Опубликовано в журнале:

Май, 2007

Витамин D (эргокальциферол, холекальциферол)

О.А. Громова, профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии ГОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия» Росздрава, научный консультант Российского сотрудничающего центра Института микроэлементов ЮНЕСКО, д-р мед. наук

По современной функциональной классификации витаминов, разработанной В.Б. Cпиричевым с соавт. (2005), витамин D относится к гормонам, производным холестерина. Кроме того, теперь этот витамин следует рассматривать как гормон, не только регулирующий кальциевый гомеостаз, но и контролирующий пролиферацию и дифференциацию клеток.

Открытие De Luca Hector (1998) специфических рецепторов для витамина D не только в тканях-мишенях – кишечнике, костях, почках, – но и в других тканях, а также идентификация рецепторов в раковых клетках указывают на более широкие функции витамина, чем только регуляция обмена кальция и остеогенеза. В ходе научных исследований было установлено, что витамин D модулирует секрецию инсулина, тиреоидных гормонов и паратгормона. Адекватный фотосинтез в коже витамина D3 рассматривается как важный антиканцерогенный фактор, а также как дополнительный фактор в преодолении глюкозотолерантности, в борьбе с ожирением.

Генетический контроль обмена витамина D3 и ретиноидов взаимосвязан. RXR (pregnane X receptor) может действовать в виде гетеродимеров, уровень которых повышается при патологии беременности и бесплодии. Активация непермиссивных гетеродимеров может быть достигнута только в присутствии лиганда партнера RXR – VDR (vitamin D receptor). При недостаточной или избыточной активации ретинолом и при недостаточности витамина D3 формируются дефекты морфогенеза плаценты, сердца, глаза, ведущие к гибели эмбрионов. При длительном дефиците витамина D3 формируются многообразные нарушения обмена холестерина, происходит экспрессия ряда цитохромов Р450, регуляторами которых служат димеры RXR: отмечается укорочение жизни гепатоцитов, особенно при регенерации и при возрастании плоидности клеток. Разрушение гена RXR-бета сопровождается нарушением сперматогенеза и преждевременным формированием альвеол легких; гена RXR-гамма – нарушением формирования холинергических нейронов и экстрапирамидных путей мозга, функций гипокампа.

В последние годы показано активное участие витамина D в регуляции иммуногенеза и клеточной пролиферации (T. Suda et al., 1990).

Ниже суммированы иммунотропные эффекты витамина D:

1. подавляет экспрессию рецепторов к трансферрину на макрофагах (W.F.C. Rigby et al., 1985);
2. подавляет образование СD23-клеток (Ch. Fargeaset al., 1990);
3. подавляет активность и пролиферацию Т-хелперов в зависимости от концентрации ИЛ-1: при низкой концентрации ИЛ-1 стимулирует пролиферацию Т-хелперов почти в 50 раз; в оптимальных (физиологических) концентрациях подавляет индукцию и пролиферацию; при повышенной концентрации ИЛ-1 повышает индукцию, но блокируют пролиферацию Т-хелперов (D.L. Lacey et al., 1987);
4. ИФН-гамма дозозависимо усиливает образование кальцитриола (1,25-(ОН)2-D3) альвеолярными макрофагами, что оптимизирует антиген-презентирующую функцию (H. Koeffler, Phillihe et al., 1990);
5. повышенные дозы витамина D оказывают подавляющее действие на процессы гуморального и клеточного иммунных ответов (S.K. Shiozawa et al., 1985; K. Muller et al., 1988);
6. под действием кальцитриола происходит окончательная дифференцировка промиелоцитов HL-60 в макрофаги (R.L. Paguetteet al., 1991). Поэтому витамин D3 нашел применение в качестве дифференцирующего агента в схемах лечения недифференцированных лейкозов и карцином;
7. кальцитриол индуцирует синтез Ca-связывающих белков: кольбиндина кишечного эпителия, S100 нейронов, парвальбулина и тропонина мышечной ткани и кальцимединов в многочисленных тканях (в том числе в лимфоидной).

Надо отметить, что для восстановления функции макрофагов и лимфоцитов при иммунодефиците, обусловленном D-недостаточностью, необходим прием 450 МЕ витамина D3 в день в течение 2–3 месяцев.

Фармакодинамика

В группе витамина D наиболее активными соединениями являются эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3) (табл. 1). Витамин D2 образуется из облученных дрожжей и хлеба, витамин D3 постоянно образуется в коже под действием ультрафиолетовых лучей, являясь основным источником витамина D. Меньшая его часть поступает с пищей (печень рыб, облученное молоко). По действию в организме человека витамины D2 и D3 сходны как качественно, так и количественно.

Таблица 1
Полная номенклатура метаболитов витамина D (C. Geisesler, H. Powers, 2006)

Обычное название (рус., лат.)	Рекомендуемое название	Аббревиатура	Mr
Витамин D3
Холекальциферол (cholecalciferol)	Кальциол (calciol )	–	384,6
25-гидроксикальциферол (25-hydroxycalciferol)	Кальцидиол (calcidiol)	25-(OH)D3	400,6
1альфа-гидроксихолекальциферол (1альфа-hydroxycholecalciferol)	1(S)-гидроксикальциол (1(S)-hydroxycalciol)	1альфа-(OH)D3	400,6
24,25-дигидрооксихолекальциферол (24,25-dihydroxycholecalciferol)	24(R)-гидроксикальцидиол (24(R)-hydroxycalcidiol)	24,25-(OH)2D3	416,6
1,25-дигидрооксихолекальциферол (1,25-dihydroxycholecalciferol)	Кальцитриол (calcitriol)	1,25-(OH)2D3	416,6
1,24,25-тригидрооксихолекальциферол (1,24,25-trihydroxycholecalciferol)	Кальцететрол (calcitetrol)	1,24,25-(OH)3D3	432,6
Витамин D2
Эргокальциферол (ergocalciferol)	Эргокальциол (ercalciol)	–	396,6
25-гидроксиэргокальциферол (25-hydroxyergocalciferol)	Эргокальцидиол (ercalcidiol)	25-(OH)D2	412,6
24,25-дигидроксиэргокальциферол (24,25-dihydroxyergocalciferol)	24(R)-hydroxyercalcidiol	24,25-(OH)2D2	428,6
1,25-дигидроксиэргокальциферол (1,25-dihydroxyergocalciferol)	Эркальцитриол (ercalcitriol)	1,25-(OH)2D2	428,6
1,24,25-тригидроксиэргокальциферол (1,24,25-trihydroxyergocalciferol)	Эркальцитетрол (ercalcitetrol)	1,24,25-(OH)3D2	444,6

Витамин D2 имеет природный провитамин – эргостерин, относящийся к стеринам растительного происхождения. Природным провитамином витамина D3 является 7-дегидрохолестерин, содержащийся в животных тканях, в частности в коже. Он превращается в витамин D3 под влиянием солнечного света. Витамин D влияет на общий обмен веществ при метаболизме кальция (Ca²⁺) и фосфата (НРО4^2-), при этом он повышает проницаемость эпителия кишечника для кальция и фосфора. Существенное значение имеет участие витамина D в минерализации костной ткани.

Фармакокинетика

Всасывание витамина D происходит в проксимальном отделе тонкого кишечника, обязательно в присутствии желчи. Часть витамина D абсорбируется в средних отделах тонкой кишки и незначительная часть – в подвздошной. После всасывания холекальциферол обнаруживается в составе хиломикронов в свободном виде и лишь частично в форме эфира. В крови большая его часть находится в связанном состоянии с гамма-глобулинами и альбуминами. Витамин D депонируется главным образом в жировой ткани. Основные процессы биотрансформации витамина D происходят в коже, печени и почках. В коже под действием ультрафиолетового облучения образуется витамин D3 из предшественников. В печени витаминD, гидроксилируясь, превращается в 25-оксихолекальциферол (25-ОН-D3). Последний в почках с участием паратгормона переходит в самый активный метаболит витамина D – кальцитриол, или 1,25-дигидрооксихолекальциферол (1,25(ОН)2-D3), который рассматривается как сильнодействующий почечный гормон стероидной структуры. 1,25-(ОН)2-D3 выполняет важную роль в регуляции метаболизма Са, Р и двухвалентных микроэлементов (Cd, Ni, Zn, Hg, Be, Sr). Период полувыведения витамина D из организма составляет около 19 дней. Он выводится путем экскреции с желчью, первоначально в кишечник (15–30% от введенной дозы в течение суток), где подвергается энтерогепатической циркуляции (повторное всасывание). Оставшаяся часть выводится с содержимым кишечника. Скорость исчезновения исходного витамина из плазмы крови составляет 19–25 часов, но при накоплении в тканях время его пребывания в организме может составить до 6 месяцев. (В.Г. Кукес, 2006).

Механизм действия

Витамин D можно рассматривать как витамин и как гормон. Как витамин, он поддерживает уровень неорганического фосфора и кальция в плазме выше порогового значения и повышает всасывание кальция в тонкой кишке, таким образом, предупреждая развитие рахита и остеомаляции. В качестве гормона рассматривается калицитриол. Он действует на клетки кишечника, почек и мышц. В клетках слизистой оболочки кишечника витамин D стимулирует синтез белка-носителя, необходимого для транспорта Са. Действие паратгормона, проявляющееся усилением абсорбции кальция, осуществляется полностью через его стимулирующее влияние на продукцию 1,25-(ОН)2-D3 почками. Всасывание Р также стимулируется витамином D. Усиление процессов минерализации тканей при лечении витамином D, по-видимому, является следствием повышения содержания Са и Р в плазме. Калицитриол способен повышать реабсорбцию Са, но в умеренной степени, так как 99% Са реабсорбируется и в отсутствие витамина D. В мышечной ткани при дефиците витамина D снижается захват Са саркоплазматическим ретикулумом, что проявляется мышечной слабостью. Процесс образования гормона регулируется потребностью организма в Са и Р и опосредуется паратгормоном и содержанием Р в крови.

Симптомы гиповитаминоза

У детей недостаток витамина D проявляется развитием рахита с нарушением обызвествления костей, деформацией позвоночника, нижних конечностей, замедленным общим развитием. У подростков гиповитаминоз D проявляется остеопенией, нарушением формирования кожи и ее придатков (ломкость ногтей, сухость и ломкость волос). К дефициту витамина D приводит преимущественное употребление высокоуглеводистой пищи, несбалансированной по соотношению в ней Са и Р. Недостаток витамина D может возникать у детей, исключивших из употребления продукты животного происхождения (молоко, творог, сливочное масло, желтки яиц, рыбу), а также при недостатке солнечного света.

Суточная потребность в витамине D2 – 500–1000 МЕ; в витамине D3 – 500 МЕ (дети до года), 200–400 МЕ (дети старше года и взрослые).

Передозировка и побочные явления

При применении неадекватных доз препаратов витамина D и продолжительном лечении может развиться острое или хроническое отравление (D-гипервитаминозы). Проявляется заболевание патологической деминерализацией костей, отложением кальция в почках, сосудах, сердце, легких, кишечнике и значительным нарушением функций этих органов.

При наблюдении за 230 больными с отравлением эргокальциферолом отмечались следующие симптомы: астенизация, головная боль, головокружение, тошнота, рвота, нарушение сна, жажда, полиурия, оссалгии и артралгии. У 16 больных был выявлен высокий уровень кальциемии. Как отмечают авторы, получен положительный эффект от применения глюкокортикостероидов, антагонистов кальция (верапамила), симптоматических препаратов (О.А. Пуртова и др., 1996).

Передозировка витамина D возможна при длительном использовании не только монопрепаратов, но и при бесконтрольном использовании поливитаминных комплексов с высокими дозами данного витамина. Во избежание угрозы гипервитаминоза витамина D при необоснованно высоком или необоснованно длительном применении следует обращать внимание на дозирование витамина в составе препаратов.

Экспериментальные и клинические исследования

Существует масса заключений экспертов о необходимости систематического приема пищи, богатой кальцием и витамином D, особенно при остеопорозе. Это достоверно увеличивает костную массу, устраняет нарушения микроархитектоники костей, снижает риск переломов. (Lane et al., 2003, Ebeling, 2003). Остеопороз может возникать во все возрастные периоды. Обследование детей показало, что от младенческого до юношеского возраста могут быть обнаружены разные по степени выраженности симптомы остеопороза. В США рекомендуют минимальное потребление витамина D (200 МЕ в день) не только младенцам, в том числе и тем, которые находятся на грудном вскармливании, но всем детям вплоть до юношеского возраста (L.M. Gartner et al., 2003).

Установлено, что в географических областях, где пища бедна витамином D, например в Скандинавии, повышена заболеваемость атеросклерозом, артритами, диабетом, особенно в юношеской форме. Дефицит витамина D существенно повышает индекс канкрофилии (О.В. Джиташвили, 2002).

Наличие болезни Крона или иных воспалительных заболеваний толстой кишки может служить фактором, способствующим развитию остеопороза. В тех случаях, когда болезнь Крона требует постоянного приема кортикостероидных препаратов, лечение больных необходимо дополнять препаратами кальция и витамина D. Это препятствует развитию стероидного остеопороза (J. Hoffmann et al., 2000).

Необходимость профилактического приема препаратов кальция, витамина D, а также эстрогенов при признаках остеопороза общепринята. Показано, что потеря кальция костями в пожилом возрасте сопровождается эктопической кальцификацией других тканей, особенно артерий и почек. При анализе смертности доказано, что эктопическая кальцификация более опасна, чем непосредственно сам остеопороз. Помимо этого известно, что кальцификация артерий при атеросклерозе встречается почти у 90% пациентов. В исследовании, проведенном на 173 пациентах, показано, что при выраженной кальцификации артерий отмечается снижение уровня витамина D в сыворотке крови (A. Watson et al., 1997).

Рак предстательной железы связан с нарушением баланса андрогенов, и получены веские аргументы в пользу влияния кальцитриола на рост и дифференцирование раковых клеток простаты: он замедляет прогрессирование рака предстательной железы. Аналогичное действие кальцитриол оказывает на пролиферацию эпителия двенадцатиперстной кишки. Скорость образования криптальных клеток после добавления витамина к культуре клеток двенадцатиперстной кишки снижается с 2,42 до 1,41 клеток в час на крипту. На этом основании сделано заключение, что витамин D3 угнетает пролиферацию дуоденального эпителия и снижает риск опухолей двенадцатиперстной кишки (А.В. Кудрин, О.А. Громова, 2007).

Заслуживает внимание изучение роли витамина D3 в регуляции фосфорно-кальциевого обмена у больных с хронической почечной недостаточностью. Обследовано 24 ребенка в возрасте от 7 до 15 лет с хронической почечной недостаточностью, развившейся на фоне врожденной патологии почек или аутоиммунного процесса. Больные находились на гемо- или перитониальном диализе. В комплексную терапию был включен метаболит витамина D3. Анализ показателей иммунного статуса выявил улучшение функции моноцитов практически у всех больных. Этот эффект был более выражен при врожденной патологии почек, чем при аутоиммунном процессе. Воздействие на нейтрофилы имело разнонаправленный характер. На фоне терапии метаболитом витамина D3 увеличилась активность Т-лимфоцитов, количество Т-супрессоров, ответ лимфоцитов на митоген КонА, уровень IgA. Уменьшилось количество активных Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, ответ на митоген ФГА и уровни IgМ и IgG. Количество нормальных клетоккиллеров, регуляторный индекс и ответ на митоген лаконоса возросли у детей с врожденной патологией почек, в то время как у детей с аутоиммунным процессом эти показатели снизились (Г.А. Cамсыгин и др., 1997).

Количество витамина D, синтезируемого в коже под действием солнечного света, зависит от длины волны, пигментации кожи и уровня загрязненности атмосферы. В жарких, но загрязненных районах земного шара, несмотря на высокую инсоляцию, дефицит витамина D чрезвычайно распространен. Кроме того, биоусвояемость витамина D зависит от возраста, и по мере старения она неуклонно падает (H. Harris et al., 1999). Недостаток витамина D – преимущественно «зимняя» проблема. В зимний период дефицит витамина D (в крови) встречается чаще, чем летом.

Существует теория, утверждающая, что дефицит витамина D усугубляет течение внелегочного туберкулеза. Наблюдение A. Davies (1997) заключалось в том, что эмигранты из стран тропического пояса заражались туберкулезом в стране своего рождения. Но благодаря высокой степени инсоляции в их организме образовывалось большое количество витамина D, сдерживающего развитие заболевания. Переезд в страны Европы и Северной Америки, где степень инсоляции ниже, чем в странах Азии, Африки и Латинской Америки, откуда эмигранты прибыли, приводил к снижению содержания в организме витамина D, на фоне чего манифестировал туберкулез.

Таким образом, на современном этапе наблюдается значительная эволюция знаний о витамине D, уточнены метаболические пути и новые рецепторно опосредованные механизмы иммунологического действия (антиканцерогенное, иммуномодулирующее при аутоиммунных заболеваниях, противовоспалительное). Однако на большей части территории России инсоляция понижена, многие дети и подростки проходят весь период становления жизненных программ развития в условиях северных территорий. При этом приверженность к здоровому образу жизни у Россиян очень низкая. Отмечается повсеместное нарушение диетических рекомендаций, отсутствует плановая и научно обоснованная коррекции рациона, отмечается недостаточность уровня ежедневной физической нагрузки, особенно у девочек, не искоренены вредные привычки, деформирующие витаминный баланс, нет системы информированности детей и подростков о последствиях несоблюдения здорового образа жизни. Поэтому вновь проводниками идей здорового образа жизни, в том числе нормализации обмена витамина D, являются представители медицины.