Кальцитриол синтезируется из холестерола.
1. В коже под влиянием УФ-излучения из 7-дегидрохолестерола образуется большая часть холекальциферола (витамина Д3). Небольшое количество витамина Д3 поступает с пищей. Холекальциферол связывается со специфическим витамин Д-связывающим белком (транскальциферином), поступает в кровь и переносится в печень.
2. В печени 25-гидроксилаза гидроксилирует холекальциферол в кальцидиол (25-гидроксихолекальциферол, 25(OH)Д3). D-связывающий белок транспортирует кальцидиол в почки.
3. В почках митохондриальная 1α-гидроксилаза гидроксилирует кальцидиол в кальцитриол (1,25(OH)2Д3), активную форму витамина Д3. Индуцирует 1α-гидроксилазу паратгормон.
Синтез кальцитриола стимулирует паратгормон, низкая концентрация фосфатов и Са2+ (через паратгормон) в крови.
Синтез кальцитриола ингибирует гиперкальциемия, она активирует 24α-гидроксилазу, которая превращает кальцидиол в неактивный метаболит 24,25(OH)2Д3, при этом соответственно активный кальцитриол не образуется.
Кальцитриол воздействует на тонкий кишечник, почки и кости.
Кальцитриол:
1. в клетках кишечника индуцирует синтез Са2+-переносящих белков, которые обеспечивают всасывание Са2+, Mg2+ и фосфатов;
2. в дистальных канальцах почек стимулирует реабсорбцию Са2+, Mg2+ и фосфатов;
3. при низком уровне Са2+ увеличивает количество и активность остеокластов, что стимулирует остеолиз;
4. при низком уровне паратгормона, стимулирует остеогенез.
В результате кальцитриол повышает в плазме крови концентрацию Са2+, Mg2+ и фосфатов.
При дефиците кальцитриола нарушается образование аморфного фосфата кальция и кристаллов гидроксиапатитов в костной ткани, что приводит к развитию рахита и остеомаляции.
Рахит — заболевание детского возраста, связанное недостаточной минерализацией костной ткани.
Причины рахита: недостаток витамина Д3, кальция и фосфора в пищевом рационе, нарушение всасывания витамина Д3 в тонком кишечнике, снижением синтеза холекальциферола из-за дефицита солнечного света, дефект 1а-гидроксилазы, дефект рецепторов кальцитриола в клетках-мишенях. Снижение концентрации в плазме крови Са2+ стимулирует секрецию паратгормона, который через остеолиз вызывает разрушение костной ткани.
При рахите поражаются кости черепа; грудная клетка вместе с грудиной выступает вперёд; деформируются трубчатые кости и суставы рук и ног; увеличивается и выпячивается живот; задерживается моторное развитие. Основные способы предупреждения рахита — правильное питание и достаточная инсоляция.