Жирорастворимые витамины

Витамин А был открыт в 1913 г. Две группы ученых, Элмер Макколлум и Маргарет Дэвис из Висконсинского университета и Томас Осборн и Лафайет Мендель из Йельского университета, независимо друг от друга после серии исследований пришли к выводу, что сливочное масло и желток куриного яйца содержат какое-то необходимое для нормальной жизнедеятельности вещество. На их экспериментах было показано, что мыши, питавшееся лишь комбинацией казеина, жира, лактозы, крахмала и соли, страдали от воспаления глаз и диареи и умирали по прошествии около 60 дней. При добавлении в рацион сливочного масла, масла из печени трески или яйца они приходили в норму. Это означало, что требовалось не только наличие жира, но и какие-то другие вещества. Макколлум разделил их на два класса — «жирорастворимый фактор А» (на самом деле содержал витамины А, Е и D) и «водорастворимый фактор В»[1].

В 1946 г. Давид Адриан ван Дорн и Йозеф Фердинанд Аренс синтезировали витамин А. Отто Ислер в 1947 г. разработал промышленный метод его синтеза. Роль витамина А в зрении была открыта биохимиком Джорджем Уолдом, за что он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1967 г.

Витамины группы А включают в себя ряд веществ (ретиноидов), важнейшим из которых является ретинол. Витамин А обеспечивает нормальное зрение, влияет на обмен белков; участвует в углеводном обмене, способствуя повышению содержания и отложения гликогена в печени и в мышцах; влияет на деятельность желез внутренней секреции, в частности надпочечников и поджелудочной железы; повышает сопротивляемость организма инфекциям, воздействуя на иммунный статус; влияет на процессы роста организма, формирования костей и эпителия кожи.

Витамин А поступает в организм в виде собственно витамина А и провитамина витамина А ((3-каротина), которые в печени превращаются в витамин А. Каротиноиды, и прежде всего p-каротин, обладают антиоксидантными свойствами и положительно влияют на иммунитет.

Витамин А разрушается под действием солнечных лучей и при окислении жиров. Для сохранения витамина А продукты следует варить и жарить под закрытой крышкой (без доступа кислорода). Всасывание каротина в кишечнике зависит от присутствия жиров и желчных кислот, от способа кулинарной обработки. Измельчение продуктов, их варка, добавление жиров повышают всасывание каротина.

Гиповитаминоз витамина А приводит прежде всего к нарушению зрительного восприятия, особенно в сумерках («куриная слепота»). Это сопровождается нарушением сумеречного зрения, уменьшением способности глаз приспосабливаться к слабому освещению, ухудшается восприятие цвета и острота зрения. Усиливается ороговение кожи, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта. У детей задерживаются процессы роста.

Возникновение гипервитаминоза А в большинстве случаев вызвано избыточным приемом концентрированных препаратов витамина А, реже — употреблением сверхбогатых витамином А продуктов. При избыточном потреблении каротиноидов (например, морковного сока по 1 л и более в день) возникает не опасное для здоровья пожелтение кожи.

Потребность в витамине А возрастает при заболеваниях, нарушающих его усвоение: болезнях кишечника, поджелудочной железы, печени и желчевыводящих путей. Повышенное потребление витамина А положительно действует при некоторых заболеваниях глаз, кожи, органов дыхания, щитовидной железы, инфекциях, мочекаменной болезни, ожогах, переломах, ранах.

Витамин А содержится в животных продуктах, p-каротин — главным образом в растительных (габл. 4.14).

Таблица 4.14

Источники витамина А и р-каротина

Продукт

Содержание (мг в 100 г продукта)

витамина А

р-каротина

Печень говяжья

3,38

1,0

Яйца куриные

0,35

0,06

Сметана 30%-ной жирности

0,23

0,1

Масло сливочное

0,21

0,34

Морковь красная

-

9,0

Облепиха

-

10,0

Шпинат

-

4,5

Шиповник свежий

-

2,6

Щавель

-

2,5

Перец сладкий красный

-

2,0

Лук зеленый

-

2,0

Петрушка, зелень

-

1,7

Продукт

Содержание (мг в 100 г продукта)

витамина А

р-каротина

Абрикосы

-

1,6

Тыква

-

1,5

Томаты

-

1,2

Персики

-

0,5

Суточная потребность в витамине А — 800 мкг. Активность Р-каротина как провитамина А и его всасывание из кишечника меньше, чем витамина А. Поэтому при расчетах для перевода p-каротина в витамин А его количество делят на шесть.

Витамин D {кальциферолы). Обнаружение витамина D позволило решить острую до этого проблему детского рахита. После того как американец Элмер Макколум обнаружил в 1914 г. в рыбьем жире витамин А, английский ветеринар Эдвард Мелленби сделал наблюдение, что от рахита не страдают те собаки, которых кормят рыбьим жиром. Это наблюдение привело его к выводу, что рахит предотвращает именно витамин А или какое-то связанное с ним вещество. Чтобы внести ясность в этот вопрос, Макколум в 1922 г. поставил эксперимент с порцией рыбьего жира, где витамин А был нейтрализован. Собаки, которым он давал этот продукт, благополучно излечились от рахита. Так было доказано, что за излечение от рахита отвечает не витамин А, а другой, неизвестный доселе витамин. Поскольку это был четвертый по счету витамин, открытый наукой, его назвали четвертой буквой латинского алфавита — D.

В 1923 г. американский биохимик Гарри Стенбок продемонстрировал, что облучение пищи ультрафиолетом увеличивает содержание в ней витамина D. После такого облучения стандартная пища позволила крысам, на которых ставили опыт, излечиться от рахита. Примерно тогда же А. Ф. Гесс доказал, что человек может получать витамин D из солнечного света.

Стенбок тем временем запатентовал метод облучения ультрафиолетом молока и других жирных продуктов с целью увеличения в них содержания «солнечного витамина». Эта практика остается довольно распространенной в США.

Витамин D встречается в продуктах в двух основных видах: Г)2 (эргокальциферол — в растениях) и Г)3 (холекальциферол — в животных тканях). Превращение этих кальциферолов витамина происходит в организме в печени и почках. Витамин D регулирует в организме обмен кальция и фосфора, с которым связаны процессы роста и формирования костного скелета.

Когда в организме не хватает витамина D, механизмы минерализации костной ткани нарушаются, приостанавливаются процессы ее образования и регенерации. Костная ткань разряжается, теряет прочность, становится мягкой. В результате деформируется грудная клетка, позвоночник, кости конечностей, разрушаются зубы.

Дефицит витамина D у детей вызывает рахит, который характеризуется нс только изменением скелета, размягчением и деформацией костей, но и отставанием в нервно-психическом и физическом развитии.

Избыточное потребление витамина D вызывает тяжелое заболевание D-гипервитаминоЗу характеризующийся переполнением организма кальцием, который выводится из костей, что ведет к его отложению в мышцах, сердце, стенках артерий, почках и т.д. Большие дозы нарушают деятельность центральной нервной системы, подавляют кроветворение, ведут к распаду эритроцитов. Перенесенный детьми D-гипервитаминоз неблагоприятно отражается на физическом и умственном развитии[2].

Витамин D образуется в коже под действием ультрафиолетовых лучей и поступает в организм с животными продуктами: печенью рыб, жирной рыбой (сельдью, кетой, скумбрией и др.), икрой, яйцами, молочными жирами (табл. 4.15)[3]. В летних молочных продуктах и яйцах в два-три раза больше витамина D, чем в зимних.

Таблица 4.15

Источники витамина D

Продукт

Содержание (мкг в 100 г продукта)

Печень трески (консервы)

100,0

Сельдь атлантическая свежая

30,0

Лосось натуральный (консервы)

12,0

Желток куриного яйца

7,7

Яйцо куриное

4,7

Окунь морской свежий

2,3

Масло крестьянское

1,3

Сыр

1,0

Сметана 30%-ной жирности

0,15

Молоко коровье

0,05

Потребность в витамине D для здоровых взрослых людей 0,025 мг в сутки и увеличивается при малом солнечном облучении (например, у жителей Севера), при переломах костей, остеопорозе и др.

Витамин Е (токоферол) был открыт в 1922 г. Гербертом Эвансом и Кэтрин Скотт Бишоп. В своих экспериментах они показали, что крысы, которые питались лишь смесью казеина, сала, молочного жира, соли и дрожжей, были бесплодными. Репродуктивную функцию можно было восстановить, добавив листья салата или масло из зародышей пшеницы.

Добавление рыбьего жира или муки не приводило к улучшениям. Из этого был сделан вывод, что «фактор X», содержащийся в определенных растительных маслах, был очень важным составляющим пищи1.

В 1931 г. был описан антиоксидантный эффект витамина Е и установлен тот факт, что недостаток именно этого вещества приводит к мышечной недостаточности. В 1936 г. получены первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерна. Синтез витамина Е осуществлен в 1938 г. Паулем Каррером.

Под термином «витамин Е» подразумевают ряд токоферолов, среди которых наибольшей биологической активностью обладает а-токоферол. Его название произошло от греческих слов tokos — потомство и feros — несу. Недостаток витамина Е приводит к бесплодию и нарушению полового цикла. Витамин Е участвует в процессах тканевого дыхания, предохраняет от перекисного окисления жирные кислоты мембран клеток (антиоксидантное действие), тем самым поддерживает структурную целостность клеток, а следовательно, органов. Он участвует в обмене белков, углеводов, жиров, а также некоторых микроэлементов (цинка, кобальта, кальция). Оказывает влияние и на мышечную деятельность, при недостатке в организме токоферолов наступают дистрофические изменения мышечной ткани.

Витамина Е больше всего содержится в растительных маслах и орехах (табл. 4.16). Он не теряет своих свойств при кулинарной обработке, но разрушается при окислении жиров кислородом воздуха и иод действием солнечных лучей.

Таблица 4.16

Источники витамина Е

Продукт

Содержание (мкг в 100 г продукта)

Масло соевое

114,0

Масло хлопковое

99,0

Масло подсолнечное

67,0

Орехи фундук

25,5

Орехи грецкие

23,0

Облепиха

10,3

Крупа гречневая

6,7

Фасоль

3,8

Каша овсяная

3,4

Хлеб пшеничный

3,3

Горошек зеленый

2,6

Яйца куриные

2,0

1 См.: Bell Е. F. History of vitamin Е in infant nutrition // American Journal of Clinical Nutrition. 1987. Fasc. 46. № 1. P. 183-186.

Суточная потребность в витамине Е для взрослых здоровых людей 2—6 мг. Она увеличивается при нарушении усвоения витамина Е, при заболеваниях печени (гепатиты, цирроз), половой и нервно-мышечной систем, поджелудочной железы, кишечника, атеросклерозе, ревматических болезнях (до 20—30 мг).

Витамин К (филлохинон). В 1929 г. впервые было высказано предположение о наличии фактора, влияющего на свертываемость крови. Датский биохимик Хенрик Дам выделил жирорастворимый витамин, который в 1935 г. назвали витамином К (koagulations vitamin) из-за его роли в свертываемости крови. За эту работу ему в 1943 г. была присуждена Нобелевская премия.

Под общим названием «витамин К» объединяется большая группа близких по своему химическому составу и действию на организм веществ (от витамина до К7).

Из этой группы наибольший интерес представляют две главные формы витамина К, существующие в природе: витамин Kj (филлохинон) и витамин К2 (менахииои).

Витамин Kj — вещество, которое синтезируется в растениях и содержится в листьях. Витамин К2 — вещество, которое преимущественно синтезируется в организме человека микроорганизмами (сапрофитными бактериями) в тонком отделе кишечника, а также клетками печени животных. Витамин К можно обнаружить во всех тканях животных.

Витамин К участвует в процессах свертывания крови. Он стимулирует образование в печени протромбина и некоторых других факторов данных процессов. Уменьшение содержания протромбина в крови и понижение ее свертываемости — один из ранних признаков недостатка в организме витамина К. В дальнейшем это может привести к ломкости капилляров, повышению проницаемости сосудов и возникновению внутренних кровоизлияний в различные ткани и органы, трудно останавливаемых кровотечений. Отрицательно сказывается недостаток витамина К и на обмене гистамина, серотонина, ацетилхолина — медиаторов, которые служат химическими передатчиками нервных импульсов. В результате страдает функциональная активность гладкой мускулатуры внутренних органов.

Витамин К также играет важную роль в формировании и восстановлении костей, обеспечивает синтез остеокальцина — белка костной такни, на котором кристаллизуется кальций. Он способствует предупреждению остеопороза, участвует в регуляции окислительно-восстановительных процессов в организме.

Недостаточность витамина К возникает крайне редко в связи с его широкой распространенностью в пищевых продуктах и термоустойчиво- стыо.

Витамин К частично синтезируется микрофлорой кишечника. Для всасывания витамина из кишечника необходимы жиры и желчные кислоты.

Наиболее богаты витамином К! зеленые листовые овощи. Значительно меньше содержится витамина К в корнеплодах и фруктах. Из животных пищевых продуктов наиболее богатое содержание этого витамина в свиной и говяжьей печени (табл. 4.17).

Источники витамина К

Продукт

Содержание (мкг в 100 г продукта)

Шпинат

0,35

Капуста цветная

0,29

Шиповник

0,27

Картофель

0,2

Печень свиная

0,12

Морковь

0,1

Капуста бслокачанная

0,08

Земляника

0,07

Печень говяжья

0,07

Свекла

0,05

Помидоры

0,04

Потребность в витамине К, т.е. то количество, которое необходимо для предотвращения дефицита в нормальных условиях, — 1 мкг на килограмм веса тела в сутки, т.е. при весе 60 кг человеку требуется 60 мкг витамина К в день. Типичный для европейца рацион содержит от 300 до 500 мкг витамина К в день.

Потребность увеличивается при болезнях печени с нарушением образования и выведения желчи, болезнях кишечника, кровотечениях и др. Антибиотики повышают необходимую норму приема витамина К в добавках. Прием антибиотиков, убивающих бактерии, влияет на процесс его синтеза кишечными бактериями. Антибиотики влияют и на усвоение витамина К.

Сверхбольшие дозы витамина К могут накапливаться в организме и вызывать покраснение кожи и повышенное потоотделение.

  • [1] См.: Semba R. D. On the ‘discovery’ of vitamin A // Annals of Nutrition and Metabolism.2012. Vol. 61. P. 192-198.
  • [2] См.: Дроздова Т. М. Физиология питания. С. 70.
  • [3] Химический состав российских пищевых продуктов : справочник.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >