Витамины: классификация и роль в организме¶

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы, необходимых в малых количествах для нормального обмена веществ и жизнедеятельности живых организмов. Характерная особенность витаминов состоит в том, что они не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) организмом человека и должны поступать с пищей, а также не выполняют функцию пластического материала или источника энергии. Большинство витаминов действует как предшественники коферментов — вспомогательных молекул, обеспечивающих работу ферментов.

¶Общие сведения

Термин «витамин» предложил в 1912 году польский биохимик Казимир Функ, образовав его от латинского vita («жизнь») и слова «амин»: первое выделенное вещество (тиамин) относилось к аминам. Позднее выяснилось, что большинство витаминов не содержат аминогруппу, однако название закрепилось.

Суточная потребность в витаминах измеряется в миллиграммах или микрограммах. Их дефицит вызывает специфические расстройства: недостаток витамина C приводит к цинге, витамина D — к рахиту, витамина B1 — к болезни бери-бери, витамина PP — к пеллагре. Избыточное поступление некоторых жирорастворимых витаминов способно вызывать токсические состояния — гипервитаминозы.

¶Классификация

По растворимости витамины делят на две большие группы.

¶Жирорастворимые

Жирорастворимые витамины накапливаются в печени и жировой ткани, поэтому их передозировка более опасна, чем для водорастворимых.

¶Водорастворимые

К ним относятся витамины группы B (B1, B2, B3 или PP, B5, B6, B7 или H, B9, B12), а также витамин C (аскорбиновая кислота). Они не запасаются в организме в значительных количествах и требуют регулярного поступления. Витамин B12 синтезируется микрофлорой кишечника, но всасывается лишь при наличии внутреннего фактора Касла.

Отдельно выделяют витаминоподобные вещества — холин, инозит, липоевую кислоту, карнитин, убихинон (коэнзим Q10): они обладают отдельными свойствами витаминов, но синтезируются в организме.

¶Химическая природа

Витамины не образуют единого класса соединений. Среди них встречаются:

• спирты (ретинол, токоферол);
• производные аминокислот и гетероциклов (тиамин, рибофлавин, пиридоксин);
• стероиды (кальциферол);
• нуклеотиды (цианокобаламин);
• углеводоподобные соединения (аскорбиновая кислота).

Многие витамины существуют в нескольких формах (витамерах), обладающих близкой биологической активностью, — например, шесть форм витамина E или несколько форм витамина D.

¶Биологическая роль

Основная функция большинства витаминов — участие в ферментативных реакциях в составе коферментов:

• тиамин в форме тиаминпирофосфата участвует в декарбоксилировании;
• рибофлавин входит в состав FAD и FMN;
• никотиновая кислота образует NAD и NADP — ключевые переносчики электронов;
• пиридоксин в форме пиридоксальфосфата обеспечивает реакции трансаминирования;
• фолиевая кислота участвует в синтезе нуклеотидов и кроветворении.

Некоторые витамины работают вне коферментных систем: витамин A входит в состав зрительного пигмента родопсина, витамин K необходим для карбоксилирования факторов свёртывания, витамин C участвует в гидроксилировании коллагена и работает как антиоксидант.

¶Источники и гигиена питания

Основные источники витаминов — растительная и животная пища. Витамин C содержится в шиповнике, чёрной смородине, цитрусовых, перце; витамины группы B — в злаках, мясе, печени, молочных продуктах; витамин A — в печени, сливочном масле, моркови (в виде β-каротина); витамин D образуется в коже под действием ультрафиолета.

Причины витаминной недостаточности:

1. несбалансированное или однообразное питание;
2. нарушение всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта;
3. повышенная потребность (беременность, рост, интенсивные нагрузки, инфекции);
4. длительное хранение и неправильная кулинарная обработка продуктов, разрушающие витамины;
5. приём некоторых лекарств и вредные привычки.

Различают авитаминоз (полное отсутствие витамина), гиповитаминоз (недостаток) и субнормальную обеспеченность. Для профилактики применяют витаминные препараты и обогащённые продукты, однако их бесконтрольное употребление не рекомендуется.

¶История изучения

Представление о «дополнительных факторах питания» сложилось на рубеже XIX–XX веков. В 1880 году русский врач Николай Лунин показал, что искусственная смесь белков, жиров, углеводов и солей не поддерживает жизнь мышей. В 1897 году Христиан Эйкман обнаружил связь между питанием полированного риса и бери-бери. В 1912 году Казимир Функ выделил тиамин из рисовых отрубей. За открытия, связанные с витаминами, присуждён ряд Нобелевских премий: по физиологии или медицине — Эйкману и Фредерику Хопкинсу (1929), Альберту Сент-Дьёрди (1937), Эдуарду Дойзи и Хенрику Дамy (1943); по химии — Паулю Карреру (1937) и другим исследователям.

¶Значение

Витамины применяются в медицине для профилактики и лечения гиповитаминозов, в пищевой промышленности для обогащения продуктов, в животноводстве как кормовые добавки. Изучение витаминов стало основой науки о питании — нутрициологии — и продолжает развиваться в направлениях, связанных с антиоксидантной защитой, иммунитетом и профилактикой хронических заболеваний.