Витамин D

Витамин D - группа биологически активных веществ (холекальциферол, эргокальциферол, ситокальциферол, 2,2-дигидроэргокальциферол и другие). Холекальциферол (витамин D3) синтезируется у человека в коже под действием ультрафиолетовых лучей диапазона «B», а также поступает в организм человека с пищей. Эргокальциферол (витамин D2) может поступать только с пищей.

Главное назначение витамина D в организме человека - обеспечение всасывания кальция и фосфора из пищи в тонком кишечнике[1]. Согласно ряду клинических исследований, хронический дефицит витамина D у детей раннего возраста связан с высоким риском развития у них в будущем различных заболеваний: сахарного диабета, ожирения, аутоиммунных заболеваний, онкологических заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, псориаза, атопических заболеваний, воспалительных заболеваний кишечника[2].

Кальцитриол (1,25(ОН)₂D, продукт метаболизма холекальциферола и эргокальциферола) связывается с рецепторами витамина D (VDR) в тканях и изменяет уровень транскрипции VDR во всём организме[1].

Кальциферол растворим в жирах. Жиры также необходимы для всасывания этого витамина в кишечнике. Как и другие растворимые в жирах витамины, имеет свойство накапливаться в жировой ткани[3]. Запасы витамина D, накопленные организмом в течение лета, могут постепенно расходоваться в зимние месяцы[3].

Регулярное употребление добавок с витамином D способствует облегчению симптомов синдрома раздраженного кишечника[4].

Норма содержания витамина D в крови: концентрация 25(ОН)D более 30 нг/мл (75 нмоль/л), меньшие значения - недостаточность, а менее 20 нг/мл (50 нмоль/л) - дефицит. Передозировка витамином D возможна, начиная с концентрации 100 нмоль/л, безусловно токсичная концентрация - 200 нмоль/л[5].

По российским рекомендациям 2015 года суточная профилактическая доза витамина D в пище (холекальциферол D₃ и эргокальциферол D₂) для людей 18−50 лет составляет не менее 600−800 МЕ (международных единиц), для беременных и кормящих - 800−1200 МЕ, людям старше 50 лет - 800−1000 МЕ[6].

Открытие[править | править код]

Обнаружение витамина D позволило решить острую до этого проблему детского рахита. После того как американский биохимик Элмер Макколум обнаружил в 1914 году в рыбьем жире витамин A, английский ветеринар Эдвард Мелленби сделал наблюдение, что от рахита не страдают те собаки, которых кормят рыбьим жиром. Это наблюдение привело его к выводу, что рахит предотвращает именно витамин A или какое-то связанное с ним вещество.

Чтобы внести ясность в этот вопрос, Макколум в 1922 году поставил эксперимент с порцией рыбьего жира, где витамин A был нейтрализован. Собаки, которым он давал этот продукт, благополучно излечились от рахита. Так было доказано, что за излечение от рахита отвечает не витамин A, а другой, неизвестный доселе витамин. Поскольку это был четвёртый по счёту витамин, открытый наукой, его назвали четвёртой буквой латинского алфавита - D.

В 1923 г. американский биохимик Гарри Стенбок показал, что облучение пищи ультрафиолетом увеличивает содержание в ней витамина D. Подопытные крысы, употреблявшие такую облучённую пищу, излечились от рахита. Примерно тогда же А. Ф. Гесс доказал, что человек может производить витамин D под действием солнечного света.

Стенбок тем временем запатентовал метод увеличения содержания «солнечного витамина» в молоке и других жирных продуктах с помощью облучения их ультрафиолетом. Практика обогащения продуктов витамином D распространена в США. В российской рознице молочные изделия с добавлением витамина D практически не представлены.

Механизм действия и измерение[править | править код]

Витамин D в обеих присутствующих в лекарствах формах (холекальциферол и эргокальциферол) является на самом деле провитамином. Для активации холекальциферол сначала должен превратиться в печени в 25-гидрокси-холекальциферол (сокращенно 25(OH)D3, кальцидиол), а затем в почках - в 1,25-дигидрокси-холекальциферол (1,25(OH)2D3, кальцитриол).

Оценка адекватности обеспечения конкретного человека витамином D вызывает споры в научном сообществе. Наиболее универсальным лабораторным показателем на 2006 год считалась концентрация 25-гидрокси-холекальциферола в сыворотке крови[7]. Её минимальное значение, обеспечивающее здоровье костей у большинства людей в популяции, составляет 20 нг/мл (50 нмоль/л)[нет в источнике][8].

Однозначно установить дополнительную пользу от достижения значений выше 30 нг/мл (75 нмоль/л) в клинических исследованиях не удалось[8]. Тем не менее, согласно некоторым рекомендациям, оптимальным считается интервал 30-60 нг/мл (75-150 нмоль/л)[9].

Долгое время рекомендовалось дополнительно принимать витамин D для профилактики развития остеопороза и укрепления костной ткани. Однако опубликованные в 2018 году результаты метаисследования показали, что статистически значимые доказательства эффективности витамина D отсутствуют. Исследователи проанализировали более 53,5 тыс. пациентов (в основном - женщины старше 65 лет) в 81 случайном клиническом исследовании. Результаты испытаний подгрупп применения витамина D в высоких и низких дозах были схожи и не свидетельствовали об улучшении состояния костной ткани среди пациентов, дополнительно принимавших витамин D. Ученые сошлись во мнении того, что употребление добавки может быть обосновано только среди пожилых людей, почти никогда не выходящих на улицу и имеющих недостаток в выработанном естественным путем витамине D[10][11]. Следует отметить, что последнее утверждение спорно: дефицит витамина может возникать у любого человека, который практически всегда носит закрывающую кожу одежду или пользуется солнцезащитными средствами, а особенно в случае сочетания закрытой одежды с нанесением солнцезащитных средств на лицо. Также, непрозрачные косметические средства препятствуют попаданию УФ-лучей в кожу лица и выработке витамина D.

Недостаток

Дефицит витамина D - явление достаточно распространённое, затрагивающее, по некоторым оценкам[12], до миллиарда жителей Земли. В США, по данным крупного популяционного исследования, проведённого в 2001-2006 годах, распространённость «риска дефицита» витамина D у взрослых и детей старше 1 года составила 8 %. К ней можно прибавить 24 % людей со статусом «риск недостаточного потребления»[13]. В совокупности это почти треть населения США. В ряде других стран, с достаточным уровнем солнечного облучения, таких как Индия, Пакистан, Иран, Китай, значительная доля населения (по некоторым данным, до 60-80 %) имеют симптомы дефицита витамина D[14][15]. Россия расположена в зоне низкой инсоляции, поэтому практически все её жители входят в группу риска[16].

Вместе с тем приводимые цифры распространённости дефицита витамина D могут значимо отличаться в зависимости от того, какой уровень 25-гидрокси-холекальциферола в крови берётся за пограничный (16, 20 или 30 нг/мл или какой-либо другой). Институт медицины СШАruen в 2010 году ввел новую классификацию адекватности статуса витамина D в зависимости от уровня 25-гидрокси-холекальциферола в сыворотке крови[8].

Категория достаточности витамина D Уровень 25(HO)D (нг/мл) Уровень 25(HO)D (нмоль/л)
риск дефицита < 12 < 30
риск недостаточного потребления 12-19 30-49
достаточное потребление 20-50 50-125
уровень, выше которого есть основание для обеспокоенности > 50 > 125

25(HO)D - концентрация 25-гидрокси-холекальциферола в сыворотке крови

Авитаминоз витамина D - это основная причина развития рахита у детей. Долговременный дефицит витамина D может приводить к увеличению заболеваемости раком[17], увеличивает вероятность развития остеопороза. В последнее время опубликованы результаты исследований, увязывающих недостаток витамина с ослаблением иммунитета, повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний[12]. Гиповитаминоз витамина D связан с избыточным весом, модулируя дифференциацию адипоцитов и липидный обмен.[18] С другой стороны, избыточный вес во время беременности приводит к дефициту витамина D у матери и ребёнка, и эта тенденция сохраняется в течение возраста[19]. Недостаток витамина D является провоцирующим фактором псориаза и витилиго, а также некоторых других аутоиммунных заболеваний[2]. Кроме того, исследования показывают, что при недостатке витамина D могут наблюдаться ухудшение памяти, боли в мышцах и бессонница[20].

В 2017 году учёные из Touro University (англ.)русск. (Калифорния, США) провели исследование, согласно которому солнцезащитные кремы с SPF 15 и выше уменьшают выработку витамина D₃ из 7-дегидрохолестерина в организме человека на 99 %[21][22]. Уменьшение потребления этого витамина посредством облучения солнечными лучами особо остро может сказаться на людях, страдающих заболеваниями, которые уменьшают усваивание витамина D c пищей.[источник не указан 277 дней]

Избыток

Гипервитаминоз витамина D развивается очень медленно. При приёме больших доз он может вызывать нарушения метаболизма кальция, приводящие к гиперкальциемии и гиперкальциурии. При длительном лечении эргокальциферолом или холекальциферолом гиперкальциемия обычно обусловлена накоплением провитамина D₃, но может быть вызвана одновременным избыточным потреблением пищевых продуктов, содержащих много кальция, например молочных продуктов[23].

Источники витамина 

Некоторая доля потребности в витамине D обеспечивается за счёт его образования в коже при нахождении на прямом солнечном свету. Интенсивность процесса зависит от сезона, времени и продолжительности дня, наличия облаков и тени, содержания меланина в коже, применения солнцезащитных средств. Оконные стекла изолируют УФ составляющую солнечного света, кроме УФ спектра «А». Ряд исследователей советует находиться на солнечном свету на протяжении 5-30 минут между 10 и 15 часами, а лицам, мало находящимся на солнце - включать в рацион достаточное количество богатой витамином D пищи либо принимать пищевые добавки[24].

• Синтез в организме: витамин D₃ образуется в эпидермисе кожи под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света из провитамина D₃ (7-дегидрохолестерина). Провитамин D₃ превращается в холекальциферол путём тепловой изомеризации (при температуре тела). В эпидермисе холекальциферол связывается с витамин-D-связывающим белком и в таком виде поступает в кровь и переносится в печень[23]. Нахождение в тени и облачная погода могут уменьшить выработку витамина на 60 %[25]. Через стекло, одежду и крем от загара ультрафиолет, необходимый для синтеза витамина, не проникает[3]. Достаточное количество витамина вырабатывается кожей при регулярном облучении в солярии, однако это может привести к онкологическим заболеваниям кожи[24].
• Пища:
  • Рыбы (жирные сорта рыбы, рыбий жир). Чтобы получить 400 МЕ витамина D, нужно ежедневно съедать 150 г лососины или 850 г трески[3].
  • В значительно меньшей степени сливочное масло, сыр и другие жирные молочные продукты, яичный желток, икра[24]. 400 МЕ витамина D соответствуют приблизительно 20 куриным желткам[3].
  • Естественным источником эргокальциферола для человека являются лесные (а не выращенные при искусственном освещении[нет в источнике]) лисички и некоторые другие виды грибов, в клетках которых эргокальциферол вырабатывается из эргостерола[26][уточнить].
  • Основным источником промышленного получения витамина D (эргостерола) служат дрожжи[27].

В расчёте на 100 г, в печени животных содержится до 50 МЕ витамина D, в сливочном масле - до 35 МЕ, в яичном желтке - 25 МЕ, в мясе - 13 МЕ, в кукурузном масле - 9 МЕ, в молоке - от 0,3 до 4 МЕ на 100 мл при суточной потребности человека 600 МЕ[28], поэтому даже при диете, ограниченной этими продуктами питания и лишённой жирной морской рыбы, без достаточного нахождения на солнце потребность организма в витамине D не может быть полностью обеспечена[29].

Согласно более консервативным оценкам, доступное среднестатистическому человеку питание в принципе не может обеспечить его потребности в витамине D, тогда как чрезмерное нахождение на солнце чревато риском возникновения рака кожи[3]. Принято считать, что солнечное освещение на уровне 37-й параллели и выше не позволяет получить достаточное количество этого витамина[30]. Выше 50-й параллели солнечное излучение недостаточно велико даже для удовлетворения потребности в витамине D в летние месяцы.

Зимой в северных странах естественная освещённость недостаточна для пополнения запасов холекальциферола в организме. Трудности с получением витамина из солнечных лучей, даже проживая в тропическом климате, могут испытывать темнокожие, пожилые и люди с лишним весом, а также люди, прикрывающие конечности одеждой[12]. Для обеспечения нормальной дозы витамина D необходимо находиться с открытыми для солнечных лучей конечностями на полуденном солнце (в промежуток с 10 утра до 3 часов дня), по крайней мере, дважды в неделю[24]. Людям со светлой кожей достаточно 5-минутной солнечной ванны, темнокожие должны находиться на солнце не менее получаса[25].

Хотя северянам рекомендуется принимать добавки с витамином[32], эффективность этих добавок доказана только относительно рахита и рахитоподобных заболеваний. Не доказана эффективность приёма витамина D для предотвращения остеопороза, рака и заболеваний сердечно-сосудистой системы[33].

Исследование 2017 года показало, что для достижения уровня в сыворотке крови 25(OH)D 100 нмоль/л (40 нг/мл) зачастую необходимы дозы витамина D, превышающие 6000 МЕ/сут., особенно для лиц с избыточным весом или страдающих ожирением[34][неавторитетный источник?]. В то же время высокие дозы витамина D могут быть небезопасны: зафиксирован случай, когда у человека, принимавшего большое количество рыбьего жира, отказали почки[35].

Продукты с самым высоким содержанием витамина Д[36]
Продукт 100 граммах продукта / (мкг)
рыбий жир из печени трески 250
атлантическая сельдь 30
шпроты в масле 20
кета 16,3
скумбрия 16,1
семга 11
горбуша 10,9
желток куриный 7,7

Суточная норма витамина

Возраст Рекомендуемая суточная норма витамина D, МЕ Безопасный верхний предел витамина D, МЕ
0-12 месяцев 400 1000-1500
1-13 лет 600 2500-4000
14-18 лет 600 4000
19-70 лет 600 4000
71 год и старше 800 4000
Беременные и кормящие женщины 600 4000

Формы

Название Химическое название или состав Строение
Витамин D1 сочетание эргокальциферола с люмистеролом, 1:1
Витамин D2 эргокальциферол (производное эргостерола)
Витамин D3 холекальциферол (образуется из 7-дигидрохолестерола в коже)
Витамин D4 22-дигидроэргокальциферол[37]
Витамин D5 ситокальциферол (производное 7-дигидроситостерола)
Витамин D6 сигма-кальциферол