Витамины

Витамины – это необходимые для жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения (вещества), синтез которых у организма данного вида отсутствует или ограничен (за исключением витамина Д, который может синтезироваться в коже человека).

Для разных видов животных, одно и то же соединение может либо являться, либо не являться витамином. Например, аскорбиновая кислота – витамин для организма человека, но не собаки или крысы.

В 1880 году русский ученый Николай Иванович Лунин установил, что белые мыши, получавшие коровье молоко хорошо росли и были здоровы, тогда как мыши, получавшие вместо цельного молока смесь очищенных веществ, входящих в состав молока (белка, жира, сахара и минеральных солей) – быстро погибали. Лунин сделал вывод, что помимо основных питательных веществ организму необходимы некие особые факторы питания, без которых они заболевают или гибнут.

Несколько лет спустя, голландский врач Эйкман показал, что однообразное питание шлифованным рисом вызывает у людей (а также у подопытных голубей) тяжелое заболевание – бери-бери. Добавка к полированному рису отрубей, излечивала это заболевание. Э. сделал предположение, что отруби содержат какие-то неизвестные вещества, необходимые для нормального обмена веществ.

Позже, в 1912 году по предложению польского исследователя К.Функа, выделенное рисовых отрубей вещество, было названо в и т а м и н (от слов вита – жизнь и амин – поскольку это вещество содержало аминогруппу). Тиамин (витамин В1) Термин закрепился, хотя в структуру многих витаминов аминогруппа не входит.

В настоящее время установлено, что витамины необходимы для нормальной жизнедеятельности не только животных и человека, но и растений и микроорганизмов.

По физико-химическим свойствам все витамины делятся на две группы:

· Водорастворимые (витамины группы В, С, биотин, никотиновая кислота)

· Жирорастворимые (витамины А, Е, Д и К).

Водорастворимые витамины в тканях не накапливаются (за исключением витамина В₁₂) и поэтому должны поступать в организм ежедневно. В организме большинство из них активируются фосфорилированием. Активные формы этих витаминов в качестве коферментов участвуют в реакциях метаболизма.

Жирорастворимые витамины способны накапливаться в тканях. Их недостаточность встречается реже. При передозировке витамины А и Д проявляют токсичность. Коферментная функция (за исключением витамина К) для них не характерна. Все жирорастворимые витамины являются структурными компонентами клеточных мембран и проявляют антиоксидантное действие.

Гиповитаминоз – это состояние недостаточности витамина (термин авитаминоз неверен, так как при полном отсутствии в клетке витаминов, приводит к ее гибели). К массовой гибели людей приводили заболевания бери-бери, пеллагра и цинга.

Наиболее частыми проявлениями заболевания являются утомляемость, раздражительность, плохой аппетит, нарушения сна, кровоточивость десен, снижение остроты зрения.

Причины гиповитаминозов:

· Недостаточное питание. Расчеты показывают, что для получения суточной дозы витаминов общий объем пищи должен превышать энергетические затраты организма, что неизбежно приведет к ожирению.

· Дисбактериоз

· Антивитамины – вещества разрушающие витамины или препятствующие их всасыванию. Обычно это производные витаминов, неспособные выполнять их функцию в ферментативных реакциях. (например противораковый препарат аминоптерин вытесняет фолиевую кислоту из фермента, и препятствует синтезу нуклеиновых кислот и размножению клеток).

· Увеличение потребности витаминов при физических нагрузках, умственном напряжении, беременности, ухудшения усвоения.

· Дефицит одного витамина может ухудшать утилизацию других.

Гипервитаминоз – избыток витаминов. Однако не всякий избыток не каждого витамина способен вызывать гипервитаминоз. Болезни, возникающие вследствие избыточного приема водорастворимых витаминов не описаны. Поскольку они в организме не накапливаются, их передозировка в организме невозможна. Излишки витаминов выводятся с мочой.

Следует заметить, что любое пищевое вещество, в чрезмерных количествах может нанести ущерб. Не имеет строгого научного обоснование прием мегадоз аскорбиновой кислоты, предложенный лауреатом Нобелевской премии Л.Полингом. Неспецифические побочные эффекты в виде тошноты, диареи и пр.

Витамин В₁ (тиамин)

Свое название получил из-за наличия в его составе атома серы и аминогруппы.

Витамин В1 в форме тиаминпирофосфата (ТПФ) является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот.

Окислительное декарбоксилирование ПВК (ЦТК ). ТФП является кофактором а-кетоглутаратдегидрогеназы, также являющегося составной частью цикла Кребса ТФП – кофермент транскетолазы – фермента пентозофосфатного пути окисления углеводов. Этот путь является основным поставщиком НАДФН₂ и рибозо-5-фосфата. Принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя образование ацетил-КоА.

Некоферментные функции: участие в кроветворении, поскольку некоторые тиаминзависимые анемии поддаются лечению высокими дозами этого витамина.

Недостаток В₁ приводит к накоплению ПВК и а-кетоглутаровой кислоты, снижению активности тиаминзависимых ферментов.

У человека патологии в нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной системах.

Болезнь бери-бери в странах Востока унесла миллионы жизней (последняя эпидемия была на Филлипинах в 1953 году). В переводе с индийского бери-бери означает овца (походка больного похожа на поступь овцы). Поражаются сердечно-сосудистая и нервная системы. Потеря чувствительности конечностей, развитие параличей, атрофия мышц.

Часто проявления тиаминовой недостаточности проявляются у алкоголиков, вследствие их склонности больше есть, чем пить (синдром Вернике: нарушение координации движений, зрительных функций, спутанность сознания).

Особая чувствительность нервной ткани к недостатку тиамина объясняется тем, что коферментная форма абсолютно необходима нервным клеткам для усвоения глюкозы, которая является для них почти единственным источником энергии (большинство других клеток организма может использовать иные энергетические вещества, например жирные кислоты).

Источники: пшеничный хлеб из муки грубого помола, соя, фасоль горох, дрожжи, картофель, морковь, капуста, печень, желток.

Витамин В₂ (рибофлавин)

От слова flavus – желтый.

Молекула состоит из гетероциклического изоаллоксазинового ядра, к которому присоединен спирт рибитол.

Биосинтез рибофлавинов осуществляют растительные и многие бактериальные клетки, плесневые грибы и дрожжи. Благодаря микробному синтезу рибофлавина в желудочно-кишечном тракте жвачных животных, они не нуждаются в этом витамине.

Основное значение витамина В₂ состоит в том, что он входит в состав флавиновых коферментов. В организме рибофлавин фосфорилируется до флавин-моно-нуклеотида (ФМН) и флавин-адениндинуклеотида (ФАД).

ФМН и ФАД – коферменты оксидаз (переносящих электроны и протоны с окисляемого субстрата на кислород). Это ферменты, участвующие в распаде аминокислот, нуклеотидов и др. ФАД и НАД – промежуточные переносчики электронов и протонов в дыхательной цепи. ФАД также является коферментом пируват и а-кетоглутаратдегидрогеназы, а также единственным коферментом сукцинат-дегидрогеназы (ЦТК). ФАД – участник реакций окисления жирных кислот в митохондриях (кофермент ацил-КоА-дегидрогеназы).

Недостаток – воспалительные процессы в слизистых оболочках губ, полости рта, языка, роговицы. Катаракта.

Источники: печень, почки, желток, творог, кислое молоко, миндаль.