Глава 10 вітаміни та їх значення у харчуванні

ВІДКРИТТЯ ВІТАМІНІВ 1 РОЗВИТОК ВІТАМІНОЛОГІЇ ЯК НАУКИ

У 1820 p. російський військово-морський лікар П.С. Вишневський уперше висловив думку про існування у протицинготних продуктах тер­молабільної речовини, що сприяє правильній життєдіяльності організму. У зв'язку з цим він писав, що «...особлива або специфічна дія деяких ре­човин, що служать до поправлення цинготної хирлявості, засвідчила та­кож про те, що є якийсь початок у самих дієтичних засобах, і особливо у тих, що одержують із рослинного царства, який ... дає здатність організ­му здійснювати свої відправлення правильним і здоровим чином». Біль­ше ніж через 20 років (1841 p.) аналогічне припущення висловив амери­канський лікар Бед.

Існування поряд з відомими харчовими інгредієнтами (білками, жи­рами, вуглеводами і мінеральними солями) інших незамінних харчових речовин було доведено експериментальними дослідженнями російського лікаря M.I. Луніна. У 1880 p. у дисертації «Про значення неорганічних солей для харчування тварин» він дійшов висновку, що якщо миші «... не у змозі жити на кормі з білків, жиру, цукру і солей, то з цього виходить, що у молоці, крім казеїну, жиру, молочного цукру і солей, повинні міс­титися ще інші речовини, які цілком необхідні для харчування. Виявити ці речовини та вивчити їх значення у харчуванні було б дослідженням, що являє великий інтерес».

Результати, одержані M.I. Луніним, у подальшому повністю підтвер­дили Ейкман і Гопкінс, а у 1912 p. ці незамінні харчові речовини виділив із висівок рису польський учений К. Функ. Оскільки у виділеному пре­параті містилася аміногрупа, К. Функ назвав його вітаміном (життєвим аміном). Але хімічна природа вітамінів, тим більше їх роль у життєдія­льності організму залишалися загадкою ще тривалий час.

КЛАСИФІКАЦІЯ ВІТАМІНІВ

За сучасними уявленнями, вітамінами є низькомолекулярні органічні сполуки, необхідні для здійснення механізмів ферментативного каталізу, нормального обміну речовин, підтримання гомеостазу, біохімічного за­безпечення усіх життєвих функцій організму (В.Б. Спіричев, 1976).

Нині відомо біля 20 сполук, які можуть бути віднесені до вітамінів. В основу класифікації вітамінів покладений принцип розчинності їх у воді та у жирі, у зв'язку з чим вітаміни поділяються на 2 великі групи — во­дорозчинні та жиророзчинні. Це дозволяє виявити у кожній з цих груп свої особливості та визначити притаманні їм індивідуальні властивості. Нижче наведено класифікацію вітамінів та вітаміноподібних сполук.

ВОДОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ
Вітаміни, представлені переважно однією сполукою
Рекомендовані назви	Старі назви
Тіамін	Вітамін б) (анейрин)
Рибофлавін	Вітамін В; (лактофлавін)
Пантотенова кислота	Вітамін В; або 85
Біотин	Вітамін Н
Аскорбінова кислота	Вітамін С
Родини вітамінів
Рекомендована групова назва	Індивідуальні представники
Вітамін b(,	Піридоксин, піридоксаль, ліридоксамін
Ніацин (вітамін РР)	Нікотинова кислота, нікотинамід

Фолат	Фолієва кислота, тетрагідрофолісва кислота і її
	похідні
Кобаламіни (вітамін Вц)	Ціанокобаламін, оксикобаламін, метилкобаламін
ЖИРОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ
Рекомендована групова назва	Індивідуальні представники
Вітамін А	Ретинол, ретинолацетат, ретиналь, ретинова
	кислота
Вітамін D (кальциферол)	Ергокальциферол (вітамін Од), холскальцифс-рол (вітамін Оз)
Вітамін Е	а-, р-, у- і о-токофсроли, а-, р", у- і о-
	токотрісноли
Вітамін К	2-метал-3-фітил-1,4-нафтохінон (вітамін k|, філохінон), менахінони (вітамін К;), 2-метил-1,4-нафтохінон (менадіон, вітамін Кз)

ВІТАМІНОПОДІБНІ СПОЛУКИ
Незамінні харчові речовини з переваж­но пластичною функцією	Біологічно активні речовини ted
Холін	Біофлавоноїди
Інозит (міоінозит, мезоінозит)	Метилметіонінсульфоній (вітамін U)
Біологічно активні речовини, — сип*-	Пангамова кислота (вітамін Bis)
іуються в організмі людини
Ліпосва кислота	Чинники росту мікроорганізмів
Оротова кислота	Параамінобензойна кислота
Карнітин

РОЛЬ ВІТАМІНІВ У ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ОРГАНІЗМУ

Висока біологічна активність вітамінів перш за все пояснюється їх учас­тю в утворенні коферментів і простетичних груп ферментів. Відомо більше 100 ферментів, до складу яких входять вітаміни. Усі ці ферменти беруть участь у різних видах обміну речовин: енергетичному обміні (тіамін і рибо­флавін), біосинтезі та перетворенні амінокислот (вітаміни Be і Вц), жирних кислот (пантотенова кислота), пуринових і піримідинових основ (фолат), утворенні багатьох фізіологічно активних сполук (ацетилхоліну, стероїдів) та інших функцій організму. Каталітичної активності вітаміни набувають після взаємодії із специфічними білками — апоферментами.

Деякі жиророзчинні вітаміни також виконують коферментні функції. Вітамін А у формі ретинолу є простетичною групою зорового білка ро­допсину, що бере участь у процесі фоторецепції. Вітамін К проявляє ко­ферментні функції у реакції карбоксилювання залишків глутамінової кислоти у молекулі протромбіну.

Жиророзчинні вітаміни входять до структури мембранних систем, забезпечуючи їх оптимальний функціональний стан. Вітамін Е виконує

важливу функцію стабілізації та захисту ненасичених жирних кислот біологічних мембран від вільно-радикальних процесів пероксидного окислення. Вітамін А у формі ретиналфосфату виконує функцію перено­сника залишків цукрів у синтезі кліткових мембран. Вітамін D бере участь у транспорті іонів кальцію і неорганічного фосфату через клітинні бар'єри у процесі їх усмоктування у кишках, реабсорбції у ниркових ка-нальцях і мобілізації із кісткової тканини.

Каталітична активність найяскравіше проявляється у водорозчинних вітамінів, тому їх називають ще «ензимовітамінами». Характер дії жиро­розчинних вітамінів ближчий до тканинних гормонів — «гормоновітаміни».

Сполуки, які є попередниками під час утворення вітамінів в організ­мі, називаються провітамінами. До провітамінів належать каротини, що метаболізуються в організмі з утворенням ретинолу (вітаміну А), деякі стерини (ергостерин, 7-дегідрохолестерин тощо), що перетворюються на вітамін D.

Деякі аналоги і похідні вітамінів є антивітамінами. Зайнявши місце вітаміну у структурі ферменту, антивітамін, однак, не може виконувати його функцію (унаслідок відмінностей у будові), у зв'язку з чим розви­ваються явища вітамінної недостатності. До антивітамінів належать та­кож сполуки, що зв'язують або руйнують вітаміни: тіамінази 1 і II, що руйнують тіамін, білок яйця авідин, який зв'язує біотин.

Вітаміни, вплетені у складну мережу обмінних реакцій, впливають на такі фізіологічні процеси, як ріст, розвиток, діяльність різних органів і систем.

Отже, у разі недостатнього надходження в організм вітамінів розви­ваються хворобливі стани, відомі під назвою гіповітамінозів. В організмі людини найчастіше виявляють недостатню кількість аскорбінової кисло­ти, тіаміну, рибофлавіну, ніацину, вітаміну А, а у низці випадків — фо-лацину і вітаміну Вь. У разі гіповітамінозів знижена опірність організму до зовнішніх впливів та інфекцій. Крайнім виявом вітамінної недостат­ності організму є авітамінози.

Кожний з вітамінів і вітаміноподібних сполук характеризується ви­сокою активністю і різнобічною біологічною дією.

Аскорбінова кислота (вітамін С). Бере участь у різних видах об­міну речовин, сприяє засвоєнню організмом білків, заліза, низки віта­мінів, регулює обмін холестерину. Забезпечує нормальне функціону­вання нервової системи, печінки, залоз внутрішньої секреції (гіпофіз, надниркові залози, щитовидна залоза тощо). Підтримує міцність сті­нок кровоносних судин (через участь у синтезі колагену — проміжної речовини сполучної тканини), підвищує стійкість організму до зовні­шніх впливів та інфекцій.

Тіамін (вітамін b|). Регулює біологічний процес декарбоксилювання піровиноградної кислоти, процеси синтезу жирних кислот, дезамінуван­ня і переамінування амінокислот. Необхідний для утворення ацетилхолі­ну — передавача нервових імпульсів. Забезпечує нормальне функціону-

вання нервової (центральної і периферичної), серцево-судинної, травної, ендокринної та інших систем організму.

Рибофлавін (вітамін В^). Головне призначення — регуляція обміну амінокислот, з яких утворюється білок клітин і тканин організму. Поліп­шує світловий і колірний зір, функціональний стан нервової, серцево-судинної і травної систем. Стимулює кровотворення, бере участь у регу­ляції функції печінки, шкіри, слизових оболонок тощо.

Ніацин (вітамін РР). Бере участь в обміні вуглеводів, білків, холес­терину та інших нутрієнтів, впливає на функціональну діяльність різних органів і систем (серцево-судинну, кровотворну, травну, нервову тощо). Входячи до складу ферментів кодегідраз, ніацин прискорює окислю­вально-відновні реакції.

Вітамін В«. Регулює обмін білків, жирів і вуглеводів. Необхідний для засвоєння організмом триптофану, метіоніну, цистеїну та інших аміноки­слот. Бере участь в утворенні арахідонової кислоти з лінолевої і вітаміну РР із триптофану. Доведена ліпотропна дія, стимулює утворення гемо­глобіну.

Фолат (фолієва кислота). Регулює обмін білків, нуклеїнових кис­лот, жирів у печінці. Дія на процеси кровотворення тісно пов'язана з ко­баламінами (вітаміном Віз) і холіном.

Пантотенова кислота (вітамін Вз). У зв'язку з різнобічною біологіч­ною дією пантотенова кислота і одержала свою назву (від грец. pantos — усюдисущий). Бере участь в обміні вуглеводів і жирів, у реакціях ацети-лювання, каталізує синтез білків. Регулює функції нервової системи, щи­товидної залози, надниркових залоз. Впливає на нервово-трофічні проце­си, розлад яких спричиняє дерматит та інші порушення.

Біотин (вітамін Н). Справляє регулюючий вплив на нервову систе­му, в тому числі і на нервово-трофічну функцію. Є дані про участь біо­тину в жировому обміні.

Кобаламіни (вітамін Ви). Біологічна дія тісно пов'язана із внутріш­нім чинником Касла, який відіграє важливу роль у механізмі усмокту­вання кобаламінів. Основна дія кобаламінів — антианемічна. Вони бе­руть участь у синтезі амінокислот (метіоніну, тирозину, серину тощо), нуклеїнових кислот, пуринів і піримідинів, стимулюють ріст дітей, спра­вляють ліпотропну дію.

Вітамін А. Бере участь в актах присмеркового (нічного) зору і від­чуття кольору. У разі нестачі вітаміну А порушується відновлення родо­псину, що є поєднанням білка з ретинолом (представником вітаміну А). Під впливом світла родопсин (зоровий пурпур) розкладається із звіль­ненням жовтого пігменту — ретинену (альдегід ретинолу). Відновлення родопсину у паличках сітківки ока відбувається у темряві шляхом пере­творення ретинену у ретинол і наступного з'єднання його з білком. У разі недостачі вітаміну А відновлення родопсину затримується або припиняє­ться, унаслідок чого розвивається гемералопія (куряча сліпота). Вітамін А регулює обмінні процеси у шкірі, слизових оболонках очей, дихаль­

них, травних і сечовивідних шляхах; підвищує опірність організму до інфекцій. Впливає на функцію біологічних мембран та ендокринних за­лоз, тканинне дихання.

Кальциферол (вітамін Di). Регулює обмін кальцію і фосфору, їх усмоктування із кишок і відкладення у кістках.

Токофероли (вітамін Е). Справляють антиокислювальну дію на внутрішньоклітинні ліпіди, охороняють їх від пероксидації. Впливають на функцію статевих та інших ендокринних залоз, діяльність м'язів, сприяють засвоєнню жирів, вітамінів А і D, беруть участь в обміні білків та вуглеводів.

Вітамін К. Впливає на біосинтез у печінці протромбіну та інших ре­човин, що беруть участь у згортанні крові. Проявляє широку анаболічну дію шляхом участі у функції АТФ — генеруючої системи і участі у про­дукції АТФ, що має важливе значення у нормалізації енергетичної забез­печеності організму.

До вітамінних сполук належать холін, інозит, ліпоєва кислота, оротова кислота, карнітин, біофлавоноїди, метилметіонінсульфоній (вітамін U), пангамова кислота (вітамін Віз) і параамінобензойна кислота. Усі вони мають різнобічну біологічну дію і високу активність. Холін та інозит справляють виражену ліпотропну дію. Крім того, інозит має седативні властивості, що нормалізують стан нервової системи і нервово-трофічну діяльність. Ліпоєва кислота (вітамін N) бере участь у процесах біологіч­ного окислення білків, жирів і вуглеводів. Оротова кислота (вітамін Віз) стимулює білковий обмін, прискорює регенерацію печінкових клі­тин. Карнітин необхідний для нормальної функції м'язів — підтримує їх оптимальний фізіологічний стан. Біофлавоноїди (вітамін Р), взаємодію­чи з аскорбіновою кислотою, збільшують міцність стінок кровоносних судин, стимулюють тканинне дихання. Метилметіонінсульфоній (віта­мін U) сприяє загоюванню виразки шлунка і дванадцятипалої кишки, справляє антисклеротичну дію. Пангамова кислота (вітамін Bis) має ліпотропні властивості і є донатором рухомих могильних груп. Параамі­нобензойна кислота (ПАБК) справляє антитиреотоксичну дію, бере участь у синтезі фолату.

ПОТРЕБА 1 НОРМУВАННЯ ВІТАМІНІВ

Нормування вітамінів у харчуванні проводять з урахуванням віку, статі, характеру трудової діяльності, побутових умов, рівня добового фізичного навантаження, кліматичних умов, фізіологічного стану організму, нутрієнт-ного складу і енергетичної цінності раціону харчування та інших чинників. Потребу у вітамінах слід визначати диференційовано і тільки стосовно од­норідних груп населення. Потреба у вітамінах підвищується в умовах три­валого систематичного охолодження (холодний клімат), недостатньої інсо­ляції, у разі напруженої фізичної і розумової роботи.

Таблиця 11. Рекомендовані величини сяожипмия вітамінів для дорослого населення працездатного віку

Група ін­тенсивності праці (фізи­чної актив­ності)	Добова потреба, мг
	Тіамін		Рибофлавін		Ніацин, мг (ніаци-новий еквівалент)		Аскорбінова кис­лота
	Чоловіки	Жінки	Чоловіки	Жінки	Чоловіки	Жінки	Чоловіки	Жінки
І	1,6	1,3	2,0	1,6	22	16	80	70
II	1,6	1,3	2,0	1,6	22	16	80	70
III	1,6	1,3	2,0	1,6	22	16	90	80
IV 1,6 1,3 2,0 1,6 22 16 90 80

У табл. 11 наведені величини добової потреби в основних вітамінах дорослого населення залежно від статі та інтенсивності праці.

Для усіх груп населення працездатного віку рекомендовані єдині ве­личини добової потреби у таких вітамінах: вітамін Вб — 2 мг для чолові­ків, 1,8 мг для жінок; фолат — 200—250 мкг; вітамін Biz — 3 мкг; віта­мін А (ретиноловий еквівалент) — 1000 мкг для чоловіків та жінок;

вітамін D — 2,5 мкг (100 МО); вітамін Е (токофероловий еквівалент) — 15 мгдля чоловіків і жінок.

ДЖЕРЕЛА ВІТАМІНІВ У ХАРЧУВАННІ. ЗБАЛАНСОВАНІСТЬ ВІТАМІНІВ

Збалансованість вітамінів обгрунтована під час розрахунку на певну енергетичну цінність. Без зв'язку з енергетичною цінністю неможливо давати будь-які кількісні рекомендації.

Для забезпечення оптимального стану організму на кожні 4184 кДж (1000 ккал) у їжі повинно міститися 0,5 мг тіаміну, 0,6 мг рибофлавіну, 6,6 мг ніацину, вітаміну Вб — 0,02 мг на 1 г спожитого білка. Для вітамі­нів С, Вц, А, D, Е і фолату такі еквіваленти не визначені. Встановлена лише орієнтовна добова потреба в них.

Найдефіцитнішим вітаміном у харчуванні є аскорбінова кислота. Ос­новними джерелами аскорбінової кислоти у харчуванні є продукти рос­линного походження (90%); у продуктах тваринного походження, як правило, її вміст незначний.

Вітаміни групи В (тіамін, рибофлавін і ніацин) надходять в організм з продуктами тваринного і рослинного походження.

З рослинних продуктів основним постачальником тіаміну є житній і пшеничний хліб. З хлібом потреби у тіаміні можуть задовольнятися на ЗО—50%. Добрими джерелами тіаміну є картопля і різні овочі. Вживаючи їх, можна задовольнити біля 1/5 потреби організму у тіамі­ні. Із продуктів тваринного походження відносно багато тіаміну у свинині (0,04 мг/100 г).

Найціннішими джерелами рибофлавіну є яйця, молоко і молочні продукти. Із рослинних продуктів основна кількість рибофлавіну надхо­дить в організм з хлібобулочними виробами і крупами. За рахунок хліба потреби організму у рибофлавіні можуть задовольнятися на 15—25% (залежно від гатунку борошна). Ранньою весною збагатити раціон рибо­флавіном можна уведенням овочів. Картопля, капуста, морква та інші овочі містять відносно невелику кількість рибофлавіну, але питома вага їх серед інших продуктів значна.

Ніацин (вітамін РР) міститься в основному у продуктах рослинного походження, за рахунок яких задовольняється приблизно 60—65% добо­вої' потреби організму у цьому вітаміні. Основними джерелами ніацину є хлібобулочні і круп'яні вироби. Через те що ніацин концентрується у пе­риферичних частинах зерна, особливо багаті на нього висівки — у 100 г рисових висівок міститься до ЗО мг ніацину. Із зернових бідна на ніацин кукурудза і вироби з неї. Картопля і овочі задовольняють потреби органі­зму у ніацині приблизно на 25%. У картоплі його міститься 0,9%. У 100 г овочів вміст ніацину коливається від 0,4 до 0,7 мг. Багате на ніацин м'я­со, а у молоці і молочних продуктах його вміст відносно невеликий. Од­нак вони багаті на триптофан — амінокислоту, яка є вихідною речови­ною для ендогенного синтезу молекули ніацину.

На відміну від аскорбінової кислоти і основних вітамінів групи В віта­міни А і D здатні створювати в організмі запаси. Потреби організму у віта­міні А задовольняються як за рахунок власне вітаміну А (ретинолу та інших представників), так і за рахунок каротинів — провітамінів А. Не менше 1/3 його загальної кількості повинно забезпечуватися за рахунок власне вітамі­ну А. Активність каротинів менша за активність ретинолу. Під час переве­дення каротинів у ретинол їх вміст у їжі ділять на 6. Підвищують засвоєння каротинів в організмі жири, у яких вони добре розчиняються.

Вітамін D міститься тільки у тваринних продуктах. Але продукти хар­чування лише частково задовольняють потребу організму в цьому вітаміні. Основна його кількість утворюється у клітинах шкіри під дією ультрафіоле­тових променів. Вітамін D, синтезований організмом, активніший, ніж той, що міститься у продуктах харчування. Тому зимою, коли інтенсивність со­нячного опромінення мала, необхідно більше бувати на свіжому повітрі.

ЛІТЕРАТУРА

КременерС.М. Витаминьї й их клиническоеприменение.—М.: Медицина, 1966.— 430 й RumoMUHM в питаний й профилактика витаминной недостаточности // Под ред. проф.

В.В. Ефремова. — М.: Медицина, 1969. — 208 с. Промов В.В, Спирачев В.Б., Симакова Р.А. Витаминьї // Большая медицинская

знциклопедия. — М.- Сов. знциклопедия, 1976. — Т.4. — С. 792—806. ІІотребность человека в витаминах // Под ред. М.И. Смирнова. — М.: Медицина.