Метаболізм вітаміну D, Кальцію і Фосфору та їх порушення у кіз

Abstract

В оглядовій науковій статті викладено матеріали щодо метаболізму найбільш розповсюджених вітамінів групи D – ергокальциферолу (D2), холекальциферолу (D3), а також есенціальних макроелементів Кальцію і Фосфору та їх порушень у кіз. Оскільки первинні форми вітаміну D (D2 і D3) є біологічно неактивними і для активації мають пройти кілька етапів гідроксилювання, висвітлено біологічне значення для організму активних метаболітів вітаміну D3 – 25ОН D3 (синтезується переважно в печінці під дією печінкових цитохромів P450), 1,25(OH)2 D3 і 24,25(OH)2 D3 (їх синтез відбувається в мітохондріях проксимальних клітин звивистих канальців нирок за допомогою 1α-гідроксилази). Вважається, що печінка, відіграючи важливу роль в обміні вітаміну D та його метаболітів і продукуючи 25OH D3, є також єдиним органом, що синтезує DBP, який транспортує 25OH D3 до тканин і зберігає його концентрацію в системі кровообігу. Вітамін D стає біологічно активним лише після завершення другого етапу гідроксилювання. Ниркова 1α-гідроксилаза (CYP27B1), що регулюється паратгормоном (ПТГ), має важливе значення у трансформації позаклітинного субстрату 25OH D3 до 1,25 (OH)2 D3, який здійснює свою дію на клітини-мішені і тканини через зв’язування з ядерним рецептором вітаміну D. Альтернативно 1,25(OH)2 D3 може зв’язуватися з VDR плазматичної мембрани та індукувати негеномні дії, зокрема, стимуляцію кишкового транспорту Кальцію. Вітамін D є стероїдною речовиною, що необхідна всім хребетним тваринам для підтримки метаболізму Кальцію і Фосфору в оптимальних межах, здорового скелета, скорочення м’язів, модуляції росту клітин та нервово-м'язової функції. Кальциферол також регулює діяльність імунної системи, пригнічує розвиток патологічних клітин, ангіогенез та запальні реакції. Активна форма вітаміну D – 1,25 (OH)2 D3 стимулює кишкове всмоктування, ниркову реабсорбцію Ca і підтримує його мінімально фізіологічний рівень у крові. Дефіцит вітаміну D у кіз спричинює зниження кишкової та ниркової реабсорбції Кальцію, що призводить до підвищення рівня паратиреоїдного гормону. Цей процес зумовлює активацію остеоцитів і, як наслідок, прискорює демінералізацію кісткової тканини, спричинюючи розвиток багатьох захворювань у дорослого поголів’я, зокрема, аліментарної та фіброзної остеодистрофії, вторинної остеодистрофії, дисфункції залоз внутрішньої секреції, а також рахіту у молодняку. Розвиток нескелетних патологій, зокрема, запальних, неопластичних та аутоімунних захворювань також пов’язують із дефіцитом холекальциферолу в організмі. Окрім того, порушення D-вітамінного та кальцієво-фосфорного метаболізму у кіз є причиною розвитку післяродової гіпокальціємії та післяродової гіпофосфатемії. В організмі тварин гомеостаз Кальцію і Фосфору підтримується взаємодією всмоктування та реабсорбцією через шлунково-кишковий канал і нирки, а також за зберігання та мобілізацію з кісткової тканини і регулюється, переважно, біологічно активними метаболітами холекальциферолу – 25ОН D3, 1,25 (OH)2 D3, а також паратгормоном (ПТГ; синтезується прищитоподібними залозами) і кальцитоніном (КТ; утворюється спарафолікулярними (світлими) С-клітинами щитоподібної залози) і фактором росту фібробластів-23 (FGF23). На відміну від моногастричних тварин, дрібні жуйні не модулюют ниркову екскрецію Кальцію у відповідь на його обмеження в кормі. Мобілізація Ca і P із скелету стимулюється ПТГ через активацію остеокластів, опосередковану через рецепторний активатор ядерного фактора (RANK). Вітамін D підтримує гомеостаз Са (завдяки стимуляції СаЗБ) і Р (доведена пряма швидка дія 1,25 (ОН)2 D3 через безпосередній вплив на процеси абсорбції цих життєво важливих елементів у кишечнику, реабсорбцію цих катіонів у ниркових канальцях та мобілізацію їх із кісткової тканини). Фосфор є складовою аденозинтрифосфату (АТФ) та нуклеотидів. Макроергічні фосфатні сполуки, серед яких основною є аденозинтрифосфатна кислота, забезпечують як накопичення запасів енергії, так і її витрати (АТФ, АДФ, креатинфосфат), впливаючи на білковий, ліпідний, вуглеводний, мінеральний, енергетичний метаболізми. Виявлено взаємодію між вітаміном D і фактором росту фібробластів 23 (FGF23), кістковим гормоном, що спричинює розвиток фосфатурії й знижує синтез 1,25 (OH)2 D3. Незважаючи на різновекторність етіологічних факторів, загальним для усіх форм остеодистрофії є порушення процесів утворення та оновлення кісткової тканини, яке проявляється посиленою мобілізацією з неї Кальцію, Фосфору та інших елементів, тому патологія супроводжується остеомаляцією, остеопорозом та остеофіброзом, порушенням механізму підтримання їх гомеостазу. Основними чинниками остеодистрофії у тварин є порушення годівлі та гіподинамія, а провідними ланками її патогенезу − дисбаланс між формуванням і резорбцією кістки. Основними методами діагностики порушень D-вітамінного та кальцієво-фосфорного метаболізму у кіз є клінічні, фізичні, біохімічні, імуноферментні та патолого-морфологічні дослідження. За біохімічного аналізу в сироватці крові кіз визначають уміст загального Кальцію, неорганічного Фосфору, активність лужної фосфатази та її ізоферментів, а за імуноферментного – концентрацію 25ОН D3, 1,25(OH)2 D3, кальцитоніну і паратиреоїдного гормону.