Витамины в диетотерапии. Жиро- и водорастворимые витамины и их функции

Витамины – это низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью. Они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Витамины частично синтезируются в организме, но, в основном, они поступают в организм с пищей.

Витамины делят на водо- и жирорастворимые. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов, а биологическая роль жирорастворимых витаминов – в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур.

Дефицит того или иного витамина может стать причиной функциональных нарушений в деятельности отдельных органов и систем. Под авитаминозами понимают полное истощение витаминных ресурсов организма, а при гиповитаминозах – лишь снижение обеспеченности организма витамином. Введение в организм избыточного количества того или иного витамина может привести к серьезным патологическим расстройствам, обозначаемым как гипервитаминозы.

Причины неадекватной обеспеченности витаминами:

· Низкое содержание витаминов в суточном рационе питания

· Разрушение витаминов вследствие их длительного и неправильного хранения и нерациональной кулинарной обработке

· Нарушение баланса между отдельными витаминами

· Анорексия

· Болезни желудочно-кишечного тракта (нарушения всасывания, нарушение метаболизма витаминов, нарушение механизмов транспорта витаминов и др.)

· Повышение потребности в витаминах (беременность, рост организма, интенсивная физическая нагрузка, стресс, инфекционные заболевания, интоксикации различной этиологии, повышенная экскреция витаминов).

Классификация витаминов

· Водорастворимые витамины включают витамины группы В и аскорбиновую кислоту (витамин С). Метаболизм большинства водорастворимых витаминов имеет общие черты: они всасываются в кишечнике, запасаются в связанном с ферментами или транспортными белками виде и выделяются с мочой, когда их уровень в плазме превышает почечный порог. Единственным исключением является витамин В12, для всасывания которого в дистальном отделе подвздошной кишки требуется внутренний фактор (синтезируемый париетальными клетками желудка.

Витамин С (аскорбиновая кислота). Основные эффекты аскорбиновой кислоты связаны с ее участием в окислительно-восстановительных процессах. Обладает выраженными антиоксидантными свойствами. Регулирует транспорт водорода во многих биохимических реакциях, улучшает использование глюкозы в цикле трикарбоновых кислот, участвует в образовании тетрагидрофолиевой кислоты и регенерации тканей, синтезе стероидных гормонов, коллагена, проколлагена. Поддерживает коллоидное состояние межклеточного вещества и нормальную проницаемость капилляров (угнетает гиалуронидазу). Активирует протеолитические ферменты, участвует в обмене ароматических аминокислот, пигментов и холестерина, способствует накоплению в печени гликогена. За счет активации дыхательных ферментов в печени уси­ливает ее детоксикационную и белковообразовательную функции, повышает синтез протромбина. Улучшает желчеотделение, восстанавливает внешнесекреторную функцию поджелудочной железы и инкреторную - щитовидной. Регулирует иммунологические реакции (активирует синтез антител, интерферона), способствует фагоцитозу, повышает сопротивляемость организма инфекциям. Оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие. Играет важную роль во включении железа в ферритин.

Суточная потребность составляет 50-100 мг в сутки.

Симптомы недостаточности витамина: цинга, нарушения соединительной ткани, кровоточивость десен, подверженность инфекциям, гипотония, поражения сердца и печени. Однако избыток аскорбиновой кислоты может вызвать понос, образование оксалатных почечных камней.

На практике применяют аскорбиновую кислоту для профилактики и лечения С-витаминной недостаточности, при кровотечениях, инфекциях, химических и радиационных интоксикациях, атеросклерозе, перенапряжениях и стрессе. Витамин всасывается в тонком кишечнике (двенадцатиперстной и подвздошной кишках). Патология ЖКТ, употребление свежих фруктовых и овощных соков, щелочного питья уменьшают утилизацию аскорбиновой кислоты. Неизмененная аскорбиновая кислота и метаболиты выводятся с мочой, фекалиями, потом, грудным молоком.

Витамин В1 (тиамин). Тиамин в организме человека оказывает влияние на процессы тепло-холодовой адаптации, повышает умственную работоспособность, снижает нервно-психическое напряжение.

Суточная потребность составляет 1.2 - 2.1 мг. Симптомы недостаточности витамина: бери-бери, полиневрит, поражения ЦНС, параличи, атрофии мышц, сердечная недостаточность, сопровождающаяся тахикардией, дилатацией сердца, отеками. Следует учитывать, что при повышенной щелочности среды тиамин разрушается. Из организма тиамин и продукты его превращения выделяются почками.

Витамин В2 (рибофлавин). Основной функцией в организме является непосредственное участие рибофлавина в процессах биологического окисления и энергетического обмена. Наряду с этим рибофлавин участвует в построении зрительного пурпура, защищая сетчатку от избыточного воздействия ультрафиолетового облучения. Поддерживает процесс фагоцитоза, нормализует деятельность ЦНС. Повышает секреторную функцию желудка (участвует в образовании HCl желудочного сока), улучшает желчеотделение, облегчает всасывание углеводов в тонком кишечнике, нормализует функцию печени и уровень билирубина в крови. Рибофлавин особенно необходим при заболеваниях и стрессовых состояниях.

Суточная потребность составляет 1.8-2.0 мг.

Недостаток рибофлавина вызывает структурные и функциональные изменения в коре надпочечников, нарушение процессов гемопоэза, обмена железа и ряда других витаминов, снижает иммунитет. Симптомы недостаточности витамина: анемия, задержка роста, кожные нарушения, повреждение слизистых оболочек губ (хейлоз, себорейный дерматит), светобоязнь и слезоточение. Из желудочно-кишечного тракта рибофлавин всасывается хорошо. В значительных количествах депонируется в тканях. Распределение в организме неравномерно: наибольшее количество обнаруживают в миокарде, печени и почках. Выводится почками.

ВитаминВ6 (группа пиридоксина). Необходим для активации фосфорилазы, для образования нейромедиаторов, гамма-аминомасляной кислоты, глицина, серотонина. Участвует в обмене витамина В12, фолиевой кислоты, в синтезе порфиринов, в обмене ненасыщенных жирных кислот, модулирует иммунную активность организма и гомеостаз глюкозы.

Суточная потребность составляет 2 - 2.5 мг.

Недостаток витамина наблюдается редко, но его появление ведет к задержке роста и развития, снижению числа лимфоцитов и гранулоцитов в периферической крови, атрофии тимуса и лимфоидной ткани, развитию анемии, дерматитов, гастроэнтероколитов, эпилептиформных судорог, периферических невритов, нарушению гормонального статуса, ожирению печени, кариесу зубов и т.п. Из пищеварительного тракта витамин всасывается хорошо. В организме подвергается химическим превращениям. Выводится почками.

Витамин В12 (цианокобаламин). Обладает высокой биологической активностью и участвует в белковом, углеводном и жировом обмене. Повышает регенерацию тканей, нормализует кроветворение, функции печени и нервной системы, активирует свертывающую систему крови, понижает содержание холестерина в крови. В организме превращается в кофактор - кобамид, входящий в состав многочисленных ферментов. Кобамид участвует в переносе метильных и др. одноуглеродистых фрагментов, а потому необходим для образования дезоксирибозы, ДНК, креатина, метионина.

Всасывание происходит на всем протяжении тонкого кишечника. Депонируется в печени. Из печени выводится с желчью в кишечник, где всасывается снова. Выводится почками.

Фолиевая кислота (фолацин, фолиевая кислота). Играет большую роль в обмене пуринов и пиримидинов, синтезе нуклеиновых кислот, метаболизме аминокислот (глицина, метионина, гистидина).

Суточная потребность составляет 0.2мг. При недостатке фолацина в организме нарушается обмен ряда аминокислот, снижается скорость биосинтеза РНК и ДНК, нарушается рост и развитие плода при беременности, развивается аплазия костного мозга и поражение слизистой кишечника. Симптомы недостаточности витамина: пернициозная анемия.

Хорошо всасывается в верхнем отделе двенадцатиперстной кишки. Почти полностью связывается с белками плазмы. Подвергается активированию в печени под воздействием фермента дигидрофолатредуктазы, превращаясь в тетрагидрофолиевую кислоту. Выводится почками в неизменном виде, так и в виде метаболитов.

Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота). Включается в простетическую группу ферментов, являющихся переносчиками водорода: никотинадениннуклеотида (НАД) и никотинадениндинуклеотида фосфата (НАДФ), участвует также в транспорте фосфора, регулирует окислительно-восстановительные процессы, тканевое дыхание, углеводный и жировой обмены. Снижает количество свободных жирных кислот, поступающих из жировой ткани, уменьшает скорость синтеза ЛПОНП и содержание холестерина в них. Повышает уровень холестерина, связанного ЛПВП, поскольку уменьшает скорость их разрушения.

Никотиновая кислота оказывает выраженное, но непродолжительное сосудорасширяющее действие на артериолы и капилляры, влияет на процессы гемодинамики и секреторно-моторную функцию желудка, оказывает выраженное влияние на липидный обмен, снижая содержание в крови холестерина и свободных жирных кислот, стимулирует эритропоэз, регулирует состояние коры головного мозга.

Суточная потребность составляет 15-25мг. Симптомы недостаточности витамина: пеллагра, дерматиты, фотодермит, диарея, деменция, глоссит, парастезии. Избыток никотиновой кислоты приводит к расширению сосудов кожи. Из пищеварительного тракта никотиновая кислота хорошо всасывается, продукты распада выводятся почками.

Жирорастворимые витамины. (А, D, Е, К) присутствуют в липидах пищевых продуктов как животного, так и растительного происхождения. Они перевариваются с жирами пищи, всасываются в кишечнике и включаются в хиломикроны. Далее в составе хиломикроновых ремнантов они переносятся в печень, в которой сосредоточены основные запасы витаминов А, D и К. Главным местом резервирования витамина Е является жировая ткань. Жировые витамины практически не выделяются с мочой, а их избыток в организме оказывает токсический эффект (в особенности избыток витаминов А и D).

Витамин А (ретинол) может образовываться в организме из каротинов - провитаминов, содержащихся в пище. Основным провитамином витамина А является бета-каротин, содержащийся в моркови. Витамин А практически нерастворим в воде, растворим в спирте, маслах и жирах.

Витамин необходим для роста и дифференцировки эпителиальной, нервной и костной тканей. Имея большое количество ненасыщенных связей, активирует окислительно-восстановительные процессы, стимулирует синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, участвует в энергообеспечении метаболизма, создавая благоприятные условия для синтеза АТФ. Он также необходим для синтеза мукополисахаридов, белков, липидов, для поддержания зрительной функции, поскольку входит в состав родопсина - зрительного пурпура. Распад родопсина под влиянием света играет существенную роль в возникновении зрительного ощущения.

Суточная потребность составляет 1.8 мг.

Симптомы недостаточности витамина: ночная слепота, нарушение ороговения эпителия, нарушение роста, снижение секреции слюнных желез, поражение слизистой оболочки глаз, кишечника, дыхательных путей. Ухудшается заживление ран. Развивается гипохромная анемия. Избыток потребления витамина А оказывает токсический эффект, что сопровождается головными болями, головокружением, тошнотой, шелушением кожи и болями в костях.

Всасывание витамина А тесно связано с всасыванием жиров. Витамин А образует эфиры с жирными кислотами (ретиниловые эфиры), соединяется со специфическими липопротеидами и поступает в лимфу, далее в составе хиломикронов поступает в печень, где захватывается звездчатыми ретикулоэндотелиоцитами, а затем гепатоцитами. Там хиломикроны расщепляются, освобождая ретинилпальмитат, ретинол, ретиналь и образующуюся из него ретиноевую кислоту. Ретинол с ретинол-связывающим белком поступает в кровь, соединяется с альбуминами и транспортируется к различным органам. Распределяется в организме неравномерно: наибольшее количество находится в печени и сетчатке, меньшее - в почках, сердце, жировых депо, легких и железах внутренней секреции. В тканях ретинол локализуется преимущественно в микросомальной фракции, митохондриях, лизосомах, в мембранах клеток и органелл. Ретинол, ретиналь и ретиноевая кислота выделяются гепатоцитами в составе желчи, ретиноилглюкуронид выделяется с мочой. Элиминирование ретинола осуществляется медленно, поэтому повторные приемы приводят к кумуляции и нежелательным последствиям. Заметим, что всасыванию ретинола препятствуют нитриты, холестирамин.

Витамин D (эргокальциферол) Основная функция витамина D - регуляция кальций - фосфорного обмена. В организме образует активные метаболиты (кальцитриол), легко проникающие через клеточные мембраны и связывающиеся в клетках органов-мишеней со специальными рецепторами, при этом инициируются синтез белка (коллаген, щелочная фосфатаза) и облегчается прохождение кальция через стенку кишки в кровь с последующей транспортировкой в ткани. Под влиянием кальцитриола в костях нормализуется развитие хрящевых клеток в зонах роста, активируется синтез белковой стромы, захват кальция из плазмы и его отложение в виде фосфатов, в почках создаются необходимые условия для реабсорбции Ca, Na, фосфатов, цитратов, аминокислот в проксимальных канальцах. При этом поддерживается необходимый уровень кальция в плазме и создается препятствие чрезмерной активности паратгормона и его фосфатурическому действию.

Суточная потребность составляет 2.5 мкг.

Основными источниками витаминов группы D являются печень, рыбий жир, животные жиры, масла. Симптомы недостаточности витамина: рахит, нарушение роста и окостенение костей, декальцификация. Избыток витамина D ведет к гиперкальциемии, гиперкальциурии, нефрокальцинозу.

Витамин D (60-90%) реабсорбируется в дистальном отделе тонкого кишечника. Всасывание витамина происходит при участии желчи. В лимфе и плазме витамин D циркулирует в составе хиломикронов и липопротеидов, проникая в печень, кости, мышцы, почки, надпочечники, миокард, жировую ткань. Особенно долго витамин D и его метаболиты сохраняются в жировой ткани. Экскретируется с желчью в кишечник, из которого частично реабсорбируется.

Витамин Е (токоферолы) Обладает антиоксидантной активностью, участвует в процессах тканевого метаболизма, предупреждает гемолиз эритроцитов, повышение проницаемости и ломкости капилляров, является иммуномодулятором, нормализует репродуктивную функцию, препятствует развитию атеросклероза, инактивирует свободные радикалы и тем самым препятствует развитию свободно-радикальных процессов перекисного окисления ненасыщенных липидов. Поскольку ненасыщенные липиды являются важнейшими компонентами биологических мембран, эта функция токоферолов имеет большое значение для поддержания структурной целостности и функциональной активности липопротеиновых мембран клеток и субклеточных структур. Стимулирует синтез гема и гемосодержащих ферментов, улучшает тканевое дыхание, стимулирует синтез белков, ингибирует синтез холестерина. Усиливает эффект витаминов А и D, уменьшает токсичность сердечных гликозидов.

Суточная потребность составляет 12мг.

Избыток приема витамина Е проявляется креатинурией, диареей, болями в эпигастрии, снижением работоспособности.

Из желудочно-кишечного тракта медленно всасывается, для абсорбции необходимо наличие желчных кислот. В процессе всасывания витамин Е образует комплекс с липопротеидами, являющимися его внутриклеточными переносчиками. Далее он поступает, главным образом, в лимфу, а затем - в общий кровоток. Депонируется в надпочечниках, гипофизе, жировой и мышечной тканях, эритроцитах, печени. Подвергается метаболизму и выделяется из организма (в неизменном виде или в виде метаболитов) с желчью (более 95%) и с мочой (около 6%).

Витамин К содержится в зеленых растениях, а также синтезируется нормальной кишечной флорой. Выделяют витамин К1 (филлохинон), витамин К2 (менахинон). Функцией витамина К в организме является "перенос водорода", он необходим для нормального свертывания крови, в частности для синтеза протромбина. Кроме того, он способствует синтезу АТФ, креатинфосфата, ряда ферментов. Сходными свойствами обладает синтетический водорастворимый препарат - викасол.

В норме дополнительного введения не требуется. Симптомы недостаточности витамина: замедление свертывания крови, спонтанные кровотечения, развитие геморраргического диатеза. В организме он полностью метаболизируется, а его метаболиты выделяются с желчью и мочой.