Какую биологическую роль играют витамины

О пользе витаминов и микроэлементов наслышаны многие. Однако не все представляют себе, в чем именно заключается их польза. В организме человека каждую секунду происходят тысячи сложных биохимических процессов, и в них принимают участие множество химических веществ, о роли которых полезно иметь представление.

Витамины и их роль

Витамины – собирательное название для группы органических веществ различного химического состава, объединенных тем, что все они абсолютно необходимы для нормального функционирования живых организмов, в том числе и человеческого. На сегодняшний день науке известно 27 таких веществ. Правда, не все они достаточно хорошо изучены: роль некоторых витаминов в организме доподлинно не ясна (например, витамин Т), а некоторые часть ученых вообще не считает жизненно необходимыми и относит не к витаминам, а к витаминоподобным веществам (В4, В15).

Среди хорошо изученных витаминов, важность которых не вызывает сомнений, стоит назвать следующие.

1. Витамин А (ретинол). Этот витамин способствует выработке зрительного пигмента, что помогает сохранять остроту зрения при любом освещении. Также он участвует в процессе регенерации клеток и обновления тканей, поддерживает нормальную работу иммунной системы, способствует нормальному формированию костей и зубов.

2. Витамин В1 (тиамин) играет важную роль в синтезе нейромедиаторов, помогающих проводить импульсы по нервным волокнам, а также поддерживает нормальную работу сердца и органов пищеварения.

3. Витамин В2 (рибофлавин) регулирует обменные процессы и участвует в регенерации тканей.

4. Витамин В6 (пиридоксин) незаменим для процесса кроветворения. Также он участвует в обменных процессах и синтезе антител.

5. Витамин В12 (цианокобаламин) необходим для регуляции обменных процессов; также он принимает участие в кроветворении и играет важную роль при усвоении кислорода при дыхании.

6. Витамин С (аскорбиновая кислота) поддерживает нормальную работу иммунной системы, а также влияет на состояние костей, кровеносных сосудов и соединительной ткани.

7. Витамин D способствует нормальному усвоению кальция и фосфора, которые формируют костную ткань.

8. Витамин Е (альфа-токоферол) поддерживает нормальную работу иммунной системы, кроме того является мощным антиоксидантом и играет важную роль в работе репродуктивной системы.

9. Витамин К играет важную роль в поддержании нормального уровня свертываемости крови и обеспечивает правильную работу почек. Также этот витамин повышает усвояемость витамина D.

Интересно, что многие витамины (например, D или К) в действительности не одно вещество, а несколько с похожими биохимическими свойствами.

Витамины необходимы для поддержания нормальной жизнедеятельности. Следить за уровнем этих веществ в организме очень важно. Однако это не единственные вещества, которые нужны организму человека.

Читайте также: Польза томатов для организма человека

Макро- и микроэлементы

Помимо сложных химических веществ, таких, как витамины и витаминоподобные вещества, для нормального функционирования организма человека необходимы и простые химические элементы. Из почти трех сотен элементов периодической таблицы в организме человека найден 81. Они делятся на три группы:

· макроэлементы – элементы, содержание которых в организме составляет более 0,01 %;

· микроэлементы – содержание которых составляет от 10−5 % до 0,01 %;

· ультрамикроэлементы – содержание менее 10−6 %.

Часто микроэлементы и ультрамикроэлементы для удобства объединяют в одну группу.

Для простоты микро- и макроэлементы часто обозначаются общим словом «минералы», хотя оно и не совсем верно – минералами в химии называются только особые вещества с кристаллическим строением.

Помимо процентного содержания, еще одно важное отличие макроэлементов от микроэлементов – отклонения в уровне первых совместимы с нормальной жизнедеятельностью, в то время как колебания в уровне вторых приводят к серьезным заболеваниям (либо являются их следствиями). Элементы, необходимые для работы организма, должны содержаться в тканях в строго определенном количестве, и их избыток точно так же вреден, как и недостаток.

Среди макроэлементов выделяют:

· кальций – основной составляющий элемент костной ткани. Вместе с этим он участвует в процессе роста и регенерации всех тканей организма;

· калий помогает поддерживать осмотическое давление в кровеносной системе и нормализует работу сердечной мышцы;

· магний нормализует возбудимость нервной системы, входит в состав костной ткани, стимулирует перистальтику кишечника;

· натрий поддерживает нормальное осмотическое давление и участвует в регуляции кислотно-щелочного баланса;

· фосфор является важным «строительным элементом» всех тканей организма, а также регулирует обменные процессы;

· хлор поддерживает нормальное осмотическое давление, а также входит в состав соляной кислоты – основного «действующего вещества» желудочного сока.

Среди необходимых микроэлементов выделяют:

· железо – крайне важный элемент, входящий в состав гемоглобина – белка крови, способного связывать и переносить кислород. Этот элемент крайне важен для процесса дыхания. При его недостатке развивается железодефицитная анемия;

· марганец – участвует в процессе роста и образования костной ткани, регулирует липидный и углеводный обмен, играет важную роль в синтезе гормонов;

· цинк принимает активное участие в делении клеток, в частности, в процессе репликации ДНК и РНК. Также он играет важную роль в кроветворении и образовании антител;

· селен способствует укреплению иммунитета, обладает выраженными антиоксидантными свойствами, участвует в синтезе белковых молекул и нуклеиновых кислот;

· медь участвует в процессе роста тканей, кроветворении и образовании антител. Также соединения меди принимают участие в превращении железа в гемоглобин. Также медь участвует в выработке коллагена – вещества, придающего большинству тканей эластичность и упругость;

· кобальт принимает участие во многих процессах в организме человека – он участвует в процессе кроветворения, синтезе мышечных белков, улучшает усвояемость азота, а также является важным структурным элементом витаминов группы В.

Витамины, микро- и макроэлементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности вещества, регулируют множество процессов в человеческом организме. Каждый из них важен и незаменим – поэтому следить за их уровнем необходимо очень тщательно. Поддержание определенного уровня этих элементов – жизненная потребность организма.

Витамины были открыты на рубеже 19-20 веков в результате исследований роли различных пищевых веществ в жизнедеятельности организма. Основоположником витаминологии можно считать русского ученого Н. И. Лунина, который в 1880 году первым доказал, что помимо белков, жиров, углеводов, воды и минеральных веществ необходимы еще какие-то вещества, без которых организм не может существовать. Эти вещества были названы витаминами (vita + amin — «амины жизни» в дословном переводе с латинского) , так как первые выделенные в чистом виде витамины содержали в своем составе аминогруппу. И хотя в дальнейшем выяснилось, что далеко не все витаминные вещества содержат в своем составе аминогруппу и вообще азот, термин «витамин» укоренился в науке.

Согласно классическому определению, витамины — это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические вещества, которые не синтезируются организмом данного вида или синтезируются в количестве, недостаточном для обеспечения жизнедеятельности организма.

Витамины необходимы для нормального протекания практически всех биохимических процессов в нашем организме. Они обеспечивают функции желез внутренней секреции, то есть выработку гормонов, повышение умственной и физической работоспособности, поддерживают устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды (жара, холод, инфекции, интоксикации).. . Этот список далеко не полон.

Все витаминные вещества условно подразделяют на собственно витамины и витаминоподобные соединения, которые по своим биологическим свойствам сходны с витаминами, но требуются обычно в более значительных количествах. Кроме того, недостаточность витаминоподобных веществ наблюдается крайне редко, так как их содержание в повседневной пище таково, что даже в случае очень несбалансированного питания человек получает почти все из них в достаточном объеме.

По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. Каждый из витаминов имеет буквенное обозначение и химическое название. Всего в настоящее время известно 12 истинных витаминов и 11 витаминоподобных соединений (которые, впрочем, чтобы не говорить столь длинных фраз, обычно тоже называют словом «витамин»).
Жирорастворимые витамины

* Витамин A (ретинол)
* Витамин D (кальциферолы)
* Витамин E (токоферол)
* Витамин K (нафтохиноны)

Жирорастворимые витаминоподобные вещества

* Витамин F (эссенциальные жирные кислоты)
* Кофермент Q (убихинон, коэнзим Q)

Водорастворимые витамины

* Витамин B1 (тиамин)
* Витамин B2 (рибофлавин)
* Витамин B3 (пантотеновая кислота)
* Витамин B5 (PP, ниацин)
* Витамин B6 (пиридоксин)
* Витамин B9 (Bc, фолацин, фолиевая кислота)
* Витамин B12 (кобаламин)
* Витамин C (аскорбиновая кислота)

Водорастворимые витаминоподобные вещества

* Витамин B4 (холин)
* Витамин B8 (инозит)
* Витамин B13 (оротовая кислота, оротат)
* Витамин B15 (пангамовая кислота)
* Витамин Bт (карнитин)
* Витамин H (биотин)
* Витамин N (липоевая кислота)
* Витамин P (биофлавоноиды)
* Витамин U (S-метилметионин)

Отдельные витамины (например, витамины D, K, E) объединяют группу веществ, близких по химическому строению и оказывающих одинаковое по характеру, но как правило различающееся по силе воздействие на организм. Такие вещества называют витамерами, например, D2, D3, D4 — это витамеры витамина D.
Некоторые витамины содержатся в пище в виде предшественников — провитаминов, из которых наш организм синтезирует биологически активные формы витаминов. В качестве примера можно привести витамин А, значительная часть которого синтезируется тканями организма из каротина — провитамина А, который мы получаем с продуктами растительного происхождения.
Нарушение баланса витаминов в организме встречается как в форме недостатка (отрицательный баланс) , так и избытка (положительный баланс).