Витамины: общие сведения
Ключевые тезисы
- Витамины — низкомолекулярные органические биорегуляторы, необходимые для нормальной жизнедеятельности и поступающие в основном с пищей.
- Их изучение началось с наблюдения за болезнями, вызванными их отсутствием (бери-бери, цинга, пеллагра).
- Термин «витамин» (от «vita» — жизнь и «amine») закрепился, хотя не все витамины содержат аминогруппу.
- Классифицируются на водорастворимые (группа B, C, биофлавоноиды) и жирорастворимые (A, D, E, K).
- Нарушения: авитаминоз (полное отсутствие), гиповитаминоз (недостаток), гипервитаминоз (избыток, чаще для жирорастворимых).
Основное содержание
Общая характеристика и классификация
Витамины — низкомолекулярные органические биорегуляторы, необходимые для нормальной жизнедеятельности, которые должны поступать в организм с пищей. Они не включаются в структуру тканей и не используются как источник энергии.
Классификация:
- Водорастворимые: витамины группы B, C, биофлавоноиды (витамин P). Легко выводятся, редко накапливаются.
- Жрорастворимые: витамины A, D, E, K. Растворимы в жирах, могут депонироваться в организме (преимущественно в печени).
Причины гипо- и авитаминозов
- Экзогенные (внешние): голодание, несбалансированное питание, диеты, разрушение витаминов при кулинарной обработке или неправильном хранении, вредные привычки (алкоголь, курение), географические/сезонные условия (недостаток свежих овощей и фруктов).
- Эндогенные (внутренние): нарушение всасывания, разрушение микрофлоры кишечника, нарушение образования витаминов из предшественников или их активации, поступление антивитаминов, болезни печени, почек, поджелудочной железы, повышенная потребность (беременность, лактация, физические/умственные нагрузки, пожилой возраст).
Антивитамины — вещества, вызывающие снижение или потерю биологической активности витаминов. Бывают:
- Структурные аналоги (антиметаболиты), например, дикумарол, изониазид.
- Вещества, модифицирующие химическую структуру витамина (например, фермент тиаминаза в сырой рыбе разрушает витамин B1).
Водорастворимые витамины
Витамины группы B
Общие черты: водорастворимы, активируясь, превращаются в коферменты, большинство синтезируется микрофлорой кишечника.
Витамин B1 (Тиамин)
- Роль: в форме тиаминдифосфата участвует в реакциях декарбоксилирования α-кетокислот (пирувата, α-кетоглутарата) и транс-кетолазных реакциях (важен для углеводного обмена).
- Суточная потребность: 1–2.2 мг.
- Источники: оболочки злаков (хлеб грубого помола), печень, почки, дрожжи.
- Гиповитаминоз: болезнь бери-бери (полиневриты, судороги, расстройства пищеварения и сердечно-сосудистой системы). Накопление кетокислот токсично для нервной системы.
Витамин B2 (Рибофлавин)
- Роль: в форме коферментов ФМН и ФАД участвует в окислительно-восстановительных реакциях, перенося 2 протона и 2 электрона.
- Суточная потребность: 1.3–2.5 мг.
- Источники: печень, почки, дрожжи, крупы, яичный белок.
- Гиповитаминоз: себорейный дерматит, стоматит, глоссит, хейлоз («заеды»), общая слабость.
Витамин PP (Никотиновая кислота, Никотинамид)
- Роль: в форме коферментов НАД⁺ и НАДФ⁺ участвует в окислительно-восстановительных реакциях, перенося 2 электрона и 1 протон.
- Суточная потребность: 15–20 мг (наибольшая среди витаминов группы B).
- Источники: печень, мясо, дрожжи, бобовые. Может синтезироваться из аминокислоты триптофана.
- Гиповитаминоз: болезнь пеллагра («шершавая кожа»), характеризуется тремя «Д»: дерматит, диарея, деменция.
Витамин B5 (Пантотеновая кислота)
- Роль: входит в состав кофермента А (КоА), участвующего в переносе ацильных групп.
- Суточная потребность: 5–10 мг.
- Источники: печень, яичный желток, бобовые, цветная капуста.
- Гиповитаминоз: дерматиты, депигментация и выпадение волос, онемение конечностей, слабость.
Витамин B6 (Пиридоксин, Пиридоксаль, Пиридоксамин)
- Роль: в форме коферментов пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата участвует в реакциях трансаминирования и декарбоксилирования аминокислот, синтезе гема.
- Суточная потребность: 2–3 мг.
- Источники: мясо, печень, рыба, бобовые, крупы.
- Гиповитаминоз: дерматиты, нарушения функции нервной системы (судороги у детей), анемия. Антивитамин — изониазид.
Витамин B9 (Фолиевая кислота)
- Роль: в форме тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) участвует в переносе одноуглеродных фрагментов (метильных, формильных групп) при синтезе нуклеотидов, пуринов, тимина.
- Суточная потребность: 0.2–1 мг.
- Источники: листовые зеленые овощи, печень, дрожжи. Синтезируется микрофлорой.
- Гиповитаминоз: мегалобластная анемия (нарушение синтеза ДНК в клетках крови), нарушения развития плода.
Витамин B12 (Кобаламин)
- Роль: в форме коферментов метилкобаламина и дезоксиаденозилкобаламина участвует в переносе метильных групп (синергист фолиевой кислоты) и реакциях изомеризации.
- Суточная потребность: 3–5 мкг.
- Источники: печень, почки, мясо, рыба. Депонируется в печени. Для усвоения необходим внутренний фактор Касла (белок желудка).
- Гиповитаминоз: пернициозная (злокачественная) анемия, неврологические нарушения.
Витамин H (Биотин)
- Роль: является коферментом карбоксилаз, участвует в реакциях карбоксилирования (перенос CO₂).
- Суточная потребность: 0.2–0.4 мг.
- Источники: печень, яичный желток, соя, овсянка. Антивитамин — авидин в сыром яичном белке.
- Гиповитаминоз: себорейный дерматит, сонливость, мышечные боли, депрессия.
Витамин C (Аскорбиновая кислота)
- Роль: участие в окислительно-восстановительных реакциях: гидроксилирование пролина и лизина (синтез коллагена), гидроксилирование тирозина и триптофана (синтез нейромедиаторов), синтез стероидных гормонов, восстановление железа (Fe³⁺ → Fe²⁺) для всасывания, антиоксидантная защита (инактивация свободных радикалов, восстановление витамина E), восстановление фолиевой кислоты в ТГФК.
- Суточная потребность: 50–100 мг.
- Источники: растительные продукты (шиповник, черная смородина, перец, цитрусовые, зелень).
- Гиповитаминоз: цинга — хрупкость сосудов, кровоточивость десен, выпадение зубов, анемия, снижение иммунитета.
Биофлавоноиды (Витамин P)
- Роль: синергист витамина C. Укрепляет сосуды, ингибируя фермент гиалуронидазу (разрушает гиалуроновую кислоту соединительной ткани). Антиоксидант.
- Суточная потребность: 50–100 мг.
- Источники: цитрусовые, ягоды, чай (катехины), гречиха (рутин).
- Гиповитаминоз: повышенная хрупкость капилляров, кровоточивость, общая слабость (часто сочетается с дефицитом витамина C).
Жрорастворимые витамины
Общие черты: растворимы в жирах, депонируются в организме (преимущественно в печени), в основе структуры — изопреноидные группировки.
Витамин A (Ретинол)
- Формы: ретинол (спирт), ретиналь (альдегид), ретиноевая кислота.
- Роль: ретиналь — компонент зрительного пигмента родопсина (процесс световосприятия); ретиноевая кислота — регуляция роста, дифференцировки эпителия; участие в синтезе компонентов соединительной ткани.
- Суточная потребность: 1–2.5 мг (около 3500–5000 МЕ).
- Источники: животные продукты (рыбий жир, печень, яйца, масло). Провитамин — β-каротин из растительных продуктов (морковь, тыква).
- Гиповитаминоз: куриная слепота (гемералопия), ксерофтальмия (сухость роговицы), кератомаляция (размягчение роговицы), гиперкератоз кожи.
- Гипервитаминоз: интоксикация (тошнота, головная боль), гиперкератоз, возможен летальный исход (особенно при употреблении печени полярных животных).
Витамин D (Кальциферол)
- Формы: D₂ (эргокальциферол, растения), D₃ (холекальциферол, животные и синтез в коже из 7-дегидрохолестерина под УФ-лучами).
- Активация: в печени → 25-гидроксихолекальциферол, в почках → 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол) — гормонально активная форма.
- Роль (кальцитриол): повышает уровень Ca²⁺ и фосфатов в крови: усиливает всасывание Ca²⁺ и фосфатов в кишечнике, реабсорбцию в почках, мобилизацию из костей (деминерализацию).
- Суточная потребность: 10–25 мкг (около 400–1000 МЕ).
- Источники: рыбий жир, печень рыб, яичный желток, сливочное масло.
- Гиповитаминоз: у детей — рахит (нарушение остеогенеза, размягчение костей, деформации скелета); у взрослых — остеопороз.
- Гипервитаминоз: гиперкальциемия, кальцификация мягких тканей (почек, сосудов, легких), интоксикация.
Витамин K
- Роль: участвует в реакции γ-карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в белках. Это необходимо для синтеза активных форм факторов свертывания крови (II, VII, IX, X) и белка костной ткани остеокальцина. Карбоксилированные остатки связывают ионы Ca²⁺.
- Суточная потребность: ~1 мг.
- Источники: зеленые листовые овощи (шпинат, капуста), печень. Синтезируется микрофлорой кишечника.
- Гиповитаминоз: кровоточивость, нарушение свертываемости крови. Чаще вызван антивитаминами (дикумарол, варфарин).
- Гипервитаминоз: редок, возможен гемолиз.
Витамин E (Токоферолы)
- Наиболее активен: α-токоферол.
- Роль: главный жирорастворимый антиоксидант (защищает мембраны от перекисного окисления липидов), синергист витамина C и селена, защищает витамин A от окисления, участвует в синтезе гема.
- Суточная потребность: 10–15 мг (может повышаться).
- Источники: растительные масла (подсолнечное, соевое), зародыши пшеницы.
- Гиповитаминоз: усиление перекисного окисления липидов, мышечная дистрофия, нарушение репродуктивной функции (у животных), невынашивание беременности.
Витаминоподобные вещества
Соединения, обладающие биологической активностью, схожей с витаминами, но не являющиеся строго незаменимыми (могут синтезироваться в организме). Примеры: холин, инозит, пангамовая кислота, карнитин, липоевая кислота, убихинон (коэнзим Q), пара-аминобензойная кислота (ПАБК), метилметионин.