Усиливает всасывание увеличивает реабсорбцию ускоряет вымывание

Са²⁺ в кишечнике           Са²⁺ и фосфатов                    Са²⁺ из костей

                                            в почечных канальцах

Синтезированный кальцитриол поступает из почек в кровь и при помощи белков–переносчиков с молекулярной массой 10-20 кДа транспортируется к органам-мишеням: костной ткани, почкам, кишечнику. Действие кальцитриола на клеточном уровне аналогично действию стероидных гормонов, осуществляется по цитозольному механизму.

 Выведение витамина Д и его метаболитов из организма происходит с желчью в виде глюкуронидов.

Биохимические функции

 

Основной функцией витамина Д является его участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена. Выделяют три процесса, участие в которых витамина Д считается достаточно обоснованным:

 1- перенос кальция через эпителиальные клетки слизистой тонкого кишечника в процессе их всасывания;

2 - мобилизация Са²⁺ из костной ткани

3 - увеличение реабсорбции кальция и неорганического фосфата в почечных канальцах.

Витамин Д в форме производного кальцитриола влияет на процессы всасывания Са²⁺ из кишечника. Этот эффект обусловлен активацией процессов синтеза и-РНК и последующей стимуляцией синтеза специфического Са²⁺-связывающего белка. Са²⁺-связывающий белок соединяется с Са²⁺ в просвете тонкого кишечника и доставляет его на поверхность слизистой, где создается высокая концентрация кальция. Активный транспорт Са²⁺ через клеточную мембрану энтероцитов осуществляется при помощи Са²⁺-АТФ-азы, то есть является энергозависимым процессом.

Работа Са²⁺-АТФ-азы сопровождается расщеплением АТФ при участии кальций- стимулируемой транспортной АТФ-азы и щелочной фосфатазы.

Витамин Д активирует специфический фермент – фитазу, расщепляющую трудно диссоциирующие комплексы Са²⁺ с фитиновой и щавелевой кислотами, преобладающими в растительной пище. Тем самым также облегчается всасывание Са²⁺ из просвета кишечника в кровь.

Согласно гипотезе Ньюмана (1961), основным звеном в механизме действия витамина Д на внутриклеточный обмен Са²⁺ в костной ткани является накопление под его влиянием лимонной кислоты, что обуславливается следующими механизмами:

   - активацией пируватдегидрогеназы и, тем самым, интенсификацией процессов окисления ПВК с образованием больших количеств ацетил-КоА;

- активацией цитратсинтазы;

- стимуляцией реабсорбции лимонной кислоты в почечных канальцах.

Было доказано, что сама лимонная кислота обладает выраженным антирахитическим действием, обусловленным участием этого метаболита в распределении кальция между тканью и кровью.

Влияние лимонной кислоты, содержание которой в костях в 230 раз превышает ее концентрацию в крови и печени, обусловлено тем, что при ее взаимодействии с кальцием наблюдается переход кальция в форму неионизированных комплексов и, таким образом, резко повышается растворимость кальциевых солей. Хорошо растворимый в воде цитрат кальция обладает способностью частично выводиться из костной ткани в кровь. С другой стороны, лимонная кислота способствует обратному всасыванию кальция в почечных канальцах. Проходя через почки лимоннокислый кальций подвергается легкой фильтрации и задерживается в кровяном русле.

Кальцитриол в остеобластах и одонтобластах повышает активность цистронов ДНК, тем самым стимулирует синтез белков, образующих органический остов кости, в частности коллагена. При недостатке витамина Д, так же как и витамина С, снижается гидроксилирование пролина и его включение в состав коллагена.

Однако, влияние на кальциевый обмен является не единственной функцией кальцитриола. Сопряженный с обменом Са²⁺, метаболизм фосфатов также является зависимым от витамина Д. Кальцитриол способен понижать выделение фосфатов с мочой, стимулируя реабсорбцию неорганического фосфата в почечных канальцах, что приводит к увеличению его содержания в крови.

Активные формы витамина Д оказывают определенное воздействие и на другие стороны обмена веществ, в частности на углеводный и белковый обмен в организме. Так, они активируют процессы фосфорилирования моносахаридов и стимулируют отложение гликогена в печени, усиливают обратную реабсорбцию аминокислот в почках, задерживают, таким образом, их в кровяном русле и сберегает для биосинтеза белка.

Кальцитриол, подобно другим стероидным гормонам, стимулирует рост и дифференцировку клеток, усиливает иммунный ответ, воздействует на иммунокомпетентные клетки тимуса, селезенки.

1,25-(ОН)₂-Д₃ локализованный в ядре, принимает участие в регуляции генной активности. Гидроксилированные формы витамина Д₃ способствуют минерализации тканей, а также нормальному функционированию паращитовидных желез.

 Помимо геномного действия, кальцитриол обладает и негеномным воздействием на мембранные рецепторы. Негеномные эффекты кальцитриола активируются в течение секунд или минут и опосредованы синтезом вторых мессенджеров: циклических нуклеотидов; ДАГ, инозитолтрифосфата и арахидоновой кислоты.

Долгое время витамину Д₃ отводилась роль только гормона – регулятора гомеостаза Са²⁺ и Рн в организме. Однако за последнее время накоплены данные о его роли во многих других биохимических процессах, в том числе и в нервной системе.

Физиологические концентрации кальцитриола в мозге порядка 10 пмоль. Он способен проникать в мозг через гематоэнцефалический барьер и связываться с ядерными рецепторами витамина Д₃. Ядерные рецепторы витамина Д₃ обнаружены в нейронах мозга, глиальных клетках, а также в спинном мозге и периферической нервной системе. В мозге идентифицированы мембранные рецепторы витамина Д_3, а также ферменты биосинтеза и метаболизма активных форм витамина Д₃. Это позволяет рассматривать витамин Д₃ как пара- и аутокринный гормон-нейростероид, играющий важную роль в нервной системе.

 Нейропротекторное действие витамина Д₃ связывают с подавлением кальцитриолом уровня Са²⁺ в мозге. Высокий уровень ионов Са²⁺ усиливает нейротоксичность, которая подавляется при введении кальцитриола. Снижение уровня Са²⁺ в мозге достигается двумя путями:

1) Кальцитриол стимулирует в мозге экспрессию Са²⁺ - связывающих белков - парвалбумина и колбиндинов, ингибирует экспрессию Са⁺² – каналов α-типа в гиппокампе.

   2) Второй механизм нейропротекторного действия витамина Д₃ связан с ингибированием в мозге γ-глутамилтранспептидазы – ключевого фермента метаболизма глутатиона. Усиливая антиоксидантную защиту мозга за счет повышения уровня глутатиона, кальцитриол в концентрациях 1-10 пмоль вызывает снижение содержания Н₂О₂  и оказывает выраженное нейропротекторное действие при повреждении мозга ионами Fe²⁺ и Zn⁺.

С точки зрения нейропротекции большое значение имеет взаимодействие витамина Д₃ с активными радикалами кислорода и азота, защищающее от действия супероксида и пероксида водорода. Кальцитриол способен снижать уровень NO, ингибируя в спинном и головном мозге экспрессию синтазы NO, тем самым продукции радикала – оксиданта NO.

Оба процесса эффективно защищают нейроны от токсического повреждения на фоне снижения уровня кальция в клетке.

За последнее время получены данные об участии витамина Д₃ в иммунологических процессах, защищающих нервную систему.

 В нервной системе кальцитриол играет роль иммуносупрессора, являясь индуктором противовоспалительных цитокинов - ИЛ-4 и транформирующего ростового фактора, а также подавляет экспрессию астроцитами противовоспалительных цитокинов - ИЛ-6, фактора некроза опухоли (ФНО) и макрофагколониестимулирующего фактора (МКСФ).

Таким образом, нейростероидный гормон - витамин Д₃ и его аналоги могут служить перспективной основой для создания новых терапевтических средств – нейропротекторов.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: