Солнце и его роль в выработке витамина Д в организме человека
Основная польза витамина Д для организма человека заключается в его способности к усвоению кальция. Последний, в свою очередь, необходим для роста костей скелета. Чем полезен витамин Д еще? Известно не всем, а он тем не менее, выполняет в организме ещё ряд жизненно важных функций.
Функции витамина Д
Роль витамина Д в организме человека не ограничивается усвоением кальция. Помимо этого, он укрепляет защитную систему человека путём синтеза иммунных клеток. Это позволяет организму бороться с самыми разными инфекциями.
Усвоенный кальций не только укрепляет костную ткань, но и нервные волокна. Что в свою очередь, положительно сказывается на работе всей нервной системы человека. Таким образом, он даёт преимущества в борьбе с например, рассеянным склерозом. Работа эндокринной системы человека, не может быть полноценной без него. Он регулирует работу поджелудочной железы, что способствует выработке глюкозы.
И ещё одна важная функция — омолаживание организма. Этот процесс происходит вследствие постоянной замены старых клеток, на новые. И вот в этом процессе замены клеток участвует витамин Д, такая его особенность позволяет побороть онкологическое заболевание.
«Солнечный витамин»
Витамин Д и солнце очень прочно связаны, недаром его второе название «солнечный». Разбирая витамин Д, для чего полезен и как помогает человеку, нельзя не коснутся темы, как он синтезируется в организме.
На самом деле, он вырабатывается не под солнечными лучами, а конкретно под действием ультрафиолета, а он, собственно, является частью солнечного излучения. Ультрафиолет, попадая в слой эпидермиса превращает находящееся там вещество в витамин Д.
Вырабатывается он в том количестве, в котором организм получил ультрафиолет. То есть, если кожа человека тёмного цвета, то и витамина Д в такой коже будет мало, а если кожа белая и её отражающий солнце коэффициент низкий, то и витамина Д синтезируется большое количество.
Но он вырабатывается не только на солнце. Его большое количество содержится в морской рыбе жирных сортов. Этот факт не позволяет бледнокожим жителям, северных стран, со слабой солнечной активностью, испытывать недостаток витамина Д.
Чем больше человеку лет, тем меньше вырабатывается в его организме витамина Д. Отсюда различные заболевания, от остеопороза, до рака. Это обусловлено не только слабой активностью кожи, но и образом жизни человека, ведь пожилые люди редко бывают на улице.
Ещё одна интересная особенность заключается в его способности накапливаться в организме. Бывают ситуации, когда получить его невозможно, вот тогда и пригодится «неприкосновенный» запас, созданный в организме в жировых тканях. Объясняется эта способность тем, что он очень хорошо растворяется липидами. Такая особенность позволяет человеку пережить долгую тёмную зиму и снова увидеть весеннее солнышко.
Что влияет на содержание
Не только от солнца или его отсутствия зависит уровень витамина Д в организме. Существует ещё ряд причин, приводящих к снижению его уровня:
- Выработка сильно зависит от рациона человека. И если он убеждённый вегетарианец, то он добровольно лишает себя этого важного компонента, так как это вещество содержится только в животном или рыбьем жире.
- Иногда человек вынужден проходить антрацитную терапию, а она сильно снижает содержание его в организме.
- Над временем человек не властен, поэтому старые люди страдают от дефицита вит. Д.
- Принимать препарат необходимо беременной или кормящей женщине, потому что в этот период жизни, в её организме он вырабатывается в крайне малых дозах.
Симптомы авитаминоза
Когда в организме отсутствует витамин Д и солнце не появляется несколько месяцев и рацион человека не содержит продуктов содержащих нужные вещества, начитают проявляться следующие симптомы авитаминоза:
- Кости становятся пористыми и ломкими.
- Человек теряет сон.
- Пропадает аппетит.
- Нехватка влияет на качество зрения, оно значительно ухудшается.
- В дыхательных путях возникает сухость и жжение.
- Ухудшается общее самочувствие человека, возникает слабость в руках и ногах.
- Падает работоспособность вследствие быстрой утомляемости.
При появлении одного ил нескольких симптомов, нужно сразу же обратиться за профессиональной помощью. Так как терапия в данном случае комплексная, и за один день такую проблему не решить, то чем раньше начнётся лечение, тем выше шанс полностью восстановить уровень.
Нехватка витамина Д у мужчин и женщин
Нехватка витамина Д для мужчин и женщин даёт индивидуальный эффект, поэтому имеет смысл рассмотреть эту проблему в разрезе именно мужских и женских проблем. Витамин Д для мужчин крайне важен. И эта необходимость заключается в особенностях метаболизма мужского организма. А именно, если его не хватает, то разрушается костная ткань, не поддерживаемая кальцием. Когда это происходит, то костную ткань начинает укреплять тестостерон, при этом в других органах возникает дефицит этого гормона. Таким образом, без тестостерона мужчина теряет половую силу, слабеет физически, теряет мышечную массу.
Но и это не самое страшное. Нельзя забывать, что тестостерон это не кальций, он не может на все 100% выполнить его функции по укреплению костей. Поэтому К половой дисфункции и потере веса прибавляется остеомаляция и остеопороз.
На организм женщины отсутствие тоже сказывается отрицательно. Помимо общих с мужчиной проблем у женщины из-за отсутствия кальция могут проявиться проблемы с беременностью. Ведь в этом положении женщинам надо в 4 раза больше кальция чем, к примеру, молодой незамужней девушке. Нельзя переоценивать его влияние для кормящих матерей, её молоко должно быть насыщено кальцием, иначе ребёнок не вырастит сильным и здоровым.
Повышенный витамин Д предписан не только матерям и беременным женщинам. Он также полезен для женщин занятых на производстве, живущих в условиях с суровым климатом и неблагоприятной экологической обстановкой.
Восстановление нормального уровня
При выявлении у человека авитаминоза, с ярко выраженной нехваткой витамина Д, назначается специальная терапия. В неё входит специальная диета, медикаменты и определенный образ жизни.
- Диета. Какой витамин находится в том или другом продукте знает врач диетолог. Именно он может назначить, правильный рацион, восстанавливающий уровень Д в крови. Самое большое его количество, находится в мясе и жире морских рыб. Рыбу можно есть, её жир пить и тогда проблем с кальцием не будет дол конца жизни. Это объясняется тем, что в состав рабьего жира входят кислоты омега-3 и омега-6.
- Медикаменты. Для повышения уровня кальция и витамина Д, применяются медикаментозные средства.
- Солнце. Любому понятно, в какое время суток надо гулять чтобы «заправиться» витамином Д – днём, когда светит солнце.
Но чтобы он полностью усваивался организмом, следует употреблять его вместе с продуктами содержащими белки, фосфор, кальция и витамины А и С. Они кстати есть в той же самой морской рыбе. Организм человека нуждается в них, где бы он не проживал. И если это место далеко от моря, рыбий жир необходимо принимать в виде капсул. Нужно съедать хотя бы по одной такой капсуле в день. Необходимо давать рыбий жир детям, сразу после отъема их от грудного вскармливания. Восполнение витамина Д с помощью рыбы может быть и приятным, ведь при термической обработке он не разрушается, поэтому из рыбы можно готовить различные блюда.
Для укрепления костей необходимо молоко, это известно. Но чтобы молоко обогатилось витамином Д, можно облучить его ультрафиолетовым светом. Это американские учёные определили, что ультрафиолет даёт такой эффект. И не только в отношении молока, обручить ультрафиолетом можно почти любой продукт.
Организм человека нуждается в животных белках и жирах, необходимо давать ему их. Для этого подходит свинина. Мясо курицы или утки, куриные яйца, говяжью печень. Сколько витамина содержится в этих продуктах, нигде больше нет. И если человек убежденный вегетарианец, то он должен съедать огромные количества разных каш и салатов в день, чтобы хоть как то поддерживать его уровень в организме.
Самым известным и эффективным средством является «Кальций Д3 Никомед». Для того чтобы восстановить суточную норму , необходимо принять всего одну таблетку. Препарат можно принимать и детям и взрослым. Дозировка при этом назначается индивидуально, в зависимости от состояния человека и его возраста.
Другой известный препарат это «Аквадетрим». Этот препарат назначается самым маленьким пациентам, от 1 месяца. Он предотвращает развитие рахита у детей и укрепляет их кости. Этот же препарат прописывается беременной женщине.
«Цитрата кальция» назначается при повреждении костной ткани, например при переломе или остепорозе.
Существуют и другие препараты для восстановления уровня. Но любой из них должен назначается врачом, так как не на всех людях сказывается его положительное действие. У некоторых из них, могут возникнуть серьёзные побочные эффекты или осложнения. Например, у тех, у кого есть хронические заболевания печени или почек.
Вред от витамина Д
Итак, витамин Д — его польза и вред. Если относительно пользы, вопросов не возникает, то нельзя не упомянуть о его вреде. Вред вполне может проявиться, если принимающий препарат человек, тяжело болен почечной или печёночной недостаточностью. Влияние его на организм может быть отрицательным, если у человека лёгочный туберкулёз или язва двенадцатиперстной кишки и желудка.
Green Kolibri
Животные радуются, любят, грустят, страдают и боятся смерти так же как и люди
Linkbar
Следствие ведут витамины. Витамин D
Созданы ли мы для поедания животных продуктов?
(Продолжение темы)
То и дело можно услышать, что животные продукты — хороший источник витамина D, весьма важного для деятельности нашего организма. Этот факт часто приводится в пользу употребления человеком мяса, молока, яиц и рыбы, и в качестве доказательства того, что животная пища него естественна.
Однако вспомним, что человек, который кстати родом из южных широт, может прекрасно сам синтезировать в своей коже витамин D. Достаточно открыть солнечным лучам только лицо и руки всего на 20-30 минут пару раз в неделю, и наша кожа выработает нужную нам дозу этого солнечного витамина.
А что делать людям на Севере, или в средних широтах зимой, или тем, у кого кожа повреждена и не вырабатывает достаточно витамина D? — Мы к этому вернемся.
А пока продолжим следствие. Откуда берут витамин D другие животные? Те, например, что покрыты шерстью?
Это очень интересный момент. Оказывается покрытые шерстью хищники, как например кошки и тигры, и всеядные, как например собаки и волки, получают его через поедание других животных. А травоядные, также поктытые шерстью, производят его САМИ. Так, овца, корова, или олень, находясь на солнечном свете, производят его в волосах своей шерсти. Мы — в коже, другие травоядные — в шерсти. (Птицы вырабатывают витамин D в своих перьях).
Но история с «солнечным витамином» для нас на этом не заканчивается.
Хоть мы и можем вырабатывать его своим телом, нам оказывается природой дан еще один подспорный вариант: в форме любимого многими нами продукта — грибов. Грибы, если они попадают на солнечный свет, производят витамин D, причем в довольно большом количестве. Даже будучи срезанными, они его какое-то время синтезируют. К сожалению, разрушая леса, мы разрушаем и очень важный источник естественной и нужной для нас пищи.
 |
| источник фото: ScienceNordic |
Те грибы, что продают в супермаркетах, скорее всего в большинстве случаев не могут сравниться со своими лесными собратьями по многим качествам. И в частности по способности содержать витамин D. Магазинные шампиньоны как правило выращены в темноте: чтобы сэкономить энергию, и ещё потому, что грибы не любят обилие света и тепла.
Этой темой занимаются ученые в Скандинавских странах и Исландии. И они выяснили, что если выращиваемые грибы подвергать на небольшое время свету, содержащему ультрафиолет, то они, как и лесные, произведут больше витамина D, чем содержится даже в осетрине.
Конечно дикие грибы гораздо привлекательнее выращенных индустриальным способом, но факт остается фактом: вопреки распространенному мнению нам не нужно употреблять животные продукты для получения такого важного витамина как витамин D. Этот момент наряду с множеством других подтверждает то, что мы созданы для растительной диеты, а следовательно она наиболее естественна и благоприятна для нашего организма.
Витамин D и здоровье кожи
Витамин D является жирорастворимым витамином, который имеет важное значение для поддержания нормального метаболизма кальция. Основным источником витамина D для большинства людей является воздействие солнечного света. В-ультрафиолетовый диапазон солнечного спектра (UVB; длина волны – от 290 до 315 нанометров) стимулирует выработку витамина D3 из 7-дегидрохолестерола (7-DHC) в эпидермисе кожи. Таким образом, витамин D, на самом деле, более похож на гормоны, чем на классические витамины, поступающие с пищей.
Витамин D3 поступает в кровообращение и транспортируется в печень, где происходит его гидроксилирование с образованием 25-гидроксивитамина-D3 (кальцидиола; основной активной формы витамина D). В почках под влиянием фермента 25-гидроксивитамин-D3-1-гидроксилазы в ходе гидроксилирования образуется вторая гидроксилированная форма витамина D 1,25-дигидроксивитамин-D3 (кальцитриол, 1альфа,25-дигидроксивитамин-D3) – наиболее активная форма витамина D.
Большинство физиологических эффектов витамина D в организме связаны с деятельностью 1,25-дигидроксивитамина-D3. В кератиноцитах эпидермиса имеются собственные ферменты-гидроксилазы, которые способствуют преобразования витамина D в 1,25-дигидроксивитамин-D3 непосредственно в коже. Именно эта форма витамина регулирует пролиферацию и дифференцировку эпидермиса.
Кальцитриол (1,25-дигидроксивитамин-D3) применяется наружно для лечения некоторых кожных заболеваний, в том числе псориаза — состояния кожи, при котором наблюдается гиперпролиферация кератиноцитов. Несколько исследований продемонстрировали, что местное применение мази с кальцитриолом (3 мкг/г) безопасно и может стать эффективным средством для лечения бляшковидного псориаза. Аналог витамина D, называемый кальципотриеном или кальципотриолом, также используется для лечения хронического псориаза либо самостоятельно, либо в комбинации с кортикостероидами.
Недостаток (дефицит) витамина D
К числу факторов риска, способствующих возникновению дефицита витамина D, относится ежедневная защита открытых участков кожи от воздействия солнечных лучей с помощью одежды или солнцезащитных средств. Основные последствия дефицита витамина D, в первую очередь, связаны с нормальным состоянием костей. При дефиците витамина Д усвоение кальция недостаточно для удовлетворения потребностей организма в этом микроэлементе.
Следовательно, происходит увеличение секреции паратгормонама (ПТГ) паращитовидными железами и мобилизация кальция из костей для поддержания его нормальной концентрации в сыворотке крови.
Поддержание уровней кальция в сыворотке крови в пределах узкого диапазона имеет жизненно важное значение для нормального функционирования нервной системы, а также для роста костей и поддержания плотности костной ткани. Витамин D необходим для эффективной утилизации кальция организмом. Паращитовидные железы ощущают уровень кальция в сыворотке крови, и выделяют паратиреоидный гормон (ПТГ), если он становится слишком низким, например, когда кальция в рационе является недостаточным. ПТГ стимулирует активность 1-гидроксилазы фермента в почках, что приводит к увеличению производства кальцитриола, биологически активной формы витамина D3. Увеличение производства кальцитриола восстанавливает нормальный уровень кальция в сыворотке крови тремя различными способами: 1) путем активации транспортной системы витамин D-зависимой в тонком кишечнике, увеличивая поглощение диетического кальция; 2) за счет увеличения мобилизации кальция из кости в кровоток; и 3) за счет увеличения реабсорбции кальция почками. Паратгормон и 1,25-дигидроксивитамина D необходимы для этих последних двух эффектов.
1 часть. Образование витамина D в коже
Под воздействием УФ-излучения в коже из 7-DHC синтезируется превитамин D3. Этот процесс происходит, в первую очередь, в кератиноцитах базального и шиповатого слоя эпидермиса. Затем превитамин D3 изомеризуется в витамин D3 (холекальциферол), который попадает в кровоток и связывается со специальным белком. Кроме того, превитамин D3 может изомеризоваться с образованием фотопродуктов – тахистерола или люмистерола; реакция, в ходе которой образуется последнее соединение, является обратимой. Оба изомера биологически неактивны (т.е. не усиливают всасывание кальция в кишечнике) и практически не попадают в кровоток. По-видимому, этот защитный механизм предотвращает токсическое воздействие витамина D, который мог бы образоваться в избыточных количествах при длительном пребывании на солнце. Уровень витамина D3, образующегося под воздействием солнечных лучей, также может быть снижен благодаря синтезу других фотопродуктов, в том числе 5,6-транс-витамина-D3, супрастерола I и супрастерола II. Как активные формы витамина D, некоторые из упомянутых фотопродуктов могут регулировать пролиферацию и дифференцировку эпидермиса, но выяснение их биологического значения требует дальнейшего изучения.
На синтез витамина D в коже влияет множество факторов, в том числе географическая широта, время года, время суток, степень пигментации кожи, возраст, уровень воздействия на кожу, использование солнцезащитного крема. Географическая широта, сезон и время суток определяют высоту стояния солнца над горизонтом, от которой зависит интенсивность солнечного света. Люди, живущие в высоких широтах, где интенсивность солнечного света ниже, более подвержены риску возникновения дефицита витамина D по сравнению с теми, кто живёт ближе к экватору. Для тех, кто проживает в умеренных широтах, на способность к образованию превитамина D3 в коже влияет время года. На территориях, расположенных севернее или южнее 40º северной или южной широты (например, Бостон находится на 42º северной широты), интенсивности УФ-B-излучения недостаточно для синтеза витамина D в период с ноября до начала марта. На 10º севернее (Эдмонтон, Канада) «зимний сезон витамина D» длится с октября по апрель. На способность к образованию витамина D в коже также влияет время суток, в полдень солнечная радиация является наиболее интенсивной.
Меланин, тёмный пигмент кожи, конкурирует с 7-DHC в поглощении УФ-излучения и, таким образом, действует как естественный солнцезащитный крем, снижая эффективность образования витамина D в коже. Таким образом, людям с тёмной кожей для того, чтобы синтезировать в коже такое же количество превитамина-D3, как у людей со светлой кожей, требуется почти в несколько раз больше времени пребывания на солнце.
По словам доктора Майкла Холика (Michael Holick), так называемого «разумного» пребывания на солнце, то есть оголения рук и ног в течение 5-30 минут два раза в неделю с 1000 утра до 1500, достаточно для удовлетворения потребности в витамине D. Однако, как упоминалось выше, сезон, географическая широта и пигментация кожи влияют на синтез витамина D в коже. На способность к образованию витамина D в коже также влияют другие факторы. Например, при старении уменьшается синтез витамина D в коже, поскольку в коже пожилых людей концентрация 7-DHC (предшественника витамина D) ниже, чем у молодых людей. Кроме того, использование солнцезащитного крема эффективно блокирует поглощение UVB и, следовательно, синтез витамина D в коже: применение солнцезащитного крема с фактором защиты от солнца (SPF) от 8 снижает образование витамина D в коже более чем на 95 %. Таким образом, несколько факторов могут существенное влиять на уровень витамина D в организме путём воздействия на образование витамина в коже.
Фотосинтез витамина D
Фотоны солнечного света (УФ-В излучения с длиной волны 290-315 нм) поглощаются 7-дегидрохолестеролом, который присутствует в плазматических мембранах как эпидермальных кератиноцитов, так и фибробластов кожи. Энергия поглощается двойными связями кольца, что приводит к перестройке двойных связей и открытию B-кольца с образованием превитамина D3 (см. рис. 1).
Рисунок 1. Фотосинтез витамина D в коже.
После образования превитамин D3, который захватывается липидным слоем плазматической мембраны, происходит быстрая перегруппировка двойных связей с образованием термодинамически более стабильного витамина D3. Во время этого процесса трансформации витамин D3 поступает из плазматической мембраны во внеклеточное пространство. В кожном капиллярном русле происходит конъюгация (связывание) транспортного белка и витамина D, после чего витамин транспортируется далее.
Даже при продолжительном воздействии солнца не происходит избыточное образование витамина D3, способное вызвать интоксикацию. Это объясняется тем, что хотя во время пребывания на солнце и поглощения солнечного УФ-излучения неизбежно синтезируется превитамин D3, в ходе его изомеризации получается не только витамин D3, но и несколько других фотопродуктов, мало влияющих на метаболизм кальция (рис. 2).
Рисунок 2. Принципиальная схема образования витамина D в коже, его метаболизма, регуляции обмена кальция и клеточного роста.
Во время пребывания на солнце, 7-дегидрохолестерол (7-DHC), содержащийся в коже, поглощает солнечное УФ-B-излучение и превращается в превитамин D3 (preD3). После своего образования превитамин D3 термически изомеризуется в витамин D3. Дополнительное воздействие солнечного света преобразует превитамин D3 и витамин D3 в биологически инертные фотопродукты. Витамин D, поступающий с пищей или образующийся в коже, попадает в кровоток, а затем в печени под влиянием фермента D-25-гидроксилазы (25-OHase) метаболизируется до 25(OH)-витамина-D3. 25(OH)-D3 снова поступает в кровоток и под действием фермента 25(OH)D3-1α-гидроксилазы (1-OHase) превращается в почках в 1,25(OH)2D3. На образование 1,25(OH)2D в почках влияют различные факторы, в том числе уровень сывороточного фосфора (Pi) и паратгормона (РТН). 1,25(OH)2D регулирует метаболизм кальция путём взаимодействия с его основными тканями-мишенями, т.е. костной тканью и кишечником. 1,25(OH)2D3 также индуцирует снижение своего уровня за счёт повышения активности 25(OH)D-24-гидроксилазы (24-OHase). 25(OH)D метаболизируется в других тканях, что позволяет регулировать рост клеток.
Факторы, нарушающие образование витамина D3 в коже
На образование витамина D3 влияют все факторы, каким-либо образом воздействующие на количество солнечных УФ-B фотонов, которые проникают в кожу, или изменяющие количество 7-дегидрохолестерола в коже. Количество 7-дегидрохолестерола в эпидермисе не является постоянной величиной, по мере старения его уровень начинает снижаться. При действии одного и того же количества света на человека 70 лет и человека 20 лет в коже 70-летнего образуется в 4 раза меньше витамина D3, чем у 20-летнего (рис. 3).
Рисунок 3. А: Сывороточная концентрация витамина D3 после однократного воздействия 1 МЭД (минимальной эритемной дозы) искусственного света, состав которого идентичен солнечному, при использовании солнцезащитного крема (SPF 
и крема-плацебо. В: Сывороточная концентрации витамина D в ответ на воздействие 1 МЭД на весь организм здоровых молодых и пожилых пациентов.
Меланин обладает свойствами эффективного природного солнцезащитного «крема». Поскольку он эффективно поглощает УФ-B-фотоны, люди с повышенной пигментацией кожи нуждаются в более длительных экспозициях солнечного света для образования того же количества витамина D3, что и люди со светлой кожей. Например, у молодого взрослого человека с II типом кожи (всегда «сгорает», всегда загорает), который был подвержен действию 1 минимальной эритемной дозе (МЭД) 54 мДж/см2, через 8 часов наблюдалось 50-кратное увеличение концентрации витамина D3 в крови. В то же самое время, у взрослого того же возраста с типом кожи VI (афроамериканец, который никогда не «сгорает» и всегда загорает), подвергшегося воздействию 1 МЭД=54 мДж/см2, не наблюдалось существенного увеличения концентрации циркулирующего в крови витамина D3. Взрослому с типом кожи VI требуется в 5-10 раз большая экспозиция, под действием которой концентрация витамина D3 в крови повысится только в 30 раз до
Рисунок 4. А и В: Изменения концентрации витамина D в сыворотке крови у 2 испытуемых со слегка пигментированной кожей (тип кожи II) (а) и трёх испытуемых с сильно пигментированной кожей (тип кожи V) (B) после воздействия на всё тело УФ-B- излучения (54 мДж/см2). С: Последовательные изменения концентрации витамина D в крови после повторной экспозиции одного из испытуемых в опыте B дозой УФ-B-излучения 320 мДж/см2.
Солнцезащитные средства поглощают УФ-B-излучение и в некоторой мере УФ-A-излучение (321-400 нм) до того, как оно проникает в кожу. Поэтому не удивительно, что солнцезащитный крем с фактором защиты от солнца (SPF) от 8 снижает способность кожи к образованию витамин D3 более чем на 95%; использование солнцезащитного крема с SPF 15 уменьшает образование витамина более чем на 98%.
На образование витамина D3 в коже также значительно влияют время суток, сезон, географическая широта. Хотя солнце находится ближе всего к Земле в зимнее время, в это время солнечные лучи поступают под более острым углом (зенитным углом) и большее количество УФ-B-фотонов эффективно поглощается озоновым слоем (чем большим является зенитный угол, тем большее расстояние необходимо пройти в атмосфере УФ-B- фотонам). Кроме того, при более остром зенитном угле на единицу площади попадает меньше фотонов. На зенитный угол Солнца влияют время суток, сезон, географическая широта местности. Над 37° географической широты в ноябре-феврале количество УФ-B-фотонов, достигающих поверхности Земли, уменьшается приблизительно на 80-100% (в зависимости от широты). Таким образом, в зимний период в коже образуется очень мало витамина D3, если он вообще в это время образуется.
Тем не менее, на широтах, меньших 37° (по мере приближения к экватору) синтез витамина D3 в коже происходит в течение всего года. Точно так же, рано утром или ближе к вечеру зенитный угол настолько острый, что даже летом в коже образуется очень мало витамина D3, если он вообще образуется. Вот почему важно безопасное пребывание на солнце в промежуток времени с 1000 до 1500 весной, летом и осенью, поскольку это единственное время, когда поверхности Земли достигает количество УФ-B-фотонов, достаточное для образования витамина D3 в коже.
Витамин D3 является жирорастворимым и накапливается в жировой ткани. Любой избыток витамина D3, который вырабатывается во время пребывания на солнце, может сохраняться в жировых отложений и использоваться в зимний период, когда витамин D3 образуется в коже в малых количествах. Недавно мы определили, что в брюшном жире тучных пациентов, перенесших шунтирование желудка, содержалось 4-400 нг/г витамина D2 и витамин D3. Таким образом, у лиц, страдающих ожирением, жир может стать своеобразным «накопителем» витамина D, увеличивающим риск возникновения дефицита этого витамина. Когда испытуемые с нормальной массой тела и с ожирением принимали внутрь одинаковую дозу витамина D2 (50 000 МЕ) или получали одинаковую дозу облучения в солярии, у людей, страдающих ожирением, наблюдалось на 50% меньшее повышение концентрации витамина D в крови, чем у людей с нормальным весом.
2 часть. Роль витамина D и рецептора VDR в поддержании здоровья кожи
Как говорилось раньше, для большинства людей основным источником витамина D является воздействие солнца. Под влиянием УФ-В излучения в кератиноцитах эпидермиса синтезируется превитамин D3. Превитамин D3 изомеризуется в витамин D3 (холекальциферол), который впоследствии попадает в кровоток или метаболизируется в кератиноцитах. Кератиноциты могут локально превращать превитамин D3 в активную форму – 1,25-дигидроксивитамин- D3. 1,25-дигидроксивитамин-D3 и его рецептор VDR выполняют в коже несколько биологических функций, в том числе регулируют пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов, цикл развития волосяных фолликулов и подавляют рост опухолей. Исследования на клеточных культурах и грызунах продемонстрировали, что 1,25-дигидроксивитамин-D3 обладает фотозащитными эффектами. Кроме того, витамин D, как известно, влияет на развитие воспаления и играет роль в заживлении ран. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы окончательно понять роль витамина D и его рецептора в поддержании здоровья кожи.
Метаболизм кератиноцитов
В кератиноцитах эпидермиса имеются ферменты, необходимые для преобразования витамина D в его активную форму – 1,25-дигидроксивитамина-D3, а также рецепторы витамина D (VDR) и факторы транскрипции, регулирующие активность генов. Функции активной формы витамина D подобны функциям стероидного гормона. При поступлении в ядро 1,25-дигидроксивитамина-D3 ассоциируется с рецептором VDR, который гетеродимеризуется с X-рецептором ретиноевой кислоты (RXR). Этот комплекс связывается с небольшими последовательностями ДНК, известными как элементы витамин-D-реагирования (VDREs). Связывание инициирует каскад молекулярных взаимодействий, которые модулируют транскрипцию некоторых генов. Таким образом, 1,25-дигидроксивитамин-D3 регулирует пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов.
Кожные биологические эффекты. Контроль пролиферации и дифференцировки эпидермиса
Самыми нижними клетками эпидермиса являются круглые недифференцированные кератиноциты базального слоя, размещённые прямо на подлежащей дерме. В ходе их постоянной пролиферации образуются новые клетки, формирующие верхние слои эпидермиса. После того как кератиноциты «оставляют» базальный слой, начинается процесс их дифференциации (специализации клеток для выполнения конкретных функций), также известный как кератинизация, а затем ороговение с преобразованием кератиноцитов в корнеоциты. Таким образом, новые клетки из базального слоя заменяют верхний слой клеток кожи, который постепенно слущивается.
Совместно с различными корегуляторми, 1,25-дигидроксивитамин-D3 и его рецептор VDR регулируют вышеуказанные механизмы поддержания клеточного состава кожи. В целом, витамин D ингибирует активность генов, ответственных за пролиферацию кератиноцитов и индуцирует активность генов, ответственных за дифференциацию кератиноцитов. Дополняя эффекты стероидных гормонов, витамин D регулирует биохимические процессы, обеспечивающие поступление кальция в клетку, что очень важно для дифференциации клеток. Пролиферация и дифференциация эпидермиса необходима для нормального роста клеток, заживления ран и поддержания барьерной функции кожи. Поскольку бесконтрольное размножение клеток с определёнными мутациями может привести к возникновению злокачественных новообразований, витамин D может защитить от некоторых видов онкопатологии.
Другие функции витамина D
Рецептор витамин D (VDR) выполняет в коже и некоторые другие функции, не связанные с 1,25-дигидроксивитамином-D3. Например, VDR играет важную роль в регулировании роста зрелых волосяных фолликулов. При некоторых мутациях VDR нарушается регуляция активность соответствующего гена, что приводит к таким аномалиям развития волосяного фолликула у мышей и в организме человека, как очаговая или полная алопеция (выпадение волос). VDR также является опухолевым супрессором. Рецептор VDR принадлежит к тем немногим факторам, которые выполняют две указанные выше функции. Кроме того, 1,25-дигидроксивитамин-D3 является мощным иммуномодулятором кожи.
Некальциемические эффекты витамина D
В 1979 году было обнаружено, что большинство тканей и клеток организма содержат [3H]-1,25(OH)2D3, что стало новой захватывающей главой в исследовании многочисленных биологических функций витамина D. Известно, что 1,25(OH)2D взаимодействует с определённым рецептором ядра клетки, аналогичным рецепторам других стероидных гормонов. После проникновения 1,25(OH)2D в клетку вещество через сеть микротрубочек транспортируется к ядру и после попадания в ядро связывается с рецептором витамина D (VDR). Затем это соединение вместе с X-рецептором ретиноевой кислоты формирует гетеродимерный комплекс, который «ищет» специфические последовательности ДНК, «чувствительные» к витамину D. Как только комплекс 1,25(OH)2D3-VDR-X-рецептор ретиноевой кислоты связывается с D-витамин-чувствительным элементом ДНК, к нему присоединяются различные транскрипционные факторы, включая DRIP, активирующие D-витамин чувствительный ген (рис. 5).
Рисунок 5. Схематическое изображение механизма действия 1,25(OH)2D в различных клетках-мишенях, вызывающего разнообразные биологические реакции.
Свободная форма 1,25(OH)2D3 попадает в клетку-мишень и взаимодействует с её ядерным рецептором VDR, который при этом фосфорилируется (Pi). 1,25(OH)2D-VDR-комплекс вместе с Х-рецептором ретиноевой кислоты (RXR) образует гетеродимер, который, в свою очередь, взаимодействует с D-витамин-чувствительным элементом (VDRE). В результате повышается или ингибируется транскрипция D-витамин-чувствительных генов, в том числе отвечающих за синтез кальций-связывающего белка (CABP), эпителиальных кальциевых каналов (ECaC), 25(OH)D-24-гидроксилазы (24-OHase), рецептора активатора лиганда ядерного фактора-kB (RANKL), щелочной фосфатазы (alk PASE), простат-специфического антигена (PSA) и паратгормона (РТН).
Рецепторы VDR имеются в тонком и толстом кишечнике, остеобластах, активированных Т- и В-лимфоцитах, β-островковых клетках и большинстве других органов, в том числе в мозге, сердце, коже, половых железах, простате, молочной железе и мононуклеарных клетках. Одним из первых исследований, посвящённых такой широкой распространённости в тканях организма рецепторов VDR, стала работа Танака (Tanaka) и его коллег, сообщивших, что лейкозные клетки мышей (М-1) и человека (HL-60), имеющие рецептор VDR, среагировали на применение 1,25(OH)2D3. Инкубация этих клеток с 1,25(OH)2D3 не только ингибировала их пролиферацию, но и стимулировала дифференцировку лейкозных клеток в зрелые макрофаги. В последующих исследованиях Суда (Suda) и его коллег показали, что мыши, страдающие M-1-лейкозом выжили в течение более длительного времени, если они получали 1α-гидроксивитамин-D3 (аналог 1,25(OH)2D3).
Данные исследований были немедленно апробированы, чтобы определить, может ли 1,25(OH)2D3 быть использован для лечения лейкемии. К сожалению, результаты оказались негативными, поскольку препарат вызвал значительную гиперкальциемию, и хотя у некоторых из пациентов наблюдалась ремиссия, все, в конце концов, умерли в бластной фазе.
Хотя 1,25(OH)2D3 оказался неэффективным в качестве противоопухолевого агента, исследования подтвердили клиническую выраженность его антипролиферативной активности в лечении псориаза. После применения 1,25(OH)2D3 отмечалось заметное торможение роста кератиноцитов с рецептором VDR и индуцировалась их дифференцировка. Первоначальные клинические испытания с местным применением 1,25(OH)2D3 продемонстрировали значительное уменьшение шелушения, эритемы, толщины налёта на обработанных участках. К тому же, на них не наблюдалось каких-либо неблагоприятных побочных эффектов. В результате были разработаны три аналога, в том числе кальципотриен, 1,24-дигидроксивитамин-D3 и 22-окси-1,25-дигидроксивитамин-D3, которые продемонстрировали клиническую эффективность при лечении псориаза. На сегодняшний день во всём мире первоочередным методом лечения псориаза является местное применение активированного витамина D.
Было выявлено, что 1,25(OH)2D3 имеет множество других физиологических функций, в том числе стимулирует продукцию инсулина, влияет на активированные Т- и В-лимфоциты, сократительную способность миокарда, предупреждает возникновение воспалительных заболеваний кишечника, а также стимулирует секрецию тиреотропного гормона. И это лишь некоторые из многих физиологических функций, присущих 1,25(OH)2D3 и не связанных с метаболизмом кальция.
Функции витамина D в здоровой коже
Фотозащита
Фотоповреждения относятся к категории повреждений кожи, вызванных ультрафиолетовым (УФ) светом. В зависимости от дозы, УФ-излучение может привести к повреждению ДНК, воспалительным реакциям, апоптозу (запрограммированной смерти) клеток кожи, старению и злокачественным новообразованиям кожи. В ходе исследований in vitro (на культуре клеток) и на мышах при местном применении 1,25-дигидроксивитамина-D3 до или сразу после облучения было обнаружено, что витамин D обладает фотозащитным эффектом. Документально подтверждено, что в этом случае в клетках кожи уменьшился уровень повреждения ДНК и апоптоз, увеличилась выживаемость клеток и уменьшилась эритема. Механизмы таких эффектов пока неизвестны, но в одном из исследований на мышах было выявлено, что под действием 1,25-дигидроксивитамина-D3 в базальном слое индуцировалась активность металлотионеина (белка, защищающего от свободных радикалов и окислительного повреждения). Кроме того, было доказано, что негеномные эффекты витамина D, проявляющиеся в изменении проницаемости клеточных мембран и открытии кальциевых каналов, также способствуют фотозащите.
Ранозаживляющий эффект
1,25-дигидроксивитамин-D3 регулирует активность кателицидина (LL-37/hCAP18) – антимикробного белка, являющегося медиатором кожного врождённого иммунитета и способствующего заживлению ран и восстановлению тканей. Одно из исследований на добровольцах продемонстрировало, что активность кателицидина проявляется на ранних стадиях нормального заживления ран. В ходе других исследований было выявлено, что кателицидин модулирует воспаление в коже, индуцирует ангиогенез и улучшает реэпителизацию (процесс восстановления эпидермального барьера, защищающего ростковые клетки от воздействия окружающей среды). Активная форма витамина D и его аналогов активируют экспрессию кателицидина в культивируемых кератиноцитах. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования по определению роли витамина D в заживлении ран и восстановлении функций эпидермального барьера. Только в таком случае можно будет определить эффективность приёма повышенных доз витамина D внутрь или местного применения его аналогов в лечении хирургических ран.
3 часть. Рак кожи, фотостарение, солнечный свет и витамин D
Существует предположение о вредном воздействии солнечных лучей, вызывающих повреждения кожи, в том числе новообразования и морщины. Постоянное избыточное воздействие солнечного света и сильный загар в детстве и молодом возрасте значительно повышают риск развития базального и плоскоклеточного рака.
Наиболее серьёзной формой злокачественных новообразований кожи является меланома. Следует признать, что в большинстве случаев меланома возникает на закрытых участках кожи, хотя наличие значительных солнечных ожогов в прошлом, большого количества родинок и рыжих волос увеличивает риск развития этого смертельного заболевания.
Постоянное длительное пребывание на солнце также приводит к повреждению упругой структуры кожи и возрастанию риска развития морщин. Тем не менее, исходя из нашего понимания важности воздействия солнца для образования в коже витамина D3, для синтеза достаточного количества витамина D3 было бы разумным пребывание на солнце с незащищённой кожей в течение ограниченного промежутка времени. При правильном применении солнцезащитных средств (2 мг/см2, т. е. приблизительно 25-30 г на всё тело взрослого человека в купальнике), количество витамина D3, образующегося в коже, снижается более чем на 95%.
Воздействие солнечного света в течение 5-15 мин с 1000 до 1500 весной, летом и осенью, как правило, является достаточной экспозицией для людей с II или III типом кожи. При этом доза облучения составляет приблизительно 25% экспозиции, необходимой для возникновения минимальной эритемной реакции, т. е. небольшого порозовения кожи. После такого воздействия рекомендуется применение солнцезащитного крема с SPF 15 и более для предотвращения вредного влияния хронического длительного воздействия солнечных лучей.
4 часть. Источники витамина D
К сожалению, витамин D содержится в очень немногих натуральных продуктах. Лучшими источниками витамина D3 являются жирная рыба – лосось (360 МЕ в 100 г), скумбрия, сардины, а также лучистые грибы. Сообщается о содержании витамин D в яичных желтках (по разным данным, его количество в среднем составляет не более 50 МЕ в желтке). Но поскольку в яичных желтках содержится холестерол, они относятся к «бедным» источникам витамина D. Печень трески, которая уже более трёх столетий считается критически важной для здоровья костей, является отличным источником витамина D3. Из немногих продуктов, обогащённых витамином D, необходимо вспомнить о молоке (100 МЕ в 225 г), апельсиновом соке (100 МЕ в 225 г), некоторые других соках, сортах хлеба и крупах.
Удобный поиск по салонам красоты на нашем сайте Салоны красоты Москвы Салоны красоты Петербурга
Салоны красоты Екатеринбурга Салоны красоты Новосибирска