Гипервитаминозы

Размещено на http://www.allbest.ru/

12

План лекции

Введение

1. Предмет и задачи витаминологии

2. История развития витаминологии. Связь витаминологии с другими науками

3. Классификация витаминов

4. Исторические и биохимические названия витаминов

5. Методы определения витаминов в биологических жидкостях, тканях, продуктах питания

Предмет и задачи витаминологии. История развития витаминологии. Связь витаминологии с другими науками. Понятие "витамины", "антивитамины", "провитамины", "ингибиторы", "гипо- и авитаминоз". Классификация витаминов по их способности растворятся в воде и по специфическому действию. Исторические и биохимические названия витаминов. Методы определения витаминов в биологических жидкостях, тканях, продуктах питания.

За 130 лет, прошедших со времени открытия витаминов, учение об этих незаменимых пищевых веществах превратилось в самостоятельную область науки - витаминологию.

Как всякая наука, витаминология включает в себя как фундаментальные (в основном, биохимические и физиологические), так и прикладные аспекты (клинические, гигиенические и биотехнологические) и тесно связана с другими отраслями науки и технологии.

До 60-70 годов ХХ века исследования носили преимущественно патофизиологический характер, а на более ранних этапах - физико-химический. Достижениями в этой области завершилось первоначальное формирование фундаментальной, теоретической и молекулярной базы витаминологии.

За последние 25-30 лет произошли существенные изменения в теоретических основах и практических задачах витаминологии, обусловленные, в первую очередь, мощным развитием биохимии и достижениями в области витаминологических исследований.

К настоящему времени, по мнению многих ученых, все витамины открыты, хотя список "витаминоидов" возможно будет увеличиваться. Изучены все биохимические механизмы действия витаминов, но продолжается уточнение клинических последствий дефицита витаминов и их патогенетической значимости при различных заболеваниях. В частности установлено, что при дефиците витамина Е в головном мозге мышей развиваются изменения, идентичные таковым у человека при болезни Альцгеймера. При дефиците витамина С во время беременности у матери достоверно увеличивается риск рождение детей с внутримозговыми кровоизлияниями, а при дефиците фолиевой кислоты (витамин В₉) повышается риск рождения детей с врожденными аномалиями развития, например, с заячьей губой. Этот же витамин благоприятно влияет на течение инфаркта миокарда.

Витаминология - это наука о витаминах, знание основных положений которой необходимо каждому человеку для правильной организации своего питания и образа жизни. Это позволит обеспечить оптимальную жизнедеятельность организма и его адаптацию к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды, существенно снизить риск развития многих заболеваний и асоциальных форм поведения, даже если они генетически предопределены, а также предотвратить или замедлить скорость старения, в том числе патологического.

Практическая реализация последних достижений витаминологии, в частности адекватная обеспеченность витаминами женщин перед беременностью и во время беременности, позволит обеспечить оптимальное развитие плода, новорожденного и тем самым является основой повышения качества жизни и здоровья будущих поколений.

Вместе с тем, даже абсолютное большинство врачей, не говоря уже о лицах без медицинского образования, имеет весьма поверхностное и часто ошибочное представление о витаминах, их роли в жизнедеятельности человека в нормальных условиях и при развитии патологии.

Сложившаяся ситуация является результатом бесчисленных попыток лечебного применения витаминов при самых различных заболеваниях, не связанных непосредственно с дефицитом витаминов, чему способствовало, с одной стороны, отсутствие четких представлений об истинной роли и механизме действия витаминов, с другой - отношение к ним как к "стимуляторам", "активаторам " и "регуляторам" обмена веществ. К сожалению, приходится признать, что и до настоящего времени (по крайней мере, в отечественной медицине) отсутствует четкая, патогенетически обоснованная система применения витаминов, как при особых физиологических состояниях (в частности, при беременности), так и при различных заболеваниях. Использование витаминов в клинической практике часто носит необязательный, а зачастую и произвольный характер. Случаен набор назначаемых витаминов. Не всегда обоснованы дозы и способы введения витаминов. Отсутствуют ясные представления о целях, способах и реальных возможностях витаминопрофилактики и витаминотерапии.

Более того, в последнее время и так не простая ситуация еще больше усугубляется коммерциализацией медицины, неуклонно возрастающим и часто бесцеремонным вторжением различных парамедицинских фирм и организаций в клиническую практику. Весьма агрессивно навязываются различные витаминсодержащие препараты сомнительного состава, не прошедшие клинических испытаний. В результате стремительного внедрения интернет-технологий, создания многочисленных телепрограмм "о здоровье, здоровом питании, здоровом образе жизни" и т.д. забота о высоком рейтинге, получении "спонсорской помощи" от представителей фармацевтических фирм стала превышать истинную обеспокоенность неуклонным снижением здоровья нации, повышение медицинской грамотности населения подменяется красивыми парамедицинскими рассуждениями. Быстро распространяются необоснованные, противоречивые и часто ошибочные взгляды и представления о роли витаминов, необходимости или "вредности" приема витаминных препаратов.

Целью спецкурса является дополнение учебных программ, в которых не уделяется должного внимания вопросам современной витаминологии, ясное понимание которых позволит избежать многих тактических и стратегических ошибок при планировании мероприятий по охране здоровья и повышению качества жизни населения, проведении лечебно - диагностических, профилактических и реабилитационных мероприятий.

витаминология витамин биохимический продукт питание

Этот спецкурс позволит осознать актуальность и весьма опасные последствия неадекватной (не только недостаточной, но и избыточной) обеспеченности населения витаминами и, возможно, избежать или хотя бы ограничить проявление этих последствий в своей жизни и у своих близких. Знание теоретических и практических основ современной витаминологии, базирующейся на ясном представлении и понимании метаболических функций и молекулярных механизмов действия витаминов, позволит вам не только избежать нежелательных эффектов витаминотерапии, но существенно повысить эффективность их профилактического и лечебного применения.

История открытия витаминов связана с изучением роли различных пищевых веществ в жизнедеятельности организма. Российский ученый Н.И. Лунин впервые (1880 г.) обратил внимание на то, что, помимо белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды, животным необходимы некие особые факторы питания, без которых они заболевают и гибнут. Позже (1912 г.) польский исследователь К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, предохраняющее людей от заболевания бери-бери, и назвал его витамин (от слов Vita - жизнь и амин, поскольку это вещество содержало NH₂-rpynny). С тех пор термин витамины стал популярным, хотя в структуру многих витаминов аминогруппа не входит. Сейчас известно около 50 витаминов и витаминоидов.

Область знаний, относящихся к природе, функции и взаимодействию витаминов, еще недавно была самостоятельной наукой - витаминологией. Достигнутый прогресс в самостоятельной науке - витаминологии несколько "усыпил" исследователей и врачей, поставил витаминологические изыскания в разряд второстепенных, не заслуживающих пристального внимания и не предполагающих в себе новых фундаментальных открытий и важных практических результатов. В 60-70-х годах витаминология пережила период самоизоляции, но с конца XX столетия возникший скептицизм и равнодушие были отвергнуты. Витаминология обогатила медико-биологическую науку новыми представлениями, в том числе теорией антиоксидантной защиты организма. Сделан скачок в понимании роли межвитаминных взаимоотношений, значимость которых особенно велика в стратегии и тактике метаболической профилактики и терапии.

В современной науке о питании принят постулат рационального питания, что подразумевает необходимость полного обеспечения ежедневной потребности организма человека в энергии и основных пищевых веществах - белках, жирах, углеводах (в том числе пищевых волокнах), витаминах, минеральных солях и микроэлементах. Рациональное питание как непременное условие здорового образа жизни - это сбалансированное питание, в котором витаминная ценность пищи занимает чрезвычайно важное место. Именно поэтому витаминология является важнейшей составной частью медико-биологической науки о питании - нутрициологии (нутриологии).

Пищевые вещества выполняют преимущественно две функции:

1) они являются источником энергии для процессов жизнедеятельности;

2) они необходимы для построения и обновления живых структур, поддержания и регуляции обмена веществ.

Первая функция характеризует энергетическую (калорийную) ценность рациона; вторая - его пищевую ценность, зависящую от присутствия в пище незаменимых пищевых веществ (витаминов, минеральных солей и микроэлементов, незаменимых аминокислот и эссенциальных жирных кислот).

Витамины обладают исключительно высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольших количествах - от нескольких микрограммов до нескольких десятков миллиграммов в день. В отличие от других пищевых веществ витамины не являются пластическим материалом или источником энергии и участвуют в обмене веществ в основном как биокатализаторы. Почти все водорастворимые витамины, а также жирорастворимый витамин К, являются коферментами или кофакторами биохимических реакций. Витамины А, Д, Е способны регулировать работу генетического аппарата клетки. Кроме того, каждому витамину присуща также специфическая функция в организме. Все это делает витамины незаменимыми в жизнедеятельности клетки.

Витамины - это необходимые для жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых у организма данного вида отсутствует или ограничен (за исключением витамина Д, который может синтезироваться в коже человека). Следует заметить, что для разных видов живых существ одно и то же соединение может либо являться, либо не являться витамином. Например, аскорбиновая кислота.

Изменившиеся социально-экономические условия с особой остротой подчеркнули исключительную роль витаминологических знаний и опыта в жизни людей. Индустриализация повлекла за собой увеличение доли рафинированных и консервированных продуктов в питании, обладающих меньшей витаминной ценностью. Например, при изготовлении муки высших сортов теряется с отрубями до 80-90 % всех витаминов. При экстрагировании, дезодорировании и осветлении растительных масел разрушаются жирорастворимые витамины, то же происходит при хранении масла на свету. Легко разрушается на свету и при тепловой обработке аскорбиновая кислота, отчасти поэтому гиповитаминоз С встречается так часто. Витамины А, Е, К и каротин достаточно устойчивы к нагреванию при варке пищи, но очень чувствительны к свету и кислороду воздуха.

В отличие от далеких предков у современного человека резко снизились энергозатраты, что, в свою очередь, привело к уменьшению объема потребляемой пищи. Однако чтобы получить требуемое суточное количество витаминов, этот объем должен быть значительным. Например, для удовлетворения суточной потребности организма в тиамине надо съедать более 1 кг ржаного хлеба в день.

Изложенное объясняет, почему дефицит витаминов стал массовым явлением. К этому следует добавить вредное влияние популярных процедур голодания, строгого вегетарианства и других модных диет. Важнейшей причиной дефицита витаминов остается невысокий прожиточный минимум значительной части населения страны, из-за чего страдает качество питания - трудно говорить о рациональном питании, если не имеется средств для приобретения нужного количества свежих фруктов, овощей, мяса, рыбы.

Широкое распространение полигиповитаминозов, снижение резистентности организма к действию болезнетворных и вредоносных экологических факторов (радиации, промышленных токсикантов, канцерогенов), хроническое течение патологических процессов - далеко не полный перечень критических обстоятельств, заставляющих новое поколение врачей переоценить существующие представления о роли и значимости витаминов в профилактической и лечебной работе.

Гиповитаминозные состояния, вставшие в один ряд с болезнями цивилизации, востребовали от системы здравоохранения и общества в целом радикальных мер по сохранению здоровья людей. В большинстве развитых стран были реализованы государственные программы витаминизации пищевых продуктов (муки, хлеба, молока, соков). К сожалению, в нашей стране такая система витаминной защиты пока не сформирована. Вместе с тем проблема витаминной недостаточности усугубляется, приобретая критические формы. Оценка витаминного статуса различных групп населения, осуществляемая на территории СССР с 1983 г., в том числе и в некоторых регионах Беларуси, свидетельствует о крайне недостаточном потреблении витаминов и ряда минеральных веществ. Чрезвычайно распространен (у 80-90 % обследованных лиц) дефицит витамина С, а также витаминов В1, В₂, В₆, В₉ (у 40-80 % обследованных лиц). Особенности же витаминного дефицита следующие:

• выявляемый дефицит затрагивает не один какой-то витамин, а имеет характер сочетанной недостаточности аскорбиновой кислоты и других витаминов антиоксидантного действия, витаминов группы В, каротина, т.е. является полигиповитаминозом\

• дефицит витаминов обнаруживается не только весной, но и в летне-осенний, казалось бы, наиболее благоприятный период года, т.е. является постоянно действующим негативным фактором;

• у значительной части детей, беременных и кормящих женщин поливитаминный дефицит сочетается с недостатком железа, что является причиной широкого распространения скрытых и явных форм витаминно-железодефицитной анемии;

• поливитаминный дефицит часто сочетается с недостаточным поступлением йода, селена, кальция, фтора и некоторых других макро - и микроэлементов;

• дефицит микронутриентов выявляется не у какой-то ограниченной категории детей и взрослых, а является уделом практически всех групп населения,

• недостаточное потребление витаминов В₆, В₉ и В₁₂ является основополагающей причиной развития синдрома гипергомоцистеинемии - фактора риска развития сердечно-сосудистой патологии, а недостаток в питании витаминов антиоксидантного действия усиливает повреждающее воздействие ионизирующего излучения на организм и является фактором онкологического риска.

Таким образом, недостаточное потребление микронутриентов является массовым и постоянно действующим фактором, оказывающим отрицательное влияние на здоровье, рост, развитие и жизнеспособность всей нации.

Познакомимся с классификацией и механизмом действия витаминов, суточной потребностью в них, проблемой межвитаминных взаимоотношений, проявлениями гипо - и гипервитаминозов, а также рассмотрим, как избежать угрозы развития витаминной недостаточности.

Классификация витаминов и суточная потребность в них

По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: водорастворимые (витамины группы В, витамины С, Н, Р) и жирорастворимые (витамины А, Е, Д, К).

Витамины обозначают заглавными буквами латинского алфавита с цифровыми или буквенными индексами, а также называют исходя из их химического строения или функционального эффекта.

Витамины - это незаменимые органические пищевые вещества, которые в организме не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) и выполняют специфические функции, в основном в виде коферментов являются обязательными участниками биохимических реакций.

Исключение. Витамин РР может синтезироваться в организме человека из триптофана (60 мг триптофана на 1 мг никотиновой кислоты). Многие другие витамины также могут синтезироваться в организме, в частности витамины группы В и К синтезируются микрофлорой кишечника (могут ли они использоваться на нужды организма или выводятся с калом - это отдельный вопрос), витамин D синтезируется в коже из холестерола под влиянием УФ лучей. Производные некоторых витаминов выполняют другие, некоферментные функции. Например, тиаминтрифосфат (ТТФ) является нейромедиатором.

Представление о витаминах как стимуляторах, модуляторах или регуляторах не может быть признано корректным. Прием витамина может повысить скорость реакции только в том случае, если она была снижена вследствие дефицита этого витамина. Скорость ферментативной реакции определяется, в первую очередь, концентрацией соответствующего апофермента, синтез которого не зависит от количества витамина, являющегося его коферментом, а генетически детерминирован. Только при наличии необходимого количества апофермента другие факторы, в том числе и витамины, обеспечат оптимальную скорость ферментативной реакции.

Таким образом, чтобы избежать тактических врачебных и стратегических гигиенических ошибок, никогда не следует забывать, что витамины не являются стимуляторами, регуляторами или модуляторами, как часто называют их не только в популярной, но и в специализированной учебной и научной литературе. Витамины только обязательные участники этих процессов!

Игнорирование или непонимание этих положений привело к деформированию существующей в настоящее время практики профилактического и лечебного применения витаминов. Вместо широкого использования витаминов в физиологических дозах для специфической профилактики и лечения первичных и вторичных гиповитаминозов, акцент сместился в сторону широкого использования неспецифических свойств витаминов, часто проявляющихся только в дозах, многократно превышающих реальную потребность организма, и не связанных непосредственно со специфическими коферментными, гормональными и антиоксидантными функциями витаминов.

В результате побочные эффекты, возникающие при подобной "мегавитаминной" терапии, настраивают не только население без медицинского образования, но и многих врачей против применения витаминов даже в тех ситуациях и в тех дозах, в каких они действительно абсолютно необходимы и полезны.

Необходимо всегда помнить, что витамины также не являются лекарствами, если их не применяют при лечении соответствующих гипо - и авитаминозов.

Существует несколько классификаций витаминов, отражающих те или иные их свойства, биологические эффекты или особенности химического строения. Традиционно все витамины принято делить на 2 группы:

• Водорастворимые витамины: В₁, В₂, пантотеновая кислота (В₃ (₅)), РР (В5 (3)), В6, В9, В12, С, Р и Н (В7).

• Жирорастворимые витамины: А, D, Е и К.

Некоторые витамины представлены не одним, а несколькими химическими соединениями (витамерами), обладающими сходной биологической активностью. Для обозначения групп подобных витамеров применяют буквенные символы с цифровыми или буквенными индексами; также принято обозначать витамеры терминами, отражающими их химическую природу. Пример: витамин В₆ - так обозначают группу из трех витамеров - пиридоксина, пиридоксаля и пиридоксамина.

• Выделяют также группу витаминоподобных веществ (витаминои - дов), которые частично выполняют функции витаминов, но не обладают всеми свойствам истинных витаминов.

С витаминами В₃ и В₅ в некоторых литературных источниках имеется путаница, установить о каком именно витамине идёт речь можно только по его химическому названию. Название "витамин В₃" получило в 1928 г. вещество, найденное в дрожжах и предотвращавшее дерматит у цыплят. Через 10 лет выяснилось, что это вещество является пантотеновой кислотой. Сейчас, чтобы не было путаницы, витамин В3 (5) лучше называть "пантотеновая кислота". Название "витамин В₅" было предложено в 1930 г. для фактора, который впоследствии оказался смесью двух витаминов. Один из них - никотиновая кислота, которую изредка продолжают называть "витамин В5", другой - витамин В₆. Правильное же название витамина В₅ - витамин РР (противопеллагриче ский), хотя используется и название В5 (3). В настоящее время витамин РР рекомендуется называть ниацин.

Нарушение баланса витаминов в организме

Водорастворимые витамины в тканях не накапливаются (за исключением витамина В₁₂) и поэтому должны поступать в организм ежедневно. В организме большинство из них активируется путем фосфорилирования. Активные формы 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. Выполняя функцию индукторов синтеза белков, жирорастворимые витамины уподобляются стероидным гормонам (ярко выраженную гормональную активность проявляют активные формы витамина Д). Все жирорастворимые витамины являются структурными компонентами клеточных мембран и проявляют антиоксидантное действие.

Гиповитаминозы

"Витамины проявляют себя не своим присутствием, а своим отсутствием"

В.А. Энгельгардт

Гиповитаминозом называется состояние недостаточности витамина. Он может протекать скрыто либо иметь ярко выраженный характер, проявляясь соответствующим заболеванием. Термин авитаминоз вряд ли прамовочен, так как при полном отсутствии витамина в клетках прекращаются зависимые от него биохимические реакции, что приводит к их гибели (смерти организма). К массовой гибели людей приводили заболевания бери-бери, пеллагра и цинга. В 1741 г. от цинги погиб первооткрыватель пролива между Азией и Северной Америкой российский мореплаватель Беринг. Жизнь отважного исследователя Севера Георгия Седова также была прервана цингой. Но случаев цинги не было при кругосветном путешествии русского адмирала Крузенштерна, который понимал важность обеспечения команды свежими фруктами и овощами.

Наиболее частыми проявлениями гиповитаминоза являются повышенная утомляемость, раздражительность, снижение внимания и памяти, плохой аппетит, нарушение сна, трещины и язвочки на губах и в углу рта, "облысение" части языка, шелушение и гнойничковые заболевания кожи, легкое появление синяков на коже, кровоточивость десен, снижение остроты сумеречного зрения. Гиповитаминозы могут длиться годами, не давая явно выраженных проявлений болезни, но нанося серьезный ущерб здоровью.

Гиповитаминозный фон, характерный для большого числа практически здоровых людей, существенно усугубляется при любых заболеваниях, особенно при болезнях пищеварительной системы, когда нарушается всасывание витаминов в кишечнике и их использование в организме. Свой вклад вносит и лекарственная терапия - некоторые лекарства являются антагонистами витаминов. Многие антибиотики подавляют рост и размножение не только патогенных микроорганизмов, но и симбионтов, играющих важную роль в обеспечении организма биотином, пантотеновой кислотой, витамином К.

Недостаточная витаминная обеспеченность затрудняет лечение болезней и снижает его эффективность, что в конечном итоге способствует хронизации заболеваний. Осложняется исход хирургических операций и течение послеоперационного периода.

Как, например, отразится витаминная недостаточность на заболевании диабетом? Недостаток витамина В₁, нарушая усвоение глюкозы, будет снижать эффективность вводимого инсулина. Недостаток рибофлавина, нарушая окисление жиров, будет увеличивать зависимый от инсулина процесс использования глюкозы для обеспечения энергетических потребностей организма. При дефиците витамина B₆ нарушится обмен триптофана, что приведет к накоплению ксантуреновой кислоты, образующей с инсулином неактивный комплекс. Дефицит витаминов В₆, В₁₂ и фолиевой кислоты будет приводить к нарушению обмена метионина и накоплению в плазме крови гомоцистеина, повреждающего эндотелиальные клетки кровеносных сосудов. Это будет увеличивать риск атеросклеротического поражения сосудов. Развитию осложнений при диабете будет способствовать также дефицит витаминов антиоксидантного действия.

Недостаточное потребление витаминов отрицательно сказывается на росте и развитии детей, повышает детскую смертность, ухудшает выносливость, физическую и умственную работоспособность, усиливает отрицательное воздействие на организм ионизирующей радиации и других экологически неблагоприятных факторов внешней среды, потенцирует токсический эффект алкоголя и курения. Витаминный дефицит снижает активность иммунной системы, ускоряет старение организма, увеличивает частоту возникновения злокачественных опухолей, сокращает продолжительность жизни.

Гипервитаминозы

Отнюдь не всякий избыток и далеко не каждого витамина способен вызвать гипервитаминоз. Болезни, возникающие вследствие избыточного приема водорастворимых витаминов, не описаны. Поскольку они в организме не накапливаются, их передозировка невозможна (академик РАМН В.Г. Кукес). Физиологически необходимая часть витаминов, поступивших в организм, сразу используется, а излишки экскретируются с мочой.

Известны лишь два витамина - А и Д, длительный прием которых в количествах, превышающих физиологическую потребность организма в десятки тысяч раз, может вызвать гипервитаминоз.

Следует заметить однако, что любое пищевое вещество, даже вода, в чрезмерных количествах может нанести ущерб. И хотя не получило подтверждения мнение о том, что прием мегадоз витамина С (10 г/сутки) приводит к образованию оксалатных камней в почках, необходимость поступления в организм чрезмерно высоких доз аскорбата, рекомендуемых лауреатом Нобелевской премии Полингом, не имеет строгого научного обоснования. Некоторые витамины в количествах, превосходящих суточную норму в сотни и тысячи раз, могут вызвать неспецифические побочные эффекты в виде тошноты, диареи, покраснения кожи и других симптомов, которые проходят при отмене препаратов. Витамины не вызывают образования антител и, следовательно, аллергических реакций. Однако при парентеральном введении в дозах, превышающих истинную потребность организма в десятки и сотни раз, молекулы витаминов адсорбируются белками крови и формируют таким образом необычные для организма структуры, на которые антитела могут вырабатываться.

В соответствии с рекомендациями Национальной академии наук США абсолютно безопасные уровни потребления витаминов А и Д превышают среднюю суточную потребность в 10 раз, витаминов С и В₆ - в 100 раз, а витаминов Е, В1, В₂ и фолиевой кислоты - более чем в 100 раз. Рекомендации Института питания РАМН имеют более осторожный характер.

Причины дисбаланса витаминов в организме

Причиной гипервитаминозов А и Д является избыточное потребление этих витаминов в составе препаратов (чаще всего - спиртового раствора витамина Д) либо с экзотической пищей (печень акулы и белого медведя). Причины гиповитаминозов многообразны.

• Недостаточное питание. Расчеты показывают, что для получения суточной дозы витаминов общий объем пищи должен превышать энергетические затраты организма, что неизбежно ведет к ожирению. Следовательно, необходимо либо витаминизировать продукты питания, либо принимать витамины дополнительно в виде препаратов. К недостаточной обеспеченности витаминами приводит увеличение доли рафинированных и консервированных продуктов питания.

• Заболевания желудочно-кишечного тракта и изменение состава нормальной кишечной микрофлоры (дисбактериоз).

• Антивитамины. Антивитамином следует считать отнюдь не каждое вещество, разрушающее витамин либо препятствующее его действию (например, аскорбатоксидаза или тиаминаза, разрушающие соответствующие витамины, не являются истинными антивитаминами, равно как и авидин - белок, связывающий биотин и прекращающий его всасывание). Антивитаминами называют аналоги витаминов, действующие как антикоферменты. Обычно это производные витаминов, но они не способны выполнять их функции в ферментативных реакциях. Специфическое антикоферментное действие антивитаминов позволило широко использовать их в лечебной практике:

• противотуберкулезные препараты - гидразиды изоникоти новой кислоты - включаются вместо витамина РР в структуру NAD и NADP-H, при этом коферменты теряют свою способность участвовать в метаболизме тех клеток, в которые способен проникать антивитамин (в туберкулезную палочку, например);

антидепрессанты - аминазин, в частности, - подавляют утилизацию витамина В₂, нарушая синтез его коферментной формы;

противораковые препараты - аминоптерин, метотрексат - вытесняют фолиевую кислоту из фолатзависимых ферментов, блокируя тем самым синтез нуклеиновых кислот и размножение клеток;

сульфаниламиды включаются вместо ПАБК в структуру фолиевой кислоты и нарушают функцию последней;

кумарины - дикумарол, тромексан - замещают витамин К в реакциях превращения неактивных факторов свертывания крови в активные, благодаря этим свойствам кумарины применяются для лечения гиперкоагуляционных и претромботических состояний.

• Увеличение потребности в витаминах при физических нагрузках, умственном напряжении, беременности, у растущего организма, при старении (из-за ухудшения их усвоения). Некоторые профессиональные вредности, воздействие ионизирующего излучения, хронические заболевания, применение диуретиков также увеличивают потребность в витаминах.

• Дефицит одного витамина может оказывать существенное влияние на утилизацию других витаминов.

• В 1929 г. в дрожжах был обнаружен фактор, который поспешили назвать "витамин В4". Вскоре выяснилось, что этот фактор - не витамин, а смесь трех 12

• аминокислот. Сейчас название В4 используют для обозначения холина - вита-миноподобного соединения. Еще одно витаминоподобное вещество - биотин называют часто витамин Н, реже - витамин В7.

К 1940 г. была установлена химическая природа большинства витаминов и всем им дали тривиальные химические названия, которые стали постепенно вытеснять "буквы с цифрами": аскорбиновая кислота, токоферол, рибофлавин, никотиновая кислота и др. Однако многие биологи и медики сохраняют верность "буквам с цифрами".

В 1976 г. Международный союз нутриционистов (от англ. nutrition - питание) рекомендовал сохранять буквенные обозначения в группе В только для витаминов В₆ и В₁₂ (эти витамины имеют несколько химических форм - вита меров). Для остальных рекомендованы химические названия - тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, биотин, или обобщающие термины: - ниацин, фолацин.

Витаминоподобные соединения (витаминоиды)

Липоевая кислота (N), S-метилметионин (U), холин (В₄), инозитол (В₈), парааминобензойная кислота (В₁₀), карнитин (В₁₁), оротовая кислота (В₁₃), пирроло-хинолин-хинон (В₁₄), пангамовая кислота (В₁₅), диметилглицин (В₁₆), амигдалин (В₁₇) и некоторые другие соединения обладают теми или иными свойствами витаминов, но не имеют всех основных признаков, присущих истинным витаминам (витамины не синтезируются в организме, не выполняют пластических и энергетических функций, а являются обязательными участниками химических реакций), и, следовательно, таковыми не являются.

Холин и инозитол, входят в состав фосфолипидов, т.е. выполняют в организме пластическую (структурную) функцию, не присущую истинным витаминам.

Карнитин, оротовая и липоевая кислоты синтезируются в организме в достаточном количестве.

Парааминобензойная кислота (ПАБК) является витамином только для микроорганизмов (витамин Н₁), использующих ее для синтеза фолиевой кислоты. В организме человека фолиевая кислоа не синтезируется.

S-Метилметионин обладает терапевтическим эффектом при ряде заболеваний, но не выполняет в организме каких-либо специфических функций, присущих истинным витаминам.

Биофлавоноиды - это растительные фенолы, обладающие капилляроук - репляющим действием, они также не являются истинными витаминами, но их продолжают обозначать как витамин Р.

Следует учитывать, что не все незаменимые пищевые вещества (например, 8 аминокислот и две жирные кислоты) являются витаминами и даже витаминоподобными веществами, несмотря на то, что выполняют в организме самые разнообразные жизненно важные функции, но только не те, что выполняют истинные витамины. Однако в некоторых литературных источниках их называют витаминами. В частности, линолевую и линоленовую кислоты довольно часто обозначают как витамин F (от англ. "Fat" - жир).

Однако есть и другая версия происхождения этого термина: F - шестая буква английского алфавита, что соответствует порядковому номеру открытого в 1928 г. витамина, который на самом деле не является витамином.

Раскрытие молекулярных механизмов действия витаминов позволило разработать функциональную классификацию (Спиричев В.Б., 2004), согласно которой все витамины делятся на 3 группы по характеру их специфических функций (рис. 1).

Первую, самую многочисленную группу составляют витамины, из которых в организме образуются коферменты, поэтому их иногда называют энзимовитаминами - это витамины группы В, витамин К и витамин А (когда в форме ретиналя является простетической группой родопсина, участвующего в процессе фоторецепции, а в форме ретинилфосфата выполняет функцию ко - фермента-переносчика углеводных остатков при синтезе гликопротеинов клеточных мембран).

Вторую группу образуют витамины-прогормоны, активные формы которых обладают гормональной активностью: гормонально активный метаболит витамина D - 1,25-дигидроксихолекалициферол (1,25-ОН₂ D₃) участвует в процессах транскрипции генов и гормональной регуляции обмена кальция и фосфора; гормональная форма витамина А - ретиноевая кислота участвует в процессах роста и дифференцировки эпителиальных тканей.

Третью группу составляют витамины-антиоксиданты: витамин С, витамин Е, многие биофлавоноиды, а также каротиноиды - Р-каротин, ликопин, лютеин и др., которые являются не только провитаминами А, но и обладают собственной антиоксидантной активностью.

Вполне очевидно, что и эта классификация как большинство других, имеет несколько условный характер, связанный с полифункциональностью некоторых витаминов. Например, аскорбиновая кислота является не только основным водорастворимым антиоксидантом, но и коферментом реакций гидроксилиро вания, а витамин А выполняет и коферментные функции и гормональные и проявляет антиоксидантные свойства.

Провитамины

Провитамины - это предшественники витаминов, т.е. являются исходными субстратами для синтеза витаминов в организме. Известны провитамины А, D, РР (каротины, стерины и триптофан, соответственно) и др.

Каротины (каротиноиды) растительных продуктов под действием специфических ферментов превращаются в организме в ретинол (витамин А), содержащийся в основном в продуктах животного происхождения.

Наибольшее биологическое значение имеет Р-каротин, при его расщеплении каротиназой образуются 2 молекулы витамина А.

Эргостерин и 7-дегидрохолестерол под действием ультрафиолетового излучения превращаются в витамины D₂ и D₃ (эргокальциферол и холекальци - ферол, соответственно).

Эргостерин содержится в продуктах растительного происхождения и продуцируется дрожжами, 7-дегидрохолестерол образуется в коже человека и животных из холестерола.

Триптофан - незаменимая аминокислота, из 60 мг которой возможно образование в организме 1 мг никотиновой кислоты (витамин РР). Антивитамины

Антивитамины - вещества, разрушающие витамины, или препятствующие выполнению ими своих специфических функций (табл.2). Условно антивитамины разделяют на две группы:

Специфические - являются структурными аналогами витаминов или их коферментных форм.

Неспецифические - являются физико-химическими модификаторами витаминов.

Структурные аналоги витаминов конкурируют с истинными витаминами в реакциях образования из них коферментов, или препятствуют связыванию коферментов с апоферментами (белковой части фермента), или взаимодействуют с транспортными белками и рецепторами витаминов, препятствуя их доставке и проникновению в клетки.

Физико-химические модификаторы витаминов разрушают или связывают молекулы витаминов. Содержащаяся в некоторых видах пресноводных и морских рыб термолабильная тиаминаза и содержащаяся в кофе термостабильная тиаминаза катализируют распад витамина В₁. Тиаминаза, содержащаяся в растительных продуктах (рисе, шпинате, брюссельской капусте, чернике, вишне, черной смородине и других ягодах), инактивирует витамин В₁ в этих продуктах при длительном хранении. Содержащаяся во многих фруктах и овощах аскорбатоксидаза окисляет витамин С. Другие модификаторы образуют с витаминами комплексы, что препятствует всасыванию витаминов, проникновению их в клетки и связыванию витаминов (коферментов) со своим ферментом. Термолабильный авидин, содержащийся в яичном белке, связывает биотин (витамин Н или В₇) с образованием биологически неактивного комплекса.

Некоторые антивитамины обладают антимикробной активностью и применяются в качестве лекарственных препаратов. Так, сульфаниламидные препараты являются антивитаминами парааминобензойной кислоты (ПАБК, витамина В₁₀), используемой бактериями для синтеза необходимой для их жизнедеятельности фолиевой кислоты (витамина В₉).

Сульфаниламиды вытесняют ПАБК из комплекса с ферментом, в результате чего не завершается синтез фолиевой кислоты и, соответственно, замедляется синтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот, снижается рост бактерий и наступает их гибель. Аминоптерин и аметоптерин (антивитамины фолиевой кислоты) тормозят синтез белка и нуклеиновых кислот в клетках, применяются для лечения больных с некоторыми злокачественными новообразованиями.

Инактивация некоторых витаминов с участием антивитаминов происходит при кулинарной обработке и длительном хранении пищевых продуктов. Например, аскорбатоксидаза в сырых измельченных овощах за 6 часов разрушает более 50% содержащегося в них витамина С, скорость разрушения тем выше, чем больше измельчены овощи. При отжимании овощных и фруктовых соков (также как при длительном пережёвывании фруктов и овощей) увеличивается плотность контакта между аскорбатоксидазой и аскорбиновой кислотой, за счет чего еще больше ускоряется процесс разрушения витамина. За 15 и 35 минут окисляется 50% витамина С, содержащегося в тыквенном и капустном

о

соке, соответственно. Однако достаточно 1-3 минут прогревания при 100 С для подавления активности аскорбатоксидазы. В большинстве продуктах питания витамины и антивитамины пространственно разобщены и соотношение их содержания сохраняется, как правило, в пользу витаминов.

Антибиотики и сульфаниламидные препараты, подавляя микрофлору кишечника, могут нарушить эндогенный синтез витамина К, биотина и панто - теновой кислоты, а неомицин нарушает всасывание витамина А.

Транквилизаторы триоксазинового ряда подавляют метаболические функции витамина В2 нарушая синтез его коферментных форм.

Аспирин подавляет метаболическую активность фолиевой кислоты, а закись азота инактивирует витамин В₁₂. Ингаляция закиси азота более 6 ч может привести к нарушениям кроветворения и невропатиям.

Суточная потребность и пищевые источники витаминов

В настоящее время клинически и физиологически обоснованы нормы потребления витаминов для различных групп (возрастных, профессиональных, беременных и кормящих женщин и др.) населения (табл.3).

Однако для ряда витаминов нормы потребления до сих пор не установлены, а те, что рекомендуются, носят весьма условный характер.

Необходимо отметить, что "рекомендуемые нормы потребления витаминов" существенно отличаются в разных странах (табл.4 и 5).

Таблица 4 - Нормы суточной потребности в витаминах в разных странах

Витамины	Единицы измерения	Россия, (2005)	RDA США, (2001)	ILSI Европа, (1990)
С	мг	70	75-90	80
РР	мг	20	14-16	20
Е	мг	15	15	12
Каротиноиды	мг	15	5,6	2
Пантотеновая к-та	мг	5	4-7	-
Вб	мг	2	1,3	2,1
В2	мг	2	1,1-1,3	1,8
В1	мг	1,7	1,1-1,2	1,5
А	мг	1	0,7-0,9	1
В9	мг	0,4	0,4	0,3
Н	мг	0,05	0,03-0,1	-
К	мг	0,12	0,045-0,08	-
D	мкг	5	5	8
B12	мкг	3	2,4	3

В 2005 году Министерством здравоохранения России были разработаны новые нормативы, учитывающие изменившиеся представления о потребности в витаминах, отраженные в "Справочных величинах пищевого потребления витаминов и минеральных веществ США и Канады" (Reference Dietary Intakes, RD1; 1997-2001 гг.), в которых рассматриваются три вида величин:

• рекомендуемые нормы потребления (Recommended Dietary Allowances, RDA);

• адекватные уровни потребления (Adequate Intakes, AI);

• верхние приемлемые уровни потребления (Tolerable Upper Intake Level, UL).

Что такое рекомендуемые нормы потребления было рассмотрено выше и в дальнейшем еще будет уточнено.

Адекватные уровни потребления устанавливаются, когда имеющихся данных недостаточно для установления более точных норм потребления.

Верхние приемлемые уровни потребления (допустимые уровни) представляют собой максимальные уровни ежесуточного потребления, не вызывающие никаких нежелательных эффектов.

Для избежания различных ошибок необходимо четко представлять, о чем идет речь, когда говорят о рекомендуемых нормах суточной потребности (рекомендуемых нормах потребления) витаминов. Эти нормы отражают не оптимальную, а минимальную потребность в витаминах, рассчитанную на условия, при которых все полученные с пищей витамины всасываются в желудочно - кишечном тракте и усваиваются клетками организма.

В реальной жизни соблюдение этих норм не всегда обеспечивает организм необходимым количеством витаминов даже у здоровых людей, живущих в обычном ритме в нормальных внешних условиях, поскольку всегда существуют потери витаминов при пищеварении, транспорте их к клеткам и усвоении клетками. При нарушениях пищеварения, наследственных нарушениях обмена веществ, более активном образе жизни требуется большее количество витаминов и в некоторых случаях в совершенно иных соотношениях.

Обеспеченность организма витаминами определяется и физиологическими особенностями всасывания отдельных витаминов в кишечнике. Например, витамин А хорошо всасывается в кишечнике, поэтому потери витамина А весьма незначительные - 3-4%, тогда как потери витамина Е, который всасывается преимущественно в тонкой кишке без участия специфических переносчиков, в норме довольно высокие и могут достигать 50-60%.

Для обеспеченности организма витамином D его содержание в пище и потери с калом не имеют столь решающего значения, поскольку в норме основное его количество образуется в коже из 7-дегидрохолестерола под действием ультрафиолетового облучения.

Для обеспеченности витамином К также не имеют принципиального значения возможные в норме потери с калом, так как он в большом количестве содержится в пищевых продуктах и вырабатывается кишечной микрофлорой.

Различается всасывание и водорастворимых витаминов. Например, всасывание тиамина в тонкой кишке связано с его фосфорилированием и существенно повышается при приеме этого витамина одновременно с пищей.

Всасывание рибофлавина в тонкой кишке также происходит только после его фосфорилирования, однако это возможно только после высвобождения витамина из комплекса с белком, в котором он находится в большинстве пищевых продуктов. Поэтому для всасывания рибофлавина большое значение имеет состояние секреторной и протеолитической активности желудка. Выделение рибофлавина с калом крайне незначительно, несмотря на активную секрецию его в кишечник в составе желчи.

Витамин РР всасывается быстро и без изменений. Всасывание начинается в желудке и завершается в тонкой кишке. Небольшое количество никотиновой кислоты разрушается кишечными бактериями.

Всасывание пиридоксина (витамин В6) в кишечнике, также как и рибофлавина, возможно только после его высвобождения из белкового комплекса, в составе которого он находится в пищевых продуктах. Пиридоксин в сравнительно большом количестве синтезируется кишечной микрофлорой.

Пантотеновая кислота, также как рибофлавин и пиридоксин, может всасываться в тонкой кишке только после высвобождения из белковых комплексов, в составе которых она находится в пищевых продуктах, и последующего фосфорилирования (как тиамин и рибофлавин).

Фолиевая кислота в большинстве пищевых продуктов находится в форме полиглутаматов, ее освобождение от остатков глутаминовой кислоты осуществляется конъюгазами желудка и кишечных бактерий. Весьма значительные количества фолиевой кислоты продуцируются кишечными бактериями, вследствие чего с калом ее выделяется в 4-6раз больше, чем поступает с пищей.

Биотин (витамин Н или В₇) всасывается также после предварительного ферментативного гидролиза сложных соединений, в составе которых он находится в большинстве пищевых продуктов. Выведение биотина с калом в норме превышает его поступление с пищей, отражая достаточно высокий синтез этого витамина кишечными бактериями.

Витамин B₁₂ всасывается только после связывания с внутренним фактором Кастла - специфическим субстрат-связывающим гликопротеином, секре - тируемым слизеобразующими клетками фундального отдела желудка. Фактор Кастла защищает витамин от захвата кишечными микроорганизмами. На поверхности энтероцитов витамина В₁₂ освобождается от фактора Кастла, связывается со вторым субстрат-связывающим белком и поступает в кровь.

...