Витамин Д и биологические мембраны

Б. В. Спиричев (1967) обнаружил, что витамин Д2 в водной среде при определенных температуре и рН легко подвергается свободнорадикальным окислительным превращениям. Отсюда возникло предположение о возможной роли свободных радикалов в обмене и механизме действия препарата. При его проверке было выяснено, что увеличение концентрации свободных радикалов в тканях животных после введения высоких доз эргокальциферола могло явиться следствием как образования свободнорадикальных форм самого витамина, так и индуцированного им усиления перекисного окисления тканевых липидов и других свободнорадикальных процессов. Данное обстоятельство, видимо, также играет определенную роль в механизме токсического действия витамина Д.

О повреждающем действии токсических доз витамина Д на структуру и функцию липопротеиновых мембран клеток и клеточных органелл свидетельствуют результаты исследования активности некоторых ферментов, связанных с мембранами субклеточных структур. Выяснилось, что витамин Д2 in vitro подавляет общую активность мембраносвязывающего фермента лизосом-β-глюкозидазы. Одновременно происходит значительный выход «растворимого» фермента лизосом-β-галактозидазы в над осадочную жидкость. Это, по-видимому, является результатом повреждающего действия токсических доз витамина Д на лизосомные мембраны, который ускоряет их распад и вызывает выход лизосомных ферментов в раствор (Покровский, Конь, 1971).

Было установлено, что наибольшие изменения при гипервитаминозе Д происходят в митохондриях. Они выражаются в их набухании, разобщении окислительного фосфорилирования и снижении способности к активному транспорту кальция. В результате набухания митохондрии принимают самую разнообразную форму и размеры, в их структуре появляются вакуолизация и дезорганизация крист. Известно, что митохондрии являются основным поставщиком энергии, необходимой для нормального протекания многочисленных энергозависимых биохимических процессов в клетке. Поэтому в генезе гипервитаминоза Д важное значение придается повреждению высокими дозами витамина Д митохондрий и их энергообразующего аппарата (Scarpelli, 1965).

С появлением работ, указывающих на изменение  структурных и функциональных свойств митохондрий при гипервитаминозе Д, многие исследователи стали изучать митохондриальные ферменты. А. А. Покровский, И. Я. Конь (1972) в опытах in vitro установили, что витамин Д вызывает значительное снижение общей активности ферментов, прочно связанных с внутренней митохондриальной мембраной (цитохромоксидазы и сукцинатдегидрогеназы). При этом ингибирование цитохромоксидазы было выражено значительнее, чем угнетение активности сукцинатдегидрогеназы. Общая активность ферментов митохондриального матрикса в таких условиях не менялась, однако наблюдался значительный выход малат- и глютаматдегидрогеназ из митохондрий в надосадочную жидкость. Эти данные также указывают, что витамин Д in vitro влияет на фунциональное состояние и проницаемость мембран митохондрий. Аналогичные результаты были получены авторами в эксперименте in vitro на белых крысах. И все же до сих пор влияние препарата на ферменты митохондрий мало изучено. Вот почему нам представляется целесообразным привести результаты собственных наблюдений о влиянии токсических доз витамина Д на митохондриальные ферменты в условиях эксперимента на белых крысах (таблица 2).

Примечание. ЦХО — в мкмоль/мин на 1 г сух. ткани; СДГ, МДГ— в мкг НТ восстановл. 1 г сух. ткани за 30 мин при t = 37°.

Экспериментальные исследования были проведены на 60 беспородных молодых крысах-самках с исходным, весом 50—60 г, содержавшихся на общевиварном рационе. Животным при помощи зонда вводился спиртовой раствор витамина Д2 в токсических дозах 20 000 ME ежедневно (II группа). Контролем служили 30 крыс такого же возраста (I группа). Диагноз гипервитаминоз Д ставился на основании клинических данных (интоксикация, взъерошенность шерсти, плохой аппетит, усиленная жажда, истощение и др.), биохимических исследований крови (Ca, неорганический Р, Mg) и рентгенографии скелета. В разгар клинических проявлений заболевания животных забивали, а их органы (сердце, печень, почки, мышцы бедра) исследовали. Сукцинат и малатдегидрогеназы изучали методом Oda и Okazaki (1958), цитохромоксидазу — методом S. Y. Cooperstein a. oth. (1951).