Витамините (от латински vita „живот“ + амин) са група от органични съединения с разнообразна химическа природа, обединени от характеристиката за тяхната абсолютна необходимост за човешкия организъм като компонент от храната. Повечето витамини са коензими или техни прекурсори.
Витамините се намират в храната в много малки количества и поради това се класифицират като микронутриенти заедно с микроелементите. Но микроелементите, незаменимите аминокиселини и основните мазнини не се считат за витамини. В момента са известни 13 витамина.
Функции в тялото
Витамините изпълняват каталитична функция като част от активните центрове на различни ензими , а също така могат да участват в хуморалната регулация като екзогенни прехормони и хормони . Въпреки изключителното значение на витамините в метаболизма , те не са източник на енергия за организма, нито структурни компоненти на тъканите .
Концентрацията на витамини в тъканите и дневната нужда от тях са малки, но при недостатъчен прием на витамини в организма възникват характерни патологични промени (заболявания), например скорбут (липса на витамин С ).
Три са основните патологични състояния свързани с нарушената доставката на витамини в организма: липса на витамин – авитаминоза , дефицит на витамин – хиповитаминоза , излишък на витамин – хипервитаминоза.
Синтез в организма
Повечето витамини не се синтезират в човешкото тяло и трябва да се набавят изцяло от храната. Малко са тези, които се синтезират в организма: витамин D , който се образува в кожата под въздействието на ултравиолетовата светлина; витамин А , който може да се синтезира от прекурсори, които се приемат с храната; витамин B3 ( ниацин), чийто прекурсор е
аминокиселината триптофан. Витамините K и B7 обикновено се синтезират в достатъчни количества от бактериалната микрофлора на дебелото черво.
Класификация
В биологията няма строго определение за витамините, има само необходими характеристики за класифициране на дадено вещество като витамин. Вещество, което отговаря на следните четири характеристики, може да бъде признато за витамин:
- Органично вещество;
- Жизнено необходимо вещество, без което се развива определено заболяване;
- Тялото не произвежда веществото в необходимото количество или изобщо не го произвежда;
- Веществото е необходимо в минимални количества (за хората – под 0,1 g на ден, например най-голямата препоръчителна дневна доза е за витамин С и тя е 90 mg на ден).
През 2012 г. научната общност признава 13 вещества като витамини за хората.
Според разтворимостта си витамините се делят на мастноразтворими – А , D , Е , К и водоразтворими – С и В витамините . Водоразтворимите витамини се разтварят лесно във вода и като цяло лесно се екскретират от тялото, предимно с урината. Мастноразтворимите витамини се абсорбират през чревния тракт с помощта на липиди (мазнини). Витамините А и D могат да се натрупват в тялото, което може да доведе до опасна хипервитаминоза.
Източници
Повечето витамини се приемат с храната, но някои се усвояват по други начини: например микроорганизмите в чревната флора произвеждат витамин К и биотин ; витамин D се синтезира в клетките на кожата, когато са изложени на ултравиолетовите лъчи на слънчевата светлина. Хората могат да произвеждат някои витамини от прекурсори, които консумират: например витамин А се синтезира от бета-каротин, а ниацинът се синтезира от аминокиселината триптофан. Витамин В12
е единственият витамин, който не се предлага от растителни източници.
Недостатъчният прием води до хиповитаминоза.
Запасите на тялото от различни витамини варират значително; Витамините A, D и B12 се съхраняват в значителни количества, главно в черния дроб, поради което в диетата на възрастните може да има дефицит на витамини A и D в продължение на много месеци, а B12 в някои случаи в продължение на години, преди да се развие състояние на дефицит. Витамин В3 (ниацин и ниацинамид) обаче не се съхранява в значителни количества, затова запасите могат да стигнат само за няколко седмици. За витамин С, времето до появата на първите симптоми на скорбут в експериментални проучвания с пълно лишаване от витамин С при хората варира в широки граници, от месец до повече от шест месеца, в зависимост от предишната хранителна история, която определя първоначалните запаси от витамин С.
Витаминните дефицити (хиповитаминози) се класифицират като първични и вторични. Първичният дефицит възниква, когато тялото не получава достатъчно от витамина от храната. Вторичният дефицит може да бъде причинен от болестно състояние, което пречи или ограничава усвояването на витамина, или от фактора „начин на живот“ като тютюнопушене, прекомерна консумация на алкохол или прием на лекарства, които пречат на усвояването на витамина. Хората, които се хранят разнообразно, е малко вероятно да развият сериозен първичен дефицит на витамини.
Добре проучените дефицити на витамини при хората включват: тиамин (бери-бери), ниацин (пелагра), витамин С (скорбут), фолат (дефекти на невралната тръба) и витамин D (рахит). В по-голямата част от развитите страни тези дефицити са редки поради адекватен прием на храна и добавяне на витамини към обичайните храни.
Свръхконсумация (хипервитаминоза)
Доказано е, че някои витамини причиняват остра или хронична токсичност при високи дози, което се нарича хипертоксичност. Европейският съюз, САЩ и правителствата на някои други страни са установили максимално допустими дневни нива на прием (ULS) за всички витамини. Шансовете да се консумират твърде много витамини от храната са малки, но свръхконсумацията (отравяне с витамини) от витаминни добавки се случва, за съжаление не-мног рядко. През 2016 г. Американската асоциация на центровете за контрол на отравянията регистрира 63 931 души, които съобщават за предозиране на всички витамини и мултивитаминни/минерални продукти , като 72% от тези случаи се случват при деца под петгодишна възраст ! ! !
В Съединените щати анализ на Национално проучване на хранителните добавки установи, че около 7% от възрастните потребители на хранителни добавки надвишават препоръчителния прием на фолат, а 5% от хората над 50-годишна възраст надвишават препоръчителния прием на витамин А.
История
Значението на някои видове храни за предотвратяване на определени заболявания е известно още от древността. Така древните египтяни са знаели, че черният дроб помага срещу кокоша слепота (сега се знае, че кокошата слепота може да бъде причинена от липса на витамин А).
Витамините са открити през 1910-те, 1920-те и 1930-те години. През 40-те години на миналия век е дешифрирана химичната структура на витамините.
| Година на откриване | Витамин | Извлечен от |
|---|---|---|
| 1913 г | Витамин А (ретинол) | Рибено масло от черен дроб |
| 1918 г | Витамин D (ерго-/холекалциферол) | Рибено масло от черен дроб |
| 1920 г | Витамин В2 (рибофлавин) | Яйца |
| 1922 г | Витамин Е (токоферол) | Масло от пшеничен зародиш |
| 1926 г | Витамин В12 (кобаламин) | Черен дроб |
| 1926 г | Витамин В1 (тиамин) | Оризови трици |
| 1929 г | Витамин К (филохинон) | Люцерна |
| 1931 г | Витамин В5 (пантотенова киселина) | Черен дроб |
| 1931 г | Витамин В7 (биотин) | Черен дроб |
| 1931 г | Витамин С (аскорбинова киселина) | Лимон |
| 1934 г | Витамин В6 (пиридоксин) | Оризови трици |
| 1936 г | Витамин B3 (ниацин) | черен дроб |
| 1941 г | Витамин B9 (фолиева киселина) | Черен дроб |
Имена и класификация на витамините
Витамините обикновено се означават с букви от латинската азбука: A, B, C, D, E, K.
Досега класификацията на витамините се основаваше на тяхната разтворимост във вода или мазнини. Следователно, първата група се състои от водоразтворими витамини: С и цялата група В, а втората – мастноразтворими витамини (липовитамини) A, D, E, K. Обаче през 1942-1943 г. е синтезиран водоразтворим аналог на витамин К – менадион , а наскоро бяха получени водоразтворими аналози на другите витамини от тази група. Така че, разделянето на витамините на водоразтворими и мастноразтворими до известна степен губи смисъл.
По правило дневната нужда от витамини варира в зависимост от възрастта, професията, сезона, пола, бременността и други фактори.
Разграждане на витамините по време на готвене
Под въздействието на факторите на околната среда – температура, кислород и други окислители, светлина (особено ултравиолетова, включително слънчева), киселини и основи – витамините се разрушават и губят своята биологична активност. В зависимост от степента на чувствителност, различните витамини имат различни свойства, някои са силно устойчиви, докато други се разрушават бързо. Това се дължи преди всичко на факта, че витамините, поради своята химическа структура, са силно активни съединения, които лесно влизат в химични реакции. От момента, в който молекулата на витамина е създадена по естествен път или чрез химичен синтез, до навлизането й в тялото, нейната съдба до голяма степен зависи от условията на съхранение и обработка.
Основните фактори за нестабилността на витамините са:
1. Кислорода във въздуха.
2. Пероксиди.
3. Влага.
4. pH на околната среда.
5. Метални йони ( желязо , мед ).
6. Слънчева светлина.
7. Повишена температура .
8. Микроорганизми.
9. Ензими.
Поради ниската стабилност на разтворите на витамин С, за да се запази в готово ястие (супа), при приготвяне на храната се препоръчва продуктите, които го съдържат, да се поставят във вряща, а не в студена вода.
Провитамини
Някои витамини влизат в тялото под формата на неактивни прекурсори – провитамини – и след това се превръщат в активна форма. Например, витамин А не се намира в храни на растителна основа, но много тъмнозелени, яркочервени, жълти и оранжеви зеленчуци и плодове съдържат много β-каротин, предшественик на витамин А. При изчисляване на количеството на приетите витамини се вземат предвид не само източниците на самия витамин, но и източниците на провитамина.
Антивитамини
Антивитамините са група органични съединения , които потискат биологичната активност на витамините. Това са съединения, които по химическа структура са подобни на витамините, но имат противоположен биологичен ефект. Попадайки в организма, антивитамините се включват в метаболитни реакции вместо витамините и забавят или нарушават нормалното им протичане. Това води до витаминен дефицит дори в случаите, когато съответният витамин се доставя с храната в достатъчни количества или се произвежда в организма сам.
Например, антивитамини на витамин В1 (тиамин) са пиритионеаминът и ензимът тиаминаза, които причиняват полиневрит.
Антивитамини са известни за почти всички витамини. Те могат да бъдат разделени на две основни групи:
Първата група включва химикали, които инактивират витамина, като го разграждат, разрушават или свързват молекулите му в неактивни форми.
Втората група включва химични вещества, които са структурно подобни или структурно свързани с витамините. Тези вещества изместват витамините от биологично активните им съединения и по този начин ги правят неактивни. В резултат на действието на антивитамините от двете групи се нарушава нормалното протичане на метаболитните процеси в организма.
Мултивитамини
Мултивитаминните препарати са фармакологични препарати, които съдържат комплекс от витамини и минерали.
Мултивитаминните препарати се използват както за профилактика и лечение на хиповитаминоза, така и в комплексната терапия на хранителни разстройства.
Високият метаболизъм при децата, който не само поддържа живота, но и осигурява растежа и развитието на детския организъм, изисква достатъчен и редовен прием не само на витамини, но и на макро- и микроелементи.
Само около половината от мултивитаминните препарати отговарят на изискванията за дневен прием на витамини, а съставът на мултивитаминните препарати често се различава от написаното на опаковката.
Използване на витамините
При авитаминоза и хиповитаминоза лекарят предписва витаминни препарати. Общи препоръки:
Дефицитът на витамин В9 (фолиева киселина и фолати) повишава риска от дефекти в развитието на плода при бременни жени.
При големи физически натоварвания и продължителен стрес се препоръчва прием на витамин С (аскорбинова киселина).
В райони с неблагоприятни климатични условия се препоръчват витаминни и минерални комплекси за децата.
По данни от 2012 г. по-малко от 10% от населението е податливо на хиповитаминоза (за витамин А – около 1%). При по-голямата част от хората приемът на витаминни добавки (или други хранителни добавки) е ненужен и нежелателен.
Например основният източник на витамин D в човешкото тяло е образуването му в кожата в процеса загара, а не чрез приемането с храната. Въпреки това, има мутации, които пречат на клетките на кожата да произвеждат витамин D дори при излишна слънчева светлина; такива хора се нуждаят от медикаментозно поддържане на нивата на този витамин.
В същото време има информация за повишена смъртност при хора с рак и сърдечни заболявания и намаляване на продължителността на живота при прекомерен допълнителен прием на определени групи витамини.
По-специално, има доказателства, че витамин Е, поради своите антиоксидантни свойства, поддържа раковите клетки при мишки.
За предпочитане е недостигът на витамини, ако е възможно да се попълва от хранителни продукти (плодове, зеленчуци), отколкото чрез витаминни препарати.
В повечето случаи най-добрият начин да осигурите на тялото си витамини и други основни хранителни вещества е да се храните здравословно, основавайки се на избора на храни с най-висока хранителна стойност, в естествената им форма и от различни източници, като добър пример са ядките.