Жирорастворимые витамины

К жирорастворимым витаминам относятся витамины группы А, группы D, группы Е, группы К, группы F.

Витамины группы А

Витамины группы А объединяют вещества с общим биологическим действием.

К ним относятся:

• витамин A₁ (ретинол)
• витамин А₂ (дегидроретинол)
• витамин А — альдегид
• витамин А — алкоголь
• витамин А — кислота (ретиноловая кислота)

Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения. В чистом виде витамин А был выделен Osborn и Meandel из сливочного масла. Синтез витамина А осуществили Каггег и Morf в 1933 году Витамин А (ретинол) — кристаллическое вещество светло-желтого цвета, хорошо растворяется в жире. Он устойчив к щелочи и нагреванию, но неустойчив к действию кислот, ультрафиолетовых лучей и кислороду воздуха, под влиянием которых инактивируется. К витамину А относятся растительные пигменты каротиноиды, играющие роль провитамина А.

Каротиноиды выделил в 1831 году Wackenroder, а синтез их осуществлен Каггег, Inhoffen и Milos с сотрудниками в 1950 году. Каротиноиды (от лат. carota — морковь) относятся к углеродным соединениям, которые в растениях обычно связаны с белком. Каротиноиды находятся в зеленых частях растений, а также в овощах и плодах, окрашенных в красно-оранжевый цвет. Высоким содержанием каротиноидов отличаются морковь, помидоры, красный перец, абрикосы, ягоды облепихи.

В качестве провитамина А практически имеют значение α- и β-каротины и криптоксантин. Наибольшую ценность представляет p-каротин, который по своей А-витаминной активности превышает в 2 раза другие каротины. Удовлетворение потребности организма человека в витамине А, по-видимому, происходит в основном за счет каротина. По некоторым данным, около 75 % потребности в витамине А удовлетворяется каротином и только 25 % витамином А как таковым. Превращение каротина в витамин А происходит в основном в стенке тонких кишок, а также в печени и в результате ферментативных процессов в некоторых других тканях.

Каротин всасывается в кишечнике значительно труднее, чем ретинол. Максимум всасывания ретинола наступает через 3-5 ч после приема, в то время как максимум всасывания каротина отмечается через 7-8 ч.

Жир способствует всасыванию ретинола и каротина. На эффективность всасывания оказывает влияние количество и состав жира; отмечено, что жиры, богатые токоферолами и ненасыщенными жирными кислотами, обеспечивают лучшее усвоение ретинола и каротина. Помимо присутствия в пище жиров, на всасывание каротина оказывает влияние способ кулинарной обработки овощей.

Физиологическое значение. Витамин А оказывает влияние на рост и нормальное развитие молодых организмов; на нормализацию состояния эпителиальной ткани; на процессы роста и формирование скелета; на ночное зрение путем специфического участия в химии акта зрения.

Изменения эпителиальной ткани при недостатке ретинола в организме проявляются в виде метаплазии эпителия кожи и слизистых оболочек, сопровождающейся превращением его в многослойный плоский ороговевающий эпителий (кератоз). Наблюдается атрофия железистого аппарата.

Метаплазия эпителия слизистых оболочек верхних дыхательных путей сопровождается снижением резистентности тканей к инфекции, что влечет за собой учащение случаев ринита, ларингита и бронхита, а также развитие тяжелой пневмонии. На конъюнктиве глаз наблюдаются явления ксероза. В тяжелых случаях А-витаминной недостаточности поражается роговица глаза (ксерофтальмия и кератомаляция). Под влиянием А-витаминной недостаточности явления метаплазии развиваются и в пищеварительной системе, особенно в пищеводе и выводных протоках пищеварительных желез. Существенные изменения возникают и в выделительной системе, где метаплазии подвергается эпителий, как самой почки, так и мочевыводящих путей.

Важнейшей функцией витамина А является его участие в акте ночного зрения. Сумеречное (ночное) зрение осуществляется посредством палочкового аппарата сетчатки. В палочковых клетках содержится чувствительное к свету вещество — зрительный пурпур, или родопсин, представляющий собой соединение белка с ретинолом. Под влиянием света родопсин разлагается с освобождением желтого пигмента — ретинена (альдегид ретинола). Восстановление родопсина происходит в темноте путем превращения ретинена в ретинол и последующего соединения его с белком. При недостатке ретинола восстановление родопсина задерживается или прекращается, в результате чего теряется способность к сумеречному зрению и развивается заболевание гемералопией (куриной слепотой).

Недостаток ретинола сказывается и на дневном зрении, вызывая сужение поля зрения и нарушение нормального цветоощущения. Участие ретинола в процессе фоторецепции является наиболее выясненной функцией этого витамина в организме.

По данным Dowling и Wald (1958, 1960), витамин А (ретинол) в основном проявляет свою функцию только участием в акте ночного зрения, являясь материалом для образования зрительных пигментов. Все остальные многообразные функции витамина А в организме выполняет витамин А-кислота (ретиноловая кислота).

Витамин А может депонироваться в организме в значительном количестве и обеспечивать потребности организма в течение 1-2 лет. Отложение основных количеств его происходит в печени, где ретинол присутствует преимущественно в виде эфиров жирных кислот.

В крови здорового человека содержится 15-45 мкг% ретинола и 60- 160 мкг% каротина. Моча обычно не содержит ретинола.

Одной из причин А-авитаминоза у человека может явиться нарушение превращения каротина в ретинол, наблюдающееся при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы. Имеются данные, что ретинол в сочетании с витамином G вызывает уменьшение липоидных отложений в стенках сосудов и снижает содержание холестерина в сыворотке крови.

Источники витамина А

Содержание витамина А в пищевых продуктах следующее (в мг%):

рыбий жир — 19
печень говяжья — до 14
печень свиная — 5,82
консервы «печень трески» — 3,8
сливки 20% жирности — 0,24
яйца — 0,6
масло коровье — 0,6
сметана — 0,3
молоко — 0,05
сыр голландский — 0,19
мясо — 0,01
рыба — 0,03

Каротин в пищевых продуктах содержится в следующих количествах (в мг%):

масло пальмовое — 80
масло из облепихи — 40
мука соевая -10
зелень петрушки — 8,4
морковь красная — 7,2
абрикосы сухие — 5
лук зеленый — 4,8
перец фаршированный — 4
шпинат — 3,7
томат-паста — 3
икра кабачковая — 2,8
абрикосы свежие — 1,78
помидоры — 1,7
салат — 1,8
томатный сок — 0,5
щавель — 0,08

Летом в таких продуктах, как молоко, масло, яйца, содержится больше ретинола и каротина, чем зимой, что связано с большим содержанием каротина в летнее время в кормах животных и птиц. В женском молоке ретинола в 5-10 раз больше, чем в коровьем.

Потребность. Суточная потребность в витамине А (ретиноле) определена для взрослого человека в 1,5 мг (или 5000 ME), для беременных женщин — 2,0 мг (6600 ME), для кормящих матерей — 2,5 мг (8250 ME). Дети в возрасте до года должны получать 0,5 мг (1650 ME) витамина А, от года до 7 лет — 1,0 мг (3300 ME) и от 7 до 15 лет — 1,5 мг (5000 ME).

Прием больших количеств витамина А может привести к развитию гипервитаминоза. Известны случаи А-гипервитаминоза при употреблении в пищу печени морских животных, а также случаи тяжелых форм А-гипервитаминоза в результате ошибочного приема больших доз высококонцентрированного препарата витамина А.

Витамины группы D (кальциферолы)

В группу витаминов D входят эргокальциферол (витамин D₂) и холикальциферол (витамин D₃). Кроме того, к витаминам группы D относят витамин D₄ и витамин D₅. Источниками образования витаминов группы D в животном организме служит 7-дегидрохолестерин, который является естественным провитамином холикальциферола. При действии на кожу ультрафиолетовых лучей солнца или искусственного источника ультрафиолетовых лучей (длина волны 275-310 нм) образуется холикальциферол (витамин Бз), обладающий высокой витаминной активностью: 1 г холикальциферола содержит 40000000 ME (ME=0,025 мкг чистого кристаллического эргокальциферола).

В растительных организмах содержится эргостерин, являющийся провитамином эргокальциферола. Высоким содержанием эргостерина отличаются дрожжи. Витаминная активность эргокальциферола такая же, как и холикальциферола, т. е. в 1 г 40 000 000 ME.

В растительных организмах содержится 22,23-дегидроэргостерин, являющийся естественным провитамином D₄ и 7-дегидроситостерин — провитамин D₅. Активность витамина D₄ несколько ниже активности эргокальциферола и составляет в 1 г 30000 000 ME. Витаминная активность витамина D₅ еще ниже и не превышает 1300 000 ME в 1 г.

Под влиянием ультрафиолетовой инсоляции, провитамин D превращается в активнодействующий витамин D. В дополнительном обеспечении витамином D нуждаются дети, а также лица, находящиеся в условиях недостаточной ультрафиолетовой радиации: горнорабочие, подводники, участники экспедиций, находящиеся за Полярным кругом, лежачие больные.

Витамин D содержится в значительном количестве в печеночном рыбьем жире. Количество витамина D в молоке, масле, яйцах колеблется в зависимости от сезона.

Содержание витаминов группы D в 100 г продукта составляет (в ME):

молоке — 4
сыры — 100-200
яйца — 50-200 (в желтке 300)
сливочное масло летом — 100 и зимой — 30
печень говяжья — 100
треска — 50-150
тресковая печень — 500-1500
палтус — 500-4000
сельдь — 1500
лосось — 800-1200
печень палтуса — 100000
печень тунца — 30 000

Физиологическое значение витаминов D

Витамин D нормализует всасывание из кишечника солей кальция и фосфора, способствуя отложению в костях фосфорнокислого кальция. Витамин D оказывает регулирующее действие на обмен фосфора и кальция в организме, способствуя превращению органического фосфора тканей в неорганический; стимулирует рост.

Недостаток витамина D в организме вызывает нарушение кальциевого и фосфорного обмена, приводящее к развитию заболевания детей рахитом. Рахит является типичным авитаминозом, распространенным среди детей младшего возраста (от 2 месяцев до 2 лет). Он проявляется задержкой окостенения родничков и задержкой прорезывания зубов. Отмечается при рахите и ряд общих нарушений: общая слабость, раздражительность, потливость.

Из биологических показателей наблюдается резкое повышение активности щелочной фосфатазы. Важнейшими проявлениями рахита являются изменения скелета, размягчение и деформация костей, выраженное искривление костей бедер и голеней, а также искривления позвоночника. Возможны случаи так называемого позднего рахита, когда заболевание развивается в более старшем возрасте — в 5 лет и старше. У взрослых к заболеваниям D-витаминной недостаточности относятся остеопороз и остеомаляция.

Основной момент в патогенезе рахита — нарушение обмена фосфорных соединений, в частности фосфорных эфиров. Содержание в крови неорганического фосфора уменьшается до 1,5 мг% вместо нормы 5 мг%.

Витамин D, мобилизуя фосфорные соединения тканей и содействуя переходу их в кровь, восстанавливает нарушенные при рахите соотношения кальция и фосфора, в результате чего улучшается костеобразование.

Потребность. Потребность организма в витамине D может выражаться в международных единицах (ME). Каждая единица равна 0,025 мкг чистого кристаллического эргокальциферола.

Потребности в витамине D определены для детей, беременных женщин и кормящих матерей — 500 ME; на Крайнем Севере эти нормы повышаются до 1000 ME для беременных и кормящих, а для детей да 2000 ME.

В обычных условиях взрослый человек не нуждается в дополнительном введении эргокальциферола. В условиях недостаточности солнечного облучения рекомендуется до 500 ME витамина D.

Применение с лечебной и профилактической целью витаминов группы D требует известной осторожности.

Большие количества витамина D, вводившиеся экспериментальным животным, оказывают токсическое действие: наступает падение веса, отложение кальция в паренхиматозных органах, в стенках сосудов.

Известны случаи тяжелой интоксикации людей в результате приема больших доз витамина D.

Витамины группы Е (токоферолы)

Витамины группы Е объединяют 7 токоферолов, обозначаемых начальными буквами греческого алфавита (α, β, γ, δ, ε, ζ, η). Витамин Е в чистом виде выделен в 1936 г. Evans и Emerson.

По своему биологическому действию токоферолы подразделяются на вещества витаминной и антиокислительной активности. Витаминной активностью отличается α-токоферол. В тканях и крови α-токоферол составляет около 90% всех токоферолов организма. Биологическая активность α-, β- и γ-токоферолов может быть оценена как 100:40:8. Остальные формы в витаминном отношении малоактивны. Наибольшей антиокислительной активностью отличается δ-токоферол, наименьшей — α-токоферол.

Физиологическое значение. Основное физиологическое значение витамина Е заключается в его антиокислительном действии на внутриклеточные липиды и предохранении липидов митохондрий или микросом от пероксидации. Окисление внутриклеточных липидов обусловливает образование токсических для клетки веществ — пероксидов, оксидов, гидроксилов — из расщепленных ненасыщенных жирных кислот. Они могут привести к гибели клетки и оказать ингибирующее и инактивирующее действие на биологически активные компоненты — ферменты и витамины.

Окисление липидов клеточной стромы может сопровождаться гемолизом эритроцитов. Витамин Е предохраняет эритроциты от гемолиза. Таким образом, витамин Е можно обоснованно отнести к внутриклеточным антиоксидантам. Содержание витамина Е в плазме крови составляет 1 мг%. Важнейшим свойством токоферолов является их способность повышать накопление во внутренних органах всех жирорастворимых витаминов, особенно ретинола. Установлена тесная связь токоферолов с функцией и состоянием эндокринных систем, особенно половых желез, гипофиза, надпочечников и щитовидной железы.

Токоферолы принимают участие в обмене белка; при этом установлено их участие в синтезе нуклеопротеидов, а также в обмене креатина и креатинина.

Токоферолы оказывают нормализующее действие на мышечную систему. Достаточный уровень токоферолов способствует развитию мышц и нормализует мышечную деятельность, предотвращая развитие мышечной слабости и утомления. Токоферолы могут использоваться при больших физических напряжениях для повышения мышечной работоспособности в физкультурных коллективах в периоды интенсивных тренировок.

Недостаточность. Недостаточность витамина Е у животных вызывает мышечную дистрофию. При этом происходит нарушение активности ферментов фосфорилирования креатина и аденозинтрифосфата. В мышцах снижается содержание миозина с одновременной заменой его коллагеном. Важной стороной биологического действия витамина Е является его влияние на функцию размножения.

У животных при недостатке токоферолов возникают нарушения полового цикла. У самцов нарушается сперматогенез, дегенеративно изменяется эпителий семенных канальцев, теряется способность к оплодотворению, у самок наступает бесплодие, а при беременности — прекращение ее и гибель плода.

Источники витамина E

Витамин Е содержится как в растительных, так и в животных продуктах. В значительном количестве он представлен в зародышах злаков, в зеленых овощах и в растительных маслах.

Содержание витамина Е в пищевых продуктах следующее (в мг%):

пшеничные зародыши — 25
кукурузные зародыши — 15-25
зерна овса — 18-20
рожь и кукуруза — 10
пшеница — 6,5-7,5
бобовые — 5
овощи — 1,5-2
молоко — 0,1-0,5
сливочное масло — 1,5-2,5
яйца — 1-3
говядина — 2
треска палтус, сельдь — 1,5
подсолнечное масло — 60
хлопковое масло — 90
соевое масло — 120
кукурузное масло — 100
оливковое масло — 5

Потребность взрослого человека в витамине Е ориентировочно определена в 8 мг на 1000 ккал или 20-30 мг в сутки.

Витамины группы К (филлохиноны)

К витаминам группы К относятся природные вещества — витамин K₁ (филлохинон) и витамин К₂ (менахинон). Из синтетических препаратов известен витамин К₃ (метинон) и водорастворимый препарат викасол, обладающие высокой биологической активностью.

Физиологическое значение. Витамины группы К участвуют в процессе свертывания крови. Они входят в состав простетической группы ферментной системы, осуществляющей биосинтез белковых тромбогенных веществ в крови. При недостатке витаминов группы К прекращается биосинтез протромбина, тромботропина и фактора VII (проконвертина). Витамины группы К в организме выполняют роль кофермента в образовании протромбина и превращения последнего в тромбин. Таким образом, витамины группы К могут быть отнесены к антигеморрагическим веществам. У человека витамин К₂ синтезируется в значительном количестве (до 1,5 мг в сутки) кишечной микрофлорой.

Высокий уровень эндогенного синтеза витаминов К кишечной микрофлорой исключает возможность возникновения у взрослого человека первичного К-авитаминоза. Реальная опасность К-витаминной недостаточности и развития первичного К-авитаминоза возникает у детей впервые 5 дней их постэмбриональной жизни, когда их кишечник еще недостаточно заселен микрофлорой, способной синтезировать витамин К.

У взрослого человека возможны вторичные К-авитаминозы, развивающиеся в результате прекращения усвоения витаминов К в кишечнике или вследствие прекращения его эндогенного синтеза кишечной микрофлорой. Вторичный К-авитаминоз может иметь место при обтурационной желтухе, когда вследствие прекращения поступления желчи в двенадцатиперстную кишку нарушается усвоение жирорастворимых веществ, в том числе и витаминов группы К.

Значительные нарушения в тромбогенных свойствах крови возникают при использовании избыточных количеств антикоагулянтов, особенно дикумарина. Развивающиеся при этом явления аналогичны К-авитаминозному состоянию. Снижение концентрации в крови протромбина и тромботропина и связанное с этим падение тромбопластической активности могут быть устранены своевременным введением препаратов витамина К.

Некоторые витамины группы К при избыточном введении могут оказать токсическое действие (фтиокол, метинон).

Источники витамина K

Филлохинон (витамин K₁) содержится в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы, а также в некоторых травах — люцерне и др. Под влиянием солнечного света зеленые листья растений синтезируют филлохинон.

Витамин К2 содержится в животных продуктах и бактериях. Он может также продуцироваться бактериями в верхних отделах толстого кишечника. Из микроорганизмов кишечного тракта, синтезирующих витамин К, наибольшее значение имеет кишечная палочка.

Содержание витамина К в пищевых продуктах следующее (в мг%):

цветная капуста — 0,06
зеленый горошек — 0,1-0,3 мг
морковь — 0,1
шпинат — 4,5
томаты — 0,4
земляника — 0,12
картофель — 0,08
молоко — 0,002
яйца — 0,02
куриное мясо — 0,01
телятина, баранина, свинина — 0,15
свиная печень — 0,6
говядина и треска — 0,1

Потребность. Суточная потребность в витамине К не установлена. Предполагается, что для взрослых людей она составляет 1-2 мг витамина в сутки. По некоторым данным, суточная потребность в витамине К значительно меньшая — 0,2-0,3 мг. В условиях обычного питания смешанной пищей, а также при нормальном эндогенном синтезе потребность в витамине К удовлетворяется полностью.