Жирорастворимые витамины. 
Физиология питания

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.

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.

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.

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 термоустойчивостыо.

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.

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.