Витамины и их биологическая роль

К 1911 году было известно всего два витамина: жирорастворимый витамин А и водорастворимый витамин В. В последующие десять лет был открыт витамин С. В начале 20-х был выявлен витамин, который назвали D. А уже к 1948 году были открыты все ныне известные витамины. В настоящее время насчитывается более 25 изученных витаминов (по некоторым данным их гораздо больше).  Сейчас много спорят о том, какие витамины принимать, в каком виде, что лучше усваивается и без чего нельзя обойтись. Главное, что необходимо знать и помнить, - это то, что как недостаток, так и переизбыток витаминов никакой пользы нашему организму не приносит, а наоборот, наносит только вред. В каком виде принимать витамины - в таблетках или в порошках? Да в любом! Конечно, витамины естественного происхождения лучше усваиваются, хотя это также является спорным утверждением , но можно принимать и готовые витамины из аптеки. То есть, если вы правильно питаетесь, то нет нужды принимать искусственно созданные витаминные препараты. Сегодня речь пойдет о самых «главных» витаминах, без которых нашему организму не обойтись.  
         Витамин А

В основном, витамин А содержится в продуктах животного происхождения, особенно в печени, яичном желтке, сливочном масле, а также в молочных продуктах, содержатся во всех зеленых, желтых и оранжевых фруктах и овощах, прежде всего, в моркови, красном перце, абрикосах, тыкве и т.д. Осталось сказать, что суточная потребность в витамине А составляет от 0,9 до 2,7 миллиграмма или 25 миллиграммов бета-каротина. Это может быть равно 1 литру молока, 1 стакану морковного сока, трем средним помидорам или 150 граммам шпината.

Витамин D (кальциферол)

Содержится витамин D и во всех видах рыб, особенно много его в лососе и молодой сельди. Богаты этим витамином молоко и молочные продукты, яичный желток и печень.  Суточная потребность в витамине D составляет 5 микрограмм, и пол-литра молока в день могут с успехом ее удовлетворить, тем более, если у вас нет желания каждый день есть рыбу .  
Витамин Е (токоферол)

Содержится он, правда в меньших количествах, в животном жире. Так что мясо, рыба, печень, яичные желтки и сливочное масло являются источниками витамина Е. Суточная потребность в витамине Е составляет 12 миллиграммов, а это всего 50 граммов орехов или растительное масло, которое вы используете для приготовления салатов .  
Витамин К (филлохинол)  
         Суточную потребность витамина К вы можете получить, съев 70 граммов брокколи или шпината или же выпив небольшую чашку зеленого чая.  

 

Характеристика водорастворимых витаминов: В1,В2,В3,В5,В6,В12,С,Р. Витамин В1 
         Витамин В1 содержится в неочищенном рисе, муке грубого помола, бобовых, дрожжах, печени, почках, сердце, мозге. Суточная потребность 1,5-2 мг. В организме тиамин действует в виде дифосфата (ТДФ), который называется ко-карбоксилаза. Кокарбоксилаза способствует окислению пирувата и 2-оксоглутарата в митохондриях и, следовательно, образованию энергии из углеводов и аминокислот. ТДФ необходим для осуществления всех биохимических процессов, использующих НАДФ.Н2 (синтез жирных кислот, стеридов, обезвреживание лекарств и ядов) и рибозо-5-фосфат (синтез нуклеотидов, нуклеиновых кислот и нуклеиновых коферментов). В нервной ткани находится тиаминтрифосфат, который сам или косвенно участвует в синаптической передаче нервных импульсов. При отсутствии тиамина в пище накапливаются ф-кетокислоты, особенно пировиноградная, что крайне вредно для организма. 
         При гипоавитаминозе наблюдается потеря веса и аппетита, нарушение сердечной деятельности, водного обмена и функции кишечника. При авитаминозе развивается болезнь бери-бери или полиневрит. Она широко распространена в странах Азии и Индокитая. К наиболее ранним проявлениям авитаминоза относятся нарушения моторнной и секреторной функции кишечника, изменения психики, заключающиеся в потере памяти на недавние события, склонности к галюцинациям, одышка, боли в области сердца. Затем поражается перферическая нервная система. При отечной форме бери-бери наблюдается прежде всего нарушение перефирической нервной системы. Остропротекающая кардиальная форма - перциозная бери-бери заканчивается смертью из-за острой сердечной недостаточности. 
         В Европе обычно авитаминоз проявляется синдромом Вернике - проявляется в виде энцефалопатии или синдромом Вейса с преимущественным поражением сердечно-сосудистой системы, а также желудочно-кишечного тракта. Проявление недостатка тиамина наблюдается у хронических алкоголиков - нарушается координация движений, зрительной функции и проявляется спутанность сознания. 
Антивитамины тиамина - пиритиамин и окситиамин. 
         В медицине производные тиамина или кокарбоксилаза применяются при лечении целого ряда заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем. Это желтый пигмент молока - производное изоаллоксазина со спиртом рибитолом. 
         Рибофлавин содержится в молоке, дрожжах, печени, почках, сердце млекопитающих, рыбе, растительных продуктах, синтезируется кишечной микрофлорой. Суточная потребность - 2-4 мг. Биохимическую роль выполняет в качестве флавиновых ферментов ФМН (флавинаденинмононуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид). Флавиновые коферменты участвуют в многочисленных реакциях окисления веществ в клетках. Гипоавитаминоз проявляется в замедлении роста, выпадении волос, воспалении глаз (кератит), поражении слизистой оболочки ротовой полости и губ. При авитаминозе нередко развивается анемия, патологическая дегенерация миелиновых оболочек нервов и может наступить паралич конечностей. 
 
Витамин В2 
 
         Антивитаминами В2 являются атербин, акрихин, галактофлавин, изорибофлавин. Рибофлавин обладает способностью поглощать ионы двухвалентных тяжелых металлов из растворов. В медицине используются препараты флавинат и ФМН при заболеваниях глаз и дерматитах, при отравлении дыхательными ядами (СО), изнурительной мышечной работе.

Это амид D-ф,п-диоксии, и диметилмасляной кислоты и аланина. Пантотеновая кислота синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами. У человека авитаминоз редок, так как она вырабатывается кишечной микрофлорой. Источниками являются дрожжи, горох, молоко, яйца, печень, почки, цветная капуста, картофель, помидоры. Суточная потребность - 10 мг. Биохимическую роль выполняют коферменты, содержащие пантотеновую кислоту: кофермент ацилпереносящего белка, кофермент А. 
         С участием кофермента А протекают следующие процессы:

• Активирование и окисление жирных кислот.
• Синтез стероидных соединений и кетоновых тел.
• Участие в цикле Кребса.
• Синтез ацетилгликозаминов и ацетилхолина.
• Обезвреживание чужеродных соединений и аминов.
• Окисление пирувата.

 
Витамин В3

При отсутствии витамина В3 возникают дерматиты, замедляется рост, наблюдается потеря веса, выпадение волос, дегенеративное изменение миелиновых оболочек спинного мозга, задних корешков седалищного нерва. С этим связаны дискоординация движений, появление “гусиного шага”, парличи, нарушение работы желудочно-кишечного тракта, органов размножения, надпочечников. Антивитамины - метилпантотеновая кислота, пантеилтаурин, сульфопантотеновая кислота. В медицине используется пантотенат кальция, пантотеин и кофермент А при заболеваниях кожи и волос, поражении печени и дистрофии сердечной мышцы. Растения и большинство микроорганизмов синтезируют никотиновую кислоту. Наиболее богаты витамином Р-Р пивные и пекарские дрожжи, печень, мясо, почки, зерновые продукты. Суточная потребность составляет 6,5 мг на 1000 ккал пищи, 15-25 мг. Никотиновая кислота может синтезироваться в организме из триптофана. 
Витамин В5 
         Биохимическую роль витамин В5 играет в виде коферментов никотинадениндинуклеотида (НАД) и никотинадениндинуклеотидфосфата (НАДФ), которые принимают участие в 150 различных реакциях. 
Функции НАД и НАДФ: 
1. Функция переносчиков водорода в окислительно-восстановительных реакциях. 
2. Функция субстрата для синтетических реакций. 
3. Регуляторная функция в качестве аллостерического фактора. 
         При авитаминозе развивается заболевание пеллагра (шершавая кожа), которая характеризуется дерматитами открытых солнцу участков кожи и тяжелыми расстройствами органов пищеварения (тошнота, боль, диаррея). Наблюдаются нервные расстройства - боль, головокружение, депрессия, психозы, доходящие до психических заболеваний. Особенно тяжелые расстройства проявляются при белковой недостаточности. К недостатку витамина чувствительны больные люди. Здоровые синтезируют никотиновую кислоту из триптофана. Авитаминоз наблюдается в районах, где преимущественной пищей является кукуруза и мало мяса и рыбы. В медицине витамин Р-Р применяют для лечения пеллагры, заболеваний печени, спазмах сосудов, атеросклерозе, язвах, колитах, незаживающих ранах. 
Витамин В6 
         Витамин В6 может существовать в трех различных формах: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Источником витамина являются пивные дрожжи, мясо, рыба, цельное зерно злаков, отруби. Он также синтезируется кишечной микрофлорой, но недостаточно. Суточная норма 2 мг при условии получения 100г белка. 
         В клетках витамин превращается в пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат. В виде коферментов они входят в состав более 50 ферментов всех классов. 
 
Биохимическая роль:

• Окисление биогенных аминов.
• Взаимопревращения и катаболизм аминокислот.
• Биосинтез гормонов щитовидной железы.
• Окисление п-аминомасляной кислоты -медиатора торможения ЦНС.
• Синтез никетамида из триптофана.
• Синтез гем-содержащих белков и сфинголипидов.
• Утилизация D-аминокислот в организме.
• Гликогенолиз.

 
         При авитаминозе В6 угнетается выработка эритроцитов, воспаляются кожные покровы, появляется дерматит, замедляется рост, нарушается обмен триптофана. У взрослых авитаминоз наблюдается редко при длительном употреблении сульфаниламидов, антибиотиков, туберкулезных препаратов, например изиниазида, который является антивитамином В6. При недостатке пиридоксина повышается возбудимость ЦНС, что связано с недостатком п-аминомасляной кислоты, являющейся медиатором торможения нейронов мозга. В медицине используется пиридоксин и пиридоксальфосфат для лечени кожных, неврологических заболеваний, при нарушении функции печени, врожденной анемии у детей, токсикозах у беременных женщин. 
Витамин В12 
         Источником витамина В12 являются животные ткани - печень, почки и бобовые растения. Суточная потребность 2,0-2,5 мкг. 
         Витамин В12 -это очень сложное соединение, напоминающее порфирин и содержащее атом кобальта. Он синтезируется исключительно микроорганизмами - бактериями, актиномицетами и сине-зелеными водорослями. Затем витамин накапливается в животных и растительных организмах. Авитаминоз В12 - это ранее неизлечимая злокачественная анемия. Она характеризуется нарушением со стороны кроветворной, нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.  
Биохимическая роль цианкобаламина заключается в следующем: 
 

• Он является коферментом, участвующим в переносе метила с образованием метионина.
• Диацилцианкобаламин является коферментом, участвующим в сгорании пропионатных остатков в цикле Кребса, образующихся при окислении жирных кислот с нечетным числом атомов углерода. Кобаламины облегчают депонирование и образование коферментов В9 и тем самым участвуют в синтезе ДНК и делении кроветворных клеток.

Авитаминоз В12 бывает эндогенным и экзогенным. Экзогенный - отсутствие витамина в пище. Эндогенный авитаминоз связан с тем, что В12 не всасывается из желудка, так как не связывается с апоэритрином (Фактор Касла). Нарушение всасывания может быть связано с наличием широкого лентеца, разрушением его кишечной микрофлорой. Антивитамином является 2.5-диметилбензимидазол. Витамин В12 получают синтетически на отходах производства антибиотиков. В медицине используют для лечения различных хронических анемий и нормализациикроветворения, при полиневритах, рассеянном склерозе, радикулитах, для нормализации липидного обмена при жировой дистрофии печени. Витамин В12 проявляет анаболические свойства и используется в педиатрии для лечения новорожденных с недостаточной массой тела. Аскорбиновая кислота является лактоном 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты. Витаминной активностью обладает только L-изомер, D - является антивитамином. Аскорбиновую кислоту синтезируют из глюкозы все виды животных, кроме человека, некоторых птиц, обезьян, морских свинок. Большое количество витамина С находится в листьях и плодах, меньше в корнеплодах. Основным источником витамина для нашей зоны являются картофель и капуста, зелень, овощи и фрукты. Богаты аскорбиновой кислотой цитрусовые, сладкий перец, хрен, смородина. 
Витамин С  
         Витамин С является донором водорода в окислительно-восстановительных реакциях, он образует редокспару с дегидроаскорбиновой кислотой. Это самый сильный окислитель в организме. При недостатке витамина С отмечается похудение, общая слабость, одышка, боли в сердце, сердцебиение. Наиболее характерным признаком недостаточности витамина С является потеря организмом способности депонировать межклеточные “цементирующие вещества”, что вызывает поражения сосудистых стенок и опорных тканей. При цинге - авитаминозе С, в первую очередь поражается кровеносная система: сосуды становятся хрупкими и проницаемыми, что служит причиной точечных кровоизлияний, часто возникают кровотечения во внутренних органах и слизистых. Для цинги характерны кровоточивость десен, расшатывание, разламывание и выпадение зубов. Возникает отек нижних конечностей, боли при ходьбе. Суточная потребность - 100-120 мг. Допустимая доза - 2,5мг на 1кг массы, условно допустимая 7,5 мг/кг. Использование больших доз витамина С нецелесообразно, у беременных может привести к прерыванию беременности и замедлению свертывания крови. Аскорбиновая кислота способствует экономному расходованию витаминов В1, В2, В3, В9, А, Е. Для нее характерно образование комплексов с различными витаминами - аскорбигенов, например аскорутин. Витамин С в медицине применяется для лечения цинги, геморроидальных диатезов, кровоизлияний, лучевой болезни, инфекционных и иммунных заболеваний, нормализации липидного обмена при атеросклерозе, напряжении, простуде, химиотерапии рака. В некоторых странах аскорбиновая кислота применяется как антиоксидант пищевых продуктов. 
Витамин Р 
         Витамин Р имеет различные названия - полифенолы, биофлаваноиды, геспердин, эриодиктин, катехин, кверцетин, антоцианы, рутин. Всего начитывается около 200 витамеров. По химическому строению они являются полифенолами или их соединениями с углеводами. Витамин Р содержится в черной смородине, аронии, щавеле, персиках, грушах, винограде, цитрусовых, гречихе, перце. Суточная потребность не установлена. 
         По биохимическому значению витамин Р выполняет роль уменьшения проницаемости кровеносных сосудов. Влияние осуществляется путем предохранения адреналина от окисления. Витамины Р и С - синергисты. Они взаимодействуют между собой в регуляции образования коллагена. Они препятствуют деполимеризации гиалуроновой кислоты, в связи с чем снижается проницаемость капилляров. При недостатке витамина Р наблюдается общая слабость, сердцебиение, одышка, поражаются кровеносные сосуды - наблюдаются точечные кровоизлияния, кровоточивость десен, повышается проницаемость сосудов, приводящая к кровоизлияниям, повреждения костей, зубов, нарушение синтеза коллагена. Витамины Р блокируют действие тяжелых металлов. В медицине используются различные препараты при повышении проницаемости сосудов, отравлении ядами, лучевой болезни, при пониженной свертываемости крови.

 

Характеристика жирорастворимых витаминов: витамин A,D,E,K.

Витамин A (ретинол)

 Витамин A получил название  ретинол по причине его исключительной важности для функционирования сетчатки глаза (ретины). Но как и в случае с другими витаминами, его роль в организме гораздо шире и завязана на многие критически важные процессы.

Витамин A — поддерживает многие функции в организме человека и необходим для улучшения общего состояния здоровья:

• сохранения хорошего зрения
• формирования здоровых зубов и костей
• нормальной репродуктивной функции
• сохранения красивой кожи и волос
• формирования здоровой иммунной системы

 

Также он является хорошим антиоксидантом и предотвращает повреждение клеток организма свободными радикалами, что имеет огромное значение для сохранения вашего здоровья.

Дефицит витамина A приводит к замедлению роста у детей, ломкости ногтей, выпадению волос, сухости слизистой оболочки полости рта, развитию у человека ночной слепоты, сухости конъюнктивы и роговой оболочки глаз и в итоге к полной утрате зрения.

Избыток витамина A. Витамин A — весьма активное биологическое соединение с узкой вилкой оптимальной дозировки. В практике полярных экспедиций известны случаи смертельных отравлений печенью белого медведя и ездовых собак — печень этих хищиков, адаптированных к условиям Арктики, содержит токсичные для человека количества витамина A. Регулярное употребление витамина A в дозах, всего в два раза превышающих рекомендованные пределы, может привести к развитию остеопороза и увеличивает риск серьезных дефектов развития плода.

Витамин A существует в двух формах — ретинол (готовый витамин A) и бета-каротин (провитамин A), который в организме преобразуется в витамин A. Витамин A является жирорастворимым витамином, поэтому для его усвоения необходимо наличие жиров и минеральных веществ.

Самый безопасный путь получения витамина A — это рацион, содержащий достаточное количество растительного бета-каротина, который в человеческом организме превращается в активный витамин A по мере потребности.

Витамин D

Витамин D — это общее название жирорастворимых стероидных прогормонов. Из пяти входящих в группу веществ наиболее важны витамин D2(эргокальциферол) и D3 (холекальциферол). Химически витамины D2 и D3отличаются только строением боковой цепи.

Витамин D2 содержится в грибах и растительной пище и человеческим организмом не синтезируется. Витамин D3 содержится в животной пище.

Витамин D3 образуется в подкожной клетчатке человека из холестерина под воздействием солнечных лучей.

 Функции витамина D в  организме

Витамин D участвует в усвоении кальция в организме человека. Так что, если вы заботитесь о здоровье костей, то принимайте кальций совместно с витамином D.

Кроме укрепления костей витамин D способствует:

· фосфорному регулированию

· предотвращению ишемической болезни сердца

· укреплению нервной системы

· укреплению иммунной системы

· нормальному функционированию щитовидной железы

· предотвращению раковых опухолей

Недостаток витамина D может привести к развитию рахита у детей, а у взрослых к пористости и ломкости костей, мышечным болям, парестезии.

Витамин E

Жирорастворимый витамин E — это смесь восьми изомеров: четырех токоферолов и четырех токотриенолов, обозначаемых буквами от альфа до дельта. Наибольшую биологическую активность проявляет альфа-токоферол. Встраиваясь в клеточные мембраны, токоферол защищает их липиды от окисления. Токоферол также защищает от окисления другие жизненно важные биомолекулы.

Функции витамина E:

Самой главной функцией витамина E является то, что он действует как антиоксидант, защищающий клетки организма от повреждения свободными радикалами. Свободные радикалы являются токсичными соединениями, которые естественным образом производятся в организме в качестве побочного продукта метаболического окисления. Свободные радикалы негативно влияют на суставы, мышцы и сухожилия, которые могут быть подвержены воспалениям и повреждениям, дегенеративным артритам, они также являются причиной ускорения процесса старения. Употребление витамина E помогает уменьшить вредное воздействие свободных радикалов, которое может возникнуть во время значительных физических нагрузок, он также способствует более быстрому восстановлению поврежденных тканей.Чтобы усилить эффект антиоксидантов, принимайте витамин E вместе с витамином C.

 Второй функцией витамина Е является его способность снижать остроту воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, бороться с предменструальным синдромом и ночными судорогами ног.

И наконец было доказано, что витамин E замедляет рост клеток, которые вовлечены в развитие атеросклероза. Это очень важная сторона исследований витамина E, которая требует дальнейшего обсуждения.

Нехватка витамина E в рационе приводит к нарушению структур мембран нервных волокон и соответственно к нарушению передачи нервного импульса, мышечной слабости, повышенной хрупкости мембран эритроцитов и к дегенерации сетчатки глаза вплоть до полной потери зрения.

Избыток витамина E. Витамин E понижает свертываемость крови и в высоких дозах увеличивает риск внутренних кровотечений, поэтому за предельно допустимую дневную дозу принимают 1000 мг (1500 МЕ).