1382
правки
Изменения
Нет описания правки
{{Шаблон:КлинПодход}}
== АДЕКВАТНОЕ ПИТАНИЕ ==
[[Image:Ph_22_1.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.1]]
Адекватное питание необходимо для роста, поддержания массы тела, физиологических функций и обеспечения энергией. С пищей поступают следующие компоненты.
== ВИТАМИНЫ ==
[[Витамины ]] — группа структурно связанных органических веществ, которые незаменимы для организма и должны поступать в небольших количествах. Хотя обычно источником витаминов является пища, существуют и другие источники. Например, [[витамин D ]] синтезируется в коже под воздействием ультрафиолетового света, а [[витамин К ]] и [[биотин ]] синтезируются кишечной микрофлорой.
Витамины отличаются от:
*[[Минералы|минералов]], которые являются незаменимыми нутриентами, необходимыми в небольших количествах в форме органических или неорганических соединений;
*[[Незаменимые аминокислоты|незаменимых аминокислот]], которые являются органическими нутриентами, но необходимы в больших количествах.
Исторические корни открытия витаминов связаны с болезнями, возникающими при дефиците пищевых веществ. Выявление дефицитных состояний, которые в современном обществе наблюдаются достаточно редко, привело к открытию отдельных витаминов. Примеры дефицитных заболеваний — рахит, бери-бери и цинга. Изучение этих нарушений привело к открытию витаминов D, В и С соответственно.
Витамины представляют собой гетерогенную группу органических веществ, различающихся химической структурой, источниками, суточными потребностями и механизмами действия. На основе характеристик растворимости выделяют два основных типа:
*[[водорастворимые витамины ]] (витамины группы В, [[витамин С ]] и др.);
*[[жирорастворимые витамины ]] ([[витамин A|витамины A]], D, Е и К) (табл. 22.4).
Подклассификация витаминов основывается на других свойствах, таких как способность к депонированию, механизм действия и потенциальная токсичность.
В отсутствие специфических кофакторов многие ферменты неактивны. Кофакторами могут быть микроэлементы или органические молекулы. Если они функционируют как кофакторы, их называют коэнзимами. Коэнзимы участвуют в реакции будучи катализаторами, и в течение этого процесса они трансформируются в промежуточные формы и затем метаболизируются в свою активную форму (рис. 22.2). Большая часть водорастворимых витаминов действует как коэнзимы для специфических ферментов.
[[Image:Ph_22_2.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.2]]''Рис. 22.2 Цикл витамина К. Витамин К действует как коэнзим в реакции превращения дезкарбоксипротромбина в протромбин, катализируемой карбоксилазой. В процессе карбоксилирования витамин К превращается в неактивный оксид, а затем обратно метаболизируется в активную форму. Восстановительный метаболизм неактивного эпоксида витамина К обратно в его активную гидрохиноновую форму чувствителен к варфарину. Варфарин и родственные по структуре средства блокируют у^карбокси-лирование, что приводит к инактивации биологически активных молекул, обеспечивающих коагуляцию.''
<table border="1">
== Витамин В1 (тиамин) ==
[[Image:Ph_22_3.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.3 Биохимические реакции с коэнзимным участием тиамина.]]
[[Витамин В1]] содержится в сухих дрожжах, цельных зернах, цельном неполированном рисе и проростках пшеницы.
При дефиците витамина B1 развивается болезнь бери-бери (рис. 22.4). Это заболевание стало распространенным с увеличением потребления полированного белого риса. Полированный рис производят из шелушеного риса путем очищения от внешнего зародышевого слоя — материала, который и содержит основное количество витамина B1. В 80-х гг. XIX в. для лечения бери-бери у матросов военно-морских сил Японии использовали мясные и зерновые добавки, что и привело к открытию витамина B1. Выделяют две формы бери-бери:
Тиамин назначют для лечения и профилактики дефицита витамина В1, особенно у алкоголиков. В критических ситуациях (например, при острой энцефалопатии Вернике) его можно вводить внутривенно в дозах 50-100 мг. Прием глюкозы лицами с бессимптомным дефицитом тиамина может ускорить появление острых симптомов вследствие следующей реакции. В гликолитическом пути глюкоза катаболизируется до пирувата, проходя последовательно через 10 ферментно-катализируемых реакций. Пируват является эссенциальным промежуточным продуктом, участвующим как в катаболических (разложение до двуокиси углерода и воды в цикле лимонной кислоты), так и в анаболических реакциях (например, в синтезе аланина). Оксидативное декарбоксилирование пирувата до ацетил-КоА является необратимой реакцией, которая расходует тиамин и может привести к истощению тиамина в организме пациентов с дефицитом витамина В1, тем самым вызвая энцефалопатию. По этой причине при назначении глюкозы пациентам с подозреваемым дефицитом тиамина следует также назначать витамин B1.
== Витамин В2 (рибофлавин) ==
[[Витамин В2 ]] содержится в дрожжах, мясных продуктах, таких как печень, молочных продуктах и зеленых листьях овощей.[[Image:Ph_22_5.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.5 Флавинадениндинуклеотид (ФАД) и его восстановленные формы.]][[Рибофлавин ]] в форме флавинмононуклеотида или флавинадениндинуклеотида функционирует как коэнзим для различных дыхательных флавопротеинов, которые катализируют окислительно-восстановительные реакции. Роль этого витамина связана со способностью его изоаллоксазинового кольца акцептировать два электрона, отданных атомами водорода, для образования соответствующих восстановленных форм (рис. 22.5). В восстановленной форме фермента сохраняется энергия.
Симптомы дефицита витамина В2: фарингит, стоматит, глоссит, хейлоз, себорейный дерматит и в некоторых случаях роговичная васкуляризация и амблиопия. Дефицит одного рибофлавина встречается редко и в большинстве случаев сочетается с дефицитом других водорастворимых витаминов. Фенотиазины, трициклические антидепрессанты и хинин (противомалярийное средство) ингибируют флавокиназу, которая превращает рибофлавин в флавинмононуклеотид. Следовательно, эти средства могут увеличить потребность пациентов в рибофлавине. Для лечения дефицита витамин В2 назначают в дозах 5-20 мг/сут.
Витамин В3 был обнаружен в мясе, рыбе, плодах бобовых и цельных зернах. Триптофан может служить источником никотиновой кислоты, т.к. в организме он может трансформироваться до никотиновой кислоты в соотношении 60 : 1 (т.е. 60 молекул триптофана дают 1 молекулу никотиновой кислоты).
[[Ниацин ]] в организме преобразуется в две физиологически активные формы: НАД и НАДФ. Основная функция витамина В3 состоит в участии в окислительно-восстановительных реакциях, в которых задействованы НАД или НАДФ. Это эссенциальные коэнзимы для многих дегидрогеназ цикла Кребса, вовлеченного в анаэробный углеводный метаболизм, а также белковый и липидный обмены. Например, одна из реакций в цикле лимонной кислоты нуждается в НАДФ как коэнзиме для оксидативного декарбоксилирования изоцитрата в a-кетоглутаровую кислоту (рис. 22.6).[[Image:Ph_22_6.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.6]]''Рис. 22.5 Флавинадениндинуклеотид 6 Оксидативное декарбоксилирование изоцитрата в а-кетоглутарат, использующее никотинамидадениндину-клеотидфосфат (ФАДНАДФ) и его восстановленные формыв качестве коэнзима.''
Первичными симптомами пеллагры являются дерматит, диарея и деменция (три «Л»)- Как правило, пеллагра встречается в популяциях, потребляющих в качестве главного источника белка зерновые, содержащие небольшие количества триптофана.
Для лечения пеллагры применяют ниацин. В фармакологических дозах, превышающих дозы, которые необходимы для его потребления как витамина, ниацин используют для лечения различных типов дислипопротеинемий (см. главу 11).
В прошлом, когда ниацин назначали для лечения гиперлипидемии, он вызывал гиперемию и вазодилатацию. Эти эффекты уменьшались со временем или после приема аспирина. С длительным приемом ниацина, назначенным для лечения дислипопротеинемий, связывают тяжелую гепатотоксичность.
== Витамин В6 (пиридоксин) ==
[[Витамин В6 ]] обнаружен в мясе, рыбе, плодах бобовых, сухих дрожжах и цельных зернах.
Витамин В6 в виде пиридоксальфосфата является коэнзимом во множестве эссенциальных реакций, таких как метаболизм некоторых аминокислот (включая декарбоксилирование, трансаминирование и рацемизацию), серосодержащих и гидрокси-аминокислот, а также жирных кислот.
Предполагают, что низкий уровень ГАМК вследствие сниженной глутаматдекарбоксилазной активности является причиной судорог, наблюдаемых при дефиците витамина В6. Классические примеры, приведенные на рис. 22.7, иллюстрируют роль этого витамина в биосинтезе ГАМК и 5-гидрокситриптамина.
[[Image:Ph_22_7.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.7]]
''Рис. 22.7 Участие витамина В6 в двух биохимических реакциях, (а) Синтез гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) при наличии глутамата. (б) Биосинтез 5-гидрокситриптамина (серотонина) при наличии декарбоксилазы L-ароматических аминокислот.''
Дефицит витамина В6 может быть обусловлен недостаточным питанием. Также он может встречаться у пациентов, принимающих пеницилламин, оральные контрацептивы и изониазид. Изониазид взаимодействует с пиридоксалем и образует пиридоксальгидразон, не обладающий коэнзимной активностью.
Несмотря на то что витамин В6 является эссенциальным, клинические синдромы изолированного дефицита встречаются редко и обусловлены взаимодействием с лекарствами. Витамин В6 может быть назначен в качестве дополнительной терапии пациентам с комплексным дефицитом витаминов группы В. Продолжительный прием и избыточные дозы витамина В6 могут вызвать периферические невриты.
Сложная структура витамина В12 была выяснена нобелевским лауреатом Дороти Ходжкин (рис. 22.8). Она состоит из ядра коррина (порфиринподобной кольцевой структуры с четырьмя восстановленными пиррольными кольцами, связанными с центральным атомом кобальта), 5,6-диметилбензимидазолилнуклеотида и непостоянных радикальных замещений. Различные заместители, ковалентно связанные с атомом кобальта, образуют различные кобаламины (см. рис. 22.8). Активными формами витамина В12 являются 5-дезоксиаденозилкобаламин и метилкобаламин.
[[Image:Ph_22_8.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.8]]
''Рис. 22.8 Химическая структура витамина В12 и кобаламинов. Витамин В,2 состоит из ядра коррина (порфиринподобной кольцевой структуры с четырьмя восстановленными пиррольными кольцами, связанными с центральным атомом кобальта), 5,6-диметилбензимидазолилнуклеотида и различных групп радикалов. Различные заместители, ковалентно связанные с атомом кобальта, образуют различные кобаламины.''
Пищевой витамин В12 всасывается в подвздошной кишке за счет рецептор-опосредованного процесса. Необходимым условием абсорбции витамина В12 является его первичное связывание с внутренним фактором, секретируемым париетальными клетками слизистой желудка. После абсорбции витамин В12, связанный с гликопротеином в плазме, транспортируется транскобаламином II. Избыток витамина В12 накапливается в печени, и небольшие количества выводятся с мочой и фекалиями. Запасы витамина в печени обеспечивают ежедневную потребность в 2-3 мкг в течение 3-6 лет.
Витамин В12 жизненно важен для клеточного роста и митоза. Он необходим для превращения метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА (рис. 22.9) и восстановления фолиевой кислоты (рис. 22.10). Накопление метилмалонил-КоА при недостатке витамина В12 приводит к синтезу необычных жирных кислот и их включению в клеточные мембраны. Такие изменения могут объяснить нейрологические проявления дефицита витамина В12.
[[Image:Ph_22_9.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.9]]
''Рис. 22.9 Превращение метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА. Оксидативный путь метаболизма жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов с промежуточным продуктом, пентаноил-КоА, который окисляется и расщепляется на ацетил-КоА и пропионил-КоА. Ацетил-КоА окисляется через цикл лимонной кислоты, тогда как пропионил-КоА превращается в сукцинил-КоА. Метилмалонил-КоА-мутаза требует витамина В)2 в качестве коэнзи-ма. Дефицит витамина В12 приводит к накоплению метилмалонил-КоА и, как следствие, синтезу нефизиологических жирных кислот, содержащих нечетное число атомов углерода.''
[[Image:Ph_22_10.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.10]]
''Рис. 22.10 Химическая структура фолиевой кислоты и ее регенерация с участием витамина В12. Фолиевая кислота сначала восстанавливается в дигидрофолиевую кислоту (DHF) и затем в тетрагидрофолиевую кислоту (THF) за счет фолатредуктазы. В процессе превращения серина в глицин THF принимает один атом углерода и образуется 5,10-метилен-ТНР. Последний может либо конвертироваться в 5-метил-ТНР, либо отдать метиленовую группу с образованием дезоксиуридилата и обратиться в DHF. Кинетически образование 5-метил-ТНР предпочтительнее. Переход метиленовой группы с 5,10-метилен-ТНР на дезоксиуридилат является эссенциальной стадией синтеза ДНК. 5-метил-ТНР должен трансформироваться в THF для поддержания необходимых поставок 5,10-метилен-ТНР. Это осуществляется за счет перехода метиловой группы на витамин В)2 для образования метилкобаламина. Затем метиловая группа переходит на гомоцистеин с образованием метионина. Метионин потом трансформируется в 5-аденозилме-тионин, который имеет важное значение для синтеза белка. 5-метил-ТНР накапливается при дефиците витамина В12. Путь метиониновой синтазы и трансформация гомоцистеина в метионин играют ключевую роль в регенерации фолиевой кислоты. ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота; ПАБК — парааминобен-зойная кислота.''
Роль витамина В12 в восстановлении фолиевой кислоты состоит в биохимически связанном метаболизме витамина В12 и фолиевой кислоты. Это объясняет тот факт, что функциональный дефицит метаболитов фолиевой кислоты наблюдается одновременно с дефицитом витамина В12. При дефиците витамина В12 вследствие нарушения регенерации фолиевой кислоты накапливается 5-метилтетрагидрофолат, что приводит к нарушению синтеза ДНК и мегалобластной анемии.
Начиная с 20-х гг. XIX в. пернициозную анемию связывали с нарушением переваривания и всасывания в желудочно-кишечном тракте. Дефицит витамина В12 возникает в результате нарушения абсорбции при:
Дефицит витамина В12 вызывает нарушения синтеза ДНК, деления и функции клеток, поэтому проявляется в основном в тканях с быстро делящимися клетками (например, в костном мозге, желудочно-кишечном эпителии).
Мегалобластная анемия — это главный гематологический симптом. Другие клинические признаки: бесплодие, органические мозговые синдромы (галлюцинации, эмоциональная лабильность и деменция), дегенерация спинного мозга и периферические нейропатии.
== Фолиевая кислота ==
[[Фолиевая кислота ]] находится в мясных субпродуктах, таких как печень, в сухих дрожжах и в зеленых листьях овощей.
Фолиевая кислота (птероилглутаминовая кислота) содержит птероидиновое кольцо, парааминобензойную кислоту и глутаминовую кислоту. После всасывания она восстанавливается до тетрагидрофолиевой кислоты, которая действует как акцептор одноуглеродных единиц.
== Пантотеновая кислота ==
[[Пантотеновая кислота ]] широко распространена в продуктах животного и растительного происхождения. Она была последним нутриентом, зарегистрированным в качестве витамина. Липманн и Каплан получили Нобелевскую премию за выяснение ее функции. Пантотеновая кислота является неотъемлемым компонентом КоА, который осуществляет функции коэнзима в реакциях, участвующих в переносе ацетильных групп.
Этот витамин — незаменимый элемент КоА и ацил-транспортного белка. Коэнзим А функционирует в качестве кофактора во множестве реакций, участвующих в переносе двууглеродных групп, которые важны в:
== Витамин С ==
[[Витамин С ]] содержится в плодах цитрусовых, помидорах, картофеле, кабачках и зеленом перце.
Существуют две активные формы витамина С: L-[[аскорбиновая кислота ]] и дегидроаскорбиновая кислота. Первая легко окисляется во вторую.
Витамин С быстро абсорбируется в подвздошной кишке за счет механизма Ма+-зависимого переноса. Он депонируется во всех тканях, при этом самые большие концентрации обнаруживаются в надпочечниках и гипофизе. Во всех тканях аскорбиновая кислота обратимо превращается в дегидроаскорбиновую кислоту. Основной метаболит витамина С экскретируется почками в виде оксалатной соли.
Для лечения недостаточности витамина С использовали аскорбиновую кислоту в дозах 100— 1000 мг/сут. Большие дозы были предложены как общеукрепляющие и для лечения опухолей, благодаря чему эта тема периодически поднимается в СМИ. Однако нет доказательств, подтверждающих целесообразность подобного использования витамина С. Его эффективность в онкологии не была подтверждена контролируемыми клиническими исследованиями.
[[Image:Ph_22_11.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.11]]''Рис. 22.11 Цинга. В настоящее время дефицит витамина С встречается редко. Признаки цинги — тяжелый гингивит и расшатывание зубов (предоставлено R. Waterlow).''
Есть две причины, чтобы не использовать мегадозы аскорбиновой кислоты. Первая — риск образования оксалатов в почках, а вторая — возвратная цинга. Последняя возникает в случае, если прием мегадоз аскорбиновой кислоты резко прекращается.
*стабилизации лизосом.
'''ФОТОРЕЦЕПТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ СЕТЧАТКИ'''. Влияние витамина А на зрение показано на рис. 22.12. Сетчатка содержит два специализированных вида рецепторов (палочки и колбочки), которые передают фоторецепцию. Колбочки являются рецепторами света высокой интенсивности и ответственны за цветовосприятие, тогда как палочки чувствительны к свету низкой интенсивности (см. главу 19)[[Image:Ph_22_12.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.12]]''Рис. 22.12 Роль витамина А в процессе зрения. Для восприятия света необходимо присоединение 11-цис-ретиналя к опсину с образованием родопсина. Поглощение светового фотона приводит к фотодекомпозиции родопсина и образованию неустойчивых конформационных состояний, ведущих к изомеризации 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь и диссоциации опсина. Транс-ретиналь может изомеризоваться в 11-цис-ретиналь и соединиться с родопсином или восстановиться в транс-ретинол. Активированный родопсин взаимодействует с трансдуцином, С-белком, для стимуляции активности цГМФ, что приводит к замедленной проводимости цГМФ-регулируемых №+-каналов в плазматической мембране. Эти изменения вызывают гиперполяризацию мембраны и генерацию потенциала действия в ганглиозных клетках сетчатки, который идет в мозг по зрительному нерву.''
Активной формой витамина А в зрительной системе является 11-цис-ретиналь, а фоторецепторным белком, содержащимся в палочках, является опсин. Соединение 11-цис-ретиналя с опсином с последующим образованием родопсина, который является типичным G-белок-связанным рецептором, необходимо для поглощения света. Поглощение светового фотона вызывает фотораспад родопсина и образование нестойких конформационных состояний, которые приводят к изомеризации 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь и распаду опсина. Транс-ретиналь может изомеризоваться в 11-цис-ретиналь и соединяться с опсином либо восстанавливаться в транс-ретинол. Активированный родопсин взаимодействует с трансдуцином, G-белком, для того, чтобы стимулировать фосфодиэстеразу циклического гуанозинмонофосфата, вызывая снижение проводимости цГМФ-регулируемых Na+-каналов в плазматической мембране. Эти изменения вызывают мембранную гиперполяризацию и генерацию потенциалов действия в ганглиозных клетках, которые затем по зрительному нерву проводятся в мозг.
Таблица 22.8 Ретиноиды, применяемые в клинике
</table>
'''РОСТ ЭПИТЕЛИЯ'''. Витамин А необходим для инициации и регуляции дифференцировки эпителиальных клеток в слизистых оболочках и ороговевающих тканях.
'''РОЛЬ В [[Канцерогенез - образование злокачественных опухолей|КАНЦЕРОГЕНЕЗЕ]]'''. Ретиноиды оказывают угнетающий эффект на клеточную дифференцировку и тем самым могут быть использованы в лечении и профилактике некоторых форм рака у человека. Эти эффекты обусловлены взаимодействием с ядерными рецепторами ретиноевой кислоты, ведущим к генной экспрессии. Три гена ретиноевой кислоты, названные а, β и у, локализуются в 17-, 3- и 12-й хромосомах человека соответственно. Эти рецепторы принадлежат к суперсемейству рецепторов, которое включает рецепторы для стероидных и тиреоидных гормонов и кальцитриола. Транс-ретиноевая кислота вызвает полную ремиссию у 90% пациентов с острым промиелоцитарным лейкозом. Изоретиноин также вызывает регрессию оральной лейкоплакии при условии постоянного применения препарата.
=== Дефицит витамина А ===
Связь между куриной слепотой и недостатком витамина А стала очевидной сравнительно недавно. В течение 1900-1920-х гг. было показано, что жирорастворимый материал яичного желтка и жир печени трески существенно стимулируют рост и излечивают куриную слепоту. Однако только в 1930-х гг. была выяснена структура β-каротина и близких веществ. С другой стороны, токсичность витамина А впервые наблюдали у исследователей Арктики, которые потребляли большие количества печени белых медведей.
Симптомы дефицита витамина А: ксерофталь-мия ксерофтальмия (сухость роговицы глаза; рис. 22.13), кератомаляция (сухость и изъязвление роговицы; рис. 22.14), пятна Бито и куриная слепота. Также при дефиците витамина А ухудшается состояние кожи.[[Image:Ph_22_13.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.13]]''Рис. 22.13 Ксерофтальмия. Дефицит витамина А является обычной причиной слепоты у дошкольников в тропиках. Сухость роговицы и конъюнктивы придают глазу затуманенный вид (предоставлено W. Peters).''[[Image:Ph_22_14.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.14]]Рис. 22.14 ''Кератомаляция. Размягчение или коагуляционный некроз роговицы при хроническом тяжелом дефиците витамина А (предоставлено J. Waterlow).''
Дефицит может быть результатом низкого потребления или жировой мальабсорбции при различных заболеваниях. Потребление алкоголя также может уменьшить запасы витамина А в печени.
Синтетический аналог витамина А, 13-цис-pетиноевая кислота (изотретиноин), активен при энтеральном введении. Его применяют при тяжелом кистозном акне (см. главу 18). Обычные побочные фекты напоминают симптомы гипервитаминоза А. Тератогенность — главный риск для беременных женщин, принимающих изотретиноин; женщины детородного возраста должны принимать эффективные контрацептивные препараты перед началом приема ретиноидов. Риск может сохраниться в течение нескольких месяцев после прекращения лечения из-за продолжительной сохранности ретиноидов в организме.
Гипервитаминоз А развивается при употреблении ретиноидов в количествах, значительно превышающих потребности. Симптомы: зуд, дерматит, десквамация кожи, нарушения роста волос, трещины губ, головная боль, анорексия, повышенная утомляемость, раздражительность, геморрагия и врожденные аномалии. Побочные эффекты системного лечения акне, описанные ранее, по существу являются гипервитаминозом А.
== Витамин D ==
[[Витамин D ]] содержится в жирах печени рыб и яичном желтке. Он также синтезируется в коже под воздействием УФ-лучей. Соответственно, выделяют два источника витамина D:
*с пищей поступает витамин D3 ([[холекальциферол]]) из животных источников и витамин D2 (эргокальциферол) — из растительных источников;
*витамин D3 синтезируется в коже из 7-дегидрохолестерола (образованного в стенке кишечника из холестерина) при действии УФ-лучей. Инсоляция лица и рук солнечным светом в течение 15 мин достаточна для обеспечения ежедневной потребности в витамине D. В пищевых добавках витамина D не нуждаются лица, проживающие в солнечных областях или проводящие большую часть своего времени на открытом воздухе. Витамины D2 и D3 одинаково эффективны как витамины.
Витамин D — семейство стероидных производных. Является предгормоном, превращающимся в ряд биологически активных метаболитов (рис. 22.15). Сначала витамин D3 превращается в печени в 25-гидроксивитамин D3 (25[OH]D3, кальцифе-диол), который затем в почках превращается в 1,25-дигидроксивитамин D3 (l,25[OH]2D3, кальцитриол). Следующим активным метаболитом является 24,25-дигидроксивитамин D3 (24,25 [OH]2D3, секальцифедиол). Однако физиологическая роль этого метаболита менее понятна.
[[Image:Ph_22_15.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.15]]
''Рис. 22.15 Активация витамина D. Витамин D (пищевой и синтезируемый в коже) превращается в организме в биологически активные метаболиты. Сначала витамин D3 превращается в печени в 25-гидроксивитамин D3 (25[OH]D3), который затем в почках превращается в 1,25-дигидроксивитамин D3 (l,25[OH]2D3).''
Как и для других жирорастворимых витаминов, для абсорбции витамина D из кишечника необходим жир в рационе. После абсорбции витамин D3 транспортируется в составе хиломикронов в печень и запасается с белком-переносчиком — витамин D-связывающим белком. Витамин D и его активные метаболиты циркулируют в плазме, связанные с этим белком, а излишки витамина D накапливаются в жировой ткани.
*1-гидроксилирование — протекает в почках и стимулируется паратиреоидным гормоном (РТН). Низкая концентрация ионизированного Са2+ в плазме стимулирует секрецию РТН в паратиреоидной железе (рис. 22.16). Основной путь элиминации — желчная экскреция, а 24-гидроксилирование в почках является предварительной стадией.
[[Image:Ph_22_16.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.16]]
''Рис. 22.16 Регуляция концентрации Са2+ в плазме витамином D и паратиреоидным гормоном (РТН). Витамин D и РТН регулируют концентрацию Са2+ в плазме, действуя на три основные ткани-мишени: кишечник, почки и кости. Низкий уровень Са2+ в плазме стимулирует повышенную секрецию РТН, который действует на почки и кости. РТН в почках стимулирует синтез 1,25-дигидроксивитамина D3 (l,25[OH]2D3), который, в свою очередь, усиливает кишечную абсорбцию Са2+. Другими словами, сниженный уровень Са2+ в плазме приводит к повышенной мобилизации Са2+ из костей, усиленной реабсорбции в почках и ускоренной абсорбции в кишке.''
1,25[OH]2D3 действует как гормон и играет важную роль в [[Кальциевый обмен|гомеостазе Са2+ (см. также главы 11, 15)]]. Вместе с паратиреоидным гормоном он поддерживает уровень Са2+ в плазме за счет:
*стимуляции кишечной абсорбции Са2+;
*снижения экскреции Са2+ из почек (через повышенную почечную реабсорбцию).
Физиологические концентрации кальцитонина [[кальцитонин]]а играют незначительную роль в гомеостазе Са2+ человека. Рис. 22.15 Активация витамина D. Витамин D (пищевой и синтезируемый в коже) превращается в организме в биологически активные метаболиты. Сначала витамин D3 превращается в печени в 25-гидроксивитамин D3 (25[OH]D3), который затем в почках превращается в 1,25-дигидроксивитамин D3 (l,25[OH]2D3).
Концентрации РТН и 1,25[OH]2D3 изменяются в ответ на изменение концентраций кальция в плазме. Этот процесс поддерживает концентрации [[Кальций|кальция ]] в плазме на уровне около 10 мг/100 мл. Другие функции 1,25[OH]2D3:
*ускорение образования костной ткани за счет стимуляции созревания остеокластов и непрямой стимуляции их активности;
*ингибирование роста некоторых карцином, особенно рака молочной железы и злокачественной меланомы.
В 1810-х гг. было обнаружено, что жир печени трески излечивает рахит — заболевание, которое сейчас известно как классический дефицит витамина D (рис. 22.17а). Взрослой формой рахита является остеомаляция (см. рис. 22.17617б). Деминерализация костей происходит в результате перехода кальция в плазму, инициированного РТН. В группу с высоким риском дефицита витамина D входят дети, у которых пищевой дефицит усугубляется отсутствием солнечной инсоляции, пожилые люди и пациенты с почечной недостаточностью, у которых дефицит l,25[OH]2D3 обусловлен отсутствием синтеза в почках. Гипопаратиреоидизм и прием эстрогенов могут снизить уровень РТН с таким же эффектом. Жировая мальабсорбция и потребление алкоголя также приводят к дефициту. Главными признаками гипокальциемии являются повышенная возбудимость, включая парестезии, тетанию и повышенную нервно-мышечную возбудимость, ларингоспазм и судороги.[[Image:Ph_22_17.jpg|250px|thumb|right|Рис. 22.17]]''Рис. 22.17 Дефицит витамина D. (а) Рахит вызывает грубую деформацию ног и «куриную грудь» (предоставлено R. Hendrickse). (б) Остеомаляция. Повышение потребности в витамине D во время беременности может привести к грубой деформации костей таза (предоставлено C.D. Scarrow).'' Уровень кальция в плазме определяет гипер- и гипокальциемическое состояния. Витамин D как фармакотерапевтическое средство применяют в следующих случаях (табл. 22.9):
Таблица 22.9 '''Клиническое применение различных форм витамина D'''
<table border="1">
<p>Псориаз (в стадии изучения)</p></td></tr>
</table>
== Витамин Е ==
[[Витамин Е ]] содержится в растительных маслах, проростках пшеницы, листьях овощей, яичном желтке, маргарине и плодах бобовых.
а-[[Токоферол ]] — самый активный из восьми встречающихся в природе токоферолов с активностью витамина Е. (3-Токоферол (пшеничный) и у-токоферол (кукурузное и соевое масла, маргарины) обладают 50% активностью a-форм, тогда как 5-токоферол (подсолнечное масло) почти лишен витаминной активности.
Витамин Е действует как антиоксидант, его клиническое значение сомнительно.
Единственным показанием терапии витамином Е является гемолитическая анемия новорожденных.
== Витамин К (см. также главу 10) ==
[[Витамин К ]] содержится в листьях овощей, овощных маслах и печени, а также синтезируется кишечной флорой.
Витамин К, хиноидное производное, встречается в двух природных формах:
== МИКРОЭЛЕМЕНТЫ ==
Некоторые микроэлементы, включая металлы, являются жизненно необходимыми. Самым ярким примером таких металлов может служить железо, без которого кислороднесущие молекулы и некоторые ферменты не могут функционировать (см. главу 10). Другие важные элементы, такие как калий, натрий, магний и йод, обсуждаются в разных главах.
Некоторые элементы выполняют функции, аналогичные железу, будучи незаменимыми кофакторами для ферментов. Они включают медь, цинк, селен, марганец, молибден и кобальт, а также фтор.
'''Дефицит молибдена вызывает симптомы подагры'''
Дефицит молибдена вызывает симптомы подагры вследствие его участия в обмене пуринов. При подагре кристаллы уратов откладываются в суставах и вызывают их набухание, сопровождаемое лихорадкой (см. главу 15).
'''Дефицит фтора приводит к повреждению эмали зубов и нарушению костной ткани'''