 |
Все без исключения биохимические реакции в живом организме протекают с участием биологических катализаторов – ферментов. Все мириады ферментов (для каждой реакции – свой) являются белками, и наш организм самостоятельно синтезирует их молекулы из аминокислот, полученных с белками пищи. Но большинство ферментов сами по себе не активны. Они могут «заработать» только в комплексе с определённым низкомолекулярным органическим веществом не белковой природы – так называемым коферментом. Основу структуры большинства коферментов составляют витамины. Таким образом, они играют роль своеобразного стартового ключа, запускающего бесконечно сложный двигатель живого организма.
Но вот беда: ключ не в наших руках. Человеческий организм не способен самостоятельно синтезировать витамины или синтезирует их в недостаточном количестве. Мы должны получать витамины извне, с пищей. Далеко не сразу человечество осознало эту жизненную необходимость. Ещё в середине XIX века учёные безапелляционно утверждали, что для полноценного питания человеку достаточно белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. А ведь к этому времени человечество накопило тысячелетний трагический опыт авитаминозов – болезней, проистекающих из недостатка витаминов. Так, в Европе периодически свирепствовала цинга, поражавшая столько народу, что её считали моровым поветрием – то есть инфекционной эпидемией.
Особенно страдали от цинги мореплаватели. В длительных плаваниях основной рацион моряков составляли сухари и солонина. Бортовые журналы экспедиций Колумба, Магеллана, Васко да Гамы сохранили ужасающие свидетельства страданий матросов. У людей кровоточили дёсны, шатались и выпадали зубы, отёкшее тело покрывали множественные кровоизлияния, физическая слабость не позволяла управлять парусами и даже ходить, при малейшей нагрузке ломались кости. Смерть косила подчас больше половины команды. Сколько экспедиций по гибло из-за цинги! Сколько команд, ощутив первые признаки страшного недуга, поднимало бунт, требуя вернуться к родным берегам, вступая в прямое сражение с офицерами! Посте пенно росло понимание, что корень бед – в еде. Может быть, виновата тух лая, испорченная долгим хранением питьевая вода? Или людям нужна «живая кровь»? На судно брали живой скот и птицу. Свежее мясо ненамного облегчало симптомы болезни.
Между тем непредубеждённые и наблюдательные умы давно заметили, что самое надёжное средство от цинги – от вар хвои, зелёные части растений, свежие фрукты и овощи. Так, капитан Фицрой, снаряжая «Бигль» в далёкое путешествие к Южной Америке, не только затребовал в состав экипажа натуралиста – юного Дарвина. На свои личные средства капитан обеспечил команду лимонами и молодыми ростками пшеницы – её сеяли в специально заготовленные ящики с землёй в течение всего похода.
За долгие месяцы, полные тяжёлого труда, на борту «Бигля» не было ни единого случая цинги! Присутствие в пищевых продуктах неких веществ, выполняющих неизвестную, но жизненно важную биологическую функцию, экспериментально доказал в 1880 г. Лунин. Он изучил на мышах искусственную диету, в состав которой входили все известные в то время составные части молока: белок казеин, молочный сахар, выделенные из молока жиры и минеральные соли. Питаясь раствором этой смеси, мыши погибали в течение 3 месяцев, в то время как контрольные животные, получавшие натуральное молоко (и только молоко), были вполне здоровы. К сожалению, даже после опытов Сосина с другим вариантом искусственной диеты, в 1890 г. подтвердившего выводы Лунина, научная общественность игнорировала открытие русского учёного.
Решающим аргументом в пользу гипотезы Лунина стали наблюдения голландского врача Эйкмана, работавшего в тюремном госпитале на о. Яве. Как и во всех странах Восточной Азии, основной пищевой продукт на острове – рис. Для улучшения вида и вкуса его очищают и полируют. Про ведя опыты на курах, в 1896 г. Эйкман доказал, что питание практически од ним лишь полированным рисом – при чина бери-бери, жестокой болезни, ко торой в то время страдали миллионы жителей восточной Азии, от Японии до Индонезии. Бери-бери – это полиневрит, то есть множественное поражение нервов, ведущее к исхуданию, физической слабости, нарушению деятельности внутренних органов, поте ре памяти, судорогам и параличу.
Врач из Нидерландов нашёл и чудесное средство от смертельного недуга – издавна, впрочем, известное в народной медицине Востока. Это оболочка риса, отруби, которые при его шлифовке шли в отходы. Чтобы уберечься от бери-бери, достаточно есть неочищенный, бурый рис.
Из рисовых отрубей польский биохимик Функ выделил вещество, которое поначалу назвал антиневритическим фактором, или аневрином. Очистив аневрин и изучив его свойства, в 1912 г. Функ дал ему имя «витамин». Согласно его «теории витаминов», заболевания бери-бери, пеллагра, рахит и цинга обусловлены недостатком четырёх разных аминов, которые содержатся в пище в неуловимо малых дозах, не являются для организма-потребителя ни строительным материалом, ни источником энергии, но необходимы ему, как беззвучная дирижёрская палочка – музыке. В том же году англичанин Гопкинс, изучавший на крысах искусственную диету, сообщил об обнаружении в молоке «дополнительных факторов роста». В 1929 г. Функ и Гопкинс за открытие витаминов получили Нобелевскую премию по медицине.
Сегодня аневрин известен нам как тиамин (поскольку в его состав входят сера и аминогруппа), или витамин B1. Его формулу установил Уильямс в 1935 г. Взрослому человеку необходимо 2–3 мг тиамина в сутки, а при тяжёлой работе, болезнях (в том числе при плохой компенсации сахарного диабета), беременности и кормлении грудью – до 5 мг. Микроорганизмы, обитающие в человеческом кишечнике, вырабатывают тиамин, частично покрывая нашу потребность в этом веществе. Но главным образом мы получаем его с дрожжами, неочищенными зёрнами злаков, мукой грубого помола, зелёным горохом, корнеплодами и капустой. Есть он и в мясных субпродуктах (печени, почках, сердце).
Тиамин как кофермент нескольких ферментов участвует в процессах переноса энергии и нервного импульса. При его недостатке нарушаются: водный обмен, функции мышц, сердца, пищеварительной и нервной системы, в том числе высшая нервная деятельность. Проявляется это физической слабостью, отёками ног, нарушениями кожной чувствительности, сердцебиениями, в тяжёлых случаях – паралича ми, расстройствами памяти и интеллекта.
Рибофлавин, или витамин В2, был выделен в 1879 г. из молочной сыворотки, поэтому его синоним – лактофлавин (от латинских слов lacto – молочный и flavus – жёлтый). В 1933 году Кун получил 30 мг чистого кристаллического рибофлавина, переработав для этого 30 кг сухого яичного белка (10 000 яиц).
Человеку ежедневно необходимо 2–4 мг рибофлавина. Снижение суточной дозы до 1 мг может вызвать симптомы гиповитаминоза. Рибофлавин является коферментом ряда флавиновых ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные ре акции. Поскольку процессы с участием флавиновых ферментов протекают во всех тканях организма, недостаток рибофлавина ведёт к недостаточности тканевого дыхания и обмена веществ в целом. Клинически гиповитаминоз проявляется у детей остановкой роста, у взрослых – снижением работоспособности, поражением нервной системы (появляются мышечная слабость, боли в ногах), нарушением синтеза гемо глобина, быстрой утомляемостью глаз, жжением в глазах, снижением остроты зрения вследствие патологических процессов в роговице и хрусталике. Характерный признак недостатка витамина В2 – сухость слизистых оболочек рта и носа, появление трещин в уголках рта.
Рибофлавин присутствует во всех растительных и животных тканях. Для человека его источником служат молоко и молочнокислые продукты, пивные дрожжи, мясо (в первую очередь печень, почки, сердце), зелёные овощи и проростки злаков, помидоры и горох. Следует учесть, что рибофлавин очень чувствителен к действию света: в молоке, постоявшем на солнце пару часов, он практически отсутствует.
Никотиновая кислота и её производное никотинамид – две равно активные формы антипеллагрического витамина, который называют также витамин РР (от английского pellagra preventing – «предотвращающий пеллагру») и ниацин. Оба вещества были открыты в 1867 г., подробно изучены, но только в 1935–1937 г.г. причислены к витаминам.
Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте составляет 15–25 мг, а при тяжёлой работе, болезнях, беременности, кормлении грудью – ещё больше. Молекулу витамина РР включают в свою структуру в качестве кофермента свыше 100 ферментов, катализирующих ре акции переноса водорода в процессах тканевого дыхания. Никотиновая кис лота расширяет сосуды, нормализует циркуляцию крови, предупреждает спазмы сосудов головного мозга, участвует в регуляции углеводного обмена, деятельности желудка и поджелудочной железы (в том числе стимулирует синтез инсулина), улучшает со стояние печени и её антитоксическую функцию.
Много ниацина содержат рисовые и пшеничные отруби, дрожжи, хлеб и крупы, говяжья и свиная печень, молоко. Мы получаем ниацин также с бобовыми и картофелем, морковью и капустой, луком и помидорами. Кроме того, здоровая микрофлора кишечника синтезирует никотиновую кислоту из аминокислоты триптофана, частично покрывая потребность человеческого организма в этом витамине. При диете, бедной триптофаном, или при нарушении обмена этой аминокислоты развивается болезнь, называемая пеллагрой. Еще в начале прошлого века пеллагра, смертность от которой достигала тогда 10%, была распространена в регионах, где население питалось преимущественно кукурузой, – например, в южных штатах США. Симптомы пеллагры – своеобразный дерматит (кожа становится шершавой, под действием солнечных лучей окрывается тёмными пятнами и язвами), слабость, изъязвление слизистой рта и кишечника, тяжёлые психические расстройства.
Витамин сравнительно простого химического строения, выделенный в 1939 г. из отрубей, получил название пантотеновая кислота или пантотен, что значит «вездесущий». И вполне заслуженно. Пантотеновая кислота входит в состав кофермента А – одной из первых скрипок биохимического оркестра. Кофермент А участвует в синтезе множества соединений, в том числе стероидных гормонов и ацетилхолина – передатчика нервного импульса, играет главную роль в цикле Кребса – процессе тканевого дыхания, то есть многоступенчатого окисления углеводов и жирных кислот, обеспечивающего организм энергией. Цикл Кребса универсален, поэтому пантотеновая кислота присутствует во всех клетках всех живых существ, дышащих кисло родом – от бактерий и простейших до высших растений и животных.
Кишечная палочка, симбионт человека, синтезирует пантотеновую кис лоту, примерно наполовину удовлетворяя потребность нашего организма в этом веществе, 10–15 мг витамина должно ежедневно поступать извне. Самые богатые источники пантотеновой кислоты – дрожжи, горох, крупы, отруби, молоко, яйца и мясные субпродукты (печень, сердце, почки).
Благодаря кишечной микрофлоре тяжёлый авитаминоз у человека встречается крайне редко. Но при её расстройствах – например, под воздействием антибиотиков – и нездоровом питании могут возникнуть достаточно серьёзные явления гиповитаминоза: апатия, мышечная слабость, воспаление кожи (дерматит), нервов (невриты), роговицы, язвы желудка и кишечника, поражение сердца, почек, щитовидной железы и надпочечников, наконец, дегенерация миелиновых оболочек нервов, грозящая параличом.
Витамин В6 или пиридоксин, выделенный в 1938 г., служит коферментом пятидесяти с лишком ферментам белкового и аминокислотного обмена. Он регулирует кроветворение (включение железа в молекулы гемоглобина), липидный обмен, деятельность центральной нервной системы, необходим для усвоения никотиновой кислоты. Дефицит пиридоксина, содержащегося практически во всех пищевых продуктах, встречается нечасто. Как правило, авитаминоз – анемия, поражение нервной системы, дистрофические изменения в тканях – возникает в результате приёма антибиотиков, угнетающих микрофлору кишечника. Чтобы избежать этих явлений, достаточно получать 2-3 мг витамина в сутки. При беременности и у пожилых людей потребность в пиридоксине повышается. Основные источники витамина В6 – мясо, бобовые и злаки, зелёные овощи, бананы.
Неизвестное вещество, необходимое для роста дрожжей, для роста и дыхания азотфиксирующих клубеньковых бактерий клевера и для нормального состояния кожи человека, искали с 1901 г. В 1935 г. Кегль получил из 250 кг сухого яичного желтка 1,1 мг чистого кристаллического вита мина и дал ему имя биотин. Его называют ещё витамин Н (от немецкого Haut – “кожа”, “оболочка”). Этот ко фермент переносит карбоксильные группы в процессах синтеза нуклеиновых кислот, аминокислот, липидов и углеводов. Мы получаем биотин от микрофлоры кишечника и практически из всех пищевых продуктов. Больше всего его в печени, желтках куриных яиц, бобовых, овсяной крупе. Человеку необходимо 0,15–0,3 мг биотина в сутки. Недостаток биотина ведёт к развитию экзематозного дерматита, ломкости ногтей, атрофии вкусовых сосочков, повышенной утомляемости, мышечным болям и нервным расстройствам. Эти явления могут возникнуть при дисбактериозе. Вместе с тем следует учесть, что в яичном белке со держится гликопротеин авидин, который необратимо связывается с биотином, инактивируя его. Авидин, как и всякий белок, при нагревании теряет способность вступать в химические реакции, но питание сырыми яйцами неизбежно приводит к дефициту биотина в организме.
Витамин В9, он же ВС, он же – фолиевая кислота (от латинского folium – «лист») – был выделен из листьев шпината. Но впервые на след это го витамина встал в 1931 г. Уиллс, работавший в Индии. Он заметил, что распространённую в этой стране макроцитарную анемию, при которой раз меры эритроцитов увеличиваются, но их число уменьшается, излечивают, добавляя к пище печень или дрожжи. Следовательно, макроцитарная ане мия – авитаминоз.
Фолиевая кислота регулирует липидный обмен, предупреждает развитие атеросклероза, стимулирует кроветворение, а также участвует в процессах копирования ДНК и деления клеток. Много её в дрожжах, тканях животных (печени, мышцах, сердце) и зелёных частях растений. Нам достаточно всего 0,2–0,5 мг фолиевой кисло ты в сутки. Но без этой микроскопической дозы нарушается деятельность пищеварительной системы, протекание беременности, меняется формула крови.
Витамин В12, антианемический витамин или цианокобаламин, был от крыт в поисках спасения от другой формы малокровия – злокачественной (пернициозной) анемии, характерной не только резким снижением числа эритроцитов, их огромными размера ми, нефункциональностью и нестойкостью, но также атрофией слизистой оболочки желудка, поражением нервных тканей и психическими расстройствами. Это заболевание было неизлечимым и в большинстве случаев смер тельным вплоть до 1926 г., когда Мино и Морфи обнаружили, что пернициозную анемию можно вылечить употреблением в пищу сырой печени в дозе 250 г в день. Собственно целительный агент – чистый цианокобаламин – был получен в 1948 г., а в 1956 г. Ходжкин с сотрудниками определила структуру этой удивительно красивой молекулы, в кольцевом ядре которой находится атом кобальта.
Кобаламин регулирует кроветворение, синтез нуклеиновых кислот и белков, стимулирует рост и развитие детей. Это единственный витамин, не синтезируемый растениями. Его источник – бактерии, живущие в кишечниках животных. Суточная потребность человека в кобаламине составляет всего 3–10 мкг. Мы получаем его с печенью, мясом, рыбой, молоком и яйцами. Авитаминоз В12 у животных развивается при недостатке в корме кобальта, а у человека он в большинстве случаев вызван нарушением синтеза белка, который образуется в желудке и служит переносчиком кобаламина через кишечную стенку в кровь. Именно поэтому сегодня анемию лечат введением цианокобаламина в виде инъекций, минуя пищеварительный тракт. Гиповитаминоз В12 может развиться также при глистной инвазии или соблюдении вегетарианской диеты. Следует подчеркнуть, что пекарские дрожжи инактивируют кобаламин. Поэтому вегетарианцам лучше заменять дрожжевой хлеб пресными хлебцами и кашами.
Безусловно, всем известен витамин С, или аскорбиновая кислота (название образовано от слова «скорбут» – цинга и отрицательной приставки «а»), выделенная в 1927 г. из лимонного сока. Биологические функции этого до нора и акцептора водорода, участника всех окислительно-восстановительных реакций в организме, столь разно образны, что по сей день изучены не полностью. Абсолютное большинство животных Земли синтезируют аскорбиновую кислоту самостоятельно. Человек – одно из немногих печальных исключений. Уже при незначительном дефиците этого нестойкого, разрушающегося при тепловой обработке вещества мы теряем силы и способность сопротивляться инфекциям, нас мучают разлитые боли, разрыхляются и кровоточат дёсны, не заживают раны, меняется структура хрящей и костей. Потребность в аскорбиновой кислоте в сравнении с другими витаминами колоссальна: ежедневно человеку необходимо 50–100 мг, а в некоторых случаях (в холодное время года, при заболеваниях) – до 200 мг. При этом наш организм не способен депонировать аскорбиновую кислоту: невозможно наесться аскорбинки «про за пас».
Источник витамина С – растения. Огромное количество аскорбиновой кислоты содержат плоды шиповника, хвоя, листья чёрной смородины. Бога ты ею такие пищевые растения, как стручковый перец, плоды цитрусов и чёрной смородины, любая зелень, капуста (причём квашеная капуста в сравнении со свежей сохраняет почти 90% витамина). Значительно меньше витамина в картофеле. Тем не менее, именно картофель, став для народов Европы основой рациона, избавил их от регулярных зимне-весенних эпидемий цинги.
Все перечисленные выше витамины относительно легко растворяются в воде. Но ещё в 1915 г. МакКоллум и Дэвис обнаружили, что животным не обходимы как минимум два «дополни тельных фактора роста». Водорастворимый фактор, излечивавший от бери-бери, они обозначили как «В», а другой, растворимый в жирах, назвали «А». В 1931 г. было установлено химическое строение группы веществ – каротинов и их производного – собственно витамина А.
Витамин А получил название ретинол от латинского retina – «сетчатка». В сетчатке он осуществляет одну из своих важнейших функций – участие в синтезе белка родопсина, химического агента зрительного восприятия. Вита мин А обеспечивает сумеречное (чёрнобелое) зрение, поддерживает нормальное состояние кожи и слизистых оболочек, рост и развитие юного организма и репродуктивные функции взрослого, регулирует деятельность желез внутренней секреции, повышает устойчивость организма к инфекциям и токсинам. Первый признак дефицита витамина А – гемералопия, или куриная слепота: утрата способности видеть в темноте. При авитаминозе так же снижается иммунитет, наблюдается ломкость ногтей, нарушение деятельности сальных и потовых желез, сухость кожи (вплоть до рогового перерождения эпителия), ксерофтальм – сухость роговицы, грозящая утратой глаз; образуются камни в почках и жёлчном пузыре.
Ретинол содержится в продуктах животного происхождения – печени рыб и, в меньшей степени, млекопитающих, молочном жире (сливочном масле, сметане, сыре, твороге) и яичных желтках. Но наш организм способен получать витамин А из его предшественников – провитаминов А, или каротинов, содержащихся в растениях. Основной из них – бета-каротин. Богаты этим ярко-оранжевым веществом жёлтые плоды – морковь, тыква, абрикосы, облепиха, а также листья петрушки, щавеля, шпината. Взрослому человеку в день нужно 0,7– 1,5 мг ретинола или 1,5–4 мг бета-каротина, ребёнку – несколько больше. При этом рекомендуется лишь треть суточной дозы витамина А получать за счёт ретинола, две трети же должен составлять растительный бета-каротин.
Необходимо также учесть, что каротин усваивается организмом только в присутствии жиров. Не менее важен жирорастворимый витамин Е, или токоферол, открытый в 1926 г. как фактор, поддерживающий репродуктивную функцию. Витаминную активность проявляет целое семейство родственных веществ – токоферолов, первый из которых был в 1936 г. выделен Эвансом и сотрудниками из зародышей пшеницы. Токоферолы не только способствуют образованию спермы, нормальному протеканию беременности и развитию плода. Это важнейшие антиоксиданты, защищающие липиды клеточных мембран от гибельного окисления под действием свободных радикалов.
Токоферолы регулируют процессы белкового обмена, регулируют обмен в мышцах, свёртывание крови и функции нервной системы, улучшают переваривание жиров и снижают уровень холестерина в крови. Недостаток витамина Е ведёт к бесплодию, атрофии мышц, сердечнососудистым патологиям.
Потребность в токоферолах зависит от диеты, состояния здоровья, физической нагрузки, пола (мужчинам нужно в 1,5 раза больше витамина, чем женщинам), возраста (пожилым нужно больше, чем молодым) и составляет от 10 до 25 мг в сутки. Источники токоферолов – растительные масла и жирные продукты животного происхождения, а также неочищенные крупы, зелень и капуста.
Казалось бы, достаточно составить полноценную диету – и проблема гиповитаминозов решена? Нет, это не так. Витамины нужны человеку в очень малых количествах, передозировка вызывает тяжёлые осложнения, подчас куда более опасные, чем авитаминоз. Мудрая природа предусмотрела эту опасность. Концентрация витаминов в тканях растений и животных, которыми искони питался чело век, такова, чтобы после целого дня тяжёлых физических нагрузок, неизбежных при жизни «на лоне природы», он получил с пищей – огромной порцией натуральных, минимально обработанных продуктов – ровно столько витаминов, сколько ему нужно. И не больше. Так, например, что бы обеспечить себя суточной нормой тиамина и рибофлавина, надо съесть килограмм ржаного хлеба и почти полкилограмма мяса. Да, именно так питались паши предки – зажиточные крестьяне, рабочие, солдаты и моряки, потребляя до 6000 калорий в день. Но разве можно сравнить их энергетические траты с нашими? Подобный рацион для нас – губительное обжорство. Даже отказ от бедных витамина ми рафинированных продуктов, соблюдение правил здорового питания при разумной калорийности в 2500 калорий может удовлетворить потребность в витаминах всего на 20–30%. Это вредно и для здоровых людей, но для страдающих системными, хроническими заболеваниями – просто опасно.
Выход предлагают современные технологии. Немецкая фармацевтическая компания «Вёрваг Фарма ГмбХ и Ко.КГ» разработала комплексный препарат «Витамины для больных диабетом». Таблетка массой всего 428 мг, удобная для приёма и легко усваиваемая, включает сбалансированный на бор витаминов: 2,4 мг тиамина (В1); 1,5 мг рибофлавина (В2); 6,0 мг пиридоксина (В6); 1,5 мкг кобаламина (В12); 90 мг аскорбиновой кислоты; 30 мкг биотина; 300 мкг фолиевой кислоты; 3,0 мг пантотеновой кислоты; 7,5 мг ниацина; 2,0 мг бета-каротина; 18 мг токоферола (Е). Кроме того, препарат содержит суточную дозу необходимых при диабете микроэлементов – 200 мкг хрома и 12 мг цинка. Хром стимулирует синтез инсулина и способствует увеличению количества рецепторов к нему, что позволяет улучшить компенсацию углеводного обмена при диабете 2-го типа. Цинк поддерживает функционирование бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин, и стабилизирует биологическую активность гормона.
Комплекс «Витамины для больных диабетом» оказывает благотворное действие на состояние глаз и нервной системы, улучшает микроциркуляцию, ускоряет заживление ран и язв, способствует усвоению глюкозы. Упаковка таблеток доступна по цене (что тоже немаловажно) и рассчитана на месяц: достаточно принимать 1 таблетку в день, после завтрака. Полный курс приёма комплекса «Витамины для больных диабетом» – 2 месяца. Проводить его лучше всего весной, в марте–апреле, когда организм ослаблен, а пищевые продукты, пролежавшие зиму в хранилищах или выращенные в парниках, практически лишены естественных витаминов.
А. Приступюк, кандидат медицинских наук
Получить консультацию Эндокринолога
{Реклама ID=243}
{Реклама ID=243}
{Реклама ID=75}
