Витамины, их роль в обмене веществ

Первые шаги в познании природы витаминов сделал наш соотечественник Н. И. Лунин. На основании опытов над животными он обнаружил в пище наличие незаменимых веществ, отличающихся по своим свойствам и биологической ценности от белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. Витамины (от латинского слова VITA, что означает жизнь + амины) представляют собой незаменимые вещества, поступающие с пищей и необходимые для поддержания важнейших функций организма.

Хотя витамины не являются источником энергии, они необходимы для живого организма. Недостаток, какого — либо витамина в пище неблагоприятно отражается на общем состоянии организма и ведёт к заболеванию отдельных органов. Длительное отсутствие витаминов в пище приводит к характерным заболеваниям получивших название АВИТОМИНОЗОВ.

Биологическая роль витаминов достаточно хорошо известна.

Доктор Б. Лефави, рассуждая о роли витаминов, сравнивает их с раствором, необходимым для склеивания «кирпичиков» протеинов. Повышенная потребность в витаминах возникает при усиленной физической или умственной работе, под влиянием некоторых физических факторов: при перегревании и переохлаждении организма, во время беременности, при ряде заболеваний, при нарушении всасывания витаминов в кишечнике и т. д. — всё это способствует развитию гиповитаминозных состояний. Большинство гиповитаминозов характеризуется общими признаками: повышается утомляемость, снижается работоспособность, падает сопротивляемость организма против инфекций и простудных заболеваний.

Учёные выделяют две группы витаминов, которые получили название от своих химических свойств. Группа жирорастворимых витаминов обозначается буквами «A, D, E, K», а к водорастворимым относятся витамины группы «В».

Жирорастворимые витамины.

Витамин «А»

Необходим для обеспечения процессов зрения, роста, а также нормального состояния кожных и слизистых покровов. Существует мнение, что этот витамин участвует в регуляции процессов синтеза белка, а также входит в состав светочувствительного вещества в сетчатки глаз. Поэтому одним из ранних признаков недостаточности витамина А, является нарушение сумеречного зрения. При гиповитаминозе, А человек в сумерках быстро теряет ориентировку, нечётко видит предметы, зрительные реакции его замедлены. При выраженных гиповитаминозах, А возникают также нарушения со стороны слизистой глаза, кожных покровов: появление чувства неприятной сухости, а затем воспаления роговой оболочки глаз, что в наиболее запущенных случаях обычно может привести к полной потере зрения. У детей недостаточность витамина, А вызывает отставание в росте.

Суточная потребность взрослого человека в витамине, А составляет около 5000 интернациональных единиц (И. Е.), или 1,5миллиграма чистого витамина. Витамин, А — сравнительно сложное органическое соединение, хорошо растворимое в жирах. Большое количество его содержится в жирах, которые добывают из печени трески, палтуса, морского окуня и других рыб.

Витамин «D»

Участвует в обмене кальция и фосфора и, прежде всего в обеспечении нормального отложения кальция в костях. Недостаточность витамина D в пище особенно отражается на здоровье ребёнка. В организме ребёнка при высокой интенсивности его роста замедленное отложение кальция приводит к уменьшению прочности костей, их размягчению и деформации даже под влиянием силы тяжести. Однако недостаточность витамина D влияет не только на отложение кальция в костях, но понижает скорость всасывания солей кальция и фосфора из кишечника в кровь и вызывает возникновения в организме глубоких расстройств фосфорнокальциевого обмена.

Недостаток витамина D вызывает рахит.

Рахит — это серьёзное общее заболевание, возникающее у ребёнка в результате недостаточности витамина D и характеризующиеся поражением костной, нервной, мышечной и других систем организма. Первые признаки рахита в общем подавленным состоянии: ребёнок плохо спит, становится пугливым и раздражительным, сильно потеет. Затем появляются признаки нарушения отложения кальция: размягчение затылочной кости черепа, образуются значительные утолщения на рёбрах — рахитические чётки, искривляются ноги, развивается плоскостопие.

Мышцы становятся вялыми, и наблюдается общее отставание в развитии ребёнка. Как правило, снижается сопротивляемость к различным инфекционным и простудным заболеваниям.

Каковы же меры профилактики рахита? Мы знаем, что беременная женщина передаёт своему потомству определённые запасы витамина D, поэтому в последние месяцы своей беременности она должна по указанию врача принимать препараты витамина D. Хорошей мерой профилактики у детей раннего возраста является грудное вскармливание.

Однако уже со второго полугодия жизни следует заботиться о дополнительном источнике витамина D, в качестве которых могут быть использованы яичные желтки, а в дальнейшем протёртая печень и т. п. Концентрированные препараты витамина D в масле могут назначаться только по рекомендации врача, так как приём избыточных количеств витамина D от большинства других витаминов может принести значительный вред.

Каково же влияние на организм избыточного количества витамина D?

Его чрезмерные дозы, несомненно, вызывают отравление, так называемый гипервитаминоз D, который характеризуется повышенной возбудимостью, раздражительностью, плохим самочувствием, значительным повышением кальция в крови и его отложения в стенках сосудов, почках и других органах.

Особенно неблагоприятное влияние оказывает гипервитаминоз D на больных атеросклерозом. Избыток витамина D ускоряет развитие атеросклеротических процессов и вызывает отложение кальция в сосудах.

Витамин «Е»

Является мощным антиоксидантом, защитная мембрана клеток от окисления. Кроме этого, витамин Е предотвращает гемолиз и дегенеративные изменения в мышцах. Потребность в витамине Е зависит от потребления полиненасыщенных жирных кислот.

При диетах с применением этих липидов возрастает потребность в витамине Е. По мнению многих специалистов, дефицит витамина Е приводит к нарушениям в метаболизме белков, жиров и углеводов, а также в процессах образования ферментов.

Витамин «К»

Необходим для синтеза некоторых факторов, которые участвуют в процессах свёртывания крови. По мнению исследователей, в кишечнике человека полезными микроорганизмами образуется достаточное количество витамина К. Помимо этого, с пищей в организм поступает витамин К₁.

Водорастворимым витамины.

Витамин «В₁»

Принимает непосредственное участие в обмене углеводов и, в частности, в обмене пировиноградной кислоты, которая является основным промежуточным продуктом при окислении глюкозы. При недостаточности этого витамина в организме дальнейшее превращение пировиноградной кислоты затормаживается и в результате увеличивается её содержание в крови и тканях.

Первыми реагируют на эти нарушения обмена нервные образования. Обычно по ходу нервов возникают ощущения болей, онемений, покалывания, потеря чувствительности участков кожной поверхности и т. п. Множественное воспаление нервных стволов при В₁ — витаминной недостаточности получило наименование пищевого полиневрита. Эта болезнь в недалёком прошлом была очень распространена в Японии, где она называется «бери — бери».

Теперь понятно, почему врачи для подтверждения диагноза пользуются определением количества пировиноградной кислоты в крови: повышение концентрации её указывают на В₁ — витаминную недостаточность.

Гиповитаминоз В₁ характеризуется также нарушениями

желудочно-кишечного трака, мышечной слабостью, разнообразными болевыми ощущениями, в том числе в области сердца, что свидетельствует о множественном воспалении нервов и нарушении тканевого обмена.

Поэтому витамин В₁ довольно широко используется при лечении ряда заболеваний.

Какова же потребность организма в витамине В₁?

Взрослый человек в среднем нуждается в 1,5 — 2,0 миллиграммах витамина В₁ в день. Потребность в этом витамине меняется в зависимости от затрат энергии, характера питания и работы. Чем больше в пище углеводов, тем больше требуется витамина В₁. Если же в рационе увеличено количество жиров, то потребность организма в витамине В₁ уменьшается. При интенсивной мышечной работе, в частности у спортсменов, при напряжении умственной деятельности и у женщин в период беременности и кормления грудью потребность в витамине В₁ также значительно возрастает.

В среднем можно считать, что на каждые 1000 килокалорий расходуемой организмом энергии необходимо предусмотреть в рационе питания 0,5 миллиграмма витамина В₁.

Таким образом, человек, расходующий в сутки 3000 килокалорий, нуждается в 1,5; 4000 килокалорий — 2,0 и 5000 килокалорий — 2,5 миллиграммах В₁.

Следует иметь в виду также значительный рост потребности этого витамина при ряде заболеваний, сопровождающийся высокой температурой и увеличением интенсивности обмена.

Главные источники снабжения организма витамином В₁ — хлебные и крупяные продукты. Основное количество витамина содержится в наружных слоях зерна, большая часть которых теряется при производстве высших сортов муки. Высшие сорта муки и круп (полированный рис) имеют наименьшую биологическую ценность.

Витамин «В₂»

Этот витамин принимает участие в процессах тканевого дыхания и, следовательно, способствует выработки энергии в организме. Особенно необходим витамин В₂ детям в период их развития. Недостаточность витамина В₂ в питании детей приводит к замедлению их роста и прибавления в весе.

Ранние признаки недостаточности витамина В₂ проявляются на коже и слизистых: образуются трещины, язвочки в углах рта — заеды, возникает шелушение кожи. Часто наблюдается воспаление слизистой глаз, слёзотечение, светобоязнь и понижение остроты зрения.

Потребность взрослого человека в витамине В₂ — 2,5−3,5 миллиграмма в день. Потребность в этом витамине возрастает примерно на 1 миллиграмм у женщин во время беременности и в период кормления грудью.

Хорошим источником витамина В₂ является молоко, творог, сыр, яйца, печень, мясо, особенно много его в дрожжах.

Витамин «РР»

Или никотиновая кислота, необходим для обеспечения процессов биологического окисления в организме. Он входит в состав некоторых окислительных ферментов. Недостаточность витамина РР плохо влияет на здоровье, появляется быстрая утомляемость, слабость, раздражительность, бессонница. С дефицитом ниацина связывают возникновение такой болезни, как пеллагра.

Наш организм способен синтезировать необходимое количество никотиновой кислоты, или ниацина, если с пищей поступает достаточное количество триптофана. Ниацин входит в состав ниациновой кислоты, или никотинамида. Никотинамид, как известно, в свою очередь входит в

состав НАД. Таким образом, ниацин участвует в процессах синтеза жирных кислот, гликолиза и тканевого дыхания.

Суточная дозировка никотинамида зависит от калорийности питания. Минимальная потребность в этом витамине составляет 6,6 миллиграмм на каждые 1000 килокалорий суточного рациона.

Витамин «С»

Ни об одном витамине не написано столько статей и книг, как о витамине С. Это и неудивительно, так как от недостатка его в пище в недавнем прошлом страдало огромное количество людей. Цинга — авитаминоз С — ещё в начале нашего столетия была бичом жителей Заполярья. Мы видели её вновь в некоторых районах в годы войны. Цинга страшна: воспалены и кровоточат дёсны, выпадают зубы, появляются кровоизлияния, слабость, резко падает сопротивляемость организма к различным инфекционным заболеваниям. Организм намного труднее переносит недостаточность витамина С при малом содержании белка в пище.

Установлено, что при недостатке в пище витамина С сильно повышается проницаемость и хрупкость стенок мельчайших кровеносных сосудов, а также понижается способность организма к образованию антител, препятствующих развитию инфекций.

В настоящие время не только выяснена химическая природа витамина С, представляющего сравнительно несложное соединение, названое аскорбиновой кислотой, но и широко освоен её промышленный синтез.

Встречаемся ли мы в настоящие время с недостаточностью витамина С? Да, несомненно, встречаемся. Конечно, это не цинга, но это, безусловно, случаи неполной обеспеченности организма витамином С. Дело в том, что потребность организма в витамине С относительно велики. Взрослый человек нуждается в 70−120 миллиграммах аскорбиновой кислоты в день.

Витамин «В₅»

Необходим для преобразования холина в важнейший медиатор нервной системы — ацетилхолин. Считается также, что путём взаимодействия с различными ферментами витамин В₅ способствует синтезу стероидных гормонов. Пантотеновая кислота входит в состав важнейшего кофермента А, занимающего центральное место в метаболизме.

Суточная потребность в пантотеновой кислоте не установлена.

Витамин «В₆» (пиридоксин) Необходим для синтеза белка. Этот витамин участвует также в активизации гликоген-фосфорилазы — ключевого фермента метаболизма.

Помимо этого витамин В₆ активно участвует в синтезе норадреналина, серотонина, и дофамина. Таким образом, пиридоксин важен для продукции важнейших медиаторов и нейропередатчиков. Пиридоксин и другие соединения витамина В₆ обладают жизненно важным влиянием на обмен белков, жиров и углеводов в нашем организме.

Известно также, что недостаток витамина В₆ приводит к нарушениям метаболизма триптофана. Обычно рекомендуемая ежедневная доза составляет 25−50 миллиграмм, однако некоторые специалисты рекомендуют меньшие дозировки — 0,03 миллиграмма на килограмм массы тела в день.

Витамин «В₁₂»

Известен с 20-х годов нашего столетия, с тех пор, когда врачи научились лечить одну из форм анемии введением в рацион больных больших количеств печени. Впоследствии в конце 40-х годов кобаламин (Витамин В₁₂) был получен в очищенном виде. Наиболее распространённая форма промышленного витамина В₁₂ — цианкобаламин названного так по своей структуре, связанной с процессом выделения.

Витамин В₁₂ синтезируется не животными и растениями, а, скорее, микроорганизмами типа анаэробных бактерий. Однако недостаток кобаламина наблюдается крайне редко, так как этот витамин присутствует практически во всех животных тканях.

Витамины группы В имеют одну особенность. Они усваиваются лучше при приёме их всех вместе. Специалисты рекомендуют принимать витамины В-комплекса три раза в день с пищей по 25−30 миллиграмм.

Гиповитаминоз Гиповитаминозы возникают при нарушении нормального функционирования печени, кишечника и других органов.

Длительное неоправданное применение антибактериальных средств (антибиотиков, сульфамидных препаратов и др.) вызывает обычно резкие изменения кишечной микрофлоры и может быть причиной возникновения своеобразных гиповитаминозных состояний, например гиповитаминоза К, характеризуется повышенной кровоточивостью.

Другой причиной возникновения гиповитаминозов при достаточном содержании витаминов в пище могут быть расстройства процессов переваривания и всасывания жиров, в частности при уменьшении поступления в кишечник желчи. При заболеваниях печени могут возникнуть значительные нарушения в снабжении организма жирорастворимыми витаминами А, D, К. Заболевания печени могут быть также причиной нарушения обмена витаминов В₁, РР и др.

Участие витаминов в обмене веществ.

Витамины необходимы для синтеза ряда ферментов, которые являются мощными ускорителями биохимических реакций.

Ферменты бывают простыми и сложными. Простые ферменты являются белками, в составе которых особое расположение аминокислот предаёт им способность катализировать химические реакции.

Сложные ферменты в качестве активных групп содержат витамины или какие-либо другие соединения небелковой природы.

Так витамин В₁ входит в состав фермента, способствующего отщеплению углекислоты от пировиноградной кислоты.

Витамины В₂ и РР, а также пантотеновая кислота принимают участие в построении молекул окислительных ферментов, витамин В₆ выполняет важную роль в составе ферментов, участвующих в превращениях ряда аминокислот, и т. п.

Иными словами, в ходе длительной эволюции организм приспособился использовать при построении своего ферментного аппарата не только специфические, синтезированные им самим белки, но и витамины, синтезируемые растениями и даже микробами, а также микроэлементы, получаемые им в виде минеральных солей.