ВИТАМИНЫ.
НАУЧНЫЙ ВЗГЛЯД.

Гребенников Виктор
Практический психолог (г. Алматы), действительный член ПСАГС

Важность некоторых видов еды для предотвращения определённых болезней была известна ещё в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты (вызывается недостатком витамина А). В 1330 году в Китае Ху Сыхуэй опубликовал трёхтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость разнообразить рацион для поддержания здоровья.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные продукты, он открыл свойство фруктов предотвращать цингу. В 1753 году Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать фрукты для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу. Тем не менее, путешественник-исследователь Джеймс Кук на практике доказал роль растительной пищи в предотвращении цинги, введя в корабельный рацион капуту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. В итоге он не потерял от цинги ни одного матроса — неслыханное достижение для того времени. В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков. Это послужило причиной появления крайне обидной клички для матросов — лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.

Истоки учения о витаминах заложены в исследованиях российского ученого Н.И. Лунина. Он скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит молоко: сахар, белки, жиры, углеводы. Мыши погибли. В сентябре 1880 года при защите своей докторской диссертации Лунин утверждал, что для сохранения жизни животного, помимо белков, жиров, углеводов и воды, необходимы ещё и другие, дополнительные вещества. Придавая им большое значение, Н. И. Лунин писал: «Обнаружить эти вещества и изучить их значение в питании было бы исследованием, представляющим большой интерес». Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом, так как другие ученые не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин в своих опытах использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный — плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B.

В 1895 году российский патофизиолог В.В. Пашутин пришел к выводу, что цинга является одной из форм голодания и развивается от недостатка в пище какого-то органического вещества, создаваемого растениями, но не синтезируемого организмом человека. Автор отметил, что это вещество не является источником энергии, но необходимо организму и что при его отсутствии нарушаются ферментативные процессы, что приводит к развитию цинги. Тем самым В. В. Пашутин предсказал некоторые основные свойства витамина C.

В последующие годы накапливались данные, свидетельствующие о существовании витаминов. Так, в 1889 году голландский врач Христиан Эйкман обнаружил, что куры при питании варёным белым рисом заболевают бери-бери (авитаминоз В1), а при добавлении в пищу рисовых отрубей — излечиваются. Роль неочищенного риса в предотвращении бери-бери у людей открыта в 1905 году У. Флетчером. В 1906 году английский медик и биохимик Ф. Хопкинкс предположил, что помимо белков, жиров и углеводов пища содержит ещё какие-то вещества, необходимые для человеческого организма, которые он назвал «accessory food factors». Последний шаг был сделан в 1911 году польским учёным Казимиром Функом, работавшим в Лондоне. Он выделил кристаллический препарат, небольшое количество которого излечивало бери-бери. Препарат был назван «Витамайн» (Vitamine), от лат. vita — «жизнь» и англ. amine — «амин» (азотсодержащее соединение). К. Функ высказал предположение, что и другие болезни – цинга, пеллагра, рахит — тоже могут вызываться недостатком определённых веществ.

В 1920 году Джек Драммонд предложил убрать «e» из слова «Vitamine», потому что недавно открытый витамин С не содержал аминового компонента. Так «витамайны» стали «витаминами». В 1923 году доктором Гленом Кингом было установлено химическое строение витамина С, а в 1928 году доктор и биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С, назвав его гексуроновой кислотой. Уже в 1933 швейцарские исследователи синтезировали идентичную витамину С столь хорошо известную аскорбиновую кислоту.

В 1929 году Хопкинс и Эйкман за открытие витаминов получили Нобелевскую премию, а Лунин и Функ — не получили. Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта. В 1934 году в Ленинграде состоялась Первая всесоюзная конференция по витаминам, на которую Лунин (ленинградец) не был приглашён.
В 1910-х, 1920-х и 1930-х годах были открыты и другие витамины. В 1940-х годах было расшифровано химическое строение витаминов. Последний ныне известный витамин B12 открыт в 1948 г.

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи (в общем случае — из окружающей среды). Автотрофные организмы также нуждаются в витаминах, получая их либо путём синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона (часть планктона, которые осуществляют процесс фотосинтеза). Большинство витаминов являются коферментами (или коэнзимы — малые молекулы небелковой природы, специфически соединяющиеся с соответствующими белками, называемыми апоферментами, и играющие роль активного центра (особая часть молекулы фермента, определяющая её специфичность и каталитическую активность) или простетической группы молекулы фермента. Ферменты - или энзимы (от греч. ἔνζυμον «закваска»), — обычно достаточно сложные молекулы белка, РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах) или их предшественниками.

Витамины содержатся в пище в очень больших количествах и поэтому относятся к микронутриентам, к которым относятся витамины, макро- и микроэлементы. Незаменимые жиры, незаменимые аминокислоты и микроэлементы не относятся к витаминам.

Из-за отсутствия точного определения к витаминам в разное время причисляли разное количество веществ. На настоящее время известно 13 витаминов. Существует даже наука витаминология, которая находится на стыке гигиены питания, биохимии, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая строение и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях.

Витамины выполняют каталитическую (избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции) функцию в составе активных центров разнообразных ферментов, а также могут участвовать в гуморальной регуляции в качестве экзогенных прогормонов и гормонов. Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические изменения (заболевания), например, цинга (болезнь, вызываемая острым недостатком витамина С, который приводит к нарушению синтеза коллагена, вследствие чего соединительная ткань теряет свою прочность) или пеллагра («шершавая кожа» - недостаток витамина РР и белков, в особенности содержащих незаменимую аминокислоту триптофан).

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: отсутствие витамина – авитаминоз, недостаток витамина – гиповитаминоз, избыток витамина - гипервитаминоз.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека и полностью должны поступать с пищей.

Меньшинство составляют синтезируемые в организме: витамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света; витамин А, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей; и одна из форм витамина B3 - ниацин, предшественником которого является аминокислота триптофан. Кроме того, витамины К и В7 обычно синтезируются в достаточных количествах симбиотической бактериальной микрофлорой толстой кишки человека.

В биологической науке нет строгого определения витаминов, есть только необходимые признаки для причисления вещества к витаминам. Вещество, соответствующее следующим четырём признакам, может быть признано витамином:
   • органическое вещество;
   • жизненно необходимое вещество, без которого развивается клиническая картина заболевания;
   • организм не производит вещество в нужном количестве или не производит вообще;
   • вещество требуется в минимальных количествах (для человека — менее 0,1 г в сутки, например, самая большая суточная рекомендованная доза у витамина С, и она равна 90 мг).

Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, Е, K, и водорастворимые – С и витамины группы В. Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём местом их накопления являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не запасаются и при избытке выводятся с мочой. Это объясняет большую распространённость гиповитаминозов водорастворимых витаминов и гипервитаминозов жирорастворимых витаминов.

Широкий набор витаминов группы В можно найти в мясе. Также в нём содержится небольшое количество жирорастворимых витаминов. Водорастворимых витаминов больше содержится в мышечной ткани, нежели в жировой, поэтому относительное содержание данных витаминов будет больше в мясе с меньшим содержанием жира. Так, тиамина больше в свинине, рибофлавина — в телятине.

Суточные нормы витаминов человек получает с пищей при расходе энергии около 3500 ккал в сутки. Поскольку в современном мире люди мало двигаются, им не нужно такое количество пищи, и для получения необходимого количества витаминов становятся нужны витаминные добавки. Однако в случае разнообразного питания количество витаминов в пище достаточно для здорового человека.

Витамины условно обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, K. Впоследствии выяснилось, что некоторые из них являются не самостоятельными веществами, а комплексом отдельных витаминов. Так, например, хорошо изучены витамины группы В. Названия витаминов по мере их изучения претерпевали изменения. Современные названия витаминов приняты в 1956 году Комиссией по номенклатуре биохимической секции Международного союза по теоретической и прикладной химии(IUPAC).

Для некоторых витаминов установлено также определённое сходство физических свойств и физиологического действия на организм. До настоящего времени классификация витаминов строилась, исходя из растворимости их в воде или жирах. Поэтому первую группу составляли водорастворимые витамины C и вся группа B, а вторую — жирорастворимые витамины (липовитамины) A, D, E, K. Однако ещё в 1942—1943 годах академик А. В. Палладин синтезировал водорастворимый аналог витамина К — менадион. А за последнее время получены водорастворимые препараты аналогов других витаминов этой группы. Таким образом, деление витаминов на водо- и жирорастворимые до некоторой степени теряет своё значение.

Физиологическая роль витаминов очень важна и хорошо видна при авитаминозе – могут развиваться различные заболевания. Например, куриная слепота и ксерофтальмия (сухость роговицы и конъюнктивы глаза) - появляются при недостатке витаминов А, А1 и А2. Боли в суставах, выпадение волос, судороги конечностей, параличи, ослабление зрения и памяти - при недостатке витамина В5. Анемия, головные боли, утомляемость, дерматиты и другие кожные заболевания, кожа лимонно-жёлтого оттенка, нарушения аппетита, внимания, памяти, работы сосудов – при недостатке витамина В6.

Цинга, кровоточивость дёсен, носовые кровотечения – при недостатке витамина С. Рахит, остеомаляция – при недостатке витаминов D, D1- D5 и др.

Большие дозы витамина C

В 1970 году американский химик Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии — по химии 1954 г. и премии мира 1962 г., выпустил монографию «Витамин С и простуда» в которой на собственном опыте утверждал об эффективности больших доз витамина С в лечении ОРЗ.

Оформленная в виде книги статья Полинга стала бестселлером и к 1973 году переиздавалась дважды. В 1971 году он опубликовал новую статью о лечении рака витамином С. Научные журналы как правило отказывались публиковать его статьи о витаминах, как не выдерживающие критики, и, будучи активным и авторитетным общественным деятелем, он распространял свои идеи через СМИ. В результате моды на витамины спрос на них был столь велик, что вызвал дефицит витаминных препаратов. Ныне это рынок объёмом в десятки миллиардов долларов.

Научные исследования, проводимые с 1940-х годов (задолго до книг Полинга), продемонстрировали отсутствие лечебного эффекта витаминов как при простуде и раке, так и прочих заболеваниях, кроме вызванных авитаминозами. Даже сотрудники основанного им Института Лайнуса Полинга не обнаружили значимых лечебного и профилактического эффектов больших доз витамина С.

В исследованиях, проведённых в XXI веке по принципам доказательной медицины, польза применения витамина C для лечения простудных заболеваний также не подтвердилась, выявлены только небольшой профилактический эффект при стрессовых нагрузках и уменьшение симптомов. По состоянию на 2017 год при лечении рака результаты применения витамина С не отличались от плацебо, хотя по данным 2015 года в некоторых исследованиях повышалось качество жизни больных за счёт снижения токсикоза.

В 2015 году одна исследовательская группа обнаружила фатальное избирательное воздействие большой дозы витамина C на культивированные раковые клетки прямой кишки человека с двумя мутациями (KRAS или BRAF), а также на раковые клетки мышей с такими же мутациями. У этих раковых клеток дегидроаскорбат (окисленная форма витамина C) нарушал усвоение глюкозы и вызвал их гибель. Раковые клетки с мутацией KRAS встречаются у 40%, а с BRAF — у 10% больных раком прямой кишки.

Разложение витаминов при кулинарной обработке

Под воздействием факторов внешней среды — температуры, кислорода и других окислителей, света (особенно ультрафиолетового, в том числе в солнечном), кислот, щелочей и оснований — витамины разрушаются и теряют свою биологическую активность. По степени чувствительности различные витамины обладают разными свойствами, некоторые проявляют высокую устойчивость, другие же быстро разрушаются. Это в первую очередь связано с тем, что витамины, в силу своего химического строения, являются высокоактивными соединениями, легко вступающими в химические реакции. С того момента, как молекула витамина появилась на свет естественным путём или с помощью химического синтеза, и до того момента, как она попадет в организм, её судьба во многом зависит от условий хранения и переработки.

Главными факторами нестабильности витаминов являются: кислород воздуха, перекиси, влага, рН среды, Ионы металлов (меди, железа), солнечный свет, повышенная температура, микроорганизмы, ферменты, адсорбенты.
Мало кто знает, но существуют антивитамины – группа органических соединений, подавляющих биологическую активность витаминов. Это соединения, близкие к витаминам по химическому строению, но обладающие противоположным биологическим действием. При попадании в организм антивитамины включаются вместо витаминов в реакции обмена веществ и тормозят или нарушают их нормальное течение. Это ведёт к витаминной недостаточности даже в тех случаях, когда соответствующий витамин поступает с пищей в достаточном количестве или образуется в самом организме. Например, антивитаминами витамина B1 (тиамина) являются пиритиамин и фермент тиаминаза, вызывающие явления полиневрита (множественные поражения нервов).

Развитие исследований в области химиотерапии, питания микроорганизмов, животных и человека, установление химической структуры витаминов создали реальные возможности для уточнения наших представлений об антагонизме веществ также в области витаминологии. Вместе с тем, открытие антивитаминов способствовало более полному и углублённому изучению физиологического действия самих витаминов, так как применение в эксперименте антивитамина приводит к выключению действия витамина и соответствующим изменениям в организме; это в известной степени расширяет наши познания о функциях, которые тот или другой витамин несет в организме.
Антивитамины известны для почти всех витаминов. Их можно разделить на две основные группы:
К первой группе относятся химические вещества, которые инактивируют витамин путем его расщепления, разрушения или связывания его молекул в неактивные формы.

Ко второй группе относятся химические вещества, структурно подобные или структурно родственные витаминам. Эти вещества вытесняют витамины из биологически активных соединений и, таким образом, делают их неактивными. В результате действия антивитаминов обеих групп нарушается нормальное течение процесса обмена веществ в организме.

Использование витаминов

Для профилактики и лечения авитаминозов и гиповитаминозов, так и в комплексной терапии расстройств питания (например, гипотрофии - истощения с дефицитом массы тела у маленьких детей) используют поливитаминные препараты, содержащие в своём составе комплекс витаминов и минеральные соединения. Но нужно знать, что только около половины поливитаминных препаратов соответствуют суточным нормам потребления витаминов, также нередко состав поливитаминных препаратов отличается от написанного на упаковке.

Общие рекомендации употребления витаминов:

При недостатке витамина В9 (фолиевая кислота и фолаты) есть риск дефектов развития плода у беременных женщин. Исходя из этого, дополнение витамина В9 для беременных продвигается ЮНЕСКО и Всемирной организацией здравоохранения.

При больших физических нагрузках и длительных стрессах рекомендуется принимать витамин C (аскорбиновую кислоту).

В регионах с неблагоприятными климатическими условиями детям рекомендуются витаминно-минеральные комплексы.

По данным 2012 года не более 10 % популяции подвержены гиповитаминозу (по витамину A — около 1 %). Подавляющему количеству людей витаминные препараты (равно и другие пищевые добавки) принимать не нужно и нежелательно. Например, основным источником витамина D в организме человека является его образование в коже в процессе загара, но не поступление с пищей. Однако существуют мутации, из-за которых клетки кожи неспособны вырабатывать витамин D даже при избытке солнечного света, таким людям нужна медикаментозная поддержка уровня этого витамина.

В то же время, есть сведения об увеличении риска смертности у людей больных раком и сердечными заболеваниями и сокращении продолжительности жизни при дополнительном приёме определённых групп витаминов. В частности, есть данные о том, что витамин Е за счёт антиоксидантных свойств поддерживает раковые клетки у мышей.
Восполнять недостаток витаминов предпочтительно из пищевых продуктов (фруктов, овощей), а не аптечными препаратами. В большинстве случаев лучшим способом обеспечить организм витаминами и другими незаменимыми веществами является здоровый стиль питания, основанный на выборе продуктов с наибольшей пищевой ценностью, в их наиболее натуральной форме и из разнообразных источников, хорошим примером являются орехи.

Литература:

1. Википедия. Свободная энциклопедия. Интернет-ресурс.
2. Морозкина Т. С., Мойсеёнок А. Г. Витамины: Краткое рук. для врачей и студентов мед., фармацевт. и биол. специальностей. — Мн.: ООО "Асар", 2002. — 112 с.
3. Никитина Л. П., Соловьёва Н. В. Клиническая Витаминология. — Чита, 2002. — 66 с.
4. Савченко А. А., Анисимова Е. Н., Борисов А. Г., Кондаков А. Е. Витамины как основа иммунометаболической терапии. — Красноярск.: КрасГМУ, 2011. — 213 с.
5. Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. — М.: Высшая школа, 1991.
6. Хоббс Кристофер, Хаас Элсон. Витамины для «чайников» = Vitamins for Dummies. — М.: Диалектика, 2005. — 352 с.
7. Шилов П. И. Справочник по витаминам: (для врачей) / проф. Шилов П. И., доц. Яковлев Т. Н.. — Л.: Медгиз, 1960. — 230 с. — 30 000 экз.