Витамины. Классификация витаминов

Введение

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания   определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна  с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга, от нее погибало моряков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений.

Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга  и некоторые другие болезни связаны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда защищает от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.

Исследования ряда ученых привели к открытию особых веществ, получивших название витамины.

В настоящее   время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура, это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержаться в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза. В данной работе рассмотрена классификация витаминов, а также их биологическая роли и функции в обмене веществ. 

Витамины. Классификация витаминов

Витамины – низкомолекулярные  органические вещества самого разнообразного строения, которые не синтезируются в организме, но являются жизненно необходимыми и поэтому должны обязательно поступать в организм с пищей.

Все витамины по физико-химическим свойствам подразделяются на водорастворимые и жирорастворимые. К водорастворимым витаминам относятся комплекс витаминов В и аскорбиновая кислота. К витаминам группы В относятся очень разные вещества. Наибольшее практическое значение из них имеют витамины В₁, В₂, В₆, В₁₂, РР, фолиевая кислота. Жирорастворимыми витаминами являются витамины A, D, E и K. Их биологическая роль многогранна и в значительной степени обусловлена участием в обеспечении нормального функционирования клеточных мембран.

Кроме витаминов пища может  содержать провитамины. Провитамины  являются предшественниками витаминов. Попадая в организм, провитамины превращаются в витамины.

Изменение содержания витаминов  в организме приводит к возникновению различных патологических (болезненных) состояний.

Авитаминозы – заболевания, вызванные полным отсутствием в  организме каких-либо витаминов. У людей авитаминозы практически не встречаются, так как в пищевом рационе практически  всегда присутствует минимальное количество витаминов.

Гиповитаминозы – специфические  заболевания, протекающие в более  легкой форме по сравнению с авитаминозами, вызываемые недостаточным содержанием  отдельных витаминов в организме.

Гипервитаминозы – специфические  заболевания, причиной которых является избыточное поступление в организм определенных витаминов. Чаще гипервитаминозы вызываются накоплением в организме жирорастворимых витаминов, выделение которых с мочой затруднено из-за их нерастворимости в воде.

Биологические функции и роль витаминов

в обмене веществ

 

Витамины – незаменимые  вещества, необходимые для роста, развития и жизнедеятельности человека. Их можно назвать еще "поддерживающие жизнь”, так как латинское слово "вита” переводится как "жизнь”. В отличие от других незаменимых  факторов питания (ряда аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот) витамины не служат источником энергии или материалом для структурной основы наших клеток. Биологическая роль витаминов заключается главным образом в том, что в организме они выполняют функции коферментов, которые, соединяясь с определенными белковыми молекулами, образуют ферменты, катализирующие (ускоряющие) многие биохимические реакции обмена веществ. В отсутствии витаминов ферменты неактивны и, следовательно, нарушается нормальное течение процессов обмена веществ.

Далее рассмотрены наиболее важные витамины и их биологическая  роль.

 

Витамин В1 (тиамин)

Тиамин превращается в  организме в кофермент кокарбоксилазу, который необходим для правильного усвоения углеводов и обеспечения тканей энергией, особенно нервной и мышечной. Тиамин улучшает кровообращение, повышает познавательную активность и мыслительную деятельность, необходим для поддержания мышечного тонуса внутренних органов. Обладая антиоксидантными свойствами, защищает от нарушений обмена веществ, связанных с возрастом, употреблением алкоголя, курением. При дефиците этого витамина развивается болезнь, известная как бери-бери. Основными проявлениями этой болезни являются поражение периферических нервов (отсюда "переваливающаяся” походка), сердечная недостаточность, истощение, физическая слабость и отеки. Заболевание бери-бери чаще наблюдалось в странах Южной и Восточной Азии, где традиционно ели отшлифованный рис, бедный тиамином и другими витаминами группы В. При его замене на темный необработанный рис заболевание исчезало. Оказалось, что тиамин содержится главным образом в рисовых отрубях, а не в самом зерне.

 

Витамин В₂ (рибофлавин)

Рибофлавин, как и тиамин, превращается в организме в коферментную форму и участвует в реакциях углеводного, белкового и жирового обмена. Он играет важную роль в сохранении зрения, поддержании нормального состояния слизистой оболочки пищеварительного тракта, в синтезе гемоглобина, способствует усвоению кислорода тканями кожи, ногтей и волос, улучшает всасывание железа и витамина В₆. Витамин B₂ участвует в процессах превращения энергии в клетках. Дефицит этого витамина приводит к развитию ангулярного стоматита (трещины и корочки в углах рта, или так называемые "заеды”), себорейного дерматита (повышение функции сальных желез, особенно на лице), сухости и покраснению языка, предрасполагает к ослаблению зрения. Появляются светобоязнь, резь в глазах, конъюнктивит (воспаление наружной оболочки глаза и внутренней поверхности века), головная боль, снижается аппетит, уменьшается масса тела, развивается слабость. Как правило, недостаток рибофлавина в организме связан с общим гиповитаминозом и бывает вызван недоеданием.

 

Витамин В₆ (пиридоксин)

Пиридоксин необходим  для нормального функционирования нервной системы, влияет на состояние  физического и психического здоровья. Он участвует в большинстве процессов, происходящих в организме, активизируя обмен аминокислот и гистамина. Способствует всасыванию витамина В₁₂, влияет на иммунитет и выработку антител. Повышает устойчивость организма к развитию атеросклероза, полезен для профилактики образования камней в почках. Оказывает слабое мочегонное действие. Пиридоксин рекомендуют в комплексной терапии аллергии, артрита, бронхиальной астмы.

 

Витамин Вс (Фолиевая кислота)

Фолиевая кислота впервые была обнаружена в листьях шпината. Эта кислота относится к витаминам группы В и сама по себе неактивна, но в организме превращается в активную коферментную форму. Она необходима для нормального образования и деления клеток. Вместе с витамином В₁₂ стимулирует кроветворение. Участвует в синтезе аминокислот и других биологически активных веществ в организме, в обмене холина. Многие считают фолиевую кислоту "пищей” для мозга. Она очень важна в период беременности, т.к. участвует в формировании нервной системы плода.

Запасы фолиевой кислоты в организме низкие, а потребность в ней – высокая (до 200 мкг, а у беременных и кормящих женщин до 400 – 600 мкг в сутки), поэтому питание не всегда может компенсировать ее расход в организме. В этих случаях применяют препараты, содержащие фолиевую кислоту.

 

Витамин В₁₂ (Цианокобаламин)

Цианокобаламин необходим для предотвращения малокровия и вместе с фолиевой кислотой участвует в процессах образования клеток крови и улучшает усвоение железа. Он требуется для нормального пищеварения, всасывания пищи, синтеза белков. Оказывает благоприятное воздействие на функции печени. Предотвращает повреждения нервной ткани, защитной оболочки нервов. Участвует в синтезе ацетилхолина – посредника нервной системы, который вовлечен в процессы, связанные с памятью и обучением. Витамин B₁₂ частично синтезируется микробной флорой кишечника, остальная часть поступает с пищей, главным образом, животного происхождения. Как правило, запасы его в организме достаточны. Нормальная потребность в этом витамине всего 2 мкг в сутки (в печени взрослого человека хранится примерно 3000-5000 мкг) и дефицит его возникает, прежде всего, при нарушении механизма всасывания в организме, что наиболее характерно для пожилых людей и пациентов с заболеваниями органов пищеварения. Дефицит витамина B₁₂, так же как и дефицит фолиевой кислоты, приводит к развитию малокровия, снижению образования лейкоцитов и тромбоцитов, к нарушениям со стороны желудочно-кишечного тракта. Он может явиться также причиной неврологических нарушений.

 

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин)

Никотиновая кислота и  ее амид играют значительную роль в  жизнедеятельности организма, участвуя в образовании ферментов, служащих переносчиками водорода и фосфора в биохимических реакциях, и в процессах превращения энергии в клетках. Оба эти вещества являются специфическими средствами лечения пеллагры, благодаря чему и получили свое название – витамин РР (pellagra preventive – предупреждающий пеллагру). Пеллагра представляет собой общее заболевание, которое развивается при длительном голодании, неправильном питании с преобладанием в рационе углеводов и выраженных расстройствах пищеварения при заболеваниях желудка и кишечника.

Помимо противопеллагрических  свойств, никотиновая кислота и  никотинамид улучшают углеводный и липидный обмен, действуя положительно при легких формах диабета, заболеваниях печени, сердца, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, энтероколитах, вяло заживающих ранах и язвах.

Никотиновая кислота оказывает  сосудорасширяющее действие и обладает гиполипидемической активностью, снижая уровень холестерина и других веществ, способствующих развитию атеросклероза.

 

Витамин С (аскорбиновая кислота)

Аскорбиновая кислота  является важнейшим антиоксидантом нашего организма, связывая свободные  радикалы, образующиеся при окислительно-восстановительных реакциях. Она необходима для нормального роста тканей и протекания восстановительных процессов в них, укрепления защитных сил организма. Участвует в регулировании углеводного обмена, свертываемости крови, образовании стероидных гормонов, в обмене фолиевой кислоты и ряда важнейших аминокислот; повышает всасывание железа. Одной из важных функций аскорбиновой кислоты является участие в синтезе коллагена – основного белка соединительной ткани, а также в нормализации проницаемости капилляров. Действие аскорбиновой кислоты как антиоксиданта усиливается при совместном применении с витамином Е, который улавливает свободные радикалы в клеточных мембранах.

Человек – одно из немногих живых существ, которые сами не способны синтезировать аскорбиновую кислоту и полностью зависят от ее содержания в пище.

 

Витамин А (ретинол)

Витамин А участвует в образовании зрительных пигментов, регулирующих адаптацию глаза к темноте. Поэтому одним из первых признаков дефицита этого витамина является ночная ("куриная”) слепота (гемералопия). Витамин А обеспечивает нормальный рост у детей, нормализует обменные процессы в коже и слизистых оболочках различных органов. Повышает иммунитет, способствует заживлению язв, участвует в формировании костей и зубов, способствует депонированию жиров. Действует как антиоксидант, замедляет процессы старения, участвует в усвоении белка.

Большие дозы витамина А, принимаемые в течение длительного времени, вызывают токсические эффекты. Это обусловлено способностью витамина А накапливаться в печени.

 

Витамин D (эргокальциферол, колекальциферол, дигидротахистерол, альфакальцидол, кальцитриол)

Витамином D называют два  близких по строению и действию вещества – эргокальциферол (витамин D₂) и колекальциферол (холекальциферол или витамин D₃). Витамин D частично образуется в коже под действием солнечного света, однако основное количество поступает в организм с пищей.

Биологическая роль витамина D заключается в регулировании  обмена кальция и фосфора в  организме. Витамин D способствует всасыванию этих минералов из кишечника, накоплению в костях и препятствует вымыванию их из костей.

 

Витамин Е (альфа-токоферол)

Витамин Е является природным антиоксидантом, который защищает клетки организма от действия свободных радикалов. Свободные радикалы образуются в норме в процессе обмена веществ и, если их не инактивировать, могут взаимодействовать с липидами клеточных мембран, разрушая их и нанося вред клеткам. Поэтому так велика роль витамина Е, поглощающего свободные радикалы, в жизнедеятельности организма.

 

Витамин К (филлохинон, менахинон, фитоменадион, менадиона натрия бисульфит)

Витамин К называют противогеморрагическим, или коагуляционным витамином, так как он участвует в синтезе протромбина и других факторов, помогающих крови свертываться.

У человека витамин К синтезируется в организме бактериями кишечника или поступает с пищей. Как правило, поступающего с пищей витамина К бывает достаточно, чтобы не развивалась кровоточивость, но при определенных состояниях в организме может возникнуть дефицит этого вещества. Витамин К существует в двух естественных формах – витамин К₁ (филлохинон) и витамин К₂ (менахинон), представляющих собой жирорастворимые вещества, для всасывания которых необходимы прием жиров и секреция желчи. Утилизация витамина К происходит в печени, поэтому печеночная недостаточность может привести к снижению уровня протромбина. Дефицит витамина К может также возникнуть при изменении микрофлоры в кишечнике, у новорожденных, при длительном лечении антибиотиками, при желтухе и других заболеваниях, снижающих поступление желчи в кишечник, при нарушении процессов всасывания в тонкой кишке.