Лабораторная работа 10
Витамин D (кальциферол, антирахитический)
Соединения, которые обозначаются как витамин Д, относятся к одной из групп изопреноидов – стероидам. Провитаминными формами являются некоторые стеролы (7- дегидрохолестерол, эргостерол), каждый из которых при действии УФ лучей превращаются так называемый кальцитриол – гормон, формирование структуры которого завершается в печени и почках.
Активные метаболиты витамина D, в частности 1,25-дигидроксихолекациферол (кальцитриол), взаимодействуют с внутриклеточными рецепторами и изменяют экспрессию более чем 500 генов, в результате изменяется скорость и направленность целого ряда метаболических процессов. Стимуляция транскрипции соответствующих генов сопровождается усилением синтеза специфических белков, участвующих в обмене кальция и фосфора и обеспечивающих постоянство их концентраций в плазме крови выше пороговых значений.
Витамин D активирует фитазу, расщепляющую трудно диссоциирующие комплексы Са2+ с фитиновой и щавелевой кислотами, преобладающими в растительной пище. В остеобластах 1,25-(ОН)2 D3 индуцирует синтез остеокальцина (Gla-протеина), который связывает кальций, благодаря чему происходит кальцификация (минерализация костей). Остеокальцин также содержится и в остеоцитах.
В остеобластах и одонтобластах кальцитриол повышает экспрессию генов, кодирующих белки органического остова кости, в частности коллагена. При недостатке витамина D, также как и витамина С, снижается эффективность гидроксилирования пролина и, соответственно, синтеза коллагена. В результате биологических эффектов витамина D3 в пищеварительном тракте, костной ткани и почках повышается концентрация кальция и фосфора в крови и экскреция кальция с мочой.
Активные формы витамина D, кроме участия в обмене кальция, фосфора и магния, влияют в определенной степени и на другие обменные процессы, в частности углеводный и белковый: усиливают процессы фосфорилирования моносахаридов, синтеза гликогена в печени, реабсорбцию аминокислот в почках. Стимулируют рост и дифференцировку клеток, усиливают иммунный ответ, воздействуя на иммунокомпетентные клетки тимуса и селезенки.
Более легкие формы дефицита витамина D проявляются неспецифическими симптомами: потеря аппетита и снижение веса, диарея, ощущение жжения во рту и в горле, мышечные и суставные боли, мышечная гипотония, слабость, периодонтоз, бессонница, раздражительность, потливость, ухудшение зрения. Повышается риск развития целого ряда хронических заболеваний, в том числе инфекционных и аутоиммунных: туберкулеза, системной красной волчанки, ревматоидного артрита, сахарного диабета, особенно юношеского, рассеянного склероза, рака, атеросклероза. Нарушаются функции щитовидной железы и свертываемость крови. У детей дефицит витамина D приводит также к задержке прорезывания зубов и закрытия родничка, скелетным деформациям, увеличению риска переломов после достижения взрослого возраста.
Оценка обеспеченностии организма витамином D
В норме концентрация витамина D в крови составляет 30-75 нг/л, при концентрациях более 90-100 нг/л могут развиваться токсические эффекты. Печень взрослого человека способна накапливать витамин D в количестве, достаточном для обеспечения потребности в нем в течение 1 года.
Качественные реакции на витамин D
Выделено несколько близких по химической природе витаминов D, являющихся производными циклопентанопергидрофенантрена (D1, D2 и D3). В продуктах (рыбий жир, коровье масло) чаще всего встречается витамин D3.
Материалы, посуда, реактивы:
анилин; соляная кислота, концентрированная;
1% раствор брома в хлороформе (1:60);
рыбий жир, витаминизированный;
или масляный раствор витамина эргокальциферола.
пробирки; пипетки; часовые стекла; спиртовки; стеклянные палочки.
а) Реакция с анилином (под тягой)
К 1 мл витаминизированного рыбьего жира прибавляют 4-5 мл анилина и 0,5 мл концентрированной соляной кислоты. Содержимое пробирки нагревают до кипения и кипятят 20-30 с. Жидкость принимает красную окраску.
б) Реакция с бромом (под тягой)
На сухое часовое стекло вносят 2-3 капли витаминизированного рыбьего жира или масляного раствора витамина D2, добавляют (под тягой) 3-4 капли 1 % раствора брома в хлороформе, размешивают. Через некоторое время появляется зеленое или зеленовато-голубое окрашивание.
