Курсовая Витамин D кальцеферол
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство Образования и науки Республики Казахстан
Кафедра Химии
Курсовая работа
Витамин D
(кальциферолы)
Руководитель: Туркбенов Т. К.
Выполнила: студентка гр. Б-12
Шуганова А. Г.
Павлодар-2009
Содержание
1. Витамины
2. Кальциферол
3. Действие витамина D
4. Дозировка витамина D
5. Взаимодействие
6. Эргокальциферол
7. Биологическая роль витамина D
Витамины (от лат. Vita - жизнь) - особые органические вещества, которые, не являясь источником энергии или строительным материалом для организма, тем не менее необходимы (в минимальных количествах) для его нормальной жизнедеятельности (и даже для самого существования). Они участвуют в обмене веществ, являются биологическими ускорителями химических реакций, протекающих в клетке, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям, снижают отрицательное влияние различных профессиональных вредностей и т.п.
Витамины применяют не только при лечении гипо - и авитаминозов, т.е. витаминной недостаточности, развившейся в результате отсутствия или недостаточного поступления в организм того или иного витамина (в результате заболевания желудочно-кишечного тракта или неполноценном питании); их широко используют также для комплексного лечения многих заболеваний, при которых поступление витаминов в организм достаточно (заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, почек, сердца, нервной системы и др.)
Витамины обозначаются буквами латинского алфавита (A, B, C, D и проч.); кроме того, они имеют и специальные названия. Все витамины делятся на 2 группы: водорастворимые - витамины С, Р и группы В), и жирорастворимые (витамины A, E, D, K).
Источником витаминов являются продукты питания растительного и животного происхождения, с которыми они и поступают внутрь. Образование некоторых витаминов частично происходит в организме, в частности, при участии микробов, обитающих в толстой кишке. Следует считать абсолютно необоснованным бытующее у некоторых людей представление о безвредности витаминов. Их избыточные дозы (гипервитаминоз) могут оказывать вредное, токсическое действие на организм и потому витаминные препараты нужно принимать строго по назначению врача.
Витамин D (кальциферолы)
Витамины группы D образуются под действием ультрафиолета в тканях животных и растений из стеринов. К витаминам группы D относятся: витамин D2 - эргокальциферол; выделен из дрожжей, его провитамином является эргостерин; витамин D3 - холекальциферол; выделен из тканей животных, его провитамин - 7-дегидрохолестерин; витамин D4 - 22, 23-дигидро-эргокальциферол; витамин D5 - 24-этилхолекальциферол (ситокальциферол); выделен из масел пшеницы; витамин D6 - 22-дигидроэтилкальциферол (стигма-кальциферол). Витамин Д (антирахитичный витамин) регулирует обмен фосфора и калия, влияет на их отложение в костной ткани. Практическое значение имеют эргокальциферол (витамин Д2) и холикальциферол (витамин Д3). Основной источник витамина Д—печень рыб, морских животных и рогатого скота, зеленые листья, зерновые проростки, пивные дрожжи, яйца, сливочное масло, молоко. В растениях и грибах есть провитамин Д, при облучении ультрафиолетовыми лучами превращающийся в эргокальциферол.
Сегодня витамином D называют два витамина - D2 и D3 - эргокальциферол и холекальциферол - это кристаллы без цвета и запаха, устойчивые в воздействию высоких температур. Эти витамины являются жирорастворимыми, т.е. растворяются в жирах и органических соединениях и нерастворимы в воде.
| | | |
| | Холекальциферол | |
| | ||
Активность препаратов витамина D выражается в международных единицах (ME):
1 МЕ = 0,025 мкг холекальциферола , 40 МЕ = 1 мкг холекальциферола
Животные источники:
яичный желток, сливочное масло, сыр, рыбий жир, икра, молочные продукты
Однако на практике молоко и молочные продукты далеко не всегда содержат витамин D или содержит лишь следовые (незначительные) количества (например,
Растительные источники:
люцерна, хвощ, крапива, петрушка
Синтез в организме:
холекальциферол образуется в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света
При условии, что организм получает достаточное количество ультрафиолетового излучения, потребность в витамине D компенсируется полностью. Однако количество витамина D, синтезируемого под действием солнечного света, зависит от таких факторов как: длина волны света (наиболее эффективен средний спектр волн, который мы получаем утром и на закате); исходная пигментация кожи (чем темнее кожа, тем меньше витамина D вырабатывается под действием солнечного света); возраст (стареющая кожа теряет свою способность синтезировать витамин D); уровень загрязненности атмосферы (промышленные выбросы и пыль не пропускают спектр ультрафиолетовых лучей, потенцирующих синтез витамина D).
Действие
Основная функция витамина D - обеспечение нормального роста и развития костей, предупреждение рахита и остеопороза. Он регулирует минеральный обмен и способствует отложению кальция в костной ткани и дентине, таким образом, препятствуя остеомаляции (размягчению) костей.
Витамин D влияет на общий обмен веществ при метаболизме Ca2+ и фосфата (НРО2-4). Прежде всего, он стимулирует всасывание из кишечника кальция, фосфатов и магния. Важным эффектом витамина при этом процессе является повышение проницаемости эпителия кишечника для Ca2+ и Р.
Витамин D является уникальным - это единственный витамин, действующий и как витамин, и как гормон. Как витамин он поддерживает уровень неорганического Р и Са в плазме крови выше порогового значения и повышает всасывание Са в тонкой кишке.
В качестве гормона действует активный метаболит витамина D - 1,25-диоксихолекациферол, образующийся в почках. Он оказывает влияние на клетки кишечника, почек и мышц: в кишечнике стимулирует выработку белка-носителя, необходимого для транспорта кальция, а в почках и мышцах усиливает реабсорбцию Ca++
Он предупреждает слабость мускулов, повышает иммунитет (уровень витамина D в крови служит одним из критериев оценки ожидаемой продолжительной жизни больных СПИДом), необходим для функционирования щитовидной железы и нормальной свертываемости крови.
При наружном применении витамина D3 уменьшается характерная для псориаза чешуйчатость кожи.
Витамин D3 участвует в регуляции артериального давления (в частности, при гипертонии у беременных) и сердцебиения.
Витамин D препятствует росту раковых и клеток, что делает его эффективным в профилактике и лечении рака груди, яичников, предстательной железы, головного мозга, а также лейкемии.
Суточная потребность Возраст (годы) - мкг
0-0,5 – 10
0,5-1 – 10
1-3 – 10
4-6 - 2,5
7-10 - 2,5
Мужчины:
11-14 - 2,5
15-18 - 2,5
19-59 - 2,5
60-74 - 2,5
Старше 75
Женщины:
11-14 - 2,5
15-18 - 2,5
19-59 -2,5
60-74 - 2,5
Старше 75 - 2,5
Беременные -10
Кормящие -10
Повышена потребность в витамине D выше у людей, испытывающих недостаток ультрафиолетового облучения: проживающих в высоких широтах, жителей регионов с повышенной загрязненностью атмосферы, работающих в ночную смену или просто ведущих ночной образ жизни, лежачим больных, не бывающим на открытом воздухе. У людей с темной кожей (негроидная раса, загорелые люди) синтез витамина D в коже снижается. То же можно сказать о пожилых людях (у них способность преобразовывать провитамины в витамин D снижается вдвое) и тех, кто придерживается вегетарианской диеты или употребляет в пищу недостаточное количество жиров. Отрицательно влияют на усвоение витамина D расстройства кишечника и печени, дисфункция желчного пузыря. У беременных и кормящих женщин потребность в витамине D повышается, т.к. необходимо дополнительное количество его для предупреждения рахита у детей.
Симптомы гиповитаминоза
Основным признаком недостаточности витамина D является рахит и размягчение костей (остеомаляция).
Более легкие формы дефицита витамина D проявляются такими симптомами как: потеря аппетита, снижение веса, ощущение жжения во рту и в горле, бессонница, ухудшение зрения.
Дозировки
Витамин D2 (эргокальциферол) назначают беременным женщинам для предупреждения рахита у детей на 30-32-й неделях беременности дробными дозами в течение 10 дней, всего на курс 400000-600000 ME; кормящим матерям - по 500 ME ежедневно с первых дней кормления до начала применения препарата у ребенка.
В целях профилактики рахита детям начинают давать эргокальциферол с трехнедельного возраста, общая доза на курс - 300000 ME.
Для лечения рахита назначают 2000-5000 ME ежедневно в течение 30-45 дней.
При лечении большими дозами препаратов витамина D рекомендуется одновременно назначать витамин А, а также аскорбиновую кислоту и витамины группы В.
В целях профилактики обычно назначают витамин D3 (холекальциферол) обычно в дозе 300-500 ME в сутки.
Безопасность
Витамин D является жирорастворимым и, следовательно, накапливается в организме, поэтому при его передозировке могут возникнуть серьезные проблемы.
Поскольку витамин D повышает содержание кальция в крови, его избыточное потребление может привести к избыточной концентрации кальция. При этом кальций может проникать в стенки сосудов и провоцировать образование атеросклеротических бляшек. Этот процесс может ускоряться при дефиците в организме магния.
Препараты витамина D противопоказаны при таких заболеваниях как:
1. гиперкальциемия,
2. туберкулез легких (активные формы),
3. язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки,
4. острые и хронические заболевания печени и почек,
5. органические поражения сердца.
Не рекомендуется принимать витамин D без кальция.
Признаки гипервитаминоза
слабость, потеря аппетита, тошнота, рвота, запоры, диарея,
резкие боли в суставах, головные и мышечные боли,
лихорадка, повышение артериального давления, судороги, замедление пульса, затруднение дыхания.
Взаимодействие
При приеме препаратов, понижающих уровень холестерина, нужно принимать во внимание, что они могут нарушать всасывание жиров и жирорастворимых витаминов, поэтому прием витамина D должен осуществляться в разное время с антигиперлипидемическими средствами.
Прием минеральных слабительных средств препятствует всасыванию витамина D, а синтетические слабительные могут нарушать обмен витамина D и кальция.
Кортикостероидные гормоны способствуют выведению витамина D из организма, а также нарушают всасывание и обмен кальция.
Барбитураты и дифенин также нарушают нормальный обмен витамина D, вследствие чего может развиться рахит и остеомаляция у взрослых.
Некоторые противотуберкулезные препараты (парааминосалицилат) могут изменять обмен витамина D и нарушать баланс кальция и фосфора.
Витамин D может снижать эффективность сердечных гликозидов.
Антациды и стероидные гормоны (кортизон) также влияют на всасывание витамина D.
Прием витамина D в значительных дозах может приводить к дефициту железа. Это объясняется тем, что витамина D стимулирует поглощение кальция в кишечнике, кальций конкурирует за всасываемость с железом.
Нормальный метаболизм витамина D в печени (где активируются предшествующие формы) невозможен при недостатке витамина Е.
Функции
Витамин D необходим для поддержания минерального гомеостаза. Известно, что он необходим для абсорбции кальция и фосфора в тонком кишечнике, их мобилизации из костной ткани и реабсорбции в почках. Посредством данных трех функций он играет важную роль в обеспечении соответствующего функционирования мышц, нервов, свертываемости крови, клеточного роста и использования энергии. Считается, что отложение минералов в скелете является результатом высоких концентраций кальция и фосфора в крови и поэтому лишь косвенно связано с действием витамина D.
Кальцитриол, подобно другим гормонам, для выполнения своих биологических функций связывается со специфическими рецепторами в клетках мишени. Такого рода рецепторы содержатся в целом ряде клеток. Высказывались предположения о том, что витамин D также играет важную роль в секреции инсулина и пролактина, иммунных и стрессовых реакциях, синтезе меланина и для дифференцировки клеток кожи и кровяных клеток.
Вход:
С пищей или образуется при УФ облучении до уровня гиперемии кожи, образуется 10000Ед витамина Д. Уменьшает всасывание в кишечнике - вазелиновое масло.
Транспорт:
В плазме крови витамин Д связан с 2-глобулином - БСВ (белок, связывающий витамин Д). БСВ является формой сохранения витамина Д и его метаболитов.
Преобразование и распределение:
Для того чтобы стать активным, витамин Д должен подвергнуться обязательным двум окислительным процессам, один из которых происходит на уровне печени, а другой - на уровне почек.
Один предшественник - 7-дегидрохолестерин - под воздействием ультрафиолета в коже превращается в холекальциферол (витамин Д3). Другой предшественник - эргостерин - после облучения превращается в витамин Д2, или эргокальциферол. Витамин Д1 - смесь этих двух витаминов. Витамин Д3 (холекальциферол) транспортируется в печень, а далее в почки, где гидроксилируется соответственно в позиции 25 и 1 и возникает 1,25-дигидрооксихолекальциферол - 1,25(OH)2Д3. Появление активной формы холекальциферола контролируется паратгормоном околощитовидных желез. Проникая в слизистую оболочку кишечника с током крови, витамин 1,25(ОН)2Д3 ускоряет всасывание ионов кальция из просвета кишечника. Сходным образом потенцируется реабсорбция кальция в почечных канальцах. На уровне печени в результате окислительно-восстановительной реакции образуется 25-гидроксивитамин Д. Энзимом, катализирующим этот процесс, является 25-гидроксилаза, находящаяся в гепатоцитах, 25(ОН)Д3 обнаруживается в плазме крови, и уровень его достаточно стабилен. Нормальные значения, отражающие насыщение организма витамином Д, находятся между 10 и 30 нг/мл. Запас накапливается в мышечной ткани и жировом слое, выделение 25(ОН)Д3 через желчь изначально низкое, что приводит к накоплению 25-гидроксивитамина Д в печени.
На уровне почек происходит образование 1,25-дигидрооксивитамина Д, или 1,25(ОН)2Д3, под влиянием фермента 1-гидроксилазы, находящейся в клетках основной части почечных канальцев. Регуляция продукции тесно связана с потребностями организма в кальции и фосфоре. Цепочка: УФО - Витамин Д3 (холекальциферол) - печень синтезирует 25(ОН)Д3 - транспортируется в почки где синтезируется 1,25(ОН)2Д3 активная форма.
За активацию 1-гидроксилазы отвечают паратиреоидный гормон (ПТГ). Образование ПТГ стимулируется гипокальциемией, наоборот, продукция ПТГ сдерживается высоким уровнем Са. Образовавшийся 1,25(ОН)2Д3 по принципу обратной связи в свою очередь тормозит увеличение количества 1-гидроксилазы.
Активные биологические проявления действия витамина Д3 на пищевательный тракт, костную ткань и почки вызывают кальциемию и повышенную экскрецию Са с мочой.
Рецепторы 1,25(ОН)2Д3 существуют на уровне паращитовидных желез, что сдерживает секрецию ПТГ. Тем самым предотвращается разрушение кости. Паратиреоидная железа, выделяя избыточное количество ПТГ, освобождает кальций из кости. Поддержание обычного уровня кальциемии приводит у отдельных детей к повреждению кости: развивается нормокальциемический рахит. При недостаточной функции паратиреоидных желез возникает прогрессирующая гипокальциемия: развивается гипокальциемический рахит.
Фенобарбитал, глюкокортикостеройды усиливают преобразования витамина Д.
Регуляция фосфорно-кальциевого обмена
Витамин Д и его активные метаболиты являются структурными единицами гормональной системы, регулирующей фосфорно-кальциевый обмен. В организме путем сложных превращений в печени и почках, холекальциферол преобразуется в более активные метаболиты , способные регулировать всасывание солей кальция и фосфора в тонком кишечнике, реабсорбцию в почках и отложение их в костях. Известно, что многокомпонентную регуляцию фосфорно-кальциевого гомеостаза в основном, осуществляют паратгормон, витамин Д и кальцитонин. При нарушений гомеостаза кальция и фосфора действие перечисленных веществ на клетки-мишени различных органов (костный мозг, желудочно-кишечный тракт, печень, почки) способствует быстрому восстановлению оптимального уровня кальция вне и внутри клеток организма. Нарушение структуры и функции названных органов и биохимических систем вызывает различные гипокальциемические состояния.
Физиологические колебания Са и Р происходят в довольно узких границах: нижний нормативный уровень общего Са крови равен 2, верхний - 2,8 ммоль/л. Гипокальциемия немедленно активирует синтез паратиреоидного гормона, который усиливает выведение Са из костной ткани в кровь, а также экскрецию Р почками в результате уменьшения его реабсорбции в почечных канальцах. Таким образом сохраняется нормальное соотношение между Са и Р (произведение Са х Р является постоянной величиной).
Второй основной регулятор гомеостаза Са - витамин Д. Его гомеостатическое действие направлено на восстановление сниженного уровня Са в крови и реализуется медленнее, по сравнению с паратгормоном. Если последний является фактором быстрого реагирования на угрожающую организму гипокальциемию, и восстановление уровня Са происходит ценой деструкции костной ткани с развитием выраженного остеопороза, то витамин Д осуществляет более тонкую регуляцию фосфорно-кальциевого обмена на уровне многих органов. Образующийся в печени 25-ОН-Д3, обладает достаточно выраженной активностью, уровень его в печени стабилен и в норме колеблется от 10 до 100 нг/мл. Наиболее активный метаболит витамина Д3 - 25ОН-Д3 синтезируется в почках в результате действия фермента 1 альфа-гидроксилазы. Считают, что этот метаболит витамина Д является гормоном, который действует на уровне генетического аппарата клетки.
Кроме витамина Д и его основных метаболитов, определены другие сходные биохимические структуры, действие которых на электролитный гомеостаз менее изучено. Важным гомеостатическим эффектом 1,25-(ОН)2-Д3 является активизация транспорта Са в межклеточную жидкость из желудочно-кишечного тракта путем индукции синтеза энтероцитом Са-связывающего протеина. В условиях гипокальциемии витамин Д действует на кость аналогично паратгормону - временно увеличивает резорбцию костной ткани, одновременно усиливая всасывание Са из кишечника. После восстановления Са в крови до нормы, витамин Д улучшает качество костной ткани: способствует увеличению количества остеобластов, уменьшает кортикальную порозность и резорбцию кости. Рецепторы к 1,25-(ОН)2-Д3 имеют клетки многих органов, обеспечивая универсальную регуляцию ферментных внутриклеточных систем. Механизм регуляции следующий: 1,25-(ОН)2 витамин Д3 активирует соответствующий рецептор, далее в передаче сигнала участвуют посредники - аденилатциклаза и цАМФ, мобилизирующие Са и его связь с белком кальмодулином. Конечный эффект усиление функции клетки и, следовательно, органа. Из вышеприведенной схемы нетрудно представить последствия дефицита витамина Д.
Третьим основным регулятором фосфорно-кальциевого обмена является кальцитонин - гормон щитовидной железы, который снижает активность и количество остеокластов. Кальцитонин усиливает отложение Са в костной ткани, ликвидируя все виды остеопороза.
Снижению уровня Са в крови способствуют глюкокортикоиды, соматотропный гормон, глюкагон, андрогены и эстрогены, то есть в развитии рахита принимают участие многие эндокринные системы.
Нарушения фосфорно-кальциевого обмена
Нарушения структуры и функции органов, участвующих в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, являются причиной различных заболеваний и синдромов гипокальциемии, развивающихся в течение жизни ребенка.
Синонимы
Витамин D - общее название группы жирорастворимых соединений, необходимых для поддержания минерального баланса в организме. Он также известен как кальциферол и противорахитический витамин. Его основными формами являются витамин D2 (эргокальциферол растительного происхождения) и витамин D3 (холекальциферол животного происхождения).
Поскольку холекальциферол синтезируется в коже при воздействии ультрафиолетовых лучей на 7-дегидрохолестерин, производное холестерина, содержащееся в животном жире, витамин D не соответствует классическому определению витамина.
Тем не менее в силу целого ряда факторов, оказывающих влияние на его синтез, к числу которых относятся широта, сезон, степень загрязнения воздуха, участок кожи, подвергаемый ультрафиолетовому воздействию, пигментация, возраст и т. д., витамин D считается важнейшим компонентом продуктов питания.
Основные природные источники
Богатейшими природными источниками витамина D являются рыбий жир и морская рыба типа сардин, сельди, лосося и скумбрии. Небольшое количество витамина D содержится также в яйцах, мясе, молоке и сливочном масле. В растениях содержится скудное количество витамина D, а в орехах и фруктах его нет вовсе. Того количества витамина D, которое содержится в грудном молоке, не достаточно для восполнения потребностей организма новорожденного.
Основные антагонисты
Холестирамин (смола, используемая для прекращения реабсорбции желчных кислот) и слабительные на основе минеральных масел угнетают абсорбцию витамина D из кишечника. Кортикостероидные гормоны, противосудорожные препараты и спирт могут влиять на абсорбцию кальция путем уменьшения реакции на витамин D. Исследования на животных также показали, что противосудорожные препараты стимулируют ферменты в печени, что приводит к усиленному разрушению и выводу витамина.
Витамин D (антирахитический витамин). В значительных количествах содержится в рыбьем жире. Он может образовываться в организме человека под влиянием ультрафиолетовых лучей.
Витамин D антирахитический, участвует в обмене кальция и фосфора, образуется в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей. Отсутствие витамина D вызывает у детей заболевание, называемое рахитом. Кости рахитичных детей содержат недостаточно кальция и фосфора. Это приводит к искривлению костей конечностей, появлению на ребрах хорошо заметных утолщений, деформации грудной клетки. Такие дети восприимчивы к различным заболеваниям. Лучшим средством предупреждения и лечения рахита является употребление пищевых продуктов, содержащих витамин D, а также пребывание детей на солнце или их искусственное ультрафиолетовое облучение.
Таким образом, наш организм, кроме питательных веществ, обязательно должен получать с пищей необходимые витамины. Это обеспечивает, особенно в детском и юношеском возрасте, нормальный рост, поддержание работоспособности и, устойчивость к заболеваниям. При избыточном потреблении некоторых витаминов (например, А и В) возникают нарушения обмена веществ (гипервитаминозы).
Витамины должны поступать в организм постоянно и в определенных количествах. Однако их содержание в пищевых продуктах колеблется и не всегда обеспечивает потребности организма. Эти колебания связаны с сезонными изменениями состава пищевых продуктов, с длительностью хранения овощей и фруктов от момента созревания до употребления в пищу.
При условии, что организм получает достаточное количество ультрафиолетового излучения, потребность в витамине D компенсируется полностью. Однако количество витамина D, синтезируемого под действием солнечного света зависит от таких факторов как:
· длина волны света (наиболее эффективен средний спектр волн, который мы получаем утром и на закате);
· исходная пигментация кожи и (темнее кожа, тем меньше витамина D вырабатывается под действием солнечного света);
· возраст (стареющая кожа теряет свою способность синтезировать витамин D);
· уровень загрязненности атмосферы (промышленные выбросы и пыль не пропускают спектр ультрафиолетовых лучей, потенцирующих синтез витамина D, этим объясняется, в частности, высокая распространенность рахита у детей, проживающих в Африке и Азии в промышленных городах).
Дополнительными пищевыми источниками витамина D являются молочные продукты, рыбий жир, яичный желток. Однако на практике молоко и молочные продукты далеко не всегда содержат витамин D или содержит лишь следовые (незначительные) количества (например,
ВИТАМИН D (кальциферолы), группа прир. соед., обладающих антирахитич. действием. Важнейшие: эргокальциферол [витамин D2; рис. 1; ф-ла III, R = —СН(СН3)СН=СНСН(СН3)СН(СН3)2] - мол. м. 396,7, т. пл. 115-118°С;
Витамины D2 и D3 - бесцв. соед., не раств. в воде, хорошо раств. в орг. р-рителях; обладают характерным максимумом поглощения при 265 нм (
Провитамин холекальциферола-7-дегидрохолестерин [I, R = СН(СН3)(СН2)3СН(СН3)2; содержится в коже человека] ; эргокальциферола - эргостерин [I, R = CH(CH3)CH= =СНСH(СН3)СН(СН3)2; содержится в дрожжах]. При действии УФ-света провитамины превращ. в организме в прекальциферолы, или превитамины (ф-ла И), из к-рых образуются витамины D в результате прототропной перегруппировки.
Рис. 1. Синтез кальциферолов из провитаминов.
Осн. ф-ция витамина D - поддержание в организме постоянной концентрации Са2+ и Р, что осуществляется благодаря участию витамина в регуляции всасывания этих элементов в кишечнике, мобилизации Са из скелета путем рассасывания предобразованной костной ткани и реабсорбции Са2+ и Р в почечных канальцах. Витамины D2 и D3 всасываются в тонком кишечнике и поступают в печень, где подвергаются гидроксилированию; при этом D3 (рис. 2) превращ. в 25-гидроксихолекальциферол (25-OH-D3), а D2 - в 25-гидроксиэргокальциферол (25-OH-D2). Это превращ. катализирует фермент 25-гидроксилаза. 25-гидроксикальциферолы - осн. транспортная форма витамина D в организме. В плазме крови они (как и др. формы витамина) переносятся специфич. транспортным белком - транскальциферином.
В почках из 25-OH-D3 образуются 1,25-(OH)2-D3 и 24,25-(OH)2-D3. Первое превращ. катализирует фермент 1
Важнейшие регуляторы, активирующие синтез 1,25-(OH)2-D3: паратиреоидный гормон, эстрогены, пролактин, соматотропин и инсулин. Уменьшение концентрации Са2+ в крови при его недостаточном поступлении извне или интенсивной утилизации усиливает секрецию паратгормона, к-рый активирует в почках 1
Основное патоморфологическое следствие недостаточности витамина D - нарушение минерализации костной ткани. Биол. активность D2 и D3 для человека и большинства животных одинакова. Исключение - куры и некоторые виды южноамериканских человекообразных обезьян, для которых D3 в неск. раз активнее, чем D2.
Биологическая активность витамина D измеряется в международных (интернациональных) единицах (ME); 1 ME соответствует антирахитической активности 0,025 мкг эрго- или холекальциферола. Содержание D2 и D3 в продуктах питания невелико, напр. в печени быка и сливочном масле соотв. 0,4 и 0,4-3,2 МЕ/г; исключение - жир печени трески и тунца, в к-рых этих витаминов содержится соотв. 50-350 и 40000-60000 МЕ/мл. Добавляя значит. кол-ва витамина D в рацион с.-х. животных, можно существенно повысить его содержание в мясе и др. продуктах.
Потребность человека в витамине D, составляющая 400 ME (10 мкг) в сут, при достаточной и регулярной инсоляции обеспечивается фотохимическим синтезом D3 в коже. Нарушение синтеза 1,25-дигидроксикальциферолов в почках вследствие заболеваний - причина ренальных остеодистрофий. С генетич. дефектом синтеза этих соед. связан врожденный рахит, не поддающийся лечению обычными дозами D2 и D3. Для профилактики и лечения этой болезни, а также ренальных остеодистрофий наряду с препаратами 1,25-дигидроксихолекальциферола используют также его синтетический аналог-1
В дозах, существенно превышающих физиол. потребность, D2 и D3 высокотоксичны. Они вызывают развитие D-гипервитаминоза с гиперкальциемией и кальцификацией внутр. органов и тканей, что ведет к необратимым нарушениям их ф-ции и в наиб. тяжелых случаях - к летальному исходу.
Рис. 2. Осн. пути метаболизма холекальциферола (витамина Dз).
В промышленностисти эргостерин извлекают экстракцией из дрожжей; 7-дегидрохолестерин синтезируют из холестерина бромированием его эфира в положение 7 с послед. дегидробромированием. Кальциферолы получают облучением провитаминов УФ-светом в орг. р-рителе. Витамин D (кальциферол; антирахитический витамин) существует в виде нескольких соединений, различающихся как по химическому строению, так и по биологической активности. Для человека и животных активными препаратами считаются витамины D2и D3, хотя в литературе известен и витамин D4(дигидроэргокальциферол). В природных продуктах содержатся преимущественно провитамины D2и D3– соответственно эрго-стерин и холестерин.
В
С химической точки зрения эргостерин (ол) представляет собой одноатомный ненасыщенный циклический спирт, в основе структуры которого лежит конденсированная кольцевая система циклопентанпергидрофенантрена. Под действием УФ-лучей эргостерин через ряд промежуточных продуктов (люмистерин, тахистерин) превращается в витамин D2:
Витамин D2образуется из эргостерина в результате разрыва связи между 9-м и 10-м углеродными атомами кольца В под действием УФ-лучей.
В
Следует отметить, что благодаря наличию холестерина и 7-дегидро-холестерина в составе липидов кожи человека возможен синтез витамина D3при солнечном облучении или облучении лампой ультрафиолетового излучения поверхности тела. Этим приемом особенно широко пользуются при лечении рахита у детей.
Витамины D2и D3представляют собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 115–117°С, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в жирах, хлороформе, эфире и других жирорастворителях.
Недостаток витамина D в рационе детей приводит к возникновению широко известного заболевания – рахита, в основе развития которого лежат изменения фосфорно-кальциевого обмена и нарушение отложения в костной ткани фосфата кальция. Поэтому основные симптомы рахита обусловлены нарушением нормального процесса остеогенеза. Развивается остеомаляция – размягчение костей. Кости становятся мягкими и под тяжестью тела принимают уродливые О- или Х-образные формы. На костно-хрящевой границе ребер отмечаются своеобразные утолщения – так называемые рахитические четки. У детей, больных рахитом, относительно большая голова и увеличенный живот. Развитие последнего симптома обусловлено гипотонией мышц. Нарушение процесса остеогенеза при рахите сказывается также на развитии зубов; задерживаются появление первых зубов и формирование дентина. Для авитаминоза D взрослых характерной особенностью является развитие остеопороза вследствие вымывания уже отложившихся солей; кости становятся хрупкими, что часто приводит к переломам.
ЭРГОКАЛЬЦИФЕРОЛ (Еrgocalciferolum). ВИТАМИН D2 (Vitaminum D2). 24-Метил-9,10-секохолеста-5,7,10(19),22-тетраен-3 -ол. Cинонимы: Kальциферол, Aldevit, Calciferolum, Dekristol, Deltalin, Detamin, Drisdol, Fordetol, Infadin, Ostelin, Ultranol, Vigantol, Viosterol, Vitadol, Vitaplex D, Vitasterol и др. Применяют главным образом для профилактики и лечения рахита. Для предупреждения рахита у новорожденных и грудных детей витамин D2 назначают беременной женщине и кормящей матери. На 30 - 32-й неделе беременности назначают витамин D2 дробными дозами в течение 10 дней, всего на курс 400 000 - 600 000 МЕ. Кормящим матерям назначают по 500 МЕ ежедневно с первых дней кормления до начала применения препарата у ребенка. Доношенным детям начинают давать препарат в профилактических целях с 3-недельного возраста. Общая доза на курс профилактики составляет обычно около 300 000 МЕ. Недоношенным детям, близнецам, детям, находящимся на искусственном вскармливании, и при неблагоприятных бытовых и климатических условиях начинают давать витамин D2 со 2-й недели жизни. Общая доза на курс составляет в этих случаях до 600 000 МЕ. В качестве профилактического средства препарат можно назначать разными методами: по "дробному" методу ребенку дают ежеднено по 500 - 1 000 МЕ в течение всего первого года жизни; по методу "витаминных толчков" дают по 50 000 МЕ 1 раз в неделю в течение 8 нед. По "уплотненному" методу, рекомендуемому недоношенным детям и детям с частыми сопутствующими заболеваниями, дают 300 000 - 400 000 МЕ за 10 - 12 дней. После окончания лечения витамином D2 на протяжении первого года жизни ребенка препарат вновь назначают в весеннее и осенне-зимнее время (до 2 лет). В местностях с длительной и суровой зимой поддерживающую профилактику рахита проводят до 3 лет. Для лечения рахита I степени доношенным детям дают ежедневно по 10 000 - 15 000 МЕ в течение 30 - 45 дней. На курс 500 000 - 600 000 МЕ. При остро выраженном процессе дают указанную общую дозу "уплотненным" методом в течение 10 дней. При рахите II степени на курс назначают 600 000 - 800 000 МЕ. При подостром течении препарат принимают в течение 30 -35 дней, при остром - 10 - 15 дней. При рахите II - III степени для предупреждения рецидивов рекомендуется назначить детям повторный курс лечения в общей дозе 400 000 МЕ, вводимой в течение 10 дней. При рахите III степени назначают на курс 800 000 - 1 000 000 МЕ. При подостром течении рахита это количество вводят в течение 40 - 60 дней, при остром - в течение 10 - 15 дней. Для лечения тяжелой формы острого рахита или при сопутствующей пневмонии можно ввести витамин D2 "ударным" методом (в стационаре), при этом дают 600 000 - 800 000 МЕ в течение 3 - 6 дней. При остеомаляции остеопорозе назначают в день по 3 000 МЕ витамина D2 в течение 45 дней. Применяют также при расстройстве функции околощитовидных желез; в частности, при тетании, костных заболеваниях, вызванных нарушением кальциевого обмена, при некоторых формах туберкулеза, псориазе и др. Для предупреждения приступов тетании назначают до 1 000 000 МЕ витамина в день. Эргокальциферол является эффективным средством лечения волчанки кожи и слизистых оболочек. Суточная доза для взрослых, больных туберкулезной волчанкой, составляет обычно 100 000 МЕ. Детям до 16 лет, страдающим туберкулезной волчанкой, назначают в дозах от 25 000 до 75 000 МЕ в день в зависимости от возраста. Суточную дозу делят на 2 приема и принимают во время еды. Курс лечения 5 - 6 мес. Препарат противопоказан при гиперкальциемии, активных формах туберкулеза легких, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, острых и хронических заболеваниях печени и почек, органических поражениях сердца. При применении больших доз витамина могут развиться явления интоксикации (гипервитаминоз D): потеря аппетита, тошнота, головная боль, общая слабость, раздражительность, нарушение сна, повышение температуры тела, появление в моче гиалиновых цилиндров, белка, лейкоцитов. Эти явления обычно проходят после перерыва в лечении и при уменьшении дозы. Характерными для гипервитаминоза D являются увеличение содержания кальция в крови и повышение его выделения с мочой. Возможен кальциноз мягких тканей, почек, легких, кровеносных сосудов. Токсическое действие больших доз витамина D2 ослабляется при одновременном приеме витамина А. В случае появления признаков гипервитаминоза отменяют препарат, резко ограничивают введение кальция в организм. Следует проявлять осторожность при назначении эргокальциферола лицам преклонного возраста, так как, усиливая отложения кальция в организме, он может способствовать развитию атеросклероза. Кроме того, нужна осторожность при назначении эргокальциферола беременным в возрасте свыше 35 лет. Необходимо учитывать, что витамин D2 обладает кумулятивными свойствами. Следует принимать препарат под врачебным наблюдением и при длительном применении производить исследование содержания кальция в крови и моче. При лечения большими дозами эргокальциферол рекомендуется одновременно назначать витамин А по 10 000 - 15 000 МЕ в сутки, а также аскорбиновую кислоту и витамины группы В. Эргокальциферол (витамин D2) выпускается в виде следующих лекарственных форм. Драже эргокальциферола по 500 МЕ (в профилактических целях). Раствор эргокальциферола в масле по 500 или 1 000 МЕ в капсулах (в профилактических целях). Раствор эргокальциферола в масле 0,0625 %; 0,125 % или 0,5 % (Solutio Еrgocalciferoli oleosa 0,0625 %; 0,125 % aut 0,5 %). Содержит соответственно в 1 мл 25 000; 50 000 и 200 000 МЕ. Применяют в профилактических и лечебных целях. Одна капля содержит соответственно 625; 1250 или 5000 МЕ. Раствор эргокальциферола в спирте 0,5 % (Solutio Ergocalciferoli spirituosa 0,5 %). Содержит в 1 мл 200 000 МЕ. Применяют для лечебных и профилактических целей. Одна капля содержит около 4000 МЕ. Препараты витамина D2 хранят в условиях, исключающих действие света и воздуха, инактивирующих их; кислород воздуха окисляет витамин D , а свет превращает его в ядовитый токсистерин. Витамин D и его препараты сохраняют с предосторожностью (список Б). Драже эргокальциферола хранят в сухом, защищенном от света месте. Раствор в масле - в доверху заполненных, хорошо укупоренных склянках оранжевого стекла в защищенном от света месте при температуре не выше +10 'С.
Биологическая роль.
Значение витамина D начинает проясняться в последнее время. Получены доказательства, что при физиологических условиях кальциферолы функционально инертны. По данным Г. де Лука и соавт., витамин D выполняет свои биологические функции в организме в форме образующихся из него активных метаболитов, в частности 1,25-диоксихолекальциферола [сокращенно обозначается 1,25(OH)2D3] и 24,25-диоксихолекальциферола [24,25(ОН)2D3] , причем если гидрокси-лирование в 25-м положении осуществляется в печени, то этот процесс в 1-м положении протекает в почках. Ферменты, катализирующие эти реакции, называются гидроксилазами, или монооксигеназами. В реакциях гидрокси-лирования используется молекулярный кислород. Показано, что специфическая lα-гидроксилаза содержится, помимо почек, в костной ткани и плаценте. Имеются бесспорные доказательства, что именно эти активные метаболиты, выполняя скорее гормональную, чем биокаталитическую, роль, функционируют в системе гомеостатической регуляции обмена кальция и минерализации костной ткани. В частности, 1,25(OH)2D3участвует в регуляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах. Процессы остеогенеза и ремоделирования костной ткани, напротив, регулируются 24,25(OH)2D3. Методом ауторадиографии показано накопление 1,25(OH)2D3в ядрах клеток органов-мишеней (почки, мозг, поджелудочная железа, гипофиз, молочная железа), где он способствует синтезу мРНК, Са-связывающих белков и гормонов, регулирующих обмен кальция; в то же время он не обнаруживается в печени, селезенке, скелетной и сердечной мышцах. Подтвердилось предположение о существовании специфического внутриклеточного белка, являющегося рецептором кальциферолов. Показано, что 1,25(OH)2D3вызывает дифференцировку некоторых лейкозных клеток, что, по-видимому, указывает на возможную связь между витаминами группы D и опухолевым ростом. Это не означает, однако, что функции витамина D осуществляются только через ядерный аппарат клетки. Совсем недавно открыты новые пути метаболизма витаминов группы D, включающие окисление в 23-м положении с образованием 23,25(OH)2D3или 23-гид-роксилированной формы 1,25(OH)2D3. Более того, 24- и 26-гидрокси-лированные метаболиты D3, в частности 1-оксипроизводные последних, по биологическому действию оказались в 10 раз более активными, чем нативный 1,25(OH)2D.
Список использованной литературы
1. Спиричев В. Б., в кн.: Витамины, М., 1974, с. 89-124;
2. Яхимович Р. И., Химия витаминов D, К., 1978;
3. BekemeierH., Pfennigsdorf G., в кн.: Fermente, Hormone, Vitamine..., 3 АиЛ., Bd 3, Tl 1, Stuttg., 1974, S. 222-327;
4. Norman A. W., Vitamin D the calcium homeostatic steroid hormone, N. Y., 1979. В. Б. Спиричев.
5. Припутина Л.С. Пищевые продукты в питании человека. Киев, 1991
6. Физико-химические аспекты атерогенеза. Сборник научных трудов. М.1986г.
7. VI Симпозиум по биохимии липидов. С.-Петербург,1994г.
