Витамин D

Витамины и продукты, в которых они содержатся

Витамин D — органическое жирорастворимое биологически активное вещество, относится к классу витаминов. Существует в виде нескольких соединений, различающихся по химическому строению и биологической активности. Для человека и животных действующими формами витамина D считаются витамины D₂ (эргокальциферол) и D₃ (холекальциферол). Провитаминами для них служат эргостерин и 7-дегидрохолестерол соответственно. Играет важную роль в поддержании здоровья костей, иммунной системы, сердечно-сосудистой системы, обеспечивает всасывание в тонком кишечнике кальция и фосфора и поддержание в крови их уровня. Вырабатывается в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей. Живой организм витамин D может получить из продуктов питания: жирной рыбы, яичного желтка, сыра, молочных продуктов.

История открытия

Альфред Гесс

В 1911 году польский биохимик Казимир Функ из рисовой шелухи выделил вещество, которое назвал «витамин», и предположил, что существует по крайней мере четыре разных витамина. В 1922 году американский биохимик Элмер Макколлум поставил эксперимент, результатом которого стало открытие вещества для предотвращения и лечения рахита. Открытое новое вещество получило название витамина D, по четвёртой букве латинского алфавита. В 1924 году, Альфред Фабиан Гесс и Михаэль Вейншток, воздействуя на растительные масла и продукты питания ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 280—310 нм получили активный препарат, предотвращающий развитие рахита у детей. В составе активного препарата был обнаружен стерин, который был идентифицирован как эргостерин и назван витамином D₁.

В 1932 году Адольф Виндаус выделил эргостерол из дрожжей и показал, что истинным витамином D является не непосредственно эргостерин, а продукт его превращения, образующийся при ультрафиолетовом облучении, который был назван витамином D₂, или кальциферолом. В 1956 году Международная комиссия по химической номенклатуре предложила для витамина D₂ новое название — «эргокальциферол». Витамин D₂ был получен из эргостерина в результате разрыва связи между 9-м и 10-м углеродными атомами кольца В под действием ультрафиолетовых лучей.

В 1936 году в лаборатории А. Виндауса из рыбьего жира был выделен витамин D₃, активный препарат в отношении рахита. А. Виндаус доказал, что предшественником витамина D₃ является не эргостерин, а холестерин. А. Виндаус в 1937 году выделил из поверхностных слоев кожи свиньи 7-дегидрохолестерин, который при УФ-облучении превращался в активный витамин D₃. Выделенные бесцветные кристаллы с температурой плавления 115—117 °С, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в жирах, хлороформе, эфире представляли собой витамины D₂ и D₃. Именно холестерин и 7-дегидро-холестерин в составе липидов кожи человека способствует синтезу витамина D₃ при солнечном облучении или облучении лампой ультрафиолетового излучения (так называемое "кварцевание") через поверхность тела. Этим приемом особенно широко пользуются при лечении рахита у детей.

Физические свойства

Структурная формула витаминов группы D

Витамины группы D представляют собой кристаллический порошок белого или желтоватого цвета, без запаха, при воздействии умеренно высоких температур не разрушаются. В воде нерастворимы, в жирах, маслах и этиловом спирте имеют низкую растворимость. Хорошо растворяются в органических растворителях: ацетоне, диэтиловом эфире и петролейном эфире (смеси пентана и гексана). Витамины группы D хорошо поглощают ультрафиолетовое излучение при максимуме длины волны в 264 нм.

Химический состав

С химической точки зрения эргостерин(ол) представляет собой одноатомный ненасыщенный циклический спирт, в основе структуры которого лежит конденсированная кольцевая система циклопентанпергидрофенантрена. Под действием ультрафиолетовых лучей эргостерин через ряд промежуточных продуктов (люмистерин, тахистерин) превращается в витамин D₂.

Витамины группы D — группа биологические активных веществ, относятся к классу полициклических ненасыщенных одноатомных спиртов, в основе молекулы которых лежит стероидное кольцо — циклопентанпергидрофенантрен. К ним относятся холекальциферол, эргокальциферол, ситокальциферол, 2,2 — дигидроэргокальциферол. Также к группе витамина D относится шесть стеринов: витамины D₁, D₂, D₃, D₄, D₅ и D₆. В таблице № 1 приведены химические названия витаминов группы D.

Таблица 1 — Витамины группы D

Тривиальное название	Химическое название или состав
D1	сочетание эргокальциферола с люмистеролом 1:1
D2	эргокальциферол
D3	холекальциферол (колекальциферол)
D4	2,2-дигидроэргокальциферол
D5	ситокальциферол
D6	сигма-кальциферол

Из всей группы витаминов D активными формами являются витамины D₂ (эргокальциферол) и D₃ (холекальциферол). Химически эргокальциферол отличается от холекальциферола наличием в молекуле двойной связи между атомами углерода С₂₂ и С₂₃ и метильной группой при атоме углерода.

Биологическая роль

Синтез витамина D

Витамин D способен сам образовываться в организме человека и животных. Витамин D₃ формируется в клетках кожи из стеринов под действием ультрафиолетовых лучей, витамин D₂ поступает в наш организм с продуктами питания.

Активные формы Витамина D

• витамин D₂ (эргокальциферол) — витамин растительного происхождения. Его провитамином является эргостерол;
• витамин D₃ (холекальциферол) — витамин животного происхождения и наиболее усваиваемый организмом человека.

С первых минут жизни младенец получает витамин D вместе с молоком матери, в дальнейшем он поступает в организм, формируясь в клетках кожи под воздействием солнечной радиации из холестерина. Поэтому холестерин, потребляемый в пределах нормы организму человека очень необходим .

Функции Витамина D в организме человека

• помогает абсорбировать кальций и фосфор, что необходимо для здоровья костей и зубов. Без достаточного уровня витамина D кальций и фосфор (в виде фосфата и гидрофосфатов кальция) могут не откладываться в костях, что может привести к развитию остеопороза, костных деформаций;

• участвует в поддержании здоровой иммунной системы. Он помогает белкам иммунной системы, таким как макрофаги и T-клетки, бороться с инфекциями и болезнями. Люди с низким уровнем витамина D более склонны к различным инфекционным заболеваниям, включая грипп и ОРВИ;

• помогает поддерживать здоровье сердечно-сосудистой системы, уменьшая риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, таких как инфаркт и инсульт;

• играет важную роль в процессах деминерализации кости, депрессивных состояниях, заболеваниях зубов и десен (кариес, пародонтит), с состояниями, вызывающими рост опухолей.

Последствия недостатка Витамина D

Недостаток витамина D — микронутриентная недостаточность, приводящая к нарушению фосфорно-кальциевого обмена, противоинфекционного и противоопухолевого иммунитета, репродуктивных функций. Недостаток витамина D коррелирует с тяжестью протекания COVID-19, риском развития инфекционных, аллергических, сердечно-сосудистых (артериальная гипертензия, сердечная недостаточность), аутоиммунных (рассеянный склероз, псориаз) заболеваний.

Суточная норма потребления

Витамин D

Всем людям рекомендовано принимать витамин D осенью и зимой, когда солнце недостаточно активно, с профилактической целью, в следующей дозировке.

Профилактическая суточная доза витамина D:

• дети в возрасте до года — 400 МЕ (международных единиц);
• дети в возрасте старше одного года и взрослые — 600—800 МЕ;
• люди в возрасте старше 50 лет — 800—1000 МЕ;
• женщины беременные и кормящие — 800—1200 МЕ.

Продукты питания, содержащие витамин D

Витамин D в повышенных количествах содержится в продуктах животного происхождения и кукурузном масле. К продуктам, обогащенным витамином D относятся :

Продукты, содержащие витамин D

• жирные северные сорта рыбы и икра;
• устрицы, креветки, крабы;
• сыр, молоко, творог;
• печень;
• грибы;
• желтки куриных яиц;
• сливочное масло;
• мясо .

Интересные факты

3D — модель витамина D₃

• витамин D — одновременно витамин и гормон, влияет на работу органов человека, так как рецепторы к витамину D имеются во многих органах;
• витамин D₃ вырабатывается в коже в результате химической реакции, когда вещества, образующиеся из холестерина в стенках кишечника, расщепляются под влиянием солнечных лучей. Это говорит о том, что для нормального синтеза витамина D важно потребление «полезных жиров» и активность солнца в достаточных количествах;
• пигмент (меланин) предохраняет кожу от солнечных лучей, препятствуя его накоплению, поэтому у смуглых людей потребность в витамине D выше;
• у людей в возрасте старше 50 лет уровень провитамина D₃ снижен вследствие изменения свойств кожи и привычки больше времени проводить в помещении, а значит, потребность в витамине D выше;
• у людей, страдающих ожирением уровень витамина D возрастает со снижением их собственного веса.

Литература

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. — М.: Медицина, 1998. — 704 с.