1. Общая характеристика, влияние на качество продуктов питания

Витамины – незаменимые органические вещества, необходимые для поддержания жизненно важных функций организма, участвующие в регуляции биохимических и физиологических процессов, биомолекулы с преимущественно регуляторными функциями, поступающие в организм с пищей, незаменимые (эссенциальные) пищевые вещества, которые не образуются в организме или образуются в недостаточном количестве.

Как правило, витамины не синтезируются в организме человека. Часть витаминов синтезируются кишечной микрофлорой или образуются в количествах, недостаточных для обеспечения нормальной работы организма человека, поэтому они должны регулярно поступать с пищей или в виде БАД.

В отличие от других незаменимых пищевых веществ (аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, углеводов), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии. Их основные функции сводятся к участию в работе биокатализаторов (в качестве коферментов), участию в регуляции (в качестве гормоноподобных соединений), подавлению образования свободных радикалов. Каждый витамин выполняет присущую только ему специфическую функцию и не может быть заменен другим веществом. Если в организме не хватает какого-либо витамина, всегда возникают сбои или более серьезные нарушения в обмене веществ, что приводит к заболеваниям, причина которых обусловлена витаминной недостаточностью.

Организму требуется незначительное количество этих биологически активных веществ – от нескольких десятков миллиграммов до нескольких микрограммов в день (исключение составляет витамин С, которого необходимо на порядок больше). Причем, необходимы одновременно все витамины.

В идеале питание человека должно быть разнообразно и насыщено различными витаминами. Но не существует «идеально» сбалансированной пищи, в которой присутствовали бы все группы витаминов в необходимом количестве. Дефицит витаминов в питании в той или иной степени – это объективная реальность питания современного человека, которая проявляется независимо от качества потребляемой пищи.

Поэтому каждый человек нуждается в обязательном регулярном приеме дополнительного количества витаминов для поддержания их баланса в организме.

Для отдельных категорий людей – спортсмены, дети и подростки, пожилые люди – потребность в витаминах более высокая. Увеличена она и для людей, имеющих наследственно обусловленные нарушения обмена веществ и процессов регуляции, в которых принимают участие витамины. Резко повышается потребность в витаминах и при различных заболеваниях (острых и хронических), при высоких физических и психо-эмоциональных нагрузках в экстремальных условиях.

2. Классификация витаминов

Классифицировать витамины по химической структуре невозможно – настолько они разнообразны и относятся к самым разным классам химических соединений. Однако их можно разделить по растворимости: жирорастворимые и водорастворимые.

К жирорастворимым относят 4 витамина:

• А (ретинол),
• D (кальцефирол),
• Е (токоферол),
• К,
• а также каротиноиды, часть из которых является провитамином А.

Холестерин и его производные (7-дегидрохолестирол) также можно отнести к провитамину D.

К водорастворимым относят 9 витаминов:

• В₁ (тиамин),
• В₂ (рибофлавин),
• В₅ (пантотеновая кислота),
• РР (ниацин, никотиновая кислота),
• В₆ (пиридоксин),
• В₉ (витамин В_с, фолиевая кислота),
• В₁₂ (кобаламин),
• С (аскорбиновая кислота),
• Н (биотин) (табл. 13).

Таблица 1. Классификация витаминов

*Адекватный уровень потребления приводится по данным МЗ России (2005), рекомендациям Немецкого общества питания и Национального Института Рака (США).

С точки зрения оценки физиологического действия, все витамины можно разделить на три основные группы: витамины, обладающие свойствами коферментов; витамины, обладающие способностью к антиоксидантной активности; витамины, проявляющие гормоноподобное действие (табл. 2).

Особый интерес представляют витамины-антиоксиданты. В табл. 3 показано их действие на организм человека и пищевые источники.

Таблица 2. Физиологическая классификация витаминов

Таблица 3. Антиоксиданты, их действие на огранизм человека, пищевые источники

Все витамины по рейтингу ежедневной потребности можно разделить на 5 основных групп (табл. 4).

Таблица 4. Суточная потребность в витаминах

Рекомендуемая норма потребления витаминов отражает общие рекомендации для среднего человека или определенных групп людей. Это понятие удобно для расчетов питания и может быть ориентиром для расчета реальной потребности в любом пищевом веществе.

Но существует также понятие «физиологическая потребность», которая отражает текущую реальную потребность в том или ином витамине конкретного человека или однородной узкой группы людей. Физиологическая потребность всегда индивидуальна и изменяется в зависимости от возраста человека, его физиологического состояния, уровня физической активности, здоровья, условий внешней среды и труда. Однако определить физиологическую потребность человека в каком-либо витамине бывает достаточно трудно. По этой причине рекомендуемые нормы потребления остаются весьма популярными в расчетах питания, хотя и не отражают реальную потребность в пищевом веществе.

Под витаминной недостаточностью понимают состояние, обусловленное сниженной обеспеченностью организма тем или иным витамином, что может быть связано либо с недостаточным его поступлением с пищей, либо с комплексом эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) причин. Глубина дефицита витаминов бывает различной, что и приводит к самым разным последствиям. В связи с этим выделяют следующие уровни обеспеченности.

Субнормальная обеспеченность витаминами – доклиническая стадия дефицита, сопровождаемая, как правило, неглубокими нарушениями некоторых функций организма, в которых участвует данный витамин. Имеются определенные внешние признаки витаминной недостаточности (состояние кожи, волос, нарушение функции желудочно-кишечного тракта).

Гиповитаминоз – достаточно глубокое снижение содержания витаминов в организме, которое сопровождается целым рядом малоспецифических и не резко выраженных клинических симптомов (снижение работоспособности, быстрая утомляемость). При этом состоянии в организме развивается целый ряд патологических процессов, которые могут не иметь четко выраженных клинических проявлений.

Авитаминоз – характеризует состояние глубокого дефицита витаминов, что вызывает болезнь, имеющую четкую симптоматику и ярко выраженные клинические проявления.

Основными первичными причинами дефицита витаминов являются:

1. недостаточное по объему питание;
2. несбалансированное питание, со сниженным содержанием витаминов и минеральных веществ;
3. религиозные запреты, вегетарианство;
4. потери витаминов при кулинарной обработке и хранении продуктов питания;
5. экстремальные природно-климатические и производственные условия, низкая обеспеченность и повышенный расход витаминов.

Однако гораздо более важными являются вторичные – эндогенные причины дефицита витаминов.

1. Нарушение функций пищеварительной системы.
2. Нарушение функции печени, которая играет важную роль в обмене витаминов.
3. Нарушение утилизации витаминов в организме.
4. Повышенное выведение витаминов с мочой и калом при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и мочевыделительной системы, а также при приеме диуретиков и слабительных.
5. Нарушение бактериального синтеза витаминов в кишечнике при дисбакториозах.
6. Глистные инвазии.
7. Применение антибактериальных препаратов, нарушающих микробиоценоз кишечника.
8. Прием лекарственных препаратов, нарушающих обмен веществ и метаболизм витаминов.
9. Наследственные нарушения метаболизма.
10. Увеличенная потеря и повышенная потребность в витаминах, связанная с болезнью, повышенной физической активностью, стрессом.
11. Период интенсивного роста, беременность, лактация.
12. Пожилой возраст.
13. Оперативное вмешательство.
14. Гемодиализ.

3. Частота и глубина гиповитаминозов

Гиповитаминозы встречаются повсеместно и мало зависят от качества питания. Гиповитаминозы – явление объективное. Частота случаев и глубина дефицита витаминов в организме человека естественно различаются в зависимости от региона проживания, времени года, характера питания, культуры и доходов семьи. Но вне зависимости от этих факторов средние цифры, характеризующие случаи дефицита витаминов, в Беларуси, равно как и в мире, высоки: недостаток витамина С охватывает от 40 до 100 % всего населения; недостаток тиамина, рибофлавина, пиридоксина и фолиевой кислоты наблюдается у 40–80 % населения; недостаток в питании каротиноидов проявляется у 20–70 %.

Рациональное и сбалансированное питание является краеугольным камнем в обеспечении человека всеми основными и минорными пищевыми веществами. Питание лежит в основе пирамиды здоровья человека. Чтобы грамотно выстроить пищевой рацион, необходимо знать, в каких продуктах и сколько содержится тех или иных витаминов (табл. 5).

Таблица 5. Рекомендуемая норма потребления витаминов, их пищевые источники

В настоящее время выделяют около 10 витаминоподобных веществ (иногда к ним относят полиненасыщенные омега-3 и омега-6 жирные кислоты). Все витаминоподобные вещества можно разделить в зависимости от рейтинга потребности (табл. 6).

Таблица 6. Витаминоподобные вещества, уровни потребности

*Суточная потребность Ко Q₁₀ от 40 до 140 мг, с пищей поступает от 5 до 15 мг.

Как видно из данных табл. 17, многие традиционные продукты питания могут содержать достаточно высокое количество витаминов, которые способны обеспечить нормальный или даже более высокий уровень потребления.

4. Витаминоподобные вещества

В настоящее время помимо витаминов выделяют и витаминоподобные вещества, которые, как и витамины, представляют собой самые разнообразные химические соединения. Некоторые из них в той или иной степени отличаются от истинных витаминов, являясь настоящими витаминами для отдельных животных и бактерий.

Инозит (витамин B₈) – по химическому строению шестиатомный циклический спирт, одна из форм которого, миоинозит, биологически активна. Является компонентом инозилфосфатидов – фосфолипидов. Недостаток может приводить к жировой дегенерации печени. В медицине используется в лечении мышечной дистрофии.

Холин (витамин B₄) по строению представляет собой аминоэтиловый спирт. При всасывании в кишечнике фосфорилируется. В организме участвует в синтезе фосфатидов и ацетилхолина. Недостаток может приводить к жировой дистрофии печени. Потребность его возрастает при недостатке метионина. Используют при лечении заболеваний печени.

l-карнитин (витамин В₇)-γ-триметиламино-β-оксимасляная кислота, которая, в основном, содержится в мышечной ткани. Участвует и обмене жирных кислот, способствуя энергетике мышц.

Синтезируется в организме человека. Применяют при высоких физических нагрузках, как анаболическое средство при гипотрофии, задержке роста у детей.

Оротовая кислота (витамин В₁₃) – исходный продукт для синтеза уридинфосфата и последующего биосинтеза пиримидиновых оснований (урацила, цитозина и тимина), используемых при образовании нуклеиновых кислот. Применяют при нарушениях белкового обмена.

Метилметионинсульфоний (витамин U) – производное метионина, активный донор метильных групп в реакциях метилирования. Участвует в биосинтезе метионина из гомоцистеина. Незаменимость для человека не доказана. Применяют при лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки; способствует снижению гиперсекреции, стимулирует репаративные процессы, улучшает моторику кишечника и желчного пузыря.

Парааминобензойная кислота (ПАБК, витамин H₁) – входит в состав фолиевой кислоты и ее производных. Необходима для нормального функционирования кишечной микрофлоры, которая использует ее для биосинтеза фолиевой кислоты.

Биофлавоноиды (витамин Р) – большая группа биологически активных веществ. Известно более 2000 различных биофлавоноидов, производных хромона и флавина, обшей чертой которых является наличие нескольких фенольных гидроксилов. Наибольшей активностью обладают производные флавононов (гесперидин, нарингин, эридиктол) и флавонов (хризин, лютеолин, кверцетин, рутин). Биологической активностью витамина обладают также кумарины и антоцианы.

Биофлавоноиды не накапливаются в организме и быстро окисляются до фенольных кислот (оксибензойной, ванилиновой, протокатеховой). Важная роль принадлежит биофлавоноидам как антиоксидантам, способным тормозить свободнорадикальные процессы перекисного окисления липидов и липопротеидов. Биофлавоноиды обладают способностью повышать устойчивость кровеносных капилляров и нормализовать их проницаемость, поэтому их активно применяют при лечении заболеваний, сопровождающихся геморрагическим синдромом.

Убихинон (кофермент, Ко Q₁₀) синтезируется в тканях человека и является универсальным коферментом, который осуществляет транспорт водорода через мембрану клетки, что обеспечивает функцию клеточного дыхания. Доказано антиоксидантное действие Ко Q₁₀.

Поэтому Ко Q₁₀ оказывает воздействие практически на все органы и системы организма и, в первую очередь, на сердечно-сосудистую систему. Падение содержания Ко Q₁₀ в крови отмечают при сердечно-сосудистых и онкологических заболеваниях, сахарном диабете. С 20-летнего возраста биосинтез Ко Q₁₀ в организме человека прогрессивно снижается.

Липоевая кислота (витамин N) выполняет роль кофермента окислительного декарбоксилирования пирувата и оксибутирата и тесно связана с функцией витамина B₁. Липоевая кислота обладает мощным антиоксидантным действием. Липоевую кислоту назначают при лечении заболеваний печени (обладает выраженным гепатотропным действием), диабетическом полиневрите, атеросклерозе, при различных интоксикациях.

Пангамовая кислота (витамин B₁₅) участвует в процессах переметилирования как донор метальных групп, активирует окислительновосстановительные процессы, способствует накоплению макроэргических соединений, повышает устойчивость к недостатку кислорода, физическую выносливость, усиливает процессы детоксикации.

В связи с этим пангамовую кислоту применяют при лечении заболеваний печени (гепатиты, цирроз), атеросклероза, сердечнососудистых заболеваний, хронического алкоголизма. Препараты пангамовой кислоты назначают спортсменам для достижения более высоких результатов.

Содержание витаминоподобных веществ в пищевых продуктах представлено в табл. 7.

Таблица 7. Содержание витаминоподобных веществ в пищевых источниках

Таким образом, витаминоподобные соединения представляют собой достаточно пеструю по химической структуре и свойствам группу биохимически активных веществ, многие из которых являются незаменимыми факторами (витаминами) для микроорганизмов. В то же время биофлавоноиды, липоевая кислота и Ко Q₁₀ являются мощными антиоксидантами.

Перечисленные витаминоподобные вещества могут быть отнесены к витаминам. Отсутствие дефицита этих соединений связано с тем, что некоторые из них синтезируются в организме и почти все в большом количестве присутствуют в составе пищи. Несмотря на это, дополнительное назначение этих биологически активных веществ вызывает ощутимый клинический эффект, что может свидетельствовать о существовании физиологического дефицита их в организме больных людей.