В каком слое кожи синтезируется витамин д
Под общим названием «Витамин Д», или «кальциферол» (ergocalciferol – латинское наименование), известно несколько жирорастворимых органических веществ. Наиболее значимыми для организма человека являются витамин Д2 (эргокальциферол) и витамин Д3 (холекальциферол). На самом деле это провитамины, которые должны пройти активацию, чтобы стать стероидными гормонами.
В истории открытия витамина D есть интересные факты: оно связано с витамином А (ретинлом). Последний был выделен из рыбьего жира в начале 20-го века. Вскоре было случайно обнаружено, что собаки, получавшие рыбий жир, не болеют рахитом. В те времена это заболевание было одной из главных проблем в педиатрии.
Как действует в организме
Понять, чем полезен витамин Д, можно через изучение его действия. Ниже представлена характеристика основных функций витамина Д:
- главное, за что отвечает витамин D, – абсорбция кальция и фосфора в 12-перстной кишке и реабсорбция в почках; способствует росту и укреплению костной ткани и зубной эмали у детей;
- участвует в активизации иммунной системы за счет стимуляции синтеза белков; дефицит витаминов группы Д приводит к частым простудным заболеваниям и хроническим инфекционно-воспалительным процессам в легких, почках и т.д.; нарушения иммунитета приводят к развитию аутоиммунных (с аллергией на собственные ткани) воспалительных процессов (ревматоидных артритов и др.);
- подавляет механизм развития демиелинизирующих заболеваний нервной системы, в том числе рассеянного склероза, чаще всего имеющих аутоиммунное происхождение; миелин – это оболочка, покрывающая нервы и предупреждающая нарушения передачи нервных импульсов;
- предупреждает развитие онкологических заболеваний за счет подавления роста опухолевых клеток; это действие витамина D было отмечено в докладе ВОЗ в 2008 году; предупреждает развитие сахарного диабета и ожирения – оказывает метаболическое действие;
- регулирует свертываемость крови;
- нормализует артериальное давление (АД), тормозит развитие атеросклероза, что является профилактикой ишемической болезни сердца и атеросклероза периферических артерий конечностей с возможным развитием гангрены;
- стимулирует синтез коллагена, укрепляет кости и зубы, сохраняет молодость кожного эпидермиса; роль витамина D в этом процессе незаменима;
- способствует образованию инсулина, снижению сахара в крови; регулирует обмен углеводов;
- нормализует жировой обмен, снижает вес тела.
- стимулирует механизм синтеза мужских половых гормонов, устраняет явления импотенции;
- участвует в созревании яйцеклетки у женщин;
- способствует улучшению зрения;
- подавляет процессы старения – роль витамина Д в этом процессе изучена еще не полностью.
Особенно необходим витамин Д грудным детям и лицам пожилого возраста. Так как младенцы (особенно новорожденные) редко загорают на солнце и при грудном вскармливании получают очень мало кальциферола с пищей, им назначают дополнительный его прием в виде лекарственных препаратов. Детское питание также почти всегда обогащается кальциферолом.
Несомненна польза витамина Д для пожилых людей, у которых часто нарушается способность усваивать это биологически активное соединение, поэтому требуется его дополнительный прием.
Важно: необходимо точно рассчитывать дозу препарата, так как опасен те только дефицит, но и передозировка. Это должен делать доктор, иначе организму может быть нанесен непоправимый вред.
Обмен кальциферолов в организме человека (метаболизм)
Обмен витамина Д сложен. Витамин D2 в организме человека не синтезируется. Он поступает с растительной пищей в незначительныъ объемах. Выпускаются также биодобавки к пище (БАДы) с синтетическим эргокальциферолом, которые также незначительно повышают его уровень в организме.
В коже синтезируется витамин Д3 (холекальциферол) при попадании на нее солнечных лучей. Он также поступает в организм с животной пищей. Холекальциферол, содержащийся в БАДах, имеет животное происхождение.
Для того чтобы провитамины включились в биологические процессы, они должны пройти двойную активацию в организме человека. Кратко это выглядит так:
- в печени провитамина подвергаются воздействию ферментов и превращаются в кальцидиол (25 (OH)D); По этому веществу судят о количестве витамина D в организме;
- второй этап активации проходит в почках, образуется активная форма витамина Д стероидный гормон кальцитриол (1,25 (ОН)2D);
- влияние кальцитриола на кишечник – это стимуляция выработки белка для переноса кальция; он также оказывает действие на гладкую мускулатуру мочевыводящих путей, усиливая обратное всасывание кальция.
Регуляция выработки активизирующих ферментов происходит главным образом под действием паратгормона (ПТГ). Концентрация ПТГ зависит от содержания в организме кальцитриола, фосфора и кальция: чем больше этих веществ, тем меньше ПТГ и ферментов необходимо организму для пополнения содержания витамина D.
Нормализация синтеза ферментов также влияет на выработку гормонов: женских и мужских половых, щитовидной железы гипофиза и др. Подавляется синтезирование ферментов при их избытке в организме.
Витамин D в активной форме (кальцитриол) подавляет образование опухолей.
В дальнейшем активная форма витамина D под действием ферментов превращается в неактивную (метаболит кальцитроевую кислоту) и выводится из организма с желчью. Вопрос о том, в чем еще участвует витамин Д, находится на стадии изучения.
Баланс витамина
Значение витамина Д для человека трудно переоценить, поэтому следует постоянно восполнять его запас в организме.
Повышенное суточное количество витамина D потребуется главным образом лицам:
- проживающим на Севере, где мало солнца;
- проживающим в экологически неблагоприятной местности;
- работающим по ночам;
- лежачим больным, редко пребывающим на солнце;
- больным заболеваниями желудка и кишечника – при этих заболеваниях (витамин D плохо всасывается;
- лицам пожилого возраста, склонным к простудам;
- во время беременности и лактации.
Максимальная суточная доза – 15 мкг (600 МЕ). Некоторые специалисты считают, что организму человека требуются гораздо большие дозы витамина D, увеличивая максимальную суточную дозу до 4000 МЕ и больше. Но пока всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) таких рекомендаций не давала: кальциферолы находятся на стадии изучения.
Нехватка витамина (гиповитоминоз)
В последние годы специалисты активно обсуждают вопрос, для чего нужен организму витамин Д. Гиповитаминозу уделяется особое внимание, так как считается, что его имеет половина земного шара. В северных широтах это происходит от недостатка солнечного света, а в южных – из-за того, что в темной коже нарушена выработка витамина Д. Это становится серьезной проблемой, настолько значительно воздействие кальциферолов на организм. И если раньше основной проблемой считался его дефицит у детей, то сегодня не меньшее значение имеет дефицит у взрослых.
Причиной недостатка витамина могут быть:
- постоянное ношение закрывающей тело одежды;
- длительное применение крема от загара (он не всегда бывает полезен);
- нарушение всасывания в тонком кишечнике на фоне воспалительных процессов – дуоденитов, энтеритов;
- нарушение желчеобразования (страдает первичная активизация провитамина) на фоне хронических заболеваний печени и желчевыводящих путей – гепатитов, холециститов, холангитов;
- неполноценное питание – вегетарианство (некоторые люди считают, что им вполне хватает растительной пищи), любые дефекты, приводящие к нарушениям пищеварения;
- малоподвижный образ жизни, лишний вес;
- гормональные нарушения.
Признаки дефицита и возможные последствия у взрослых
Витамин Д для человека очень важен, при его дефиците в организме у детей развивается рахит, а у взрослых остеопороз и различные заболевания внутренних органов и систем.
Первыми симптомами дефицита могут быть слабость, потливость, раздражительность, снижение работоспособности и нарушения сна (бессонница ночью и сонливость днем). Снижается аппетит, появляются сухость и жжение во рту.
Из-за нарушений иммунитета люди, имеющие дефицит, часто переносят простуды, осложняющиеся хроническими инфекционно-воспалительными процессами. Нарушения иммунитета могут стать причиной развития аутоиммунный и онкологических заболеваний.
Часто при этом состоянии возникают боли в суставах и позвоночнике, так как дефицит кальциферолов связан с нарушением синтеза соединительной ткани в организме. Страдают связки суставов, хрящи, покрывающие суставные поверхности и составляющие основу межпозвоночных дисков. Недостаток коллагена отражается на коже – она быстро стареет. Этот момент хорошо отражен в видео передачи «Жить здорово!».
Кости становятся хрупкими, повышается риск переломов. Содержание кальция в крови нарастает. Разрушаются зубы – недостаточно усваивается кальций.
Нарушение проводимости нервных импульсов приводит к парезу гладкой мускулатуры кишечника и его непроходимости. Это же может стать причиной поражения скелетной мускулатуры, развития рассеянного склероза, нарушения зрения.
Дефицит витамина Д отражается и на состоянии репродуктивной системы. У женщин нарушается процесс созревания яйцеклеток, а у мужчин снижается синтез тестостерона, что сказывается на состоянии сперматогенеза и потенции.
Вовремя назначенная коррекция дефицита витамина D предупредит все эти нарушения. Если этого не сделать, то последствия скажутся не только на состоянии костной системы, но и на состоянии многих других органов и систем организма.
Признаки дефицита и возможные последствия у детей
У детей низкий уровень кальциферолов крови проявляется в виде таких заболеваний, как рахит и спазмофилия, поэтому витамин называется противорахитическим.
Зная, на что влияет витамин Д, легко понять, к каким результатам приведет его дефицит. Недостаток кальциферолов играет роль в нарушении обмена минералов и их усвоении тканями.
Первые признаки рахита чаще всего появляются у ребенка в возрасте 3 – 4 месяцев. Заболевание протекает в четыре стадии:
- Начальная стадия – длится от нескольких недель до 2 -3 месяцев. Первые признаки заболевания связаны с нервной системой: младенец становится слишком возбудимым, вздрагивает от сильных звуков, Нарушается сон, аппетит. К основным признакам начальной стадии рахита относится облысение затылка: при повышенной потливости малыш ощущает зуд и постоянно крутит головкой, трет ее о подушку, отчего образуется лысина. Страдает иммунитет, чаще болеет развиваются простудные заболевания. Начальная стадия рахита в той или иной степени встречается у большинства детей. Но всем вовремя назначается лечение в виде приема внутрь витамина Д.
- Стадия разгара. Появляются симптомы, связанные с поражением костно-мышечной системы. Сначала это можно заметить на головке: черепные кости становятся мягкими, особенно это заметно по краям большого и малого родничков. Головка часто изменяет свою форму. Грудина выступает вперед и грудь приобретает форму куриной. Утолщаются ребра, появляются рахитические четки. Их легко прощупать, а у худого младенца можно и увидеть. Если он не получает лечениz, через полгода ноги искривляются и приобретают О- или Х-образную форму. На руках и ногах появляются рахитические браслеты, описание которых были сделаны педиатрами еще в позапрошлом веке. Малыш отстает в физическом развитии.
- Стадия восстановления. Все симптомы проходят постепенно на фоне лечения или при наступлении теплого времени года, когда малыш много времени проводит на солнышке.
- Стадия остаточных явлений. Может продолжаться до 2 – 3 лет. После тяжелого рахита некоторые костные изменения могут оставаться на всю жизнь.
На фоне рахита иногда происходит резкое снижение содержания кальция в плазме крови, что приводит к развитию судорог. Это осложнение называется спазмофилией. Оно сегодня является редкостью, но еще несколько десятилетий назад встречалось достаточно часто у младенцев, находящихся на искусственном вскармливании. Описание спазмофилии можно увидеть в трудах педиатров 19 – 20 веков. Изменить положение помогли продукты детского питания, обогащенные витаминами и минералами.
Как восполнить нехватку витамина
Содержание витамина Д можно повысить:
- загорая на солнце (можно в солярии);
- вводя в свой рацион продукты, богатые витамином D; это самый безопасный вид коррекции, так как никогда не сопровождается передозировками и хорошо усваивается организмом;
- народными средствами; помогут настои петрушки и укропа; не все специалисты признают эффективность народных средств;
- принимая лекарственные препараты и БАДы с кальциферолами; это лучше делать по назначению и под контролем врача, так как возможна передозировка и развитие гипервитаминоза.
Чтобы понять, нужен ли витамин Д вашему организму, как выбрать дозировку и лекарственную форму, для этого стоит посетить врача и при необходимости провести анализ крови на содержание в ней кальциферолов и кальция.
⠀
✨Витамин D человек получает его из ультрафиолетовых лучей солнечного света. С началом осени сделать это сложнее, поэтому, например, в детских поликлиниках и учебных заведениях часто используют лампы с ультрафиолетовым спектральным диапазоном. Также витамин D можно получить из продуктов питания — к примеру, из морской рыбы (лосось, сельдь, сардины), рыбьего жира и в виде пищевых добавок.
⠀
✨Кальциферолы выпускаются в разных лекарственных формах. Для взрослых больше подойдет витамин Д в таблетках или капсулах для приема внутрь, тогда как маленьким детям педиатры предпочитают назначать водные растворы, которые лучше усваиваются костными тканями.
Витамин D – это один из важнейших витаминов. Он поступает в организм и образуется в коже в виде провитаминов, которые затем проходят двухэтапную активизацию. Недостаток кальциферолов вызывает многочисленные нарушения в организме. Для коррекции таких нарушений выпускаются лекарственные препараты и БАДы, которые следует принимать по назначению и под контролем врача. При длительном применении по назначению врача делают лабораторный контроль содержания витамина Д в плазме крови.
Источник
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.
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