РЕГУЛЯЦИЯ ВИТАМИНА D

Регулирование витамина D: Витамин D преобразуется в организме в гормон кальцитриол. Только понимание регуляции кальцитриола объясняет, как работает витамин D.

Витамин D и гормон витамина D

Когда говорят о витамине D, подразумевают несколько химически совершенно разных веществ. Это происходит потому, что витамин D3, поступающий в организм с пищей или получаемый под воздействием солнечных лучей, сначала преобразуется в организме под действием различных ферментов в несколько этапов, пока, наконец, не достигает своей реальной эффективной формы — гормона витамина D, который называется кальцитриол или химически 1,25-дигидрокси-витамин D3.

Многие люди сегодня упрощенно утверждают, что витамин D3 — это вовсе не витамин, а скорее гормон. Однако это неверно: хотя витамин D3 является предшественником гормона, сам он не оказывает гормонального действия. Такие предшественники гормонов также называют гормональным субстратом: Только при наличии достаточного количества субстрата из него может образоваться гормон.

Таким образом, витамин D3 является субстратом гормона, а 1,25-дигидрокси-витамин D3/кальцитриол — собственно активным гормоном витамина D. (2)

Регулирование витамина D

Гормон витамина D 1,25-дигидрокси-витамин D3 (далее 1,25-D или кальцитриол), как и все гормоны, вырабатывается организмом по мере необходимости и строго регулируется многочисленными механизмами. Это означает, что увеличение потребления витамина D3 не обязательно приводит к пропорциональному увеличению гормона. Поскольку гормон запускает различные процессы в клетках и контролирует, помимо прочего, сотни генов, важно, чтобы он всегда присутствовал только в том количестве, которое необходимо для управления клеточными процессами.

Каким бы хорошим не было снабжение организма витамином D3, он производит только столько гормона витамина D, сколько необходимо в любой момент времени, а сложные процессы регуляции также обеспечивают деактивацию гормона витамина D, когда его функция выполнена.

Рецептор витамина D

Наиболее важной частью регуляции витамина D является так называемый рецептор витамина D (VDR), который находится почти в каждой клетке организма. Гормон витамина D химически подобно ключу подходит к местам связывания этого рецептора VDR: если кальцитриол прикрепляется к VDR, он активируется, что приводит в движение многочисленные процессы.

В то же время, однако, уже включается регуляторный механизм, который, с одной стороны, активирует ферменты, превращающие гормон витамина D обратно в неэффективные формы, а с другой — понижает регуляцию ферментов, образующих гормон витамина D из предшественников.

Сложные регуляторные механизмы

В целом, регуляция витамина D — это очень сложная сеть, которая в последние годы снова и снова ставит исследователей в тупик и до сих пор не до конца понята. 

В этой системе играют роль различные ферменты, гормоны и рецепторы, и становится все более очевидным, что витамин D гораздо сложнее, чем считалось ранее. Однако, только с пониманием этих регуляторных механизмов роль и действие витамина D в организме станут по-настоящему описываемыми.

Связь между уровнем витамина D и гормоном витамина D.

Эти новые данные во многом опровергают общепринятое представление о витамине D. Это становится наиболее очевидным в связи между уровнем витамина D и гормона витамина D.

Ведь анализ крови на витамин D измеряет не гормон витамина D, а циркулирующую форму 25-(OH)-витамина D, который сам по себе совсем не эффективен. Также не существует четкой, прямо пропорциональной зависимости между уровнем 25-OH-D и уровнем гормона витамина D, поскольку, как описано выше, гормон регулируется в зависимости от потребности.

Единственная связь, которая существует, заключается в том, что при низком уровне 25-OH-D не может вырабатываться достаточное количество гормона. Это, конечно, очень важная корреляция, поскольку современное понимание регуляции витамина D предполагает, что для оптимального функционирования всей системы витамина D необходимы высокие концентрации 25-OH-D.

Только при достаточном уровне 25-(OH)-D обеспечивается поступление гормона витамина D — именно поэтому сегодня это количество также измеряется для определения статуса витамина D. Преимуществом является то, что уровень 25-(OH)-D постоянен и, следовательно, его легче интерпретировать при хорошем снабжении, тогда как уровень 1,25-дигидрокси-витамина D3 сильно колеблется в зависимости от потребности и не позволяет сделать четкие выводы о снабжении.

Регуляция витамина D и уровень витамина D

Тем не менее, всегда есть сомнения в том, насколько значимым является определение только уровня 25-(OH)-D. Почти все исследования пытаются установить связь между заболеваниями и уровнем 25-(OH)-D. Но поскольку 25-OH-D сам по себе вообще не эффективен, а прямая связь может существовать только между гормоном витамина D и болезнью, сомнительно, насколько хорошо связь может быть отображена таким образом…..

Ведь низкий уровень 25(OH)-D в некоторых случаях может быть следствием, а не причиной заболеваний, о чем все чаще говорят современные наблюдения. Тогда можно было бы обнаружить сильную корреляцию между возникновением заболевания и низким уровнем витамина D, но причинно-следственная связь была бы совсем не такой, как предполагалось.

Это возможно, если в результате заболевания нарушаются различные регуляторные механизмы. Такая связь может объяснить многие современные загадки, например, высокий уровень гормона витамина D при низком уровне 25-OH-D или очень низкий уровень OH-D, несмотря на очень высокую солнечную экспозицию.

Предположение о том, что низкий уровень 25-(OH)-D во всех случаях означает дефицит гормона витамина D и должен и может быть скорректирован приемом витамина D3, верно не во всех случаях. Поэтому некоторые эксперты по витамину D требуют, чтобы в будущих исследованиях всегда определялись оба уровня, чтобы получить более полное представление о корреляции.

Пример 1: Витамин D и первичный гиперпаратиреоз

Примером такого исключения является первичный гиперпаратиреоз, который характеризуется доброкачественной опухолью паращитовидной железы. При этом заболевании гормон PTH вырабатывается в повышенном количестве. Этот гормон в норме обеспечивает растворение кальция из костей в случае дефицита кальция и, с другой стороны, вызывает увеличение 25-(OH)-D для преобразования в кальцитриол. В результате уровень 25-(OH)-D снижается, а уровень кальцитриола повышается.

Поскольку при этих заболеваниях ПТГ уже не может регулироваться, его уровень продолжает расти. В крови это со временем приводит к низкому уровню 25-OH-D при очень высоком уровне кальцитриола. По показателям крови можно было бы предположить дефицит витамина D, но на самом деле концентрация гормона витамина D чрезвычайно высока. Поскольку 1,25-D контролирует усвоение кальция, а ПТГ одновременно ведет к извлечению кальция из костей, в результате показатели кальция также очень высоки.

Поэтому в данном случае взаимосвязь несколько сложнее, и низкие значения 25-OH-D являются следствием первичного гиперпаратиреоза, а не его причиной. После удаления опухоли уровень 25-OH-D приходит в норму.

В этом случае, однако, дефицит витамина D, существующий в то же время, еще хуже: если значения 25-OH-D уже низкие, 1,25-D также не может образоваться. Таким образом, ПТГ массивно выводит кальций из костей, потеря которого не может быть компенсирована увеличением его потребления. Поэтому и в этом случае имеет смысл устранить дефицит витамина D.

Если низкий уровень 25-OH-D и высокий уровень кальция в крови и/или моче возникают одновременно, следует более тщательно изучить, не может ли щитовидная железа быть причиной дисрегуляции.

Пример 2: Лечение 1,25-дигидрокси-витамином D3 (кальцитриол)

Другой способ регулирования витамина D может быть показан в исследованиях, в которых вместо предшественников использовался непосредственно гормон витамина D. 

Лечение 1,25-D снижает уровень 25-OH-D в крови. И снова анализ крови выявит дефицит витамина D, хотя на самом деле все наоборот: организм снижает регуляцию превращения витамина D3 в 25-OH-D и 25-OH-D в 1,25-D, чтобы уровень гормона витамина D не повышался слишком сильно.

Пример 3: Тяжелый дефицит кальция

Обратный механизм до сих пор изучался только в экспериментах на животных: В случае тяжелого, алиментарного дефицита кальция преобразование 25-OH-D в кальцитриол регулируется в сторону увеличения для достижения максимально возможного усвоения кальция. В результате уровень 25-OH-D снижается, а уровень кальцитриола повышается.

В анализе крови это снова будет выглядеть как дефицит витамина D, тогда как на самом деле это дефицит кальция. При введении кальция все показатели крови приходят в норму.

В экспериментах на животных уровень 25-OH-D при низком потреблении кальция снижался на 60 процентов, а уровень кальцитриола повышался в четыре-двенадцать раз.

Витамин D и бактерии

Поскольку витамин D играет центральную роль в иммунной системе, эволюционно ожидалось, что бактерии разработают стратегии для отключения рецептора VDR. На самом деле, становится все более очевидным, что это именно так.

В настоящее время известно, что ряд бактерий блокируют рецепторы VDR, потенциально влияя на эффективность и регуляцию витамина D.

К ним относятся боррелии, бактерии туберкулеза, возбудители проказы, Helicobacter pylorus, а также многочисленные бактерии, образующие биопленки в нашем организме и вырабатывающие определенные вещества, которые, согласно компьютерным моделям, также выводят из строя рецептор VDR.

При всех этих инфекциях наблюдается повышенная выработка 1,25-D и, следовательно, низкий уровень 25-OH-D. Однако, поскольку рецепторы VDR заблокированы, 1,25-D не может оказать никакого эффекта. Это может быть возможной причиной развития некоторых хронических воспалений и аутоиммунных заболеваний, так как 1,25-D инициирует противовоспалительные процессы.

Поэтому устранение нарушений регуляции витамина D, вызванных бактериями, рассматривается некоторыми исследователями как единственный способ лечения аутоиммунных заболеваний.

С другой стороны, есть подозрение, что эти бактериальные инвазии и заболевания могут развиваться в первую очередь на основе дефицита витамина D. Поэтому витамин D может быть пригоден для профилактики, но не для лечения этих заболеваний. Эти связи, вероятно, являются одной из самых противоречивых областей исследования витамина D на данный момент, и более подробные результаты можно ожидать только через несколько лет.

Что это означает для применения витамина D?

Сложные взаимоотношения вокруг регулирования витамина D изначально вызывают некоторое недоумение: имеют ли сейчас значение анализы на витамин D? И нужно ли принимать витамин D или нет?

Учитывая взаимосвязь, конечно, лучше всегда исследовать 25-OH-D, кальцитриол, ПТГ и кальций вместе, чтобы получить более точную картину. Однако, это довольно трудоемко и, люди не хотят этим заниматься.

Тест на 25-OH-D в настоящее время является наилучшим вариантом — в большинстве случаев он дает хорошие заключения о наличии дефицита витамина D, поскольку описанные выше корреляции, вероятно, составляют довольно небольшой процент. Измерение кальцитриола затруднено, поскольку его уровень может быть очень изменчив.

Ниже приведен обзор того, как можно интерпретировать результаты комбинированных тестов. Следует помнить, что кальцитриол в идеале должен измеряться несколько раз с интервалом, чтобы естественные колебания можно было включить в интерпретацию.

Регулирование витамина D: расчет со многими неизвестными

Регуляция витамина D еще далеко не полностью изучена. Практически каждый год открываются новые механизмы и взаимосвязи — например, влияние различных лекарств на регуляцию, которая в некоторых случаях была разрушительной в течение нескольких лет.

В случае иммунной защиты и воспалительных процессов в организме, регуляция витамина также еще не выяснена.

Пока не во всех случаях ясно, какие факторы играют роль и как следует интерпретировать различные лабораторные параметры. Поэтому на данный момент уровень 25-OH-D остается актуальным параметром для определения обеспеченности витамином D. Дальнейшие исследования могут пролить свет на те случаи, когда терапия витамином D не приносит успеха или когда вероятны другие причины.

В целом, здесь открывается захватывающая область исследований, которая еще раз подчеркивает важную роль витамина D.