XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы и различного строения, синтезируемые главным образом растениями, частично – микроорганизмами, необходимые для обеспечения нормального протекания ряда биохимических процессов в организме. Это незаменимые пищевые факторы.

Жирорастворимые витамины хорошо растворимы в жирах, легко накапливаются в организме при избыточном поступлении с пищей и способны вызвать нарушения обменных процессов, в частности – гипервитаминоз. К данной группе витаминов относятся: витамины А, D, E и K, свойства которых будут рассмотрены далее [1].

Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический). Данный витамин представляет собой широкую группу родственных веществ, разделенных на два типа: ретиноиды (ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота), которые содержатся в продуктах животной пищи и каротины (α, β и γ), содержащиеся в продуктах растительной пищи [2, 3].

Основным провитамином является β-каротин, превращающийся в активную форму в кишечнике под действием ферментов β-каротиндиоксигеназы и ретинальдегид-редуктазы. После этого ретинол совместно с пальмитиновой кислотой в составе хиломикронов транспортируется в печень, откуда 90% транспортируется в кровь к органам и тканям вместе с ретинолсвязывающим белком [4, 5].

Пищевые источники:

1. Растительные: лекарственные растения содержит физиологически активную часть витаминов, так называемые провитамины, превращающиеся в животном организме в витамины, то есть растения не могут служить непосредственным источником витамина А, но могут накапливать его провитамин — каротин. Таковыми источниками являются: тыква, морковь, абрикос, помидоры, болгарский перец, шпинат, брокколи, манго, дыня, фасоль;

2. Животные: говяжья печень, молочные продукты, сыр, яйца [6, 17].

Таблица 1. Значение витамина А в зависимости от пола и возраста [7,8,9,10,17].

Витамин D (кальциферол, антирахитический). Это жизненно важный элемент для человека на всех этапах жизни, синтезирующийся из холестерина, под воздействием солнечных лучей на кожу [11, 12].

Данный витамин существует в двух формах:

1. эргокальциферол, D₂ ­­– синтезируется в коже человека под действием ультрафиолетовых лучей, но интенсивности солнечного излучения не всегда достаточно для образования достаточного количества витамина, даже при условии длительных прогулок и принятия солнечных ванн (выше 40-ой северной параллели в день зимнего солнцестояния Солнце поднимается над горизонтом максимум на 26, 17º). Также эргокальциферол содержится в продуктах растительного происхождения: дрожжах, грибах лисичках и вешенках, орехах, растительных маслах;

2. холекальциферол, D₃ – поступает в организм с продуктами животной пищи: молочными продуктами, печенью трески, яйцами, мясом, жирными видами рыбы (форель, скумбрия), говяжьей печенью [13, 16].

Общие функции витамина D: на молекулярном уровне витамин D проявляет свое действие путем связывания с рецептором витамина D (VDR), который является фактором транскрипции, эпигенетически регулирующим жизнедеятельность клетки. Активируемый лигандом рецептор влияет на транскрипцию около 1000 генов, включая гены, участвующие в энергетическом метаболизме, гомеостазе кальция и костей, а также врожденном и адаптивном иммунитете, снижает экспрессию ЦОГ-1 и ЦОГ-2, ограничивая их роль в воспалительном процессе, стимулирует апоптоз путём подавления фермента теломеразы [14, 15].

Таблица 2. Значение витамина D в зависимости от пола и возраста [17].

Витамин Е (токоферол, антиоксидантный). Был выделен из масла зародышей пшеничных зёрен в 1936 году. Витамин E присутствует в различных формах, таких как α, β, γ и δ-токоферолы и токотриенолы. Однако α-токоферол считается наиболее активной формой витамина [1, 18].

Данный витамин действует в основном как антиоксидант, защищая клетки от активных форм кислорода и азота наряду с другими антиоксидантами (например, витамином C, глутатионом) и ферментами (например, пероксидами, каталазой), регулирует агрегацию тромбоцитов, подавляет синтез лейкотриенов, оказывая противовоспалительное действие, кроме того, недавние исследования показали, что он может снижать риск развития рака, стимулирует иммунную систему, повышая выработку интерлейкина-2 (IL-2) и усиливая способность Т-клеток к делению [18, 19, 20, 22].

Как и другие жирорастворимые витамины, витамин Е всасывается в кишечнике в составе мицелл и транспортируется из энтероцитов в кровоток в составе хиломикронов, затем высвобождается под действием липопротеинлипазы или поступает в печень и попадает в кровоток в составе липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), чтобы в конечном счете накапливаться в жировой ткани [20].

Источниками витамина Е являются растительные пищевые продукты: бобовые, растительные масла (подсолнечное, соевое, льняное, облепиховое и зародышевое масло злаков), томаты, авокадо, листовые овощи (шпинат, свекольная ботва и капуста) [20, 21].

Таблица 3. Значение витамина Е в зависимости от пола и возраста [17].

Витамин К (нафтохинон, кровоостанавливающий). Существует в двух формах: филлохинон (К₁) растительного происхождения и менахинон (К₂), синтезируемый кишечной микрофлорой человека.

Витамин K, поступающий с пищей, всасывается путем образования мицелл при смешивании с солями желчных кислот. Чем больше жиров в пище, тем эффективнее происходит его всасывание. При всасывании энтероцитами витамин K и другие пищевые жиры объединяются в хиломикроны и попадают в кровоток. В то время как филлохинон транспортируется хиломикроном, менахиноны обычно транспортируются липопротеинами очень низкой плотности (ЛПОНП) или липопротеинами низкой плотности (ЛПНП), и оба они всасываются печенью через липопротеиновые рецепторы [20, 23, 24].

Филлохиноны в основном содержатся в зелёных листовых овощах: салат-латук, петрушка, шпинат, капуста, брокколи, листовая капуста и другие зелёные крестоцветные овощи. Менахиноны содержатся в говяжьей печени и ферментированных сырах [24, 25].

Общие функции витамина К: исследование на группах мышей показало, что лечение витамином K может оказывать антиканцерогенное действие, что, в свою очередь, снижает риск развития колоректального рака, важен для синтеза протромбина и считается ключевым фактором в посттрансляционной активации факторов свёртывания крови, участвует в развитии центральной нервной системы, участвуя в биосинтезе сфинголипидов, которые являются важным компонентом мембран клеток мозга, более того, в присутствии фактора роста нервов витамин K может усиливать рост нейронов это действие опосредуется протеинкиназой A и митоген-активируемой протеинкиназой в нейронных клетках [26, 27, 28].

Таблица 4. Значение витамина К в зависимости от пола и возраста [17].

Помимо функций витаминов для каждой возрастной группы необходимо знать и нормы суточной потребности, что очень важно для назначения витаминных препаратов и составления рациона питания для лечения и профилактики гиповитаминозов и авитаминозов. В представленной ниже таблице представлены средние нормы суточной потребности витаминов в зависимости от возрастной группы.

Таблица 5. Нормы суточной потребности жирорастворимых витаминов в зависимости от возраста [17].

Прием витаминов в составе лишь пищевых продуктов может быть недостаточен для осуществления нормального протекания биохимических реакций из-за низкого содержания в них витаминов, в связи с условиями выращивания пищевых источников, особенностями экологии, природных условий, географического положения, уровня инсоляции и многих других факторов. Поэтому для профилактики авитаминозов и гиповитаминозов необходимо принимать специальные препараты, содержащие в своем составе витамины. Перед применением витаминосодержащих препаратов необходима консультация лечащего врача, который определит дозу и длительность приема веществ в зависимости от пола, возраста, состояния организма, наличия заболеваний, особенностей местности проживания человека и других факторов. Самостоятельный бесконтрольный прием витаминов в дозах, превышающих суточную потребность, особенно жирорастворимых, может привести к развитию гипервитаминоза (за счет химических свойств этой группы витаминов – это гидрофобные соединения, склонные к накоплению в организме), что может привести к пагубным последствиям для здоровья человека.

Список литературы:

1. Биохимия: учебник / Под ред. чл.-корр. РАН, проф. Е.С. Северина. – 5-е изд. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 768 с.: ил.

2. Pisetpackdeekul P, et al. Proretinal nanoparticles: stability, release, efficacy, and irritation. Int J Nanomed. 2016; 11:3277.

3. Timoneda J, et al. Vitamin A deficiency and the lung. Nutrients. 2018.

4. Kangas ST, et al. Vitamin A and iron status of children before and after treatment of uncomplicated severe acute malnutrition. Clin Nutr. 2020;39(11):3512–9.

5. Herschel Conaway H, Henning P, Lerner UH. Vitamin a metabolism, action, and role in skeletal homeostasis. Endocr Rev. 2013;34(6):766–97.

6. Реипназаров Б. Д. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ ВИТАМИНЫ // Мировая наука. 2022. №10 (67).

7. Maia SB, et al. Vitamin A and pregnancy: a narrative review. Nutrients. 2019.

8. Pacifici GM. Clinical pharmacology of phenobarbital in neonates: effects, metabolism and pharmacokinetics. Curr Pediatr Rev. 2016;12(1):48–54.

9. Palmer AC, Schulze KJ, Khatry SK, De Luca LM, West KP. Maternal vitamin A supplementation increases natural antibody concentrations of preadolescent offspring in rural Nepal. Nutrition. 2015;31(6):813–9.

10. Matamoros N, Visentin S, Ferrari G, Falivene M, Fasano V, González HF. Vitamin A content in mature breast milk and its adequacy to the nutritional recommendations for infants. Arch Argent Pediatr. 2018;116(2):146–9.

11. Farach-Carson M, Nemere I. Membrane receptors for vitamin D steroid hormones: potential new drug targets. Curr Drug Targets. 2003;4(1):67–76.

12. Nykjaer A, et al. An endocytic pathway essential for renal uptake and activation of the steroid 25-(OH) vitamin D3. Cell. 1999;96(4):507–15.

13. Giustina A et al. Consensus statement from 2nd International Conference on Controversies in Vitamin D. Rev Endocr Metab Disord. 2020;21(1): 89.

14. Carlberg C, Muñoz A. An update on vitamin D signaling and cancer. Semin Cancer Biol. 2022; 79:217–30.

15. Jiang F, Bao J, Li P, Nicosia SV, Bai W. Induction of ovarian cancer cell apoptosis by 1,25-dihydroxyvitamin D3 through the down-regulation of telomerase. J Biol Chem. 2004;279(51):53213–21.

16. Дубова Ю. М. ВИТАМИН D3: БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ // Scientist. 2023. №2 (24).

17. Rana A. Youness, Alyaa Dawoud, Omar ElTahtawy and Mohamed A. Farag. Fat‑soluble vitamins: updated review of their role and orchestration in human nutrition throughout life cycle with sex differences. 2022.

18. Anghel L, Baroiu L, Beznea A, Topor G, Grigore CA. The Therapeutic Relevance of Vitamin E. REV. CHIM. (Bucharest), vol. 70, no. 10, 2019, Accessed: Dec. 22, 2021.

19. Yang CS, Luo P, Zeng Z, Wang H, Malafa M, Suh N. Vitamin E and cancer prevention: studies with different forms of tocopherols and tocotrienols. Mol Carcinog. 2020;59(4):365–89.

20. Csapó J, Albert C, Prokisch J. The role of vitamins in the diet of the elderly I. Fat-soluble vitamins. Acta Univ Sapientiae Aliment. 2017;10(1):127–45.

21. Rickman JC, Bruhn CM, Barrett DM. Nutritional comparison of fresh, frozen, and canned fruits and vegetables II. Vitamin A and carotenoids, vitamin E, minerals and fiber. J Sci Food Agric. 2007;87(7):1185–96.

22. Meydani SN, Han SN, Wu D. Vitamin E and immune response in the aged: molecular mechanisms and clinical implications. Immunol Rev. 2005;205(1):269–84.

23. Vermeer C. Vitamin K: the effect on health beyond coagulation–an overview. SNF Swedish Nutr Found. 2012.

24. Mladěnka P, et al. Vitamin K – sources, physiological role, kinetics, deficiency, detection, therapeutic use, and toxicity. Nutr Rev. 2021.

25. Shearer MJ, Fu X, Booth SL. Vitamin K nutrition, metabolism, and requirements: current concepts and future research. Adv Nutr. 2012;3(2):182–95.

26. Zheng X, et al. Bile acid is a significant host factor shaping the gut microbiome of diet-induced obese mice. BMC Biol. 2017;15(1):1–15.

27. Imbrescia K, Moszczynski Z. Vitamin K. Princ Nutr Nutr Fundam Individ Nutr. 2021.

28. Tsang CK, Kamei Y. Novel effect of vitamin K1 (phylloquinone) and vitamin K2 (menaquinone) on promoting nerve growth factor-mediated neurite outgrowth from PC12D cells. Neurosci Lett. 2002;323(1):9–12.