Витамины

Содержание
Введение…………………………………………………………………………...2
Классификация витаминов и общие принципы их действия………………….3
Жирорастворимые витамины: функции и значение для здоровья…………….4
 Витамин А…………………………………………………….…………….4
 Витамин D…………………………………………………………………..5
 Витамин E…………………………………………………………………..6
 Витамин K…………………………………………………………………..7
Водорастворимые витамины……………………….…………………………….7
 Витамины группы В………………………………………………………..7
 Витамин С…………………………………………………………………..8
Взаимосвязь витаминов, рекомендации по потреблению и риски…………...10
Заключение ………………………………………………………………………12
Список литературы…………………………………………...………………….13
1
Введение
Витамины представляют собой обширную группу низкомолекулярных
органических соединений, обладающих разнообразной химической природой
и объединенных по признаку абсолютной необходимости их для
гетеротрофного организма в качестве неотъемлемой части пищи. Эти
соединения не являются для организма пластическим материалом или
источником энергии, однако они выполняют исключительно важную
каталитическую функцию, выступая в роли коферментов или их
предшественников, тем самым принимая участие в регуляции множества
метаболических процессов. Отсутствие или дефицит какого-либо витамина в
питании приводит к серьезным нарушениям в работе организма, развитию
специфических патологических состояний, известных как авитаминозы и
гиповитаминозы, а в долгосрочной перспективе – к хроническим
заболеваниям и сокращению продолжительности жизни.
Актуальность темы обусловлена широкой распространенностью
гиповитаминозов даже в развитых странах, несмотря на изобилие пищи, что
связано с изменением структуры питания, качеством современных
продуктов, подвергающихся интенсивной технологической обработке, а
также с возрастанием воздействия на организм неблагоприятных факторов
окружающей среды.
Цель данного доклада – всесторонне осветить значение основных
витаминов для человека, основываясь на данных доказательной медицины и
официальных рекомендациях авторитетных организаций в сфере
здравоохранения и диетологии.
Исторически учение о витаминах берет свое начало в конце XIX –
начале XX века, когда было экспериментально доказано, что помимо белков,
жиров, углеводов и минеральных солей существуют неизвестные на тот
момент вещества, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность.
Термин «витамин» был предложен польским ученым Казимиром Функом в
1912 году. С тех пор был открыт, синтезирован и детально изучен целый ряд
витаминов, что позволило не только эффективно бороться с такими
заболеваниями, как цинга, бери-бери, пеллагра и рахит, но и глубже понять
биохимические основы функционирования живых систем. Современная
наука продолжает открывать новые грани влияния витаминов на здоровье,
включая их роль в профилактике сердечно-сосудистых, онкологических
заболеваний, когнитивных расстройств и процессов преждевременного
старения. В данном докладе будет рассмотрена классификация витаминов,
детально описаны функции, источники, последствия дефицита и риски
2
избыточного потребления для каждой группы, а также приведены научно
обоснованные рекомендации по их оптимальному потреблению.
- они не синтезируются в организме человека и, следовательно, должны
поступать с пищей;
- они не являются ни пластическим, ни энергетическим материалом, но
обеспечивают нормальный метаболизм, т.е. пластические и энергетические
процессы без них невозможны;
- обладают высокой биологической активностью, следовательно,
потребность в них очень маленькая (измеряется миллиграммами); - это
соединения
различной
химической
природы,
но
обязательно
низкомолекулярные;
- организм чувствителен как недостатку, так к избытку этих соединений,
причем и недостаток, и избыток вызывает заболевания со своей характерной
клинической картиной.
Классификация витаминов и общие принципы их действия
В основу классификации витаминов положен принцип их
растворимости, который напрямую определяет их всасывание, транспорт,
депонирование в организме и выведение, а также устойчивость к различным
воздействиям. Согласно этому критерию, все витамины делятся на две
крупные
группы:
жирорастворимые
и
водорастворимые.
К
жирорастворимым витаминам относятся витамины A, D, E и K. Их ключевой
особенностью является способность растворяться в липидах и неполярных
органических растворителях. Для их эффективного всасывания в желудочнокишечном тракте необходимо присутствие жиров и желчи. После абсорбции
они транспортируются в составе хиломикронов по лимфатической системе, а
затем попадают в кровоток.
Важным свойством жирорастворимых витаминов является их
способность накапливаться в организме, в основном в печени и жировой
ткани, создавая определенные резервы. Именно эта способность к кумуляции
обусловливает риск развития гипервитаминозов при их длительном и
бесконтрольном приеме в высоких дозах, особенно в форме
фармакологических препаратов, так как их избыток выводится из организма
с большим трудом.
Водорастворимые витамины включают в себя аскорбиновую кислоту
(витамин C) и большую группу витаминов B-комплекса: тиамин (B1),
рибофлавин (B2), ниацин (B3), пантотеновую кислоту (B5), пиридоксин (B6),
биотин (B7), фолиевую кислоту (B9) и кобаламин (B12). Эти витамины
3
растворяются в воде, и их всасывание, как правило, происходит
непосредственно в кровь. Они не депонируются в организме в значительных
количествах (за исключением витамина B12, который запасается в печени), а
их излишки достаточно быстро выводятся с мочой. В связи с этим организм
нуждается в их регулярном поступлении с пищей, а риск развития
токсических эффектов при потреблении в высоких дозах, хотя и существует
для некоторых из них (например, витаминов B3 и B6), в целом значительно
ниже, чем для жирорастворимых витаминов.
Биологическая роль большинства витаминов заключается в том, что они
либо сами являются коферментами, либо входят в состав коферментов –
низкомолекулярных
органических
соединений,
необходимых
для
каталитической активности ферментов. Ферменты, состоящие из белковой
части (апофермента) и небелкового компонента (кофермента), катализируют
практически все биохимические реакции в клетке. Таким образом, без
участия витаминов становится невозможным или резко замедляется
протекание ключевых процессов энергообразования, синтеза и распада
аминокислот,
жирных
кислот,
нуклеиновых
кислот,
гормонов,
нейромедиаторов и многих других жизненно важных соединений. Некоторые
витамины, такие как витамины A и D, выполняют гормоноподобные
функции, действуя через специфические внутриклеточные рецепторы и
регулируя экспрессию генов.
Жирорастворимые витамины: функции и значение для
здоровья
Витамин А (ретинол, ретиноиды, каротиноиды-провитамины).
Витамин А является собирательным термином для группы соединений,
включающей ретинол, ретиналь, ретиноевую кислоту и несколько
каротиноидов, таких как бета-каротин, обладающих А-витаминной
активностью. Его фундаментальная роль в процессе зрения хорошо известна:
ретиналь входит в состав зрительного пигмента родопсина, отвечающего за
восприятие света в палочках сетчатки и адаптацию к темноте. Однако
функции витамина А гораздо шире. Он абсолютно необходим для
нормального роста и дифференцировки клеток, что делает его критически
важным для эмбрионального развития, поддержания целостности
эпителиальных тканей (кожи, слизистых оболочек дыхательных,
пищеварительных и мочеполовых путей), которые служат первым барьером
на пути инфекций. Витамин А играет ключевую роль в работе иммунной
4
системы, модулируя как врожденный, так и адаптивный иммунитет, влияя на
функцию T- и B-лимфоцитов, макрофагов и нейтрофилов. Он также
участвует в процессах ремоделирования костной ткани и необходим для
репродуктивной функции.
Дефицит витамина А является одной из основных причиной
предотвратимой слепоты у детей в развивающихся странах, проявляясь в
виде гемералопии («куриной слепоты»), ксерофтальмии (сухости
конъюнктивы и роговицы), кератомаляции (размягчения и изъязвления
роговицы) и, в конечном итоге, слепоты. Также дефицит повышает
восприимчивость к инфекциям, особенно кори и диарейным заболеваниям, и
может приводить к гиперкератозу кожи.
Основными пищевыми источниками ретинола являются продукты
животного происхождения: печень, рыбий жир, яичный желток, молочные
продукты. Провитамин А (бета-каротин) в большом количестве содержится в
овощах и фруктах оранжевого и зеленого цвета: моркови, сладком перце,
шпинате, манго, абрикосах. Гипервитаминоз А, как правило, связанный с
чрезмерным потреблением добавок или печени, высокотоксичен и
проявляется тошнотой, головной болью, шелушением кожи, болями в
суставах, а в хронических случаях – поражением печени и повышением
внутричерепного давления.
Витамин D (холекальциферол, эргокальциферол).
Классическая и наиболее изученная функция витамина D – регуляция
кальциево-фосфорного гомеостаза. Он усиливает всасывание кальция и
фосфатов в тонком кишечнике, способствует их реабсорбции в почках и
мобилизации из костной ткани, тем самым обеспечивая нормальную
минерализацию скелета. Дефицит витамина D у детей приводит к развитию
рахита – заболевания, характеризующегося нарушением минерализации
костей, их размягчением и деформацией. У взрослых дефицит проявляется в
виде остеомаляции (размягчения костей) и остеопороза, увеличивая риск
переломов.
В последние десятилетия были открыты многочисленные нескелетные
эффекты витамина D. Установлено, что витамин D модулирует иммунные
реакции, снижая риск аутоиммунных заболеваний (таких как рассеянный
склероз, сахарный диабет 1 типа) и повышая устойчивость к инфекциям, в
том числе респираторным. Данные наблюдательных исследований связывают
низкий уровень D с повышенным риском развития сердечно-сосудистых
заболеваний, некоторых видов рака (толстой кишки, молочной железы,
простаты), когнитивных нарушений и депрессии. Однако результаты
5
крупных рандомизированных контролируемых исследований по применению
добавок витамина D для профилактики этих заболеваний неоднозначны и
требуют дальнейшего изучения. Основным источником витамина D является
его эндогенный синтез в коже. Пищевые источники довольно ограничены:
это жирная рыба (лосось, сельдь, скумбрия), рыбий жир, яичные желтки,
обогащенные молочные продукты. В связи с широкой распространенностью
дефицита витамина D, особенно в регионах с низкой инсоляцией, его
дополнительный прием в виде добавок рекомендован многими группами
населения.
Витамин Е (токоферолы, токотриенолы).
Под общим названием «витамин Е» понимают группу из восьми
жирорастворимых соединений, обладающих антиоксидантной активностью:
четыре токоферола и четыре токотриенола.
Наиболее биологически активной формой является альфа-токоферол.
Главная функция витамина Е – это мощная антиоксидантная защита. Он
является основным компонентом системы защиты полиненасыщенных
жирных кислот (ПНЖК), входящих в состав клеточных мембран, от
перекисного окисления липидов (ПОЛ). Свободные радикалы, образующиеся
в процессе нормального метаболизма и под воздействием неблагоприятных
внешних факторов (УФ-излучение, курение, загрязнение окружающей
среды), могут повреждать клеточные структуры, нарушая их целостность и
функцию. Витамин Е, будучи жирорастворимым, локализуется в мембранах
и эффективно нейтрализует эти реактивные формы кислорода, прерывая
цепные реакции ПОЛ. Эта функция имеет первостепенное значение для
защиты эритроцитов от гемолиза, для поддержания целостности нервных
клеток, клеток мышц и печени.
Помимо
антиоксидантной,
витамин
Е
обладает
противовоспалительными свойствами, модулирует экспрессию генов и
участвует в передаче клеточных сигналов. Дефицит витамина Е у человека
встречается редко и обычно связан с нарушениями всасывания жиров
(мальабсорбция) или генетическими дефектами. Его проявления включают
неврологические нарушения (атаксия, периферическая нейропатия,
миопатия) и гемолитическую анемию. Что касается дополнительного приема
витамина Е в высоких дозах для профилактики хронических заболеваний,
таких как атеросклероз и рак, то крупные клинические исследования не
подтвердили ожидаемой пользы, а в некоторых случаях даже был выявлен
потенциальный вред, связанный с повышением риска геморрагического
6
инсульта. Поэтому в настоящее время рутинный прием высоких доз
витамина Е не рекомендуется. Основными пищевыми источниками витамина
Е являются растительные масла (подсолнечное, оливковое, соевое), орехи
(миндаль, фундук), семена подсолнечника и зеленые листовые овощи
(шпинат, брокколи).
Витамин К
Витамин К известен в первую очередь своей ключевой ролью в системе
свертывания крови. Без витамин К белки не могут связывать кальций и,
следовательно, являются биологически неактивными. Дефицит витамина К
приводит к нарушению синтеза этих факторов и, как следствие, к
повышенной
кровоточивости и геморрагическому синдрому.
У
новорожденных, в силу низкого содержания витамина К в грудном молоке и
стерильности кишечника, может развиваться геморрагическая болезнь
новорожденных, для профилактики которой во многих странах практикуется
его однократное парентеральное введение после рождения.
Помимо роли в коагуляции, витамин К критически важен для здоровья
костей и сердечно-сосудистой системы. Еще одним белком является
остеокальцин, синтезируемый остеобластами и участвующий в процессе
минерализации костной ткани. Карбоксилированный остеокальцин связывает
кальций и встраивает его в костный матрикс. Низкое потребление витамина
К ассоциировано с повышенным риском переломов. Другим важным белком
является матричный белок (MGP), который является мощным ингибитором
кальцификации мягких тканей, в частности, сосудов и сердечных клапанов.
Достаточный уровень витамина К2 (менахинонов) обеспечивает активацию
MGP и, тем самым, защищает артерии от патологического обызвествления,
которое является независимым фактором риска сердечно-сосудистых
событий.
Витамин К1 в большом количестве содержится в зеленых листовых
овощах (шпинат, капуста, салат), тогда как витамин К2 синтезируется
бактериями и присутствует в ферментированных продуктах (натто, сыры), а
также в продуктах животного происхождения (печень, яичный желток).
Дефицит у здоровых людей встречается редко, но может развиваться при
нарушении всасывания жиров, длительной терапии антикоагулянтами
непрямого действия (антагонисты витамина К, например, варфарин) и при
тяжелых заболеваниях печени.
7
Водорастворимые витамины. B-комплекс и витамин C
Витамины группы B объединены в одну группу, так как все они, за
исключением витамина B12, не накапливаются в организме в значительных
количествах и должны поступать регулярно. Они выступают в роли
коферментов в реакциях энергетического обмена и синтеза клеточных
структур, что делает их незаменимыми для всех без исключения тканей.
Тиамин (B1) является коферментом в реакциях декарбоксилирования в
цикле Кребса, то есть играет центральную роль в производстве энергии из
глюкозы. Его дефицит приводит к болезни бери-бери (поражение нервной и
сердечно-сосудистой систем) и синдрому Вернике-Корсакова (острое
неврологическое расстройство, часто связанное с алкоголизмом).
Рибофлавин (B2) входит в состав флавиновых коферментов (ФАД и
ФМН), которые являются ключевыми переносчиками электронов в
дыхательной цепи и многих окислительно-восстановительных реакциях.
Ниацин (B3) существует в форме никотиновой кислоты и никотинамида
и входит в состав основных коферментов, участвующих в окислительном
фосфорилировании и синтезе жирных кислот. Выраженный дефицит ниацина
вызывает пеллагру, характеризующуюся дерматитом, диареей и деменцией.
Пантотеновая кислота (B5) является компонентом кофермента A,
который играет центральную роль в метаболизме жиров, углеводов и белков,
участвуя синтезе жирных кислот, холестерина и стероидных гормонов.
Пиридоксин (B6) в форме пиридоксальфосфата является коферментом
для огромного числа ферментов, участвующих в метаболизме аминокислот,
синтезе гема (входящего в состав гемоглобина), нейромедиаторов
(серотонин, дофамин) и гликогенфосфорилазы. Дефицит витамина B6 может
приводить к анемии, неврологическим симптомам (депрессия, спутанность
сознания), воспалению кожи (себорейный дерматит).
Биотин (B7) служит коферментом для карбоксилаз, катализирующих
реакции карбоксилирования в процессах глюконеогенеза, синтеза жирных
кислот и метаболизма аминокислот с разветвленной цепью.
Особого внимания заслуживают фолиевая кислота (B9) и кобаламин
(B12), которые тесно взаимосвязаны в метаболизме. Фолаты в форме
тетрагидрофолата являются коферментами в реакциях переноса
одноуглеродных групп, которые критически важны для синтеза нуклеиновых
кислот (ДНК и РНК), а значит, для деления и роста всех клеток. Наиболее
ярким проявлением дефицита фолиевой кислоты является мегалобластная
анемия, при которой нарушается синтез ДНК в клетках-предшественниках
эритроцитов, что приводит к образованию крупных, но незрелых клеток
8
(мегалобластов). Крайне важна роль фолиевой кислоты в профилактике
дефектов нервной трубки у плода на ранних сроках беременности, поэтому
ее дополнительный прием рекомендован всем женщинам, планирующим
беременность. При дефиците B12 фолаты «застревают» и не могут
участвовать в синтезе ДНК, что также приводит к мегалобластной анемии.
Кроме того, дефицит B12, часто вызванный нарушением всасывания из-за
недостаточности внутреннего фактора Касла (пернициозная анемия) или
заболеваниями желудка, приводит к накоплению гомоцистеина (фактор
риска сердечно-сосудистых заболеваний) и к необратимому повреждению
нервной системы в виде демиелинизации нервных волокон, проявляющейся
парестезиями,
нарушением
чувствительности
и
двигательными
расстройствами.
Витамин C (аскорбиновая кислота) является, пожалуй, самым
известным водорастворимым витамином и выполняет в организме множество
разнообразных функций. Прежде всего, он является мощным
антиоксидантом, способным непосредственно нейтрализовывать реактивные
формы кислорода и азота в водной фазе организма, а также регенерировать
другие антиоксиданты, например, витамин Е. Витамин C абсолютно
необходим для синтеза коллагена – основного структурного белка
соединительной ткани, кожи, костей, хрящей, сухожилий и стенок
кровеносных сосудов. При дефиците витамина C синтез коллагена
нарушается, что приводит к хрупкости капилляров, кровоточивости десен,
нарушению заживления ран и, в конечном итоге, к развитию цинги. Витамин
C играет важную роль в работе иммунной системы. Он также усиливает
всасывание негемового железа в кишечнике, восстанавливая трехвалентное
железо в двухвалентную, более биодоступную форму, что имеет значение
для профилактики железодефицитной анемии. Помимо этого, витамин C
участвует в синтезе карнитина (необходим для транспорта жирных кислот в
митохондрии), норадреналина и в метаболизме холестерина. Основными
источниками аскорбиновой кислоты являются свежие овощи и фрукты,
особенно шиповник, черная смородина, сладкий перец, цитрусовые, киви,
брокколи. Поскольку витамин C крайне неустойчив к нагреванию, кислороду
и щелочной среде, значительная его часть теряется при кулинарной
обработке и длительном хранении продуктов.
9
Взаимосвязь витаминов, рекомендации по потреблению и
риски
Витамины в организме работают не изолированно, а в тесном
взаимодействии друг с другом и с другими нутриентами. Ярким примером
синергизма является взаимодействие антиоксидантов: витамин C
восстанавливает окисленную форму витамина E, тем самым поддерживая его
антиоксидантный потенциал. Витамин D усиливает всасывание кальция, для
усвоения которого, в свою очередь, необходим витамин K2, направляющий
кальций в кости и предотвращающий его отложение в сосудах. Как уже
упоминалось, витамины B9 и B12 неразрывно связаны в синтезе ДНК.
Дефицит одного витамина может нарушать метаболизм другого. Антагонизм
также возможен: избыток одного витамина может ускорять выведение или
нарушать всасывание другого. Например, высокие дозы витамина C могут
увеличивать выведение витамина B12 с мочой, а избыток фолиевой кислоты
может маскировать дефицит витамина B12, затрудняя диагностику
неврологических повреждений.
Для определения адекватного уровня потребления витаминов
используются специальные нормативы. В Российской Федерации это
«Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для
различных групп населения» (МР 2.3.1.0253-21). Аналогичные системы
существуют и в других странах (Dietary Reference Intakes – DRI в США и
Канаде, Nutrient Reference Values – NRV в Австралии и Новой Зеландии). Эти
нормативы включают:
Среднюю потребность– уровень потребности, удовлетворяющий
потребности 50% здоровых людей в группе.
Рекомендуемый уровень потребления – уровень, достаточный для
удовлетворения потребностей 97-98% здоровых людей.
Адекватный уровень потребления – устанавливается, когда
данных недостаточно.
Верхний допустимый уровень потребления – максимальная
суточная доза, которая не несет риска для здоровья.
Оптимальным способом обеспечения организма всеми необходимыми
витаминами является сбалансированное и разнообразное питание,
включающее все группы продуктов: овощи и фрукты, цельнозерновые
продукты, источники полноценного белка (мясо, рыба, бобовые, орехи),
молочные продукты и полезные жиры. Однако в определенных ситуациях
10
может возникнуть необходимость в дополнительном приеме витаминов в
виде фармакологических препаратов или БАДов. К таким ситуациям
относятся: периоды повышенной потребности (беременность и лактация,
интенсивный рост у детей, пожилой возраст), состояния, сопровождающиеся
нарушением всасывания (заболевания ЖКТ, операции на желудке и
кишечнике), строгие диеты (веганство, особенно критично для витамина
B12), клинически подтвержденный дефицит, а также проживание в регионах
с дефицитом определенных нутриентов в окружающей среде (например,
йода, витамина D).
11
Заключение
Таким образом, витамины представляют собой незаменимые
микронутриенты, которые, несмотря на требуемое крайне малое количество,
оказывают глубокое влияние на все аспекты здоровья человека. Они
являются катализаторами и регуляторами практически всех биохимических
процессов, лежащих в основе жизнедеятельности: от производства энергии и
синтеза жизненно важных молекул до защиты от окислительного стресса и
поддержания целостности иммунной, нервной и сердечно-сосудистой
систем. Дефицит даже одного витамина способен запустить каскад
патологических изменений, приводящих к развитию специфических
заболеваний и общему ухудшению состояния здоровья. Современные
исследования продолжают расширять наше понимание роли витаминов,
открывая их новые функции, в частности, в эпигенетической регуляции,
клеточной сигнализации и профилактике хронических неинфекционных
заболеваний.
В то же время, важнейшим принципом современной нутрициологии
является принцип «больше – не значит лучше». Бесконтрольный прием
высоких доз витаминов, особенно жирорастворимых, может привести к
интоксикации (гипервитаминозу) и нанести серьезный вред здоровью.
Поэтому подход к витаминотерапии должен быть научно обоснованным и
индивидуализированным.
Основой
профилактики
витаминной
недостаточности была и остается разнообразная и сбалансированная диета,
богатая
свежими
и
минимально
обработанными
продуктами.
Дополнительный прием витаминов в виде препаратов оправдан только при
наличии конкретных медицинских показаний, установленных дефицитов или
при принадлежности к группам риска, и должен осуществляться по
рекомендации и под наблюдением врача.
Дальнейшие исследования в области витаминологии, несомненно,
позволят более точно определить потребности различных групп населения и
разработать эффективные стратегии для оптимизации витаминного статуса
как важнейшего компонента здоровья и активного долголетия.
12
Список использованной литературы
1. Громова О.А., Торшин И.Ю. «Витамины и минералы в современной
клинической медицине. Возможности системных препаратов». М., 2020.
2. Gropper S.S., Smith J.L. «Advanced Nutrition and Human Metabolism».
7th ed. Cengage Learning; 2018.
3. World Health Organization. «Healthy diet». Fact sheet No. 394. 2020.
4.
Роспотребнадзор. МР 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических
потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп
населения Российской Федерации». 2021.
5. Национальная программа «Недостаточность витамина D у детей и
подростков Российской Федерации: современные подходы к коррекции». М.,
2018.
6. https://elar.ssmu.ru/bitstream/20.500.12701/3279/1/tut_ssmu-2020-34.pdf
7.https://foxford.ru/wiki/biologiya/vitaminy-v-organizmecheloveka?utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F
8.https://www.rlsnet.ru/library/books/registr-lekarstvennyx-sredstv-rossii-rlspacient-2003-moskva-registr-lekarstvennyx-sredstv-rossii-2002/251-3.12.1.vitaminy-mineralnye-veshhestva-i-mikroehlementy
9. https://kpfu.ru/staff_files/F216175248/UMP_Vitaminy.pdf
13