Витамины

Рассмотрим более подробно витамины. Слово "витамин" (от латинских слов "вита" - жизнь и "амин" - азотистое соединение) в обиход научной медицины вошло более 50 лет тому назад. И хотя этот термин не совсем правилен (азот содержится не во всех витаминах), он получил широкое распространение в быту. Кому из нас неизвестно, что ценность пищи зависит не только от содержания белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды, но и витаминов. Правда, особенность витаминов в том, что наш организм требует их в исключительно небольших количествах - одна десятая, одна сотая грамма, а то и значительно меньше (для разных витаминов по-разному). Но из искры возникает пламя, и витамины подобны той искре, зажигающей обмен веществ, без которой жизнь немыслима.

Если пища не содержит витаминов, возникают состояния витаминной недостаточности - авитаминозы, ведущие к таким заболеваниям, как цинга, пеллагра, рахит, куриная слепота. Впрочем, эти болезни в нашей стране встречаются крайне редко. А вот проявления частичной недостаточности витаминов - гиповитаминозы - довольно часто.

Обычно витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. Представителями первой группы являются витамин С и витамины группы В. К жирорастворимым относятся витамины А, Д, Е, К.

Витамин С - аскорбиновая кислота, - пожалуй, самый популярный из всех витаминов. Популярность эта вполне заслуженна, так как витамин С активно участвует в химизме многих процессов обмена веществ в нашем теле. Аскорбиновая кислота принимает участие в процессах окисления - восстановления (переносит водород) и в обмене аминокислот (способствует синтезу ДНК), она необходима для синтеза гормонов, для образования костной и хрящевой ткани, коллагена, для заживления ран. Это очень убедительно показал на себе один ученый. В течение шести месяцев он совершенно не принимал витамина С. Затем нанес себе рану, которая долгое время не заживала. Но как только ученому ввели 1 г аскорбиновой кислоты, рана зажила в течение 10 дней. Аскорбиновая кислота влияет на кроветворение, помогает организму справляться с отравлениями. И еще одно хорошее качество у аскорбиновой кислоты - сама она почти безвредна. Даже когда ее принимали в 100 раз больше, чем это требуется организму (обычная потребность в ней колеблется от 25 до 75 мг в сутки), никаких вредных последствий не наблюдалось.

Постоянный спутник и верный помощник аскорбиновой кислоты - витамин Р. Он улучшает состояние капилляров - тончайших волосных сосудов, доставляющих кровь во все участки нашего тела. Какими путями удается этому витамину уменьшать хрупкость капилляров, достоверно не выяснено, а предположить можно многое. Возможно, что витамин Р угнетает действие фермента гиалуронидазы, расшатывающего прочность стенки этих сосудов, противоборствует гистамину или же замедляет окисление адреналина, влияет на свертываемость. Возможно также, что этот витамин усиливает действие аскорбиновой кислоты или же прямо влияет на капилляры, Препаратами этого витамина с успехом пользуются для лечения многих болезней, при которых повышается хрупкость капилляров.

К водорастворимым витаминам можно отнести тиок-товую кислоту, которая принимает участие в окислительно-восстановительных процессах нашего тела благодаря содержанию в ней двух атомов серы, отнимающих водород у других соединений. Врачи прописывают эту кислоту при некоторых заболеваниях печени.

В группе водорастворимых витаминов В много витаминов. О первом из них - витамине B₁ (тиамине) - мы уже упоминали в начале брошюры. Механизм действия витамина В₂ - рибофлавина - чрезвычайно многообразен. Рибофлавин входит в состав многих ферментов и играет особо важную роль в обмене углеводов. Этим витамином лечат многие болезни, в первую очередь заболевания кожи, глаз, мышц.

Витамин В₆ играет важную роль в обмене некоторых аминокислот и белков, необходим для синтеза гемоглобина, жиров и водного обмена. Собственно говоря, под маркой "витамин В₆" скрываются три родственных соединения: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Но, несмотря на широкое участие их в химизме организма, витамин В₆ как лекарственное средство применяется сравнительно редко.

Гораздо шире применяется витамин В₁₂. Этот витамин по всем признакам имеет отношение к синтезу нуклеиновых кислот, а ведь нуклеиновые кислоты "командуют парадом" в химических процессах, происходящих в клетках нашего тела. Именно нуклеиновые кислоты обладают чудесным свойством самовоспроизводства, выступая в роли матрицы, на которой специальные ферменты собирают из составных частей-деталей точную ее копию - вторую молекулу нуклеиновой кислоты - и одновременно заставляют клетку производить необходимые белки-ферменты.

Витамин В₁₂ участвует и в химическом транспорте жироподобных веществ в нашем теле. Он принимает активное участие и в процессах окисления - восстановления.

Хотя история витамина В₁₂ началась с установления того, что недостаток его - наиболее частая причина злокачественной анемии (малокровия). Применение витамина В₁₂ в наше время вышло далеко за пределы борьбы с анемией. Этим витамином лечат болезни нервной системы, кожи, задержку роста и развития детей, отравления и другие болезни.

Мы уже упоминали, что в группе витаминов В объединяются самые разнообразные по химическим свойствам вещества. Из них хорошо изучена никотиновая кислота (витамин РР - противопеллагрический витамин). Роль ее в химизме клеточного дыхания очень велика: она активный участник переноса водорода к дыхательным ферментам. Недостаток никотиновой кислоты может вызвать нарушения в самых ответственных звеньях обмена веществ и как следствие - болезни (например, пеллагру). Потребность нашего организма в этой кислоте возрастает при тяжелой физической работе, при инфекционных болезнях и ряде других заболеваний. Никотиновая кислота выступает не только в роли витамина, но и чисто лекарственного средства, так как обладает способностью расширять сосуды головы, сердца и конечностей. Она очень мало ядовита.

Близкий химический родственник никотиновой кислоты из группы витаминов В - парааминобензойная кислота, или ПАБК. Ее отсутствие вызывает поседение волос. Добавим, что лекарственная эффективность самой ПАБК невелика. Ее значение главным образом в том, что она входит в состав очень важного витамина - фолиевой кислоты. Фолиевая кислота ("листочковая" кислота, так как была получена из листочков шпината) действительно очень важный витамин, находящийся в клетке, в центре синтеза нуклеиновых кислот, о значении которых уже неоднократно упоминалось выше. Весьма вероятно, что она нужна и для обмена некоторых аминокислот. В медицине ее применяют главным образом для лечения некоторых видов малокровия.

В лечебном питании немалая роль отведена холину, также входящему в группу витаминов В. Холин - поставщик метильной группы, необходимой для широко распространенных в организме реакций метилирования. Он предохраняет печень от ожирения и цирроза - перерождения. Такое перерождение печени, встречающееся у алкоголиков ("печеньпьяницы"), химически можно объяснить тем, что алкоголь как бы вытесняет холин и ряд других пищевых веществ. Впрочем цирроз печени встречается и при других болезнях (болезнь Боткина). Что касается других членов семейства витаминов - инозита, биотина, пантотеновой кислоты, лечебное применение их пока крайне ограничено.

Несколько слов об антивитаминах. Это такие вещества, которые обычно химически похожи на тот или иной витамин, но по своему действию - его антагонисты. Антивитамины известны не для всех витаминов. В медицине нашли применение антивитамины витамина К (снижают свертываемость крови) и фолиевой кислоты (находят применение при лечении лейкозов - рака крови).

Новым оружием врача стал младший член семьи витаминов В - витамин B₁₅, или пангамовая кислота, применяемая в виде ее соли - пангамата кальция. В опытах на животных было показано, что этот витамин вмешивается в энергетическое хозяйство организма, повышает энергетическую отдачу, помогая ему выдерживать невиданно большую физическую нагрузку.

Витамин В₁₅ благотворно действует, когда организм испытывает недостаток кислорода, в частности ткани (такое состояние называют гипоксией тканей); при преждевременном старении или при атеросклерозе (эти заболевания могут протекать и одновременно). Химизм стенок кровеносных сосудов (капилляров) в этом случае изменяется, стенки сосудов уплотняются и начинают плохо пропускать кислород и питательные вещества. А ведь ткани нашего тела пронизаны множеством капилляров - их общая длина составляет десятки километров. Чтобы ткани не задыхались от недостатка кислорода, необходимо улучшить проницаемость капилляров, дать им возможность пропускать больше кислорода для нужд тканевых клеток. Так как витамин В₁₅ повышает активность окислительных процессов и улучшает жировой обмен в организме, его применяют для лечения и предупреждения атеросклероза, стенокардии и ряда других болезней.

У витамина В₁₅ есть союзники из группы жирорастворимых витаминов, в первую очередь витамины А и Е. Витамин А усиливает проницаемость капилляров, витамин Е расширяет капилляры и восстанавливает их проходимость. Витамин А участвует во многих биохимических процессах. Лучше всего изучено его действие на зрение. Роль витамина А в этом процессе настолько велика, что недостаток его ведет к заболеваниям (куриная слепота, или ксерофтальмия). Витамин А необходим для нормального роста организма, для защиты нашей кожи и слизистых оболочек. Однако принимать его препараты необходимо только по указанию врача, так как в больших дозах витамин А ядовит. Известно, что участники экспедиции Баренца отравились, съев печень белого медведя. Теперь нам ясна причина этого - печень белого медведя особенно богата витамином А.

Витамин Е защищает от окисления. Он усиливает производство гормонов, особенно половых. Препараты этого витамина (он мало ядовит) с успехом применяют для предупреждения выкидышей у беременных, с гораздо меньшим успехом - при половой слабости мужчин, а также при некоторых заболеваниях сердечно-сосудистой системы и кожи.

Витамином Е богаты растительные жиры, в которых содержится и витамин Ф. Собственно говоря, витамин Ф представляет смесь ненасыщенных жирных кислот: линолевой, арахидоновой, изолиноленовой, которые помогают выводить из организма избыток холестерина. На этом основано широкое применение их для лечения и предупреждения атеросклероза.

Если даже небольшой ушиб вызывает кровоподтек, часто идет кровь из носа, то это может быть следствием недостатка жирорастворимого витамина К, способствующего нормальной свертываемости крови. Этот витамин образуется у здоровых людей благодаря деятельности микроорганизмов кишечника. Количество его, как и витаминов группы В, также вырабатываемых микробами кишечника, уменьшается после длительных поносов или приема таких лекарств, как сульфаниламиды, пелентан, синкумар.

Витаминов К несколько. Синтетический витамин К₃ совершенно вытеснил из арсенала лечебных средств природный витамин K1, так как он не только намного дешевле, но и может быть получен в водорастворимой форме (препарат викасол). А это большое преимущество: такой препарат можно вводить путем подкожных впрыскиваний, да и в кишечнике он усваивается независимо от всасывания жиров.

Роль витаминов К в химических превращениях не ограничивается влиянием на свертывание крови. Биохимики предполагают, что они влияют на химизм клеточного дыхания и энергетические процессы, угнетая деятельность соответствующих ферментов.

Витамин Д - практически их два - Д₂ и Д₃ - известен прежде всего как средство, предупреждающее и излечивающее рахит. Эти витамины действуют как регулировщики обмена фосфора и кальция, нарушенного при рахите. Именно поэтому они помогают и при туберкулезе кожи (волчанке), ускоряют заживление переломов. Но витамины Д₂ и Д₃ одновременно и самые опасные из витаминов. Избыточные дозы их вызывают отложения кальция в самых различных органах, особенно в почках. Надо всегда опасаться гипервитаминоза Д и не давать его детям без совета врача.

Итак, общее представление о витаминах у нас имеется. Подчеркнем, что большая часть известных витаминов участвует в построении коферментов. Следовательно, отсутствие или недостаточное поступление этих витаминов приводит к таким изъянам в молекулах соответствующих коферментов (а иногда и к полной невозможности построения этих молекул), которые не могут не отразиться на течении самых разнообразных ферментативных превращений в нашем организме. Возьмем витамин В₁. Соединяясь с фосфорной кислотой, он образует кофермент пируватдегидрогеназы - фермента, занимающего один из важнейших командных постов в обмене углеводов. Окисляя пировиноградную кислоту, витамин B₁ поставляет организму почти 80% всей энергии, заключенной в углеводах. Но это только одна сторона его деятельности. Витамин B₁ входит в состав и другого фермента, без которого вся энергетическая машина цикла Кребса (см. раздел Межуточный обмен, настоящего издания) не смогла бы функционировать. Наконец, он входит в состав фермента транскетолазы, поставщика строительных материалов для создания молекул рибонуклеиновых кислот, а следовательно, и для биосинтеза белков. И этим функции витамина B₁ далеко не исчерпываются. Отсюда ясно, что недостаточность его содержания грозит самыми тяжелыми последствиями всему организму и в первую очередь наиболее уязвимой части - головному мозгу.

Другой витамин группы В - фолиевая кислота - связан с таким наследственным заболеванием, как талассемия. Недостаток этого витамина в пище матерей может повести к врожденным аномалиям у детей, выражающимся, в частности, в таких дефектах глаза, как катаракта. Различные врожденные дефекты глаз могут наблюдаться и при лишении других витаминов (витамин А, Е, B₁₂).

В 1970 г. Полинг (автор термина "молекулярные болезни") высказал интересные взгляды о роли витаминов во врожденных ошибках обмена. Как известно, еще 30 лет назад американские ученые Бидл и Татум исследовали на микроорганизме - нейроспоре - ферментативную активность нормальных и аномальных ферментов. Они выделили такой мутант нейроспоры, который не справлялся полностью с синтезом необходимого ему витамина В6 (пиридоксина). Оказалось, что этот мутант может расти на среде, необходимой для нормального роста исходной формы нейроспоры, но так медленно, что скорость его роста не превышает 10% от скорости роста этой формы. Добавляя определенные количества пиридоксина, можно довести скорость роста до нормальной величины. При этом способность мутанта к синтезу витамина B6 составляет только 1% от способности исходного микроорганизма. Как это объяснить?

Проще всего допустить, что мутировавший ген в мутантном типе синтезирует аномальный фермент, активность которого сильно снижена. Если аномальный фермент образуется в таком же количестве, как и нормальный, то можно считать, что в результате дефекта в структуре происходит уменьшение активности фермента до 1% по сравнению с ферментом исходного типа.

Такие же наблюдения были проведены и в отношении многих других витаминов. Результаты были те же. И вот Полинг, один из крупнейших ученых современности, несколько забывая о том, с какими предосторожностями следует переносить на человека результаты опытов с микробами (и даже с крупными животными), предлагает принять скорость реакции, катализируемой ферментом, как меру определенного состояния человека. Например, у человека проявляются признаки нездоровья (плохое состояние - скорость ферментативной реакции меньше 50% от максимальной ее величины), если он потребляет меньше двух единиц витамина в день. Если же он здоров (скорость реакции 80% от максимума), то он потребляет 10 единиц витамина в день, а при отличном здоровье (скорость реакции 90% от максимума) - 20 единиц в день. При больших дозах витамина наблюдается очень незначительное, но вполне четкое улучшение здоровья. Полинг, конечно, не забывает, что в больших дозах некоторые витамины ядовиты. Поэтому главное внимание он уделяет аскорбиновой и никотиновой кислотам, которые не приносят вреда, если принимать их в количествах, в 100 и даже в 1000 раз больших, чем рекомендуется для ежедневного употребления.

Предположим, что человек гомозиготен по мутантному гену, а активность фермента, образующегося под контролем такого гена в отношении витамина, равна 2% от нормы. Если он получает 10 единиц витамина в день, то находится в состоянии витаминной недостаточности. При этом скорость фермента составляет только 1/10 от скорости реакции при той же диете у нормального человека.

Как же подняться ему до нормального уровня? Другими словами, как довести скорость реакции до 80% от максимума? Очевидно, он должен получить витамина в 50 раз больше по сравневию с нормальным количеством, а это составит 500 единиц в день вместо 10.

Конечно, ошибки обмена веществ в этом случае бывают различными. Дефект может быть в ферменте, который недостаточно катализирует реакцию, способствующую образованию витамина. Но многие витамины являются "пособниками" ферментов, входя в состав их коферментов. Ошибка может заключаться в том, что такой кофермент взаимодействует с мутировавшей белковой частью фермента (апоферментом), а у последнего ослаблена способность связываться с витаминным коферментом. Заключение о необходимости повышения дозы витамина делают в обоих случаях. Таким образом, некоторые молекулярные болезни регулируются путем увеличения концентрации молекул, содержащихся в нашем теле и необходимых для жизни и хорошего здоровья. По мнению Полинга, это могут быть не только молекулы витаминов, но и аминокислот или других веществ, обычно присутствующих в организме человека. Такой способ лечения он называет ортомолекулярной терапией.

Сотрудники Полинга рассказывают, что в течение нескольких лет он упорно "кормит" членов своей семьи и друзей огромными количествами аскорбиновой кислоты (до 25 г в день) и утверждает, что это великолепное средство против простуды и гриппа. Доводам Полинга нельзя отказать в убедительности, но, несмотря на авторитет этого большого ученого, предложенный им метод, конечно, должен пройти тщательную проверку.