8. 3. Жиророзчинні вітаміни

Ця група поєднує вітаміни: ретинол, кальцифероли, токофероли, філохінони й інші.

Для засвоєння жиророзчинних вітамінів організму необхідна визначена кількість жиру.

Жиророзчинні вітаміни можуть накопичуватися в тканинах організму, синтезуватися зі сполук, близьких до них за будовою. Наприклад, кальциферол утворюється в шкірі з ліпідів тіла (7-дегідрохолестерол) під дією сонячних променів або світла кварцової лампи; філохінони - у кишечнику при участі деяких мікроорганізмів, вітамін А - із провітамінів, що надходять з рослинною їжею - -каротину і каротиноїдів (від лат. cаrota - морква).

Ретинол (вітамін А, антиксерофтальмічний фактор). Вітамін А був вивчений у 1913 р. і синтезований у 1933.

Будова і фізико-хімічні властивості. Вітамін А має трохи вітамерів, з яких найбільш розповсюджений вітамін А₁.

Вітамін A₂ відрізняється від вітаміну А₁ додатковим подвійним зв'язком між 3 і 4-м вуглеводними атомами шестичленного циклу.

Ретинол складається із суміші циклічних ненасичених спиртів з великим числом сполучених подвійних зв'язків. Це кристалічні тіла жовтого кольору, добре розчинні в жирах, бензині, ефірі, хлороформі, ацетоні й інших речовинах.

При відсутності оксигену ретинол стійкий навіть при 100°С. На повітрі він швидко окисляється і руйнується, особливо в кислому середовищі. Цьому сприяють і ультрафіолетові промені.

Вітамін А може запасатися в печінці у формі більш стійких складних ефірів з оцтовою або пальмітиновою кислотами.

При окиснюванні в організмі з ретинолу утворюється ретиналь (альдегід), що теж має активність вітаміну.

Біологічна роль. Однією з важливих функцій вітаміну А є його участь в утворенні складного білка родопсину - зорового пурпуру в сітківці ока, що забезпечує адаптацію до різної інтенсивності висвітлення.

Родопсин складається з білка опсину і альдегідної форми вітаміну А-ретиналя.

Під дією світла цис-ретиналь переходить у транс-ретиналь, після чого родопсин розпадається на опсин і ретиналь. У темряві ці частини знову з'єднуються, що дає можливість бачити вночі.

Синтез родопсину - складний процес, що відбувається за участю багатьох ферментів.

При відщіпленні ретинолу від родопсину частина його руйнується, у зв'язку з чим для синтезу родопсину потрібні нові молекули вітаміну А.

Вітамін А впливає на бар'єрну функцію шкіри і слизових оболонок, на проникність клітинних мембран і біосинтез їхніх компонентів (деяких глюкопротеїнів).

Ретинол бере участь у багатьох ланках обміну речовин. Він необхідний для синтезу нуклеїнових кислот і білків, для нормального обміну ліпідів. Вітамін А впливає на активність ферментів тканинного дихання і на процеси окисного фосфорилювання, а також на мінеральний обмін, зокрема на обмін солей кальцію.

Відзначено позитивний вплив провітаміну ретинолу - -каротину як антирадіаційного фактора.

Відомі три типи каротинов: , , , що відрізняються як за будовою, так і за біологічною активністю. Останню в більшому ступені має -каротин, оскільки він містить два ретинолових кільця; при розпаді з нього утворюються дві молекули вітаміну А.

При гідролізі - і -каротинів утворюється по одній молекулі вітаміну А, тому що ці провітаміни містять по одному -іононовому кільцю.

Дефіцит ретинолу. При дефіциті вітаміну А в їжі людини розвивається А-авітаміноз: слабшає зір (сутінкова, або "куряча сліпота"), вражаються епітеліальні тканини шкіри і слизових оболонок (сухість, злущування епітелію), у тому числі роговиці ока (сухість її і запалення - ксерофтальмія).

Крім того, при авітамінозах затримується ріст, падає маса тіла і спостерігається загальне виснаження організму. Сухість шкіри і слизових оболонок, що сприяє проникненню в організм хвороботворних мікробів, приводить до виникнення дерматитів, бронхітів, катарів дихальних шляхів.

Розщеплення каротинів на молекули вітаміну А здійснюється, в основному, у стінці тонкого кишечнику й у печінці. У зв'язку з чим при захворюваннях печінки основним постачальником вітаміну А повинні бути тваринні джерела вітаміну А, а не -каротин.

Добова потреба в ретинолі складає для дорослих 1,5-2,5 мг. Третина цієї кількості повинна бути забезпечена за рахунок ретинолу, інше - за рахунок каротинів. Потреба у вітаміні А зростає при роботі, зв'язаної з напругою зору, з хімічними речовинами, що дратують слизову оболонку очей, верхніх дихальних шляхів, шкіру, в умовах впливу пилу і низьких температур. Потреба в ретинолі підвищується також при різних захворюваннях шкіри і слизових оболонок.

Джерела. Вітамін А надходить в організм у виді власне ретинолу або у виді каротинів. Ретинол міститься у вершковій олії, яйцях, зернистій ікрі. Трохи менше його в сметані, вершках, сирі, жирному сирі і жирній рибі. Вміст вітаміну А залежить від сезону року: у літньо-осінній період у вершковій олії і яйцях його в два рази більше, ніж у зимово-весняний.

Провітамін ретинолу - -каротин у великій кількості міститься в овочах жовтогарячого забарвлення, ягодах, фруктах і вершковій олії. Їм багата обліпиха, морква, садова горобина, перець червоний, зелень петрушки, абрикоси, гарбуз, томати, чорноплодна горобина, зелений горошок, диня, айва, черешня, смородина. Каротин у рослинних продуктах надійно захищений від дії оксигену повітря і мало руйнується при тепловій обробці.

При правильній кулінарній обробці без доступу кисню повітря (варіння з закритою кришкою) зберігається близько 70 % вітаміну А. Руйнують ретинол ультрафіолетові промені, продукти окиснювання жирів. Для усмоктування ретинолу в кишечнику необхідні жири і жовчні кислоти. Засвоєнню ретинолу сприяє також наявність у раціоні токоферолу (вітаміну Е).

Кальциферол (вітамін D, антирахітичний фактор). Цей вітамін виявлений у 1916 р., але тільки в 1931 він був синтезований.

Кальциферол поєднує групу похідних стеролів тваринного і рослинного походження. Існує у виді декількох вітамерів (D₂, D₃, D₄), які різняться хімічною будовою. У природних продуктах містяться переважно провітаміни D₂ і D₃.

Будова і фізико-хімічні властивості. Вітамін D₂ являє собою одноатомний ненасичений циклічний спирт, в основі структури якого лежить кільце циклопентанпергідрофенантрену. Під дією ультрафіолетових променів ергостероли через ряд проміжних продуктів, перетворюються у вітамін D₂.

У 1936 р. з риб'ячого жиру був отриманий ефективний препарат лікування рахіту - вітамін D₃. Через рік був виділений з поверхневих шарів шкіри свині 7-дегідрохолестерин, що при ультрафіолетовому опроміненні перетворюється в активний вітамін D₃.

Вітаміни D₂ і D₃ являють собою безбарвні кристали з температурою плавлення 115-117 °С, не розчинні у воді, але добре розчинні в жирах і розчинниках (ацетоні, ефірі, хлороформі, спирті). Вони легко піддаються впливові окислювачів і мінеральних кислот, але стійкі до температурних впливів і не руйнуються при кулінарній обробці.

Біологічна роль. Кальциферол впливає на фосфорнокальцієвий обмін, на формування кісткової тканини. Вітамін D сприяє усмоктуванню кальцію і фосфору в кишечнику; забезпечуючи перенос їх через стінку кишок, підтримує співвідношення кальцію і фосфору в крові, необхідне для осифікації кісток. Він бере участь у регуляції процесів мінералізації кісткової тканини. Вітамін D впливає на вуглеводний обмін, регулює цикл реакцій трикарбонових кислот. Впливаючи на накопичення кальцію мітохондріями, вітамін D є також одним з регуляторів процесів окиснювання і фосфорилювання в ланцюзі тканинного дихання.

Дефіцит кальциферола. При дефіциті вітаміну D у дітей розвивається рахіт, у дорослих розм'якшується кісткова тканина (остеомаляція). Ранніми ознаками рахіту є зміни функції вегетативного відділу центральної нервової системи. Діти стають неспокійними, полохливими, у них порушується сон, підвищується пітливість. Потім з'являються зміни з боку кісткової системи, затримується прорізування молочних зубів, закриття джерелець черепа. Грудна клітка деформується ("курячі груди"), може виникнути деформація хребта і скривлення гомілок.

Розвитку цього захворювання сприяє недостатній вміст у раціоні повноцінних білків і кальцію. При цьому в кісткову тканину не відкладаються солі кальцію, так що кістки стають "м'якими". Вони робляться чуттєвими при натисненні, підвищується їхня ламкість, кришаться зуби. Недолік у харчуванні ненасичених жирних кислот, кальцію, фосфору і деяких вітамінів (А, С, групи В) погіршують засвоєння кальцію. У людей похилого віку дефіцит кальциферолу приводить до виділення кальцію з кісток, розм'якшенню кісток (остеопороз). При цьому міцність кісток зменшується, тому часто трапляються переломи.

Якщо в організм надходить підвищена кількість вітаміну D, розвивається гіпервітаміноз. При цьому відзначається підвищене усмоктування кальцію і фосфору з кишечнику і відкладення їх не тільки в кістках, але й у м'яких тканинах - м'язу серця, стінках судин.

Добова потреба для дорослих складає до 100 ME (2,5 мкг) для дітей - 500 ME (12,5 мкг). У звичайних умовах життя при повноцінному харчуванні доросла людина не випробує недоліку у вітаміні D.

Джерела. Вітамін D міститься в основному в продуктах тваринного походження (у печінці, молочних жирах, яйцях, ікрі, рибі жирних сортів). Частково він утворюється в шкірі з 7-дегідрохолестеролу під дією ультрафіолетових променів.

Токофероли (вітамін Е, вітамін розмноження). Токофероли - це група вітамінів, що мають здатність охороняти тварин від безплідності і підтримувати функцію розмноження (від грец. tokos - пологи, потомство, fero - несу).

Існування вітаміну, що регулює процес розмноження, вивилося в 1920 р. Однак лише в 1936 р. з різних рослинних олій були виділені три вітамери вітаміну Е. Токоферол був синтезований у 1938 р.

Будова і фізико-хімічні властивості. Токоферол і його хімічні аналоги являють собою похідні триметилгідрохінону.

Найбільше біологічно активним виявився -токоферол, що має у своєму циклі три метильні групи.

Різні -токофероли відрізняються друг від друга числом і розташуванням метильних груп.

Токофероли - безбарвні маслянисті рідини, добре розчинні в рослинних оліях, спирті, ефірі. Хімічно досить стійкі, витримують нагрівання до 100 °С з концентрованою НСl і до 170 °С на повітрі; руйнуються під дією ультрафіолетових променів, але стійкі до кулінарної обробки, не руйнуються при прогірканні жирів.

Біологічна роль. Вітамін Е впливає на функцію статевих залоз, він необхідний для нормального плину вагітності, стимулює діяльність м'язів, сповільнює згортання крові, сприяє накопиченню вітаміну А в печінці, затримує його окиснювання.

Вітамін Е є сильним антиоксидантом (насамперед ліпідів). Реагуючи з пероксидними радикалами ліпідів і самі при цьому окисляючись, токофероли обривають ланцюг окиснювання.

Антиоксидантна дія токоферолів зв'язана з їхньою здатністю запобігати утворенню пероксидів з ненасичених жирних кислот, особливо в мембранах клітин і клітинних структур, що обумовлює збереження їхньої цілісності і функціональної активності.

Крім того, вітамін Е функціонує як структурний компонент біологічних мембран. Утворюючи з ненасиченими жирними кислотами фосфоліпідів молекулярні комплекси, він захищає мембрани від окиснювання. Вітамін Е необхідний для синтезу білків, що містять тіолові групи, сприяє синтезові коферментів, що мають тіолові групи, особливо коензиму А.

Дефіцит токоферолу. При тривалому дефіциті токоферолу розвивається Е-авітаміноз, характерною ознакою якого є м'язова слабкість, порушення функції статевих залоз, підвищення в'язкості крові, порушення периферичного кровообігу, руйнування еритроцитів.

При недоліку токоферолів підвищується проникність клітинних мембран, що може призвести до повного руйнування мембран ядер, мітохондрій і лізосом.

Недостатність вітаміну Е в організмі може виникнути при захворюваннях печінки, підшлункової залози, кишечнику, а також при надлишковому вмісті в раціоні поліненасичених жирних кислот, дефіциті вітаміну А і тваринних білків.

Добова потреба у вітаміні Е складає для дорослих 10-20 мг, для дітей - 0,5 мг/кг маси. Потреба в ньому підвищується при захворюваннях статевої і нервово-м'язової систем, у працюючих в умовах недоліку кисню, при важкій фізичній праці, у спортсменів.

Джерела. Багатими джерелами вітаміну Е є рослинні олії (соняшникова, соєва, бавовняна, кукурудзяна), зелені листи овочів, яєчні жовтки. Для усмоктування токоферолу в кишечнику необхідна наявність у їжі жирів.

Філохінони (вітамін К, коагуляційний фактор). У 1929 р. було встановлене існування особливого вітаміну, що регулює згортання крові. Пізніше були відкриті два природних вітаміни: К₁ і К₂, що виявилися похідними нафтохінону. У 1939 р. вітамін К був синтезований.

Будівля і фізико-хімічні властивості. Вітамін К - жовтувата масляниста рідина. Він не розчинний у воді, дуже нестійкий при нагріванні в лужному середовищі і при опроміненні.

Найбільшою фізіологічною активністю володіє вітамін К₁. Крім вітамінів К₁ і К₂, багато похідних нафтохінону роблять аналогічну фізіологічну дію. У 1942 р. радянським вченим А.В. Паладіним був синтезований водний аналог вітаміну К - вікасол. Він являє собою безбарвний, дрібно кристалічний порошок, розчинний у воді.

Біологічна роль. Філохінон бере участь у синтезі протромбіну - білка, що забезпечує згортання крові, тому його називають антигеморагічним фактором. Крім того, вітамін К нормалізує рухову функцію шлунково-кишкового тракту.

Дефіцит філохінону. Недостатня кількість вітаміну К в харчуванні людини призводить до мимовільних кровотеч (носові кровотечі, крововиливи), що зв'язано з порушенням згортання крові. Гіповітаміноз зустрічається відносно рідко і звичайно буває обумовлений або порушенням усмоктування вітаміну К, або зниженням протромбіноутворюючої функцією печінки. Недостатність вітаміну К може розвитися також при порушенні харчування або тривалому прийомі антибіотиків, що пригнічують мікрофлору кишечнику, що синтезує цей вітамін.

Добова потреба у вітаміні К складає для дорослих 0,2-0,3 мг.

Джерела. Багатими джерелами нафтахінону є листові овочі, кольорова і білокачана капуста, томати, картопля, а також печінка, яйця.