В витаминах как незаменимых факторах питания нуждаются не только человек и высшие животные, но и низшие животные и даже микробы. Однако значение витаминов в жизни человека более важно, чем у других живых существ. Например, некоторые животные нуждаются не во всех витаминах. В витамине С нуждаются, помимо человека, только обезьяны, морские свинки. Крысы не нуждаются в введении с пищей не только витамина С, но и витамина РР. Это обусловлено тем, что в организме крысы эти витамины могут синтезироваться. Исходными веществами для синтеза являются глюкоза и глюкуроновая кислота.
Витаминный обмен у человека
Большинство известных витаминов, попадая в ткани, подвергается там некоторым биохимическим превращениям. Например, витамин А (аксерофтол) подвергается окислению, так что на месте спиртовой группировки в молекуле появляется альдегидная группа и образуется новое тело — ретинен, или аксерофталь. Такому же окислению подвергается пиридоксин, причем образуется пиридоксаль. Ряд витаминов или их производных фосфорилируется (витамин В1; В2, пиридоксаль). В некоторых случаях происходят дальнейшие превращения (образование кодегидразы). В ряде случаев образующиеся таким образом вещества входят во взаимосвязь со специфическими белками, отчего образуются те или иные ферменты. Витамин В1 входит в состав карбоксилаз и дегидраз, В2 — в состав ряда флавиновых ферментов, РР — в состав ряда дегидраз, пиридоксаль — в состав аминофераз. Пантотеновая кислота входит в коэнзима А, кофермент системы ацетилирующих ферментов, биотин — в состав фермента, участвующего в связывании СО2. Отсюда становится понятным значение витаминов в жизни человека и возможность удовлетворения ее очень малым количеством этих веществ.
Авитаминозы и гиповитаминозы
У человека к витаминной недостаточности особенно чувствительна центральная нервная система. Особенно резко она страдает при авитаминозах В1, РР и Е. Имеются также указания, что недостаток аскорбинки вызывает снижение дыхания головного мозга.
Недостаток аскорбиновой кислоты, обычно обусловленный отсутствием в еще свежих овощей, свежих фруктов, вызывает цингу, или скорбут. Отсюда возникло название аскорбиновая кислота. Наиболее ярким симптомом цинги являются кровоизлияния в коже и в слизистых оболочках. Предполагают, что это зависит от увеличения проницаемости кровеносных капилляров от изменения свойств межклеточного вещества, находящегося между эндотелиальными клетками капилляров. Изъязвляются слизистые оболочки, опухают десны. В костях происходят атрофические изменения, зубы расшатываются, суставы опухают. Особенно жестоко протекает цинга у детей (болезнь Меллер-Барлова). У них кровоизлияния происходят и во внутренних органах. Без соответствующего лечения дети быстро погибают. Все болезненные явления исчезают, если в пищу включаются продукты, богатые веществом С, или этот препарат вводится в чистом виде.
У некоторых животных (крысы, голуби) не удается вызвать экспериментально скорбута даже при полном лишении аскорбинки. При этом в тканях этих животных аскорбиновая кислота сохраняется. Это указывает, что некоторые животные в отличие от человека способны самостоятельно синтезировать аскорбиновую кислоту.
При нагревании на воздухе витаминное вещество С быстро разрушается. Щелочная реакция способствует окислению, кислая — его сохранению. В тканях аскорбиновая кислота находится во всех клетках. Много ее в надпочечниках, мозговой ткани, печени. Вследствие способности обратимо окисляться и восстанавливаться, аскорбиновая кислота может участвовать в окислительных процессах. Кроме того, она активирует некоторые внутриклеточные ферменты (протеолитический фермент катепсин, аргиназу, амилазу).
Из растительных продуктов аскорбиновая кислота находится в шпинате, капусте, салате, в лимонах, апельсинах, яблоках. Еще больше ее содержится в черной смородине и особенно много в мякоти плодов шиповника.
Имеются указания, что лимонный сок и овощи в натуральном виде являются лучшим антискорбутным средством, чем кристаллическая аскорбиновая кислота. Поэтому некоторые допускают, что для предохранения от цинги, помимо аскорбиновой кислоты, требуется еще цитрин (флавоновое производное, выделенное из лимонного сока) или близкие к нему вещества.
Замена для витаминных веществ
Оказалось, что в некоторых случаях витаминные вещества, имеющие определенную химическую структуру, могут быть заменены близкими по структуре веществами. Оказалось, что существует не один витамин D, а целая группа их, то же относится и к витаминным вещетвам Е и К. Были синтезированы вещества, которые, слегка отличаясь по химической структуре от витаминов В1, В2, С, оказались обладающими биологической активностью этих витаминных веществ. Такие вещества называют гомовитаминами.
Наряду с обнаружением гомовитаминов установлена возможность найти и синтезировать вещества, которые обладают обратным действием и называются поэтому антивитаминами, или псевдовитаминами. Эти вещества усугубляют авитаминоз, вызывая его даже при достаточном количестве витаминного вещества в теле или вызывая авитаминоз у человека, у которого нельзя вызвать авитаминоз выключением витамина из пищи. Например, давая добровольцам пиридин-3-сульфоновую кислоту (антивитамин РР), можно вызвать у них проявление авитаминоза PP.
Такое действие антивитаминов объясняется конкуренцией между ними и витаминными веществами при взаимодействии со специфической белковой частью фермента. Сходство структуры антивитамина и витамина делает возможным образование специфических белковых комплексов и с одними, и с другими. Однако комплекс антивитамина с белком не вызывает образования активного фермента. Недостаток последнего и приводит в конечном счете к нарушениям, характерным для авитаминоза.
Подобные же отношения наблюдаются и в мире микроорганизмов. Многие патогенные микробы нуждаются в качестве фактора роста в пара-аминобензойной кислоте. Роль антивитаминов в отношении этой кислоты играют сульфаниламидные препараты, в частности, белый стрептоцид. Прибавление стрептоцида тормозит рост этих микробов. Отсюда значение сульфаниламидных препаратов в качестве химиотерапевтических средств, т. е. химических средств для лечения инфекционных заболеваний.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.