развиться на фоне злоупотребления препаратами:

осложнение дыхания;
ухудшение аппетита;
судороги;
зуд кожи;
скачки пульса и давления;
головная боль и слабость в теле;
ненормальный стул, рвота, тошнота.

Витамин Д важен для спортсменов

Люди с повышенными физическими нагрузками должны заботиться о себе, своевременно обеспечивать свое тело микроэлементами и витаминами.

Почему витамин Д необходим при занятиях любым видом спорта:

фактор укрепления костей — если недостаточно витамина Д, то организм не может усваивать достаточно кальция, и кости становятся хрупкими, что губительно для спортсмена;
гораздо лучше работают мышцы — дефицит грозит мышечной слабостью и развитием атрофии мышц;
витамин Д спасает от сердечно-сосудистых патологий, неожиданного сердечного приступа, гипертонии, что, безусловно, хорошо при больших физических нагрузках;
снижает риск заболевания диабетом 2 типа и онкологией.

Эффективные источники витамина Д для спортсменов — это умеренное пребывание на солнце, хорошее питание и полезные пищевые добавки.

Значение витамина Д для женщин

Женское здоровье зависит от образа жизни и питания. Витамин Д для женщин имеет колоссальное значение. Этот факт подтверждают следующие наблюдения:

при дефиците витамина Д у женщин развивается тяжелая депрессия и апатия ко всему, чувствуется упадок сил;
на фоне нехватки витамина Д имеют место проблемы с продолжением рода — не удается зачать ребенка;
витаминодефицит — один из факторов риска развития ожирения и сахарного диабета;
при нехватке витамина Д беспокоит мышечная слабость;
дефицит витамина Д неразрывно связан с высокой вероятностью простудных заболеваний и заражения вирусами.

Витамин Д для грудничков

Родители не должны игнорировать рекомендации педиатров. Врачи советуют давать ребенку витамин Д в жидком виде, так как это вещество:

способствует накоплению запасов фосфора и кальция в костной и зубной ткани;
поддерживает нормальное развитие мышечной ткани и правильный рост костей;
укрепляет иммунитет, а значит, способствует защите от огромного количества болезней;
предупреждает рахит.

Детские препараты витамина Д:

Аквадетрим;
Остеотриол;
Альфа-Д3;
Вигантол;
Рыбий жир;
Колекальциферол;
Д3-Девисол-Дропс.

Дозировка подбирается врачом в индивидуальном порядке, в зависимости от состояния здоровья.

Важно, что на процент витамина D в питании влияют окружающие факторы. Происходит распад этого витамина под действием воздуха и света. При этом интересно, что витамин D не исчезает при термической обработке, так как не изменяется при нагреве. Считается, что запасы витамина Д можно восполнить, находясь на улице в солнечную погоду. Но следует заметить, что солнцезащитные средства на 90% осложняют выработку витамина Д в коже. И все же опасно загорать без крема с SPF, это грозит ранним старением и онкологией кожи. Поэтому вопрос солнечных ванн нужно решать с умом.