В каком виде витамин d оказывает свое биологическое действие

Витамин Д включает группу органических жирорастворимых биологически активных соединений, основными представителями которых являются холекальциферол и эргокальциферол. Основная биологическая роль витамина заключается в регуляции метаболизма солей кальция и фосфора. Также соединение выполняет дополнительные функции, включающие влияние на активность специфического и неспецифического иммунитета человека.

Метаболизм витамина Д

Витамин Д относится к классу жирорастворимых соединений. В организме человека он представлен 2 активными формами:

• Холекальциферол (витамин Д3) – поступает в организм человека с пищей, а также синтезируется под воздействием ультрафиолетового спектра света в клетках кожи.
• Эргокальциферол (витамин Д2) – соединение не синтезируется в организме человека, оно поступает только с пищей.

В меньшей степени изучен метаболизм, поступление и роль в организме других форм соединения, к которым относится витамин Д1 (сочетание эргокальциферола с люмистеролом), Д4 (дигидроэргокальциферол), Д5 (ситокальциферол), Д6 (сигмакальциферол). Выделяются следующие источники витамина Д для человека:

• Синтез кожи из предшественников под воздействием ультрафиолетового спектра света (солнечные лучи, солярий) – биохимическая реакция включает превращение 7-дегидрохолестерина в провитамин Д3, который на фоне температуры человеческого тела (+37° С) превращается в холекальциферол.
• Пища – в основном поступает эргокальциферол, он в достаточном количестве содержится в продуктах питания животного происхождения (куриные яйца, молоко, масло, жирные сорта рыбы, рыбий жир), некоторых видах морских водорослей.

Дальнейшая биохимическая трансформация холекальциферола, эргокальциферола подразумевает превращение в холестерин и его производные с последующим выведением с желчью.

Механизм действия

Витамин Д является необходимым для нормального функционального состояния организма органическим соединением. Холекальциферол и эргокальциферол являются провитаминами и не оказывают регулирующего влияния на организм человека. Вначале они преобразуются в клетках печени в 25-гидрокси-холекальциферол, а затем из него в клетках почек синтезируется кальцитриол. Он является основным биологически активным соединением, оказывающим регуляторное влияние на организм человека. Механизм действия включает несколько следующих друг за другом этапов:

• Проникновение внутрь клеток через цитоплазматическую мембрану.
• Воздействие на специфические рецепторы ядра.
• Повышение активности или блокирование определенных участков ДНК.
• Изменение синтеза белков, в результате чего изменяется функциональное состояние клеток, тканей или концентрация других гормонов.

За счет характерной реализации механизма действия метаболит витамина Д кальцитриол относится к биологически соединениям с внутриклеточной регуляцией.

Основные эффекты

Основное биологическое действие витамина Д заключается в регуляции минерального обмена. Он повышает концентрацию солей кальция и фосфора в крови за счет нескольких механизмов:

• Повышение интенсивности всасывания кальция из кишечника в системный кровоток за счет увеличения продукции специальных транспортных белков энтероцитов (клетки слизистой оболочки кишечника).
• Усиление реабсорбции (обратное всасывание) ионов кальция в почках (обратное всасывание происходит в канальцах почек из первичной мочи, представляющей собой фильтрат плазмы крови).
• Улучшение усваивания солей костной тканью – повышается интенсивность поступления минералов из плазмы крови в межклеточное вещество костной ткани, что очень важно в период активного роста ребенка.

На фоне поступлении адекватного количества витамина Д в организм с образованием соответствующих биологически активных метаболитов реализуется несколько основных биологических эффектов:

• Повышение прочности костной ткани за счет увеличения содержания солей в минеральном матриксе межклеточного вещества.
• Нормализация активности всех структур и отделов нервной системы – ионы кальция принимают непосредственное участие в образовании и проведении нервного импульса.
• Благоприятное влияние на функциональное состояние сердца и сосудов – ионы кальция оказывают регулирующее влияние на тонус артериальных сосудов.
• Регуляция процессов свертывания крови, поддержание состояния гемостаза (гемостаз – система свертывания крови) на должном уровне.
• Активное участие в работе иммунной системы – процессы хемотаксиса, продукции медиаторов воспалительной реакции, различных интерлейкинов, фактора некроза опухолей происходит при непосредственном участии ионов кальция.

Уровень солей кальция и фосфора является относительно стабильным и постоянным показателем, который сохраняется благодаря регулирующему влиянию витамина Д.

Результаты последних исследований

Последние исследования ученых физиологов различных стран (Япония, Англия) показали, что биологическая роль витамина Д в организме шире:

• При недостатке (дефицит) витамина Д у женщин в период менопаузе существенно повышается риск развития метаболического синдрома.
• Адекватное поступление витамина Д в организм человека существенно снижает риск развития сердечно-сосудистой патологии.
• Поступление витамина Д в достаточном количестве у людей старше 50 лет существенно снижает риск развития онкологической патологии (развитие злокачественного новообразования) тканей прямой кишки на 20-25%.

Результаты исследований показали, что биологическая роль витамина Д и его метаболитов в организме человека не ограничивается регуляцией уровня минеральных солей. Большое количество данных указывает на важную роль в отношении предотвращения развития онкологической патологии. Это связывается с непосредственным влиянием активного метаболита кальцитриола на генетический материал клеток. Результаты статистических исследований показали, что существует тенденция к уменьшению уровня витамина Д у большого количества людей.

Другие факторы, влияющие на уровень минеральных солей

Уровень ионов минеральных солей, а именно кальция и фосфора, зависит не только от поступления витамина Д в организм. Выделяется несколько факторов, оказывающих непосредственное влияние на метаболизм минералов:

• Гормоны – регулятивное влияние на обмен солей кальция оказывает гормон паращитовидных желез паратгормон. У женщин половые гормоны эстрогены также оказывают влияние на состояние минерального обмена.
• Функциональное состояние костей или наличие патологии, которая сопровождается разрушением костной ткани и высвобождением в кровь большого количества солей кальция и фосфора.
• Количество минеральных солей в пище.
• Состояние кишечника, при нарушении которого затрудняется всасывание солей кальция и фосфора в кровь.
• Патология почек, сопровождающаяся развитием функциональной недостаточности органа, на фоне которой нарушается обратное всасывание (резорбция) солей из первичной мочи в кровь.

Перечисленные факторы могут вызвать повышение или понижение уровня минеральных солей в организме на фоне нормального поступления витамина Д. Выяснение возможной причины изменения минерального метаболизма, не связанной с гиповитаминозом (недостаток витаминов в организме), необходимо для выбора адекватного лечения, направленного на восстановление нормального уровня минералов в организме.

Когда проводится метаболизм витамина Д?

Лабораторный анализ с определением уровня витамина Д и биологически активного метаболита проводится в ходе комплексного обследования состояния минерального обмена в организме. Исследование проводится с помощью иммуноферментного анализа при наличии нескольких основных медицинских показаний:

• Выявление гиповитаминоза Д (недостаток в организме), который может быть ассоциирован с рахитом, беременностью, нарушениями питания и пищеварения.
• Диагностика и контроль эффективности проводимой терапии остеопороза (снижение прочности костной ткани за счет снижения содержания минеральных солей в ней) на фоне менопаузы у женщин. Снижение уровня эстрогенов приводит к нарушению минерального обмена.
• Выяснение причин остеомаляции (размягчение костной ткани вследствие преобладания органических соединений в минеральном матриксе межклеточного вещества), почечной остеодистрофии, связанной с нарушением резорбции минеральных солей, гипопаратиреоза (патологическое снижение функциональной активности паращитовидных желез).
• Дифференциальная диагностика причин снижения или повышения уровня солей кальция в крови.

Исследование уровня витамина Д или его основного активного метаболита назначает врач на основании результатов проведенного клинического обследования. Оно включает осмотр, опрос пациента, пальпацию (прощупывание) тканей.

Какие анализы включает исследование?

Исследование метаболизма витамина Д в организме человека включает 2 основных анализа:

• Определение концентрации 25-гидрокси-холекальциферола – анализ дает возможность определить дефицит витамина Д, который является результатом недостаточного поступления с пищей, сниженной выработки в коже или на фоне патологи печени.
• Исследование уровня биологически активного метаболита кальцитриола – анализ необходим для дифференцировки нарушения функционального состояния клеток почек, где происходит биотрансформация 25-гидрокси-холекальциферола в кальцитриол.

На основании выявленных медицинских показаний врач обычно вначале назначает определение уровня 25-гидрокси-холекальциферола. Затем при необходимости дополнительно выполняется анализ на кальцитриол.

Как проводится анализ?

Методика исследования уровня 25-гидрокси-холекальциферола или кальцитриола включает проведение хемилюминесцентного иммуноанализа. Исследование выполняется с применением специализированной аппаратуры и реактивов в условиях лаборатории. Для исследования в манипуляционном кабинете средний медицинский персонал проводит забор крови из кубитальной (локтевой) вены объемом 5-10 мл. Манипуляция выполняется с обязательным соблюдением правил асептики и антисептики, направленных на исключение инфицирования тканей области прокола иглой. Забор крови обычно проводится утром, а результат можно получить уже в конце рабочего дня или на следующее утро.

Как правильно подготовиться?

Чтобы получить достоверные результаты исследования и избежать ошибок перед сдачей крови важно выполнить несколько несложных подготовительных рекомендаций:

• Сдача материала должна проводиться только натощак (все анализы обычно сдаются утром) – допускается прием небольшого объема воды без газа. Вечером накануне на ужин нельзя принимать жирную, жареную пищу, алкоголь, соления, маринады.
• Перед сдачей крови рекомендуется 15 минут отдохнуть.
• В день исследования следует ограничить физические, эмоциональные нагрузки, постараться не курить.
• При необходимости сдачи крови ребенку младше 5-ти лет за полчаса до сдачи крови рекомендуется дать выпить 150-200 мл чистой воды комнатной температуры.
• В случае применения лекарственных средств обязательно информируют лечащего врача, который примет решение о необходимости временного прекращения использования медикаментов за несколько дней сдачи крови.

Более подробные рекомендации в отношении правильной подготовки к сдаче анализа на витамин Д можно получить у лечащего врача на приеме.

Почему повышается витамин Д?

Витамин Д относится к жирорастворимым соединениям, которые могут кумулироваться (накапливаться) в организме человека. Гипервитаминоз (существенное повышение концентрации витамина и его активных метаболитов) приводит к повышению уровня кальция в крови и развитию негативных эффектов:

• Снижение массы тела.
• Ухудшение аппетита, вплоть до его полного отсутствия.
• Увеличение суточного объема мочи (полиурия) с последующим развитием почечной недостаточности.
• Ригидность мышц, которая развивается на фоне повышения их тонуса.
• Смещение рН крови в кислую сторону (ацидоз).
• Стойкое, существенное и длительное повышение уровня системного артериального давления (артериальная гипертония).
• Нарушение ритма и частоты сокращений сердца (аритмия).
• Отеки мягких тканей, которые приводят к сдавлению головного мозга с резким нарушением функционального состояния. Это может стать причиной летального исхода.
• Откладывание «излишков» солей кальция в различных тканях.

Повышение уровня витамина Д в организме человека происходит вследствие воздействия следующих нескольких причин:

• Чрезмерная инсоляция кожи, в том числе на фоне увлечения солярием.
• Повышенное поступление витамина Д с пищей (преобладание в рационе питания жирной рыбы).
• Неправильное применение поливитаминных препаратов, биологически активных пищевых добавок, препаратов витамина Д.

Рациональное питание с приемом разнообразных продуктов дает возможность избежать развития гипервитаминоза и последующих соответствующих осложнений.

Почему понижается уровень витамина Д?

Снижение уровня витамина Д называется гиповитаминоз, оно развивается вследствие воздействия следующих причинных факторов:

• Недостаточное поступление эргокальциферола с пищей.
• Уменьшение синтеза холекальциферола при недостаточном попадании на кожу ультрафиолетовых лучей, что в большей степени выражено у маленьких детей в зимний период года.
• Нарушение метаболизма витамина Д на фоне патологии печени или почек с нарушением функционального состояния органов.
• Первичный гипопаратиреоз – патологическое состояние, сопровождающееся снижением активности паращитовидных желез и продукции паратгормона.
• Хроническая воспалительная или соматическая патология органов системы пищеварения, сопровождающаяся нарушением всасывания витамина Д в кровь из кишечника.

Выяснение причины является очень важным диагностическим мероприятием, которое даст возможность подобрать адекватное лечение.

Диагностическая ценность анализа?

Лабораторное определение витамина Д и его метаболитов в крови обладает диагностической ценностью. Анализ дает возможность диагностировать ряд патологических состояний, к которым относятся:

• Гипопаратиреоз (патологическое снижение функциональной активности паращитовидных желез), который имеет первичное или вторичное происхождение.
• Хроническая почечная недостаточность (ХПН).
• Рахит – нарушение обмена витамина Д, его метаболитов, а также минеральных солей кальция и фосфора, которое развивается преимущественно у детей и сопровождается нарушением роста костей.
• Синдром мальабсорбции – нарушение процессов всасывания в кишечнике, патология часто затрагивает процессы всасывания витамина Д и минеральных солей.
• Стеаторея – нарушение переваривания жировых соединений в кишечнике, которое оказывает влияние на всасывание витамина Д.
• Цирроз печени – замещение гепатоцитов (клетки печени) соединительной тканью с резким нарушением функционального состояния органа.
• Остеомаляция (размягчение костной ткани), являющаяся результатом использования лекарственных средств группы антиконвульсанты.
• Почечная остеодистрофия – патологический метаболизм костной ткани с деградацией, дистрофией, который является результатом нарушения образования кальцитриола в клетках почек.
• Кистозно-фиброзный остеит – воспаление костей различного происхождения и локализации, сопровождающееся образованием кисты (ограниченная полость, заполненная жидкостью) и замещением соединительной тканью.
• Тиреотоксикоз – чрезмерное повышение функциональной активности щитовидной железы, при котором существенно повышается выработка гормонов трийодтиронина и тироксина, что приводит к токсическому влиянию на организм.
• Недостаточность функциональной активности поджелудочной железы, характеризующаяся сниженной выработкой пищеварительных ферментов.
• Целиакия – полиэтиологическая патология, сопровождающаяся нарушением переваривания белка глютена с последующим нарушением функционального состояния пищеварительной системы.
• Резекция (удаление части органа) тонкого кишечника – чем больше протяженность удаленного участка кишки, тем сильнее выражены нарушения всасывания ионов минеральных солей и витамина Д.
• Воспалительная патология кишечника различного происхождения, приводящая к нарушению функционального состояния системы пищеварения.
• Болезнь Альцгеймера – механизм развития метаболических нарушений до конца остается неизученным.

Для достоверного выяснения причины изменения уровня витамина Д в организме назначаются другие методики лабораторного, функционального и инструментального исследования.

Какие исследования назначаются дополнительно?

Для объективной оценки состояния минерального обмена, а также выяснения причин повышения или понижения уровня витамина Д лечащий врач может назначать дополнительные исследования, к которым относятся:

• Лабораторное определение уровня кальция и фосфора, паратгормона в плазме крови.
• Визуализация костной ткани при помощи рентгенографии, компьютерной или магнитно-резонансной томографии.
• Клинический анализ крови и мочи, которые дают возможность выявить факт наличия воспалительных процессов различной локализации в организме.
• Биохимический анализ крови с определением печеночных и почечных проб – исследование необходимо для оценки функционального состояния соответствующих органов.

Витамин Д является важным биологически активным соединением. Изменение уровня его метаболитов в организме оказывает существенное влияние на метаболизм минеральных солей, состояние органов опорно-двигательной и иммунной системы. Определение уровня витамина Д в крови относится к информативным исследованиям, дающим возможность диагностировать большое количество патологических состояний.