УДК577.16.087

ББК28с

Тупцокова З.В., Цикуниб А.Д.

Адыгейский государственный университет

БИОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБМЕНА ВИТАМИНА D И УРОВЕНЬ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ИМ ПОДРОСТКОВ И СТУДЕНТОВ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ

Аннотация. В статье представлена биохимическая модель обмена витамина D, составленная на основе современных научных данных. Установлено, что уровень потребления витамина D подростками составляет в среднем 5,9 ±1,9 мкг и студентами – 3,1 ±1,1 мкг, что ниже физиологических норм на 41% и 69% соответственно. На основе неинвазивных методов у 40% студентов выявлены признаки недостаточности витамина D в организме.

Ключевые слова: биохимическая модель витамина D, недостаточность витамина D.

Tuptsokova Z.V.,Tsikunib A. D.

Adyghe State University

BIOCHEMICAL MODEL FOR THE EXCHANGE OF VITAMIN D AND THE LEVEL OF SECURITY OF THEM TEENAGERS AND STUDENTS OF THE REPUBLIC OF ADYGEA

Annotation. This article presents a biochemical model of vitamin D metabolism, compiled on the basis of modern scientific data. It is established that the consumption of vitamin D in adolescents is an average of 5,9 ±1,9 mcg and students and 3.1 ±1.1 µg, which is below the physiological range by 41% and 69%, respectively. On the basis of non-invasive methods, signs of vitamin D deficiency in the body were found in 40% of students.

Key words: biochemical model of vitamin d, vitamin d deficiency

Одним из наиболее распространенных нарушений питания различных групп населения является микронутриентная недостаточность, и, в первую очередь, витаминов, что отрицательно сказывается на состоянии здоровья [2, 3, 4]. Особенно актуальна данная проблема для школьников старших классов и студентов. Снижается физическая и умственная работоспособность, повышается заболеваемость острыми инфекциями, усугубляется тяжесть течения хронической патологии, ухудшается способность к обучению [6,8]. По данным ряда авторов [1, 8, 9,10], одним из наиболее распространенных дефицитов является дефицит витамина D, что связано с недостаточным потреблением продуктов являющихся источником данного вида на фоне более высокой потребности в нем. Дефицит витамина D относится к хорошо известным факторам риска развития патологии скелета, а также увеличение риска развития внескелетных заболеваний: ожирения, сахарного диабета 1 и 2 типа, патологии сердечнососудистой системы и др. [3, 4, 9,10,11,12]. В настоящее время во всем мире насчитывается около 1 миллиарда человек, имеющих недостаток или дефицит витамина D [4]. Уровень обеспеченности витамином D зависит от многих факторов и требует регулярного изучения.   

Целью исследования является обоснование биохимической модели обмена витамина D в организме и установление уровня обеспеченности им подростков и студентов.

Методы исследования. На основе анализа современной отечественной и зарубежной литературы составлена биохимическая модель обмена витамина D в организме [2,3, 4, 6, 9,10,11,12].  Анкетно-опросным методом изучено фактическое питание обучающихся 8-9 классов г. Майкоп в 2015 г (n=69) и в 2018 г (n=30) и студентов 3-го курса факультета естествознания Адыгейского государственного университета (n=10). Содержание витамина D в среднесуточных рационах питания рассчитывали с использованием таблиц химического состава пищевых продуктов [2], и оценку уровня обеспеченности согласно физиологическим нормам [4]. Изучена распространенность симптомов недостаточности витамина D у студентов (n=10) по специальной анкете и проведено комплексное определение уровня содержания кальция в организме по методике Сулковича. Исследования проведены на базе ЦКП НИИ комплексных проблем АГУ.

Результаты исследования и их обсуждение.

Биохимическая модель обмена витамина D в организме, созданная на основе анализа современной отечественной и зарубежной литературы, представлена на рисунке 1. 

Как видно из рисунка, витамин D поступает с пищей в неактивной форме или образуется в коже в результате УФ облучения холестерина (уровень образования составляет около 0,3-1,0 мкг/сутки).

Активация витамина D происходит, преимущественно, в печени (до 90%) за счет реакции гидроксилирования.

Данная реакция проходит очень быстро и ведет к повышению уровня 25-гидроксивитамина D. Уровень кальцийдиола отражает как образование витамина D в коже, так и его поступление с пищей и может использоваться в качестве маркера статуса витамина D.

Частично транспортная форма 25 (ОН)D поступает в жировую и мышечную ткани, где может создавать тканевые депо.

Последующая реакция 1а-гидроксилирования 25(ОН)D происходит в клетках проксимальных отделов канальцев коры почек при участии фермента 1а-гидроксилазы, в результате которой образуется активный метаболит витамина D – 1а,25-дигидроксивитамин D₃ или кальцийтриол.

 

Рис.1 «Биохимическая модель обмена витамина D в организме»

Активирующее влияние на 1а-гидроксилазу и процесс 1а-гидроксилирования оказывают половые гормоны, кальцитонин, пролактин и т.д. Ингибиторами 1а-гидроксилазы являются глюкокортикостероидные гормоны, в частности кортизол. Фактор роста из фибробластов, секретируемый в клетках кости оказывает тормозящее влияние на синтез 1,25-дигидроксивитамина D₃.

1а,25-дигидроксивитамин D₃ повышает экспрессию 25-гидроксивитамин D-24-гидроксилазы – фермента, катализирующего его дальнейший метаболизм, что приводит к образованию водорастворимой биологически неактивной кальцитроевой кислоты, выделяющейся с желчью.

Все перечисленные компоненты метаболизма витамина D, а также тканевые ядерные рецепторы к 1а,25-дигидроксивитамин D₃ (D-гормону), получившие название «рецепторы к витамину D», объединяют в эндокринную систему витамина D, функции которой заключаются в способности генерировать биологические реакции в более чем 40 тканях-мишенях за счет регуляции рецепторов транскрипции генов и быстрых внегеномных реакций, осуществляемых при взаимодействии с рецепторами, локализованными на поверхности ряда клеток.

D-гормональная система принимает участие в поддержании адекватной минеральной плотности костей, метаболизма липидов, стимуляции дифференцировки клеток, а также ряда физиологических свойств: регуляция уровня АД, рост волос, реализация иммунологических реакций и т.д.

Учитывая важность витамина D в обменных процессах в организме, был проведен комплекс исследований по установлению уровня его потребления школьниками и студентами.

Обеспеченность организма витамином D, как и всех эссенциальных нутриентов, зависит от ежедневного потребления продуктов, в совокупности обеспечивающих физиологическую норму. При анализе анкет было уделено особое внимание уровню потребления таких групп пищевых продуктов как рыбные, молочные и яйца (рисунок 2).

 

Рис 2. «Анализ суточного рациона школьников на потребление групп различных продуктов»

Анализ качества питания показывает, что недостаточно потребление подростками продуктов, являющихся источниками витамина D. Рыбные продукты присутствуют в рационе 10% школьников, молоко и молочные представлены - 39%, а яйца потребляют 42% подростков.

  Нарушения структуры питания могут отразиться на содержании эссенциальных веществ, в частности, таких как витамины и минеральные вещества. В связи с этим было проведено изучение рационов питания на уровень содержания витамина D (рис.3).

 

Рис.3 - Содержание витамина D в рационах обучающихся

Анализ рационов обучающихся старших классов показал, что среднее содержание витамина составляет 4,5 мкг, что ниже физиологической нормы на 54,8%, а исследования, проведенные в 2015 г показали, что уровень потребления витамина D обучающимися составлял 7,2 мкг, что на 28% ниже физиологической нормы. Уровень потребления данного витамина снизился. 

Из диаграммы видно, что средний уровень содержания витамина D в рационах питания студентов составляет 3,1 мкг, что ниже физиологической нормы на 69%.

Так как обмен витамина D тесно связан с обменом кальция и фосфора, было проанализировано также содержание данных нутриентов в рационах питания обучающихся в сравнении с физиологическими нормами (рис. 4а, б).

        

                 а                                                                                   б

Рис. 4 - Содержание кальция и фосфора в рационе а) подростков и б) студентов

 

  Из полученных данных видно, что в рационе подростков содержание кальция составляет 482,1 мг, а фосфора – 581 мг, что ниже физиологических норм на 59,8% и 51,6% соответственно.

  Анализ рационов студентов показал, что уровень содержания кальция составляет 289,5 мг, а фосфора – 499,1 мг, что ниже физиологических норм на 75,1% и 58,4% соответственно. Учитывая такой низкий уровень потребления кальция студентами, они были обследованы неинвазивными методами на выявление обеспеченности организма данным витамином.

Результаты определения содержания кальция в моче по методу Сулковского дают возможность сделать выводы и по уровню витамина D в их организме (рисунок 5).

 

Рис 5. - Результаты определения кальция в организме студентов

Из полученных данных видно, что количество обучающихся с достаточным уровнем кальция в организме составляет 60%, однако у 40% студентов обнаружились показатели, указывающие на недостаточное содержание кальция в организме – гипокальциемию.

Студенты были также проанкетированы на наличие внешних признаков недостатка кальция и витамина D. Результаты данного опроса отражены на рисунке 5.

 

Рис. 6 - Результаты опроса на наличие внешних признаков недостатка кальция и витамина D.

Из полученных данных видно, что в большей степени у студентов проявляются такие признаки как общая слабость, развитие кариеса, плохой сон, мышечные судороги и раздражительность. Данные внешние проявления могут указывать на недостаточное содержание витамина D в организме.

Вывод. Исследования показали, что у школьников и студентов выявляются нарушения в структуре питания, которые сопровождаются нарушением уровня потребления важнейших нутриентов, в частности, витамина D.Уровень потребления витамина D подростками составляет в среднем 5,9 ±1,9 мкг и студентами – 3,1 ±1,1 мкг, что ниже физиологических норм на 41% и 69% соответственно.

  Литература.

1. Албулова Е.А., Парфенов А.И., Дроздов В.Н. Обмен витамина D и его активных метаболитов // Клиническая гастроэнтерология. 2010. № 3. С. 15-17.
2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: учебник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 2008. 528 с.
3. Дружинин П.В., Новиков Л.Ф., Лысиков Ю.А. Основы нутрициологии. Ч. 2: Витамины и здоровье. М., 2005.
4. Каронова Т.Л., Каронова Т.Л., Гринева Е.Н. Дефицит витамина Д и здоровье // Артериальная гипертензия. 2010. Т. 16, № 3. С. 277-281.
5. Нормы физиологических потребностей энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: метод. рекомендации. М.: Федер. центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009.
6. Пигарова Е.А., Плещева А.В., Дзеранова Л.К. Влияние витамина D на иммунную систему // Иммунология. 2015. № 36 (1). С. 62-66.
7. Химический состав российских пищевых продуктов: справочник / под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М.: ДеЛи принт, 2002. 236 с.
8. Цикуниб А.Д., Дьяченко Ю.А., Езлю Ф.Н. Пищевая и биологическая ценность фактического питания обучающихся РА // Наука: комплексные проблемы: науч.-информац. журнал НИИ комплексных проблем АГУ. 2013. № 1.
9. Mahgoub A., Sheppard H. Effect of Hydroxy-vitamin D derivatives on Ca release from rat fetal bones in vitro // Endocrinol. 1977. No 100 (3). Р. 629-634.
10. Miller S.C. Studies on the role of 24-hydroxylation of vitamin D in the mineralization of cartilage and bone of vitamin D-deficient rats // Calcif. Tiss. Intern. 1981. No 33. P. 489-497.

_____________________________________________________________________________________________

Цикуниб Аминет Джахфаровна, доктор биологических наук, профессор, директор НИИ комплексных проблем АГУ, зав. лабораторией нутрициологии и экологии, 385000, г. Майкоп, ул. Гагарина, 13, 8928461725,  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Tsikunib Aminet Dzhakhfarovna, Head of Nutrition and Environment Laboratory, Director of Scientific Research Institute of complex Problems of Adyghe State University

Тупцокова Заира Валерьевна, магистрант 3 курса факультета естествознания АГУ, тел. 89618287766, e-mail: tuptsokova93@mail.ru

Tuptsokova Zaira Valerevna, master's degree student 3 courses of faculty of natural Sciences, Adyghe State University, tel 89618287766, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.