Витамины и синтез гормонов¶

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений, необходимых организму в малых количествах для нормального обмена веществ, роста и жизнедеятельности. Большинство витаминов не синтезируется в организме человека и животных в достаточном количестве и поступает с пищей. Одна из ключевых функций части витаминов — участие в образовании гормонов: они выступают либо как предшественники (провитамины) молекул гормонов, либо как кофакторы ферментов, катализирующих отдельные этапы их синтеза.

¶Механизмы участия витаминов в гормоногенезе

Участие витаминов в образовании гормонов реализуется двумя основными путями.

• Прямое участие как предшественника. Молекула витамина химически превращается в гормон в ходе нескольких ферментативных реакций. Классический пример — витамин D, который после ряда гидроксилирований превращается в активный гормон кальцитриол.
• Косвенное участие как кофактора. Витамин входит в состав коферментов, без которых невозможно протекание реакций синтеза гормонов. Так действуют витамины группы B, витамин C, витамин K.

Разделение условно: один и тот же витамин может участвовать в гормоногенезе обоими способами в разных метаболических путях.

¶Витамин D — витамин-предшественник гормона

Витамин D (кальциферол) фактически является провитамином стероидного гормона. Поступающий с пищей или образующийся в коже под действием ультрафиолета холекальциферол (D3) проходит два этапа активации:

1. в печени — гидроксилирование по 25-му положению с образованием 25-гидроксивитамина D (кальцидиола);
2. в почках — гидроксилирование по 1-му положению с образованием 1,25-дигидроксивитамина D (кальцитриола).

Кальцитриол — активный гормон, регулирующий всасывание кальция и фосфатов в кишечнике, их реабсорбцию в почках и мобилизацию из костной ткани. По механизму действия он относится к стероидным гормонам: связывается с внутриклеточным рецептором и влияет на экспрессию генов. Таким образом, витамин D — редкий пример вещества, которое одновременно называют витамином и рассматривают как прогормон.

¶Витамины группы B как кофакторы синтеза гормонов

Витамины группы B входят в состав коферментов, обслуживающих ключевые реакции синтеза гормонов.

¶Синтез стероидных гормонов

Стероидные гормоны (кортизол, альдостерон, тестостерон, эстрадиол, прогестерон) образуются из холестерина. Начальный и лимитирующий этап — превращение холестерина в прегненолон — катализируется ферментом, относящимся к цитохромам P450, который требует НАДФ·H. Источником восстановительных эквивалентов служат коферменты, производные витаминов B3 и B2. Коэнзим A (производное пантотеновой кислоты, витамин B5) участвует в транспорте ацетильных групп и в синтезе самого холестерина.

¶Синтез катехоламинов и серотонина

Адреналин, норадреналин и дофамин синтезируются из аминокислоты тирозина. Ключевой этап — декарбоксилирование предшественников — катализируется пиридоксальфосфат-зависимыми ферментами (витамин B6). Серотонин образуется из триптофана также через декарбоксилирование, требующее витамина B6. При дефиците B6 синтез этих нейромедиаторов и гормонов снижается.

¶Синтез тиреоидных гормонов

Тироксин (T4) и трийодтиронин (T3) образуются в щитовидной железе путём йодирования остатков тирозина в составе белка тиреоглобулина. Окислительные реакции йодирования обеспечиваются ферментом тиреопероксидазой, работа которой сопряжена с пероксидом водорода; в этих процессах участвуют кофакторы, связанные с рибофлавином (витамин B2). Синтез тиреоидных гормонов невозможен без достаточного поступления йода, но витамины обеспечивают ферментативное звено.

¶Витамин C и витамин K

Витамин C (аскорбиновая кислота) — кофактор гидроксилаз, участвующих в синтезе стероидных гормонов и катехоламинов. Он необходим для гидроксилирования дофамина в норадреналин, а также поддерживает работу ферментов, участвующих в образовании кортикостероидов в надпочечниках. Кроме того, аскорбиновая кислота участвует в синтезе коллагена и в метаболизме тирозина.

Витамин K участвует в карбоксилировании остатков глутаминовой кислоты в ряде белков. Хотя сам он не образует гормонов, продукты его зависимых реакций влияют на систему свёртывания и костный метаболизм, тесно связанный с гормональной регуляцией (в частности, с витамином D и паратгормоном).

¶Витамин A и стероидогенез

Ретиноевая кислота — производное витамина A — действует как сигнальная молекула, регулирующая экспрессию генов через ядерные рецепторы, подобно стероидным гормонам. Витамин A также необходим для синтеза прогестерона и участвует в поддержании сперматогенеза и функции половых желёз. Его дефицит нарушает работу эндокринной системы.

¶Последствия дефицита

Недостаток витаминов, участвующих в гормоногенезе, приводит к эндокринным нарушениям:

• дефицит витамина D — рахит у детей, остеомаляция у взрослых, нарушение кальциевого обмена;
• дефицит витамина B6 — снижение синтеза серотонина, дофамина, норадреналина;
• дефицит витамина C — нарушение синтеза катехоламинов и кортикостероидов;
• дефицит витамина A — расстройства половой функции и стероидогенеза;
• дефицит фолатов и B12 — нарушение метилирования и кроветворения, опосредованно влияющее на гормональный баланс.

Избыток витаминов также опасен: гипервитаминоз D вызывает гиперкальциемию, гипервитаминоз A — токсические поражения печени.

¶Значение представлений о витаминах в эндокринологии

Понимание роли витаминов в образовании гормонов лежит в основе диагностики и коррекции ряда эндокринных заболеваний. Определение уровня витамина D используется для оценки риска остеопороза, а восполнение дефицита витаминов группы B применяется при неврологических и эндокринных расстройствах. Это демонстрирует тесную связь витаминного и гормонального обмена: витамины не только поддерживают обмен веществ в целом, но и непосредственно обеспечивают синтез важнейших регуляторных молекул организма.