Жирорастворимые витамины: природа и представители
В статье мы расскажем:
- Жирорастворимые витамины: природа и представители
- Антиоксидантные свойства токоферолов
- Эффекты витамина Д
- Значение витамина К
- Функции витамина А
- Норма потребления жирорастворимых витаминов
- Особенности употребления витаминов А, Д, Е, К
- Опасность жирорастворимых витаминов
- Продукты, богатые жирорастворимыми витаминами
Жирорастворимые витамины: природа и представители
Жирорастворимые витамины — жизненно важные соединения, необходимые организму человека для нормального функционирования всех органов и систем, а также протекания биохимических процессов на каждом из уровней организации. Они оказывают влияние на все составляющие физического развития: в частности, на рост, развитие и формирование биологической зрелости.
К этой группе органических соединений липофильной природы, обеспечивающей им свободное проникновение через липидный слой мембраны непосредственно в клетку, относятся четыре витамина, каждый из которых регулирует своеобразный оркестр физических и физико-химических эффектов и взаимодействий:
Витамин А — имеет несколько биологически активных форм: ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота — последняя, кстати, отвечает за рост и дифференциацию как клеток эмбриона, так и тех, что находятся в составе костной, хрящевой и эпителиальной ткани взрослого организма — отсюда и его второе название —витамин роста.
Витамин Д или холекальциферол — обеспечивает наравне с гормонами щитовидной и паращитовидной желез регуляцию фосфорно-кальциевого обмена, а также оказывает значительное воздействие на функционирование иммунной системы, секрецию бета-клетками островков поджелудочной железы инсулина и артериальное давление (путем ингибирования ренина, отвечающего за его повышение).
Витамин Е — представляет собой неоднородную группу соединений, главным из которых, беспорно, является альфа-токоферол— мощный антиоксидант, который защищает липиды клеточных мембран от окисления свободными радикалами.
Витамин К — отвечает за процессы свертывания крови и минерализацию костей.
Антиоксидантные свойства токоферолов
Свободные радикалы — своеобразные преступники на улицах нашего организма, что в норме неустанно образуются в митохондриях. Связано это с функционированием в наших маленьких электростанциях по производству энергии — а точнее с расположенной в них дыхательной цепью, которая благодаря наличию специфических структур обеспечивает неустанное перекачивание протонов и электронов — первые отправляются на внешнюю сторону внутренней мембраны органелл, вторые — перепрыгивают с одного встроенного комплекса на другой.
Всё это необходимо для создания разницы потенциалов: избыток положительно заряженных протонов с одной стороны и несущих отрицательный заряд электронов — с другой, в конечном счете, стимулирует открытие “насоса” по производству АТФ.
Но что произойдет, если на одном из этапов, часть подпрыгивающих “кузнечиков” где-то потеряется — скажем так, из-за не очень хорошей работы присматривающих за ними нянек, что в какой-то момент благополучно проглазели и слишком поздно обнаружили потерю? Так, в сущности, и образуются свободные-радикалы: сбежавшие от сиделок дети, что в очередной уличной драке потеряли руку — или, языком биохимии, электрон.
Им, как и любому человеку, не сильно хочется существовать в подобном неполноценном виде — не отличаясь особым благородством, эти маленькие преступники жаждут забрать потерянный электрон у нормальных клеточных структур, превращая их, таким образом, в свободные радикалы. Челночный механизм — не иначе.
Впрочем, организм, везде находящий выгоду, и здесь не упустил блестящую, предоставленную ему на золотом блюдечке идею и решил: а почему бы таким способом не бороться с вторгшимися на его территории врагами: различными бактериями, грибами и паразитами? В частности, он задействовал этот механизм в качестве убивающего микробы фактора на одной из стадий фагоцитоза, представляющего собой фактор неспецифической защиты, реализуемой клеточным иммунитетом. Внутри иммунокомпетентных клеток — например, нейтрофилов — что в норме лишены митохондрий, он создал небольшие фабрики по производству свободных радикалов.
Новое оружие действительно впечатляло — эффективности химической обороны мог бы в наши дни позавидовать не один военный полигон. Впрочем, несмотря на всю продуманность и блестящее исполнение, возникали и сопутствующие проблемы: свободные радикалы способны были повреждать и клетки макроорганизма: у них ведь не было специфических рецепторов распознавания “своих” и “чужих”: по сути, это плохо контролируемая отара варваров, которым все равно, чьи города и деревни разорять: собственные или вражеские.
И им, скорее всего, удалось бы окончательно сдвинуть равновесие в сторону хаоса и дальнейших, сопровождающих его дистрофических и некротических изменений, если бы не существование полицейских-антиоксидантов, нейтрализующих различными способами нарушителей порядка. Одним из таких блюстителей гомеостаза и является токоферол.
Витамин Е действительно представляет собой удивительное соединение: он не только не разрушает этот нахлынувший поток воришек, но и отдает им свой собственный электрон — ту самую недостающую руку, ногу или голову, не становясь при этом свободным радикалом. В частности, его подобное защитное действие реализуется по отношению к одним из основных структур элементов клеточных мембран — липопротеинов.
Дело в том, что в процессе их так называемого перекисного окисления, от фосфолипидов отщепляется ненасыщенная жирная кислота, в дальнейшем идущая на синтез таких медиаторов воспаления, как простагландины и лейкотриены, способствующие расширению артерий с последующим полнокровием и повышающие проницаемость сосудов, вследствие чего развивается отек.
Эффекты витамина Д
Данный жирорастворимый витамин негласно отнесен к разряду гормонов — настолько обширен спектр проявляемых им воздействий. Образуется он в нашем организме из холестерина, претерпевая ряд биохимических превращений, реализуемых в коже, печени и почках — и на начальных стадиях осуществления его синтеза, как известно, необходим ультрафиолет. На этих этапах, как правило, и начинаются первые проблемы, приводящие к столь остро стоящему вопросу о его гиповитаминозе, распространенном повсеместно: ведь, как ловко заметил американский врач М. Грегор, люди давно перестали бегать голыми по экваториальной Африке.
Кроме того, поступать он может извне — с продуктами питания (в частности, жирной рыбой, яйцами, молочными продуктами) — это так называемый Д2 или эргокальциферол.
Подобно стероидным гормонам, он без труда проникает через ту изолирующую клетку границу, что избирательно проницаема для одних веществ и абсолютно неприступна для других — плазматическую мембрану. После такого своеобразного паспортного контроля, протекающего, как правило, без каких-либо энергозатрат — путем простой диффузии — витамин Д направляется в самую сердцевину — к ядру и оказывает модулирующее действие на более, чем 2000 генов. Впечатляет, не так ли?
Нет такой системы нашего организма, на которую прямо или опосредованно не влиял бы кальциферол — давайте подробнее остановимся на наиболее интересных эффектах, что он оказывает на определенные органы и ткани.
Витамин Д и пищеварительная система
Недавно проведенные исследования показывают, что увеличение потребления витамина D3 до 2000 МЕ / сут среди американского населения на 27% снижало риск развития колоректального рака.Эта функция осуществляется, вероятнее всего, благодаря наличию у эпителиальных клеток рецептора к данному витамину — VDR, связываясь с которыми, он оказывает антипролиферативный эффект, а также тормозит ангиогенез — образование новых сосудов, что играет колоссальную роль в механизмах противоопухолевой защиты.
Локализация VDR (Vitamin D receptor) не ограничивается одной только слизистой кишечника — они “разбросаны”, в буквальном смысле, по различным клеткам нашего организма. Исключением не становится и печень — так, предполагают, что полиморфизм этих рецепторов — один из наиболее предрасполагающих факторов развития таких заболеваний, как первичный билиарный цирроз и аутоиммунный гепатит.
Противоопухолевая активность кальцитриола изучалась на модели рака предстательной железы — и там он, оказывая различные биохимические эффекты, зарекомендовал себя как действенный и вполне передовой метод лечения или, по меньшей мере, прекрасное дополнение к основной терапии.
Он, активируя различные сигнальные пути, неизменно приводил к единому результату — гибели раковых клеток. Так, например, витамин Д подавлял процесс деления — митоз; стимулировал апоптоз — запрограммированную клеточную смерть — и активировал осуществляющие данный механизм ферменты — каспазы.
Кроме того, в контексте злокачественной опухоли простаты, необходимо добавить, что основной пусковой крючок в патогенезе данной патологии — избыток тестостерона. Холекальциферол, воздействуя на ключевые ферменты, метаболизирующие половые гормоны (такие, как некоторые представители семейства цитохромов Р450: CYP3A4, CYP3A5, CYP3A43), приводит к снижению уровня андрогенов в опухолевых клетках.
Витамин Д и репродуктивная система
Кальцитриол не обошел стороной и процесс оплодотворения — в частности, он играет важную роль в механизмах имплантации, то есть прикреплении к стенке матки плодного яйца — опять-таки, посредством регулирования отвечающих за данное явление определенных генов.
Интересно, что и сама плацента активно синтезирует данное органическое соединение — и это, как предполагается, задействовано в формировании специфического иммунного ответа, направленного на сохранение беременности (ведь плод, по сути, должен был бы восприниматься, как чужеродный, а, значит, подлежащий устранению во имя мирового порядка на улицах нашего организма, объект).
Интересно, что по статистике, у более, чем 85% пациенток, страдающих от такого распространенного гинекологического нарушения, как синдром поликистозных яичников (СПКЯ), отмечается низкий уровень витамина Д в сыворотке крови. Кроме того, многие гинекологи начинают назначать его, ставя подобный диагноз, в комбинации с кальцием и метформином — кстати, зарубежные врачи давно в своих научных работах подтвердили своеобразный синергизм данных препаратов, проявляющийся, в первую очередь, снижением избыточной массы тела, повышением чувствительности рецепторов к инсулину, занимающего центральное место на пьедестале в процессах развитиях того внушительного букета гиперандрогении, что обычно сопровождает СПКЯ, а также значительным уменьшением концентрации тестостерона и андростендиона в плазме у исследуемых женщин.
Витамин Д и иммунитет
Влияние кальцитриола на различные механизмы как клеточной, так и гуморальной иммунной защиты активно изучаются не один десяток лет. Так, например, его противомикробная защита по отношению к возбудителю туберкулеза — микобактериям — была предметом активной дискуссии еще в 1940 году!
На важное влияние витамина Д в процессе противоинфекционной защиты указывает, скажем, недавно обнаруженный исследователями интересный феномен: цитомегаловирус, принадлежащий к семейству герпесвирусов, усиленно тормозит экспрессию рецепторов к холекальциферолу.
Биологические добавки с активной формой витамина Д можно использовать и в дополнении к основной терапии, направленной на эрадикацию хеликобактера и лечение язв слизистой желудка и двенадцатиперстной кишки — и все за счет оказываемого им прямого бактерицидного действия!
Рекомендуемая суточная норма, по мнение американский врачей, составляет для кальциферола 600 МЕ/ сут, а допустимый верхний уровень потребления — 4000 МЕ/сут.
Значение витамина К
К сожалению, длительное время считалось, что все эффекты витамина К ограничиваются одним только участием в механизмах свертывания крови, а, значит, в поддержании гемостаза. Действительно, большинство принимающих в этом достаточно сложном, каскадном механизме факторов напрямую зависят от его концентрации.
Кстати, интересно, что два наиболее значимых ингибитора гемокоагуляции — протеины С и S также являются витамин К-зависимыми.
И это важно: как неконтролируемое свертывание крови, приводящее, в частности, к тромбозу, так и избыточная активность противосвертывающей системы негативно отображаются на функционировании организма, нарушая равновесие, к которому он столь неустанно стремится.
Впрочем, правильнее всего выделять именно 2х представителей: витамин К1 (филлохинон), что, собственно говоря и регулирует гемостаз, и витамин К2 (менахинон), участвующий в контроле за кальциевым обменом.
Кстати, именно К2 образуется резидентами нашего кишечника — представителями его нормальной микрофлоры, а также, подобно К1, может поступать вместе с пищей.
Продукты, богатые витамином К1
Продукты, богатые К2
Укроп, щавель, шпинат и другая зелень
Кабачки и огурцы
Топленое и сливочное масла
Различные виды капусты
Ботва репы и моркови
Продукты из сои
Именно благодаря витамину К2 кальций остается в костной ткани — там он связан со специфическим белком под названием остеокальцин. И образованию этого комплекса во многом опосредуется предварительной реакцией карбоксилирования данного протеина, осуществляемой зависимым от менахинона ферментом. Снижение концентрации данного витамина приводит к уменьшению сродства остеокальцина к кальцию — а, значит, нарушает и его депонирование в костях, что влечет за собой развитие остеопороза.
Кроме того, К2 регулирует и эффекты синтезируемого клетками хрящевой ткани и гладкими миоцитами белка MGP, который предотвращает отложение данного минерала на внутренней выстилке сосудов, предупреждая, тем самым, возникновение атеросклеротической болезни, в патогенезе которой, кроме холестерина, важную роль играет и просачивание стенки сосуда кальцием.
Функции витамина А
Многие еще с уроков биологии помнят о необходимости поступления в организм должного количества витамина А для нормального функционирования зрительного пигмента сетчатки — родопсина. Однако, часто ограничиваясь одной только теорией, мы не всегда задумываемся о масштабах проблемы. Почему же вопрос гиповитаминоза ретинола стоит не менее остро, чем дефицит кальциферола?
Зарубежные исследователи приводят впечатляющую статистику: недостаточность поступления с пищей витамина А — ежегодная причина потери зрения у более чем — только вдумайтесь в эти цифры! — 500 000 детей школьного возраста.
Процесс превращения витамина А из предшественников в свои активные формы во многом зависит от функционирования гена ВСМО1 и наличия в нем полиморфизмов — и если они есть, даже съедая килограмм морковки, исключительно растительным питанием вы не сможете пополнить нужные вашему телу запасы ретинола.
Кроме того, снижению концентрации данного соединения в нашем организме может способствовать и поломка в гене, отвечающем за синтез ретинол-связывающего белка — RBP4. Интересно, что этот протеин выступает, по последним данным, в качестве маркера метаболического синдрома — еще одной болезни цивилизации. Для этого существуют достаточно достоверные предпосылки: так, у исследуемых групп пациентов, повышение RBP4 сопровождалось увеличением уровня триглицеридов в сыворотке крови, снижением концентрации “хороших”, то есть антиатерогенных липопротеинов высокой плотности, возрастанием артериального давления и индекса массы тела.
Интересным с точки зрения науки и новой почвы для исследования является и связь ретинола с гормонами щитовидной железы, опосредованно реализуемая через их общий белковый переносчик — TTR или Транс-Ти-Ретин. Его колоссальное значение для нормального функционирования нервной системы объясняется, прежде всего, основной функцией: доставкой тиреоидного гормона Т4 в нейроны головного мозга, где и происходит дальнейшая конвертация тироксина в метаболически более активный Т3 — трийодтиронин. При нарушении данных процессов наблюдается целый комплекс нейродегенеративных расстройств, включая и деменцию.
Однако не менее важным является и производимая TTR транспортировка к дирижеру всего организма — ЦНС — и ретинола — известной уже вам формы витамина А. Дело в том, что ретиноиды влияют на экспрессию многочисленных генов, отвечающих как за образование рецепторов к медиаторам, так и самих нейротрансмиттеров, сигнальных молекул и специфических ферментов, регулирующих их обмен. Более того, они участвуют и в регуляции роста и дальнейшей дифференцировки нервных клеток— всё это создаёт весьма четкое понимание, что дефицит витамина А не ограничивается одним только снижением сумеречного зрения — наблюдаются когнитивные расстройства, маниакальный синдром, депрессия и даже шизофрения.
Снижение содержания витамина А и его различных форм (ретинола, дегидроретинола, ретиналя, ретиноевой кислоты) проявляется, как правило, следующим, наиболее часто встречаемым комплексом симптомов:
Сухость роговицы— следствие закупорки слезного канала, наблюдающееся из-за ороговения выстилающего его изнутри эпителия. Этому в норме препятствует ретинол, который также стимулирует образование составных компонентов слизи.
В дальнейшем это нарушение может приводить к куда более серьезным последствиям: развитию гнойных процессов из-за отсутствия обладающих антибактериальными свойствами секретов слезных желез (в частности, содержащих секреторный иммуноглобулин А — представитель одного из класса антител).
Гиперкератоз — особенно заметен в местах сгибов суставов: в области локтей. Также отчетливо выражен в зоне предплечий.
Повышенный риск развития злокачественных опухолей— например, колоректального рака.
Ломкость ногтей и тусклость волос.
Склонность к инфекционным заболеваниям, обычно переходящим в вялотекущую форму и/или хроническую.
Кератинизация (ороговение) железистого эпителиеи, как следствие, нарушение функционирования органов различных систем: в частности, желудочно-кишечного и мочеполового трактов.
“Куриная слепота”— нарушение ночного видения. Происходит это из-за увеличения зрительного порога — иными словами, наблюдается изменение той интенсивности света, что вызывает зрительное ощущение.
Источник