В статье мы расскажем:
- Разница между водо- и жирорастворимыми витаминами
- Список водорастворимых витаминов
- Функции витамина С
- Функции витаминов группы В
- Дефицит водорастворимых витаминов
- Диагностика дефицита водорастворимых витаминов
- Продукты, богатые водорастворимыми витаминами
- Правила употребления добавок
- Суточная потребность в водорастворимых витаминах
Витамины или же “жизненные амины”, как назвали их при открытии, — низкомолекулярные соединения, что, за редким исключением, как правило, не образовываются микрофлорой нашего организма и поступают сугубо с компонентами пищи или в составе биологически активных добавок.
Пожалуй, основная и наиболее важная их функция — участие в качестве коферментов — необходимых структурных единиц всех энзимов, обеспечивающих протекание определенных групп или сугубо специфических биохимических реакций.
Разница между водо- и жирорастворимыми витаминами
Коферменты, в роли которых и выступают витамины, их эфиры, а также некоторые металлосодержащие комплексы, присоединяются непрочными, водородными связями к белковой составляющей фермента — апоферменту. Таким образом, исходя из этого химического взаимодействия, и вытекает следующее важное следствие: они могут существовать и отдельно, вне данного комплекса, а также соединяться на время каталитического акта — такие вот своеобразные кошки, что гуляют сами по себе.
Впрочем, справедливости ради, стоит сказать, что не менее важна и основа каждого энзима — его белковая часть или апофермент: именно протеиновая природа и заключает в столь строгие, четко регламентированные рамки параметры гомеостаза, в пределах которых и осуществляется функционирование каждого фермента. Малейший сдвиг этого равновесия в сторону закисления (ацидоза) или наоборот — защелачивания (алкалоза) среды, а также повышение температуры приводят к тотальному коллапсу на фабрике по их функционированию.
Все витамины, исходя из их химического строения, липо- и гидрофильности, можно разделить на две большие группы: водо- и жирорастворимые.
Давайте еще несколько углубимся в биологию нашего организма и поднимемся несколько выше: с молекулярного уровня на клеточный — именно он и позволит нам лучше понять отличия, а, значит, и разницу в фармакодинамическом эффекте, оказываемом столь разными категориями “жизненных аминов”.
Каждую клетку отделяет плазматическая мембрана — поистине, удивительная структура, не только строго разграничивающая вне- и внутриклеточную среду, но и избирательно пропускающая одни вещества, будучи абсолютно неприступной для других. В основе её каркаса лежит билипидный слой липидов — все помнят, наверняка, еще со школы о двух рядах фосфолипидов, обращенных друг к другу хвостами. В них интегрированы, как кирпичики “Лего”, белки (хотя определенная доля и не пронизывает наш самый важный барьер полностью, располагаясь сугубо на его поверхности) и придающие лабильность молекулы холестерина.
Есть несколько механизмов транспорта — того процесса, что, в нашем случае, обеспечивает попадание определенных молекул внутрь, то есть в цитоплазму. Остановимся на наиболее важном для понимания сегодняшней статьи — диффузии. Она осуществляется без каких-либо энергозатрат — и это первый момент, на который стоит обратить внимание: ведь реакций и функций, что требуют расхода АТФ множество. Происходит она благодаря градиенту концентрации — иными словами, вещество перемещается туда, где его уровень значительно ниже.
Впрочем, мы в начале не зря говорили о селективности мембран: это своеобразный паспортный контроль, для прохождения которого необходимо обладать определенными свойствами. И, пожалуй, основное — жирорастворимость, что помогает, в буквальном смысле, протиснуться между молекулами фосфолипидов.
Сродство к жирам или, другими словами, липофильность — своеобразная шенгенская виза, позволяющая веществам свободно выходить и заходить в клетку. Кстати, именно на этом и основано головоломка, что неустанно мучает всех разработчиков новых лекарств: ведь, обладая жирорастворимой природой, некоторые препараты вместо того, чтобы экскретироваться почками, попав в их эпителиальные канальцы, без труда возвращаются назад, в общий кровоток, — это приводит к накоплению (суммации) оказываемых ими эффектов. Поэтому и основная задача печени, в которой происходит предшествующая элиминации биотрансформация молекул (причем, и собственных: гормонов, нейромедиаторов и др), задача которых — перевести вещество из жиро- в водорастворимую форму.
Теперь, наконец закончив небольшой экскурс в физиологию и биохимию некоторых наиболее интересующий в контексте данной статьи тем, можно сделать еще один вывод, что в корне отличает ранее классифицированные группы витаминов. Жирорастворимые витамины (особенно это касается, как было доказано результатами последних исследований, А и Д) способны, проникая в самое нутро, сердцевину клетки и воздействуя на ее ядерный аппарат, регулировать экспрессию нескольких тысяч генов — это дает основательный повод говорить не только о коферментной функции витаминов.
Список водорастворимых витаминов
Название витамина |
Активная (коферментная форма) |
Заболевания, которые сопровождают его дефицит |
В1 — тиамин или аневрин |
ТПФ (тиаминпирофосфат или кокарбоксилаза) Тиаминтрифосфат |
Сухое бери-бери; Влажное бери-бери; Болезнь Вернике; Синдром Корсакова; |
В2 — рибофлавин |
Флавинмононуклеотид (ФМН) Флавиндинуклеотид (ФАД) |
Дерматиты, нарушение тканевого дыхания; катаракта. |
В3 — витамин РР или ниацин |
Никотинамидадениндинуклеотид (НАД+) Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ+) |
Пеллагра; |
В5 — пантотеновая кислота; |
Входит в состав коэнзима А |
Бессонница, кишечные расстройства; |
Витамин В6 — пиридоксин |
Пиридоксальфосфат (ПАЛФ) Пиридоксаминфосфат (ПАМФ) |
Дерматиты; Анемия; Психические расстройства; |
Витамин В9 — фолиевая кислота |
Тетрагидрофолиевая кислота |
Мегалобластная анемия; Врожденные пороки развития; Заболевания сердечно-сосудистой системы; |
В12 — кобаламин |
Входит в состав двух ферментов: 1.Метилмалонил-КоА-мутазы; 2. Метионинсинтазы; |
Мегалобластная анемия; Деменция; Заболевания сердечно-сосудистой системы; Подострая комбинированная дегенерация спинного мозга; |
Витамин С — аскорбиновая кислота |
Участвует в реакциях гидроксилирования; |
Анемия; Цинга; |
Биотин — витамин Н; |
Участвует в реакциях карбоксилирования; |
Дерматиты; |
Функции витамина С
Аскорбиновая кислота необходима для образования и поддержания нормальной структуры коллагена — она выступает в качестве кофермента в реакциях гидроксилирования пролина и лизина — наиболее важных аминокислот в составе этого основного белка соединительной ткани.
Кроме того, она необходима и для дальнейшего метаболизма холестерина — опять-таки, благодаря участию в его каталитическом превращении, конечным результатом которого является образование половых гормонов, гормонов коры надпочечников, витамина Д, а также желчных кислот — неотъемлемых компонентов желчи.
Гидроксилирует она и другие, не менее значимые (как для должного функционирования нашего организма, так и, как мы вскоре увидим, для правильной диагностики ее гиповитаминоза) аминокислоты:
-
тирозин — предшественник тиреоидных гормонов Т3 (трийодтиронина) и Т4 (тироксина), адреналина, пигмента меланина, а также целого ряда нейромедиаторов: дофамина и норадреналина;
-
триптофан — сырье для синтеза серотонина и мелатонина, а также ниацина — витамина В3.
Кроме того, аскорбиновая кислота задействована в восстановлении трехвалентного железа в двухвалентное — это наблюдается в кишечнике и способствует лучшему всасыванию данного элемента; а также в крови, что обеспечивает его высвобождение из связи с белком-переносчиком трансферрином.
Витамин С активно стимулирует и клетки иммунной системы — в частности, их миграцию из кровяного русла в очаг воспаления и секрецию защитных белков.
Функции витаминов группы В
К витаминам данной группы относятся: В1, В2, В3, В5, В6, В9 и В12. Давайте рассмотрим наиболее важные эффекты, осуществляемые некоторыми из них.
-
Витамин В1 — непосредственно влияет на протекание биохимических реакций, обеспечивающих, в конечном счете, организм энергией. Этот эффект достигается благодаря двум его коферментным формам, катализирующим как реакции цикла Кребса — той, собственно говоря, главной печи наших клеток, так и превращение кетокислот в таком механизме утилизации глюкозы, как пентозофосфатный путь. Последний, кстати, дает нашему телу два наиболее важных субстрата: структурные кирпичики для построения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), а также НАДФН2, представляющего собой производное витамина В3 и являющееся важнейшим фактором, предотвращающим гемолиз (разрушение красных кровяных тел) — наверное, отчасти это и способствует тому примечательному факту, что до 80% от всего пула коферментных форм В1 расположено именно в красных кровяных тельцах.
Однако эффекты тиамина не ограничиваются одной только каталитической функцией — так, например, в нервной системе он обеспечивает поддержание определенной концентрации ионов натрия и калия, соотношение которых играет ключевую роль в развитии возбуждения и торможения нейронов, а также проведения посредством специфических контактов — синапсов — импульса от одной нервной клетке к другой или же к органу-эффектору (скелетной мышце и/или железе).
Витамин В1 не накапливается в организме: связано это с тем, что он, пребывая в свободном виде — то есть не образуя комплексы с белками, громоздкие молекулы которых в норме попросту не проходят через тоненькие, узенькие ячейки почечного фильтра, — легко выводиться вместе с мочой.
Тиамин не образуется в нашем организме — мы можем получать его сугубо извне: то есть с продуктами питания и биологическими добавками.
-
Витамин В2 или рибофлавин — также задействован в ключевых реакциях энергообразования. Кроме того, он необходим и в ряде других процессов, о которых столь часто забывают:
-
окисление жирных кислот;
-
восстановления глутатиона — а, значит, и для детоксикации;
-
включение железа и меди в клетки-предшественники эритроцитов — таким образом, он задействован в гемопоэзе (точнее сказать, в эритропоэзе);
-
участвует в образовании париетальными клетками слизистой желудка соляной кислоты;
-
входит в состав зрительного пурпура и наравне с ретинолом обеспечивает адаптацию в темноте.
-
-
Витамин В3, РР или ниацин — его коферментные формы задействованы в таком механизме утилизации простых сахаров, как гликолиз, а также в окислительном фосфорилировании — в сущности, конечном этапе на конвейерной ленте по производству энергии. Кроме того, они же принимают участие в образовании желчных кислот и стероидных гормонов, продуцируемых как половыми железами, так и корой надпочечников — эта функция обеспечивается их непосредственным участием (вместе с витамином С) в биотрансформации холестерола.
Небольшая часть потребностей человеческого организма может быть покрыта за счет эндогенного образования данного витамина — однако, для этого процесса необходимо должное поступление субстрата, в качестве которого выступает аминокислота триптофан, и катализирующего одну из стадий витамина В6. Следовательно, исходя из описанного механизма синтеза ниацина, можно выделить, как минимум 3 причины его возможной недостаточности:
-
нарушение расщепления белка — например, при гипохлоргидрии — снижении секреции париетальными клетками желудка соляной кислоты;
-
ухудшение всасывания — следствие синдрома мальабсорбции или, скажем, куда более серьезной патологии — генетически обусловленной болезни Хартнупа;
-
недостаточность витамина В6, что, в свою, очередь наблюдается при уменьшении концентрации рибофлавина, необходимого для образования его активной формы — пиридоксаль-5-фосфат.
-
-
Витамин В6 — кофермент в реакциях декарбоксилирования, обеспечивающих образование:
-
различных нейромедиаторов: дофамина, норадреналина, адреналина;
-
гормонов щитовидной железы — трийодтиронина и тироксина;
-
гема — одной из ключевых структур в молекуле гемоглобина, важнейшая задача которого — перенос углекислого газа и кислорода от тканей к альвеолам и в обратном направлении;
-
витамина В3 или ниацина;
-
мелатонина и серотонина.
-
-
Витамины В9 и В12 — пожалуй, одна из их наиболее важных функций — участие в фолатном цикле, что, путем последовательного переноса метильной группы СН3-, приводит к образованию как жизненно важных элементов (например, холина), так и к метилированию ДНК, регуляции обмена такого медиатора воспаления, как гистамин, и синтезу креатинина.
Дефицит водорастворимых витаминов
-
Недостаточное поступление тиамина (В1) вместе с продуктами питания, его избыточное выведение или расходование, в целом, характеризуется следующими клиническими проявлениями:
а) Развитие сухой формы бери-бери, при которой ведущие симптомы обусловлены нарушениями в центральной и периферической нервных системах. В частности, отмечаются:
-
снижение чувствительности;
-
жжение в области конечностей — особенно стоп;
-
судороги;
-
мышечная слабость.
б) Влажная форма бери-бери — является следствием уменьшения энергетических запасов (а мы говорили, что коферментные формы тиамина задействованы в протекании ключевых реакций в митохондриальных печках человеческого тела) в клетках сократительного миокарда, что сказывается и на самом сердечном выбросе. Дефицит В1 способствует:
-
нарушению кислотно-щелочного равновесия (строго регламентированного для работы каждого из ферментов) — рН среды смещается в более кислую сторону;
-
задержке воды и натрия — развиваются отеки;
-
затруднению дыхания.
в) Церебральное бери-бери или синдром Вернике-Корсакова — болезнь, которой, как считалось ранее, подвержены сугубо пациенты, страдающие от хронического алкоголизма. Наиболее характерная для данной патологии триада симптомов включает в себя:
-
аномалии движения глаз;
-
спутанность сознания и амнезию;
-
нарушение ходьбы и позы.
В целом, умеренный гиповитаминоз тиамина, как правило, сопровождается менее серьезными, но клинически достаточно выраженными признаками:
-
полиневрит;
-
тревожность, нарушение когнитивных функций;
-
усталость и отсутствие сил — прямое следствие уменьшению энергообразования;
-
онемение рук и ног;
-
ухудшение координации.
-
-
Дефицит В2 сопровождается характерным, ярким комплексом симптомов:
-
заеды в уголках рта — основная и достаточно распространенная жалоба;
-
трещины на наружной поверхности губ, а также их болезненность;
-
васкуляризация роговицы — образование в ней сосудов, что в дальнейшем приводит к помутнению данной оболочки глазного яблока;
-
себорейный дерматит — шелушение кожи;
-
выпадение волос — алопеция;
-
резь в глазах — мы уже упоминали о том, что рибофлавин входит в состав зрительного пигмента родопсина;
-
усталость и отсутствие сил, снижение работоспособности.
-
-
Дефицит В3 — лежит в основе возникновения такого заболевания, как пеллагра, что сопровождается комплексом из трех “Д”:
-
дерматит;
-
диарея;
-
деменция;
-
в англоязычной литературе еще добавляют четвертую — смерть (death).
Кроме того, характерны апатия, депрессия и усталость — результат уменьшения количества образуемой в организме энергии.
-
-
Дефицит В6 сопровождается язвами в ротовой полости, себорейным и атопическим дерматитом (следствие нарушения образования из триптофана витамина В3), гипергомоцистеинемией.
-
Дефицит В9 и В12 — в целом, приводят к нарушению фолатного цикла и, как следствие, повышению уровня в крови такой аминокислоты, как гомоцистеин, широко известной своим повреждающим действием по отношению к эндотелию — внутренней выстилке сосудов — и являющейся ведущим маркером сердечно-сосудистых патологий.
-
Недостаток аскорбиновой кислоты — в первую очередь, сказывается на строении такого белка соединительной ткани, как коллаген. Снижение протекания реакций гидроксилирования аминокислот в его составе приводит, в конечном счете, и к неправильной структуре протеина — одной из составляющих стенки сосудов. Отмечаются:




-
кровотечения из десен и полости носа;
-
ухудшение и замедление заживления ран (ведь в основе образующегося на месте травмы рубца также лежит соединительная ткань);
-
петехии — точечные кровоизлияния.
Торможения реакций гидроксилирования сказывается и на текучести желчи — уменьшение содержания в ней желчных кислот становится значимым фактором риска камнеобразования в протоках.
Диагностика дефицита водорастворимых витаминов
-
Витамин В1.
Определение концентрации тиамина в сыворотке крови не имеет никакого диагностического значения. В целом, клиническая картина его гиповитаминоза достаточно характерная, но, если все же нужны для точного установления диагноза лабораторные тесты, ориентируйтесь на увеличение следующих показателей в анализах на орг.кислоты в моче:
-
пировиноградной кислоты;
-
молочной кислоты;
-
альфа-кетоглутаровой кислот;
-
2-кетоизовалериановой, 2-метил-2-оксовалерьяновой, 4-метил-оксивалериановой кислот.
-
-
Витамин В2 — повышение значений таких органических кислот:
Адипиновой
Субериновой
Сукциновой
-
Витамин В3 — как правило, наблюдается увеличение концентрации:
Изоцитрата
Альфа-кетоглутаровой кислоты
Фумарата
-
Витамин В6:
-
прямые маркеры: ксантуреновая и кинуреновая кислоты в моче;
-
косвенный — увеличение концентрации гомоцистеина.
-
-
Витамин В9 — увеличение:
Форминоглутаминовой кислоты (ранний маркер)
Метилгистидина
Глицина
-
Витамин В12:
Увеличение метилмалоновой кислоты
Увеличение в ОАК MCV, MCH
(характерно и для дефицита фолиевой кислоты)
Увеличение концентрации гомоцистеина
(признак дефицита В6, В9, В12)
-
Дефицит витамина С:
Орг.кислоты в моче:
увеличение гидроксифенилмолочной кислоты;
увеличение гомогентизиновой кислоты;
Аминокислоты в моче:
гидроксипролин;
Продукты, богатые водорастворимыми витаминами
Тиамин (В1) |
Рибофлавин (В2) |
Ниацин (В3) |
Пиридоксин (В6) |
Пшеница |
Говяжья печень |
Тунец |
Картофель с кожурой |
Овес |
Почки |
Арахис |
Бананы |
Чечевица |
Яйца |
Индейка |
Фасоль и соя |
Соя |
Миндаль |
Куриное мясо |
Горбуша |
Фисташки |
Красная икра |
Скумбрия |
Кета |
Свинина |
Кунжут |
Опята |
Пшеница |
Витамин В9 |
Витамин В12 |
Витамин С |
Шпинат |
Моллюски |
Шиповник |
Чечевица |
Мидии |
Облепиха |
Авокадо |
Баранина |
Болгарский перец |
Кресс-салат |
Скумбрия |
Киви |
Грецкие орехи |
Молочные продукты |
Цитрусовые |
Фундук |
Говядина |
Земляника |
Петрушка |
Скумбрия |
Шпинат |
Миндаль |
Яйца |
Смородина |
Пшено |
Индейка |
Кольраби |
Правила употребления добавок
Прежде всего, необходимо убедиться, что вы не принимаете вместе с тем или иным витамином его ингибитор — то есть то вещество, что нарушало бы его всасывание, распределение или же биотрансформацию в клетках печени. Ниже мы привели некоторые наиболее ярко выраженные антагонисты.
-
Антагонисты цианокобаламина:
-
ингибиторы протонной помпы — снижают секрецию соляной кислоты (например, омепразол);
-
антагонисты гистаминовых (Н2-) рецепторов — также приводят к гипохлоргидрии;
-
колхицин — препарат для лечения подагры;
-
некоторые антибиотики: хлорамфеникол.
-
-
Всасывание витамина В9 подавляют:
-
длительный прием нестероидных противовоспалительных препаратов;
-
препараты, использующиеся для снижения уровня холестерина (холестирамин);
-
некоторые антибиотики и химиопрепараты
-
-
Экскрецию из организма тиамина увеличивают:
-
алкоголь;
-
чай;
-
кофе.
-
Суточная потребность в водорастворимых витаминах
(по К. Астилл-Смит и К. Рирдон)
Возраст |
Витамин В1 |
Витамин В2 |
Витамин В3 |
0-6 месяце |
0.2 мг |
0.3 мг |
2 мг |
7-12 месяцев |
0.3 мг |
0.4 мг |
4 мг |
1-3 года |
0.5 мг |
0.5 мг |
6 мг |
4-8 лет |
0.6 мг |
0.6 мг |
8 мг |
9-13 лет |
0.9 мг |
0.9 мг |
12 мг |
14 лет и старше |
1-1.2 мг |
1-1.3 мг |
16 мг |
Беременность |
1.4 мг |
1.4 мг |
18 мг |
Лактация |
1.4 мг |
1.6 мг |
17 мг |
Возраст |
Витамин В6 |
Витамин В9 |
Витамин В12 |
0-6 месяце |
0.1 мг |
65 мкг |
0.4 мкг |
7-12 месяцев |
0.3 мг |
80 мкг |
0.5 мкг |
1-3 года |
0.5 мг |
150 мкг |
0.9 мкг |
4-8 лет |
0.6 мг |
200 мкг |
1.2 мкг |
9-13 лет |
1 мг |
300 мкг |
1.8 мкг |
14 лет и старше |
1.2 (для женщин) и 1.3 мг (для мужчин) |
400 мкг |
2.4 мкг |
Беременность |
1.9 мг |
600 мкг |
2.6 мкг |
Лактация |
2 мг |
500 мкг |
2.8 мкг |
Читайте также