Витамины в организме человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Что такое витамины?

витамин биохимический физиологический

Витамины известны нам уже более 100 лет. О них написано и сказано достаточно много. Но что такое витамины? В чем их отличие от прочих биологически активных веществ? Когда-то их насчитывалось более двух десятков, но сейчас к витаминам относят всего 13 соединений. В то же время имеются, так называемые, "витаминоподобные вещества". В чем их отличие от витаминов? Начнем с определения понятия "витамины".

Витамины - "незаменимые органические вещества, необходимые для поддержания жизненно важных функций организма, участвующие в регуляции биохимических и физиологических процессов", "биомолекулы с преимущественно регуляторными функциями, поступающие в организм с пищей", "незаменимые (эссенциальные) пищевые вещества, которые не образуются в организме или образуются в недостаточном количестве".

Итак, витамины - это чрезвычайно разнообразные по своему химическому строению вещества, играющие исключительно важную роль в обмене веществ. Как правило, витамины не синтезируются в организме человека. Часть витаминов синтезируется кишечной микрофлорой или образуются в количествах, недостаточных для обеспечения нормальной работы организма человека, поэтому они должны регулярно поступать с пищей или и виде БАД.

В отличие от других незаменимых пищевых веществ (аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, углеводов), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии. Их основные функции сводятся к участию в работе биокатализаторов (в качестве коферментов), участию в регуляции (в качестве гормоноподобных соединений), подавлению образования свободных радикалов. Каждый витамин выполняет присущую только ему специфическую функцию и не может быть заменен другим веществом. Если в организме не хватает какого-либо витамина, всегда возникают сбои или более серьезные нарушения в обмене веществ, что приводит к заболеваниям, причина которых обусловлена витаминной недостаточностью.

Организму требуется очень незначительное количество этих биологически активных веществ - от нескольких десятков миллиграмм до нескольких микрограмм в день (исключение составляет витамин С, которого необходимо на порядок больше). Причем, необходимы одновременно все витамины. В идеале наше питание должно быть разнообразно и насыщено различными витаминами. Но не существует "идеально" сбалансированной пищи, в которой присутствовали бы все группы витаминов в необходимом количестве. Дефицит витаминов в питании, в той или иной степени - это объективная реальность питания современного человека, которая проявляется независимо от качества и количества потребляемой пищи.

Поэтому каждый человек нуждается в обязательном регулярном приеме дополнительного количества витаминов для поддержания их баланса в организме. Для отдельных категорий людей - спортсмены, дети и подростки, пожилые люди, потребность в витаминах более высокая. Увеличена она и для людей, имеющих наследственно обусловленные нарушения обмена веществ и процессов регуляции, в которых принимают участие витамины. Резко повышается потребность в витаминах и при различных заболеваниях (острых и хронических), при высоких физических и психоэмоциональных нагрузках, в экстремальных условиях. Все эти категории людей нуждаются не просто в дополнительном приеме поливитаминных препаратов. Им требуется назначение более высоких - близких к терапевтическим или терапевтических дозировок отдельных витаминов. Но в какой форме, сколько и как долго нужно принимать витамины? В настоящее время на эти вопросы сложно получить четкие ответы. Данные о витаминах противоречивы, неоднозначны, имеются существенные пробелы во многих областях знаний о витаминах, об их обмене в организме. И хотя в течение многих лет люди принимают препараты витаминов, проблема витаминной недостаточности продолжает существовать.

Конечно, коррекцию витаминной недостаточности необходимо начинать с питания, которое лежит в основе здоровья каждого человека. Организация рационального и сбалансированного питания, ориентированного на индивидуальные особенности здоровья человека, а также условия экологии и ритм жизни, является тем базисом, который позволяет в значительной степени сгладить дефициты в тех или иных незаменимых пищевых веществах, включая витамины. Но для этого необходимо знать основы физиологии питания, понимать роль, которую витамины выполняют в организме человека. Эти знания позволят более осознанно подходить к профилактике и лечению с помощью витаминов основных заболеваний. В настоящее время компания NSP предлагает огромный выбор самых разных витаминных препаратов, которые предназначены и для детей, и для взрослых, для больных и для здоровых.

2. История открытия витаминов

К концу XIX века наука о питании все чаще стала приходить к выводу о том, что для здоровья человека недостаточно одних белков, жиров и углеводов. Необходимы и другие вещества, недостаток которых вызывает болезни и может привести к смерти. Опыт длительных морских путешествий показал, что при достаточных запасах продовольствия люди могут умереть от цинги. В XIX веке в странах Юго-Восточной и Южной Азии, где основным продуктом питания был рис, и люди начали широко употреблять его в обработанном - шлифованном виде, стало распространяться заболевание, получившее название "бери-бери", от которого умирали десятки тысяч людей, не испытывающих нужду в питании. Почему это происходило?

На этот вопрос не было ответа до тех пор, пока в 1880 году русский ученый-физиолог Н.И. Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, получавшие искусственный рацион, составленный из известных компонентов молока: казеина, жира, сахара и солей, заболевали и погибали. А мыши, получавшие натуральное молоко, были здоровы. "Из этого следует, что в молоке... содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания". "Обнаружить эти вещества и изучить их значение в питании, было бы исследованием, представляющим огромный научный и практический интерес" - сделал вывод ученый.

Впервые "бери-бери" подробно описал японский морской врач Такаки (Takaki) в 1884 году, который высказал мысль, что это заболевание является "болезнью пищевой недостаточности". В 1897 году нидерландскому врачу Христиану Эйкману (Eijkman), работавшему на острове Яве, удалось найти причину болезни "бери-бери". В этом ему помогли куры, которые питались шлифованным рисовым зерном и заболевали похожей болезнью. Однако стоило заменить очищенный рис на неочищенный, как болезнь проходила. Таким образом, Эйкман сделал вывод о том, что в наружной оболочке неочищенных рисовых зерен содержится жизненно необходимое пищевое вещество.

В 1911 польский ученый-химик Казимир Функ (Funk) году выделил из рисовых отрубей это вещество, которое в самой малой дозе излечивало голубей от полиневрита. В 1912 году он определил его химический состав и, обнаружив в нем аминогруппу, назвал его "витамин" - "амин жизни" (от слова "vita" - жизнь). После большого числа исследований в 1920-1334 гг. удалось установить химическую формулу этого витамина, и ему дали название "анейрин". Но из-за содержания в нем серы, анейрин в дальнейшем получил название "тиамин". В 1936 году Уильяме (Williams) осуществил синтез тиамина.

Авитаминоз А был известен с глубокой древности. Еще в Древнем Египте и Китае для лечения болезни глаз рекомендовали применять печень. В 1909 году Степп (Stеpp) обнаружил, что в жире содержится некий фактор роста. В 1913 году Мак-Коллем (McCollum) и Денис (Devis) назвали активное начало, содержащееся в сливочном масле и рыбьем жире "фактором А", а в 1916 году он получил название "витамина А". Позднее было показано, что содержащийся в пище каротин, превращается в организме животных в витамин А. В 30-х годах была установлена химическая структура и осуществлен синтез витамина А.

В 1913 году Функ выделил из рисовых отрубей никотиновую кислоту, но только в 1926 году Гольдбергер (Goldberger) открыл термостабильный фактор в дрожжах и предположил, что он является антипеллагрическим фактором. Синонимами никотиновой кислоты стали: "фактор РР" (Реllagra-Prеventativе factor- предотвращающий пеллагру), "ниацин" (nicotinic acid-niacin), "никотинамид" и "ниацинамид".

В 1913 году Осборн (Osborn) и Мендель (Mendel) доказали присутствие в молоке вещества, необходимого для роста животных. Но лишь в 1938 году Кун (Kulm) определил химическую формулу и осуществил синтез флавина, названного "лактофлавином" или витамином В2. В настоящее время он получил название "рибофлавин", поскольку в его состав входит рибоза.

Еще в 1901 году Уильдьерс установил вещество, необходимое для роста дрожжей и предложил его назвать "биосом" (от греческого "bios" -жизнь). В 1927 году Боас (Boas) обнаружил тормозящее действие вещества, содержащегося в ряде пищевых продуктов на токсический агент яичного белка (овидин), назвав его "фактором Х", который затем получил название "витамин Н" или - "коэнзим R". Позднее Сент-Дьордьи (Sеnt-Gyorgy) определил химическую структуру этого витамина. В кристаллическом виде это вещество впервые выделил в 1935 году Кегль (Kegl) из желтка яиц и предложил назвать его "биотин".

Лечебное действие свежих овощей и фруктов при цинге было известно еще во времена Гиппократа. В конце XIX века русский врач В.В. Пашутин установил, что цинга возникает в результате отсутствия в растительной пище определенного фактора. В 1912 году Хольст (Holst) и Фрелих (Frolich) в опытах на морских свинках установили присутствие в свежих овощах водорастворимого фактора, предохраняющего от цинги. В 1919 году Друммон (Drummond) дал этому веществу название "витамин С". В 1928 году Сент-Дьордьи удалось выделить и определить химическую формулу этою витамина, которое было названо "гексуроновой кислотой", но затем получило название "аскорбиновая кислота" (предотвращающая скорбут - цингу).

В 1920 году впервые выявили роль витамина Е в репродуктивном процессе. В 1922 году Эванс (Evans) установил, что при нормальной овуляции и зачатии у беременных крыс происходила гибель плода в случае исключения из пищевого рациона жира. В 1936 году путем экстракции из масел ростков зерна были получены первые препараты витамина Е, названного "альфа - и бета- токоферолом" (от слов "tocos" - рождение и "phero" - носить). Биосинтез витамина Е был осуществлен в 1938 году швейцарским химиком Паулем Каррером (Karrer).

В 1926 году В.В. Ефремов высказал предположение, что макроцитарная анемия у беременных женщин может быть связана с авитаминозом и что антианемический витамин содержится в печени, которая им помогала в лечении. В 30-х годах Митчел (Mitchell) и Снел (Snell) выделили из листьев шпината фракцию, стимулирующую рост ряда бактерий в культуре, которая получила название "фолиевой кислоты" (от слова Folium - лист). В 1945 году из печени и дрожжей была изолирована, а затем и синтезирована фолиевая кислота, которая представляла птероилглютаминовую кислоту.

В том же 1926 году Майнот (Minot) и Мерфи (Murphy) открыли специфическое лечебное действие печени при злокачественном малокровии. Но лишь в 1948 году Рикс (Rickes) и Спайс (Spies) смогли выделить из печени антианемический фактор, названный витамином В12.

В 1929 году было высказано предположение о существовании пищевого фактора, влияющего на свертываемость крови. В 1935 году датский химик Хенрик Дам (Dam) выделил жирорастворимое вещество, которое назвали витамином К (coagulation vitamin - витамин, повышающий свертываемость крови).

В 1933 году Уильяме (Williams) открыл существование фактора роста дрожжей, а в 1938 году он изолировал его из печени и расшифровал химическую структуру. Оно получило название "пантотеновая кислота" (от греческого слова "pantos" - вездесущий), так как было обнаружено во многих животных и растительных тканях.

В 1935 году Берч (Birch), Сент-Дьордьи и Харрис (Harris) установили, что пеллагра у крыс не связана с недостатком никотиновой кислоты, как полагал Гольдбергер, а вызвано отсутствием другого фактора, который был назван витамином B6 или "пиридоксином". Обозначение этого витамина "В6" связано с тем, что он был открыт позднее витаминов В3, В4 и B5 (факторов роста голубей и крыс), не имеющих существенного значения для человека.

3. Классификация витаминов

Классифицировать витамины по химической структуре невозможно - настолько они разнообразны и относятся к самым разным классам химических соединений. Однако их можно разделить по растворимости: на жирорастворимые и водорастворимые.

К жирорастворимым витаминам относят 4 витамина: витамин А (ретинол), витамин D (кальциферол), витамин Е (токоферол), витамин К, а также каротиноиды, часть из которых является провитамином А. Но холестерин и его производные (7-дегидрохолесторол) также можно отнести к провитамину D.

К водорастворимым витаминам относят 9 витаминов: витамин B1 (тиамин), витамин В2 (рибофлавин), витамин В5 (пантотеновая кислота), витамин РР (ниацин, никотиновая кислота), витамин В6, (пиридоксин), витамин В9 (витамин Вс, фолиевая кислота), витамин В12 (кобаламин) и витамин С (аскорбиновая кислота), витамин Н (биотин)

Классификация витаминов

* - МЗ России, 2005 г.

** - рекомендации Немецкого Общества Питания (DGE) - 2 мг бета-каротина в день; рекомендации Национального Института Рака (NCI) США - 5-6 мг бета-каротина в день.

*** - RDA, Европа, 1990 г. взрослые мужчины - 80 мкг, женщины - 65 мкг, юноши - 70 мкг, девушки - 30 мкг, мальчики - 20 мкг, девочки - 5 мкг.

Часть витаминов представлена в форме моносоединений - 4 витамина:

Витамин B1 - тиамин

Витамин B5 - пантотеновая кислота

Витамин С - аскорбиновая кислота

Витамин Н - биотин

Все остальные 9 витаминов, представляют собой группы соединений, обладающих похожими свойствами:

Витамин А. Известны два соединения с активностью витамина А: ретинол (витамин А1) ретиналь (витамин А2). В тканях ретинол превращается в сложные эфиры: ретинилпальмитат, ретинилацетат и ретинилфосфат. Витамин А и его производные находятся в организме в транс конфигурации, лишь в сетчатке глаза образуются цис-изомеры ретинола и ретиналя.

Каротиноиды. Каротиноиды встречаются практически во всех животных и растениях, особенно в организмах, развивающихся на свету. Описано около 563 вида каротиноидов (Штрауб О., 1987), не считая их цис- и транс-изомеров. Основными каротиноидами и полиенами являются:

- альфа- и бета-каротины и бета-ano-8-каротиноиды,

- бета-криптоксантин, астаксантин, кантаксантин, цитроксантин, неоксантин, виолаксантин, зеаксантин,

- лютеин,

- ликопин,

- фитоен, фитофлуен

Большинство каротиноидов является ксантофиллами, селективно поглощают свет, имеют обычно желтый цвет и придают желтую окраску осенним листьям. К основным ксантофиллам относятся лютеин и зеаксантин. Кроме ксантофиллов, существует группа каротинов (альфа-, бета- и гамма-каротины), к которым принадлежит наиболее известный каротиноид - бета-каротин, наиболее активный из всех каротиноидов. При расщеплении молекулы бета-каротина может образовываться 2 молекулы ретиналя, альфа- гамма- формы образуют лишь по одной молекуле витамина А. Однако в процессе метаболизма превращение бета- каротина в ретинол происходит и соотношении 6:1, т.е. из 6 мг бета-каротина образуется 1 мг ретинола. Для всех каротиноидов это соотношение составляет 12:1.

Витамин D. Из многочисленных соединений, обладающих активностью витамина D (кальциферолы), наиболее важны для человека эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3). Основной предшественник витамина D - провитамин 7-дегидрохолестерин содержится в пище животного происхождения, а также образуется в слизистой оболочке тонкой кишки и в печени. В коже под воздействием определенного спектра естественного ультрафиолетового облучения он превращается в холекальциферол (витамин D3). Следует подчеркнуть, что при искусственном загаре витамин D в коже не образуется. В пище растительного происхождения содержится провитамин эргостерин, который в коже может превратиться в эргокальциферол (витамин D2). В организме человека активность обоих групп витаминов приблизительно одинакова. Эрго- и холекальциферолы, транспортируются в печень, где из них образуется 25-гидроксикальциферал, который в дальнейшем в почках гидроксилируется до 1,25-дигидроксикальциферола. Эта активная форма витамина D, поступая в кишечник, вызывает образование специфического кальций (Са)-связывающего белка, который усиливает всасывание Са в тонкой кишке. Одновременно этот метаболит ускоряет реабсорбцию Са в почечных канальцах.

Таким образом, недостаточность витамина D может наблюдаться не только при его дефиците в составе питания, но и при недостаточном образовании в коже при отсутствии солнечного облучения, а также и при заболеваниях печени и почек.

Витамин Е. Это группа из восьми химически родственных соединений - четырех токоферолов (альфа-, бета- гамма- и дельта-) и четырех токотриенолов, активность которых в качестве витамина Е сильно различается. Наиболее активной формой витамина является D-альфа-токоферол, однако дельта-токоферол обладает более высокой антирадикальной активностью.

Витамин К. Широко распространен в природе и представлен в двух формах. В зеленых растениях и водорослях содержатся витамины ряда K1 (филлохиноны). Продукты животного происхождения и бактерии содержат витамины ряда К2 (менахиноны).

Витамин В2. Рибофлавин (лактофлавин) в организме человека представлен в двух формах: флавинмононуклеотида и флавинадениндинуклеатида.

Витамин PP. Ниацин (никотиновая кислота) - два соединения, включающих никотиновую (пиридин-5-карбоновую) кислоту и никотинамид, имеющие одинаковую активность. Коферментные формы - НАД и НАДФ функционируют в составе более чем 100 дегидрогеназ.

Витамин В6. Объединяет пиридоксин, пиридоксамин и пиридоксаль,а также их фосфаты. Витамин поступает с пищей в форме пиридоксина, который фосфорилируется в тонкой кишке и в печени, а затем окисляется до пиридоксальфосфата. В качестве коферментов работают пидоксаль-5-фосфат и пиридоксаминфосфат.

Витамин В9. Фолиевая кислота (фолацин, птероилглутаминовая кислота) - группа родственных соединений, обладающих сходной биологической активностью, представлены фолиевой кислотой, ее многочисленными коферментными формами, а также ди- и полиглутаматами. При всасывании в кишечнике образуется тетрагидрофолиевая кислота и продукт ее метилирования.

Витамин В12. Кобаламин (цианкобаламин) - общее название группы соединений, которые характеризуются наличием атома кобальта в центре порфиринового кольца. В организме активностью витамина В12 обладают 6 форм кобаламина: цианкобаламин, гидроксикобаламин, кобаламин R, кобаламин S, метилкобаламин и аденозилкобаламин. Кобаламин образует две коферментные формы: метилкобаламин и дезоксиаденозилкобаламин.

С точки зрения физиологического действия все витамины можно разделить на три основных группы: витамины, обладающие свойствами коферментов, витамины, обладающие способностью к антиоксидантной (антирадикальной) активности и витамины, проявляющие гормоноподобное действие.

Физиологическая классификация витаминов

4. Рейтинг суточной потребности в витаминах

Существующие классификации витаминов не принимают во внимания уровни фактической потребности, которые различаются на 6 порядков - в 1000000 раз! Наиболее важным с точки зрения его количества является витамин С, ежедневная потребность которого составляет от 100 мг до 1 г. Других витаминов обычно требуется в 100 или 1000 раз меньше - в количествах нескольких десятков мг (ниацин, витамин Е) или нескольких мг (пантотеновая кислота, пиридоксин, рибофлавин, тиамин, ретинол). Остальных витаминов нужно еще меньше - в 10000-100000 раз, от нескольких десятков до нескольких сотен мкм (фолиевая кислота, витамин К, биотин). Наконец, витамина D и витамина B12 достаточно употреблять в количествах лишь несколько мкг в день. Таким образом, все витамины по рейтингу ежедневной потребности можно разделить на 5 основных групп.

Рейтинг суточной потребности в витаминах

5. Обмен витаминов в организме

5.1 Биодоступность витаминов

Биодоступность витаминов - их способность поступать из съеденной пищи в организм, включаться в обмен веществ или достигать депо, понятие неопределенное. Принято считать, что все витамины обладают высокой биодоступностью. Мало задумываются о потерях витаминов на разных этапах ассимиляции, как при употреблении их в составе продуктов питания, так и в составе витаминных препаратов. А эти потери могут быть достаточно высокими.

Ассимиляция витаминов, также как и других пищевых веществ, складывается из двух этапов: усвоения (всасывания), которое происходит в желудочно-кишечном тракте и утилизации, которая осуществляется в организме, после того как витамины поступают в кровь. И на всех этих этапах возможны весьма существенные потери витаминов.

5.2 Всасывание витаминов в организме

Для успешного всасывания жирорастворимых витаминов необходимо присутствие желчи и достаточное содержание жира, который стимулирует секрецию желчи. Жирорастворимые витамины всасываются вместе с липидами и транспортируются в печень через лимфатические пути в составе хиломикронов. Поэтому любые нарушения секреции желчи, эмульгирования и всасывания липидов, а также кишечные инфекции приводят к значительным потерям жирорастворимых витаминов на этапе всасывания. Но потери жирорастворимых витаминов возможны и в нормальных условиях пищеварения.

Витамин А хорошо всасывается в кишечнике. Известен ретинол-связывающий белок, который способствует всасыванию витамина А. Количество витамина А, которое теряется с калом невелико и составляет 3-4%.

Витамин Е всасывается преимущественно в тонкой кишке. Потери витамина Е с калом в норме высокие, и могут составлять 53-64%, что необходимо учитывать при назначении витаминных препаратов.

Для витамина D его содержание в пище не имеет столь большого значения, поскольку основная его доля образуется в коже под действием ультрафиолетового облучения из стеринов, которые также могут синтезироваться и самом организме.

Возможные высокие потери витамина К при всасывании также не имеют принципиального значения, так как он присутствует в большом количестве в составе пищи, а также активно вырабатывается кишечной микрофлорой, которая, как считают, играет первостепенную роль в обеспечении организма человека этим витамином. Поэтому недостаточность витамина К часто развивается при нарушении микробиоценоз кишечника, при использовании антибиотиков и других антибактериальных препаратов. Всасывание витамина К происходит в тонкой и толстой кишке при участии желчных кислот и панкреатической липазы.

Всасывание водорастворимых витаминов в желудочно-кишечном тракте протекает по-разному. Например, всасывание тиамина в тонкой кишке связано с его этерификацией и образованием кокарбоксилазы. Его всасывание заметно повышается, если его принимают одновременно с пищей. Нарушения всасывания, кишечной моторики и микробиоценоза кишечника (патогенные кишечные бактерии разрушают тиамин) приводят к уменьшению всасывания этого витамина.

Всасывание в тонкой кишке рибофлавина, который обычно связан с белком, происходит лишь при его освобождении из состава белка в процессе фосфорилирования. Для его всасывания большое значение имеет соляная кислота желудка. Выделение рибофлавина с калом, несмотря на возможность биосинтеза его кишечными бактериями и активную секрецию с желчью, крайне незначительно.

Никотиновая кислота и ее амид всасываются быстро и без изменений. Всасывание начинается в желудке и завершается в тонкой кишке. Небольшая часть никотиновой кислоты разрушается кишечными бактериями.

Пиридоксин в пище встречается в составе белкового комплекса, после распада которого, происходит всасывание витамина. Пиридоксин м сравнительно большом количестве синтезируется кишечной микрофлорой.

Фолиевая кислота в пищевых продуктах находится в сложной конъюгированной форме, освобождение которой и превращение в фолиевую кислоту осуществляется ферментами - конъюгазами желудка и кишечных бактерий. Во всасывании фолиевой кислоты важную роль играет желудок. Значителен и эндогенный биосинтез фолиевой кислоты кишечными бактериями. Достаточно сказать, что с калом выделяется в 4-6 раз больше фолатов, чем поступает с пищей.

Пантотеновая кислота в пище также встречается в форме, связанной с белками, для разрушения этой связи необходимы протеолитические ферменты. Также как тиамин и рибофлавин, пантотеновая кислота всасывается в тонкой кишке после фосфорилирования.

Для всасывания витамина B12 необходимо присутствие внутреннего фактора Кастла - специфического субстрат-связывающего гликопротеина, который секретируется слизеобразующими клетками фундального отдела желудка. В таком связанном виде витамин защищен от захвата кишечными микроорганизмами, для которых он является важным метаболитом. На поверхности энтероцитов происходит освобождение витамина В12 от внутреннего фактора, после чего витамин связывается с другим белком-акцептором (вторым субстрат-связывающим белком) и в таком виде всасывается в кровь. Введение высоких доз витамина В12, также как высокое содержание этого витамина в организме резко снижает его всасывание в тонкой кишке. Эта закономерность проявляется и в отношении других витаминов, высокие разовые дозы которых уменьшают коэффициент всасывания. И, наоборот, при недостатке витаминов в организме их всасывание возрастает. Из этого следует вывод о том, что витамины необходимо вводить равномерно и в достаточных количествах.

Витамин С всасывается в тонкой кишке без изменения. При употреблении нормальных количеств аскорбиновой кислоты всасывается около 75% введенного витамина. С увеличение дозы всасывание витамина начинает заметно уменьшаться. При дозе 300 мг всасывание снижается до 50%, а при дозе 400 и более мг оно снижается до 25% (Громова О.А., 2003).

Биотин в большинстве пищевых продуктов находится в связанной форме и всасывается в кровь после ферментативного гидролиза. Биотин определяется в кале, причем его содержание в фекалиях превышает его поступление с пищей, что свидетельствует об активном синтезе этого витамина кишечными бактериями.

Таким образом, всасывание витаминов в желудочно-кишечном тракте является одним из ключевых этапов ассимиляции и в значительной степени определяет их биодоступность. Полнота и эффективность всасывания витаминов во многом зависят от состояния пищеварительной функции, любые нарушения которой или временные сбои в работе приводят к снижению усвоения (всасывания). Как видно, даже при нормальном состоянии пищеварения всасывание витаминов никогда не достигает 100%. Для отдельных витаминов, например, витамина Е и С всасывание колеблется в пределах 40-75%. В основном все витамины всасываются в тонкой кишке.

С возрастом всасывание витаминов может уменьшаться. Для некоторых витаминов (витамин В12, фолиевая кислота, рибофлавин) важную роль во всасывании может играть желудок, нарушение функции которого приводит к уменьшению усвоения витаминов. Витамины, которые синтезируются кишечными бактериями, частично могут всасываться в толстой кишке, однако значительная их часть теряется вместе с калом. Именно по этой причине в животном мире распространена копрофагия, с помощью которой многие животные восполняют дефицит витаминов.

Большую роль в усвоении витаминов играет микробиоценоз кишечника, так как кишечные бактерии не только осуществляют биосинтез многих витаминов, но и утилизируют или разрушают некоторые из них, например, тиамин или витамин В12. Особенно это относится к патогенным микроорганизмам. Серьезный удар по обеспеченности организма витаминами вызывает антибактериальная химеотерапия, поскольку применение антибактериальных препаратов приводит к массовой гибели бактерий, продуцирующих витамины.

5.3 Образование витаминов в организме

Принято считать, что витамины в организме человека не синтезируются, а если это происходит, то в нем принимает участие микрофлора кишечника. Исключение составляет витамин D, основная часть которого образуется в коже под действием ультрафиолетовых лучей солнца. Однако возможен эндогенный небактериальный биосинтез и других витаминов. У человека существует биосинтез никотиновой кислоты. Он происходит из триптофана и осуществляется не только кишечной микрофлорой, превращение триптофана в никотиновую кислоту возможно и в других органах, в частности в печени. Но эндогенный биосинтез никотиновой кислоты недостаточен, для того чтобы удовлетворить потребность организма в этом витамине. В организме человека при определенных условиях возможен синтез тиамина, но количественно он ничтожен.

Основным эндогенным поставщиком витаминов у человека являются микроорганизмы, населяющие желудочно-кишечный тракт. Но в этом могут принимать участие и микрофлора других биоценозов: дыхательных путей, мочеполовой системы, кожи. Биосинтез витаминов кишечными бактериями и грибами обусловлен тем, что отдельные группы витаминов являются важнейшими метаболитами этих микроорганизмов. Они синтезируются микроорганизмами, накапливаются в их клетках, а при их гибели выходят в просвет кишки, после чего могут всасываться в кровь. Большинство кишечных бактерий осуществляет биосинтез витаминов группы В, но также синтезируют и другие витамины. Известен и хорошо изучен биосинтез витаминов: тиамина, рибофлавина, пиридоксина, никотиновой кислоты, пантотеновой кислоты, фолиевой кислоты, биотина, витамина К. Однако неизвестно, сколько именно синтезируют тех или иных витаминов кишечные бактерии и как изменяется биосинтетический потенциал бактерий при изменении рациона питания и на фоне применения антибактериальных препаратов.

Биосинтез витаминов бактериями

5.4 Антагонизм и синергизм витаминов

При сбалансированном питании и естественном поступлении в организм витаминов, ни о каком отрицательном взаимном влиянии витаминов не может быть и речи. Проблема может возникнуть лишь в том случае, когда применяются достаточно большие терапевтические дозы отдельных витаминов. В этом случае возможно возникновение положительных или отрицательных взаимодействий витаминов между собой и их влияние на другие пищевые вещества, например, на макро- и микроэлементы. Например, высокие количества меди разрушают витамин С.

Установлено, что увеличение дозы вводимого витамина С повышает потребность организма в рибофлавине. В свою очередь, при недостатке в пище рибофлавина снижается содержание в организме витамина С и тиамина.

6. Сколько витаминов нужно человеку? Нормирование витаминов

В настоящее время уровень потребления всех витаминов нормируется. Определим значения "рекомендуемых норм потребления" витаминов.

Рекомендуемые нормы потребления витаминов для взрослых (рекомендуемая суточная потребность)

Рекомендуемые нормы потребления витаминов для детей и подростков, МЗ СССР, 1991 г.

Суточная потребность в витаминах у женщин в период беременности и лактации, МЗ СССР, 1991

Симптомы гипервитаминозов

7. Значение витаминов

7.1 Витамин А

Ретинол, ретиналь и их эфиры контролируют две группы процессов: дифференцировку и деление клеток, рост и регенерацию тканей, особенно быстро растущих (слизистые оболочки, эпителий кожи, кровь, хрящ, костная ткань). Витамин А активно участвует в процессах жизнедеятельности эпителиальных покровов и слизистых оболочек, он необходим на стадии заживления тканей после травматического или воспалительного повреждения, способствуя ускорению регенерации эпителия, важен для роста кости и хряща, то есть для развитии скелета. Витамин А играет решающую роль в процессах размножения: у женщин он участвует в развитии плаценты и эмбриона, Мужчинам необходим для образования тестостерона и нормального функционирования половых желез и сперматогенеза.

Фотохимические процессы зрения. Из ретинола в сетчатке глаза образуется ретиналь, который входит в состав зрительного пигмента родопсина, необходимого для сумеречного зрения. Поэтому недостаток витамина А проявляется нарушением темновой адаптации и ослаблением сумеречного видения - "куриная слепота". Витамин А защищает роговицу от бактерий.

Регуляции иммунных процессов. Прием высоких доз витамина А стимулирует образование антител и улучшает устойчивость человека к инфекции.

7.2 Витамин D

Вместе с кальцитонином и паратиреоидным гормоном он необходим для регуляции гомеостаза кальция (Са) и обмена фосфора (Р) в организме. Активная форма витамина D кальцитриол увеличивает всасывание Са в кишечнике и регулирует процесс выведения и реабсорбции Са и Р почками и содержание этих минералов в костной ткани.

Регуляция обмена Са и Р, стимуляция всасывания Са в тонкой кишке и реабсорбции Са в почечных канальцах, влияние на резорбцию Р в почках

Снижение содержания щелочной фосфатазы в крови

Действие на паращитовидные железы.

7.3 Витамин Е

Прежде всего, витамин Е выступает в организме в качестве антиоксиданта, предотвращая окисление липидов в клеточных мембранах и других частях клетки и витамина А кислородными радикалами. В этом он действует совместно с витамином С и бета-каротином, а также со специфическими ферментами (глутатионпероксидазой). Витамин Е восстанавливает перекиси липидов, которые нарушают функции мембран клеток, могут повреждать ДНК, выступая в качестве мутагенов и канцерогенов. Он оказывает прямое стабилизирующее действие на мембраны клеток, например, эритроцитов, предотвращая гемолиз.

Витамин Е играет существенную роль в процессах клеточного дыхания и метаболизма нуклеиновых кислот в каждой клетке организма, влияет на синтез белка, регулирует процессы в нервной и мышечной ткани. Токоферол оказывает влияние на синтез простоциклинов и метаболизм эйкозаноидов, препятствуя возникновению воспалительных заболеваний и тромбообразованию. Витамин Е ингибирует окисление холестерина в составе липопротеинов, замедляя развитие атеросклероза.

Мощное антиокислительное (антирадикальное) действие как антиоксиданта, предотвращение гемолиза эритроцитов

Действие на репродуктивную систему: обеспечение нормальной репродуктивной функции у мужчин и женщин, нормального течения беременности, усиление действия эстрогена

Обмен белка: защитное действие на белки, тормозящее действие на протеазы (трипсин, папаин), стимуляция синтеза нуклеопротеидов

Обмен липидов: предотвращение перекисного окисления липидов, замедление окислительного разрушения каротиноидов и витамина А, увеличение запасов жира в организме, снижение уровня холестерина

Обмен углеводов: регулирует глюконеогенез, стимулирует образование гликогена

Мышечная система: регуляция метаболизма мышечной ткани (скелетной мускулатуры, миокарда, мышц матки), предотвращение миодистрофий, поражения сердечной мышцы

Эндокринная система: регуляция и стимуляция выработки гормонов гипофиза, регуляция выработки гонадотропина и лютенизирующего гормона, влияние на выработку тиреотропного гормона и АКТГ

Действие на нервную систему

Действие на печень: профилактика жировой дистрофии и некроза печени, усиление детоксикации ксенобиотиков

Действие на почки: предотвращение нефроза

7.4 Витамин К

Витамин К необходим для активации в печени протромбина (фактора II) и пяти других (факторы VII, IX и X белки С и S) белков, участвующих в процессе свертывания крови. Витамин К участвует в качестве катализатора в биосинтезе ряда белков, содержащихся в плазме крови, в почках, костях и зубах. В кости вместе с витамином D он принимает участие в синтезе белка остеокальцина.

Действие на свертывающую систему крови: участие в биосинтезе протромбина и других факторов свертывающей системы крови, снижает сосудистую проницаемость, предотвращает кровоизлияния

Действие на печень: усиливает образование желчи

Участие в процессах клеточного дыхания и фосфорилирования.

7.5 Витамин B1 - Тиамин

В своей биологически активной форме (тиамин-дифосфат) витамин B1 играет важную роль в ключевых реакциях гидролиза жиров и углеводов, связанных с выделением энергии. Тиамин принимает участие в работе нервной системы - в процессах генерации нервных импульсов и регенерации периферических нервов.

Обмен углеводов: карбоксилирование и декарбоксилирование пирувата (ко-карбоксилаза), нормализует уровень сахара в крови, усиление гипогликемического действия инсулина, инсулин увеличивает содержание ко-карбоксилазы в крови

Обмен липидов: стимулирует переход углеводов в липиды и белков в липиды (необходимы рибофлавин, пантотенол и пиридоксин), повышает содержание холестерина в крови

Обмен белка: ...