Какие витамины лучшие?

Какие витамины лучшие? Полное руководство по витаминам

Какие витамины лучшие должна знать каждая мама. Существуют ли лучшие витамины?

Витамин - один из нескольких органических веществ, которые необходимы в небольших количествах для нормального здоровья, красоты и роста в высших формах жизни животных. 

Витамины отличаются своими свойствами от других биологически важных соединений, таких как белки, углеводы и липиды. Хотя эти последние вещества также необходимы для правильных функций организма, почти все они могут быть синтезированы животными в достаточных количествах. С другой стороны, витамины, как правило, не могут быть синтезированы в количествах, достаточных для удовлетворения физических потребностей, и поэтому их необходимо получать из питания или из какого-либо синтетического источника. 

Витамины называются необходимыми питательными веществами 

Витамины также отличаются от других биологических соединений тем, что для выполнения своих функций необходимы относительно небольшие их количества. В целом эти функции имеют каталитический или регуляторный характер, способствуя или контролируя жизненно важные химические реакции в клетках организма. Если витамин отсутствует в рационе или неправильно поглощен организмом, может развиться конкретное заболевание с дефицитом.

Витамины обычно обозначаются отдельными буквами алфавита, такими как витамин D или витамин С, хотя они также обозначаются химическими названиями, такими как ниацин и фолиевая кислота. 

Биохимики традиционно разделяют их на две группы:

1. водорастворимые витамины;
2. жирорастворимые витамины;

Витамины (Vitamin )
витамины	альтернативные названия/формы	биологические функции	симптомы дефицита
Водорастворимые
тиамин (thiamin)	витамин B1 ( vitamin B1 )	компонент кофермента в углеводном обмене; поддерживает нормальную нервную функцию	ухудшение состояния нервов и сердечной мышцы
рибофлавин  (riboflavin)	витамин B2 ( vitamin B2 )	компонент коферментов, необходимых для производства энергии и метаболизма липидов, витаминов, минералов и лекарств; антиоксидант	воспаление кожи, языка и губ; окулярные нарушения; нервные симптомы
ниацин (niacin)	никотиновая кислота, никотинамид ( nicotinic acid, nicotinamide )	компонент коферментов, широко используемых в клеточном метаболизме, окисление молекул топлива и синтез жирных кислот и стероидов	поражения кожи, желудочно-кишечные расстройства, нервные симптомы
витамин B6 (vitamin B6)	пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин ( pyridoxine, pyridoxal, pyridoxamine )	компонент коферментов в метаболизме аминокислот и других азотсодержащих соединений; синтез гемоглобина, нейротрансмиттеров; регуляция уровней глюкозы в крови	дерматит, умственная депрессия, путаница, судороги, анемия
фолиевая кислота (folic acid)	фолата, фолацина, птероилглутаминовая кислота ( folate, folacin, pteroylglutamic acid )	компонент коферментов в синтезе ДНК, метаболизм аминокислот; требуется для деления клеток, созревания эритроцитов	нарушенное образование красных кровяных телец, слабость, раздражительность, головная боль, сердцебиение, воспаление рта, дефекты нервной трубки у плода
витамин B12 (vitamin B12)	кобаламин, цианокобаламин ( cobalamin, cyanocobalamin )	кофактор для ферментов в метаболизме аминокислот (включая фолиевую кислоту) и жирных кислот; необходимые для синтеза новых клеток, нормального формирования крови и неврологической функции	гладкость языка, желудочно-кишечные расстройства, нервные симптомы
пантотеновая кислота (pantothenic acid)		как компонент кофермента А, необходимый для метаболизма углеводов, белка и жира; кофактор для удлинения жирных кислот	слабость, желудочно-кишечные расстройства, нервные симптомы, усталость, нарушения сна, беспокойство, тошнота
биотин (biotin)		кофактор в углеводах, жирных кислотах и метаболизме аминокислот	дерматит, выпадение волос, конъюнктивит, неврологические симптомы
Витамин С (vitamin C)	аскорбиновая кислота ( ascorbic acid )	антиоксидант; синтез коллагена, карнитина, аминокислот и гормонов; иммунная функция; улучшает абсорбцию негемного железа (из растительных продуктов)	опухшие и кровоточащие десны, болезненность и жесткость суставов и нижних конечностей, кровотечение под кожей и в глубоких тканях, медленное заживление ран, анемия
Жирорастворимые
витамин А (vitamin A)	ретинол, сетчатка, ретиноевая кислота, бета-каротин (версия завода) retinol, retinal, retinoic acid, beta-carotene (plant version)	нормальное зрение, целостность эпителиальных клеток (слизистые оболочки и кожа), размножение, эмбриональное развитие, рост, иммунный ответ	окулярные нарушения, ведущие к слепоте, замедление роста, сухость кожи, диарея, уязвимость к инфекции
Витамин Д (vitamin D)	кальциферол, калатриол (1,25-дигидроксивитамин D1 или гормон витамина D), холекальциферол (D3, версия для растений), эргокальциферол (D2, версия для животных) calciferol, calatriol (1,25-dihydroxy vitamin D1 or vitamin D hormone), cholecalciferol (D3; plant version), ergocalciferol (D2; animal version)	поддержание уровня кальция и фосфора в крови, правильная минерализация костей	дефектный рост костей у детей, мягкие кости у взрослых
витамин Е (vitamin E)	альфа-токоферол, токоферол, токотриенол alpha-tocopherol, tocopherol, tocotrienol	антиоксидант; прерывание свободнорадикальных цепных реакций; защита полиненасыщенных жирных кислот, клеточных мембран	периферическая невропатия, распад эритроцитов
витамин К (vitamin K)	филлохинон, менахинон, менадион, нафтохинон phylloquinone, menaquinone, menadione, naphthoquinone	синтез белков, участвующих в коагуляции крови и костном метаболизме	impaired clotting of the blood and internal bleeding

Биологическое значение витаминов

История открытия и оригинальное обозначение витаминов.

Некоторые из первых доказательств существования витаминов появились в конце XIX века с работой голландского врача и патологоанатома Кристиана Эйкмана. В 1890 году среди его лабораторных цыплят вспыхнуло нервное заболевание (полиневрит). Он заметил, что болезнь была похожа на полиневрит, связанный с пищевым расстройством бери-бери. В 1897 году он продемонстрировал, что полиневрит был вызван кормлением цыплят диетой из полированного белого риса, но она исчезла, когда животных кормили неочищенным рисом. В 1906-07 британский биохимик сэр Фредерик Гоуланд Хопкинс заметил, что животные не могут синтезировать определенные аминокислоты и пришли к выводу, что макроэлементы и соли не могут сами по себе поддерживать рост.

В 1912 году - в том же году, когда Хопкинс опубликовал свои выводы о недостающих питательных веществах, которые он назвал «вспомогательными» факторами или веществами, - польский ученый Казимир Фанк продемонстрировал, что полиневриты, произведенные у голубей, питающихся полированным рисом, могут быть излечены путем дополнения диета птиц с концентратом, полученным из рисовых отрубей, компонентом внешней шелухи, которая была удалена из риса во время полировки. Фанк предположил, что полиневрит возник из-за отсутствия в диете птиц жизненно важного фактора (теперь известного как тиамин), который можно найти в рисовых отрубях. Фанк полагал, что некоторые заболевания человека, особенно бери-бери, цинги и пеллагра, также были вызваны недостатками факторов одного и того же химического типа. Поскольку каждый из этих факторов имел азотсодержащий компонент, известный как амин, он назвал соединения «жизненно важными аминами», термин, который он позже сократил до «витаминов». Окончательный e был отброшен позже, когда было обнаружено, что не все витамины содержат азот, и поэтому не все являются аминами.

В 1913 году американский исследователь Эльмер МакКоллум разделил витамины на две группы: «жирорастворимый А» и «водорастворимый В.». Когда заявки на открытие других витаминов умножились, исследователи назвали новые вещества С, D и так далее. Позже выяснилось, что водорастворимый фактор роста, витамин B, не является ни одной сущностью, но по крайней мере два - один из них предотвращает полиневриты у голубей. Фактор, необходимый голубям, назывался витамином B1, а другим фактором, важным для крыс, был обозначен витамин B2. Когда стали известны химические структуры витаминов, им также были даны химические названия, например, тиамин для витамина B1 и рибофлавин для витамина B2.

Регулирующая роль витаминов

Витамины регулируют реакции, которые происходят в метаболизме, в отличие от других пищевых компонентов, известных как макроэлементы (например, жиры, углеводы, белки), которые являются соединениями, используемыми в реакциях, регулируемых витаминами. Отсутствие витамина блокирует одну или несколько специфических метаболических реакций в клетке и в конечном итоге может нарушить метаболический баланс внутри клетки и во всем организме.

За исключением витамина С (аскорбиновая кислота), все водорастворимые витамины имеют каталитическую функцию; то есть они действуют как коферменты ферментов, которые функционируют при передаче энергии или в метаболизме жиров, углеводов и белков. Метаболическое значение водорастворимых витаминов отражается в их присутствии в большинстве растительных и животных тканей, участвующих в метаболизме.

Некоторые жирорастворимые витамины являются частью структуры биологических мембран или способствуют поддержанию целостности (и, следовательно, косвенно, функции) мембран. Некоторые жирорастворимые витамины также могут функционировать на генетическом уровне, контролируя синтез определенных ферментов. В отличие от водорастворимых, жирорастворимые витамины необходимы для специфических функций в сильно дифференцированных и специализированных тканях; поэтому их распределение в природе имеет тенденцию быть более избирательным, чем распределение водорастворимых витаминов.

Источники витаминов

Витамины, которые обнаруживаются во всех живых организмах либо потому, что они синтезируются в организме, либо приобретаются из окружающей среды, не распределяются одинаково по всей природе. Некоторые из них отсутствуют в определенных тканях или видах; например, бета-каротин, который может быть превращен в витамин А, синтезируется в растительных тканях, но не в тканях животных. С другой стороны, витамины А и D3 (холекальциферол) встречаются только в тканях животных. И растения, и животные являются важными природными источниками витаминов для людей. Поскольку витамины не распределяются одинаково в пищевых продуктах, тем более ограничено питание человека, тем более вероятно, что ему не хватит достаточного количества одного или нескольких витаминов. Пищевые источники витамина D ограничены, но его можно синтезировать в коже через ультрафиолетовое излучение (от Солнца); поэтому при адекватном воздействии солнечного света диетическое потребление витамина D имеет мало значения.

Все витамины могут быть синтезированы или произведены коммерчески из пищевых источников и доступны для потребления человеком в фармацевтических препаратах. Коммерческая переработка пищевых продуктов (например, измельчение зерен) часто разрушает или удаляет значительное количество витаминов. Однако в большинстве случаев витамины заменяются химическими методами. Некоторые продукты обогащены витаминами, которые обычно не присутствуют в них (например, витамин D добавляется в молоко). Потеря витаминов может также возникать при приготовлении пищи; например, тепло разрушает витамин А, а водорастворимые витамины могут быть извлечены из пищи в воду и потеряны. Некоторые витамины (например, витамины группы В, витамин К) могут быть синтезированы микроорганизмами, обычно присутствующими в кишечнике некоторых животных; однако, микроорганизмы обычно не дают животному-хозяину достаточное количество витамина.

Требования к живым существам

Требования к витаминам различаются в зависимости от вида, и количество витамина, требуемого конкретным организмом, трудно определить из-за многочисленных факторов (например, генетических изменений, относительных пропорций других диетических компонентов, экологических стрессов). Несмотря на единообразное согласие в отношении требований, предъявляемых к витаминам человека, рекомендуемые ежедневные дозы витамина достаточно высоки для учета индивидуальных изменений и нормальных экологических стрессов.

Между витаминами и между витаминами и другими диетическими компонентами существует ряд взаимосвязей. Взаимодействия могут быть синергетическими (то есть кооперативными) или антагонистическими, отражающими, например, перекрывающиеся метаболические роли (особенно витаминов группы В), защитные роли (например, витамины А и Е) или структурную зависимость (например, кобальт в витамин B12).

Результаты недостатков

Неадекватное потребление определенного витамина приводит к характерному дефициту (гиповитаминоз), тяжесть которого зависит от степени витальной депривации. Симптомы могут быть специфическими (например, функциональная ночная слепота дефицита витамина А) или неспецифические (например, потеря аппетита, неспособность расти). Все симптомы для конкретного заболевания с дефицитом могут отсутствовать; кроме того, характер симптомов может варьироваться в зависимости от вида. Некоторые эффекты дефицита витамина не могут быть отменены путем добавления витамина к рациону, особенно если произошло повреждение нерегенеративной ткани (например, роговицы глаза, нервной ткани, кальцинированной кости).

Дефицит витамина может быть основным (или диетическим), и в этом случае потребление пищи ниже, чем нормальное требование к витамину. Может возникнуть вторичный (или условный) дефицит (даже если диетическое потребление является адекватным), если присутствует ранее существовавшее заболевание или состояние стресса (например, мальабсорбция пищи из кишечника, хронический алкоголизм, повторные беременности и лактация). (Более подробная информация о недостатках витамина в людях может быть найдена в пищевом заболевании.)

Эволюция витаминно-зависимых организмов

Эволюция метаболических процессов в примитивных формах жизни потребовала развития ферментных систем для катализирования сложных последовательностей химических реакций, связанных с метаболизмом. Вначале окружающая среда предположительно могла поставлять все необходимые соединения (включая витаминные коферменты); в конечном итоге эти соединения были синтезированы в организме. Однако, когда развивались высшие формы жизни, способность синтезировать некоторые из этих витаминных коферментов постепенно терялась.

Поскольку высшие растения не предъявляют никаких требований к витаминам или другим факторам роста, предполагается, что они сохраняют способность их синтезировать. Среди насекомых, однако, несколько групп нуждаются ниацин, тиамин, рибофлавин, витамин B6, витамин C и пантотеновая кислота. Все позвоночные, включая людей, нуждаются в диетических источниках витамина А, витамина D, тиамина, рибофлавина, витамина B6 и пантотеновой кислоты; некоторые позвоночные, особенно более развитые, имеют дополнительные требования к другим витаминам.

Основные свойства витаминов

Хотя витамины, включенные в эту классификацию, являются водорастворимыми, степень их растворения в воде варьируется. Это свойство влияет на путь абсорбции, экскреции и степени их хранения и отличает их от жирорастворимых витаминов, которые обрабатываются и хранятся по-разному организмом. Водорастворимыми витаминами являются витамин С (аскорбиновая кислота) и витамины группы В, которые включают тиамин (витамин B1), рибофлавин (витамин B2), витамин B6, ниацин (никотиновая кислота), витамин B12, фолиевая кислота, пантотеновая кислота и биотин. Эти относительно простые молекулы содержат элементы углерода, водорода и кислорода; некоторые также содержат азот, серу или кобальт.

Водорастворимые витамины, неактивные в их так называемых свободных состояниях, должны быть активированы к их коферментным формам; добавление фосфатных групп происходит при активации тиамина, рибофлавина и витамина B6; сдвиг в структуре активирует биотин, а образование комплекса между свободным витамином и частями других молекул связано с активацией ниацина, пантотеновой кислоты, фолиевой кислоты и витамина B12. После образования активного кофермента он должен сочетаться с соответствующим белковым компонентом (называемым апоферментом) до того, как могут произойти реакции, катализируемые ферментом.

Типы витаминов

B-витаминные коферменты функционируют в ферментных системах, которые переносят определенные группы между молекулами; в результате образуются конкретные белки, жиры и углеводы, которые могут быть использованы для производства тканей тела или для хранения или высвобождения энергии. Коэнзим пантотеновой кислоты функционирует в цикле трикарбоновой кислоты (также называемом циклом Кребса или лимонной кислоты), который соединяет углеводный, жировой и белковый обмен; этот коэнзим (кофермент А) действует в центре этих реакций и, таким образом, является важной молекулой для контроля взаимопревращения жиров, белков и углеводов и их превращения в метаболическую энергию. Коэнзимы тиамина и витамина B6 контролируют превращение углеводов и белков соответственно в метаболическую энергию в течение цикла лимонной кислоты. Коферменты ниацина и рибофлавина облегчают перенос ионов водорода или электронов (отрицательно заряженных частиц), что происходит во время реакций цикла трикарбоновой кислоты. Все эти коферменты также действуют в реакциях переноса, которые участвуют в синтезе структурных соединений; эти реакции не являются частью цикла трикарбоновой кислоты.

Хотя витамин С участвует в некоторых ферментативно-катализируемых реакциях, еще не установлено, что витамин является коферментом. Его функция, вероятно, связана со своими свойствами как сильным восстановителем (т. Е. Легко дает электроны другим молекулам).

Метаболизм витаминов

Водорастворимые витамины всасываются в кишечник животного, попадают непосредственно в кровь и переносятся в ткани, в которых они будут использоваться. Витамин В12 требует, чтобы вещество было поглощено абсорбционным фактором.

Некоторые из витаминов группы В могут встречаться в формах, которые не могут быть использованы животным. Например, большая часть ниацина в некоторых зерновых злаках (пшеница, кукуруза, рис, ячмень, отруби) связана с другим веществом, образующим комплекс, называемый ниацитином, который нельзя абсорбировать в кишечнике животного. Биотин может быть связан белковым авидином, который содержится в сыром яичном белке; этот комплекс также не может быть поглощен или разрушен ферментами пищеварительного тракта, и поэтому биотин не может быть использован. В продуктах животного происхождения (например, в мясе) биотин, витамин B6 и фолиевая кислота связаны с другими молекулами с образованием комплексов или конъюгированных молекул; хотя ни один из них не активен в сложной форме, три витамина обычно высвобождаются из связанных форм ферментами кишечного тракта (для биотина и витамина B6) или в тканях (для фолиевой кислоты) и, таким образом, могут быть использованы. Витамины B распределяются в большинстве метаболизирующих тканей растений и животных.

Водорастворимые витамины обычно выделяются с мочой человека. Тиамин, рибофлавин, витамин B6, витамин C, пантотеновая кислота и биотин появляются в моче как свободные витамины (а не как коферменты); однако, мало свободного ниацина выводится с мочой. Продукты (также называемые метаболитами), которые образуются во время метаболизма тиамина, ниацина и витамина B6, также появляются в моче. Мочевые метаболиты биотина, рибофлавина и пантотеновой кислоты также образуются. Выведение этих витаминов (или их метаболитов) низкое, когда потребление достаточное для правильной функции организма. Если потребление начинает превышать минимальные требования, избыточные витамины хранятся в тканях. Однако емкость для хранения ткани ограничена, и по мере того, как ткани становятся насыщенными, скорость экскреции резко возрастает. Однако, в отличие от других водорастворимых витаминов, витамин B12 выделяется исключительно в фекалиях. Некоторые фолиевая кислота и биотин также обычно выводятся таким образом. Хотя фекальная экскреция водорастворимых витаминов (отличных от витамина B12, фолиевой кислоты и биотина) происходит, их источником, вероятно, являются кишечные бактерии, которые синтезируют витамины, а не витамины, которые были съедены и использованы животным.

Водорастворимые витамины обычно не считаются токсичными, если их принимать в избыточных количествах. Существует одно исключение для человека: большие количества (50-100 мг, 1 мг = 0,001 грамма) ниацина продуцируют расширение кровеносных сосудов; в больших количествах эффекты более серьезны и могут привести к нарушению функции печени. Тиамин, даваемый животным в количествах, в 100 раз превышающих требование (то есть около 100 мг), может привести к смерти от респираторной недостаточности. Терапевтические дозы (100-500 мг) тиамина не имеют известных токсических эффектов у людей (за исключением редких случаев анафилактического шока у чувствительных лиц). Существует не известная токсичность для любых других витаминов группы В.

Жирорастворимые витамины

Четыре жирорастворимые витаминные группы: A, D, E и K; они связаны структурно тем, что все они имеют в качестве основной структурной единицы молекулы пятиуглеродный сегмент изопрена, который

Каждая из жирорастворимых витаминных групп содержит несколько родственных соединений, которые обладают биологической активностью. Активность активных форм в каждой витальной группе варьируется, и не все активные формы, которые теперь известны, доступны из диетических источников; т. е. некоторые из них получают синтетически. Характеристики каждой жирорастворимой витаминной группы обсуждаются ниже.

Химические свойства

Химические свойства жирорастворимых витаминов определяют их биологическую активность, функции, обмен веществ и экскрецию. Однако, хотя вещества в каждой группе жирорастворимых витаминов связаны по структуре, что указывает на то, что они обладают сходными химическими свойствами, они имеют важные отличия. Эти различия придают витаминам уникальные свойства, химические и биологические, которые влияют на характеристики, варьирующиеся от того, как витамины хранятся у видов, в которых они активны.

Группа витамина А

Десять каротинов, цветные молекулы, синтезированные только растениями, проявляют активность витамина А; однако для человека важны только альфа- и бета-каротины и криптоксантин, а бета-каротин является наиболее активным. Ретинол (спирт витамина А) считается первичной активной формой витамина, хотя сетчатка или альдегид витамина А представляет собой форму, связанную с визуальным процессом в сетчатке глаза. Метаболит ретинола с высокой биологической активностью может быть даже более прямой активной формой, чем ретинол. Эфирная форма ретинола представляет собой форму для хранения витамина А; по-видимому, он должен быть преобразован в ретинол до его использования. Ретиноевая кислота является недолговечным продуктом ретинола; только ретиноевая кислота группы витамина А не предоставляется диетой.

Группа витамина D

Хотя около 10 соединений обладают активностью витамина D, двумя наиболее важными являются эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3). Витамин D3 представляет собой источник питания, а витамин D2 встречается у дрожжей и грибов. Оба они могут быть образованы из соответствующих провитаминов ультрафиолетовым облучением; у людей и других животных провитамин (7-дегидрохолестерин), который содержится в коже, может быть превращен солнечным светом в витамин D3 и, следовательно, является важным источником витамина. И витамин D2, и витамин D3 могут использоваться крысами и людьми; однако цыплята не могут эффективно использовать витамин D2. Форма витамина, вероятно, активного в организме человека, представляет собой кальцитриол.

Группа витамина Е

Токоферолы представляют собой тесно связанную группу биологически активных соединений, которые изменяются только по количеству и положению метильных (-CH3) групп в молекуле; однако эти структурные различия влияют на биологическую активность различных молекул. Активные токоферолы называются в порядке их потенции; то есть альфа-токоферол является наиболее активным. Некоторые метаболиты альфа-токоферола (такие как альфа-токоферолхинон и альфа-коферонолактон) имеют активность у некоторых млекопитающих (например, крыс, кроликов); однако эти метаболиты не поддерживают все функции, связанные с витамином Е.

Группа витамина K

Витамин K1 (20), или филлохинон, синтезируется растениями; члены ряда витамина K2 (30) или менахинона имеют микробное происхождение. Витамин K2 (20) является важной формой в ткани млекопитающих; все другие формы превращаются в K2 (20) из витамина K3 (менадион). Поскольку витамин K3 не накапливается в тканях, он не дает никакого диетического витамина К.

Функции витаминов

Группа витамина А необходима для поддержания прокладок поверхностей тела (например, кожи, дыхательных путей, роговицы), для образования сперматозоидов и для правильного функционирования иммунной системы. В сетчатке глаза сетчатка объединяется с белком, называемым опсином; сложные молекулы, образовавшиеся в результате этой комбинации и известные как родопсин (или визуальный фиолетовый), вовлечены в темное зрение. Группа витамина D необходима для роста (особенно роста кости или кальцификации). Группа витамина Е также необходима для нормального роста животных; без витамина Е животные не являются плодородными и развивают аномалии центральной нервной системы, мышц и органов (особенно печени). Группа витамина К требуется для нормального метаболизма, включая превращение пищи в клеточную энергию в определенные биологические мембраны; витамин К также необходим для правильного свертывания крови.

Метаболизм

Жирорастворимые витамины транспортируются в основном лимфой из кишечника в циркулирующую кровь. Соли желчных кислот необходимы для эффективного поглощения жирорастворимых метаболитов в кишечнике; все, что мешает поглощению жира, следовательно, также ингибирует поглощение жирорастворимых витаминов. Так как жирная кислота (предпочтительно пальмитиновая кислота) добавляется к молекуле ретинола (витамина А) до ее транспортировки лимфой, эта сложная форма преобладает в кровотоке во время пищеварения. Витамины D, E и K не требуют добавления молекулы жирной кислоты для абсорбции. Небольшое количество витамина А (и, возможно, витамина К) может быть абсорбировано непосредственно в кровоток; однако, оба витамина А и D связаны с белком во время транспортировки в кровотоке.

Большие количества жирорастворимых витаминов, чем водорастворимые, могут храниться в организме. Витамины A, D и K хранятся главным образом в печени, причем меньшие количества хранятся в других тканях мягкого тела; однако большая часть хранимого витамина Е содержится в жировых отложениях, хотя большие количества также встречаются в матке самки и яичках самцов. Различные формы витамина Е хранятся в тканях в разных количествах; альфа-токоферол хранится в более высоких концентрациях, чем другие формы. Больше витамина А хранится, чем любой другой жирорастворимый витамин.

Чрезмерное потребление витаминов А и D может вызвать токсичность (или гипервитаминоз А или D). Токсичность как витамина А, так и витамина D может легко возникнуть, если фармацевтические витаминные препараты используются в избытке.

Токсичные уровни витамина А превышают нормальное требование в 100 раз, т. Е. Около 150 000 микрограмм (мкг, 1 мкг = 0,000001 грамма) каждый день в течение нескольких месяцев. Токсичность у младенцев может возникать с гораздо меньшими дозами. Чрезмерные дозы натуральных витаминов K1 и K2 не имеют очевидных эффектов, за исключением того, что резистентность может развиваться к терапии антикоагулянтными препаратами; однако витамин K3 токсичен для новорожденных, если их назначают в больших дозах. Витамин Е, даже если он содержится в большом избытке нормального требования, не имеет очевидных побочных эффектов.

Витаминные группы E и K относятся к классу органических соединений, называемых хинонами. Эти вещества заменяются на сахарные вещества, известные как альфа-лактоны, которые выводятся из организма в моче. Некоторые витамины K1 также выделяются в желчи и, таким образом, появляются в фекалиях. Витамин А разрушается и выводится из желчи (и, следовательно, фекалий) и мочи. Витамин D и его продукты распада выделяются только в фекалиях.

Витаминноподобные вещества

Существует ряд органических соединений, которые, хотя и связаны с витаминами в активности, не могут быть определены как настоящие витамины; обычно они могут быть синтезированы людьми в достаточном количестве и поэтому не требуются в рационе. Эти вещества, как правило, классифицируются с витаминами B, однако, из-за сходства биологической функции или распределения в продуктах питания.

Холин

Холин, по-видимому, является важным питательным веществом для ряда животных и микроорганизмов, которые не могут синтезировать адекватные количества для удовлетворения своих потребностей.

Холин является составной частью важного класса липидов, называемых фосфолипидами, которые образуют структурные элементы клеточных мембран; он является компонентом молекулы ацетилхолина, что важно для нервной функции. Холин также служит источником метильных групп (-CH3-групп), которые необходимы в различных метаболических процессах. Эффекты диетического дефицита холина сами по себе могут быть смягчены другими диетическими соединениями, которые могут быть изменены на холин. Холин также функционирует в транспорте жиров из печени; по этой причине его можно назвать липотропным фактором. Дефицит холина у крысы приводит к накоплению жира в печени. Симптомы холин-дефицита различаются у разных видов; неизвестно, является ли холин необходимым питательным веществом для человека, поскольку дефицит диеты не был продемонстрирован.

Мио-инозит

Биологическое значение мио-инозита еще не установлено с уверенностью. Он присутствует в больших количествах - главным образом, как составная часть фосфолипидов - у людей. Инозитол - это углевод, который очень похож на структуру глюкозы; инозит может быть превращен в фитиновую кислоту, которая содержится в зернах и образует нерастворимую (и, следовательно, невосприимчивую) кальциевую соль в кишечнике млекопитающих. Инозитол не был установлен в качестве основного питательного вещества для людей; однако это необходимый фактор для роста некоторых дрожжей и грибов.

Парааминобензойная кислота

Парааминобензойная кислота (ПАБА) требуется для роста нескольких типов микроорганизмов; однако, диетические требования позвоночных животных не были показаны. Препараты противомикробных сульфатов (сульфаниламид и родственные соединения) ингибируют рост бактерий, конкурируя с PABA за положение в коэнзиме, которое необходимо для воспроизведения бактерий. Хотя структурная единица фолиевой кислоты, ПАБА не считается витамином.

Карнитин

Карнитин необходим для роста мучных червей. Роль карнитина во всех организмах связана с переносом жирных кислот из крови в активные места окисления жирных кислот в мышечных клетках. Поэтому карнитин регулирует скорость окисления этих кислот; эта функция может позволить себе средство, с помощью которого клетка может быстро менять свои метаболические структуры (например, от синтеза жира до распада жира). Синтез карнитина происходит у насекомых и у высших животных; поэтому он не считается истинным витамином.

Липоевая кислота

Липоевая кислота имеет коферментную функцию, аналогичную функции тиамина. Хотя это, по-видимому, существенное питательное вещество для некоторых микроорганизмов, не наблюдается дефицита млекопитающих; поэтому липоевая кислота не считается истинным витамином.

Биофлавинойды ( Bioflavinoids )

Считалось, что биофлавиноиды предотвращают цинги и обозначаются как витамин Pc, но дополнительные доказательства опровергли это утверждение.

Методы, используемые для исследования витаминов

Если предполагается, что конкретный фактор в пище имеет важное значение для роста организма (либо вследствие отказа от роста, либо некоторых других клинических симптомов, которые облегчаются путем добавления конкретной пищи к рациону), систематическая серия процедур используется для характеристики фактора ,

Активный фактор изолирован от конкретных продуктов и очищается; то определяется его химическая структура и синтезируется в лаборатории. Структурное определение и синтез, которые могут быть достигнуты только после длительных и интенсивных исследований, должны быть завершены до того, как функция и количественные требования фактора могут быть установлены точно. Установленные органические и аналитические химические процедуры используются для определения структуры фактора и его синтеза.

Биологические исследования могут быть выполнены для определения функций, эффектов лишения и количественных требований фактора к различным организмам. Способ применения в организме дефицита либо путем диетической депривации витамина, либо путем введения специфического антагониста или соединения, который часто предотвращает нормальную функцию витамина (антивитамина), является используемым методом. Отмечаются очевидные эффекты (например, ночная слепота, анемия, дерматит) дефицита. Менее очевидные эффекты могут быть обнаружены после микроскопического исследования тканей и костных структур. Изменения в концентрациях метаболитов или в ферментативной активности в тканях, крови или экскреторных продуктах рассматриваются многочисленными биохимическими методами. Реакция животного на определенный витамин, который была лишена, обычно подтверждает симптомы дефицита этого витамина. Эффекты лишения витамина иногда указывают на его общую физиологическую функцию, а также на ее функцию на клеточном уровне. Биохимическую функцию часто изучают, наблюдая реакцию тканевых ферментов (удаляемых из дефицитного животного-хозяина) после добавления очищенного витамина. Функции большинства известных витаминов были достаточно хорошо определены; однако механизм действий еще не установлен для некоторых.

Процедура определения количества витамина, требуемого организмом, менее сложна для микроорганизмов, чем для высших форм; в микроорганизмах цель состоит в том, чтобы установить наименьшее количество витамина, который вырабатывает максимальную скорость размножения организмов, когда он добавляется в культуральную среду. Среди позвоночных, особенно людей, ряд процедур используется вместе для оценки потребностей в витамине. Эти процедуры включают в себя определение: количества витамина, необходимого для лечения дефицита, который был разработан в контролируемых стандартных условиях; наименьшее количество, необходимое для предотвращения появления клинических или биохимических симптомов дефицита; количество, необходимое для насыщения тканей тела (т. е. вызывать «переливание» витамина в моче, действительное только с водорастворимыми витаминами); количество, необходимое для получения максимального уровня содержания в крови витамина плюс некоторое хранение ткани (применимо только к жирорастворимым витаминам, особенно витамину А); количество, необходимое для получения максимальной активности ферментной системы, если витамин имеет коферментную функцию; фактическая скорость использования и, следовательно, потребность у здоровых людей (как указано путем измерения продуктов разложения продуктов с радиоактивными изотопами).

Вышеприведенные процедуры практичны только с небольшими группами животных или людей и, следовательно, не являются полностью репрезентативными для более крупных популяций определенного вида. Менее точный, но более репрезентативный метод, используемый среди популяций людей, включает в себя сравнение уровней потребления витамина в популяции, которое не содержит симптомов дефицита с уровнем потребления витамина в популяции, которая выявляет клинические или биохимические симптомы. Данные по диетическим потребностям и заболеваемости симптомами дефицита получаются путем опроса репрезентативных сегментов населения.

Определение источников витаминов

Количественный анализ содержания витамина в пищевых продуктах имеет важное значение для определения диетических источников конкретных витаминов (и других питательных веществ). Ниже описаны три метода, обычно используемые для определения содержания витамина.

Физико-химические методы

Количество витамина в пищевом продукте может быть установлено путем изучения физических или химических характеристик витамина, например, химически реакционной группы на молекуле витамина, флуоресценции, поглощения света на длине волны, характерной для методов витамина или радиоизотопного разбавления. Эти методы являются точными и могут обнаруживать очень небольшое количество витамина. Однако биологически неактивные производные нескольких витаминов были обнаружены и могут помешать таким определениям; кроме того, эти процедуры также не могут различать связанные (т. е. недоступные) и доступные формы витамина в пище.

Микробиологический анализ

Микробиологический анализ применим только к витаминам B. Скорость роста вида микроорганизма, который требует наличия витамина, измеряется в ростовых средах, которые содержат различные известные количества препарата, содержащего неизвестные количества витамина. Реакция (измеренная как скорость роста) на неизвестное количество витамина сравнивается с ответом, полученным из известного количества чистого витамина. В зависимости от способа приготовления пробы пищи процедура может указывать на наличие витамина в образце пищи микроорганизму.

Анализ животных

Все витамины, за исключением витамина B12, можно оценить по методу анализа животных. Одно из преимуществ этого метода заключается в том, что животные реагируют только на биологически активные формы витаминов. С другой стороны, могут возникнуть многие другие факторы, мешающие и осложняющие; поэтому эксперименты должны быть жестко стандартизированы и контролироваться. Одновременные оценки обычно производятся с использованием чистого стандартного препарата витамина в качестве эталона и неизвестной пищи, содержание витамина которой изыскивается; каждый тест повторяется с использованием двух или более различных количеств как стандартных, так и неизвестных в анализах, перечисленных ниже.

В анализе роста используют крысу, цыпленка, собаку (используемую специально для ниацина) и морскую свинку (используемую специально для витамина С). Одним из критериев, используемых в анализе на витамин, является увеличение массы тела в ответ на различные количества конкретного витамина в рационе. Существует два типа анализа роста. В профилактическом анализе роста измеряется увеличение массы молодых животных при разных количествах витамина. В целебном анализе роста увеличение веса измеряется у животных, впервые лишенных витамина, а затем при их различных количествах. Анализ лечебного роста имеет тенденцию обеспечивать более последовательные результаты, чем профилактический метод.

В анализе времени реакции животное сначала лишается витамина до появления специфического симптома дефицита; то животному дается известное количество пищевого экстракта, содержащего витамин, и симптомы дефицита исчезают в течение дня или двух. Время, необходимое для повторного появления конкретных симптомов, когда животное снова лишено витамина, дает меру количества витамина, данного первоначально. Оцененный анализ ответа, который может быть профилактическим или лечебным, зависит от характерного ответа, который изменяется в зависимости от дозировки витамина. Примером этой методики является анализ витамина D, в котором измеренное содержание золы в кости кости крысы или цыплят используется для отражения количества кальцификации кости, которое произошло в результате введения определенного количества витамина D. При анализе «все или ни одного» степень ответа не может быть измерена; для выделения положительных ответов от отрицательных выбирается произвольный уровень. Процент положительно реагирующих животных обеспечивает меру реакции; т. е. витамин Е можно измерить, получая процент фертильности у успешно спаренных самцов крыс.