Витамин в1 его структура и биологическая роль

Витамин В1 (тиамин, антиневритный)

Источники

Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи.

Суточная потребность

Строение

В составе тиамина определяется пиримидиновое кольцо, соединенное с тиазоловым кольцом. Коферментной формой витамина является тиаминдифосфат.

Строение витамина В1

Строение тиаминдифосфата

Метаболизм

Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина. Витамин фосфорилируется непосредственно в клетке-мишени. Примерно 50% всего В1 находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится не более 30 суточных доз витамина.

Биохимические функции

1. Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который

Пример реакции с участием тиаминдифосфата (пентозофосфатный путь)
  • входит в состав ферментов декарбоксилирования α-кетокислот пируватдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназы, которые участвуют в энергетическом обмене.
  • входит в состав дегидрогеназы разветвленных α-кетокислот, необходимой для катаболизма лейцина, валина, изолейцина.

2. Входит в состав тиаминтрифосфата , который изучен еще недостаточно. Имеются разрозненные сведения об участии ТТФ в передаче нервного импульса, в генерации клеточного сигнала, в реакциях клеточного биоэлектрогенеза, в регуляции активности ионных каналов.

Гиповитаминоз B1

Причина

Основной причиной является недостаток витамина в пище, избыток алкоголь-содержащих напитков, которые снижают всасывание и повышают экскрецию витамина, или углеводных продуктов, повышающих потребность в тиамине.

Также причиной гиповитаминоза может быть потребление сырой рыбы (треска, форель, сельдь), сырых устриц, поскольку в них содержится антивитамин – фермент тиаминаза, разрушающий витамин. В кишечнике человека присутствует бактериальная тиаминаза.

Клиническая картина

Болезнь » бери-бери » или «ножные кандалы» – нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем из-за недостаточного энергетического и пластического обмена.

Со стороны нервной ткани наблюдаются:

  • полиневриты: снижение периферической чувствительности, утрата некоторых рефлексов, боли по ходу нервов,
  • энцефалопатия:
    — синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции,
    — синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость.

Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается нарушение сердечного ритма, боли в сердце и увеличение его размеров.

В желудочно-кишечном тракте нарушается секреторная и моторная функция, возникает атония кишечника и запоры, исчезает аппетит, уменьшается кислотность желудочного сока.

Антивитамины В1

В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза, разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, сырых устрицах.

Пиритиамин, структурный аналог и антиметаболит тиамина, обнаружен в некоторых растениях (папоротник). Он конкурирует за переносчик тиамина на мембранах клеток: в кишечнике подавляет его всасывание, в тканях «вытесняет» витамин из клеток.

источник

25. Строение, роль витамина в1 в организме.

Витамин В1(тиамин, аневрин) в своей структуре содержит пиримидиновый и тиазоловый гетероциклы, соединенные метиленовым мостиком, и остаток этанола.

Коферментная функция – витамин В1 в форме тиаминпирофосфата(ТПФ), где пирофосфат присоединяется по гидроксильной группе остатка этанола, находится в составе более чем 30 разных ферментов. В форме кофермента он обеспечивает течение ключевых реакций превращений пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот до ацетил-КоА и сукцинил-КоА соответственно.

Дефицит В1 в составе пируват-дегидрогеназного комплекса, содержащего ТПФ в качестве кофермента, приводит к накоплению пирувата в организме, негативному влиянию на нервную ткань, на функции головного мозга.

Витамин В1 в форме тиаминпирофосфата входит также в состав молекулы транскетолазы. фермента, катали зирующего превращение рибулозо-5-фосфата в рибозо-5 фосфат в пентозном превращении гексоз.

Тиаминпирофосфат требуется для синтеза ацетилхолина.

26. Строение, роль витамина в2 в организме.

Витамин В2 (рибофлавин) в основе структурной фор­мулы имеет изоаллоксазиновый гетероцикл и спирт рибитол.

После всасывания витамина В2 в тон­ком кишечнике он фосфорилируется в различных тканях,

образуя два кофермента — ФМН (флавинмононуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид). Эти коферменты, нахо­дясь в составе оксидоредуктаз, участвуют в цепи реакций биологического окисления. Таким образом, витамин В1 уча­ствует в реакциях получения энергии в форме АТФ.

Дефицит его в организме вызывает задержку роста, слабость хотя аппетит животного сохраняется. У млекопитающих раз­виваются дерматиты, у птиц выражена слабость ног.

27. Строение, роль витамина в3 в организме.

Витамин В3(пантотеновая кислота,пнтотен, антидермитный) в своей структуре содержит β-аланин и производное масляной кислоты.

Известно около 70 ферментных систем, где используется коэнзим-A (HS-KoA) и ацилпереносящий белок (АПБ), содержащие в своей структуре витамин В3. HS-KoA участвует в обмене жиров (окисление и синтео жирных кислот, синтез нейтральных жиров, фосфолипи­дов, стероидных гормонов), в обмене белков (синтез гемо­глобина), в обмене углеводов через цикл трикарбоновых кислот. HS-KoA вовлекается в различные реакции перено­са ацильных групп, в которых он выступает как акцептор или как донор ацильных групп.

28. Строение, роль витамина в5 в организме.

Витамин В5, никотинамид, ниацин, антипеллагрический, является пиридиновым производным. Он представлен никотиновой кислотой и ее амидом.

Биологическая роль витамина В5 связана с его коферментными функциями. Он является составной частью коферментов НАД + , НАДФ + в составе свыше 100 оксидоредуктаз, принимающих участие в окислительно-восстано­вительных реакциях. Поэтому недостаток витамина В5 приводит к нарушению окисления субстратов, обеспечивающих выход энергии для организма.

29. Строение, роль витамина в6 в организме.

Существуют 3 природные формы витамина В6(пиридоксин, антидерматитный), производные пиридина:

1)Участвует в структуре сложных ферментов(трансаминаз, декрбоксилаз)

2)Необходим для синтеза нейромедиаторов-серотонина, норадреналина, сфинголипидов.

3)Недостаток сопровождается нервозностью, раздражимостью и депрессией, при авитаминозе-конвульсии.

источник

5.1. Строение, свойства и биологические функции витаминов.

По современным представлениям к витаминам относятся низкомолекулярные органические вещества довольно разнообразного химического строения, которые строго необходимы для жизнедеятельности организмов в сравнительно малых количествах. Биологическая роль многих витаминов заключается в том, что они в качестве структурных группировок (коферментов) входят в состав активных центров многих ферментов и без них невозможно нормальное осуществление биохимических процессов (см. гл. “Ферменты”). При полном исключении из питания витаминов соответствующие ферменты становятся не способными катализировать биохимические превращения, вследствие чего происходят нарушения обмена веществ, приводящие к серьезным заболеваниям — авитаминозам. При частичном недостатке витаминов понижается активность тех или иных ферментов, в результате снижается скорость определенных биохимических реакций, катализируемых данными ферментами, и тогда наблюдаются нарушения обмена веществ, называемые гиповитаминозами.

Растения и природные формы микроорганизмов (за некоторыми исключениями) при нормальных условиях развития способны сами синтезировать необходимые для их жизнедеятельности витамины, тогда как организмы человека и животных такой способностью не обладают и должны постоянно получать с пищей или непосредственно витамины, или их ближайшие биохимические предшественники – провитамины, которые в человеческом и животном организмах легко превращаются в витамины.

Однако жвачные животные, имеющие в преджелудках (рубце) обильную микрофлору, в значительной степени удовлетворяют свою потребность в витаминах за счет переваривания клеток отмерших микроорганизмов, содержащих многие витамины. Способность микроорганизмов (бактерий, актиномицетов, дрожжевых клеток) синтезировать большое количество витаминов используется для промышленного получения кормовых и медицинских препаратов, обладающих витаминной активностью. В качестве промышленных продуцентов витаминов обычно применяют специальные отселектированные штаммы микроорганизмов, способные к сверхсинтезу тех или иных витаминов.

Изолированные от растений отдельные клетки, ткани и органы также не могут синтезировать многие витамины и при их выращивании в культуре in vitro ( на искусственной питательной среде) необходимо добавление в питательную среду соответствующего комплекса витаминов.

Витаминной активностью обладают несколько десятков химических соединений, которые образуют родственные группы, сходные по строению молекул и своему биологическому действию. По мере открытия витаминов их обозначали буквами латинского алфавита. Например, витамин, предохраняющий от заболевания полиневритом, назвали В1, излечива-ющий цингу — С, антирахитический витамин — Д, предохраняющий от заболевания ксерофтальмией — А и.т.д. В соответствии с требованиями современной номенклатуры витамины называют в зависимости от их химического строения. По способности к растворению в жирах или воде все витамины подразделяют на две большие группы — жирорастворимые и водорастворимые. Потребность в витаминах обычно выражают в мг или мкг за 1 сутки, а также в расчете на 1 МДж потребляемой энергии, содержание витаминов — в тех же единицах, но в расчете на 100 г продукта (мг % или мкг %).

РЕТИНОЛ (витамин А). Ретинол представлен в организме человека и животных двумя витаминами А1и А2, различающимися химическим строением и биологической активностью, которая значительно выше у витамина А1.

В тканях организмов витамин А находится в виде транс-изомеров спирта ретинола, а также в виде эфиров пальмитиновой и других жирных кислот, которые могут накапливаться в большом количестве в запасющих клетках печени. Много этого витамина в молоке (0,1-0,5 мг%) и в сливочном масле (1-1,5 мг%). В большинстве животных продуктов ретинол содержится преимущественно в виде витамина А1, а в печени морских рыб — витамина А2.

Превращаясь в альдегидную форму — ретиналь, витамин А участвует в образовании зрительного пигмента родопсина, находящегося в сетчатке глаза — ретине (что и определило название витамина). Весьма характерно, что молекулы ретиналя имеют цис-конфигурацию по двойной связи у 11-го углеродного атома (показана стрелкой), но под воздействием света цис-ретиналь превращается в более устойчивый транс-изомер.

При недостатке ретинола не происходит нормального роста организма и формирования эпителиальных тканей внутренних органов, что приводит к поражению слизистых оболочек, при этом появляются характерные симптомы — сухость кожи, задержка роста, низкая сопротивляемость организма инфекции, сухость роговицы глаз (ксерофтальмия), вызывающая ухудшение адаптации к темноте и ослабление зрения (болезнь “куриная слепота”). Среднесуточная потребность человека в витамине А составляет около 1 мг.

В организме человека и животных ретинол образуется из растительных продуктов — каротинов, представленных главным образом тремя изомерами -a, b и g — каротинами. Под действием фермента оксигеназы происходит расщепление молекулы каротина по центральной двойной связи с образованием альдегидной формы витамина А- ретиналя. При этом установлено, что каждая молекула b-каротина дает начало двум молекулам витамина А, а a и g — каротинов — по одной молекуле витамина А, в связи с чем b-каротин обладает вдвое большей витаминной активностью. Таким образом, каротины следует рассматривать как провитамины ретинола.

b-каротин (стрелкой показана центральная двойная связь).

Каротины входят в состав хлоропластов листьев и хромопластов не фотосинтезирующих органов растений, их синтез более активно проходит на свету. В составе хлоропластных мембран они выполняют роль дополнительных пигментов при фотохимическом поглощении света. Кроме того, каротины, взаимодействуя с хлорофиллом , находящимся в возбужденном триплетном состоянии, защищают его молекулы от необратимого фотоокисления. А взаимодействуя с молекулами кислорода, находящимися в возбужденном синглетном состоянии, каротин способен переводить их в невозбужденное состояние. b-Каротин также принимает участие в явлениях фототропизма у высших растений.

Больше всего каротина содержится в листьях растений и листовых овощах, корнеплодах моркови, рябине, облепихе, абрикосах, томатах и сладком перце. Особенно богата каротином молодая зелень, тогда как в процессе вегетации содержание этого витамина в вегетативной массе растений снижается. В процессе формирования корнеплодов моркови концентрация в них каротина возрастает в 3-5 раз. Значительно возрастает содержание каротина при созревании плодов и овощей. В большинстве растительных продуктов преобладает b-каротин. Содержание каротина в некоторых растительных продуктах следующие, мг %:

источник

Витамин B1

Витамин B1 имеет другое название – тиамин.

Витамин В1 – это соединение относится к группе водорастворимых витаминов гетероциклического ряда и может встречаться под разными названиями: бери-бери витамин, анейрин, аневрин, анти-бери-бери витамин, антиневритический витамин, тиамина хлорид, тиамина бромид, бенфотиамин и другие.

Витамин В1 представлен водорастворимой (соединения тиамина хлорида и тиамина бромида), а также жирорастворимой формой (бенфотиамин), отличающейся более высокой биодоступностью и способностью проникать в ткани, богатые жирами (в том числе, и мозговую ткань).

Впервые тиамин был открыт в 1910 году, когда основоположник витаминологии профессор К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество кристаллической природы, обладающее высокой биологической активностью. Так как в открытой молекуле содержались атомы азота (amin), К. Функ назвал вещество витамином, добавив слово жизнь (vita). Этим же ученым позднее было введено понятие «авитаминоз».

Из пищи в желудочно-кишечном тракте В1 легко всасывается и быстро проникает в различные ткани, накапливаясь в печени, сердце, мозге, почках, надпочечниках и скелетных мышцах. В мышечной ткани может содержаться до 50% от общего количества данного витамина.

В природе способностью производить витамин В1 обладают только растения и некоторые микроорганизмы. Животные также не могут его синтезировать, поэтому для поддержания нормальной жизнедеятельности должны получать его с едой.

Лишь некоторые жвачные животные не испытывают потребности в тиамине, так как этот витамин в необходимом для них количестве способны производить особые бактерии, населяющие кишечник.

Биологическая роль витамина B1

— необходим для поддержания оптимальной работы нервной системы (повышает умственную активность, снимает усталость);

— интенсивно участвует в обменных процессах белков и углеводов;

— нормализует функционирование пищеварительной системы, улучшает аппетит, усиливает моторику верхнего отдела кишечника и желудка, благоприятствует ускорению эвакуации пищевой массы;

— поддерживает слаженную работу сердечно-сосудистой системы, активизирует кроветворение;

— принимает энергическое участие в синтезе тиреоидина (гормон щитовидной железы);

— способствует поддержанию здорового состояния кожи и слизистых оболочек.

Недостаток витамина B1

Дефицит витамина В1 проявляется появлением следующих симптомов:

  • повышенная утомляемость, снижение концентрации внимания, постоянная раздражительность, плаксивость;
  • развитие болезни « бери-бери », характеризующейся повышенным недостатком тиамина в организме человека;
  • появление мышечной слабости, болей в икроножных мышцах, потери веса, судорог пальцев рук и ног, мышц кистей, отеков нижних конечностей;
  • общее ухудшение настроения, депрессия, провалы в памяти (особенно на ближайшие события), частые головные боли, не проходящее чувство внутреннего беспокойства;
  • нарушение сердечного ритма, тахикардия;
  • снижение аппетита, запоры;
  • ухудшение сна, появление одышки (даже после небольшой физической нагрузки).

Основные причины дефицита витамина В1 в организме:

– злоупотребление вредными привычками (алкоголь, табакокурение, избыточное потребление сахара);

— заболевания желудочно-кишечного тракта (печени, поджелудочной железы, желудка и кишечника), прием антибиотиков и некоторых других групп лекарственных средств (например, мочегонных);

— нарушение питания (чрезмерное употребление продуктов, с высоким содержанием антитиаминовых факторов);

— тяжелая физическая работа или очень интенсивные занятия спортом, глистные инвазии.

Кулинарная обработка также не способствует сохранению витамина В1 в продуктах питания (потери могут составлять до 30%).

Продукты с высоким содержанием витамина B1

К натуральным источникам витамина B1 относятся:

  • разнообразная растительная пища: соя, фасоль, горох, шпинат,
  • зерновые культуры, бурый рис,
  • орехи,
  • ржаная мука из цельного зерна, пшеничные и ржаные отруби,
  • апельсины, мандарины, земляника, облепиха, черная смородина, голубика,
  • пищевые дрожжи,
  • продукты животного происхождения (свинина, говядина, почки, печень, мозг и другие субпродукты).

Некоторые «дружественные» бактерии, обитающие в толстом кишечнике человека, способны самостоятельно производить некоторое количество витамина В1.

Суточная норма витамина В1

Рекомендуемая суточная норма потребления витамина В1: 0,3 – 0,5 мг (дошкольники, маленькие дети), 0,7 – 1 мг (школьники), 1,5 – 2,2 мг (взрослые). Количество суточной дозы определяется в зависимости от веса, возраста, питания, физической активности и общего состояния здоровья.

Для повышения усвояемости, В1 рекомендуется принимать вместе с витаминами В6, РР, В2, С. Нежелательно одновременно с данным витамином пить чай (содержит танины) и употреблять продукты из сырой рыбы (содержат фермент тиаминазу), так как соединения, входящие в их состав, разрушают или блокируют витамин В1.

источник

Химическое строение и свойства витамина B1

Витамин В1, был первым витамином, выделенным в кристаллическом виде К. Функом в 1912 г. Позже был осуществлен его химический синтез. Свое название — тиамин — получил из-за наличия в составе его молекулы атома серы и аминогруппы.

Тиамин состоит из 2-х гетероциклических колец — аминопиримидинового и тиазолового. Последнее содержит каталитически активную функциональную группу — карбанион (относительно кислый углерод между серой и азотом).
Тиамин хорошо сохраняется в кислой среде и выдерживает нагревание до высокой температуры. В щелочной среде, например при выпечке теста с добавлением соды или карбоната аммония, он быстро разрушается.

В желудочно-кишечном тракте различные формы витамина гидролизуются с образованием свободного тиамина. Большая часть тиамина всасывается в тонком кишечнике с помощью специфического механизма активного транспорта, остальное его количество расщепляется тиаминазой кишечных бактерий. С током крови всосавшийся тиамин попадает вначале в печень, где фосфорилируется тиаминпирофосфокиназой, а затем переносится в другие органы и ткани.

Существует мнение, что основной транспортной формой тиамина является ТМФ.

Витамин В1, присутствует в различных органах и тканях как в форме свободного тиамина, так и его фосфорных зфиров: тиаминмонофосфата(ТМФ), тиаминдифосфата (ТДФ, синонимы: тиамин пирофосфат, ТПФ, кокарбоксилаза) и тиаминтрифосфата (ТТФ).

ТТФ — синтезируется в митохондриях с помощью фермента ТПФ-АТФ-фосотрансферазы:

Основной коферментной формой (60—80 % от общего внутриклеточного) является ТПФ. ТТФ играет важную роль в метаболизме нервной ткани. При нарушении его образования развивается некротизирующая энцефалопатия. После распада коферментов свободный тиамин выделяется с мочой и определяется в виде тиохрома.

Витамин В, в форме ТПФ является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот.

Участие ТПФ в реакциях декарбоксилирования кетокислот объясняется необходимостью усиления отрицательного заряда углеродного атома карбонила кетокислоты в переходном, нестабильном, состоянии:

Переходное состояние стабилизируется ТПФ путем делокализаиии отрицательного заряда карбо-аниона тиазолового кольца, играющего роль своеобразного электронного стока. Вследствие такого протонирования образуется активный ацетальдегид (гидроксиэтил-ТПФ).

Аминокислотные остатки белков обладают слабой способностью осуществлять то, что с легкостью делает ТПФ, поэтому апобелки нуждаются в коферменте. ТПФ жестко связан с апоферментом мульти-ферментных комплексов дегидрогеназ а-оксикетокислот (см. ниже).

  1. Участие ТПФ в реакции прямого декарбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК).
    При декарбоксилировании ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы образуется ацетальдегид, который под воздействием алкогольдегидрогеназы превращается в этанол. ТПФ является незаменимым кофактором пируватдекарбоксилазы. Этим ферментом богаты дрожжи.

2. Участие ТПФ в реакциях окислительного декарбоксилирования.
Окислительное декарбоксилирование ПВК катализирует пируватде-гидрогеназа. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входит несколько структурно связанных ферментных белков и коферментов (см. с. 100). ТПФ катализирует начальную реакцию декарбоксилирования ПВК. Эта реакция идентична катализируемой пируватдекарбоксила-зой. Однако в отличие от последней, пируватдегидрогеназа не превращает промежуточный продукт гидроксиэтил-ТПФ в ацетальдегид. Вместо этого гидроксиэтильная группа переносится к следующему ферменту в мультиферментной структуре пируватдегидрогеназного комплекса.
Окислительное декарбоксилирование ПВК является одной из ключевых реакций в обмене углеводов. В результате этой реакции ПВК, образовавшаяся при окислении глюкозы, включается в главный метаболический путь клетки — цикл Кребса, где окисляется до углекислоты и воды с выделением энергии. Таким образом, благодаря реакции окислительного декарбоксилирования ПВК создаются условия для полного окисления углеводов и утилизации всей заключенной в них энергии. Кроме того, образующаяся при действии ПДГ-комплек-са активная форма уксусной кислоты служит источником для синтеза многих биологических продуктов: жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов, ацетоновых тел и других.
Окислительное дскарбоксилирование а-кетоглутатарата катализирует а-кетоглутаратдегидрогеназа. Этот фермент является составной частью цикла Кребса. Строение и механизм действия а-кетоглугарат-дегидрогеназного комплекса схожи с пируватдегидрогеназой, т. е. ТПФ также катализирует начальный этап превращения кетокислоты. Таким образом, от степени обеспеченности клетки ТПФ зависит бесперебойная работа этого цикла.
Помимо окислительных превращений ПВК и а-кетоглутарата, ТПФ принимает участие в окислительном декарбоксилировании кетокислот с разветвленным углеродным скелетом (продукты дезаминирования ва-лина, изолейцина и лейцина). Эти реакции играют важную роль в процессе утилизации аминокислот и, следовательно, белков клеткой.

3. ТПФ — кофермент транскетолазы.
Транскетолаза — фермент пентозофосфатного пути окисления углеводов. Физиологическая роль этого пути заключается в том, что он является основным поставщиком NADFH*H+ и рибозо-5-фосфата. Транскетолаза переносит дву-углеродные фрагменты от ксилулозо-5-фосфата к рибозо-5-фосфату,
что приводит к образованию триозофосфата (3-фосфоглицеринового альдегида) и 7С сахара (седогептулозо-7-фосфата). ТПФ необходим для стабилизации карб-аниона, образующегося при расщеплении связи С2-С3 ксилулозо-5-фосфата.

4. Витамин В1 принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА — субстрата ацетилирования холина.

5. Помимо участия в ферментативных реакциях, тиамин может выполнять и некоферментные функции, конкретный механизм которых еще нуждается в уточнении. Полагают, что тиамин участвует в кроветворении, на что указывает наличие врожденных тиаминзависимых анемий, поддающихся лечению высокими дозами этого витамина, а также в стероидогенезе. Последнее обстоятельство позволяет объяснить некоторые эффекты препаратов витамина В, как опосредованных стресс-реакцией.

Переходное состояние стабилизируется ТПФ путем дслокализаиии отрицательного заряда карб-аниона тиазолового кольца, играющего роль своеобразного электронного стока. Вследствие такого протонирования образуется активный ацетальдегид (гидроксиэтил-ТПФ).

Аминокислотные остатки белков обладают слабой способностью осуществлять то, что с легкостью делает ТПФ, поэтому апобелки нуждаются в коферменте. ТПФ жестко связан с апоферментом мульти-ферментных комплексов дегидрогеназ а-оксикетокислот (см. ниже).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Витамины — описание, классификация и роль витаминов в жизни человека. Суточная потребность в витаминах

Доброго времени суток, уважаемые посетители проекта «Добро ЕСТЬ!», раздела «Медицина»!

В сегодняшней статье речь пойдет о витаминах.

На проекте ранее уже была информация о некоторых витаминах, эта же статья посвящена общему пониманию этих, так сказать соединений, без которых жизнь человека имела бы множество трудностей.

Витамины (от лат. vita — «жизнь») — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы, необходимых для нормальной жизнедеятельности организмов.

Наука, которая изучает структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях называется – Витаминология.

Классификация витаминов

Исходя из растворимости, витамины делят на:

Жирорастворимые витамины

Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень.

Водорастворимые витамины

Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются и при избытке выводятся с водой. Это объясняет большую распространённость гиповитаминозов водорастворимых витаминов и гипервитаминозов жирорастворимых витаминов.

Витаминоподобные соединения

Наряду с витаминами, известна группа витаминоподобных соединений (веществ), которые обладают теми или иными свойствами витаминов, однако, всех основных признаков витаминов не имеют.

К витаминоподобным соединениям относят:

Жирорастворимые:

Водорастворимые:

Роль витаминов в жизни человека

Основной функцией витаминов в жизни человека является регулирующее влияние на обмен веществ и тем самым обеспечение нормального течения практически всех биохимических и физиологических процессов в организме.

Витамины участвуют в кроветворении, обеспечивают нормальную жизнедеятельность нервной, сердечно-сосудистой, иммунной и пищеварительной систем, участвуют в образовании ферментов, гормонов, повышают устойчивость организма к действию токсинов, радионуклидов и других вредных факторов.

Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам. К витаминам не относят микроэлементы и незаменимые аминокислоты.

Функции витаминов

Витамин А (Ретинол) — необходим для нормального роста и развития организма. Участвует в образовании в сетчатке глаз зрительного пурпура, влияет на состояние кожных покровов, слизистых оболочек, обеспечивая их защиту. Способствует синтезу белков, обмену липидов, поддерживает процессы роста, повышает устойчивость к инфекциям.

Витамин В1 (Тиамин) – играет большую роль в функционировании органов пищеварения и центральной нервной системы (ЦНС), а также играет ключевую роль в обмене углеводов.

Витамин В2 (Рибофлавин) — играет большую роль в углеводном, белковом и жировом обмене, процессах тканевого дыхания, способствует выработке энергии в организме. Также рибофлавин обеспечивает нормальное функционирование центральной нервной системы, пищеварительной системы, органов зрения, кроветворения, поддерживает нормальное состояние кожи и слизистых.

Витамин В3 (Ниацин, Витамин PP, Никотиновая кислота) – участвует в метаболизме жиров, белков, аминокислот, пуринов (азотистых веществ), тканевом дыхании, гликогенолизе, регулирует окислительно-восстановительные процессы в организме. Ниацин необходим для функционирования пищеварительной системы, способствуя расщеплению пищи на углеводы, жиры и белки при переваривании и высвобождению энергии из пищи. Ниацин эффективно понижает уровень холестерина, нормализирует концентрацию липопротеинов крови и повышает содержание ЛПВП, обладающих антиатерогенным эффектом. Расширяет мелкие сосуды (в том числе головного мозга), улучшает микроциркуляцию крови, оказывает слабое антикоагулянтное воздействие. Жизненно важен для поддержания здоровой кожи, уменьшает боли и улучшает подвижность суставов при остеоартрите, оказывает мягкое седативное действие и полезен при лечении эмоциональных и психических расстройств, включая мигрень, тревогу, депрессию, снижение внимания и шизофрению. А в некоторых случаях даже подавляет рак.

Витамин В5 (Пантотеновая кислота) – играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также стимулирует в организме производство гормонов надпочечников, что делает его мощным средством для лечения артритов, колитов, аллергии и болезней сердечно-сосудистой системы.

Витамин В6 (Пиридоксин) — принимает участие в обмене белка и отдельных аминокислот, также жировом обмене, кроветворении, кислотообразующей функции желудка.

Витамин В9 (Фолиевая кислота, Bc, M) – принимает участие в функции кроветворения, способствует синтезу эритроцитов, активизирует использование организмом витамина В12, важны для процессов роста и развития.

Витамин В12 (Кобаламины, Цианокобаламин) — играет большую роль в кроветворении и работе центральной нервной системы, участвует в белковом обмене, предупреждает жировое перерождение печени.

Витамин С (Аскорбиновая кислота) – принимает участие во всех видах обмена веществ, активизирует действие некоторых гормонов и ферментов, регулирует окислительно-восстановительные процессы, способствует росту клеток и тканей, повышает устойчивость организма к вредным факторам внешней среды, особенно к инфекционным агентам. Влияет на состояние проницаемости стенок сосудов, регенерацию и заживление тканей. Участвует в процессе всасывания железа в кишечнике, обмене холестерина и гормонов коры надпочечников.

Витамин D (Калициферолы). Существует много разновидностей витамина D. Самые необходимые для человека витамин D2 (эркокальциферол) и витамин D3 (холекальциферол). Они регулируют транспорт кальция и фосфатов в клетках слизистой оболочки тонкой кишки и костной ткани, участвуют в синтезе костной ткани, усиливают ее рост.

Витамин E (Токоферол). Витамин Е называют витамином «молодости и плодовитости», так как являясь мощным антиоксидантом токоферол замедляет процессы старения в организме, а также обеспечивает работу половых гонад как у женщин, так и у мужчин. Кроме того, витамин Е необходим для нормального функционирования иммунной системы, улучшает питание клеток, благоприятно влияет на периферическое кровообращение, предотвращает образование тромбов и укрепляет стенки сосудов, необходим для регенерации тканей, снижая возможность образования шрамов, обеспечивает нормальную свертываемость крови, снижает кровяное давление, поддерживает здоровье нервов, обеспечивает работу мышц, предотвращает анемию, облегчает болезнь Альцгеймера и диабет.

Витамин К. Этот витамин называют противогеморрагическим так как он регулирует механизм свертывания крови ,что оберегает человека от внутренних и внешних кровотечений при повреждениях. Именно из-за этой его функции, витамин К часто дают женщинам во время родов и новорожденным детям для предотвращения возможных кровотечений. Также витамин К участвует в синтезе белка остеокальцина, тем самым обеспечивая формирование и восстановление костных тканей организма, предупреждает остеопороз, обеспечивает работу почек, регулирует прохождение многих окислительно-восстановительных процессов в организме, оказывает антибактериальное и болеутоляющее воздействие.

Витамин F (Ненасыщенные жирные кислоты). Витамин F важен для сердечно-сосудистой системы: предупреждает и снижает отложения холестерина в артериях, укрепляет стенки кровеносных сосудов, улучшает кровообращение, нормализует давление и пульс. Также витамин F участвует в регуляции жирового обмена, эффективно борется с воспалительными процессами в организме, улучшает питание тканей, влияет на процессы размножения и лактацию, оказывает антисклеротическое действие, обеспечивает работу мускулов, помогает нормализовать вес, обеспечивает здоровое состояние кожи, волос, ногтей и даже слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Витамин H (Биотин, Витамин B7). Биотин занимает важную роль в процессах обмена белков, жиров и углеводов, необходим для активации витамина С, с его участием протекают реакции активирования и переноса углекислого газа в кровеносной системе, формирует часть некоторых ферментных комплексов и необходим для нормализации роста и функций организма. Биотин, взаимодействуя с гормоном инсулином, стабилизирует содержание сахара в крови, также участвует в производстве глюкокиназы. Оба этих фактора важны при диабете. Работа биотина помогает сохранять кожу здоровой, защищая от дерматитов, уменьшает боли в мышцах, помогает предохранить волосы от седины и замедляет процессы старения в организме.

Конечно же, данный список полезных свойств можно продолжать, и в одну статью он не вместится, поэтому, по каждому отдельному витамину будет написана отдельная статья. Некоторые же из витаминов уже описаны на сайте.

Суточная потребность в витаминах

Потребность в каком либо витамине рассчитывается в дозах.

  • физиологические дозы — необходимый минимум витамина для здоровой жизнедеятельности организма;
  • фармакологические дозы — лечебные, значительно превосходящие физиологические — используются как лекарства при лечении и профилактике ряда заболеваний.

Так же различают:

  • суточную физиологическую потребность в витамине — достижение физиологической дозы витамина;
  • потребление витамина — количество съеденного витамина с пищей.

Соответственно, доза потребления витамина должна быть выше, так как всасывание в кишечнике (биодоступность витамина) происходит не полностью и зависит от типа питания (состав и пищевая ценность продуктов, объём, и количество приёмов пищи).

Таблица суточной потребности организма в витаминах

Дополнительный прием витаминов необходим:

  • людям с неправильными привычками питания, которые едят нерегулярно и питаются в основном однообразными и несбалансированными продуктами, преимущественно готовой едой и консервами.
  • людям, которые соблюдают длительное время диету для снижения массы тела или часто начинают и прерывают диеты.
  • людям в состоянии стресса.
  • людям, страдающим хроническими заболеваниями.
  • людям, страдающие непереносимостью молока и молочных продуктов.
  • людям, в течение длительного времени принимающие лекарства, которые ухудшают усвоение в организме витаминов и минералов.
  • во время заболеваний.
  • для реабилитации после перенесенной операции;
  • при усиленном занятии спортом.
  • вегетарианцам, т.к. в растениях отсутствует весь комплекс витаминов, необходимых для здоровой жизни человека.
  • при приеме гормонов и противозачаточных средств.
  • женщинам после родов и в период кормления ребенка грудью.
  • дети, вследствие усиленного роста, кроме витаминов, дополнительно должны получать в достаточном количестве такие компоненты рациона как: калий, железо, цинк.
  • при высокой физической или умственной работах;
  • пожилым людям, организм которых с возрастом хуже усваивает витамины и минералы.
  • курильщикам и лицам, употребляющим алкогольные напитки.

Источники витаминов

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок.

  • витамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей;
  • витамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света;
  • Витамин B3, PP (Ниацин, Никотиновая кислота), предшественником которого является аминокислота триптофан.

Кроме того, витамины K и В3 обычно синтезируются в достаточных количествах бактериальной микрофлорой толстого кишечника человека.

Основные источники витаминов

Витамин А (Ретинол): Печень, молочные продукты, рыбий жир, оранжевые и зеленые овощи, обогащенный маргарин.

Витамин В1 (Тиамин): бобовые, хлебобулочные изделия, цельные зернопродукты, орехи, мясо.

Витамин В2 (Рибофлавин): зеленые листовые овощи, мясо, яйца, молоко.

Витамин В3 или Витамин PP (Ниацин, никотиновая кислота): бобовые, хлебобулочные изделия, цельные зернопродукты, орехи, мясо, птица.

Витамин В5 (Пантотеновая кислота): говядина и говяжья печень, почки, морская рыба, яйца, молоко, свежие овощи, пивные дрожжи, бобовые, зерновые, орехи, грибы, маточное молочко пчёл, цельная пшеница, цельная ржаная мука. Кроме того, если микрофлора кишечника нормальная, витамин B5 может вырабатываться и в нем.

Витамин В6 (Пиридоксин): дрожжи, печень, проросшая пшеница, отруби, неочищенное зерно, картофель, патока, бананы, сырой желток яиц, капуста, морковь, сухая фасоль, рыба, мясо курицы, орехи, гречневая крупа.

Витамин В9 (Фолиевая кислота, Bc, M): зелёный салат, петрушка, капуста, зелёная ботва многих овощей, листья чёрной смородины, шиповника, малины, берёзы, липы; одуванчик, подорожник, крапива, мята, тысячелистник, сныть, свекла, горох, фасоль, огурцы, морковь, тыква, злаки, бананы, апельсины, абрикосы, говядина, баранина, печень животных, курица и яйца, сыр, творог, молоко, тунец, лосось.

Витамин В12 (Цианокобаламин): печень (говяжья и телячья), почки, сельдь, сардина, лосось, кисломолочные продукты, сыры.

Витамин С (Аскорбиновая кислота): цитрусовые, дыня, шиповник, томаты, зеленый и красный перец, клюква, облепиха, грибы белые сушеные, хрен, укроп, черемша, рябина садовая красная, петрушка, гуаява.

Витамин D (Калициферолы): сельдь, лосось, скумбрия, овсянные и рисовые хлопья, отруби, кукурузные хлопья, сметана, сливочное масло, яичный желток, рыбий жир. Также витамин D вырабатывается в организме под действием ультрафиолетового света.

Витамин E (Токоферол): растительное масло, цельные зернопродукты, орехи, семена, зеленые листовые овощи, печень говяжья.

Витамин К: капуста, салат, треска, чай зеленый и черный листовой, шпинат, брокколи, баранина, телятина, печень говяжья. Также вырабатывается бактериями в толстой кишке.

Витамин F (линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты): растительные масла из завязи пшеницы, льняного семени, подсолнечника, сафлора, соевых бобов, арахиса; миндаль, авокадо, грецкий орех, семечки подсолнуха, черная смородина, сухофрукты, овсяные хлопья, кукуруза, неочищенный рис, рыбы жирных и полужирных сортов (лосось, макрель, сельдь, сардины, форель, тунец), рыбий жир.

Витамин H (Биотин, Витамин B7): говяжья печень, почки, сердце быка, желтки яиц, говядина, телятина, куриное мясо, коровье молоко, сыр, сельдь, камбала, консервированные сардины, помидоры, соевые бобы, неочищенный рис, рисовые отруби, пшеничная мука, арахис, шампиньоны, зелёный горошек, морковь, цветная капуста, яблоки, апельсины, бананы, дыня, картофель, свежий лук, цельные зёрна ржи. Кроме того, необходимый для клеток организма биотин, при условии правильного питания и хорошего здоровья синтезируется кишечной микрофлорой.

Гиповитаминоз (недостаточность витаминов)

Гиповитаминоз — заболевание, возникающее при неполном удовлетворении потребностей организма в витаминах.

Гиповитаминоз развивается незаметно: появляется раздражительность, повышенная утомляемость, снижается внимание, ухудшается аппетит, нарушается сон.

Систематический длительный недостаток витаминов в пище снижает работоспособность, сказывается на состоянии отдельных органов и тканей (кожа, слизистые, мышцы, костная ткань) и важнейших функциях организма, таких как рост, интеллектуальные и физические возможности, продолжение рода, защитные силы организма.

В целях профилактики витаминной недостаточности надо знать причины ее развития, для чего следует обратится к врачу, которые сделает все необходимые анализы, и пропишет курс лечения.

Авитаминоз (острая недостаточность витаминов)

Авитаминоз ― тяжелая форма витаминной недостаточности, развивающаяся при длительном отсутствии витаминов в пище или нарушении их усвоения, что приводит к нарушению многих обменных процессов. Особенно опасен авитаминоз для растущего организма — детей и подростков.

Симптомы авитаминоза

  • бледная вялая кожа склонна к сухости и раздражению;
  • безжизненные сухие волосы с тенденцией к сечению и выпадению;
  • снижение аппетита;
  • потрескавшиеся уголки губ, на которые не действуют ни крема, ни помады;
  • кровоточащие при чистке зубов десны;
  • частые простуды с трудным и долгим восстановлением;
  • постоянное чувство усталости, апатии, раздражения;
  • нарушение мыслительных процессов;
  • нарушение сна (бессонница или сонливость);
  • нарушение зрения;
  • обострение хронических заболеваний (рецидивы герпеса, псориаза и грибковые инфекции).

Гипервитаминоз (передозировка витаминами)

Гипервитаминоз (лат. Hypervitaminosis) – острое расстройство организма в результате отравления (интоксикации) сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов, содержащихся в пище или витаминосодержащих лекарствах. Доза и конкретные симптомы передозировки для каждого витамина свои.

Антивитамины

Возможно это будет и новость для некоторых людей, но все –же, у витаминов есть враги – антивитамины.

Антивитамины (греч. ἀντί — против, лат. vita — жизнь) — группа органических соединений, подавляющих биологическую активность витаминов.

Это соединения, близкие к витаминам по химическому строению, но обладающие противоположным биологическим действием. При попадании в организм антивитамины включаются вместо витаминов в реакции обмена веществ и тормозят или нарушают их нормальное течение. Это ведёт к витаминной недостаточности (авитаминоз) даже в тех случаях, когда соответствующий витамин поступает с пищей в достаточном количестве или образуется в самом организме.

Антивитамины известны почти для всех витаминов. Например, антивитамином витамина B1 (тиамина) является пиритиамин, вызывающий явления полиневрита.

Подробнее об антивитаминах будет написано в следующих статьях.

История витаминов

Важность некоторых видов еды для предотвращения определённых болезней была известна ещё в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты. Ныне известно, что куриная слепота может вызываться недостатком витамина A. В 1330 году в Пекине Ху Сыхуэй опубликовал трёхтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость для здоровья комбинировать разнообразные продукты.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу. В 1753 году Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу. Тем не менее, Джеймс Кук на практике доказал роль растительной пищи в предотвращении цинги, введя в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. В результате он не потерял от цинги ни одного матроса — неслыханное достижение для того времени. В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков. Это послужило появлением крайне обидной клички для матросов — лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.

В 1880 году русский биолог Николай Лунин из Тартуского университета скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В то же время мыши, которых кормили молоком, нормально развивались. В своей диссертационной (дипломной) работе Лунин сделал вывод о существовании какого-то неизвестного вещества, необходимого для жизни в небольших количествах. Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом. Другие учёные не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный сахар, плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B.

В последующие годы накапливались данные, свидетельствующие о существовании витаминов. Так, в 1889 году голландский врач Христиан Эйкман обнаружил, что куры при питании варёным белым рисом заболевают бери-бери, а при добавлении в пищу рисовых отрубей — излечиваются. Роль неочищенного риса в предотвращении бери-бери у людей открыта в 1905 году Уильямом Флетчером. В 1906 году Фредерик Хопкинс предположил, что помимо белков, жиров, углеводов и т. д., пища содержит ещё какие-то вещества, необходимые для человеческого организма, которые он назвал «accessory food factors». Последний шаг был сделан в 1911 году польским учёным Казимиром Функом, работавшим в Лондоне. Он выделил кристаллический препарат, небольшое количество которого излечивало бери-бери. Препарат был назван «Витамайн» (Vitamine), от латинского vita — «жизнь» и английского amine — «амин», азотсодержащее соединение. Функ высказал предположение, что и другие болезни — цинга, пеллагра, рахит — тоже могут вызываться недостатком определенных веществ.

В 1920 году Джек Сесиль Драммонд предложил убрать «e» из слова «vitamine», потому что недавно открытый витамин C не содержал аминового компонента. Так «витамайны» стали «витаминами».

В 1923 году доктором Гленом Кингом была установлена химическая структура витамина С, а в 1928 году доктор и биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С, назвав его гексуроновой кислотой. Уже в 1933 швейцарские исследователи синтезировали идентичную витамину С столь хорошо известную аскорбиновую кислоту.

В 1929 году Хопкинс и Эйкман за открытие витаминов получили Нобелевскую премию, а Лунин и Функ — не получили. Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта. В 1934 году в Ленинграде состоялась Первая всесоюзная конференция по витаминам, на которую Лунин (ленинградец) не был приглашён.

В 1910-х, 1920-х и 1930-х годах были открыты и другие витамины. В 1940-х годах была расшифрована химическая структура витаминов.

В 1970 году Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал документальные свидетельства об эффективности витамина С. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни. Исследовано и описано свыше 300 биологических функций этого витамина. Главное, что, в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно.

Заключение

Хочу обратить Ваше внимание, дорогие читатели, что к витаминам следует относится очень внимательно. Неправильное питание, недостаток, передозировка, неправильные дозы приема витаминов могут серьезно навредить здоровью, поэтому, для окончательных ответов на тему о витаминах, лучше проконсультироваться с врачом – витаминологом, иммунологом.

источник