Чудо-витамин D
В.Б. Спиричев, Заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор
Питание – важнейший фактор внешней среды, от которого решающим образом зависит здоровье и благополучие человека.
Пище и питанию принадлежит ведущая роль в обеспечении нормального роста и развития организма, защите его от болезней и вредных воздействий, поддержании активного долголетия.
Потребность в пище – извечная потребность всего живого. Однако наука о питании не есть набор раз и навсегда установленных истин. Физиологические потребности человека в основных пищевых веществах и энергии изменяются вместе с изменениями условий труда и быта. Не остаются неизменными набор и качество продовольственного сырья и продуктов питания, технологические приемы их переработки и хранения, существенно влияющие на химический состав и пищевую ценность этих продуктов.
И от того, в какой степени специалисты пищевой промышленности, занятые разработкой, производством и продвижением на рынке продуктов питания, учитывают медико-биологические требования и достижения современной науки о питании, в немалой степени зависит, сможет ли питание эффективно выполнить свою защитную, оздоровительную функцию в нашем быстро меняющемся мире.
Питание современного человека характеризуется недостатком важнейших питательных веществ, прежде всего макро- и микронутриентов, и избыточным потреблением других (простых углеводов, животных жиров, поваренной соли).
С целью улучшения пищевого статуса населения страны и обеспечения его оптимальным питанием Правительство РФ утвердило 25 октября 2010 г. «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года» (№ 1873-р). Одной из основных задач, определенных этим документом, является «развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище, в том числе для питания в организованных коллективах (трудовые, образовательные и др.)».
Поэтому научные исследования в области определения как физиологического действия тех или иных ингредиентов, так и их технологических функций являются актуальными и своевременными.
В марте 2010 г. в столице Бельгии Брюсселе в рамках Общеевропейского Парламента, а несколько позже — в Сенате США с участием ведущих политических деятелей, представителей медицинской науки и средств массовой информации состоялись слушания, посвященные новейшим научным данным и практическим аспектам широкого использования витамина D как средства надежной и высокоэффективной профилактики не только рахита и остеопороза, но и самых распространенных и грозных недугов современного человечества: сердечно-сосудистых, онкологических, иммунологических, диабета, астмы, рассеянного склероза и целого ряда других серьезных нарушений здоровья.
При этом с европейской пунктуальностью и практицизмом было рассчитано, что при затратах на проведение этих профилактических мероприятий в рамках всего Европейского содружества, составляющих 10 миллиардов евро в год, реальная экономия от снижения заболеваемости и расходов на лечение и уход за больными составит 187 миллиардов (рис. 1).
Что же стоит за этими серьезными научно-политическими событиями в двух наиболее развитых в научном и экономическим отношениях регионах мира? Какова реальная роль этого микронутриента — витамина D.
К витаминам группы D относятся жирорастворимые соединения, основной физиологической функцией которых является поддержание минерального баланса в организме человека. Химическая структура витамина D была идентифицирована еще в 1930-е годы. Важнейшими представителями этой группы являются холекальциферол (витамин D3) и эргокальциферол (витамин D2) (рис. 2).
Эргокальциферол обнаружен в растениях, дрожжах и грибах. Источником витамина D3 являются продукты животного происхождения. Наиболее богатые природные источники — жир печени морских рыб. Яйца, мясо, молоко и сливочное масло также содержат небольшие количества этого микронутриента; содержание витамина D в растениях незначительно, во фруктах и орехах он отсутствует.
При добавлении витамина D в рацион сельскохозяйственных животных, в частности, цыплят, содержание кальциферолов в их мясе и других продуктах может возрастать и быть источником витамина D для человека. В ряде стран (Англия) источником витамина D является маргарин, специально обогащаемый этим витамином
Содержание витамина D в женском молоке лактирующих женщин, не принимающих дополнительно препараты этого витамина, невелико и не покрывает физиологические потребности новорожденных.
Недостаточное образование или поступление в организм витамина D является одной из причин рахита в младенческом возрасте и остеопороза — в пожилом.
Еще в 80-е годы прошлого столетия два молодых американских исследователя: Гектор Де Лука и Антонии Норман со своими сотрудниками, и независимо друг от друга установили, что необходимым условием успешного осуществления витамином D его жизненно важных функций в процессах кальцификации скелета является предварительное превращение этого витамина в его гормонально активную форму – 1,25-дигидроксивитамин D [1,25(ОН)2D3].
Именно этот дигидроксианалог витамина D оказался его активной формой, инициирующей работу гена, ответственного за синтез Са-связывающего белка, осуществляющего доставку и отложение кальция в участках костной ткани, подвергающихся кальцификации или ремоделированию.
Поскольку по своему механизму действия 1,25-(ОН)2 витамин D3 оказался классическим гормоном и кардинальным образом отличался от механизма действия большинства других витаминов, входящих в состав коферментов различных ферментных систем организма, то это дало основание рассматривать витамин D как прогормон, а образующийся из него 1,25-дигидроксивитамин D3 как его гормонально активную форму.
Одновременно это открытие объяснило механизм развития тяжелых костных нарушений при различных заболеваниях почек или их оперативном удалении и обосновало эффективные пути коррекции этих дефектов путем заместительной терапии синтетическим 1,25-(ОН)2 — витамином D3 или его аналогами, широко практикуемой в настоящее время во всем мире.
Последние 20-30 лет исследования роли и механизма действия витамина D3 нарастали в геометрической прогрессии. Произошло то, что в диалектике называют «переходом количества в качество»: когда все возрастающее число исследований, проводимых различными авторами, на различных экспериментальных моделях, различными методами и в различных целях, привело к принципиально новому, значительно более широкому пониманию истинной физиологической роли гормонально активной формы витамина D3 и молекулярных механизмов ее действия.
Оказалось, что витамин D3 контролирует не только обмен кальция в организме, предупреждая рахит у детей и остеопороз у взрослых. Одновременно его недостаток существенно повышает риск сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний, диабета, ускоряет старческую деградацию и сокращает продолжительность жизни человека.
Результаты большинства исследований, заложивших научные основы рассмотренных представлений, были опубликованы в 2002-2011 гг.
График на рис. 3 наглядно демонстрирует экстраординарный рост числа научных публикаций по проблеме витамина D3 и его гормональной системе за последние 50 лет.
Представленный в этих публикациях огромный и все возрастающий объем современных научных данных убедительно свидетельствует, что недостаточная обеспеченность витамином D3, характерная для основной массы населения умеренных географических широт, которое не подвергается достаточному солнечному облучению, является фактором, существенно повышающим риск не только рахита и остеопороза, но и целого ряда других важнейших заболеваний, осложняющих и укорачивающих жизнь современного человека – онкологических, сердечно-сосудистых, инфекционных, аутоиммунных, диабета и ряда других.
В таблице 1, заимствованной нами из обзора Антони Норманна и его коллег, представлены основные физиологические системы и процессы, отвечающие на регулирующие (активирующие или тормозящие) воздействия комплекса, образуемого рецептором витамина D и его гормональной формой 1,25(ОН)2D3.
Здесь же представлены основные нарушения и болезни, обусловленные недостатком этого витамина или дефектами образования и/или рецепции его гормональной формы.
При рассмотрении всех этих данных трудно избавиться от впечатления, что Солнце является не только творцом и источником жизни на Земле, но и «неким» регулятором, осуществляющим через гормональную систему витамина D3, который образуется в коже при инсоляции, постоянный контроль всех основных жизненно важных биохимических и физиологических процессов в организме человека и других теплокровных животных.
Именно этот огромный массив данных, представленных в десятках тысяч публикаций независимых авторов, послужил научной основой практических предложений по широкому использованию витамина D3 в целях снижения риска и профилактики упомянутых грозных заболеваний современного человека.
При этом и в Парламенте Европы, и в Сенате США рассматривалось предложение об увеличении рекомендуемой нормы среднесуточного потребления этого витамина с 200-400 МЕ (5-10 мкг) до 2000 МЕ (50 мкг) в день. Это в 10 раз превышает ныне существующую норму в США, в 5 раз – европейскую и у нас в России. По общему убеждению подобная мера может существенным образом снизить частоту и тяжесть перечисленных грозных заболеваний современного человека, способствовать продлению его активной и плодотворной жизни.
До настоящего времени эти рекомендации не были официально утверждены. Сдержанность в этом важном деле вполне оправдана. Когда речь идет о здоровье человека, важен особо тщательный подход к каждому шагу. Тем более что витамин D3 обладает довольно узкой терапевтической широтой и в излишне высоких дозах способен вызывать отложение кальция не только в костях, но и в мышцах, кровеносных сосудах, а также в таких жизненно важных органах, как сердце и почки. Мир в свое время уже заплатил тяжелую плату за непродуманную практику «ударной» профилактики рахита чрезмерно высокими дозами этого витамина.
Подобная двойственность эффекта витамина D3 в зависимости от его дозы выявляется и в современных исследованиях по влиянию этого витамина на частоту и исход сердечно-сосудистых, онкологических и иных заболеваний.
В этой ситуации, учитывая противоречивость имеющихся данных о допустимых пределах и возможных последствиях увеличения рекомендуемой нормы потребления витамина D3, отечественными учеными (научная школа д.б.н., проф. Спиричева В.Б.) предложено решить эту проблему несколько иным, более эффективным и не вызывающим опасений путем. А именно – выявить и попытаться устранить те нарушения в питании современного жителя России, которые до сих пор служат самым серьезным препятствием как превращению витамина D в его гормонально активную форму, так и осуществлению этой формой ее жизненно важных функций.
В проведенных в 1980-90 гг. в НИИ питания РАМН (лаборатория витаминов и минеральных веществ) исследованиях, на обширном экспериментальном материале впервые была убедительно показана роль целого ряда витаминов (С, В2, В6, РР, фолиевой кислоты, Е и К) как в биосинтезе гормонально активной формы витамина D3, так и в реализации ее многочисленных и жизненно важных функций. Были продемонстрированы конкретный характер и глубина специфических нарушений синтеза и механизма действия 1,25(ОН)2-витамина D3 при недостаточной обеспеченности организма каждым из упомянутых витаминов (табл. 2, 3).
Так, например, при недостатке аскорбиновой кислоты происходит снижение активности гидроксилаз витамина D, что приводит к уменьшению концентрации в сыворотке крови, как 25-(ОН)-витамина D2, так и его гормонально активной формы 1,25-дигидрокси-витамина D3. Вследствие этого в почках неизбежно снижается концентрация рецепторов, занятых этой формой.
Сходные нарушения в тех или иных сочетаниях наблюдаются при дефиците и других витаминов, в частности, В2, фолиевой кислоты, Е, В6, К.
Эти данные целесообразно сопоставить с результатами массовых исследований обеспеченности витаминами детского и взрослого населения нашей страны, выполненных ФГБУ «НИИ питания» РАМН при активной поддержке органов здравоохранения и Роспотребнадзора Министерства здравоохранения РФ как в 90-е годы прошлого столетия, так и за последние 5-7 лет (рис. 4).
Результаты этих обследований однозначно свидетельствуют о недостаточном потреблении витаминов, как о наиболее распространенном отклонении питания от рациональных, физиологически обоснованных форм.
Недостаточное поступление витаминов, как и ряда минеральных элементов с пищей – это не какая-то особенность пищевого статуса населения России, а общая проблема всех экономически развитых стран. Она возникла как неизбежное следствие мощного социально-экономического и научно-технического прогресса, приведшего к резкому снижению энерготрат и соответствующему уменьшению общего количества пищи, как источника энергии, потребляемой современным человеком.
Но пища не только источник энергии, она одновременно источник витаминов. И, уменьшая общее количество потребляемой пищи, мы неизбежно обрекаем себя на витаминный голод, также как и на дефицит ряда важнейших минеральных веществ.
Не останавливаясь более детально на причинах и последствиях этих массовых полигиповитаминозных состояний у населения экономически развитых стран и эффективных методах их коррекции и профилактики, мы хотели бы в данном контексте подчеркнуть, что необходимым условием успешного осуществления витамином D его исключительно важных для здоровья человека функций является полноценное обеспечение организма человека всеми витаминами, необходимыми для образования гормонально активной формы витамина D3 и успешного осуществления контролируемых ею многочисленных физиологических процессов.
Учитывая широкое распространение полигиповитаминозных состояний, особенно среди людей старшего и пожилого возраста, можно высказать следующее предположение. Причиной некоторой противоречивости или недостаточной убедительности ряда исследований, которые оценивают эффективность витамина D3 в профилактике сердечно-сосудистых, онкологических и ряда других заболеваний, может являться не отсутствие такого эффекта или недостаточность дозы этого витамина, а, скорее всего, недостаток других витаминов, необходимых для образования его гормонально активной формы и (или) реализации ее функций в организме.
В связи с этим становится ясно, что для того, чтобы эффективно использовать витамин D3 как для профилактики рахита, так и для снижения риска вышеупомянутых заболеваний, этот витамин следует применять в сочетании с полным набором всех остальных витаминов в дозах, соответствующих физиологической потребности человеческого организма. Мы называем это концепцией: Витамин D3+12 витаминов.
В наибольшей степени этим требованиям соответствуют выпускаемые отечественными производителями мультивитаминные и витаминно-минеральные комплексы, а также обогащенные витаминами продукты функционального назначения, содержащие витамин D3 и полный набор всех остальных двенадцати витаминов в количествах, соответствующих 15 — 50% их рекомендуемого среднесуточного потребления. В настоящее время в Российской Федерации такие продукты находят все большее применение в питании детских организованных коллективов, а также в профилактическом питании работников производств с вредными условиями труда.
Поливитаминные и витаминно-минеральные премиксы такого ряда, а также обогащенные витаминами и кальцием продукты профилактического питания могут и должны найти самое широкое применение в программах, направленных на снижение риска сердечно-сосудистых, онкологических, аутоиммунных, инфекционных и других заболеваний, одним из факторов риска которых может являться недостаток витамина D3 и всех остальных 12 витаминов в питании человека. дефицита витаминов и улучшение самочувствия.