Взаємодія вітамінів

Вітаміни виявляють різноплановий вплив на перебіг чисельних метаболічних процесів в організмі. Вони забезпечують ряд важливих функцій біополімерів клітини, в першу чергу, каталітичну активність ферментів, визначають інтенсивність процесів проліферації та диференціювання клітин, росту і розвитку організму, його адаптаційні можливості, імунологічну реактивність. З цим, власне, і пов'язані різні види метаболічних розладів, спричинених дефіцитом чи надлишком в організмі окремих вітамінів або їх комплексів, внаслідок недостатнього чи надмірного надходження з продуктами харчування чи порушення їх обміну та реалізації фізіологічних ефектів. Враховуючи певні взаємні відносини між вітамінами в організмі, причиною метаболічних розладів може бути також, порушення балансу та співвідношення між окремими вітамінами, оскільки нестача чи надлишок одного з них суттєво впливає на метаболізм інших.

Взаємні відносини між вітамінами в значній мірі визначають можливості використання їх організмом для забезпечення процесів обміну. Це зумовлено кофакторними функціями вітамінів, кожен з яких контролює окремі ланки в складних ланцюгах метаболічних перетворень різних сполук. Часто такі перетворення залежать не від одного, а від кількох вітамінів, які у вигляді кофакторів входять до складу поліферментних комплексів і систем. У вигляді кофакторів ці комплекси, як правило, містять похідні кількох вітамінів, кожен з яких виконує певні, характерні лише для окремого вітаміну, специфічні функції. Зокрема, багатоцентрові ферменти та мультиферментні комплекси можуть включати 5-7 різних ферментів, які у вигляді кофакторів містять різні вітаміни. Це, в першу чергу, цілий ряд дегідрогеназ, окиснювальних

декарбоксилаз кето- та амінокислот, синтетаз жирних кислот та ін. Так, а-піруватдегідрогеназний комплекс, який забезпечує окислювальне

декарбоксилювання пірувату та утворення активного ацетату (ацетил-КоА), містить у своєму складі ТДФ (похідне віт В1), ліпоєву кислоту, вітамін Вз, В5 і В2. Тому зрозуміло, що недостатнє надходження до організму одного з цих вітамінів, може спричинити порушення активності вказаного комплексу та викликати метаболічні розлади в організмі.

На думку вчених головними завданнями та напрямками цього розділу вітамінології на сучасному етапі є:

вивчення взаємодії вітамінів у процесі резорбції, транспорту та засвоєння тканинами;

з'ясування особливостей взаємодії різних вітамінів при утворенні

коферментних форм та використанні їх ферментними системами організму;

вивчення участі окремих вітамінів у метаболізмі інших та ролі цих вітамінів у їх власному метаболізмі. Із сказаного вище видно, що види взаємодії між окремими вітамінами та їх комплексами можуть бути різноманітні і відрізняються як за механізмом дії, так і за характером впливу на організм.

Згідно з сучасними уявленнями, взаємодія між окремими вітамінами може реалізуватися у вигляді впливу одного вітаміну на катаболізм іншого, регуляції одним вітаміном утворення коферментних форм інших вітамінів, а отже і прояву їх біологічної активності, в спільній участі кількох вітамінів у забезпечені певних метаболічних процесів та ін. Найчастіше реалізуються такі основні види взаємних відносин між вітамінами:

Одночасна дія (синергічні чи антагоністичні відносини)

Замінююча дія (можливість часткової чи повної заміни одного вітаміну іншим).

Вторинна дія (безпосередня чи віддалена, сприятлива чи несприятлива) яка є, наслідком нестачі або надлишку одного чи кількох вітамінів.

Одночасна дія вітамінів. Відомо, що з продуктами харчування до організму одночасно надходить, як правило, цілий комплекс вітамінів різних за хімічною природою і механізмом впливу на перебіг чисельних метаболічних перетворень різних сполук та процеси обміну. У зв'язку з цим, при незбалансованому харчуванні організм буде зазнавати впливу нестачі чи надлишку не одного, а кількох вітамінів між якими можуть існувати синергічні або антагоністичні взаємні відносини. У випадку синергічної дії кількох вітамінів виявляються оптимальні позитивні ефекти їх впливу на організм. Ці ефекти можуть реалізуватися внаслідок позитивного впливу одного вітаміну на утворення коферментних форм інших. Так, аскорбінова кислота і кобаламін сприяють утворенню коферментної форми фолієвої кислоти (фолацину), а рибофлавін входить до складу ферментних систем, які забезпечують утворення коферментних форм піридоксину.

Крім того, для багатьох вітамінів характерна спільна участь у забезпеченні біохімічних перетворень різних сполук та реалізації певних фізіологічних функцій. Так, вітаміни А1, Вг, В6, В5, позитивно впливають на синтез родопсину та утворення зорового пурпуру у зв'язку з чим доцільним є використання комплексу цих вітамінів при лікуванні функціональних розладів органів зору, спричинених нестачею вітаміну А, зокрема, при порушенні темнової адаптації.

Вітаміни Вс, С, та Вє сприяють поліферативним процесам у клітинах крові, що зумовлює застосування їх у комплексному лікуванні анемічних станів.

Вітаміни В1, В2, В3, РР, ліпоєва кислота входять до складу піруват-та а-кетоглутаратдегідрогеназного комплексу, який забезпечує окислювальне декарбоксилювання кетокислот та наступний катаболізм їх до кінцевих продуктів у циклі Кребса. Оскільки цей цикл забезпечує утворення різних метаболітів та відновних еквівалентів, які організм використовує для синтезу АТФ на рівні електронно-транспортного ланцюга, комплекс цих вітамінів може виявляти позитивний вплив не лише на обмін вуглеводів чи ліпідів, але і на загальний стан організму через посилення біоенергетичних процесів. А.Н. Розановим було обґрунтовано доцільність застосування комплексу вітамінів (В1, В2, В3 і РР), які входять до складу коферментних форм ферментів дегідрогеназ, а-кетокислот при лікуванні ішемічної хвороби серця та гіпертонії. При використанні цього комплексу вітамінів враховували фізіологічну дію його на організм, вплив на скорочувальну здатність міокарду, окремі показники ліпідного, вуглеводного і білкового обміну. Позитивний ефект на перебіг у організмі окисновідновних процесів виявляють також вітаміни С, В1, В2 і В5. Це зумовлено не лише тим, що вони забезпечують утворення коферментних форм ферментів класу оксидоредуктаз, але і рядом інших їх взаємних відносин.

Дослідженнями також встановлено, що комплекс вітаміну С і Р позитивно впливає на проникність капілярів та синтез білка сполучної тканини - колагену. У зв'язку з цим, препарат аскорутин знайшов широке застосування при лікуванні чисельних захворювань пов'язаних з патологією сполучної тканини. Крім того, цей комплекс сприяє процесам проліферації клітин епітелію, що зумовлює доцільність застосування його при лікуванні поранень, опіків, пролежнів тощо.

Синергічні взаємні відносини характерні також для вітамінів В2 і В3. які виявляють позитивний вплив на процеси росту, вітамінів D і В6, які посилюють процеси остифікації Вс і В12, які стимулюють гемопоез, С, Е і А, для яких характерні антиоксидантні властивості.

Крім синергічних взаємних відносин, між окремими вітамінами в процесі обміну може спостерігатися антагонізм - протилежна дія на певні біохімічні процеси. Ця дія може реалізуватися внаслідок пригнічення біологічних ефектів одного вітаміну іншим. Так, вітамін В5 пригнічує дію вітаміну В1, а останній в свою чергу послаблює біологічні ефекти вітаміну В5. Причиною цього є конкурентні взаємні відносини між ними за АТФ при утворенні коферментних форм (ТДФ і НАДФ).

Антагоністичні відносини між окремими вітамінами можуть виявлятися також в тому, що підвищення вмісту одного вітаміну спонукає до виведення з організму іншого

Синергічні та антагоністичні взаємні відносини між вітамінами враховуються при лікуванні і профілактиці різних захворювань.

Враховуючи цей вид взаємодії між вітамінами, важливим є дотримання оптимального їх співвідношення, при надходженні до організму з продуктами харчування, а також при застосуванні вітамінів та їх комплексів для лікування і профілактики різних захворювань та створенні композицій з оптимальним співвідношенням вітамінів (за якісним складом і кількісним вмістом).

Замінююча дія.

Цей вид взаємодії між вітамінами в процесах обміну їх в організмі може реалізуватися в кількох варіантах: повній чи частковій заміні одного вітаміну іншим, заміні кількох вітамінів одним з них, або заміні одного вітаміну комплексом інших. Результатом такої заміни може бути збільшення чи зменшення витрат та потреби в окремих вітамінах при введенні інших. Одночасно з цим, замінююча дія може бути ефективною для організму або не має певної позитивної дії. Вивчення замінюючої дії вітамінів проводили на тваринах. Для оцінки ефективності заміни одного вітаміну іншим застосовували такі критерії, як:

а) тривалість життя тварин;

б) інтенсивність процесів росту;

в) вираженість клінічних проявів нестачі чи надлишку одних вітамінів при введенні інших;

г) зменшення витрат одних вітамінів при введені інших;

д) вплив надмірного введення одних вітамінів на фоні нестачі інших.

а) При вивченні впливу заміни одного вітаміну іншим на тривалість життя тварин, встановлено, що навіть при достатньому надходженні більшості вітамінів до організму, дефіцит одного з них може суттєво впливати на цей показник. Так, у щурів, яких утримували на раціоні, що містить повний комплекс вітамінів групи В, середня тривалість життя при виключенні з раціону вітаміну В1 складала 3-7 тижнів, при дефіциті вітаміну В2 - 7-12 тижнів, вітаміну В3 відповідно 5 місяців, а вітаміну В6 12 місяців. При відсутності в раціоні холіну і вітаміну В5 тварини протягом року знаходилися у доброму стані. Тобто, ряд вітамінів групи В може компенсувати настачу інших вітамінів цієї ж групи. Найефективніша замінююча здатність в умовах цього експерименту була характерна для вітаміну С, який компенсував нестачу вітамінів В1.В2.В3.

б) При дослідженні замінюючої дії вітамінів у забезпеченні процесів росту було встановлено, що вітамін С володіє замінюючою дією по відношенню до більшості вітамінів. У тварин, яких утримували на вітаміндефіцитному раціоні, додаткове введення вітаміну С виявляло позитивний ефект на цілий ряд фізіологічних показників. Тобто, вітамін С, в тій чи іншій мірі, може компенсувати чи пом'якшити нестачу вітамінів А, В1, В2, В3, В6. Ефективна замінююча дія була виявлена також для вітаміну

В2. Цей вітамін може замінювати в процесах росту вітамін В12, а В1 і n-амінобензойна кислота - вітаміни Вс, Н і В4.

в) Дослідження взаємної замінності, вітамінів при оцінюванні клінічних проявів та інтенсивності вираження авітамінозних станів вказує на те, що поява ознак цинги у морських свинок позбавлених вітаміну С, затримувалася при додатковому введені вітаміну А. Одночасно з цим, вітамін С пом'якшував симптоми нестачі вітаміну Н, та запобігав загибелі тварин, які не отримували вітаміну Вз.

г) Замінюючу дію вітамінів, як наслідок зменшення витрат одних вітамінів при введенні інших, можна проілюструвати на прикладі взаємних відносин вітаміну С і ряду водо- і жиророзчинних вітамінів, зокрема, В1, В2, А і Е. Так, відомо, що при достатньому надходженні вітаміну С значно знижується потреба у вказаних вітамінах. Пояснити цей феномен можна економним використанням їх організмом (зменшення витрат) при достатній забезпеченості вітаміном С, а також тим, що вітамін С, В1, В2 виявляють синергічну дію на цілий ряд важливих фізіологічних показників. Це стосується також і вітаміну С та А, оскільки відомо, що введення вітаміну А затримує розвиток цинги у тварин. Вказані вітаміни можуть взаємно замінювати один одного і в процесах забезпечення функціональної активності організму та підтримання показників гомеостазу. Дефіцит вітаміну Ві в організмі може бути компенсований

вітамінами РР, Вс, Е, С і D.

Одночасно з цим вітамін С виявляє найефективніший вплив на організм при дефіциті вітаміну Н і Вз.