2.6.1. Жирорастворимые витамины

Жирорастворимые витамины, как уже говорилось, присутствуют в липидах пищевых продуктов как животного, так и растительного происхождения. Они перевариваются с жиром и всасываются в кишечнике. Затем витамины данной группы переносятся в печень, в которой сосредоточены основные запасы витаминов А, D и К. Главным местом резервирования витамина Е служит жировая ткань. Жирорастворимые витамины не выделяются с мочой, а их избыток в организме оказывает токсический эффект (особенно избыток витаминов А и D).

Ретинол (витамин А). Ретинол выполняет в организме ряд функций. Он обеспечивает рост и влияет на развитие эпитальных клеток, входит в состав зрительного пигмента палочек сетчатки глаза – родопсина и зрительного пигмента колбочек – йодопсина. При недостатке витамина А появляется так называемая «куриная слепота» (ослабление сумеречного зрения), возникает конъюктивит, замедляется рост развивающегося организма.

Витамин А обнаружен только в продуктах животного происхождения. Однако, в организме человека (в кишечной стенке и печени) витамин А может образовываться из некоторых пигментов, называемых каротинами, которые довольно широко распространены в растительных продуктах. Считается, что -каротин по эффективности соответствует 0,17 мг витамина А. Поэтому -каротин пересчитывают на витамин А. Потребность – 1 мг/сутки. Обеспечивается продуктами животного и растительного происхождения (за счет каротинов). Из продуктов животного происхождения больше всего витамина А содержится в рыбьем жире (15 мкг%), говяжьей печени, печени трески (4 мкг%) и свиной печени. Из растительных продуктов -каротина больше всего в красной моркови (9 мкг%), зеленом луке, красном перце (2 мкг%), абрикосах, тыкве, помидорах. Запасы витамина А в печени взрослого человека достаточно велики (на 1–2 года). Избыток витамина А может вызвать токсические явления, особенно ярко проявляющиеся у детей.

Ретинол легко окисляется под действием света на воздухе. При кулинарной обработке теряется в среднем 30–40% витамина А.

Структура молекулы витамина А была установлена в 1931 г. и оказалось, что это – ненасыщенный одноатомный спирт, молекула которого отвечает составу С₂₀Н₃₀О – ретинол. Ретинол легко окисляется в альдегид и кислоту. Таким образом, важнейшими представителями витамина являются ретинол (А₁-спирт), ретиналь (А₁-альдегид), ретиноевая кислота (А₂).

Кальциферол (витамином D). Кальциферолами называют несколько соединений, близких по химической структуре (эргокальциферол – D₂, холекальциферол – D₃), относящихся к стеринам и обладающих способностью регулировать фосфорно-кальциевый обмен.

Витамин D образуется в организме человека в коже под влиянием УФ-лучей, которые воздействуют на провитамин D – 7-дегидрохолестерин, образующийся в более глубоких слоях кожи их холестерина. Сам витамин D мало активен. Для того чтобы превратиться в свою активную форму, витамин D в печени гидроксилируется и превращается в наиболее активное производное 1,25-оксикальциферол. Витамин D участвует в активации кальция в тонком кишечнике и минерализации костей и зубов, обладает антирахитическим действием. Основная функция – поддержание в организме постоянной концентрации кальция и фосфора (кальциферол означает несущий кальций). Потребность в пересчете на D₃ – 2,5 мг/сутки. У детей суточная потребность в этом витамине выше, чем у взрослых – 12–25 мкг%. (В печени взрослого человека сосредоточен запас витамина примерно на 1 год.) В растительных продуктах витамина D нет. Из животных его больше всего в рыбьем жире (125 мкг%), печени трески (100 мкг%), яйцах (2,2 мкг%), рыбе. В молоке содержание витамина D составляет 0,05, а в сливочном масле – 1,3–1,5 мкг%.

Основная функция витамина D, как уже говорилось выше, поддержание в организме постоянной концентрации кальция и фосфора. При недостатке витамина D в организме у детей наблюдается повышенная раздражительность, длительное беспокойство, общая слабость, запоздание развития зубов, склонность к заболеваниям дыхательных путей. У взрослых – вялость и утомляемость, тянущие боли в мышцах, тазу и нижних конечностях, хромота, крошение зубов. Хронический дефицит витамина D приводит к развитию рахита у детей и остеопорозу у взрослых.

Однако при повышенных дозах витамин D может проявлять сильное токсическое действие. Известны случаи гибели детей от передозировки витамина D в результате повышения уровня кальция в крови (кальциноз почек и сердца).

Витамин D очень чувствителен к свету, действию кислорода, но почти не разрушается при кулинарной обработке.

Токоферол (витамин Е). -Токоферол в чистом виде впервые был выделен в 1936 г. из масла зародышей пшеницы, а в 1939 г. была окончательно расшифрована его структура. Витамин Е и его химические аналоги представляют собой производные токола. Представителями витамина Е являются несколько производных токола, содержащих различное количество метильных групп в ароматическом кольце (например, -токоферол – 5,7,8-триметилтокол, -токоферол – 5,8-диметилтокол и др), а также их аналоги – токотриенолы, содержащие три двойных связи в боковой цепи (-токотриенол – 5,8-диметилтокотриенол).

Витамин Е участвует в процессах тканевого дыхания, способствует усвоению белков и жиров, влияет на функцию половых желез. Витамин Е – это, так называемый, «детородный» витамин, необходимый для размножения. Е-авитаминоз у женщин вызывает бесплодие. При Е-авитаминозе наблюдается также поражения сосудистой и нервной систем. Е-авитаминоз характеризуется многообразием клинических признаков, в основе которых лежат дегенеративные процессы в зародышевом эпителии и в мышечной ткани, что связано, в первую очередь, с нарушением липопротеидных компонентов мембран и нарушением ряда метаболических реакций.

Общим свойством изомеров токоферолов является не только витаминная, но и заметная антиоксидантная активность (-токоферол)- способность тормозить окисление липидов, в первую очередь ненасыщенных. Это свойство витамина Е обусловлено его способностью к окислительно-восстановительным превращениям. (Витамин Е может образовывать устойчивые свободные радикалы в результате отщепления атома водорода от гидрокисильной группы. Эти радикалы взаимодействуют со свободными пероксидными радикалами в липидной фазе и тем самым препятствуют развитию цепной реакции.) Витамин Е – первый эшелон защиты клеточных и субклеточных мембранных фосфолипидов от перекисного окисления. Благодаря наличию антиоксидантной функции, токоферолы используются для профилактики онкологических заболеваний при радиационом и химическом воздействии на организм.

Для витаминной активности несущественна стереохимия ассиметрических С-атомов боковой цепи токола. Однако наличие такой боковой цепи для активности необходимо.

Токол

-Токоферол (5,7,8-триметилтокол)

-Токоферол (5,8-диметилтокол)

Токотриенол

-Токортиенол (R = R₂ = CH₃; R₁ = H)

Механизм действия токоферолов связывают с их влиянием на биосинтез белка. В отсутствии витамина Е нарушается синтез целого ряда ферментов. Есть предположение, что витамин Е является структурным компонентом клеточных мембран и недостаток токоферола приводит к нарушению названных структур и их проницаемости.

Потребность в токоферолах в пересчете на -токоферол – 10 мг/сутки. Токоферолы синтезируются только зелеными растениями и распространены в основном в растительных продуктах. Наиболее богаты ими растительные масла (соевое (115 мг%), хлопковое (99 мг%), подсолнечное (42 мг%). В крупах содержится 2–15, в хлебе – 2–4 мг%. Токоферолы содержатся практически во всех основных продуктах питания.

Витамин коагуляции (витамин К). Витамин К (от нем. koagulationsvitamin) – витамин стимулирующий свертывание крови. Витамины группы К представлены в живых организмах различными производными 2-метил-1,4-нафтохинона, различающихся характером боковых цепей.

Существует два ряда витаминов группы К – филлохинона (К₁) и менахинона (К₂).

Витамин К₁ впервые выделен из люцерны. Это 2-метил-1,4-нафтохинон, который в положении 3 содержит боковую цепь, представленную фитильным радикалом, имеющим 20 атомов углерода.

Витамин К₁

У витамина К₂ боковая цепь имеет 35 атомов углерода с семью двойными связями и представлена остатком фарнезилдигеранила.

Витамин К₂

Витамины группы К присутствуют во всех животных организмах – от простейших до наиболее высокоорганизованных. В организме человека и высших животных он, в отличие от микроорганизмов и растений, не синтезируется. Наиболее богаты витамином К зеленые растения, в которых он содержится в хлоропластах в виде филлохинона. В живых тканях и макроорганизмах присутствуют различные формы витамина К₂. Максимальное содержание витамина К характерно для шпината, капусты, укропа и тыквы.

Потребность человека в витамине К составляет около 80 мкг/сут и частично удовлетворяется за счет его биосинтеза микрофлорой кишечника.

К-витаминная недостаточность проявляется в снижении содержания в крови протромбина и проконвертина, вследствие чего увеличивается время свертывания крови. У новорожденных наблюдаются кровотечения из носа, рта, пупка, желудочно-кишечные кровотечения; у взрослых – внутрикожные и подкожные кровоизлияния, кровотечения из десен и носа, желудочно-кишечные кровотечения.

Витамин К устойчив в повышенным температурам, но разрушается по действием света и в щелочных средах.

Кроме вышеперечисленных витаминов существуют другие незаменимые органические вещества, поступающие с пищей в незначительных количествах и обладающие специфическим биологическим действием. К числу таких веществ относятся холин (см. гл. Липиды), биофлавоноиды и др.