Кальцифероли (вітаміни групи D)

Вітамін D є специфічним вітаміном, необхідним для попередження авітамінозу, пов'язаного із захворюванням дітей на рахіт.

Це захворювання спричинене порушенням сольового обміну, головним чином фосфору та кальцію. Головне значення вітаміну D полягає в тому, що він регулює в організмі обмін кальцію та фосфору, що забезпечують мінералізацію зубів та кісткової тканини організму, що росте.

Вітамін D міститься у великих кількостях, поряд з вітаміном А, у печінці та жировій тканині риб, особливо тріски, печінки тюленя та інших морських тварин. У невеликих кількостях він міститься в яєчному жовтку, ікре, вершковому маслі, молоці.

Спостереженнями було встановлено, що рослинні олії, наприклад лляна, бавовняна, а також деякі жири (риб'ячий жир), після опромінення їх ультрафіолетовим світлом набувають антирахітичних властивостей.

Отже, світло стимулює утворення активної проти рахіту речовини, названої згодом вітаміном D.

Надалі було встановлено, що під дією світла набувають антирахітичної активності не самі жири, а стерини, що знаходяться в них. Останні є важливою складовою рослинних і тваринних організмів.

Так, холестерин, що міститься майже у всіх тканинах тваринного організму, має структуру стерину.

Стерини рослинного походження (фітостерини), наприклад ергостерин, виділений вперше з ріжків, а потім з дріжджів, відрізняється від холестерину наявністю двох додаткових подвійних зв'язків у молекулі, одна з яких знаходиться у боковому ланцюзі.

Пізніше ергостерин стали отримувати з відходів пеніцилі-нового виробництва і зі спеціального цвілі, що спеціально культивується.

Дослідження показали, що неусі стерини дають при опроміненні вітамін D.

Так, якщо опромінювати ультрафіолетовим світлом холестерин - отримані продукти не виявляють активності проти ра-

хіта, тоді як за опроміненні эргостерина виходить високоактивний продукт - вітамін D2. Отже, ергостерин є провітамін D2.

Вітамін D2 виходить при опроміненні ергостерину не відразу, а через низку проміжних продуктів.

Перетворення одного продукту на інший при опроміненні ергостерину залежить від довжини хвилі. Максимум поглинання світла спостерігається при 265 нм (в гексані чи ефірі), що є характерним для утворення вітаміну D2. Подальше опромінення призводить до утворення супрастерину і токсистерину, які вже не мають активності вітаміну D2 і є дуже токсичними. Щоб запобігти утворенню цих продуктів, необхідно ретельно контролювати процес фотолізу та не допускати переопромінення.

Велике значення при фотолізі мають вибір джерела світла, розчинники, тривалість опромінення. Джерелом світла зазвичай є аргонортутно-кварцова лампа.

Після опромінення ергостерину та очищення кінцевих продуктів фотолізу виходить два продукти різного ступеня активності: 1) вітамін Di – опромінений ергостерин з домішкою люмістерину; 2) вітамін D2 (ергокальциферол)-опромінений ергостерин, очищений від усіх домішок і має високу протирахітичну активність.

Важливе значення для прояву антирахітичної активності має структура кільця у молекулі стерину, яке розривається між 9 і 10 вуглецевими атомами з утворенням третього подвійного зв'язку (див. формулу вітаміну D2). Наявність подвійного зв'язку в бічній ланцюгу молекули стерину не має суттєвого значення, але наявність трьох подвійних зв'язків у молекуліобов'язково.

Таким чином, тільки ті стерини при опроміненні дають аі-тірахітіческій ефект, які мають в кільці два подвійні зв'язки.

Звідси зрозуміло, чому холестерин не дає фізіологічно активного продукту після безпосереднього опромінення (у кільці В його молекули тільки один подвійний зв'язок).

Щоб отримати з холестерину продукт з антирахітичною активністю, його молекулу слід перед опроміненням ароматизувати, тобто ввести в кільце недостатній подвійний зв'язок і потім піддавати опроміненню. В результаті виходить холекальциферол, названий вітаміном D3.

Аналогічно виходять при опроміненні своїх провітамінів (відповідних стеринів) вітаміни D4, D5, D6 та інші, що відрізняються від вітаміну Е2 лише характером бічного ланцюга в молекулі стерину.

Таким чином, термін "вітамін D" має збірне значення, що включає всю групу сполук з D-вітамінною активністю, близьких за своєю хімічною структурою.

Вітамін D2 (ергокальциферол) у чистому вигляді є безбарвними кристалами-призмами або голками, без запаху. Температура плавлення 120–121 °С. Має праве обертання. Всі кальцифероли розчиняються у всіх звичайних органічних розчинниках, а також у жирах і нерозчинні у воді.

Кристалічний вітамін D2 не стійкий під час зберігання. Вже через 2-3 дні при кімнатній температурі з'являються сліди розкладання, при нагріванні понад 125°С відбувається руйнування вітаміну D2. Однак у масляних розчинах, захищених від дії світла, вітамін D2 може зберігати свою активність протягом кількох років.

У нейтральному та лужному середовищі вітамін D2 стійкий до нагрівання, у кислому середовищі – руйнується. Присутність у розчинах вітаміну D2 невеликих кількостей токсистерину та інших продуктів опроміненнязнижує стійкість вітаміну D2.

Справжність вітаміну D2 визначається реакцією з розчином хлориду сурми (III), утворюється оранжево-рожеве фарбування на відміну від вітаміну А, який утворює із цим реактивом синє фарбування.

Відомі й інші кольорові реакції: з пирогалловой кислотою, трихлороцтовою кислотою, сахарозою, ароматичними альдегідами та інших. Всі ці реакції можна використовувати як якісного, так кількісного визначення вітаміну.

Фармакопейним препаратом вітаміну D2 є розчин ергокальциферолу в олії 0,125% (Solutio Ergocalciferoli oleosa 0,125%). Це прозора масляниста рідина від світло-жовтого до темно-жовтого кольору.

Справжність препарату визначається з розчином хлориду сурми (III) та хроматографічно (тонкошарова хроматографія).

Основна функція вітаміну D полягає в регуляції обміну фосфору і кальцію в організмі, сприянні всмоктування цих речовин кишечником і відкладення їх у кістки, що ростуть.

Вітамін D випускається у вигляді наступних препаратів:

1) вітамінол – масляний розчин ергостерину, опроміненого ультрафіолетовим світлом. Випускається у флаконах по 10 та 35 мл,

2) спиртовий розчин вітаміну D, випускається у флаконах по 35 мл,

3) драже вітаміну D,

4) риб'ячий жир, що містить вітамін D одночасно з вітаміном А.

Препарати вітаміну D, у тому числі і риб'ячий жир, слід зберігати в склянках з темного скла в темряві в умовах відсутності впливу повітря, оскільки ці фактори інактивують вітамін D: кисень повітря окислює вітамін D, а світло перетворює його на дуже отруйний токсистерин .