Витамин D

История открытия витамина D тесно связана с попытками решить проблему детского рахита, в своё время составлявшую непростую медицинскую задачу^[2].

Первым шагом на пути к этому открытию стала работа, которую провёл американский биохимик Элмер Макколум, который 1913 году открыл наличие в рыбьем жире витамина A^[3].

На основе его открытия в дальнейшем ветеринар Эдвард Мелленби в ходе наблюдений установил, что собаки, употребляющий рыбий жир, не страдают рахитом, которые также представлял проблему и для породного собаководства. В связи с этим было сделано предположение, что предотвращает развитие опасного заболевания именно этот витамин или связанные с ним вещества^[4].

Макколум продолжил свои исследования и в 1922 году поставил эксперимент с порцией рыбьего жира, где витамин A был нейтрализован. Этот опыт показал, что от рахита вылечивались и те животные, которые употребляли рыбий жир, в котором не было в этот момент витамина А. Таким образом, был сделан вывод о том, что препятствует развитию рахита и способствует излечению от него не этот, а другой, ранее не изученный витамин. Впоследствии он получил название D - как четвёртый по счёту открытый витамин^[5].

Опыты по исследованию вновь открытого витамина были продолжены. 1923 году биохимик Гарри Стенбок в ходе своих опытов выяснил, что облучение пищи, которую дают животным, ультрафиолетом увеличивает содержание в ней витамина D и улучшает терапевтический эффект при той же дозировке продуктов. Животные, на которых ставился опыт, получая такую пищу, быстрее излечивались от рахита^[6].

Примерно в это же время А. Ф. Гесс доказал, что в организме человека под действием того же ультрафиолета (в том числе от солнечных лучей) происходит выработка витамина D^[2].

В 1928 году немецкий биохимик Адольф Виндаус получил Нобелевскую премию по химии за подтверждённое открытие витамина D^[2]. Спустя некоторое время, в 1932 году, учёный выделил эргостерол из дрожжей и доказал, что истинным витамином D является не эргостерин, а продукт его химической реакции, а сам он, фактически, выступает в роли провитамина^[7].

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 и не синтезируется в организме^[7].

Благодаря синтезу витамина D под воздействием солнечных лучей возможно частичное восполнение потребности организма в этом витамине. При этом для наибольшего эффекта находиться на солнце советуют с 10 до 15 часов в течение примерно получаса ежедневно^[7].

Помимо этого, для полноценного получения витамина D также необходимо употреблять достаточное количество продуктов, которые его содержат, или принимать пищевые добавки^[8].

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. Нахождение в тени и облачная погода могут уменьшить выработку витамина на 60%. Через стекло, одежду и крем от загара ультрафиолет, необходимый для синтеза витамина, не проникает. Достаточное количество витамина вырабатывается кожей при регулярном облучении в солярии, однако это может привести к онкологическим заболеваниям кожи^[8][9].

Принято считать, что солнечное освещение на уровне 37-й параллели и выше не позволяет получить достаточное количество этого витамина^[10].

Для получения достаточно количества витамина D из пищи необходимо употреблять соответствующее количество продуктов, которые его содержат. При этом от вида продуктов зависит то, какое количество этого витамина сможет получить из такой пищи организм^[1].

Рыба (жирные сорта рыбы, рыбий жир) являются основным источником витамина D. Чтобы получить 400 МЕ витамина D, нужно ежедневно съедать 150 г лососины или 850 г трески^[9]. 100 г печени трески содержит 100 мкг витамина D, а 100 г рыбьего жира из печени трески — 250 мкг^[11], что соответствует 4000 и 10000 МЕ (1 мкг витамина D составляет 40 МЕ^[12]).

Сливочное масло, сыры и другие жирные молочные продукты, яичный желток, икра также содержат достаточно большое количество витамина D^[8]. 400 МЕ витамина D соответствуют приблизительно 20 куриным желткам^[9]

Также его содержат такие грибы, как шампиньон двуспоровый^[13], шиитаке^[14], лисички и некоторые другие виды грибов^[15].

В большинстве случаев, на практике невозможно употребление такого количества данных продуктов ежедневно, чтобы полностью восполнить необходимую потребность организма в этом витамине^[6].

Основным источником промышленного получения витамина D (эргостерола) служат дрожжи^[16].

Основной значимой функцией витамина D в организме человека является обеспечение всасывания кальция и фосфора из пищи через стенки тонкого кишечника. Именно эта связь витамина D со способностью организма усваивать кальций и проявила себя в том, что его использование было эффективно для лечения рахита^[18].

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^[19]. В связи с этим обеспечение достаточного употребления детьми витамина D является крайне важным не только для профилактики и лечения рахита, но и для предотвращения развития целого спектра других заболеваний. Также употребление достаточного количества витамина D напрямую связано с работой иммунитета человека^[20].

Для эффективного усвоения витамина D, в свою очередь, необходимы жиры, поскольку данный витамин относится к группе жирорастворимых и имеет свойство накапливаться в жировой ткани. Тем не менее, частичное усвоение витамина D возможно и без участия жиров^[21].

Кроме того, наличие в пище добавок с витамином D способствует облегчению симптомов синдрома раздраженного кишечника^[22].

Витамин D в обеих присутствующих в лекарствах формах (холекальциферол и эргокальциферол) фактически является 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). Только эти соединения, которые получаются из поступившего витамина в организме, в дальнейшем решают те задачи, с которыми связано употребление витамина D^[7].

Традиционно считается, что систематический приём витамина D способствует профилактике остеопороза и укрепления костной ткани. Это связано с тем, что данный витамин напрямую влияет на усвоение организмом кальция^[1].

Вместе с тем, согласно ряду исследований, эффективность в случае профилактики данного заболевания от приёма витамина D может наблюдаться не всегда, в ряде случаев ведётся речь о том, что польза его употребления не даёт статистически значимых результатов.^[23][24]. Тем не менее, по крайней мере в части случаев эта связь действительно есть.

Известны случаи, когда в результате специфических нарушений в работе организма витамин D может полностью не усваиваться человеком^[7][1].

Норма содержания витамина D в крови: концентрация 25(ОН)D более 30 нг/мл (50 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^[25]. Достичь такой передозировки этого витамина, в отличие от ряда других, крайне сложно.

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), что соответствует 15–20 мкг; для беременных и кормящих — 800−1200 МЕ (20–30 мкг), людям старше 50 лет — 800−1000 МЕ (20–25 мкг)^[26].

Гипервитаминоз витамина D развивается очень медленно, поскольку достичь значительного превышения дозировок этого витамина в организме достаточно сложно. Однако, в случае употребления чрезмерно больших дох витамина D в форме таблеток и пищевых добавок он может вызывать нарушения метаболизма кальция, приводящие к гиперкальциемии и гиперкальциурии - это является следствием всё той же способности этого витамина влиять на его усвоение^[27].

Дефицит витамина D — явление достаточно распространённое, затрагивающее, по некоторым оценкам^[28], до миллиарда жителей Земли.

В ряде стран с достаточным уровнем солнечного облучения, таких как Индия, Пакистан, Иран, Китай, значительная доля населения (по некоторым данным, до 60—80 %), несмотря на это имеют симптомы дефицита витамина D^[29][30]. Россия расположена в зоне низкой инсоляции, поэтому практически все её жители входят в группу риска и могут столкнуться с последствиями нехватки употребления витамина D^[31].

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). В настоящее время одной из наиболее распространённых систем оценки является представленная в таблице ниже:^[32]

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^[33], увеличивает вероятность развития остеопороза. Кроме того, нехватка витамина D связана с возможным ослаблением иммунитета, повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний^[28], а также может приводить к проблемам с избыточным весом^[34]. Недостаток витамина D признан провоцирующим фактором псориаза и витилиго, а также некоторых других аутоиммунных заболеваний^[19]. Кроме того, исследования показывают, что при недостатке витамина D могут наблюдаться ухудшение памяти, боли в мышцах и бессонница^[35].

Нехватка витамина D является одним из факторов, увеличивающих риск развития тяжёлых респираторных инфекций и их осложнённого течения^[37]. В связи с этим на фоне пандемии COVID-19 в 2020 году было проведено несколько исследований, оценивающих влияние употребления витамина D на риск заражения и сложность течения заболевания. Систематический обзор и метаанализ 27 публикаций показали, что дефицит витамина D не был связан с более высокой вероятностью заражения COVID-19, но при этом была выявлена корреляция между нехваткой этого витамина и тяжестью течения заболевания, включая увеличение количества госпитализаций и уровень смертности^[38].

Основным осложнением COVID-19 является острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), который также может усугубляться дефицитом витамина D^[20][39].