Витамин р (биофлавоноиды и полифенолы)
Это группа пищевых незаменимых факторов. Соединения этой группы содержат ядро бензапирона, соединенное с гидроксилами фенолов. Последние могут быть метилированы и соединены с различными остатками сахаров.
Известно более 600 веществ этой группы (типичный пример — кверцетин). Большинство из подобных веществ водорастворимо, но имеются и жирорастворимые формы (в частности, в оливках и зеленом чае). Растения вырабатывают витамин Р при участии никель- и молибден-содержаших энзимов. Многие растительные продукты (но не животные ткани) имеют в своем составе значительные количества витамина Р. Например, гречиха содержит рутин, чайный лист (особенно, зелёный) — катехины, цитрусовые — гесперидины, рис — госсипол, ромашка — апигенин, яблоки — кверцетин, бобовые, особенно, соя и чечевица — генистрин, свёкла — антоцианы. Полифенолы изобилуют в травах. Полифенолы имеются в большом количестве в шоколаде, кофе, какао, белом вине.
Много витамина Р заключают алоэ (алоэмодин), ревень (реин), шиповник и т.д. Очень богаты витамином Р голубика и брусника, признанные источники этого витамина — смородина, особенно чёрная, и клюква. В составе чеснока витамин Р сочетается с серо-содержащими антиоксидантными аминокислотами и фитонцидами, обладающими выраженным бактерицидным действием на этиологический агент язвенной болезни — Helicobacter pylori.
Диетологи высоко оценивают красные вина, как источник комплекса биофлавоноидов (кверцетин, рутин, катехин). В них содержится в 10 раз больше витамина Р, чем даже в таком богатом источнике, как зеленый чай. Вдобавок, красное вино содержит каротиноид резсрватол и мочевую кислоту, проявляющую синергизм с редокс-витаминами. Однако эти позитивные эффекты не отменяют вредного действия содержащегося в данном продукте алкоголя.
Биологическое действие витамина Р ранее сводили только к капилляроукрепляющему эффекту. На деле, оно оказалось много шире. Биофлавоноиды и полифенолы — мощные антиоксиданты, реактивирующие сульфгидрильные соединения и витамин С, а также глутатион и, в известной степени, токоферолы. Витамин Р усиливает эффекты витамина С.
Минимальная суточная потребность в витамине Р составляет для взрослых ориентировочно 50—100 мг/сутки, хотя сбалансированная диета даёт более полуграмма био-флавоноидов и полифенолов в день. Риск гиповитаминоза Р создается у лиц, не употребляющих растительной пищи и находящихся на упрощенной диете.
Первые проявления экспериментального гиповитаминоза Р включают боли в ногах и плечах, утомляемость, затем присоединяются проявления вазопатии с образованием петехий (точечных кровоизлияний) в местах механического давления на кожу.
В настоящее время установлено некоторые биофлавоноиды, например, кверцетин, способны связываться с бензодиазепиновым рецептором в мозге. Это объясняет их седативный, обезболивающий и гипотензивный эффекты. Также показано, что витамин Р нейтрализует канцерогенные для ЖКТ нитрозамины. Показано, что биофлавоноиды, содержащиеся в яблоках, снижали риск развития рака легких, а витамин Р, содержащийся в чесноке, оливках и зеленом чае, снижали риск раковых опухолей ЖКТ и мочеполовой системы.
ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
Жирорастворимые витамины всасываются с липидами, поступают в хиломикроны и с ними переносятся в печень. Избытки жирорастворимых витаминов не выводятся с мочой, поэтому передозировка оказывает токсический эффект. Хранятся жирорастворимые витамины в основном в печени и также в жировой ткани. Витамины выделяются в желчь и либо реабсорбируются через энтерогепатическую циркуляцию, либо экскретирутся с калом. Некоторые метаболиты могут выделяться с мочой.
Пищевые источники всех жирорастворимых витаминов включают овощи с зелеными листьями, растительные масла, содержащее жир мясо и молочные продукты. Большинство жирорастворимых витаминов более термостабильны, чем водорастворимые витамины и не инактивируются при обычной температуре варки, но разрушаются под действием ультрафиолетового излучения и при окислении.
Витамин А.
Термин «витамин А» объединяет группу близких по химической структуре соединений – ретинол (витамин A1), дегидроретинол (витамин А3), ретиналь (витамин А-альдегид), ретиноевую кислоту, их эфиры. Большинство из них являются производными собственно витамина А – циклического ненасыщенного спирта, производного изопрена (см. рис.), который легко образует эфиры с жирными кислотами и в таком виде депонируется в тканях. Наличие двойных связей обусловливает его легкую окисляемость с образованием альдегида.
Витамин А одновременно является гормоноподобным соединением, регулирующим экспрессию генома ряда клеток, и редокс-витамином.
Провитамины А – это a-b-g-каротины, криптоксантин и некоторые другие.
В живой природе витамин А встречается исключительно в тканях животных. Наиболее богат им рыбий жир, в особенности – акулий и палтусовый, в меньшей степени – тресковый (19 мг/дл). Печень животных содержит чуть меньшие количества витамина А, немало его в яйцах, сливочном масле, сметане и сырах.
Каротиноиды – исключительно продукт растительного синтеза. Этими провитаминами богаты красно-оранжевые овощи и плоды, а также зелень. По содержанию b-каротина, самого активного провитамина А, лидируют пальмовое, облепиховое масло, соя, петрушка, морковь, курага, томаты.
Потребность взрослого человека в витамине А – 1,5 мг/сутки (то есть 5 000 условных международных единиц – ME). При обычном питании на 3/4 потребность в витамине А удовлетворяется за счет биотрансформации каротинов в ретиноиды. Принято считать, что 0,6 мкг b-каротина соответствуют 1 ME витамина А.
Каротины и ретинол всасываютсяв тонком кишечнике, причём последний – в 2 раза быстрее. Известно, что усваивается не более 1/6 общего количества b-каротина. Всасывание идет вместе с эмульсией жиров, особенно ему способствуют токоферолы и ненасыщенные жирные кислоты. В энтероцитах каротиноиды превращаются в витамин А. В меньшей степени этот процесс имеет место и в печени. Превращение катализирует железо-содержащий фермент b-каротин-15-15'-диоксигеназа. Его активность стимулируется гормонами щитовидной железы.
В норме из каротиноидов образуется ретиналь, восстанавливаемый далее в ретинол. Ретинол образует эфиры с пальмитиновой и иными жирными кислотами и транспортируется хиломикронами. Купферовские клетки печени депонируют эфиры ретинола, причем запас у взрослого может быть достаточен на 2-3 года.
Вследствие этого гиповитаминоз А при отсутствии ретиноидов и каротиноидов в диете поражает, как правило, новорожденных, не имеющих запаса витамина.
Метаболические функции витамина А в сетчатке обеспечиваются ретинолом и ретиналем, а в остальных органах – зависят от ретиноевой кислоты. Витамин А играет ключевую роль в фоточувствительности сетчатки глаза, потенцирует дифференцировку эпителиальных клеток, в том числе, особенно – слизистых и кожи, усиливает иммунитет, способствует росту тела (две последних функции выражены у молодых животных и детей). Ретиноиды и каротиноиды, в дополнение к этим функциям, являются мембранными антиоксидантами и фотопротекторами.
Витамин А влияет на тканевое дыхание и энергетический обмен в тканях, обмен белков, углеводов, биосинтез белка, нуклеиновых кислот, липидов (в частности, холестерина) и мукополисахаридов. Показано участие витамина А в процессах регуляции гемостаза, деятельности эндокринных желез.
Симптомы гиповитаминоза А:
Гемералопия - куриная слепота, нарушение темновой адаптации, значительное снижение остроты зрения в темноте;
Ксерофтальмия - сухость роговицы и кератомаляция - размягчение роговицы;
Ксеродермия, папулезная сыпь, шелушение. Нарушение кожных и слизистых барьеров приводит к развитию воспалительных процессов, но заживление ран замедляется
Нарушения функции верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы.
Различают две формы А-витаминной недостаточности – первичную (алиментарную), связанную с отсутствием в пище продуктов, содержащих витамин А или каротин, и вторичную, возникающую при нарушении обмена витамина А, чаще при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы и пр. Поражения глаз, включающие изменения сетчатки, являются единственным специфическим проявлением А-авитаминоза у человека. Морфологические изменения глаза (кератоз) при А-витаминой недостаточности проявляются позднее, чем нарушения темновой адаптации.
Особенно чувствителен к недостатку витамина А организм ребенка. У грудных детей отмечены задержка роста и умственного развития, анемия, склонность к инфекциям дыхательных путей.
Введение в организм больших доз витамина А вызывает А-гипервитаминоз. Возникает в результате употребления продуктов, содержащих большое количество витамина А либо при употреблении большого количества рыбьего жира и препаратов витамина А. У взрослых людей проявляется главным образом поражением кожи, выпадением волос, болью в костях и суставах, увеличением селезенки и печени (гепатоспленомегалия), головными болями, потерей аппетита, бессоницей, диареей. Гипервитаминоз А у беременных приводит к нарушению эмбриогенеза, тератогенному действию.
Витамин Д (КАЛЬЦИФЕРОЛ)
Относится к числу стероидных соединений, поскольку основу молекулы витамина Д составляет структура циклопентанпергидрофенантрена (рис.1). Особенно в большом количестве содержится в рыбьем жире. Источниками витамина Д служат печень морских животных, рыб, сливочное масло, яйца, сыр, творог.
До 80% необходимого количества витамина Д организм может синтезировать в коже из провитамина Д3. Необходимые условия: солнечный свет, причем наиболее активна его ультрафиолетовая фракция. Процесс проходит в макрофагальных клетках собственно дермы, с возрастом ослабевает. Смог и обычное стекло лишают солнечный свет антирахитической активности. Понижается фотохимическая активность и если солнце стоит низко над горизонтом. Таким образом, диета, бедная кальциферолом, и эколого-климатические особенности могут вызывать экзогенный гиповитаминоз Д.
Витамин проникает в кровеносные сосуды кожи и переносится с участием витамин-Д-связывающего белка в печень, где гидроксилируется в 25-м положении, превращаясь в 25-гидроксивитамин Д. Последующее повторное гидроксилирование происходит в эпителии проксимальных извитых канальцев почек превращает этот метаболит в наиболее активный 1,25-дигидроксивитамин Д (кальцитриол). Гидроксилирование в печени и почках необходимо и для активации пищевого витаминаД, который всасывается с липидами в тонком кишечнике. Впоследствии он переносится в печень и жировую ткань в комплексе с Д-связывающим a1-глобулином. Основное депо витамина находится в адипоцитах.
Витамин Д обладает метаболическими функциями, позволяющими ему быть главным звеном гормональной регуляции обмена кальция и фосфора и участвовать в обеспечении некоторых других процессов, в том числе в биохимических механизмах образования костной ткани. Сравнительно недавно получено прямое доказательство роли витамина Д в противоинфекционном, в частности, противотуберкулёзном и противогрибковом иммунитете.
Гиповитаминоз Д характеризуется снижением общего запаса кальция в организме и приводит к развитию
рахита - у детей (деформация позвоночника и грудной клетки, искривление нижних конечностей, задержка появления зубов)
остеомаляции и остеопороза - у взрослых.
Снижение концентрации кальция в крови приводит к повышению нервно-мышечной возбудимости (судороги, ларингоспазм) и стимуляции секреции паратгормона, мобилизующего кальций из костей.
Нарушение переваривания и всасывания липидов (стеаторея) приводит к вторичному гиповитаминозу Д.
Практическая педиатрия в ХХ-м веке одержала победу над массовым рахитом. В развитых странах добавление витамина в молоко и питательные смеси, индивидуальная профилактика с помощью ультрафиолетового облучения привели к тому, что в рахит стал встречаться у детей гораздо реже.
Но педиатры и терапевты столкнулись с проблемой противоположного знака, порожденной неосторожным использованием новых возможностей медицины. Печь идет о гипервитаминозе Д. Гипервитаминоз Днаблюдается при передозировке препарата или одноразовом приеме токсической доз витамина. Этому способствуют искусственное вскармливание, создающее избыток кальция, а также неумеренное комбинирование витаминного и ультрафиолетового метода профилактики рахита, дефицит других витаминов, в частности А, Е, В, С и Р. Проявления гипервитаминоза связаны с усилением всасывания кальция и фосфора.
Суточная потребность в витамине у детей выше составляет 500 МЕ, у взрослых – 100 МЕ (за 1 МЕ витамина Д принято 0.025 мкг холекальциферола).
ВИТАМИН К (ФИЛЛОХИНОН).
К витаминам группы К относятся филлохинон (К1, рис. 1) и менахинон (К2). Наиболее активен витамин K1. Для активации хиноновые формы витаминов должны быть восстановлены в гидрохиноновые.
Витамин К – жирорастворимый витамин. Его биологические свойства позволяют считать его гормоновитамином, индуцирующим синтез ряда белков. Установлена также коферментная функция витамина К и его редокс-свойства, т.е. способность принимать и отдавать протоны и электроны.
Хорошим источником витамина К являются листья зеленых овощей, плоды и ягоды, а также некоторые животные продукты: свиная печень, говядина, свинина. В норме 80% витамина К всасывается в лимфу тонкого кишечника вместе с липидами. Витамин К1 всасывается и в толстом кишечнике, причём, в отличие от К2, его абсорбция не энергозависима и не требует участия специального переносчика.
Метаболическая роль витамина К. Этот витамин является обязательным кофактором фермента печени - g - карбоксилазы, которая осуществляет посттрансляционное g - карбоксилирование глутамиловых остатков белков – факторов свертывания крови (перед их секрецией):
II - протромбин
VII - проконвертин
IX - фактор Кристмаса
X - фактор Стюарта-Провера
Также показано участие витамина К в посттрансляционной модификации некоторых антитромботических белков (С и S), панкреатических ферментов, а также альбумина. Исследования метаболического действия витамина К продолжаются.
Гиповитаминоз К возникает при нарушении всасывания липидов; при дисбактериозах; при передозировке препаратов с антикоагулянтным действием и сопровждается снижением концентрации зависимых факторов свертывания, снижением свертываемости крови, геморрагическим синдромом (кровоточивостью). Высокие дозы витамина Е могут тормозить всасывание и действие витамина К.
Большие дозы витамина К могут вызывать гипервитаминоз, основным проявлением которого служит изменение редокс-систем красных кровяных клеток. Эритроциты могут подвергаться при К-гипервитаминозе усиленному образованию метгемоглобина и гемолизу.
Потребность в витамине К у взрослого человека, находящегося на смешанной диете, удовлетворяется микрофлорой толстого отдела кишечника, тем более, что оценочная потребность не превышает 0.2-0.3 мг/день.
Витамин Е (ТОКОФЕРОЛЫ)
Витамин Е представляет собой группу токоферолов (обозначаемых греческими буквами a, b, g, d), которые являются производными 2-метил-2 (4, 8, 12-триметилтридецил)-6-хроманола, или токола.
Активностью витамина Е обладают a-токоферол и еще 7 родственных ему соединений. Витамин Е широко распространен в растительном и животном мире. Он содержится практически во всех природных пищевых продуктах; особенно много его обнаруживается в растительных маслах. Очень богаты витамином Е растительное масло (особенно облепиховое, соевое и кукурузное), пшеничные и кукурузные проростки, яйца, шпинат, авокадо, арахис, яблоки (с серцевиной).
a-токоферол является обязательным, постоянным компонентом мембран всех клеток, но больше всего витамина Е содержит жировая ткань, центральная нервная система, мышцы и печень.
Значение витамина Е состоит в том, что он является мощным антиокислителем (антиоксидантом), стабилизирующим клеточные мембраны. Как антиоксиданты токоферолы предупреждают образование перекисей полиненасыщенных жирных кислот, накопление которых в тканях резко снижает устойчивость мембран к действию механических, осмотических и токсических факторов.
Витамин Е необходим для восстановления витамина А и для синтеза убихинона (коэнзима Q). Коэнзим Q – участник митохондриального процесса тканевого дыхания.
Механизм антиоксидантного действия a-токоферола обусловлен способностью подвижного гидроксила хроманового ядра молекулы витамина непосредственно взаимодействовать со свободными радикалами, при этом процесс свободнорадикального окисления прерывается. Мембраностабилизирующее действие токоферола обусловлено также его способностью предохранять от окисления SH-группы мембранных белков и образовывать гидрофобные комплексы с ненасыщенными жирными кислотами мембран. Токоферол участвует в синтезе нуклеиновых кислот и некоторых гемсодержащих белков. Витамин Е также обладает и антиатерогенными свойствами.
Диетический гиповитаминоз Е встречается достаточно редко. Гораздо чаще встречается нарушение всасывания этого витамина.
Дефицит витамина Е сопровождается повышением проницаемости или полным разрушением мембран, в том числе мембран ядра, митохондрий, лизосом, развитием структурно-морфологических изменений в клетках, т.е. к формированию различных проявлений мембранной патологии. При недостаточности витамина Е происходит снижение интенсивности клеточного дыхания, активность ферментных систем, функционально связанных с мембранами клеток, в тканях уменьшается содержание адениловых нуклеотидов, креатинфосфата и АТФ.
Типичное проявление нехватки витамина Е – миодистрофия скелетных, гладких мышц и миокарда. Наблюдается повреждения митохондрий, фрагментация мышечных волокон. Развивается гипотонус и слабость мышц. Также наблюдаются повреждения со стороны ЦНС. Дефицит витамина Е приводит к нарушению фертильности животных.
Потребность в витамине Е возрастает при беременности. Если она не удовлетворяется, то нарушается нормальное развитие эмбриона, что может привести к самопроизвольным абортам у женщин.
С недостаточностью витамина Е могут быть связаны нарушения функции половых желез у мужчин, хотя по этому вопросу мнения ученых расходятся.
Положительный эффект от назначения витамина Е (a-токоферола) обнаружен при атеросклерозе, гипертонической болезни, заболеваниях периферических сосудов и других патологических состояниях. При длительном применениион может играть существенную роль в профилактике и коррекции изменений в организме, характерных для старения. В педиатрии используется для лечения недоношенных детей.
Витамин Е накапливается в организме и способен вызывать гипервитаминоз. При этом наблюдается снижение свертываемости крови, так как избыток витамина Е тормозит всасывание витамина К. Также наблюдается ослабление сумеречного зрения (из-за антагонизма с витамином А), гипогликемия и другие явления.
В день взрослому человеку нужно не менее 10-30 мг токоферолов (по некоторым данным – до 50 мг).