Важнейшими незаменимыми пищевыми веществами являются витамины - низкомолекулярные органические соединения, необходимые для осуществления механизмов ферментативного катализа, нормального течения обмена веществ, поддержания гомеостаза, биохимического обеспечения всех жизненных функций организма.
Организм человека не синтезирует витамины или синтезирует их в недостаточном количестве (например, никотиновую кислоту) и должен получать их в готовом виде с пищей. Витамины обладают высокой биологической активностью. В отличие от других незаменимых пищевых веществ (незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, некоторые минеральные вещества) витамины не являются пластическим материалом или источником энергии и участвуют в обмене веществ как катализаторы и регуляторы отдельных биохимических и физиологических процессов.
Ныне известны 13 витаминов, абсолютно необходимых человеку. При этом нужно очень небольшое количество витаминов. Оно составляет от нескольких микрограммов (витамин В12) до нескольких десятков миллиграммов (витамин С).
Принято различать водо- и жирорастворимые витамины. К водорастворимым относятся аскорбиновая кислота (витамин С) и витамины группы В - тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), пиридоксин (витамин В6), витамин В12(кобаламин), ниацин (витамин РР), фолацин (фолиевая кислота), пантотеновая кислота и биотин; к группе жирорастворимых - витамины А, В, Е и К (поступают в организм в составе жиросодержащих продуктов, и для их всасывания необходимо присутствие жира).
Наряду с витаминами, необходимость которых для человека и животных бесспорно установлена, в пище присутствуют биологически активные вещества, дефицит которых не приводит к явно выраженным проявлениям, но они обладают определенной биологической активностью. Эти вещества могут быть причислены к витаминоподобным соединениям. К ним обычно относят биофлавоноиды, холин, инозит, карнитин, липоевую, оротовую, пангамовую и парааминобензойную кислоты.
Витамин U (метилметионинсульфоний) и витамин В15 (пангамовая кислота) не несут каких-либо жизненно важных функций в организме, но обладают рядом фармакологических эффектов, в связи с чем более правильно относить их не к незаменимым пищевым веществам, а к биологически активным компонентам пищи.
Специфическая функция витаминов группы В в организме состоит в том, что из них образуются коферменты и простетические группы ферментов, осуществляющих многие важнейшие реакции обмена веществ. Связанные с различными витаминами ферменты принимают участие во многих важнейших процессах обмена веществ: энергетическом обмене (тиамин и рибофлавин), биосинтезе и превращениях аминокислот (витамины В6 и В12), жирных кислот (пантотеновая кислота), пуриновых и пиримидиновых оснований (фолацин), образовании многих физиологически важных соединений, таких как ацетилхолин, стероиды и др.
Некоторые жирорастворимые витамины также выполняют коферментные функции. Так, витамин А в форме ретиналя является активной группой зрительного белка родопсина, участвующего в процессе фоторецепции. Витамин К осуществляет коферментные функции в реакции у-карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в молекуле препротромбина и ряда других белков, что придает им способность связывать кальций.
Жирорастворимые витамины
Витамин А (ретинол - в животных продуктах, ß- каротин - в растительных продуктах)
Продукты, содержащие витамин А
Физиологическая роль в организме витамина А
Последствия и проявления недостаточности витамина А
Проявления избытка витамина А
Витамин D (кальциферол)
Продукты, содержащие витамин D
Физиологическая роль в организме витамина D
Последствия и проявления недостаточности витамина D
Проявления избытка витамина D
Витамин Е (токоферол)
Продукты, содержащие витамин Е
Физиологическая роль в организме витамина Е
Последствия и проявления недостаточности витамина Е
Проявления избытка витамина Е
Витамин К
Продукты, содержащие витамин К
Физиологическая роль в организме витамина К
Последствия и проявления недостаточности витамина К
Водорастворимые витамины
Витамин В1 (тиамин)
Продукты, содержащие витамин В1
Физиологическая роль в организме витамина В1
Последствия и проявления недостаточности витамина В1
Проявления избытка витамина В1
Витамин В2 (рибофлавин)
Продукты, содержащие витамин В2
Физиологическая роль в организме витамина В2
Последствия и проявления недостаточности витамина В2
Проявления избытка витамина В2
Витамин В6 (пиридоксин)
Продукты, содержащие витамин В6
Физиологическая роль в организме витамина В6
Последствия и проявления недостаточности витамина В6
Проявления избытка витамина В6
Витамин В12 (кобаламин)
Продукты, содержащие витамин В12
Физиологическая роль в организме витамина В12
Последствия и проявления недостаточности витамина В12
Проявления избытка витамина В12
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Продукты, содержащие витамин С
Физиологическая роль в организме витамина С
Последствия и проявления недостаточности витамина С
Проявления избытка витамина С
Продукты, содержащие витамин РР
Физиологическая роль в организме витамина РР
Последствия и проявления недостаточности витамина РР
Проявления избытка витамина РР
Фолацин (фолиевая кислота)
Продукты, содержащие фолиевую кислоту
Физиологическая роль в организме фолиевой кислоты
Последствия и проявления недостаточности фолиевой кислоты
Проявления избытка фолиевой кислоты
Пантотеновая кислота (витамин В5)
Продукты, содержащие витамин В5
Физиологическая роль в организме витамина В5
Последствия и проявления недостаточности витамина В5
Проявления избытка витамина В5
Биотин
Продукты, содержащие витамин
Физиологическая роль в организме витамина
Последствия и проявления недостаточности витамина
Проявления избытка витамина
Витамин Е выполняет важную функцию стабилизации и защиты ненасыщенных липидов биологических мембран от свободнорадикальных процессов перекисного окисления.
Функции витамина D связаны с осуществлением транспорта ионов Са и неорганического фосфата через клеточные барьеры в процессах их всасывания в кишечнике, реабсорбции в почечных канальцах и мобилизации из костной ткани. Эти функции витамин D выполняет в виде образующихся из него в организме активных метаболитов 1,25-диоксихолекальциферола и 24,25-диоксихолекальциферола.
Соединения, которые не являются витаминами, но могут служить их предшественниками в организме, называются провитаминами. К ним относятся группа каротиноидов, расщепляющихся в организме с образованием ретинола (витамина А), стерины - эргостерин, 7-дегидрохолестерин - предшественники витамина D. Основной представитель каротиноидов ß-каротин придает овощам и фруктам оранжево-желтый цвет. Часто, говоря о количестве витамина А, употребляют термин «ретиноловый эквивалент». Эта величина представляет собой сумму витамина А и 1/6 части количества ß-каротина. Это значит, что из 6 мг ß-каротина в организме образуется 1 мг витамина А.
Некоторые аналоги и производные витаминов являются антивитаминами. Проникая в клетки, эти вещества вступают в конкурентные отношения с витаминами, в частности при биосинтезе коферментов и образовании ферментов. Заняв место витамина в структуре фермента, соответствующий антивитамин, однако, не может выполнить его функцию, вследствие различий в строении, в связи с чем развиваются явления витаминной недостаточности.
К антивитаминам относятся также вещества, связывающие или разрушающие витамины. Во внутренностях речных рыб присутствует фермент тиаминаза, разрушающий тиамин (витамин В). Белок куриного яйца авидин связывает и инактивирует биотин.
Некоторые антивитамины обладают антибактериальной или канцеростатической активностью. Например, сульфаниламидные препараты являются антагонистами парааминобензойной кислоты, которая необходима для роста микроорганизмов. Антагонисты фолиевой кислоты аминоптерин и аметоптерин (метотрексат) находят применение в лечении злокачественных опухолей.