Большое значение в механизме токсического действия витамина Д имеет нарушение обмена лимонной кислоты. Исследования показали, что высокие дозы витамина Д вызывают гиперцитремию, а недостаток его приводит к снижению концентрации лимонной кислоты в крови (Freeman, Ghag, 1950; Н. Е. и Н. С. Harrison, 1952; Nicolaysen Eeg-Larsen, 1953). Было установлено также, что витамин Д обладает способностью изменять скорость течения реакций в цикле Кребса. Так, его избыток повышает активность цитрогеназы, в результате чего усиливается синтез лимонной кислоты. Кроме того, замедляется окисление последней в изолимонную на пути превращения в α-кетоглутаровую кислоту, что приводит к развитию гиперцитремии, метаболического ацидоза (Лавров, Терентьева, 1963; Авенирова, Струков, 1970).
Исследования С. Е. Северина (1962), А. Ленинджера (1966) и других показали, что цикл Кребса, в котором образуется лимонная кислота, а также вся сложная система ферментов и коферментов сосредоточены в митохондриях, поэтому цитратный цикл является основным биохимическим процессом во всех тканях макро- и микроорганизмов. Следует полагать, что степень тяжести Д-витаминной интоксикации зависит от выраженности нарушений в цикле Кребса в целом. Например, нарушение кислотно-щелочных соотношений с развитием ацидоза при гипервитаминозе Д приводит к усилению выделения фосфатов почками и развитию гипофосфатемии. Значительное накопление лимонной кислоты повышает растворимость оксиапата на грани фаз кость — жидкость, что способствует увеличению содержания в крови ионов кальция. Таким образом, согласно метаболической теории действия витамина Д, его передозировка приводят к гиперкальциемии, гипофосфатемии, метаболическому ацидозу через цитратный механизм.
В литературе мало работ, посвященных изучению кислотно-щелочного равновесия при интоксикации витамином Д. Практический интерес в этом плане представляют исследования В. А. Таболина и соавторов (1974) кислотно-щелочного равновесия микрометодом Аструпа у 28 детей с гипервитаминозом Д.
По данным автора, в острый период гипервитаминоза Д могут быть два типа нарушений кислотно-щелочного равновесия: метаболический алколоз (у 5) и метаболический ацидоз (у 23). Причем чаще отмечался метаболический ацидоз, связанный с нарушениями в цикле Кребса, а также с изменением реабсорбции бикарбонатов в проксимальном отделе канальциевой системы почек. Метаболический алколоз обусловлен тем, что гиперкальциемия стимулирует секрецию титруемой кислоты почками и желудочком, о чем писали Richet a. oth. (1963, цит. по В. А. Таболину и др., 1974). Приведенные данные согласуются с результатами наших исследований. Так, при изучении показателей кислотно-щелочного равновесия у 19 детей с гипервитаминозом Д микрометодом Аструпа метаболический ацидоз был выявлен у 17, алкалоз — у 2 больных.
Состояние кислотно-щелочного равновесия тесно связано с минеральным и белковым обменом. Большинство авторов указывают, что в острый период Д-витаминной интоксикации отмечается отрицательный баланс калия, а во время стихания он становится положительным (Спиричев, Блажевич, 1965; Слабодян, 1969а; Таболин и др., 1974; Барлыбаева, Струков, 1974). В отношении обмена натрия данные противоречивы. По М. И. Шевлягиной (1965), в период разгара интоксикации снижается содержание натрия в сыворотке крови и усиливается его экскреция с мочой. В. А. Таболин и соавт. (1974) считают, что гипонатриемия характерна не для острого периода интоксикации, а чаще для хронической интоксикации и в случаях присоединения тяжелых осложнений в виде нефрокальциноза.
В работах Л. Я. Арешкина и соавторов (1957), Р. И. Вульф (1963) рассматривается влияние на развитие заболевания обмена белков, витаминов и стероидов. Они установили, что при гиповитаминозе Д резко уменьшается количество фосфора и кальция в белковых фракциях, причем фосфора (как неорганического, так и органически связанного) главным образом в альбуминной фракции; прочность связи кальция с белком уменьшается.