Холекальциферол как форма витамина D¶

Холекальциферол — жирорастворимое органическое соединение, одна из основных природных форм витамина D (витамин D3). По химической структуре представляет собой секокортикостероид — производное холестерина, в котором разорвано кольцо B стероидного скелета. Молекулярная формула — C₂₇H₄₄O. Холекальциферол синтезируется в коже человека и животных под действием ультрафиолетового излучения и поступает в организм с пищей животного происхождения; он служит ключевым участником фосфорно-кальциевого обмена и поддержания костной ткани.

¶Химическая природа и свойства

Холекальциферол — бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в жирах и органических растворителях (эфире, хлороформе, спирте) и практически нерастворимое в воде. Он устойчив к нагреванию в нейтральной среде, но разрушается под действием света, кислорода и кислот. Именно поэтому пищевые продукты и препараты, содержащие витамин D, хранят в защищённом от света месте.

Соединение относят к группе секостероидов: под действием УФ-излучения в молекуле провитамина 7-дегидрохолестерина разрывается связь между атомами углерода, в результате чего стероидная структура «раскрывается». Холекальциферол — лишь предшественник активной формы гормона; биологическим действием обладает не он сам, а его метаболиты.

¶Синтез в организме и поступление извне

Основной источник холекальциферола для человека — эндогенный синтез в коже. Под воздействием ультрафиолета диапазона UVB (длина волны примерно 290–315 нм) 7-дегидрохолестерин превращается в превитамин D3, который затем самопроизвольно изомеризуется в холекальциферол. Эффективность синтеза зависит от времени года, широты, облачности, пигментации кожи, возраста и площади открытых участков тела.

Пищевые источники витамина D3 ограничены и представлены преимущественно продуктами животного происхождения:

• жирная рыба (лосось, сельдь, скумбрия, тунец);
• рыбий жир из печени тресковых рыб;
• яичные желтки;
• печень;
• молочные продукты и сыры (в небольших количествах).

Растительная пища содержит, как правило, витамин D2 (эргокальциферол), который образуется из эргостерина грибов и дрожжей под действием УФ-излучения. Обе формы близки по действию, но холекальциферол считается более эффективным в повышении концентрации активного метаболита в крови.

¶Метаболизм и механизм действия

Поступивший или синтезированный холекальциферол связывается с транспортным белком и переносится в печень. Там он гидроксилируется по 25-му положению с образованием 25-гидроксихолекальциферола (кальцидиола) — основной циркулирующей формы витамина D, по которой оценивают обеспеченность организма. В почках кальцидиол подвергается второму гидроксилированию и превращается в 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол) — наиболее активный гормон.

Кальцитриол действует через ядерные рецепторы витамина D, присутствующие в клетках кишечника, костей, почек, иммунной системы и других тканей. Основные эффекты:

• усиление всасывания кальция и фосфатов в тонком кишечнике;
• регуляция реабсорбции кальция в почках;
• участие в ремоделировании костной ткани;
• модуляция иммунных реакций и пролиферации клеток.

¶Значение для здоровья

Недостаток холекальциферола ведёт к снижению всасывания кальция и нарушению минерализации костей. У детей это проявляется рахитом, у взрослых — остеомаляцией и повышенным риском остеопороза. Хронический дефицит связывают также с мышечной слабостью, нарушениями иммунитета и некоторыми хроническими заболеваниями, хотя степень причинно-следственной связи продолжает изучаться.

Избыток витамина D, напротив, вызывает гиперкальциемию с тошнотой, нарушением работы почек и кальцификацией мягких тканей. Поскольку холекальциферол способен накапливаться в жировой ткани, длительный приём высоких доз опасен. Это отличает его от водорастворимых витаминов, излишки которых обычно выводятся с мочой.

¶Применение

Холекальциферол широко используется в медицине и пищевой промышленности:

Препараты выпускают в виде масляных и водных растворов, капель, таблеток и капсул. Дозировка подбирается индивидуально с учётом возраста, сезона, региона проживания и лабораторных показателей кальцидиола. В регионах с недостатком солнечного света профилактический приём особенно актуален в осенне-зимний период.

¶Оценка обеспеченности и нормы

Уровень холекальциферола в организме оценивают по концентрации 25-гидроксивитамина D в сыворотке крови. Ориентировочные градации:

• выраженный дефицит — менее 10 нг/мл;
• недостаточность — 10–20 нг/мл;
• норма — 20–50 нг/мл;
• возможный избыток — свыше 100 нг/мл.

Рекомендуемые суточные дозы различаются в разных странах и для разных возрастных групп; для взрослых обычно указывают диапазон 600–800 МЕ, для пожилых и групп риска — выше. Точные нормы устанавливаются национальными органами здравоохранения.

¶История изучения

Существование «витамина D» было постулировано в начале XX века в связи с поиском фактора, предотвращающего рахит. В 1920-х годах Элмер Макколлум и его коллеги выделили соединение из рыбьего жира, а в 1930-х была установлена структура холекальциферола и осуществлён его химический синтез. Открытие механизмов фотосинтеза витамина в коже и последующих этапов его активации в печени и почках относится к 1960–1970-м годам. За работы по химии стероидов и витаминов ряд исследователей был удостоен Нобелевских премий.