Жирорастворимые витамины

Витамин А (ретинол)

Химическая природа. Известны три витамина группы А: А₁ (рети­нол); А₂; неовитамин А (цис-форма витамина А₁). С химической точки зрения ретинол представляет собой циклический непредельный одно­атомный спирт, состоящий из шестичленного кольца (β-ионона), двух остатков изопрена и первичной спиртовой группы:

Витамин А₂, найденный у пресноводных рыб, имеет дополни­тельную двойную связь в β-иононовом кольце.

Все три витаминаа группы А - кристаллические вещества лимонно-желтого цвета, хорошо растворимы в жирах и жирорастворителях: бен­золе, хлороформе, эфире, ацетоне и т.д. В организме ретинол (витамин А - спирт) превращается в ретиналь (витамин А - альдегид) и ретиноевую кислоту (витамин А - кислота).

Известны три провитамина А - α -, β -, γ - каротины, отличаю­щиеся по химическому строению и биологической активности. Наиболее активен β - каротин, который в слизистой кишечника подвергается окис­лению по центральной двойной связи с участием фермента каротиндиоксигеназы:

При этом образуются две молекулы активного ретиналя.

Биологическая роль. Все формы витамина А активны и оказы­вают влияние на барьерную функцию кожи, слизистых оболочек и других эпителиальных тканей. Механизм этого влияния до конца не ясен, но предполагают, что витамин А участвует в окислительно-восстановительных реакциях в процессе синтеза белков. Главная роль витамина А - участие в фотохимическом акте зрения и поддержание его остроты. Оказалось, что окисленная форма витамина А - ретиналь в виде цис - изомера является простетической группой белка опсина, образуя хромопротеид - родопсин, или зрительный пурпур - основное свето­чувствительное вещество сетчатки (ретины) глаза (отсюда и название "ретинол").

Гиповитаминоз А. Наиболее ранним признаком недостаточно­сти А является ослабление зрения - сумеречная, или "куриная", слепота. Кроме того, возможна задержка роста в молодом возрасте, общее истощение и похудание. Специфическим признаком гиповитаминоза являются поражения эпителиальных тканей и слизистых оболочек - избыточное ороговение кожи и ее шелушение, сухость слизистых, в том числе и рого­вицы глаза, что ведет к ее воспалению (ксерофтальмии). Сухость кожи и слизистых оболочек способствует проникновению микробов в организм и развитию дерматитов, бронхитов, катаров дыхательных путей. Поэтому витамин "А" называют еще антиинфекционным.

Гипервитамииоз А - встречается чаще всего у жителей Севера, употребляющих иногда в пищу печень белого медведя, тюленя, моржа, содержащую много витамина А. Характерные проявления гипервитаминоза - воспаление глаз, гиперкаратоз, выпадение волос, общее истощение организма вследствие потери аппетита, тошноты, головной боли, бессоницы.

Распространение в природе и суточная потребность. Наи­более богаты этим витамином продукты животного происхождения: пе­чень, яичный желток, цельное молоко, сметана, сливки. Много витамина А в печени морского окуня, трески, палтуса и других рыб. В растительных продуктах: моркови, томатах, свекле содержатся каротиноиды - прови­тамины А. Суточная потребность для взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг витамина А или от 2 до 5 мг β-каротина. Основной тканью, в которой частично накапливается витамин А, является печень, содержа­щая в норме 20 мг витамина А на 100 г.

Витамин Д (кальциферол)

Химическая природа. Витамин Д существует в виде несколь­ких витамеров. Для человека и животных являются активными Д₂ и Д₃ -производные холестерина:

Витамин Д2(эргокальцыиферол)

Витамин Д3(холекальциферол)

Витамины Д₂ и Д₃ - бесцветные кристаллы, не растворимые в воде, но хорошо растворимые в жирах, хлороформе, ацетоне, эфире и других жирорастворителях.

Биологическая роль. Витамин Д участвует в фосфорно-каль­циевом обмене, выполняя и гормональную, и биокаталитическую функ­цию. Витамин Д регулирует транспорт ионов кальция и фосфора через клеточные мембраны и тем самым регулирует их уровень в крови. Эта регуляция основана, по крайней мере, на трех процессах, в которых уча­ствует витамин Д: 1) транспорт ионов кальция и фосфата через эпителий слизистой тонкого кишечника при их всасывании; 2) мобилизация каль­ция из костной ткани; 3) реабсорция кальция и фосфора в почечных ка­нальцах.

Гиповитаминоз Д проявляется в виде заболевания, названного рахитом. Рахит чаще бывает у детей, при этом снижается в крови уровень кальция и фосфора и нарушается минерализация костей, происходит их размягчение, что приводит к деформации костей скелета конечностей, черепа, грудной клетки. У взрослых Д - гиповитаминоз проявляется в хрупкости костей, что приводит к частым переломам. Относительная не­достаточность витамина Д может быть и при нормальном его поступле­нии в организм, она проявляется при заболеваниях печени и особенно почек, так как эти органы принимают участие в образовании активных форм витамина Д.

Гипервитаминоз Д встречается очень редко и отмечен при приеме очень больших доз синтетитеского препарата витамина Д - воз­можен летальный исход. Уровень кальция и фосфатов в крови резко по­вышается (они извлекаются из костей, всасываются из кишечника и реабсорбируются в почках). Это приводит к кальцификации внутренних ор­ганов - сосудов, легких, почек и других.

Распространение в природе и суточная потребность. Наибольшее количество витамина Д содержится в продуктах животного происхождения: в печени, сливочном масле, желтке яйца, а также в дрожжах и растительных жирах. Наиболее богата витамином Д печень рыб, из нее получают рыбий жир, используемый для профилактики и лечения Д - гиповитаминоза.

Суточная потребность в витамине Д для детей колеблется от 12 до 25 мг, а для взрослых его нужно в десятки раз меньше.

Витамин Е (токоферолы)

Химическая природа. Витамин Е имеет три витамера: α, β и γ-токоферолы. По строению они очень близки. Самым активным является α- токоферол, который зачастую и называют витамином Е:

Различные токоферолы отличаются друг от друга числом и располо­жением метильных групп в бензольном кольце. Токоферолы - бесцветные маслянистые жидкости, хорошо растворимые в растительных маслах, спирте, эфирах. Химически устойчивы - выдерживают нагревание с кон­центрированной HCI до 100 °С и на воздухе до 170 °С, но быстро разру­шаются под действием УФ-лучей.

Биологическая роль. По своему механизму действия токофе­рол является биологическим антиоксидантом, благодаря чему обеспечи­вает стабильность биологических мембран клеток организма. Токоферол совместно с селеном участвует в регуляции пероксидного окисления липидов (предохраняет от окисления полиненасыщенные жирные кислоты). Токоферол повышает биологическую активность витамина А, защищая его ненасыщенную боковую цепь от пероксидного окисления.

Гиповитаминоз Е у человека встречается очень редко. У экс­периментальных животных недостаточность токоферола проявляется как патология мембран: нарушается устойчивость их к пероксидам, повыша­ется проницаемость и потеря внутриклеточных компонентов, например, белков, для которых в норме мембрана непроходима. Патология мембран ведет к нарушению нормального развития эмбриона в организме матери, дегенеративному изменению репродуктивных органов, приводящему к стерильности, наблюдается мышечная дистрофия, жировая инфильтра­ция печени и мышечных тканей.

Распространение в природе и суточная потребность. Важ­нейшим источником токоферола для человека служат растительные мас­ла (подсолнечное, кукурузное, хлопковое, оливковое, соевое и другие), а также салат, капуста и семена злаков. Из продуктов животного происхо­ждения витамин Е содержится в мясе, сливочном масле, яичном желтке и др. Поскольку витамин Е откладывается во многих тканях организма, его гиповитаминоз почти не наблюдается, даже если этот витамин не посту­пает с пищей в течение нескольких месяцев. Суточная потребность взрослого человека в токофероле примерно 20-30мг.

Витамин К (нафтохиноны)

Химическая природа. Витамин К имеет два витамера - филлохинон (K₁):

и менахинон (К₂):

Витамин K₁ - светло-желтая жидкость, неустойчивая при нагре­вании в щелочной среде и при облучении; витамин К₂ - желтые кристал­лы, такие же неустойчивые. K₁ и К₂ нерастворимы в воде, но хорошо рас­творимы в органических растворителях.

Биологическая роль, витамин К через ферментную систему участвует в синтезе протромбина в печени, тем самым регулируя процесс свертывания крови, и положительно влияет на состояние кровеносных сосудов.

Гиповитаминоз К приводит к заболеванию "геморрагия" - про­исходят самопроизвольные кровотечения (носовые, кровавая рвота, внутренние кровоизлияния), повышенная кровоточивость при травмах. У взрослых людей гиповитаминоз К встречается редко, так как кишечная флора полностью обеспечивает организм данным витамином. У грудных детей (пока не развита кишечная флора) причиной гиповитаминоза К может служить недостаток витамина К в пище. Основными причинами гиповитаминоза К являются: подавление кишечной флоры лекарствен­ными средствами, заболевания печени и желчного пузыря, при которых нарушается образование желчных кислот (необходимых для всасывания витаминов). В медицинской практике используют препараты витамина К, и его синтетический аналог - викасол.

Распространение в природе и суточная потребность. Источником витамина К являются растительные (капуста, салат, зеленые томаты, зеленые части растений, тыква) и животные (печень) продукты. Суточная потребность для взрослого человека 1-2 мг.