Витамины: общая характеристика и классификация¶

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы, которые не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) организмом человека и животных, но необходимы для нормального обмена веществ, роста, развития и поддержания жизнедеятельности. Они поступают преимущественно с пищей и выполняют роль биологических катализаторов и регуляторов: большинство из них входит в состав ферментов (коферментов) либо участвует в их образовании. Термин происходит от латинского vita — «жизнь» и химического обозначения аминов, поскольку первые открытые вещества этого класса содержали аминогруппу.

¶История открытия

Представление о существовании особых веществ, необходимых организму в ничтожных количествах, сложилось на рубеже XIX–XX веков. Предпосылкой послужило наблюдение, что животные, получавшие chemically чистый рацион из белков, жиров, углеводов и минеральных солей, тем не менее заболевали и погибали.

• В 1880 году русский врач Николай Лунин экспериментально показал, что мыши не выживают на искусственной смеси очищенных питательных веществ.
• В 1897 году голландский врач Христиан Эйкман установил, что заболевание бери-бери, распространённое среди населения, питавшегося полированным рисом, излечивается добавлением рисовых отрубей.
• В 1911 году польский биохимик Казимир Функ выделил из отрубей кристаллическое вещество, устранявшее признаки бери-бери, и назвал его «витамин» (позднее — тиамин, витамин B₁).
• В 1929 году за исследования витаминов Эйкман и Фредерик Хопкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

В дальнейшем были открыты и другие соединения; за работы по витаминам Нобелевские премии получили Альберт Сент-Дьёрди (витамин C), Вальтер Хоуорс и Пауль Каррер (витамин C), Хенрик Дам и Эдуард Дойзи (витамин K), Джордж Уиппл и Джордж Майнот (лечение пернициозной анемии печенью).

¶Классификация

Витамины делят по растворимости, что определяет их поведение в организме, способность накапливаться и пути выведения.

¶Жирорастворимые

К ним относят витамины A, D, E и K. Они всасываются вместе с жирами пищи, для их усвоения необходимы желчные кислоты, а способность откладываться в жировой ткани и печени позволяет создавать запасы. Передозировка таких витаминов опаснее, чем водорастворимых.

¶Водорастворимые

Это витамины группы B (B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₇, B₉, B₁₂), витамин C и ряд витаминоподобных соединений. Они не запасаются в значительных количествах и выводятся с мочой, поэтому требуют регулярного поступления. Исключение составляет витамин B₁₂, депонирующийся в печени.

¶Витаминоподобные вещества

К этой группе относят соединения, которые не являются классическими витаминами, но обладают близкими свойствами: липоевую кислоту, карнитин, убихинон (коэнзим Q₁₀), холин, инозит, а также витамин U.

¶Функции в организме

Витамины не служат источником энергии и не являются строительным материалом. Их основная роль — участие в биохимических реакциях:

• Коферментная функция — большинство витаминов группы B входят в состав коферментов, обеспечивающих работу ферментов обмена углеводов, аминокислот и липидов.
• Антиоксидантная защита — витамины C, E и каротиноиды нейтрализуют свободные радикалы.
• Регуляция свёртывания крови — витамин K необходим для синтеза протромбина и других факторов свёртывания.
• Минерализация костей — витамин D регулирует обмен кальция и фосфора.
• Зрение — ретиналь, производное витамина A, входит в состав зрительного пигмента родопсина.

¶Авитаминозы и гипервитаминозы

Недостаточное поступление витаминов приводит к специфическим нарушениям.

Авитаминозы исторически были массовыми заболеваниями: цинга поражала моряков и осаждённые гарнизоны, пеллагра — население регионов, питавшегося преимущественно кукурузой, рахит — детей в промышленных городах с недостатком солнечного света.

¶Пищевые источники

Потребность в витаминах измеряется в миллиграммах и микрограммах в сутки и зависит от возраста, пола, физиологического состояния и нагрузки.

• Витамин A — печень, сливочное масло, яйца, морковь, тыква (в виде каротиноидов).
• Витамины группы B — злаки, бобовые, мясо, рыба, молочные продукты, дрожжи.
• Витамин C — шиповник, чёрная смородина, цитрусовые, болгарский перец, капуста.
• Витамин D — образуется в коже под действием ультрафиолета; содержится в жирной рыбе, яичном желтке.
• Витамин E — растительные масла, орехи, семена.
• Витамин K — зелёные листовые овощи, синтезируется микрофлорой кишечника.

¶Применение и синтез

Витамины применяются в медицине для профилактики и лечения гиповитаминозов, в составе комплексной терапии ряда заболеваний, а также в пищевой промышленности как обогащающие добавки. Промышленное производство основано на химическом синтезе и микробиологическом культивировании продуцентов; значительная часть мирового объёма витаминов выпускается в виде премиксов для кормления сельскохозяйственных животных.

Отдельное направление — обогащение продуктов питания массового потребления: витаминизация муки, молока, соли, напитков. Такие меры применяются для профилактики дефицитных состояний в отдельных регионах.

¶Критика и спорные вопросы

Вопрос о пользе приёма витаминных добавок здоровыми людьми с полноценным рационом остаётся предметом дискуссий. Ряд крупных исследований не подтвердил выраженного профилактического эффекта синтетических витаминов в отношении сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Одновременно указывается на риск передозировки жирорастворимых витаминов и на неконтролируемое потребление высокодозных препаратов. Медицинские организации подчёркивают приоритет получения витаминов из пищи, а добавки рассматривают как средство коррекции подтверждённого дефицита.