Витамин D — это важное питательное вещество, получать которое можно гораздо более приятным способом, чем поглощение брюссельской капусты или синтетических капсул. Достаточно выйти на солнце, и под воздействием ультрафиолетовых лучей наш организм сам начнет вырабатывать это вещество. Но, конечно, без здорового питания не обойтись, ведь современный образ жизни с долгими часами в помещении, а также малое количество солнечных дней не всегда позволяют получать достаточно витамина только посредством загара. В этой статье мы разберем структуру разных форм витамина D, его полезные функции в организме, причины и последствия дефицита, а также определим роль этого питательного вещества в современной медицине.
Что такое витамин D?
Витамин D — это группа жирорастворимых органических соединений с общими структурными особенностями. Это единственный из всех витаминов, который признан условно незаменимым. Незаменимыми называют витамины, которые наш организм получает в достаточных количествах только из пищи или биологически активных добавок. Однако витамин D также синтезируется в коже под воздействием солнечных лучей, что и указывает на его условную незаменимость.
С химической точки зрения все формы витамина D похожи на стероиды. Стероиды — это важные компоненты клеточных мембран, молекулы которых состоят из 4 углеродных колец. Однако витамин D представляет собой частный случай стероида — секостероид. Его отличие в том, что одно из колец оказывается разомкнутым. С одной стороны, это снижает его структурную целостность, а с другой — обеспечивает активацию, связывание и транспортировку витамина.
Основные формы: D2 (эргокальциферол) и D3 (холекальциферол)
Всего существует 5 форм витамина D, которые отличаются друг от друга боковыми цепями, присоединенными к стероидной части. При этом 3 формы из 5 обладают крайне низкой биологической активностью и не могут в полной мере удовлетворить потребности организма. Поэтому под витамином D в науке и медицине подразумевают только 2 его основные формы:
- D2 (эргокальциферол) — в боковой цепи содержит метильную группу, присоединенную двойной связью, из-за чего является менее устойчивой формой. Синтезируется в клетках грибов и дрожжей под воздействием УФ-лучей.
- D3 (холекальциферол) — в его боковой цепи двойная связь отсутствует, что положительно сказывается на устойчивости и расширяет функционал витамина. Солнечные лучи активируют синтез холекальциферола, попадая на кожу человека и животных. Рыбы не только синтезируют витамин D3, но и получают его по пищевым цепочкам.
Как витамин D синтезируется в организме под действием солнца?
Синтез витамина D под действием солнца немного отличается у растительных и животных организмов, так как для него используются разные исходные материалы. У грибов и дрожжей им является эргостерол — один из важнейших компонентов клеточных мембран, без которого эти организмы попросту не могут выжить. В результате фотохимических реакций одно из стероидных колец эргостерола разрывается, и образуется провитамин D2. Затем под воздействием температуры окружающей среды молекула принимает стабильную форму эргокальциферола.
В организмах людей и животных биосинтез витамина D происходит похожим образом, с той лишь разницей, что исходным компонентом является 7-дигидрохолестерин (7-DHC) — предшественник холестерина, также защищающего клеточные мембраны. Проникая в эпидермис кожи, ультрафиолетовые волны воздействуют на 7-DHC, запуская те же, что и в случае с грибами, процессы, приводящие к образованию холекальциферола.
В чем разница между растительными и животными источниками витамина D?
Как мы уже отметили, форма витамина D3, синтезируемая в организме человека и получаемая с животной пищей, отличается более высокой устойчивостью. Благодаря этому она лучше усваивается и медленнее выводится из организма, обеспечивая стабильную концентрацию. В 2022 году в ходе исследования, проведенного в университете Суррея, удалось выяснить, что холекальциферол более эффективно укрепляет иммунную систему. В отличие от формы D2, он стимулирует интерфероны I типа — белки, играющие важную роль в распознавании опухолевых клеток и активации защитных механизмов.
Польза витамина D для организма
Обе основные формы витамина D в исходном виде являются биологически инертными, и для активации им необходимо пройти 2 этапа гидроксиляции, то есть присоединения гидроксильных групп –OH. Независимо от способа поступления в организм витамин D сначала гидроксилируется в печени и преобразуется в кальцидиол. Именно в этой форме он запасается в организме и циркулирует по кровеносным сосудам. Достигая почек, кальцидиол получает вторую гидроксильную группу, и образуется вещество кальцитриол, или активная форма витамина D, участвующая в обменных процессах.
Поддержка костной системы и профилактика остеопороза с помощью витамина D
После всех преобразований витамин D получает способность выполнять свою основную функцию — стимулировать всасывание кальция и фосфора в кишечнике. Попадая в кровь, эти минералы связываются с костной тканью посредством белка остеокальцина, что способствует минерализации костей и укреплению всего скелета. Таким образом, без витамина D кальций и фосфор попросту выводятся из организма, не выполняя свою основную функцию. Потребляя и синтезируя витамин в достаточных количествах, мы занимаемся профилактикой остеопороза — заболевания, при котором кости становятся хрупкими и склонными к переломам.
Укрепление иммунитета и защита от вирусов с помощью витамина D
Витамин D играет роль одного из регуляторов иммунной системы благодаря воздействию на мембранные рецепторы клеток. В комплексе с витамином A он усиливает экспрессию генов в ДНК, в ходе которой регулируется рост и функциональная дифференциация клеток. Роль витамина D проявляется особенно заметно в активации иммунных клеток, таких как T-лимфоциты и макрофаги, инициирующие и уничтожающие зараженные клетки и патогенные микроорганизмы.
Роль витамина D в работе сердечно-сосудистой системы
Витамин D положительно влияет на работу сердца и снижает риск деградации сосудов. Контролируя активность гормональной системы, регулирующей артериальное давление и объем крови в организме, он стимулирует гомеостаз — способность организма поддерживать стабильное внутреннее состояние, несмотря на изменение условий окружающей среды. Также витамин D подавляет воспалительные процессы в стенках кровеносных сосудов, которые могут привести к инсультам и инфарктам.
Участие витамина D в гормональном балансе и репродуктивном здоровье
Будучи стероидоподобным веществом, витамин D играет важную роль в образовании эстрадиола и прогестерона — ключевых гормонов женской половой системы, от которых зависит созревание яйцеклетки и подготовка слизистой оболочки матки к оплодотворению. Для мужчин витамин D также очень важен, так как он способствует поддержанию тестостерона на достаточном уровне для активного сперматогенеза.
Влияние витамина D на психическое здоровье и профилактика депрессии
Взаимосвязь между концентрацией витамина D в организме и психическим здоровьем человека была установлена не так давно, и этот вопрос требует дальнейшего изучения. Тем не менее, результаты исследований показывают, что витамин D принимает косвенное участие в синтезе серотонина — нейромедиатора, регулирующего настроение, поведение, сон и аппетит. При восполнении нехватки витамина D у людей снижаются симптомы депрессии и тревожности, а значит, он является хорошим профилактическим средством.
Лучшие источники витамина D
Продукты животного происхождения, богатые витамином D
Среди продуктов животного происхождения лидерами по содержанию витамина Dявляются различные виды как морской, так и речной рыбы. В отличие от травоядных наземных животных, рыбы имеют естественный пищевой источник D2, который синтезируют не только грибы, но и некоторые разновидности водорослей, а также фитопланктон.
Растительные источники витамина D для веганов и вегетарианцев
Растительные источники, а именно грибы, не входят в топ продуктов по содержанию витамина D. Хотя грибы имеют способность к биосинтезу этого вещества, растут они, как правило, в тенистых и влажных местах и без достаточного ультрафиолетового излучения не могут начать синтезировать D2. Однако некоторые производители продуктов питания подвергают грибы воздействию ультрафиолетового излучения, и после этого они вполне могут конкурировать с рыбой по содержанию витамина D.
ТОП-10 продуктов с высоким содержанием витамина D
Долю содержания витамина D считают в международных единицах — 1 МЕ эквивалентна 0,025 мкг эргокальциферола или холекальциферола. Это связано с тем, что в первой половине XX века ученые делали акцент на расчете биологического эффекта, а не просто массы вещества. В большинстве случаев на упаковках продуктов содержание витамина указано в МЕ на 100 г, и мы также будем придерживаться этого стандарта.
- Рыбий жир — 10 000.
- Скумбрия — 1 008.
- Карп — 988.
- Угорь — 932.
- Нерка — 668.
- Рыба-меч — 664.
- Омуль — 532.
- Горбуша — 520.
- Осетр — 516.
- Красная и черная икра — 484.
Как правильно загорать для выработки витамина D?
Витамин D не синтезируется кожей при попадании солнечных лучей через стекло, так как оно блокирует до 99% излучения с длиной волны 280–315 нм. Также выработку витамина в разной степени предотвращают солнцезащитные кремы — в зависимости от фактора защиты от солнца (показатель SPF), они блокируют от 93 до 98% лучей. Разумеется, нельзя пренебрегать правилами безопасности, так как солнечные ожоги повреждают структуру клеток и могут привести к преждевременному старению кожи и даже онкологическим заболеваниям. Поэтому, чтобы получать достаточно витамина D при загаре, не подвергая организм опасности, рекомендуется придерживаться следующих правил:
- загорать в утренние часы или ближе к вечеру, когда солнце находится близко к горизонту и значительная часть лучей рассеивается в атмосфере;
- не находиться на солнце без защиты более 10 или 30 минут для людей со светлой и смуглой кожей соответственно;
- при обнаружении даже небольших покраснений закрыть пораженные участки кожи одеждой и как можно скорее уйти в тень или помещение.
Суточные нормы витамина D для разных возрастных групп
Согласно исследованиям, проведенным различными национальными организациями здравоохранения, суточная потребность организма в витамине D не меняется на протяжении большей части жизни. Эта особенность связана с возможностью биосинтеза, которая остается стабильной почти в любом возрасте, но несколько снижается у пожилых людей. Суточные нормы потребления витамина D для разных возрастных групп выглядят следующим образом (в МЕ):
- до 12 месяцев — 400;
- 1–70 лет — 600;
- от 70 лет — 800.
Симптомы дефицита витамина D
Группы риска: кто чаще страдает от дефицита витамина D?
Дефицит витамина D — это один из самых распространенных недугов в мире. В тяжелой форме им страдает порядка 15% населения, а легкая или умеренная нехватка характерны для половины жителей планеты. В России эта проблема стоит также остро — по пессимистичным оценкам, витамин D недополучают около 90% жителей нашей страны. Таким образом, в основной группе риска находятся все люди, проживающие в умеренном или субарктическом климатических поясах.
Нехватка витамина характерна также для веганов, не употребляющих рыбные продукты. Люди с темной кожей также находятся в группе риска, так как пигмент меланин снижает способность кожи вырабатывать витамин D. При нормальном потреблении и частом нахождении на солнце дефицит D встречается у людей, которые страдают заболеваниями, препятствующими усвоению жиров: муковисцидозом, целиакией и различными кишечными воспалительными инфекциями.
Основные признаки нехватки (усталость, боли в мышцах, частые простуды)
При легком дефиците витамина D симптомы, как правило, не проявляются или ограничиваются повышенной утомляемостью. Однако острая и продолжительная нехватка этого вещества становится причиной целого комплекса негативных последствий.
- Рахит — заболевание характеризующееся размягчением костной ткани и нарушения костеобразования, которое встречается в младенческом и детском возрасте.
- Остеопороз — нарушение плотности костной ткани, повышающее риск переломов.
- Миопатия — нарушение функции мышечных волокон, приводящее к болям, судорогам, а в отдельных случаях и к атрофии мышц.
- Повышенный риск респираторных инфекций — нарушения в работе иммунной системы приводят к ее общему ослаблению.
- Психические расстройства — исследования показывают, что на фоне низкой концентрации витамина D зачастую развивается не только депрессия, но и шизофрения.
Как диагностировать недостаток витамина D?
Для диагностики уровня витамина D проводят анализ сыворотки крови, показывающий содержание кальцидиола, промежуточного вещества между исходной и биологически активной формой. Сдавать анализы на уровень содержания витамина D рекомендуется регулярно, даже в случае отсутствия каких-либо симптомов.
Витамин D в добавках: как правильно принимать?
Как выбрать между D2 и D3?
В пищевых добавках витамин D может содержаться в любой из 2 основных форм. D2 получают посредством воздействия ультрафиолета на эргостерол в пищевых дрожжах, а распространенным способом производства D3 является облучение 7-DHC, извлекаемого из овечьей шерсти или рыбьего жира. Добавки с D3 позволяют быстрее и эффективнее повысить концентрацию вещества в организме, тогда как D2 чаще назначают в профилактических целях.
Лучшие формы добавок витамина D (капли, капсулы, спреи)
При выборе формы добавки лучше всего ориентироваться на рекомендации врача. В зависимости от целей прима менее биодоступная форма может демонстрировать бо́льшую эффективность. Мы же перечислим ключевые особенности каждой из них:
- капсулы — точная дозировка и удобство применения;
- капли — необходимо принимать вместе с пищей, длительное расщепление;
- спреи — высокая биодоступность, но редко встречаются в продаже;
- водные растворы — максимально быстрое всасывание, не зависящее от приема жиров.
Оптимальное время приема и сочетание с другими витаминами и минералами (К2, магний)
Так как витамин D жирорастворим, принимать его рекомендуется во время наиболее обильного приема пищи, например, завтрака с яичницей или обеда с рыбой. При небольших дозах время приема некритично, а большие дозировки лучше принимать в первой половине дня. Результаты ряда исследований показывают, что витамин Dможет снижать выработку мелатонина, что негативно сказывается на качестве сна при вечернем приеме.
Сочетание витаминов D и K2 является очень важным для нашего организма, так как D стимулирует всасывание кальция, а K2 отвечает за его распределение по костной ткани. Дефицит магния может сделать прием добавок с витамином D бесполезным, так как без него не происходит гидроксиляция вещества в печени и почках. Таким образом, при восполнении нехватки витамина D желательно также проверить уровень K2 и магния.
Передозировка витамина D: симптомы и профилактика
Избыток витамина D встречается существенно реже, чем его дефицит. Чаще всего он связан с бесконтрольным приемом добавок или искусственно обогащенных продуктов. В зависимости от возраста допустимый верхний уровень потребления составляет от 1 000 до 4 000 МЕ. К негативным последствиям может привести длительный прием более 10 000 МЕ витамина D в сутки. Распространенным последствием передозировки является гиперкальциемия — чрезмерная концентрация кальция в крови, сопровождающаяся целым комплексом симптомов, среди которых:
- угнетение центральной нервной системы;
- воспаления и язвы желудочно-кишечного тракта;
- мочекаменная болезнь и почечная недостаточность;
- конъюнктивиты и катаракты.
Витамин D в медицине и профилактике заболеваний
Профилактика и лечение рахита у детей
Открытие витамина D в 1922 году было связано с изучением методов лечения детского рахита — заболевания, при котором кости становятся мягкими и легко деформируются под собственным весом. Эксперименты показали, что рыбий жир с нейтрализованным витамином A лечит рахит у крыс и собак, и впоследствии такую терапию начали применять и для людей. Уже в 1930-х детям в северных регионах США и Европы начали назначать прием витамина D, благодаря чему заболеваемость рахитом снизилась на 80%. В СССР прием детьми рыбьего жира также был обязательной составляющей заботы о детском здоровье.
Роль в профилактике аутоиммунных заболеваний
Клинические исследования показывают, что дефицит витамина D часто наблюдается при аутоиммунных заболеваниях щитовидной железы, волчанке, ревматоидном артрите и рассеянном склерозе. Так как витамин D является хорошим регулятором иммунной системы, его считают хорошим профилактическим средством, особенно для людей с генетической предрасположенностью к аутоиммунным заболеваниям.
Применение при лечении депрессии и тревожных расстройств
Витамин D играет определенную роль в развитии депрессии и тревожных расстройств и, как мы уже упоминали ранее, восполнение его дефицита во многих случаях позволяло снизить симптомы. Однако при нормальной концентрации витамина в организме его терапевтические дозы не оказывают какого-либо заметного воздействия на психическое состояние пациентов.
Витамин D и COVID-19: что говорит наука?
Из-за схожести групп риска по дефициту витамина D и коронавирусной инфекции COVID-19 в интернете начала распространяться информация о том, что пищевые добавки с витамином являются хорошим средством профилактики или даже могут излечить от коронавируса. Клинические испытания в отделениях интенсивной терапии, в рамках которых больным давали препараты с витамином D, показали снижение тяжести симптомов, однако не привели к статистически значимому изменению смертности от COVID-19. Кроме того, прием кальцидиола смог существенно снизить риск необходимости госпитализации инфицированных.
Витамин D в вопросах и ответах
1. Какой витамин D лучше — D2 или D3?
Обе эти формы витамина D считаются основными, но исследования показывают, что D3 лучше усваивается организмом и оказывает бо́льшую поддержку иммунной системе.
2. Можно ли получить витамин D из пищи без добавок?
Получать достаточно витамина D из пищи достаточно сложно, так как он содержится в основном в рыбных продуктах.
3. Сколько нужно находиться на солнце для выработки витамина D?
Для достаточной выработки витамина D рекомендуют находиться на солнце от 10 до 30 минут 2 раза в неделю.
4. Какой уровень витамина D считается оптимальным?
Оптимальная концентрация витамина D в крови составляет от 30 до 100 нг/мл.
5. Почему витамин D так важен для иммунитета?
Воздействуя на мембраны иммунных клеток, витамин D стимулирует экспрессию генов, благодаря чему клетки исправно защищают организм от патогенов.
6. Какие симптомы указывают на дефицит витамина D?
Первичным симптомом дефицита является повышенная усталость, а в более тяжелых случаях у людей ухудшается иммунитет, развиваются остеопороз и миопатия.
7. Как правильно сдать анализ на витамин D?
Для определения уровня витамина D нужно сдать анализ на кальцидиол — его промежуточную форму, которая накапливается в организме и циркулирует с кровью.
8. Можно ли принимать витамин D при аутоиммунных заболеваниях?
При аутоиммунных заболеваниях витамин D обычно назначают в случае его дефицита, но не как основное средство лечения.
9. Почему витамин D нужно сочетать с магнием?
Витамин D необходимо сочетать с магнием, так как без этого минерала он не может перейти в свою биологически активную форму.
10. Как витамин D влияет на настроение и депрессию?
Нехватка витамина D часто становится причиной подавленного состояния, депрессии и тревожного расстройства.
11. Может ли быть передозировка витамина D?
Да, передозировка витамина D возможна при длительном ежедневном приеме свыше 10 000 МЕ вещества.
12. Какие добавки с витамином D лучше усваиваются?
Лучше всего усваиваются водные растворы с витамином D — в таком виде вещество всасывается в организме без участия жиров.
13. Помогает ли витамин D при похудении?
Низкая концентрация витамина D часто встречается в организмах людей с ожирением, однако исследования не дают однозначного ответа, является ли дефицит витамина причиной или следствием лишнего веса.
14. Нужно ли принимать витамин D летом?
Солнечные лучи активируют синтез витамина D в организме, но в случае его низкой концентрации принимать добавки рекомендуется в любое время года, в том числе и летом.
15. Как витамин D влияет на здоровье кожи?
Витамин D участвует в регуляции клеточных процессов, а потому играет важную роль в поддержании здорового состояния кожи.
***
Исследования показывают, что витамин D — это не только эффективное средство лечения рахита и профилактики остеопороза, но и важнейший компонент обмена веществ в масштабах всего организма. Чтобы предотвратить его дефицит, нужно стараться как можно чаще гулять на солнце, особенно если вы живете в умеренных широтах. В наши дни проводится множество клинических испытаний, которые оценят перспективы использования витамина D для профилактики и лечения широкого спектра заболеваний.
Автор текста Иван Стефанов
Изображение на обложке: Ai-generated
