Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Витамины (от лат. vita «жизнь» + амин) — группа органических соединений разнообразной химической природы, объединённая по признаку их абсолютной необходимости для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи (в общем случае — из окружающей среды). Автотрофные организмы также нуждаются в витаминах, получая их либо путём синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона[1]. Большинство витаминов являются коферментами или их предшественниками[2].
Витамины содержатся в пище в очень небольших количествах и поэтому относятся к микронутриентам наряду с микроэлементами. К витаминам не относят не только микроэлементы, но и незаменимые аминокислоты[2][3] и незаменимые жиры[4].
Из-за отсутствия точного определения к витаминам в разное время причисляли разное количество веществ. На середину 2018 года известно 13 витаминов[3].
Содержание
Общие сведения
Функции в организме
Витамины выполняют каталитическую функцию в составе активных центров разнообразных ферментов, а также могут участвовать в гуморальной регуляции в качестве экзогенных прогормонов и гормонов. Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей. У каждого организма есть особые потребности в витаминах: молекула может быть витамином для одного вида, но не являться витамином для другого вида. Например, витамин C необходим приматам, но не большинству других млекопитающих[5].
Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические изменения (заболевания), например цинга и пеллагра[5].
С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: отсутствие витамина — авитаминоз, недостаток витамина — гиповитаминоз, избыток витамина — гипервитаминоз[5][6].
Синтез в организме
Большинство витаминов не синтезируются в организме человека и полностью должны поступать с пищей. Меньшинство составляют синтезируемые в организме: витамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света; витамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей; и одна из форм витамина B3 — ниацин, предшественником которого является аминокислота триптофан. Кроме того, витамины K и B7 обычно синтезируются в достаточных количествах симбиотической бактериальной микрофлорой толстой кишки человека[7][8].
Классификация
В биологической науке нет строгого определения витаминов, есть только необходимые признаки для причисления вещества к витаминам. Вещество, соответствующее следующим четырём признакам, может быть признано витамином[3]:
- Органическое вещество;
- Жизненно необходимое вещество, без которого развивается клиническая картина заболевания;
- Организм не производит вещество в нужном количестве или не производит вообще;
- Вещество требуется в минимальных количествах (для человека — менее 0,1 г в сутки, например, самая большая суточная рекомендованная доза у витамина C, и она равна 90 мг).
На 2012 год научным сообществом 13 веществ признано витаминами для человека[9]. Ещё несколько веществ находились на рассмотрении, но к 2018 году в списке витаминов их также 13[3]. Однако в школьных учебниках указано существенно большее число витаминов — до 80[3], например, в учебнике 2014 года написано про 20 витаминов[10].
Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, K, и водорастворимые — C и витамины группы B. Водорастворимые витамины легко растворяются в воде и, как правило, легко выводятся из организма, в такой степени, что выделение мочи является сильным предиктором потребления витаминов[11]. Поскольку они не так легко хранятся, важно более постоянное потребление[12]. Жирорастворимые витамины всасываются через кишечный тракт с помощью липидов (жиров). Витамины A и D могут накапливаться в организме, что может привести к опасному гипервитаминозу. Дефицит жирорастворимых витаминов из-за нарушения всасывания имеет особое значение при муковисцидозе[13].
Потребление
Источники
По большей части витамины поступают с пищей, но некоторые из них усваиваются другими способами: например, микроорганизмы в кишечной флоре вырабатывают витамин K и биотин; а одна из форм витамина D синтезируется в клетках кожи, когда они подвергаются воздействию ультрафиолетового света определённой длины волны, присутствующего в солнечном свете. Люди могут производить некоторые витамины из предшественников, которые они потребляют: например, витамин A синтезируется из бета-каротина, а ниацин синтезируется из аминокислоты триптофана[14]. Витамин C может синтезироваться некоторыми видами, но не другими. Витамин B12 — единственный витамин или питательное вещество, недоступное из растительных источников. Инициатива по обогащению пищевых продуктов перечисляет страны, которые имеют обязательные программы обогащения витаминами фолиевой кислотой, ниацином, витамином A и витаминами B1, B2 и B12[15].
Недостаточное потребление
Запасы различных витаминов в организме сильно различаются; витамины A, D и B12 хранятся в значительных количествах, в основном в печени[16], и в рационе взрослого человека может быть дефицит витаминов A и D в течение многих месяцев, а B12 в некоторых случаях в течение многих лет, прежде чем разовьётся состояние дефицита. Однако Витамин B3 (ниацин и ниацинамид) не хранится в значительных количествах, поэтому запасов может хватить всего на пару недель[16][17]. Для витамина C время появления первых симптомов цинги в экспериментальных исследованиях с полным лишением витамина C у людей варьировалась в широких пределах — от месяца до более чем шести месяцев, в зависимости от предыдущей истории питания, которая определяла начальные запасы витамина C[18].
Дефицит витаминов классифицируется как первичный или вторичный. Первичный дефицит возникает, когда организм не получает достаточного количества витамина с пищей. Вторичный дефицит может быть вызван основным заболеванием, которое препятствует или ограничивает усвоение или использование витамина, из-за «фактора образа жизни», такого как курение, чрезмерное употребление алкоголя или приём лекарств, которые препятствуют усвоению или использованию витамина[16]. У людей, придерживающихся разнообразной диеты, вряд ли разовьётся серьёзный первичный дефицит витаминов, но они могут потреблять меньше рекомендованного количества; национальное исследование продуктов питания и пищевых добавок, проведённое в США в 2003—2006 годах, показало, что более 90 % людей, которые не употребляли витаминные добавки, имели недостаточный уровень некоторых основных витаминов, в частности витаминов D и E[19].
Хорошо изученный дефицит витаминов у человека связан с тиамином (бери-бери), ниацином (пеллагра)[20], витамином C (цинга), фолиевой кислотой (дефекты нервной трубки) и витамином D (рахит)[21]. В большей части развитого мира эти дефициты встречаются редко из-за достаточного количества пищи и добавления витаминов в обычные продукты[16]. В дополнение к этим классическим заболеваниям, связанным с дефицитом витаминов, некоторые данные также указывают на связь между дефицитом витаминов и рядом различных расстройств[22][23].
Избыточное потребление
У некоторых витаминов зафиксирована острая или хроническая токсичность при больших дозах, которая называется гипертоксичностью. Европейский союз и правительства ряда стран установили Допустимые верхние уровни потребления (ULS) для тех витаминов, токсичность которых подтверждена документально[24][25][26]. Вероятность потребления слишком большого количества любого витамина из пищи невелика, но чрезмерное потребление (отравление витаминами) из пищевых добавок имеет место. В 2016 году 63 931 человек сообщили в Американскую ассоциацию токсикологических центров о передозировке всеми витаминными и мультивитаминными / минеральными препаратами, причём 72 % из этих случаев были у детей в возрасте до пяти лет[27]. В США анализ национального исследования рациона питания и пищевых добавок показал, что около 7 % взрослых потребителей пищевых добавок превысили норму фолиевой кислоты, а 5 % людей старше 50 лет превысили норму витамина A[19].
История
|
|