Роль витамина д в обмене кальция и фосфора

Все витамины делятся на две базовые группы: жиро- и водорастворимые. Первые способны накапливаться, создавая депо в организме, вторые должны регулярно поступать из вне. Витамин D является жирорастворимым. Если быть точными, под «витамином D» подразумеваются два вещества – витамины D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол).

Для чего организму нужен витамин D?

Сначала следует отметить ведущую роль витамина D в минерализации костной ткани. Поскольку с возрастом отмечается физиологическое вымывание кальция, повышается пористость костной ткани. Чтобы предупредить остеопороз, людям старшего возраста рекомендованы витамин D, фосфор и кальций – микроэлементы, образующие неорганический матрикс кости. Больше о процессе минерализации костей и кальций-фосфорном обмене Вы можете почитать здесь.

Помимо участия в поддержании прочности костной ткани, витамин D активно выполняет ряд других функций:

Необходим детям для роста костей. При его нехватке развивается тяжелое заболевание – рахит. Оно трудно поддается лечению, приводит к пожизненной деформации костей;
Стимулирует иммунную систему, частично препятствует росту атипичных (раковых) клеток;
Оказывает поддерживающее влияние на щитовидную железу;
Участвует в свертываемости крови;
Частично предотвращает развитие кариеса, эффективен при лечении переломов, травм, остеопороза, ускоряет период реабилитации;
Помогает всасываться кальцию, чем оказывает влияние на мышечные сокращения, нервную проводимость, деятельность ЦНС;
Участвует в регуляции активности инсулина и уровня глюкозы в крови;
Оказывает противовоспалительное действие.

Как Вы поняли, дефицит витамина вызывает остеомаляцию, остеопороз, рахит, разрушение зубов, искривление позвоночника, нарушения функций нервов и мышц. Чтобы не допустить недостаточность витамина D, нужно употреблять продукты, где он содержится. При повышенной потребности в нем (беременность, пожилой, детский, подростковый возраст) рекомендованы специальные препараты.

Источники витамина D

витамин D

Самым первым, наиболее эффективным источником витамина D является солнце, вернее, его ультрафиолетовое излучение. Лучи, попадая на кожу, запускают сложный процесс синтеза, который в полной мере способен обеспечить потребности организма. Когда человек мало времени проводит под солнечными лучами, особенно зимой, витамин D перестает вырабатываться. Отложенного депо хватает на определенный срок, затем возникает витаминодефицит. Тогда и возникает необходимость в
употреблении продуктов, содержащих витамин D:

Жирная морская и океанская рыба, печень трески или палтуса, рыбий жир;
Говяжья, куриная печень;
Яичный желток;
Цельное коровье молоко, сметана, сыры;
Большинство растительных масел;
Орехи;
Злаковые;
Некоторые грибы.

Гипервитаминоз D не менее опасен, чем нехватка витамина, поскольку вызывает гиперкальциемию, кальциноз тканей, поражение сосудистой и нервно-мышечной систем. Нарушение невозможно вызвать продуктами питания. Гипервитаминоз D развивается при неправильном подходе к лечению назначению витамина, когда человек принимает слишком большую для него дозу. Патология чаще встречается у детей первых лет жизни.

Суточная норма

втамин D

Как витамин D влияет на кости?

Вы будете удивлены, когда узнаете, что структура костей не является постоянной. Благодаря деятельности остеобластов и остеокластов в костях происходят постоянные изменения. Они регулируются кальцитонином, паратгормоном, витамин D и носят название «кальций-фосфорный обмен».

Так какая же роли витамина D во всем этом? Он всячески стимулирует минерализацию (то есть, отложение неорганических веществ) костей: стимулирует всасывание кальция эпителиоцитами тонкого кишечника, его реабсорбцию (а, следовательно, уменьшает выведение) почками. Также он стимулирует фиксирование фосфора и кальция вокруг органического матрикса костей.

Подобные биологические эффекты определили показания к применению витамина D. Ими являются: пористость костей, остеомаляция, остеопороз, рахит у детей. При беременности он показан женщинам как средство профилактики рахита у новорожденных. Рекомендуется принимать витамин D совместно с другими микроэлементами, в частности – фосфором, кальцием, магнием.

Источник

12.02.2021

22.01.2014

Под названием витамин D объединяют группу родственных соединений, обладающих противорахитным эффектом. Важнейшие из них — эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3).
Кальциферолы образуются вследствие фотоизомеризации из природных стеринов (провитаминов D) при солнечной радиации или искусственном УФ-облучении. Провитамином эргокальциферола служит стерин растительного происхождения — эргостерин, провитамином холекальциферола — 7-дегидрохолестерин, присутствующий в коже и других тканях животных.
Интенсивность синтеза холекальциферола достаточно высока, но полностью не удовлетворяет потребности животных, в связи с чем они нуждаются в экзогенном поступлении витамина. Потребность дойных коров в холекальцифероле удовлетворяется за счет его эндогенного синтеза при содержании животных на пастбище или в открытых загонах 6—12 ч в сутки. При пасмурной погоде или кратковременной пастьбе синтез витамина недостаточен.
Особое внимание должно быть обращено на D-витаминную полноценность рационов при круглогодовом стойловом содержании коров и кормлении их брикетированными кормами, приготовленными из растений, предварительно не провяленных.
Необходимость регулярного и равномерного поступления витамина D в организм обусловливается тем, что резервы его в тканях невелики и весьма лабильны. Концентрация витамина D в плазме крови у разных видов животных составляет 1,5—3 мкг в 100 мл, редко достигая 5—6 мкг.
Для всех видов сельскохозяйственных животных физиологическая активность холекальциферола и эргокальциферола одинакова, за исключением птиц. У последних соотношение активностей этих соединений составляет 30:1—40:1, что обусловлено меньшим удержанием в организме дериватов эргокальциферола и их более низкой биологической эффективностью.
Отсутствие или резкий дефицит витамина D вызывает у взрослых животных остеомаляцию, а у молодняка рахит. Эти заболевания сопровождаются снижением произведения активностей АСа2+ * АНРО4в2- в сыворотке крови и характерными биохимическими и гипопатологическими изменениями. Признаки заболевания проявляются у цыплят примерно через 2—3 недели, у лабораторных животных — через 4—5 недель, у поросят — через 5—6 недель после начала скармливания дефицитного по витамину D рациона.
Ранними симптомами недостаточности являются гипокальциемия, гиперфосфатемия и гипермагниемия. Однако в отличие от истинной низкокальциевой формы рахита при дефиците витамина D кальциемия может поддерживаться на постоянном уровне в результате активации функции паращитовидных желез. У кур-несушек при недостатке холекальциферола снижается (а затем прекращается) яйценоскость, уменьшается масса яиц, резко ухудшается качество скорлупы.
Известно, что у сельскохозяйственных животных даже при резком избытке кальция в рационе, гиперкальциурия предупреждается либо быстрым поглощением абсорбируемого кальция скелетом (у растущих животных), либо гомеостатическим регулированием уровня абсорбции кальция, либо, наконец, увеличением его эндогенной кишечной экскреции. Иначе говоря, основной регулирующий механизм для кальция находится на уровне желудочно-кишечного канала.
Главным компонентом этого механизма является витамин D, стимулирующий абсорбцию кальция в кишечнике, что, в свою очередь, способствует повышению уровня кальция и фосфора в сыворотке крови и отложению минерального компонента кости. Другими предполагаемыми функциями витамина D являются: стимуляция отложения костного минерала; влияние на резорбцию кости; повышение реабсорбции фосфатов почками и снижение их выделения с мочой.
Механизм основного действия витамина D — его влияния на абсорбцию кальция — также трактуется по-разному. Если отбросить гипотезы, не выдержавшие испытания временем, то обсуждению подлежат две основные точки зрения:
1) витамин D (или его дериваты) повышают способность ионов кальция к диффузии через стенку кишечника, противодействуя влиянию факторов, снижающих концентрацию Ca2+, или увеличивая проницаемость мембраны кишечного эпителия;
2) витамин D необходим для формирования или запуска специальной транспортной системы для кальция в кишечной стенке.
Обе точки зрения за последние годы обогатились новыми экспериментальными доказательствами, хотя полной ясности в вопрос об интимном механизме действия витамина D они не внесли.
При помощи меченного тритием витамина D удалось проследить за образованием и обменом его метаболитов в организме рахитичных животных. Основными метаболитами, циркулирующими в крови, оказались 25-оксихолекальциферол и 25-оксиэргокальциферол, обладающие в 1,5 раза большей активностью, чем исходный витамин. В кишечнике же активной формой витамина является 1,25-дигидроксихолекальциферол. Последний образуется в почках из 25-оксипроизводных витамина D и в 4—5 раза более активен для предупреждения рахита, чем нативный витамин D.
В процессе метаболизма образуются и другие активные формы витамина, например сульфатированные. Значительная часть введенного витамина (от 30 до 70%) подвергается инактивации и выведению из организма разными путями (с желчью, калом, мочой, частично с молоком). В связи с этим желчь нельзя рассматривать как секрет, способствующий абсорбции кальция благодаря высокому содержанию в нем витамина D. При выключении желчных протоков всасывание кальция снижается как у нормальных, так и у рахитичных цыплят.
Образование в организме физиологически активных форм витамина D объясняется наличием 10—16-часового лаг-периода (периода между моментом перорального или внутривенного введения витамина в организм и началом его стимулирующего эффекта на абсорбцию кальция), а также отсутствие влияния витамина на абсорбцию в опытах на изолированных участках кишечника in vitro. Общая схема метаболизма витамина D в организме приведена на рисунке 6.13.

Витамин D и кальциево-фосфорный метаболизм

Другим важным открытием было выделение из слизистой кишечника витамин D-зависимого низкомолекулярного водорастворимого кальцийсвязывающего белка. Установлено, что его содержание в слизистой тесно коррелирует с увеличением абсорбции кальция и (до известного предела) с D-витаминной полноценностью рациона. У кур-несушек количество белка в слизистой кишечника увеличивается после снесения первого яйца и остается высоким в течение всего периода яйцекладки.
Высказано предположение, что 1,25-дигидрооксикальциферол индуцирует образование кальцийсвязывающего белка в цитоплазматической фракции эпителиальных клеток. Схематично это выглядит так. Специальные рецепторы на хромосомах ядер эпителия фиксируют 1,25-дигидрооксихолекальциферол. Последний оказывает депрессорный эффект, стимулируя биосинтез информационной РНК для кальцийсвязывающего белка. Информационная РНК несет соответствующую информацию в рибосомы цитоплазмы, где с помощью транспортной РНК происходит биосинтез белка. Антибиотик актиномицин D и синтетический аналог глюкокортикоидов преднизолон, введенные рахитичным животным перед дачей витамина D, ингибируют стимуляцию витамином D абсорбции кальция в кишечнике и биосинтез кальцийсвязывающего белка. Поскольку актиномицин блокирует ДНК-зависимый синтез РНК, это рассматривается как доказательство участия витамина D в синтезе РНК, кодирующих образование кальцийсвязывающего белка.
По мнению Вассермана, аналогичным образом при участии производных витамина D осуществляется синтез кишечной АТФ-азы и щелочной фосфатазы — ферментов, играющих важную роль в механизме всасывания ионов кальция и фосфата.
Эта довольно стройная теория имеет, однако, уязвимые места, Возражения оппонентов сводятся к следующему:
а) не подтверждены убедительно данные о связывании меченого витамина D хроматином ядер; локализацию же его на мембране ядра можно рассматривать как облегчение доступа к ядерному материалу именно ионов Ca2+, а не витамина;
б) увеличение синтеза РНК в эпителии кишечника у рахитичных животных под влиянием витамина D свидетельствует лишь об общем усилении ДНК-зависимого синтеза РНК и белков вследствие ускоренного роста слизистой. Соответственно следует оценивать и изменение микроструктуры клеточного эпителия под влиянием витамина D;
в) подавление биохимического эффекта витамина D актиномицином и другими ингибиторами не является доказательством роли витамина D как генетического индуктора. Его можно интерпретировать как отражение поврежденного общего синтеза нуклеиновых кислот и белков в быстрообновляющихся клетках слизистой кишечника;
г) актиномицин нарушает процесс превращения 25-океихоле-кальциферола в 1,25-диоксихолекальциферол. Введение последнего рахитичным животным вызывает быстрое и значительное усиление всасывания кальция в тонком кишечнике, которое не снимается актиномицином;
д) в двенадцатиперстной кишке витамин D усиливает перенос ионов Ca2+ в обоих направлениях, т. е. механизм его действия связан с увеличением проницаемости стенки кишечника. Усиление диффузии Ca2+ через стенку под действием витамина D может быть отчасти объяснено его подавляющим влиянием на поглощение кальция митохондриями.
Таким образом, можно констатировать, что основной механизм действия витамина D на абсорбцию кальция остается пока недостаточно ясным.
Очевидно, что в организме витамин D подвергается превращениям, в процессе которых образуются высокоактивные дериваты,, по-видимому, влияющие на разные стороны обмена. На уровне кишечника таким соединением является 1,25-диоксихолекальциферол, усиливающий образование кальцийсвязывающего белка. Однако роль 1,25-диоксихолекальциферола как генетического индуктора специфического белкового синтеза не доказана. Более правдоподобно предположение об усилении образования кальцийсвязывающего белка из неактивного предшественника, что связано с индукцией синтеза РНК и белков.
He ясен также механизм участия специфического белка в переносе кальция. Возможно, что этот белок наряду с другими (синтез которых также зависит от витамина D) является компонентом насоса, осуществляющего активный перенос кальция против концентрационного и электрохимического градиента. Может, быть, связывая ионы кальция, а затем их освобождая, белок способствует созданию высокого концентрационного градиента на поверхности микроворсинок. Наконец, не опровергнута и гипотеза о влиянии витамина D на процессы пассивной и «облегченной» диффузии, которые также играют важную роль в абсорбции кальция.
Лучшее всасывание неорганического фосфата в кишечнике под влиянием витамина D обычно рассматривают как вторичный эффект, связанный с абсорбцией кальция. Однако имеются данные, что всасывание кальция и фосфатов это два независимых процесса, регулируемых витамином D. Основным местом всасывания кальция является двенадцатиперстная кишка, а фосфата — верхняя часть тощей кишки. Активные метаболиты, влияющие на абсорбцию фосфата и механизм их действия, неизвестны.
Влияние витамина D на гомеостаз фосфата в крови может быть прямым и косвенным. Прямое влияние связано с усиленным всасыванием фосфата и с повышенной реабсорбцией фосфатов в почках. Косвенное влияние обусловлено реципрокным снижением уровня паратгормона (при увеличении содержания кальция и фосфата в крови), что уменьшает экскрецию фосфата с мочой.
Неясным остается вопрос о влиянии витамина D на отложение или резорбцию кальция в скелете. В свете современных данных можно считать, что витамин D, по-видимому, влияет на процесс образования органического матрикса кости или его подготовку к кальцификации, но не на сам процесс минерализации.
Установлено, что витамин D стимулирует созревание эпифизарного хряща. Под воздействием витамина в хряще усиливается активность щелочной фосфатазы, гексозаминсинтетазы и пирофосфатазы. Увеличение уровня галактозаминов свидетельствует о влиянии витамина D на метаболизм хондроитинсульфата.
Что касается резорбции костной ткани, то этот процесс является сферой взаимодействия паратгормона и витамина D. В отсутствие витамина костные резервы под влиянием паратиреоидного гормона не мобилизуются. Даже ничтожная доза витамина D восстанавливает чувствительность костной ткани к гормону. В очень больших дозах витамин D имитирует эффект самого паратгормона, мобилизуя кальций из костей и усиливая экскрецию фосфатов почками. Возможно отчасти этим обусловлен положительный эффект ударных доз витамина D при некоторых формах нарушения половой цикличности у коров. Влияние гипокальциемического гормона тиреокальцитонина тоже, по-видимому, зависит от витамина D.
Приведенные выше данные свидетельствуют о наличии в организме комплексной и гибкой системы гуморальной регуляции метаболизма кальция и фосфора. Несомненно, однако, что наряду с гуморальными механизмами в регуляции принимают участие и нервные механизмы как центральные, так и периферические. Информация по этому вопросу пока только накапливается; имеющиеся данные обобщены в одной из работ.

Источник

В нашем организме все органы и системы находятся в тесной физиологической, биохимической и гормональной связи. Изменение показателей одного из активных внутренних элементов приводит к нарушению общего гомеостаза и вызывает тяжелые последствия. Витамин Д тесно взаимодействует с органами эндокринной системы и влияет на синтез гормонов, в том числе паратиреоидного гормона.

Что такое гиперпаратиреоз

Гиперпаратиреоз — заболевание, вызываемое повышенной функцией паращитовидных желез. В настоящее время специалисты говорят об «эпидемии» гиперпаратиреоза, так как развитие лабораторной и аппаратной диагностики способствует выявлению болезни на самых ранних стадиях. Согласно статистике в Российской Федерации не менее 1,5 млн человек страдают от гиперфункции паращитовидных желез.

По механизму развития заболевание классифицируют на:

Первичный гиперпаратиреоз развивается, как правило, на фоне аденомы паращитовидной железы.
Вторичный гиперпаратиреоз — результат расстройства гомеостаза кальция в организме, возникшего на фоне недостаточного синтеза активной формы Д-гормона.

Основные причины вторичного гиперпаратиреоза:

гипокальциемия;
дефицит витамина Д;
несостоятельность или мутации рецепторов холекальциферола;
хроническая почечная недостаточность.

Клинически заболевание проявляется в виде тяжелых симптомов:

образование камней в почках, желчном пузыре;
переломы, остеопороз на фоне нарушение минерализации костей;
проксимальная миопатия;
нестабильное артериальное давление;
панкреатит.

О развитии патологии говорят после изучения лабораторных данных крови. Заболевание характеризуется определенным сочетанием серологических маркеров:

Выраженным повышением уровня кальция — более 2,5 ммоль/л.
Низкий уровень фосфора — менее 0,97 ммоль/л.
Повышение ПТГ — более 47,0 пг/мл.
Уровень щелочной фосфатазы превышает 100 МЕ/л.
Магний в крови на нормальном или повышенном уровне.

Паратгормон влияет на функцию почек, что выражается в угнетении реабсорбции фосфора. Таким образом, в анализах мочи наблюдается повышение его концентрации (гиперфосфатурия).

Для чего нужен паратгормон

Паратиреоидный гормон (паратгормон, ПТГ) — синтезируется паращитовидными железами, расположенными на задней поверхности щитовидной железы. ПГТ представляет собой белок, в составе которого обнаружено 84 аминокислоты.

ПТГ выполняет важнейшую роль в обеспечении жизнедеятельности организма — поддерживает нормальный уровень активного ионизированного кальция в крови, который составляет примерно 50% от общего объема всего кальция.

При недостатке кальция, сформировавшемся на фоне дефицита Д-гормона, паратгормон «включает» механизм мобилизации кальция из депо. Гормон паращитовидных желез начинает продуцироваться в большом количестве для воздействия на остеокласты — структурные клетки костной ткани. Реализация этого сложного биохимического процесса возможна только путем усиления секреторной функции околощитовидных желез.

Почему меняется уровень паратгормона

К снижению показателей ПГТ приводит изменение содержания микроэлементов в организме и расстройство выработки гормонов щитовидной железы, надпочечников, половых желез. Например, кальцитонин, который синтезирует щитовидная железа, является функциональным антагонистом ПТГ.

Значительное возрастание показателей паратгормона наблюдается во время лечения некоторыми лекарственными препаратами. К повышению ПГТ приводят опухоли различной локализации, при которых повышается концентрация кальция.

Аналогичную реакцию вызывают аутоиммунные расстройства — ревматоидный артрит, системная красная волчанка. Пациенты должны не только регулярно сдавать анализ на маркеры аутоиммунных заболеваний, но и контролировать паратгормон.

Физиологическое повышение показателей паратгормона наблюдается во время беременности, при лактации. Изменение показателей ПГТ в большую сторону возникает при лечении диуретиками, стероидными гормонами, фосфатами, противосудорожными средствами, препаратами, содержащими литий.

Взаимосвязь паратгормона с фосфорно-кальциевым обменом и витамином Д

Регуляция кальциевого обмена происходит за счет паратгормона и активной формы Д-гормона кальцитриола. При этом паратгормон участвует в синтезе активной формы холекальциферола в почках.

Совместное действие ПТГ и витамина Д выражается в:

реабсорбции кальция в почках;
резорбции кальция в кишечнике;
активизации остеокластов, которые начинают высвобождать кальций из костной ткани.

Развитие вторичного гиперпаратиреоза (повышение уровня ПТГ) часто происходит при дефиците в организме витамина Д. Ликвидация дефицита холекальциферола достаточно быстро избавляет от данного заболевания.

Исследования показывают, что при дефиците Д-гормона в кишечнике наблюдается резорбция незначительного количества кальция — не более 10-15% из всех продуктов питания. Почечная реабсорбция кальция на 25% регулируется активным кальцитриолом. Д-гормон экспрессирует фермент Са АТФазу, которая способствует возвращению кальция в кровеносное русло.

Гормон паращитовидных желез и кальцитриол взаимодействуют и усиливают действие друг друга для обеспечения постоянства концентраци кальция в крови. В отношении фосфора наблюдается противоположная активность паратгормона. ПГТ снижает его всасывание и усиливает выделение.

О физиологической работе паращитовидных желез говорит нормальный уровень паратгормона на фоне высоких показателей кальция. Для синтеза большого количества ПТГ нет оснований, поэтому эндокринный орган находится, как бы в состоянии покоя.

На развитие вторичного гиперпаратиреоза указывает повышение цифр кальция с одновременным повышением показателей ПТГ. У пациента формируется биохимический синдром, в который входят 4 показателя:

повышение уровня кальция в крови;
высокая концентрация кальция в моче;
падение уровня фосфора в крови;
гиперфосфатурия.

Как узнать уровень паратгормона в организме

Для того, чтобы узнать показатели паратгормона, необходимо сдать кровь на соответствующий анализ в специализированной лаборатории. Как правило, вместе с уровнем ПГТ одновременно диагностируют показатели кальция, фосфора и кальцитонина.

Анализ крови на ПГТ сдают утром, на голодный желудок. За сутки до исследования запрещено употреблять алкоголь, рекомендовано снижение физических нагрузок. Если пациент принимает препараты витамина Д, от них следует отказаться за 2-3 дня до сдачи биоматериала в лаборатории. Перед сдачей анализа запрещено курить.

Нормальные показатели ПГТ колеблются от 16 до 46 пг/мл. При вторичном гиперпаратиреозе уровень ПГТ достигает 106 пг/мл и выше.

Как восполнить дефицит витамина Д

Витамин Д участвует практически в метаболизме питательных веществ, обеспечивает фосфорно-кальциевый обмен, минерализацию костной ткани. Без активного Д-гормона невозможен синтез половых гормонов — тестостерона и эстрогенов.

Систематический прием профилактических доз препаратов холекальциферола обеспечивает нормальное функционирование желез внутренней секреции с сохранением гормонального баланса в организме. Научно доказано, что достаточный уровень холекальциферола защищает клетки внутренних органов от патологических изменений, приводящих к развитию рака. Об этом мы писали в этой статье.

Недостаточный уровень витамина Д приводит к развитию ряда тяжелых заболеваний:

рахита у детей;
остеомаляции;
остеопороза.

Подробно о последствиях нехватки холекальциферола рассказано в этой статье нашего сайта.

Больным с диагностированным вторичным гиперпаратиреозом обязательно назначают препараты витамина Д в дозировке не менее 3000 МЕ в сутки.

Максимально быстрый лечебный эффект наблюдается при грамотном сочетании приема витамина Д с:

добавками Омега-3 — по 1000 мг дважды в сутки;
гармонозаместительной терапией (в возрасте старше 45 лет) — тестостерон, прогестерон, эстрогены в индивидуально рассчитанных дозах;
витаминами группы В, витамином С и органическим йодом.

Расчет дозы витамина Д осуществляют на основании современной диагностики методом масс-спектрометрии. Это лабораторный анализ крови, который определяет уровень 25(ОН)D. При критически низких показателях возможно назначение холекальциферола в дозе до 10 000 МЕ в сутки.

Для восстановления нормальных показателей витамина Д — от 60 нг/мл и выше необходимо:

употреблять в пищу продукты, богатые холекальциферолом (рыбу жирных сортов, говяжью печень, куриные яйца, креветки, цельное молоко);
отказаться от приема статинов;
принимать добавки витамина Д.

Детальнее рекомендуем ознакомиться со способами нормализации уровня витамина Д в специальной статье … [читать полную версию]

Источник