чения витаминов оказалось, что некоторые витамины, в частности, витамин B, в действительности являются группой витаминов, которые были обозначены следующим образом: B1, B2, B3, B4, B5, B6 и т. д. Из известных на сегодняшний день приблизительно 500 каротиноидов около 60 рассматриваются как предварительные стадии синтеза витамина А, а около 110 считаются даже более эффективными, чем сам витамин. Известны по четыре разновидности витаминов С и Д, а витамина Е – десятки разновидностей.

По мере выяснения химической структуры витаминов и их биохимической роли стало принятым использовать наряду с буквенным обозначением витаминов и их химические названия.

19 Классификация витаминов

В настоящее время все витамины делят на 2 группы: водорастворимые и жирорастворимые. К витаминам, растворимым в воде, относят: витамины группы B – B1 (тиамин, аневрин), B2 (рибофлавин), PP (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин), B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), B12 (цианкобаламин); фолиевая кислота (фолацин, птероиглютаминовая кислота); В3 – пантотеновая кислота; биотин (витамин H); C(аскорбиновая кислота). К витаминам, растворимым в жирах, относятся: витамин A (ретинол); D (кальциферолы); E (токоферолы); K (филлохиноны). Так как незаменимые жирные кислоты по своему физиологическому действию сходны с витаминами, их относят иногда к жирорастворимым витаминам (витамин F). К витаминоподобным веществам также относят холин и инозит, поскольку они также являются незаменимыми компонентами пищи. Однако так как они не участвуют в обменных реакциях, а участвуют в построении структур клетки, их ещё называют витаминоидами. Последнее время к витаминоидам относят противоязвенный фактор (витамин U), пангамовую кислоту (витамин B15), а также липоевую, оротовую, парааминобензойную кислоты и карнитин, коэнзим Q (убихинон).

Жирорастворимые витамины могут накапливаться в организме, откладываясь про запас в жировой ткани, и затем по мере необходимости могут использоваться.

20 Жирорастворимые витамины

20.1 Витамины группы А

Витамин А (ретинол) известен в виде трех витаминов: А1, А2 и цис-формы витамина А1. С химической точки зрения витамин А1 представляет собой 20-атом- ный циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из шестичленного кольца (β-ионона), двух остатков изопрена и первичной спиртовой группы.

Витамин А2 отличается от А1 наличием дополнительной двойной связи в кольце β-ионона.

Витамины группы A существуют в виде стереоизомеров, несколько отличающихся по биологической активности. Биологическая активность витамина А2 в

25

два раза меньше, чем витамина А1.

Дегидроретинол

CH3

Витамин А: ретинол и дегидроретинол

Витамины группы A хорошо растворимы в жирах и жировых растворителях: хлороформе, бензоле, ацетоне, эфире, спиртах и др. В организме человека и животных витамины группы А легко окисляются под действием специфических ферментов с образованием соответствующих цис-транс-альдегидов – ретиналей, т.е. альдегидов витамина А. Витамин А может откладываться в печени в форме более устойчивых сложных эфиров с уксусной или пальмитиновой кислотой. Запас этот при необходимости используется организмом.

Признаки недостаточности витамина A у человека и животных: торможение роста, похудание и общее истощение организма, сухость кожи, ксерофтальмия («сухие глаза»), сухость слизистых оболочек, стерильность самцов, «куриная слепота». Последняя используется для ранней диагностики недостаточности витамина А. «Куриная слепота» выражается в том, что организм теряет способность различать предметы в сумерках, хотя больные днем видят нормально.

Помимо гипо- и авитаминоза A известны случаи гипервитаминоза А. Жители Севера знают, что нельзя есть печень белого медведя, тюленя, моржа, в которых высокое содержание витамина А. При гипервитаминозе А наблюдается воспаление глаз, выпадение волос, общее истощение организма. При этом теряется аппетит, наблюдаются головные боли, бессонница, тошнота и рвота.

В растениях витамин А не встречается, но многие растения содержат провитамин А – каротиноиды, которые в организме человека и животных ферментативным путем могут превращаться в витамин А. Каротиноиды впервые выделены из моркови (от лат. «карота» – морковь). Наиболее изучены три типа каротиноидов: α-, β- и γ-каротины, отличающиеся как по химическому строению, ак и по биологической активности. Наибольшей биологической активностью обладает β-каро- тин, так как он содержит два β-иононовых кольца и при его гидролитическом распаде под действием фермента каротиназы (каротин-диоксигеназы) образуются две молекулы витамина А.

26

Схема превращения провитамина А) в ретинол (витамин А)

При гидролитическом расщеплении α- и γ-каротина образуется по одной молекуле витамина А, так как эти провитамины содержат по одному β-иононовому кольцу. Степень усвояемости каротиноидов и свободного витамина А зависит от содержания жиров в пище. β-каротин придает моркови, тыкве, батату, апельсинам, персикам и другим овощам и фруктам характерный для них цвет.

Каротиноиды наряду с хлорофиллом содержатся также во всех зеленых частях растениях.

Из плодов довольно высокое содержание каротина лишь в облепихе и рябине, затем в черной смородине, в цитрусовых, а также в персиках и гораздо меньше его в вишне, землянике, малине. В других плодах и овощах содержание каротина не превышает 0,2 мг на 100 г или он содержится в следовых количествах.

В корнеплодах моркови на долю β-каротина приходится около 80 %, остальное – на долю α-каротина. В верхней, связанной с листьями, части корнеплода содержание каротина всегда выше, чем в нижней части, а в периферийных тканях больше, чем во внутренних. Сорта моркови сильно отличаются по содержанию каротина: чем меньше в корнеплоде доля сердцевины, тем выше общее содержание каротина. Количество каротина коррелирует с окраской корнеплода: в сортах с ярко-оранжевой окраской каротина больше, чем в сортах с более бледной окраской. Хорошим источником каротина являются некоторые сорта тыквы, шиповник, перец.

Витамин А, как и каротин, устойчив к температуре в процессе варки, но чувствителен к свету и кислороду воздуха, поэтому продукты, содержащие этот витамин, теряют его при неправильном хранении. Прогоркание жиров также сопровождается разрушением витамина А и каротиноидов, присутствие витаминов С и Е предохраняет витамин А от разрушения. Витамин A и каротин включаются в обменные процессы только в том случае, если пища, содержащая их, одновременно содержит жир. Поэтому продукты, богатые витамином A, рекомендуется готовить с растительным маслом.

Биологическая роль

Благодаря наличию в молекуле двойных связей, витамин A может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, образуя при этом пероксиды, которые, в свою очередь, повышают скорость окисления других соединений. Ви-

27

тамин A влияет на барьерную функцию кожи, слизистых оболочек, на проницаемость клеточных мембран и биосинтез их компонентов. Действие витамина A связывают с его вероятной причастностью к синтезу белка. Витамин A, соединяясь с белком опсином, образует зрительный пигмент родопсина, который участвует в процессе световосприятия.

Витамин A широко распространен в природе. Он содержится только в продуктах животного происхождения: в печени крупного рогатого скота, свиней, птиц, в желтке яиц, сливочном масле, мясе и рыбе. Особенно много свободного витамина A в жирах печени морского окуня (35%), трески, палтуса, акулы и тунца.

Суточная потребность витамина А для взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг, а β-каротина – от 2 до 5 мг.

Витамин А необходим для нормального роста и дифференцировки тканей. Он выполняет роль протектора при рентгеновском облучении, регулирует процессы разложения, обладает антиинфекционным действием, усиливает иммунитет.

Гипервитаминоз – избыток витамина – вызывает воспаление глаз, тошноту, рвоту, выпадение волос.

20.2 Витамины группы D (кальциферол)

Эта группа витаминов представлена в виде нескольких соединений, отличающихся по строению и биологической активности. Для человека и животных активными препаратами являются витамины D2 – эргокальциферол и D3 – холкальциферол. В растениях содержатся провитамины витаминов группы D – фитостерины – метиленциклоартенол, кампестерин, ситостерин, стигмастерин, которые под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны 280...310 нм в организме животных и человека превращаются в витамины группы D. При УФ-облучении эргостерола (выделенного из дрожжей) синтезируется витамин Д2. Предшественником витамина Д3 является холестерин, содержащийся в поверхностных слоях кожи.

С химической точки зрения все эти стерины представляют собой одноатомные ненасыщенные циклические спирты, в основе структуры которых лежит кольцевая система циклопентанпергидрофенонтрена.

Витамины группы D образуются под действием света, фотохимическое расщепление происходит в результате разрыва связи между 9-м и 10-м углеродными атомами кольца В (показано стрелкой) под действием УФ-лучей.

28

(холекальциферол)

Недостаток витамина D в рационе детей приводит к возникновению рахита,

воснове которого лежат изменения фосфорно-кальциевого обмена и нарушение отложения в костной ткани фосфата кальция. Отмечается размягчение костей; кости становятся мягкими и под тяжестью тела принимают уродливые формы.

Недостаточность витамина D у детей вызывается в значительной степени дефицитом ультрафиолетовых лучей, способствующих образованию витамина D

вкоже из его предшественников. У взрослых дефицит кальциферола вызывает развитие остеомоляции.

Биологическая роль

Хотя витамин сам по себе не обладает биологической активностью, он служит предшественником 1,25-диоксихолекальциферола, который образуется из витамина D в коже, печени, почках, откуда он переносится в другие органы и ткани, главным образом в тонкий кишечник и кости, т.е. 1,25-диоксихолекальциферол выполняет роль гормона – вещества, синтезируемого в одном органе и регулирующего биологическую активность другой ткани (наиболее активно стимулирует сорбцию в кишечнике Са2+, а также фосфата и утилизацию Са2+ при росте костей). Таким образом, витамин D служит предшественником гормона.

29