Достаточное количество витаминов в пище повышает созидательные процессы в организме, способствует росту и восстановлению тканей, благоприятствует оптимальному течению обменных процессов и поддерживает их на таком уровне, когда защитные свойства организма против неблагоприятных воздействий факторов внешней среды сильно возрастают. Поэтому большое практическое значение имеет не только предупреждение витаминной недостаточности, но и обеспечение организма оптимальным количеством витаминов.
Потребность в витаминах возрастает при физической нагрузке и нервно-психическом напряжении (в тиамине, аскорбиновой и никотиновой кислотах), при сильном перегреве и заболеваниях, сопровождающихся высокой температурой (также в тиамине, аскорбиновой и никотиновой кислотах), при работе в шахтах и рудниках (в аскорбиновой кислоте, тиамине, кальциферолах), при воздействии токсических агентов (в аскорбиновой кислоте, тиамине и др.), в условиях жизни на Крайнем Севере (в аскорбиновой кислоте, тиамине, рибофлавине, кальциферолах), при приеме некоторых лекарственных препаратов – сульфаниламидов, салицилатов. Антибиотики, угнетая кишечную микрофлору, могут также отрицательно влиять на витаминный обмен.
Потребность в витаминах возрастает при разных патологических состояниях: при инфекционных заболеваниях (например, при туберкулезе, дизентерии, дифтерии, бруцеллезе и др.), эндокринных расстройствах, заболеваниях пищевого канала (возможно нарушение всасывания витаминов) и после хирургических операций.
При недостатке того или иного витамина в пище нарушается деятельность ферментативных систем, в осуществлении которой данный витамин принимает участие. Незначительный недостаток витамина выражается в быстрой утомляемости, понижении работоспособности и защитных сил организма, а в период роста – в задержке физического развития. Ранняя диагностика гиповитаминозных состояний ввиду неспецифичности их симптомов довольно затруднительна и иногда требует применения специальных методов исследования. При большом недостатке витаминов имеют место выраженные болезненные проявления, специфичные для каждого вида гипо– или авитаминоза.
Хотя потребность организма в витаминах невелика и исчисляется миллиграммами, удовлетворить ее нелегко.
Если при разнообразном питании организм человека получает достаточное количество всех витаминов, то при однообразном питании или при ограничении питания в связи с болезнью возможен недостаток в пище одного или нескольких витаминов (полигиповитаминоз).
Витамины делятся на водорастворимые – это аскорбиновая кислота и витамины группы В (тиамин, рибофлавин, пиридоксин, кобаламины, никотиновая кислота и др.) – и жирорастворимые – ретинол, кальциферолы, токоферолы, филлохиноны.
Тиамин (витамин В1). Тиамин является активной частью кофермента кокарбоксилазы. Чем больше потребление углеводов, тем больше расходуется тиамина. Всасывается он из кишечника. Следует отметить, что некоторое количество этого витамина образуется в кишечнике микроорганизмами. Однако количества эти настолько малы, что требуется постоянное его поступление с пищей. Необходимо помнить, что это вещество разрушается при термической обработке пищи (варке) незначительно. При варке часть витамина переходит в бульон. Сохранить его можно, засушивая продукты и подвергая их жарению. При недостаточном поступлении витамина В1 с пищей его дефицит развивается у алкоголиков, больных сахарным диабетом, болезнями желудочно-кишечного тракта, а также в результате приема некоторых лекарственных препаратов (особенно антибиотиков).
Витамин В1 играет важную роль в углеводном обмене, а также участвует в превращениях ацетилхолина – медиатора нервного возбуждения. Он приводит к увеличению двигательной и секреторной функции желудка. При недостатке тиамина происходит неполное сгорание углеводов и накопление в организме пировиноградной и молочной кислот, являющихся продуктами неполного расщепления углеводов. Большой дефицит в тиамине приводит к заболеванию бери-бери (алиментарного полиневрита), при котором имеют место явления полиневрита, истощение, ощущение слабости в ногах и неуверенность походки, а впоследствии появляются параличи.
При В1-гиповитаминозе отмечаются быстрая утомляемость, жалобы на сердцебиение, одышку, плохой аппетит, запор, болезненность икроножных мышц при пальпации. Потребность в тиамине возрастает при напряженной нервно-психической деятельности, воздействии шума и вибрации, работе в горячих цехах, в условиях жаркого и холодного климата.
Нарушаются также функции сердечно-сосудистой системы. Нередко развивается сердечная недостаточность, которая сопровождается тахикардией, дилатацией сердца, отеками. Кроме того, наблюдаются диспепсические явления.
Главным источником тиамина являются продукты переработки злаков и бобовые. Особенно много его в оболочках и зародышах злаков, семечках подсолнечника. Дополнительными источниками тиамина являются печень, почки, желтки яиц, свинина. Много тиамина содержится в сухих хлебопекарских и пивных дрожжах.
Тиамин устойчив к воздействию кислорода и нагреванию. При выпечке хлеба разрушается не больше 10–30 % тиамина, добавление щелочей усиливает его разрушение. Недостаточность тиамина возможна лишь при нерациональном питании с длительным использованием высших сортов пшеничного хлеба, макаронных изделий, манной крупы, сахара, полированного риса и т. п.
Суточная потребность – 1,5–2,6 мг.
Рибафлавин (от лат. flavus – "желтый") (витамин В2) входит в состав ферментов, участвует в обмене веществ, необходим в организме для синтеза белка и жира, играет важную роль в зрительном восприятии.
Из желудочно-кишечного тракта рибофлавин хорошо всасывается, в значительных количествах депонируется в тканях, выделяется почками.
При недостатке рибофлавина развивает гипорибофлавиноз.
Наиболее характерным признаком гипорибофлавиноза является хейлоз, проявляющийся изменением слизистой оболочки в углах рта и прилегающих участках кожи, а также появлением на крыльях носа, за ушами изменений в виде себорейной экземы. Кроме того, наблюдаются глоссит (сосочки языка сглажены, цвет языка пурпурный с синеватым оттенком). В дальнейшем развиваются изменения со стороны глаз – светобоязнь, слезоточивость, кератит. Типичен васкулярный кератит (расширение сосудов конъюнктивы вокруг роговицы). Иногда наблюдаются усиленное выпадение волос, нарушение гемопоэза.
Источником рибофлавина являются печень, почки, сердце, желток яиц, бобовые, мясо, злаковые, семечки, молоко, особенно богаты им пивные дрожжи.
Суточная потребность – 2,0–3,0 мг.
Пиридоксин ( витамин В6). Входит в состав коферментов, играющих значительную роль в белковом обмене, в очень многих процессах азотистого обмена. У людей недостаточность витамина В6 наблюдается редко. Она может возникнуть у детей (наблюдаются судороги, дерматит). Кроме того, причиной недостаточности витамина В6 может быть длительное лечение противотуберкулезными препаратами, которые угнетают синтез пиридоксальфосфата (развиваются периферические невриты). При отсутствии возникают дерматиты нервно-трофического характера и поражение нервной системы. Содержится в дрожжах, злаковых, бобовых, мясе (печени и почках), рыбе, яйцах, бананах и овощах. Хорошо всасывается из пищеварительного тракта. Путь выведения – почки. Суточная потребность – около 2 мг.
Пантотеновая кислота (витамин В5). Входит в состав коферментов, при участии которых осуществляется превращение холина в ацетилхолин. При отсутствии у человека развивается периферический неврит, наблюдаются утомляемость, нарушение сна, головные боли, диспепсические расстройства, парестезии, мышечные боли. При недостатке нарушается деятельность щитовидной и надпочечной желез. Содержится во многих пищевых продуктах, откуда и название "вездесущая". Ее много в дрожжах, отрубях, печени, почках, яйцах, сельди, мясе, цветной капусте, икре рыб. Синтезируется микрофлорой кишечника. Хорошо всасывается из кишечно-желудочного тракта. Выделяется в неизменном виде. Суточная потребность – около 10 мг.
Инозит (витамин В8). Входит в состав фосфолипидов; играет важную роль в нормализации жирового обмена. При его отсутствии у мышей отмечаются выпадение шерсти вокруг глаз и повреждение глазного яблока. Содержится во многих продуктах животного и растительного происхождения (в дрожжах, почках, мозге, семечках). Суточная потребность – 1000–1500 мг.
Холин (витамин В4). Основное физиологическое значение холина липотропное; он предупреждает ожирение печени. Входит в состав фосфолипидов, имеет значение в жировом составе. Может синтезироваться из метионина, но иногда синтез нарушается. Содержится в продуктах животного и растительного происхождения, в большом количестве в желтках, мозге, печени, зерновых продуктах, семечках, мясе. Суточная потребность – 250–600 мг.
Фолиевая кислота (витамин В9). Необходима в процессах кроветворения. При отсутствии у человека развивается анемия. Много ее содержится в дрожжах, печени, зеленых частях растений, свежих овощах (салате, шпинате, помидорах, моркови), меньше в рыбе и молочных продуктах. Синтезируется микрофлорой кишок в количестве, способном удовлетворить потребности организма, при обычно имеющемся недостатке этого витамина в рационе. При недостаточности фолиевой кислоты развиваются макроцитарная анемия, лейкопении, агранулоцитоз, тромбоцитопения, поражается пищеварительный тракт (возникают глоссит, стоматит, язвенный гастрит, энтерит). Отмечается при белковом голодании или приеме внутрь сульфамидных препаратов.
Всасывается из тонкого кишечника. В больших количествах депонируется в печени, выделяется почками. Суточная потребность – 0,2–0,4 мг.
Цианокобаламин (витамин В12). Необходим для процесса кроветворения, образования эпителиальных клеток, функционирования нервной системы, роста и процесса регенерации. При его недостаточности (связанной обычно с патологией желудка и тонкой кишки) нарушается кроветворение и развивается пернициозная анемия, одновременно страдают пищеварительный тракт (язык становится ярко-красным, гладким, высокочувствительным к химическим раздражителям; со стороны желудка отмечаются атрофия слизистой оболочки, ахилия) и нервная система (парестезии, болевые ощущения, нарушение походки). Содержится в печени, мясе, яйцах, молоке. Недостаточность наблюдается при полном исключении из рациона продуктов животного происхождения. Всасывание происходит главным образом в тонкой кишке. В больших количествах депонируется в печени. Выделяется преимущественно железами пищеварительного тракта (особенно желчью), а также почками. Суточная потребность – 0,003 мг.
Ретинол (витамин А). Это витамин способствует росту организма. Кроме того, ретинол необходим для поддержания нормального состояния эпителиальной ткани и образования зрительного пурпура. Он содержится только в животных продуктах, а его провитамин (каротин) – в растительных продуктах.
В случае недостатка ретинола в питании ранними и специфическими симптомами являются снижение адаптационной способности глаза и резкое ухудшение сумеречного зрения – гемералопия (куриная слепота). Типично поражение эпителия слизистых оболочек и кожи. При этом происходит превращение разных видов эпителия в многослойный плоский эпителий. Усиливаются процессы ороговения. Кожа становится сухой, наблюдаются папулезная сыпь, шелушение, ороговение волосяных фолликулов, гипокератоз. На более поздней стадии А-авитаминоза развиваются сухость роговицы, ксерофтальмия, которая может привести к ее размягчению и некрозу – кератомаляция. В тяжелых случаях это может быть причиной полной слепоты. Кроме того, наблюдается поражение верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы.
Нарушение со стороны кожных и слизистых барьеров при недостаточности витамина А облегчает инфицирование организма, вызывает развитие воспалительных процессов. Заживление ран, их грануляция и эпителизация замедляются. При А-авитаминозе развивается также гипохромная анемия.
При приеме больших доз ретинола наблюдались явления А-гипервитаминоза (кожный зуд, болезненность костей, увеличение печени и др.).
Наиболее богаты ретинолом рыбий жир, печень животных и морских рыб, молоко и молочные продукты, желтки яиц.
В зеленых и оранжевых частях растений содержится каротин, преобразующийся в организме в ретинол. Каротином богаты красная морковь, красный перец, шпинат, зеленый горошек, салат, тыква, абрикосы, хурма, помидоры, петрушка, щавель, рябина, шиповник. Приготовление блюд из продуктов в измельченном виде с легкоплавким жиром улучшает усвоение каротина и ретинола.
Ретинол, хотя и в меньшей степени, чем аскорбиновая кислота, разрушается, окисляясь кислородом воздуха и под действием солнечного света. Он также разрушается при прогоркании жиров, например сливочного масла. Каротин хорошо сохраняется при сушке овощей и плодов в вакууме, при квашении и в баночных консервах.
Всасывается витамин А главным образом в тонком кишечнике, для этого необходимы желчные кислоты. При недостатке желчеобразования может развиться гиповитаминоз А. В значительных количествах он депонируется в печени. Выделяется почками и кишечником.
Суточная потребность в ретиноле – 1,5 мг, для беременных и кормящих матерей – 2 мг.
Токоферолы (витамин Е). Токоферолы, или, как их обычно называют, витамин Е, необходимы для поддержания целостности и функции мембранных структур клеток, митохондрий, лизосом. Они участвуют в процессах, связанных с функцией размножения, и играют роль в нормализации и стимуляции мышечной деятельности. Кроме того, токоферолы обладают антиокислительными свойствами. Они предохраняют липиды структур от окисления с образованием активных радикалов, которые способны инактивировать ферменты, витамины, полиненасыщенные жирные кислоты, что имеет значение в развитии атеросклероза. Кроме того, витамин Е, по-видимому, влияет на клеточное дыхание.
Из желудочно-кишечного тракта всасывается примерно половина витамина Е, содержащегося в пище. Депонируется в гипофизе, семенниках, надпочечниках и других органах. Выделяются витамин Е и продукты его превращения печенью и почками. Витамин Е термостабилен.
Суточная потребность взрослого человека составляет 15–20 мг, ребенка – 0,5 на 1 кг массы тела. Необходимо увеличивать содержание витамина в рационе при большой физической нагрузке, особенно спортсменам (до 100–200 мг). Витамин Е находится практически во всех пищевых продуктах, но основным источником витамина Е являются растительные масла: подсолнечное (60 мг в 100 г), кукурузное (148 мг), хлопковое (90 мг). Во много раз меньше витамина Е в печени (6 мг), говядине (2 мг), сливочном масле (3 мг), молоке (0,15 мг), шпиге (2 мг), бобовых (4 мг), овощах (1,5–2 мг).
Признаки Е-витаминной недостаточности у человека достоверно не установлены. У ряда животных заметно, что при недостаточности витамина Е у самцов поражаются семенники (вплоть до полной стерильности), а у самок наблюдается рассасывание плода и плаценты, что приводит к самопроизвольному аборту. Кроме того, у животных наблюдается выраженная дистрофия скелетных мышц и миокарда, возможны изменения со стороны щитовидной железы, печени, ЦНС.
Кальциферолы (витамин D). Основное значение витамина D состоит в его антирахитических свойствах. Он содержится главным образом в жире печени морских рыб и в желтке яиц и в меньшем количестве – в молоке и коровьем масле, в семечках. Потребность в этом витамине восполняется в основном за счет его синтеза в коже при инсоляции. Недостаточность ультрафиолетового облучения имеет место в условиях Крайнего Севера и в районах с умеренным климатом в холодные периоды года, когда во время пребывания на открытом воздухе свыше 90 % поверхности тела закрыто теплой одеждой. В этих условиях необходимо облучать людей ультрафиолетовыми лучами, используя искусственные источники их получения, или же вводить холекальциферол (витамин Д) в готовом виде в количестве 500 МЕ в сутки. Особенно нуждаются в кальциферолах дети, а также взрослые, длительно находящиеся в условиях, исключающих возможность естественного облучения ультрафиолетовыми лучами (шахтеры, работники метро и др.).
Влияние витамина D на обмен веществ проявляется в основном в отношении метаболизма кальция. Один из важнейших эффектов витамина D заключается в том, что он повышает проницаемость эпителия кишечника для кальция и фосфора. При этом обеспечиваются необходимые концентрации их в крови. Кроме того, витамин D регулирует минерализацию костной ткани. При его недостаточности развиваются рахит, остеомаляция и остеопороз. Вместе с тем под контролем витамина D находится и процесс мобилизации кальция из костной ткани, что также необходимо для создания оптимальных условий роста костной ткани.
Определенное значение в поддержании необходимых концентраций фосфатов в организме имеет способность витамина D повышать их реабсорбцию в канальцах почек.
Недостаточность витамина D у детей приводит к развитию рахита (нарушению обызвествления костей, могут деформироваться позвоночник и грудная клетка, часто искривляются нижние конечности, задерживается появление зубов, возникает гипотония мышц, отстает общее развитие ребенка).
Всасывается витамин D в тонкой кишке. С лимфой попадает в печень и общий кровоток. В плазме крови вступает в связь с белками, которые осуществляют его транспорт к различным органам. Депонируется витамин D в костях печени, в слизистой оболочке тонкой кишки и в других тканях. Выделяются витамин D и продукты его обмена в основном кишечником и в меньшей степени почками.
Выраженной D-витаминной активностью обладает также рыбий жир.
Магний . Один из основных минеральных элементов организма, общее его содержание в организме взрослого человека приближается к 20–30 г. Основная его часть содержится в организме в нерастворенном состоянии.
Концентрация его гораздо выше внутри клетки (в 10–30 раз превышает содержание его во внеклеточной среде). Самое высокое содержание магния отмечается в эритроцитах, костях скелета, зубах человека. До 60 % растворимой формы магния содержится в клетках и плазме крови. Магний принимает активное участие в метаболизме костной ткани наряду с кальцием. Велика роль этого элемента в деятельности нервной системы. Деятельность сердца напрямую зависит от концентрации магния. Деятельность кишечника, желчного пузыря невозможна без достаточного количества ионов магния. Более 50 % ферментов имеют в своем составе магний в качестве активного центра. В данном случае элемент находится в связанном с белками состоянии.
Недостаток магния приводит к различным клиническим проявлениям, в том числе к повышению давления и возрастанию негативных проявлений климактерического состояния у женщин. При снижении потребления магния отмечаются тремор и судороги, начинается отложение известковых образований на стенках сосудов. Пища не усваивается в должном объеме, нарушаются трофические процессы кожи (возникают трофические язвы. Магний обладает антисудорожным и сосудорасширяющим действием. Основным источником магния является пища.
Железо
Общее количество в организме взрослого человека составляет 5–6 г.