Витамины в нашем организме

1. Витамин В_{1 .} Тиамин

Тиами́н (витамин B1; старое название — аневрин) — водорастворимый витамин, соединение, отвечающее формуле C₁₂H₁₇N₄OS. Бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, нерастворимое в спирте. Разрушается при нагревании. Известный как витамин B1 тиамин играет важную роль в процессах метаболизма углеводов и жиров. Вещество необходимо для нормального протекания процессов роста и развития и помогает поддерживать надлежащую работу сердца, нервной и пищеварительной систем. Тиамин, являясь водорастворимым соединением, не запасается в организме и не обладает токсическими свойствами.

История

Христиа́н Э́йкман предположил существование паралитического яда в эндосперме риса и полезных для организма веществ, излечивающих болезнь бери-бери в рисовых отрубях. За исследования, которые привели к открытию витаминов, Эйкман получил в 1929 году Нобелевскую премию в области медицины. В 1911 году Казимир Функ получил биологически активное вещество из рисовых отрубей, которое назвал витамином, так как молекула содержала азот.В чистом виде впервые выделен Б. Янсеном в 1926 году.

Физико-химические свойства

Тиамин хорошо растворим  в воде. В кислых водных растворах  весьма устойчив к нагреванию, в  щелочных — быстро разрушается.Молекула содержит два соединённых метиленовой связью кольца: пиримидиновое и тиазоловое. В природе тиамин синтезируется растениями и многими микроорганизмами. Животные и человек не могут синтезировать тиамин и получают его вместе с пищей. В тиамине нуждаются все животные за исключением жвачных, так как бактерии в их кишечнике синтезируют достаточное количество витамина.

Всасываясь из кишечника, тиамин фосфорилируется и превращается в тиаминпирофосфат.

Тиаминпирофосфат (ТПФ) — активная форма тиамина — является коферментом пируватдекарбоксилазного и α-кетоглутаратдекарбоксилазного комплексов, а также транскетолазы. Первые два фермента участвуют в метаболизме углеводов, транскетолаза функционирует в пентозофосфатном пути, участвуя в переносе гликоальдегидного радикала между кето- и альдосахарами. ТПФ синтезируется ферментом тиаминпирофосфокиназой, главным образом в печени и в ткани мозга. Реакция требует присутствия свободного тиамина, ионов Mg²⁺ и АТФ. Также ТПФ выступает коферментом дегидрогеназы γ-оксиглутаровой кислоты и пируватдекарбоксилазы клеток дрожжей.

Другими производными тиамина  являются:

Тиаминтрифосфат, обнаружен у бактерий, грибов, растений и животных, у E. coli играет роль сигнальной молекулы при ответе на аминокислотное голодание.

Аденозинтиаминдифосфат — накапливается у E. coli в результате углеродного голодания.

Аденозинтиаминтрифосфат — присутствует в небольших количествах в печени позвоночных, функция его неизвестна.

Дефицит

Системный дефицит тиамина  является причинным фактором развития ряда тяжёлых расстройств, ведущее  место в которых занимают поражения  нервной системы. Комплекс последствий  недостаточности тиамина известен под названием болезни бери-бери.Как правило, развитие дефицита тиамина бывает связано с нарушениями в питании. Это может быть как следствием недостаточного поступления тиамина с пищей, так и происходить в результате избыточного употреблением продуктов, содержащих значительные количества антитиаминовых факторов. Так, свежие рыба и морепродукты содержат значительные количества тиаминазы, разрушающей витамин; чай и кофе ингибируют всасывание тиамина.

При бери-бери наблюдаются  слабость, потеря веса, атрофия мышц, невриты, нарушения интеллекта, расстройства со стороны пищеварительной и  сердечно-сосудистой системы, развитие парезов и параличей.Одной из форм бери-бери, встречающейся преимущественно в развитых странах, является синдром Гайе-Вернике (иначе — синдром Вернике-Корсакова), развивающийся при алкоголизме.При нарушении обмена тиамина в первую очередь возникает расстройство окислительного декарбоксилирования α-кетокислот и частично блокируется метаболизм углеводов. У больных бери-бери происходит накопление недоокисленных продуктов обмена пирувата, которые оказывают токсическое действие на ЦНС и обусловливают развитие метаболического ацидоза. Вследствие развития энергодефицита снижается эффективность работы ионных градиентных насосов, в том числе клеток нервной и мышечной ткани. Нарушается синтез жирных кислот и трансформация углеводов в жиры. Усиление катаболизма белков ведёт к развитию мышечной атрофии, у детей — к задержке физического развития. Вследствие затруднения образования из пировиноградной кислоты ацетил КоА страдает процесс ацетилирования холина.

Распространение в природе

Основные количества тиамина  человек получает с растительной пищей. Богаты тиамином такие растительные продукты, как пшеничный хлеб из муки грубого помола, соя, фасоль, горох, шпинат. Меньше содержание тиамина  в картофеле, моркови, капусте. Из животных продуктов содержанием тиамина  выделяются печень, почки, мозг, свинина, говядина, также он содержится в  дрожжах. В молоке его содержится около 0,5 мг/кг.Витамин B1 синтезируется некоторыми видами бактерий, составляющих микрофлору толстого кишечника.

Нормы потребления  тиамина (витамина B1)

2. Рибофлави́н (лактофлавин, витамин B₂)

 Один из наиболее важных водорастворимых витаминов, кофермент многих биохимических процессов.

Химическая формула C₁₇H₂0N₄O₆

Физические свойства

Рибофлавин представляет собой жёлто-оранжевого цвета игольчатые кристаллы, собранные в друзы, горького вкуса. Рибофлавин является производным  гетероциклического соединения изоаллоксазина, связанного с многоатомным спиртом рибитом.Плохо растворим в воде (0,11 мг/мл при 27,5 °C) и этаноле, не растворим в ацетоне, диэтиловом эфире, хлороформе, бензоле.Рибофлавин стабилен в кислой и быстро разрушается в щелочной среде.

Химические свойства

Рибофлавин является биологически активным веществом, играющим важную роль в поддержании здоровья человека. Биологическая роль рибофлавина  определяется вхождением его производных  флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD) в состав большого числа важнейших окислительно-восстановительных ферментов в качестве коферментов.Флавиновые ферменты принимают участие в окислении жирных, янтарной и других кислот; инактивируют и окисляют высокотоксичные альдегиды, расщепляют в организме чужеродные D-изомеры аминокислот, образующиеся в результате жизнедеятельности бактерий; участвуют в синтезе коферментных форм витамина B6 и фолацина; поддерживают в восстановленном состоянии глутатион и гемоглобин.В ферментах коферменты функционируют как промежуточные переносчики электронов и протонов, отщепляемых от окисляемого субстрата.

Недостаток рибофлавина  в организме человека.

Витамин B2 необходим для  образования эритроцитов, антител, для регуляции роста и репродуктивных функций в организме. Он также  необходим для здоровья кожи, ногтей, роста волос и в целом для  здоровья всего организма, включая  функцию щитовидной железы.

Внешними проявлениями недостаточности  рибофлавина у человека являются поражения слизистой оболочки губ  с вертикальными трещинами и  слущиванием эпителия (хейлоз), изъязвления в углах рта (ангулярный стоматит), отёк и покраснение языка (глоссит), Себорейный дерматит на носогубной складке, крыльях носа, ушах, веках. Часто развиваются также изменения со стороны органов зрения: светобоязнь, васкуляризация роговой оболочки, конъюнктивит, кератит и в некоторых случаях — катаракта. В ряде случаев при авитаминозе имеют место анемия и нервные расстройства, проявляющиеся в мышечной слабости, жгучих болях в ногах и др.

Основные причины недостатка рибофлавина у человека — недостаточное  потребление продуктов содержащих этот витамин; неправильное хранение и  приготовление продуктов содержащих данный витамин, вследствие чего содержание витамина резко уменьшается; хронические  заболевания желудочно-кишечного  тракта, приём медикаментов, являющихся антагонистами рибофлавина.

Человеческий  организм не накапливает рибофлавин, и любой избыток выводится  вместе с мочой. При избытке рибофлавина  моча окрашивается в ярко-жёлтый цвет.

Нормы потребления рибофлавина

Никоти́новая кислота́ (ниацин, витамин PP, также витамин B3, редко употребляется неверное обозначение — витамин B5)

Витамин, участвующий во многих окислительных реакциях живых клеток, лекарственное средство.

Синтез и свойства

Впервые никотиновая кислота была синтезирована в 1873 году Вайделем при окислении никотина азотной кислотой^[3], современные как лабораторные, так и промышленные методы синтеза никотиновой кислоты основаны также на окислении производных пиридина. Так, никотиновая кислота может быть синтезирована окислением β-пиколина (3-метилпиридина):

либо окислением хинолина до пиридин-2,3-дикарбоновой кислоты с последующим ее декарбоксилированием:

Аналогично никотиновая кислота  синтезируется декарбоксилированием пиридин-2,5-дикарбоновой кислоты, получаемой окислением 2-метил-5-этилпиридина. Сама никотиновая кислота декарбоксилируется при температурах выше 260 °С.

Никотиновая кислота образует соли с кислотами и основаниями, никотинаты серебра и меди (II) нерастворимы в воде, на осаждении никотината меди из раствора основан гравиметрический метод определения никотиновой кислоты.

Никотиновая кислота легко алкилируется по пиридиновому атому азота, при этом образуются внутренние четверичные соли — бетаины, некоторые из которых встречаются в растениях. Так, тригонеллин — бетаин N-метилникотиновой кислоты — содержится в семенах пажитника, гороха, кофе и ряда других растений.

Реакции никотиновой кислоты по карбоксильной группе типичны для  карбоновых кислот: она образует галогенангидриды, сложные эфиры, амиды и т. д. Амид никотиновой кислоты входит в состав кофактора кодегидрогеназ, ряд амидов никотиновой кислоты нашел применение в качестве лекарственных средств (никетамид, никодин).

Режим дозирования

Внутрь (после еды), для профилактики взрослым назначают 15-25 мг, детям — 5-20 мг/сут.

При пеллагре взрослым — по 100 мг 2-4 раза в день, в течение 15-20 дней, детям — 12.5-50 мг 2-3 раза в день.

При атеросклерозе — по 2-3 г/сут.

При др. показаниях: взрослым — 20-50 мг (до 100 мг), детям — 5-30 мг 2-3 раза в день.

[править]Таблица суточной нормы потребления никотиновой кислоты

Содержится в ржаном хлебе, ананасе, гречке, фасоли, мясе, грибах, печени, почках. В пищевой промышленности используется в качестве пищевой добавки E375 (на территории России с 1 августа 2008 года исключена из списка разрешённых добавок). Суточная потребность взрослого человека 15—20 мг.

Гиповитаминоз РР приводит к пеллагре — заболеванию, симптомами которого являются дерматит, диарея, деменция.

3. Пантотеновая кислота, пантотенат (лекарственная форма — пантотенат кальция, витамин B5, неверное обозначение — витамин B3). Пантотеновая кислота по химической природе является дипептидом и состоит из остатков аминокислоты β-аланина и пантоевой кислоты.

Эмпирическая  формула C9H17NO5

Пантотеновая кислота получила свое название от греческого «пантотен», что означает «всюду», из-за чрезвычайно широкого её распространения. Пантотеновая кислота, попадая в организм, превращается в пантетин, который входит в состав кофермента А, который играет важную роль в процессах окисления и ацетилирования. Кофермент А — одно из немногих веществ в организме, участвующее в метаболизме и белков, и жиров, и углеводов.

Пантотеновая кислота требуется  для обмена жиров, углеводов, аминокислот, синтеза жизненно важных жирных кислот, холестерина, гистамина, ацетилхолина, гемоглобина. Пантотеновая кислота  чувствительна к нагреванию, при  термической обработке теряется почти 50 % витамина.

Участие в биохимических процессах

В клетках животных и растений пантотеновая кислота входит в состав кофермента A (KoA), принимающего участие в важнейших реакциях обмена веществ.

Важнейшим свойством витамин пантотеновой кислоты является ее способность  стимулировать производство гормонов надпочечников — глюкокортикоидов, что делает его мощным средством для лечения таких заболеваний как артрит, колит, аллергия и болезни сердца. Витамин играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также принимает участие в синтезе нейротрансмиттеров.

Пантотеновая кислота участвует  в метаболизме жирных кислот. Она  нормализует липидный обмен и  активирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Пантотеновая кислота оказывает  значительное гиполипидемическое действие, обусловленное, по-видимому, ингибированием биосинтеза основных классов липидов, формирующих в печени липопротеины низкой и очень низкой плотности.

[править]Источники

Пантотеновая кислота [D(+)a, g-диокси-b, b-диметилбутирил-b-аланин] широко распространена в природе. Суточная потребность человека в пантотеновой кислоте (5—10 мг) удовлетворяется при нормальном смешанном питании, так как пантотеновая кислота содержится в очень многих продуктах животного и растительного происхождения (дрожжи, икра рыб, яичный желток, зелёные части растений, молоко, морковь, капуста и т. д.). Пантотеновая кислота синтезируется также кишечной флорой.

Растительные Животные Синтез в организме

Горох, дрожжи, фундук, зеленые листовые овощи,

гречневая и овсяная крупы, цветная  капуста, чеснок.

Почки, сердце, цыплята,

яичный желток, молоко, икра рыб.

Вырабатывается в значительных количествах кишечной палочкой.

В большом количестве находится  в чесноке.[источник не указан 369 дней]

[править]Недостаток пантотеновой кислоты

Недостаток пантотеновой кислоты  в организме приводит к нарушениям обмена веществ, на основе которых развиваются  дерматиты, депигментация и потеря волос, шерсти или перьев, прекращение  роста, истощение, изменения в надпочечниках  и нервной системе, а также  расстройства координации движений, функций сердца и почек, желудка, кишечника.

Причиной дефицита витамина могут  быть малое содержание в пище белков, жиров, витамина С, витаминов группы В, заболевания тонкого кишечника с синдромом малабсорбции, а также длительное применение многих антибиотиков и сульфаниламидов.

Дозировки

Пантотенат кальция применяют внутрь, внутримышечно или внутривенно. Внутрь взрослым назначают по 0,1-0,2 г 2-4 раза в день; детям от 1 до 3 лет — по 0,005-0,1 г, от 3 до 14 лет — 0,1-0,2 г 2 раза в день. Суточная доза для взрослых — 0,4-0,8 г, для детей — 0,1-0,4 г. В дерматологии витамин B5 применяют в больших дозах: у взрослых по 1,5 г в сутки, у детей по 0,1-0,3 г 2-3 раза в день.

5. Пиридокси́н — одна из форм витамина B6. Представляет собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде.

B пищевых продуктах витамин  В6 встречается в трёх видах: пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин, которые примерно одинаковы по своей биологической активности.

Первые признаки нехватки пиридоксина

Повышенная утомляемость; депрессивное состояние; выпадение волос; трещины  в уголках рта; нарушение кровообращения; онемение конечностей; артрит; мышечная слабость.

Витамин B6 и нервная система

Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) помогает эффективно использовать глюкозу в клетке, предохраняя организм от резких колебаний уровня глюкозы в крови, при которых из надпочечников выбрасывается адреналин и резко повышается уровень сахара в крови. Психофизиологи считают, что частые проявления агрессивности — это подсознательный механизм, интуитивный способ человека путем выброса адреналина увеличить доступность для клеток энергетического материала. Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) улучшает метаболизм в тканях мозга, так как является главным катализатором обмена аминокислот, синтеза большинства нейромедиаторов нервной системы. Таким образом, витамин B6 повышает работоспособность мозга, способствует улучшению памяти и настроения. Поэтому нормальное распределение глюкозы с помощью витамина B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) оказывает благоприятное действие на центральную и периферическую нервные системы, повышает умственную, физическую работоспособность, укрепляет нервную систему. Недостаточность витамина B6 приводит к нарушению глютаминового обмена, в результате чего возникают нарушения со стороны центральной нервной системы (судороги и др.). Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) оказывает регулирующее влияние на нервную систему, в частности на трофическую иннервацию. При тепловой обработке продуктов значительная часть витамина теряется.

[править]Биологические функции пиридоксина

принимает участие в образовании  эритроцитов;

участвует в процессах усвоения нервными клетками глюкозы;

необходим для белкового обмена и трансаминирования аминокислот;

принимает участие в обмене жиров;

оказывает гипохолестеринемический  эффект;

оказывает липотропный эффект, достаточное количество пиридоксина необходимо для нормального функционирования печени.

[править]Источники

Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) содержится во многих продуктах. Особенно много витамина B6 содержится в зерновых ростках, в грецких орехах и фундуке, в шпинате, картофеле, моркови, цветной и белокочанной капусте, помидорах, клубнике, черешне, апельсинах и лимонах. Витамин B6 содержится также в мясных и молочных продуктах, рыбе, печени, яйцах, крупах и бобовых. Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) синтезируется в организме кишечной микрофлорой. Содержание витамина в 100 г съедобной части продукта: фасоль - 0,9; соя - 0,85; скумбрия - 0,8; печень говяжья - 0,7; томатная паста - 0.63; пшеница твердая - 0.6; почки свиные - 0,58; печень свиная - 0,52; крупа пшено - 0,52; перец сладкий красный - 0,5; почки говяжьи - 0,5; палтус - 0,42; крупа гречневая - 0.4; банан - 0,38; яйцо куриное желток - 0,37; картофель - 0,3; лук порей - 0,3; затем, по убывающей - мука пшеничная, др. зерновые, ягоды.

[править]Суточная потребность в витамине B6 (пиридоксине)

Суточная потребность в витамине B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) у взрослого человека равна 1,1-5 мг, для беременных и кормящих женщин — 2-2,2 мг, для детей первого года жизни — 0,3-0,6 мг.

[править]Гипервитаминоз

Развивается при длительном употреблении в больших дозах. Характеризуется  снижением содержания белка в  мышечной ткани и внутренних органах. На ранних стадиях могут появиться  высыпания на коже, помутнение сознания и головокружение, судороги. Лечение: ограничение препарата, симптоматическое.

6.Биоти́н (витамин Н, витамин B7, кофермент R) — водорастворимый витамин группы В. Молекула биотина состоит из тетрагидроимидазольного и тетрагидротиофенового кольца, в тетрагидротиофеновом кольце один из атомов водорода замещен на валериановую кислоту. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза.

Химическая  формула C10H16N2O3

Биохимическая роль

Входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой обмен, обладает высокой активностью. Участвует в синтезе глюкокиназы — фермента, регулирующего обмен сахаров.

Является коферментом различных ферментов, в том числе и транскарбоксилаз. Участвует в синтезе пуриновых нуклеотидов. Является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена^[1]. С участием биотина протекают реакции активирования и переноса СО₂ ^[2].

[править]Рекомендуемая суточная норма потребления

Физиологическая потребность для  взрослых — 50 мкг/сутки. Для детей — от 10 до 50 мкг/сутки в зависимости от возраста. Верхний допустимый уровень потребления не установлен.^[3]

[править]Суточная норма биотина для разных возрастов

Содержание в пищевых продуктах  и лекарственных препаратах

[править]Содержание в пищевых продуктах

В малых количествах биотин содержится во всех продуктах, но больше всего  этого витамина содержится в печени, почках, дрожжах, бобовых (соя, арахис), цветной капусте, орехах.[5] В меньшей  степени он содержится в томатах, шпинате, яйцах (не сырых), в грибах.

Здоровая микрофлора кишечника  синтезирует биотин в достаточном  для организма количестве. Поэтому  употребление продуктов, нормализующих  микрофлору кишечника (молочнокислые  продукты, квашенная капуста) оказывает хотя и косвенный, но значительный вклад в обеспечении потребности организма в биотине.

7. Фо́лиевая кислота́ (витамин B9; лат. acidum folicum от лат. folium — лист) — водорастворимый витамин, необходимый для роста и развития кровеносной и иммунной систем. Наряду с фолиевой кислотой к витаминам относятся и её производные, в том числе ди-, три-, полиглутаматы и другие. Все такие производные вместе с фолиевой кислотой объединяются под названием фолацин.

Химическая формула C19H19N7O6

Недостаток фолиевой кислоты может  вызвать мегалобластную анемию у взрослых, а при беременности повышает риск развития дефектов нервной трубки.

Фолиевая кислота в пищевых  продуктах

Животные и человек не синтезируют  фолиевую кислоту, получая её вместе с пищей, либо благодаря синтезу  микрофлорой кишечника. Фолиевая кислота  в значимых количествах содержится в зелёных овощах с листьями, в  некоторых цитрусовых, в бобовых, в хлебе из муки грубого помола, дрожжах, печени, входит в состав мёда. Во многих странах законодательство обязывает производителей мучных продуктов  обогащать зерна фолиевой кислотой. В процессе приготовления пищи часть  фолатов разрушается.

[править]История

В 1931 году исследователь Люси Уиллс сообщила о том, что приём дрожжевого экстракта помогает вылечить анемию у беременных женщин. Это наблюдение привело исследователей в конце 1930-х годов к идентификации фолиевой кислоты как главного действующего фактора в составе дрожжей. Фолиевая кислота была получена из листьев шпината в 1941 году и впервые синтезирована химическим способом в 1945.[1]

[править]Биологическая роль

Фолиевая кислота необходима для  создания и поддержания в здоровом состоянии новых клеток, поэтому  её наличие особенно важно в периоды  быстрого развития организма — на стадии раннего внутриутробного  развития и в раннем детстве. Процесс  репликации ДНК требует участия  фолиевой кислоты, и нарушение этого  процесса увеличивает опасность  развития раковых опухолей. В первую очередь от нехватки фолиевой кислоты  страдает костный мозг, в котором  происходит активное деление клеток. Клетки-предшественники красных  кровяных телец (эритроцитов), образующиеся в костном мозге, при дефиците фолиевой кислоты увеличиваются  в размере, образуя так называемые мегалобласты (см. макроцитоз) и приводя к мегалобластной анемии.

Рекомендуемая суточная норма потребления

Степень всасывания и утилизации фолиевой кислоты зависит от характера  пищи и способа её приготовления. Биодоступность синтетической фолиевой кислоты выше, чем у фолиевой кислоты, получаемой с пищей. ^[2] Чтобы сгладить воздействие этих факторов, рекомендуемая суточная норма измеряется в микрограммах «пищевого фолатного эквивалента». Советские и Российские документы рекомендуют беременным женщинам употреблять 600 мкг, кормящим — 500 мкг, а всем остальным — 400 мкг фолиевого эквивалента в сутки^[3]. 1 мкг потребляемого с пищей натурального фолата равняется примерно 0.6 мкг фолата, полученного в форме таблеток или в виде синтетических добавок в пище. По данным двух научных исследований 1988 и 1994 годов, большинство взрослых людей потребляют меньше фолиевой кислоты, чем это установлено нормами. ^[4][5] В некоторых странах с конца XX века была введена обязательная фортификация продуктов фолиевой кислотой.^[6]

В последние годы многие нормы были уточнены, включая и нормы на соединения фолиевой кислоты. Всемирная Организация  Здравоохранения заметно снизила  необходимое количество фолатов:

Рекомендуемые ВОЗ нормы потребления  фолатов^[7]:

Дополнительные количества, которые  следует добавить:

8. Витаминами B12 называют группу кобальтсодержащих биологически активных веществ, называемых кобаламинами. К ним относят собственно цианокобаламин — продукт, получаемый при химической очистке витамина цианидами, гидроксикобаламин и две коферментные формы витамина B12: метилкобаламин и 5-дезоксиаденозилкобаламин.