Витамины и их физиологическое значение. Авитаминозы

Витамины группы А объединяют вещества с общим биоло-гическим действием. К ним относятся ретинол (витамин А-- спирт), ретиналь (витамин А--альдегид), ретиноевая кислота (витамин А--кислота). Витамин А содержится только в про-дуктах животного происхождения. В чистом виде он был вы-делен Осборн и Мендель из сливочного масла. Синтез витами-на А осуществили Каррер и Морф в 1933 г. Витамин А (рети-нол)--кристаллическое вещество светло-желтого цвета, хоро-шо растворяется в жире. Он устойчив к щелочи и нагреванию, но неустойчив к действию кислот, ультрафиолетовых лучей и кислорода воздуха, под влиянием которых инактивируется. Рас-тительные пигменты каротиноиды играют роль провитами-на А.

В качестве провитамина А практически имеют значение а- и р-каротины и криптоксантин. Наибольшую ценность представ-ляет р-каротнн, провитаминная активность которого в 2 раза превышает таковую других каротинов. В удовлетворении по-требности в витамине А важную роль играют его провитами-ны -- каротины. Превращение каротина в витамин А происхо-дит в основном в стенке тонких кишок и в печени. Присутствие в пище жиров способствует всасыванию ретинола и каротина. Содержание ^-каротина в основных носителях его следующее (мг на 100 г съедобной части продукта): в моркови красной-- 9, шпинате--4,5, перце красном сладком--2, луке зеленом-- 2, луке порее--2, салате--1,75, зелени петрушки--1,7, обле-пихе--1,5, рябине черноплодной--1,2, томате грунтовом--1,2, перце зеленом сладком--1, укропе--1, печени говяжьей--1.

Таким образом, непревзойденным источником каротина яв-ляется красная морковь, в которой содержание каротина со-ставляет 9 мг на 100 г. Наилучшее усвоение каротина отмеча-ется при измельчении моркови. Высоким содержанием каротина отличаются растительные продукты, окрашенные в зеленый и оранжево-красный цвет (морковь, томаты, красный перец и др.) и зеленые растения (шпинат, зеленый лук и др.). Пищевые продукты животного происхождения содержат небольшое количество каротина (сотые доли миллиграмма), в печени говяжь-ей количество каротина достигает 1 мг на 100 г.

б) Физиологическое значение.

Витамин А оказывает влияние на развитие молодых организмов, состояние эпителиальной тка-ни, процессы роста и формирование скелета, ночное зрение пу-тем специфического участия в химии акта зрения. Витамин А участвует в нормализации состояния и функции биологических мембран, осуществляя связь между внутриклеточными белками и липидами. Избыток витамина А оказывает повреждающее действие на лнзосомы и вызывает ряд изменений в мембранах митохондрий и эритроцитов.

Изменения эпителиальной ткани при недостатке ретинола в организме проявляются в виде метаплазии эпителия кожи и слизистых оболочек, сопровождающейся превращением его в многослойный плоский ороговевающий эпителий (кератоз). На-блюдается атрофия железистого аппарата.

Метаплазия эпителия слизистых оболочек верхних дыхатель-ных путей сопровождается снижением резистентности тканей к инфекции, что влечет за собой учащение случаев ринита, ла-рингита и бронхита, а также развитие тяжелой пневмонии. На конъюнктиве глаз наблюдается явление ксероза. В тяжелых случаях А-витаминной недостаточности поражается роговица глаза (ксерофтальмия и кератомаляцпя). Под влиянием А-витаминной недостаточности явления метаплазии развиваются и в пищеварительной системе, особенно в слизистой оболочке пищевода и выводных протоках пищеварительных желез. Су-щественные изменения происходят и в выделительной системе, где метаплазии подвергается эпителий как самой почки, так и в мочевыводящих путей.

Важнейшей функцией витамина А является его участие в акте ночного зрения. Сумеречное (ночное) зрение осуществля-ется посредством палочкового аппарата сетчатки. В палочковых клетках содержится чувствительное к свету вещество--зри-тельный пурпур, или родопсин, представляющий собой соеди-нение белка с ретннолом. Под влиянием света родопсин разла-гается с освобождением желтого пигмента -- ретинена (альде-гид ретинола). Восстановление родопсина происходит в темноте путем превращения ретинена в ретинол и последующего соеди-нения его с белком. При недостатке ретинола восстановление родопсина задерживается или прекращается, в результате чего теряется способность к сумеречному зрению и развивается так называемая гемералопия (куриная слепота).

Недостаток ретинола сказывается и на дневном зрении, вы-зывая сужение поля зрения и нарушение нормального цвето-ощущения. Участие рстинола в процессе фоторецепции явля-ется наиболее выясненной функцией этого витамина в организме.

Витамин А может депонироваться в организме, в основном в печени. В крови здорового человека содержится 0,52-- 1,57 мкмоль/л (15--45 мкг%) ретинола и 1,12--3,0 мкмоль/л (60--160 мкг%) каротина. Моча обычно не содержит ретинола.

Витамин А содержится только в пищевых продуктах животного происхож-дения. Основными его источниками являются следующие пище-вые продукты. В печени трески содержится 4,4 (мг витамина А на 100 г съедобной части продукта), печени бараньей--3,6. печени свиной--3,45, печени говяжьей--3,83, икре белужьей зернистой--1,05, икре кеты зернистой--0,45, яйце курином-- 0,35, яйце перепелином--0,47, угре--0,8, молоке--0,02, слив-ках 35% жирности--0,25, сметане 30% жирности--0,23, масле сливочном несоленом -- 0,5, сыре голландском -- 0,2.

Таким образом, очень высоким содержанием витамина А отличается печень животных и рыб.

Летом в молочных продуктах (молоко, сливки, сметана, масло) содержание витамина А и каротина значительно выше, чем зимой, что объясняется большим содержанием каротина в летних кормах.

Суточная потребность взрослого человека в витамине А со-ставляет 1000 мкг (ретиноловых эквивалентов).

2. Витамины группы D (кальциферолы)

а) Источники.

В группу витаминов D входят эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3). Источниками образова-ния витаминов группы D в животном организме служит 7-де-гидрохолестерин, который является естественным провитамином холекальциферола. При действии на кожу ультрафиолетовых лучей солнца или искусственного источника ультрафиолетовых лучей (длина волны 275--310 нм) образуется холекальциферол (витамин Dз), обладающий высокой витаминной активностью:

1 мкг холекальциферола соответствует 40 ME (ME-0,025 мкг чистого кристаллического эргокальциферола).

В растительных организмах содержится эргостерин, являю-щийся провитамином эргокальциферола. Высоким содержанием эргостерина отличаются дрожжи. Витаминная активность эрго-кальциферола такая же, как и холекальциферола.

б) Физиологическое значение.

Витамин D нормализует всасы-вание из кишечника солей кальция и фосфора, способствует отложению в костях фосфата кальция. Он оказывает регули-рующее действие на обмен фосфора и кальция в организме, способствуя превращению органического фосфора тканей в неорганический; стимулирует рост. Недостаток витамина D в организме вызывает нарушение кальциевого и фосфорного об-мена, приводящее к развитию заболевания детей рахитом. Ра-хит является типичным авитаминозом, распространенным среди детей младшего возраста (от 2 мес до 2 лет). Он проявляется задержкой окостенения родничков и прорезывания зубов. От-мечается при рахите и ряд общих нарушений: общая слабость, раздражительность, потливость. Из биологических показателей наблюдается резкое повышение активности щелочной фосфатазы. Важнейшими симптомами рахита являются изменения ске-лета, размягчение и деформация костей, выраженное искривле-ние костей бедер и голеней, а также искривления позвоночни-ка. Возможны случаи так называемого позднего рахита, когда заболевание развивается в более старшем возрасте (в 5 лет и позже). У взрослых к заболеваниям D-витаминной недостаточ-ности относятся остеопороз и остеомаляция.

Основной процесс в патогенезе рахита -- нарушение обмена фосфорных соединений, в частности фосфорных эфнров. Содержание в крови неорганическою фосфора уменьшается до 0,5 у. моль/Л' (1,55 мг%) вместо нормы 1,6 ммоль/л (5 мг%).

Витамин D, мобилизуя фосфорные соединения тканей и содействуя переходу их в кровь, восстанавливает нарушенные при рахите соотношения кальция и фосфора, в результате чего улучшается образование костей.

в) Потребность.

Суточная потребность в витамине D взрослых люден, детей и подростков составляет 100 ME, детей до 3 лет-- / 400 ME, беременных женщин и кормящих матерей--500 ME. В обычных условиях взрослый человек не нуждается в исполь-зовании препаратов витамина D.

В условиях длительной недостаточности солнечного облуче-ния (рабочие, занятые на подземных работах, рабочие горно-рудных производств, шахтеры, работники метрополитена, под-водники и др.) работающие должны подвергаться систематиче-скому дозированному облучению в фотариях, а при необходи-мости обеспечиваться питанием повышенной D-витаминной ак-тивности. В дополнительном обеспечении витамином D нужда-ются также дети и лежачие больные. Содержание витамина D в продуктах питания следующее (мкг на 100 г съедобной части продукта): в сельди атлантической жирной--30, печени трес-ки--100, лососе (горбуша)--12, нототении мраморной--17,5, кете--16,3, шпротах--20,5, икре осетровой зернистой 8, окуне морском 2,3, молоке коровьем -- 0,05, масле сливочном несоле-ном--1,5, масле крестьянском--1,3, сливках 20% жирности-- 0,12.

Таким образом, витамин D хорошо представлен в рыбных продуктах. Его много в печени трески и печеночном рыбьем жи-ре, в сельди, шпротах, нототении мраморной и др. Витамин D содержится и в молочных продуктах, однако в незначительных количествах, не превышающих 1--2 мкг (кроме сухих детских молочных смесей).

3. Витамины группы Е (токоферолы)

Витамины группы Е объединяют 8 токоферолов. Витамин E в чистом виде, в форме токоферола выделен в 1936 Эвансом и Эмерсоном, а в 1938 г. осуществлен его синтез.

Молекула токоферола состоит из кольца производного бензохинона и изопреноидной боковой цепи. Витамин Е включает природные и синтетические вещества, производные токола, характеризующиеся биологической активностью. По биологическому действию токоферолы делятся на вещества витаминной и антиокислительной активности.

а) Физиологическое значение

Физиологическое значение витамина Е в основном заключается в антиокисличтельном действии на внутриклеточные липиды и предохранении липидов Токоферолы принимают участие в обмене белка (в синтезе нуклеопротеидов, а также в обмене креатина и креатннина).

Токоферолы оказывают нормализующее действие на мышеч-ную систему. Достаточный уровень токоферолов способствует развитию мышц и нормализует мышечную деятельность, пред-отвращая развитие мышечной слабости и утомления. Токоферо-лы могут широко использоваться в спортивной медицине и в спортивной практике как средство нормализации мышечной деятельности, при больших физических нагрузках в период напряженных тренировок. Витамин Е применяется с лечебной целью при прогрессирующей мышечной дистрофии--тяжелом заболевании человека.

б) Недостаточность.

Недостаточность витамина Е у животных вызывает мышечную дистрофию. При этом нарушается актив-ность ферментов фосфорнлировання креатина, в мышцах сни-жается содержание миозина и одновременно происходит замена его коллагеном. Важной стороной биологического действия ви-тамина Е является его влияние на функцию размножения.

У крыс при недостатке токоферолов возникают нарушения полового цикла. У самцов нарушается сперматогенез, дегене-ративно изменяется эпителий семенных канальцев, теряется способность к оплодотворению, у самок наступает бесплодие, а при беременности--прекращение ее и гибель плода.

Витамин Е содержится в значительном количестве в расти-тельных маслах, зародышах злаков и зеленых овощах н дру-гих продуктах (мг на 100 г съедобной части продукта): в хлоп-ковом масле--114, кукурузном--93, арахисовом--84, подсол-нечном рафинированном--67, маргарине молочном--25, сое-- 17,3, облепихе--10,3, горохе--9,4, печени трески--8,8, крупе гречневой -- 6,65, кукурузе -- 5,5, горошке зеленом -- 2,6, яйце курином--2, печени говяжьей-- 1,28.

Суточная потребность взрослого человека в витамине Е ори-ентировочно определена в 12--15 мг.

4. Витамины группы К (филлохиноны)

К витаминам группы К относятся природные вещества-- витамин K1 (фнллохннон) и витамин К2 (менахинон). Из син-тетических препаратов известны витамин Кз (метннон) и водо-растворимый препарат викасол, обладающие высокой биологи-ческой активностью. Свое название витамин К получил от сло-ва «коагуляция» (свертываемость).

а) Физиологическое значение.

Витамины группы К участвуют в процессах свертывания крови. Они оказывают влияние на биосинтез прокоагулянтов и являются стимуляторами биосинте-за в печени четырех белков ферментов, необходимых для свер-тывания крови и образования активных тромбопластина и тромбина.

У взрослого человека витамин К2 синтезируется кишечной микрофлорой (до 1,5 мг в сутки). Синтез витаминов К кишеч-ной микрофлорой исключает возможность возникновения у взрослого человека первичного К-авитамнноза. Реальная опас-ность К-витаминной недостаточности и развития первичного К-авитаминоза возникает у детей в первые 5 дней их пост-эмбриональной жизни, когда их кишечник еще недостаточно заселен микрофлорой, способной синтезировать витамин К.

У взрослого человека возможны вторичные К-авитаминозы, развивающиеся в результате прекращения усвоения витаминов К в кишечнике или вследствие прекращения его эндогенного синтеза кишечной микрофлорой. Наиболее частой причиной вто-ричной недостаточности витамина К являются болезни печени. Вторичный К-авитаминоз может иметь место при обтурационной желтухе, когда вследствие прекращения поступления желчи s двенадцатиперстную кишку нарушается усвоение жирораст-воримых веществ, в том числе витаминов группы К.

б) Источники.

Филлохинон (витамин Ki) содержится в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы, а также в не-которых травах (люцерна и др.). Под влиянием солнечного света зеленые листья растений синтезируют филлохинон.

Витамин К2 содержится в животных продуктах и бактериях. Он может также продуцироваться бактериями в верхних отде-лах толстого кишечника. Из микроорганизмов кишечного трак-та, синтезирующих витамин К, наибольшее значение имеет ки-шечная палочка.

Содержание витамина К в пищевых продуктах следующее (мг на 100 г съедобно» части продукта): в цветной капусте-- 0,06, зеленом горошке--0,1--0,3 мг, моркови--0,1, шпинате-- 4,5, томате--0,4, землянике--0,12, картофеле--0,08, молоке-- 0,002, яйце--0,02, курином мясе--0,01, телятине, баранине, сви-нине--0,15, свиной печени--0,6, говядине и треске--0,1.

48. Кожа, возрастные особенности её структуры и функции.

Кожа - самый большой орган человеческого тела. Ее площадь у взрослого человека достигает двух квадратных метров.

Эпидермис- это верхний, постоянно обновляющийся слой кожи. С дермой его связывает особая структура - базальная мембрана. Базальная мембрана - очень важное образование. Она служит фильтром, который не пропускает крупные заряженные молекулы, а также выполняет роль связующей среды между дермой и эпидермисом.

На базальной мембране находится слой зародышевых клеток, которые непрестанно делятся, обеспечивая обновление кожи. Среди зародышевых клеток располагаются крупные отросчатые клетки - меланоциты и клетки Лангерганса. Меланоциты производят гранулы пигмента меланина, который придает коже определенный оттенок, от золотистого до темного или даже черного. Защитная функция кожи.

Механическая защита организма кожей от внешних факторов обеспечивается плотным роговым слоем эпидермиса, эластичностью кожи, ее упругостью и амортизационными свойствами подкожной клетчатки. Благодаря этим качествам кожа способна оказывать сопротивление механическим воздействиям - давлению, ушибу, растяжению и т.д.

Кожа в значительной мере защищает организм от радиационного воздействия. Инфракрасные лучи почти целиком задерживаются роговым слоем эпидермиса; ультрафиолетовые лучи задерживаются кожей частично. Проникая в кожу, УФ-лучи стимулируют выработку защитного пигмента - меланина, поглощающего эти лучи. Поэтому у людей, живущих в жарких странах кожа темнее, чем у людей, живущих в странах с умеренным климатом.

Кожа защищает организм от проникновения в него химических веществ, в т.ч. и агрессивных.

Защита от микроорганизмов обеспечивается бактерицидным свойством кожи (способность убивать микроорганизмы). На поверхности здоровой кожи человека обычно бывает от 115 тысяч до 32 миллионов микроорганизмов (бактерий) на 1 кв. см. Здоровая кожа непроницаемая для микроорганизмов. С отслаивающимися роговыми чешуйками эпидермиса, салом и потом с поверхности кожи удаляются микроорганизмы и различные химические вещества, попадающие на кожу из окружающей среды. Кроме того, кожное сало, пот создают на коже кислую среду, неблагоприятную для размножения микробов Малая медицинская энциклопедия Гл. ред. В. И. Покровский 2010. С. 56..

Абсорбционная (всасывательная) функция кожи.

Всасывание воды и растворенных в ней солей через кожу практически не происходит. Некоторое количество водорастворимых веществ всасывается через сально-волосяные мешочки и через выводные протоки потовых желез в период отсутствия потовыделения. Жирорастворимые вещества всасываются через наружный слой кожи - эпидермис. Газообразные вещества (кислород, углекислота и др.) всасываются легко. Также легко всасываются через кожу отдельные вещества, растворяющие жиры (хлороформ, эфир) и некоторые растворяющиеся в них вещества (йод).

Большинство ядовитых газов через кожу не проникает, кроме кожно-нарывных отравляющих веществ - иприта, люизита, и др. Лекарства всасываются через кожу по-разному. Морфин всасывается легко, а антибиотики в незначительном количестве.

Выделительная функция кожи.

Выделительная функция кожи осуществляется посредством работы потовых и сальных желез. Количество выделяемых через потовые и сальные железы веществ зависит от пота, возраста, характера питания и различных факторов окружающей среды. При ряде заболеваний почек, печени, легких выделение веществ, которые обычно удаляются почками (ацетон, желчные пигменты и др.), увеличивается.

Потоотделение осуществляется потовыми железами и происходит под контролем нервной системы. В состав пота входят вода, органические вещества (0,6%), хлористый натрий (0,5%), примеси мочевины, холена и летучих жирных кислот.

Терморегулирующая функция кожи.

В процессе жизнедеятельности организма вырабатывается тепловая энергия. При этом организм поддерживает постоянную температуру тела, необходимую для нормального функционирования внутренних органов, независимо от колебаний внешней температуры. Процесс поддержания постоянной температуры тела называется терморегуляцией. На 80% теплоотдача осуществляется через кожу путем испускания лучистой тепловой энергии, теплопроведения и испарения пота.

Слой подкожной жировой клетчатки, жировая смазка кожи являются плохим проводником тепла, поэтому препятствуют избыточному поступлению тепла или холода извне, а также излишней потере тепла.

Термоизолирующая функция кожи снижается при её увлажнении, что приводит к нарушению терморегуляции. При повышении температуры окружающей среды происходит расширение кровеносных сосудов кожных покровов - кровоток кожи усиливается. При этом повышается потоотделение с последующим испарением пота и усиливается теплоотдача кожи в окружающую среду. При понижении температуры окружающей среды происходит рефлекторное сужение кровеносных сосудов кожи; деятельность потовых желез угнетается, теплоотдача кожи заметно уменьшается.

Функции кожи в обменных процессах организма.

В коже человека происходит обмен углеводов, белков, жиров и витаминов, солей, водный обмен. Это сложные процессы, в результате которых организм получает необходимые ему питательные вещества. По интенсивности водного, солевого и углекислого обмена кожа незначительно уступает печени и мышцам.

Кожа интенсивнее накапливает и отдает большее количество воды по сравнению с другими органами. Например, она выделяет воды вдвое больше, чем легкие.