Глава 1. Значение витаминов в жизнедеятельности организма

Витамины разносторонне и существенно влияют на всю деятельность организма. При этом дозы витаминов, необходимых человеку, ничтожно малы по сравнению с другими составными органическими частями пищи (белками, жирами, углеводами) и выражаются в миллиграммах, а некоторых витаминов в микрограммах или гаммах¹.

¹ (Гамма - одна тысячная доля миллиграмма)

Синтез некоторых витаминов осуществляется микрофлорой кишечника, однако он незначителен и не может покрыть потребности человека в них. Это подтверждается тем, что при отсутствии определенного витамина в пище у человека развивается соответствующий авитаминоз, хотя ничтожно маленькие количества его и синтезируются в кишечнике.

В некоторых случаях витамины образуются в организме человека в процессе обмена веществ из близких по химическому составу органических веществ, называемых провитаминами. Так, каротин, содержащийся главным образом в растительных продуктах, в организме переходит в витамин A. Благодаря фотосинтезу содержащийся в коже человека эргостерин под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца (или искусственного облучения) превращается в витамин D.

В настоящее время представление о значении витаминов для человека изменилось. Если раньше считали, что они только предохраняют человека от тяжелых, иногда смертельных заболеваний, то теперь известно, что роль витаминов в организме человека значительно шире и существеннее.

Особо важно их участие в обменных процессах, происходящих в организме. Витамины обладают общим для всех основным физиологическим свойством - способствуют протеканию в организме таких химических реакций, которые приводят к синтезу (построению) клеточных материалов и тканей.

Для того чтобы лучше уяснить себе роль витаминов, вспомним, хотя бы схематично, как происходит в организме процесс обмена веществ.

Поступившие в организм питательные вещества подвергаются сложным изменениям, в результате которых они постепенно превращаются в вещества самого организма, его клеток и тканей, т. е. усваиваются им. Это называется ассимиляцией.

Но наряду с созданием клеток и тканей в организме постоянно происходит частичное их разрушение. Процесс распада веществ, входящих в состав клеток и тканей, носит название диссимиляции. Диссимиляция происходит в результате расхода энергии, затрачиваемой на работу органов тела и на поддержание тепла в организме. Следовательно, ассимиляция ведет к накоплению веществ в организме, диссимиляция - к расходованию веществ и энергии. Оба эти процесса находятся в тесной взаимосвязи. Совокупность их и составляет обмен веществ.

У здорового взрослого организма процессы ассимиляции и диссимиляции находятся примерно в состоянии равновесия. Если в организме преобладают процессы диссимиляции, то человек худеет. Продолжительное преобладание диссимиляционных процессов в результате, например, голода может привести к общему истощению организма и в конечном счете к смерти. Преобладание ассимиляционных процессов наблюдается в период роста и развития молодого организма, при выздоровлении после перенесенной болезни, когда восстановительные процессы идут интенсивнее, чем обычно.

При беременности и кормлении ребенка грудью ассимиляционные процессы также усиливаются.

Многочисленные наблюдения показали, что витамины играют важную роль в процессах ассимиляции, обеспечивая своевременное восстановление веществ, разрушившихся в процессе диссимиляции. Так, например, при отсутствии витамина C (как и других витаминов) процессы ассимиляции протекают медленно, что отражается па общем состоянии организма. Появляется быстрая утомляемость при работе, иногда общая слабость, вялость, сонливость. Следовательно, ассимиляция обеспечивает поддержание постоянного нормального состава тканей и органов, а также и функций человеческого организма. Однако нормальный состав тканей и органов предполагает обязательное содержание в них витаминов в определенных количественных соотношениях не только между собой, но и с другими веществами - белками, жирами, углеводами, минеральными веществами и водой.

Если по тем или иным причинам нарушается поступление в организм витаминов, то процессы диссимиляции идут недостаточно интенсивно и не в полном объеме, в результате чего развиваются дистрофические явления, т. е. нарушение питания тканей.

Примером участия витаминов в обменных процессах могут служить следующие наблюдения. При добавочном включении в рацион кормящих женщин витамина C не только повышается его содержание в грудном молоке, но и увеличивается содержание жира. Белки женского молока содержат казеиновую и неказеиновую фракции. Неказеиновая фракция является более ценной для ребенка. При низком уровне витамина C в пище и, следовательно в женском молоке, качественный состав его белка меняется, и казеиновая фракция белка преобладает над неказеиновой, что приближает женское молоко по своему белковому составу к коровьему. Такое молоко имеет пониженную питательную ценность для ребенка. После получения кормящей матерью витамина C содержание его в молоке нормализуется, и неказеиновая фракция молока снова преобладает над казеиновой. Следовательно, добавление витамина C к пищевому рациону нормализует функцию молочной железы женщин.

Как видно из сказанного, биологическое значение витаминов для человека весьма существенно. В организме витамины соединяются с другими веществами, например с фосфорной кислотой и некоторыми белковыми веществами. В ряде случаев они входят в состав ферментов.

Ферменты являются ускорителями многих биохимических реакций в организме.

Они содержатся в каждой клетке человеческого организма и участвуют в различных обменных реакциях.

В настоящее время известно более 100 ферментов, в составе которых содержатся витамины, и очень большое количество обменных реакций, активизируемых витаминами. Выяснена также роль витаминов в ферментативных реакциях, причем функция каждого витамина может быть достаточно многообразной. Так, например, витамин B₆ (пиридоксин) и его производное - фосфопиридоксаль входят в состав активной группы ферментов аминофераз, активизирующих переаминирование, которое является очень важным процессом в образовании и распаде аминокислот.

Некоторые химические реакции активизируются несколькими взаимодействующими витаминами. Следовательно, витамины играют в организме роль активизаторов обменных процессов и участвуют в жизненно важных ферментных реакциях.

Так, витамины B₁ и B₂, а также никотиновая кислота входят в состав ферментной системы, регулирующей окислительно-восстановительные процессы в организме. Недостаток витамина B₂ понижает интенсивность обмена веществ. Витамин C также участвует в окислительно-восстановительных процессах.

Принимая большое участие в ферментативных реакциях и активно воздействуя на различные стороны процесса обмена веществ, витамины оказывают регулирующее влияние на функциональное состояние различных систем и органов человека.

Существенно влияют они на обмен белка в организме. Вместе с тем большее или меньшее содержание белка в рационе питания влияет на усвоение организмом ряда витаминов и на их обмен.

Большинство витаминов группы B (B₁, B₂, PP, B₆, B₁₂ и др.) активно воздействуют на обмен белка в организме. Витамин B₁ регулирует азотистый обмен в организме. При недостатке его и других витаминов группы B в пище повышается распад белковых веществ в организме, при этом ценные белковые вещества выводятся из организма в количествах, которые превышают их поступление. Следовательно, организм обедняется белковыми веществами (вследствие распада собственных белков тела человека), что вредно отражается на всех его функциях и ведет к истощению организма.

Витамин B₂ способствует усвоению и синтезу белков в организме. При недостатке его в пище понижается усвоение белка. С другой стороны, повышение содержания белка в пищевом рационе способствует лучшему усвоению витамина B₂.

При недостатке белка в пищевом рационе витамин PP и продукты его обмена выводятся с мочой в повышенных количествах. Если пища богата им (см. раздел о витамине PP), то улучшается использование организмом белка некоторых растительных продуктов, например кукурузы и ряда зерновых, содержащих недостаточное количество аминокислоты триптофана, или никотиновой кислоты, или обоих веществ вместе.

Витамин B₆ имеет особенно важное значение в обмене белка, так как входит в состав ферментов, участвующих во всех реакциях синтеза и обмена аминокислот в организме.

Витамин B₁₂ также участвует в регуляции обмена аминокислот и способствует более быстрому использованию их организмом для синтеза белка. Он стимулирует образование нуклеиновых кислот и, в частности, рибонуклеиновой кислоты, играющей важную роль в образовании белка. Активное влияние витамина B₁₂ на синтез и накопление белка имеет важное значение для роста и развития организма. Опыты на животных показали, что при включении в рацион питания витамина B₁₂ более быстро увеличивался вес животных и их рост по сравнению с животными, не получавшими витамина B₁₂.

Витамин C также влияет на некоторые процессы обмена белка. При недостатке его в организме нарушаются реакции обмена двух важных для человека аминокислот - тирозина и фенилаланина, входящих в состав белка.

Витамин E участвует в обмене белка, способствуя лучшему использованию его организмом, оказывает защитное действие на белок, предохраняя его от расщепления. Это свойство витамина E связано с его тормозящим действием на ферменты, расщепляющие белки.

Роль витаминов в жировом и холестериновом обмене многогранна. Витамин B₁ способствует образованию жира из белка при одностороннем белковом питании, однако в этом процессе необходимо участие также витамина B₆.

Витамин B₂ и пантотеновая кислота усиливают это действие витамина B₁. Витамин B₂ играет важную роль в усвоении и синтезе жира в организме. Высокое содержание жира в пище повышает потребность в нем.

Витамин B₆ участвует в жировом обмене, способствуя лучшему использованию организмом ненасыщенных жирных кислот и синтезу арахидоновой кислоты. Он снижает содержание холестерина в крови.

Витамин B₁₂ предупреждает жировую инфильтрацию печени (устраняет ненормальное отложение жира в печени), при которой снижаются ее основные функции. Витамин B₁₂, а также холин снижают содержание холестерина и способствуют устранению жироподобных (склеротических) отложений в сосудах сердца и аорте.

Известно, что большие дозы витамина PP положительно влияют на обмен холестерина.

Витамин A также связан с жировым обменом. Имеются данные о том, что он повышает содержание холестерина в крови.

Витамины принимают участие и в углеводном обмене. Витамин B₁ играет здесь основную роль. Установлена его связь с обменом пировиноградной кислоты.

Пировиноградная кислота является промежуточным продуктом обмена углеводов и в норме расщепляется в организме до конечных продуктов распада - углекислоты и воды. Этот процесс происходит под влиянием производного витамина B, - дифосфотиамина, называемого также кокарбоксилазой, которая является ферментом и действует в качестве активатора на процесс обмена пировиноградной кислоты. При недостаточном поступлении с пищей витамина B₁ пировиноградная кислота расщепляется не полностью и содержание ее в крови и тканях значительно повышается, что влечет за собой резкие нарушения в мозговой ткани и функций нервной системы. После введения в организм витамина B₁ деятельность карбоксилазы активируется, восстанавливается способность ткани окислять пировиноградную кислоту, наблюдающиеся расстройства функций нервной системы проходят, а использование организмом углеводов улучшается. Поэтому для лучшего использования организмом углеводов, особенно при высоком их содержании в пищевом рационе, необходимо в повышенном количестве вводить витамин B₁ с пищей или в виде препарата. В противном случае нарушается нормальное течение углеводного обмена.

Окисление молочной кислоты в пировиноградную и расщепление последней до углекислоты и воды происходит при участии витаминов B₁, B₂ и PP. Поэтому пища, содержащая большое количество углеводов, повышает потребность и в витамине B₂.

Витамин B₁₂ также участвует в углеводном обмене и при недостатке его в организме ухудшается усвоение углеводов.

Пантотеновая кислота тоже участвует в обмене пировиноградной кислоты, входя в состав ферментной системы, регулирующей этот обмен.

Имеется также взаимосвязь между витаминами и минеральным обменом. Многие микроэлементы активно участвуют в синтезе некоторых витаминов, способствуют использованию организмом витаминов, влияют на его различные функции.

Большую роль в минеральном обмене играет витамин D, регулирующий обмен кальция и фосфора в организме. Недостаток его резко нарушает кальциево-фосфорный обмен и вызывает у детей тяжелое заболевание - рахит. Влияние витамина D на обмен кальция используется для стимулирования образования костной мозоли при костных переломах.

Витамины усиливают также различные защитные реакции организма при неблагоприятных воздействиях внешней среды - инфекциях, лучевой интоксикации, высотных полетах, профессиональных вредных условиях труда. Иными словами, витамины повышают сопротивляемость человеческого организма к различным вредным воздействиям окружающей среды, а в случае заболевания способствуют более легкому течению болезни и скорейшему выздоровлению.

Установлено, что у людей, которые регулярно получают витамины, реже встречаются такие распространенные инфекционные заболевания как грипп, ангина, катары верхних дыхательных путей и др. Наблюдения, проведенные в больших заводских коллективах, показали, что при массовом употреблении рабочими и служащими предприятия витаминов значительно сократилось количество дней невыхода на работу по болезни.

Таким образом, витамины играют важную и многообразную роль в жизни человека. Поэтому они должны постоянно находиться в его организме в надлежащем количестве, а чтобы обеспечить это количество, витамины необходимо повседневно вводить вместе с пищей или в виде препаратов.

Однако обеспечение человека витаминами с пищей не такая простая задача, как это может показаться о первого взгляда. Обычно содержание витаминов в пищевом рационе непостоянно и зависит от очень многих причин: сорта и вида продуктов, способа и сроков их хранения, методов кулинарной обработки пищевых продуктов, вкуса и т. д. Например, разные сорта и виды фруктов и овощей содержат различные количества витамина C, которые колеблются в зависимости от условий и сроков хранения. Так, яблоки Антоновка и Титовка содержат в 4 - 5 раз больше витамина C, чем остальные сорта яблок. Шиповник, выросший на севере и в средней полосе СССР, содержит в 5 раз больше витамина C, чем шиповник южных районов (Украина), а в крымском шиповнике его еще меньше. Картофель осенью содержит значительно больше витамина C, чем в весенние месяцы. При неправильной обработке пищевых продуктов, особенно при повторном подогревании готовой пищи, происходят большие потери витаминов. Поэтому, даже включая в пищевой рацион овощи и фрукты, длительно хранившиеся или неправильно переработанные, можно не достигнуть минимальной дозы витамина, необходимой для удовлетворения потребности человеческого организма и, следовательно, может развиться гиповитаминоз, т. е. болезненное состояние на почве недостаточности какого-нибудь витамина.

При выборе блюд по вкусу человек может составить себе такое меню, в котором ряд важных витаминов отсутствует. Известно, что многие блюда (крупяные, рыбные, мясные, молочные и др.) практически не содержат витамина C.

Содержание витаминов в рационе колеблется: в некоторые дни их может быть достаточно, а в другие дни и иногда много дней подряд некоторые витамины могут в пище отсутствовать. Такое неравномерное потребление витаминов значительно снижает эффективность использования их организмом. Следовательно, при неправильном составлении пищевого рациона организм может длительное время недостаточно обеспечиваться витаминами, что может вызвать развитие гиповитаминоза.

Важное значение имеет соотношение между химическими веществами, входящими в состав пищи, и количественным содержанием в ней витаминов. Так, например, при употреблении пищи, богатой углеводами, потребность в витамине B₁ повышается. Если эта потребность не удовлетворяется, то нарушается обмен веществ и функций организма, иначе говоря развивается состояние гиповитаминоза.

Это состояние не имеет четких признаков, характеризующих недостаточность в организме того или иного витамина. Человек, страдающий от недостаточного получения с пищей необходимого ему витамина, обычно жалуется на быструю утомляемость, общую слабость, пониженную работоспособность. Снижается также сопротивляемость к инфекционным заболеваниям; страдающие гиповитаминозом более подвержены простуде и чаще других заболевают гриппом, ангиной, воспалением легких и другими болезнями. Иногда возникает бессонница, появляются головные боли, повышается раздражительность.

При отсутствии или продолжительном и значительном недостатке в пище какого-либо витамина наступает тяжелое заболевание организма, которое К. Функ предложил называть авитаминозом. Оно имеет характерное для каждого авитаминоза течение. Например, при отсутствии в пище витамина C человек заболевает цингой, витамина B₁ - бери-бери и т. д.

При отсутствии или значительном недостатке в пище нескольких витаминов может возникнуть заболевание с признаками недостаточности этих витаминов, называемое полиавитаминозом.

При гиповитаминозных состояниях и авитаминозах необходимо повышенное количество витаминов. Для этого надо употреблять пищевые продукты, богатые недостающими в организме витаминами, а также применять витаминные препараты (в драже, порошках, таблетках, концентратах и других формах).

Однако в нашей стране большинство авитаминозов не встречается, так как в распространенных пищевых продуктах содержится достаточно витаминов, необходимых для предупреждения авитаминозов.

Возникает также вопрос, можно ли употреблять витамины в избыточном количестве, не принесет ли это вреда организму? Оказывается, что длительное и избыточное употребление некоторых витаминов может вызвать токсическое состояние, называемое гипервитаминозом.

Таким образом, как недостаточное, так и чрезмерное потребление витаминов может вызвать болезненную реакцию организма. Поэтому их необходимо употреблять в установленных дозировках.