Некоторые витамины, в частности, витамин С и витамины группы В, в достаточном количестве продуцируются нормальной микрофлорой кишечника, но не синтезируются непосредственно самим организмом. При наличии кишечного дисбактериоза существенно нарушается не только нормальный биосинтез витаминов кишечной флорой, но даже и всасывание кишечником витаминов, поступающих с пищей извне - см. на странице "Диагностика и лечение" статью "О кишечном дисбактериозе".

В отличие от всех других жизненно важных пищевых веществ (незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот и т.д.), витамины не обладают пластическими свойствами и не используются организмом в качестве источника энергии. Участвуя в разнообразных химических превращениях, они оказывают регулирующее влияние на обмен веществ и тем самым обеспечивают нормальное течение практически всех биохимических и физиологических процессов в организме.

Известно 13 незаменимых пищевых веществ, которые безусловно являются витаминами. Их принято делить на водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые витамины включают витамин С и витамины группы В: тиамин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, В6, В12, ниацин, фолат и биотин.

Жирорастворимыми являются витамины А, Е, D и К.

Большинство известных витаминов представлено не одним, а несколькими соединениями (витамерами), обладающими сходной биологической активностью. Для наименования групп подобных родственных соединений применяют буквенные обозначения; витамеры принято обозначать терминами, отражающими их химическими природу. Примером может служить витамин В6, группа которого включает три витамера: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин.

Принятая терминология не является общепризнанной, поэтому допускаются разнообразные обозначения витаминов, за исключением устаревших.

Наряду с витаминами, известна группа витаминоподобных соединений. К ним относят холин, инозит, оротовую, липоевую и парааминобензойную кислоты, карнитин, биофлавоноиды (рутин, кверцетин, чайные катехины) и ряд других соединений, обладающих теми или иными свойствами витаминов. Витаминоподобные соединения не имеют, однако, всех основных признаков, присущих истинным витаминам, и, следовательно, таковыми не являются. В частности, холин и инозит, входя в состав соответствующих фосфолипидов, выполняют в организме пластическую функцию. Оротовая и липоевая кислоты, а также карнитин синтезируются в организме. Парааминобензойная кислота является витамином только для микроорганизмов, для человека и животных она биологически неактивна. Метил-метионинсульфония хлорид (витамин U) обладает терапевтическим эффектом при ряде заболеваний, но не выполняет каких-либо жизненно важных функций в организме. То же в значительной мере относится и к биофлавоноидам (витамин Р) - растительным фенолам, обладающим капилляроукрепляющим действием.

Отдельные жирорастворимые витамины могут синтезироваться в организме из своих предшественников - так называемых провитаминов. Известны провитамины А (каротины) и группы D (некоторые стерины). Каротины, поступающие в организм в составе продуктов растительного происхождения, расщепляются под действием специфического фермента с образованием ретинола (наибольшей биологической активностью обладает b-каротин). Эргостерин и 7-дегидрохолестерин превращаются в витамины группы D (эргокальциферол и холекальциферол соответственно) под действием ультрафиолетового излучения определенной длины волны. Эргостерин содержится в продуктах растительного происхождения; его высоким содержанием отличаются дрожжи, используемые для получения синтетического эргокальциферола. 7-Дегидрохолестерин входит в состав липидов кожи человека и животных; синтез холекальциферола осуществляется под действием ультрафиолетового излучения Солнца (или искусственных источников).

Химическое строение всех известных витаминов полностью установлено. Выяснены и исследованы их свойства и специфические функции в организме. Вместе с тем имеющиеся данные о механизме действия ряда витаминов не являются исчерпывающими. Специфические функции многих витаминов определяются их связью с различными ферментами. Большинство водорастворимых витаминов (группа В) участвует в образовании коферментов и простетических групп ферментов, которые, взаимодействуя с белковым компонентом (апоферментом), приобретают каталитическую активность и непосредственно включаются в разнообразные химические реакции. Таким образом, витамины принимают опосредованное участие во многих обменных процессах: энергетическом (тиамин, рибофлавин и ниацин), биосинтезе и превращениях аминокислот и белков (витамины В6 и В12), различных превращениях жирных кислот и стероидных гормонов (пантотеновая кислота), нуклеиновых кислот (фолат) и других физиологически активных соединений. Некоторые жирорастворимые витамины также выполняют коферментные функции. Витамин А в форме ретиналя является простетической группой зрительного белка родопсина, участвующего в процессе фоторецепции; в форме ретинилфосфата он играет роль кофермента - переносчика остатков сахаров в биосинтезе гликопротеидов клеточных мембран. Витамин К осуществляет коферментные функции при биосинтезе ряда белков, связывающих кальций (в частности, протромбина), участвующих в процессе свертывания крови. Функции витаминов, не являющихся предшественниками образования коферментов и простетических групп ферментов, весьма разнообразны и связаны с осуществлением и регуляцией различных биохимических и физиологических процессов (табл. 1). Так, витамин D играет важную роль в обеспечении организма кальцием и поддержании его гомеостаза, влияет на процессы дифференцировки клеток эпителиальной и костной ткани, кроветворной и иммунной систем.

Необходимым условием реализации специфических функций витаминов в обмене веществ является нормальное осуществление их собственного обмена: всасывания в кишечнике, транспорта к тканям, превращения в биологически активные формы. Эти процессы протекают при участии специфических белков. Так, всасывание и перенос витаминов кровью происходят, как правило, с помощью специальных транспортных белков (например, ретинолсвязывающий белок для витамина А, транскобаламины I и II для витамина В12). Превращение витаминов в коферменты и простетические группы или в активные метаболиты (витамины группы D), а также последующее взаимодействие их с апоферментами осуществляются с помощью специфических ферментов: пиридоксалькиназа, в частности, катализирует превращение пиридоксаля (витамин В6) в пиридоксальфосфат, синтез тиаминдифосфата из тиамина протекает при участии тиаминпирофосфокиназы. Т.о., возможный дефект биосинтеза какого-либо специфического белка, участвующего в процессах ассимиляции витаминов, неизбежно приводит к различным расстройствам обмена тех или иных витаминов и соответственно их функций в организме.

Снижение или полная потеря биологического эффекта витаминов может быть вызвана так называемыми антивитаминами - веществами, имеющими структурное сходство с витаминами или вызывающими модификацию их химической природы. Действие структуроподобных антивитаминов основано на конкурентных взаимоотношениях с витаминами (в частности, при биосинтезе коферментов и взаимодействии с апоферментами): заняв место витаминов в структуре фермента, антивитамины не выполняют их специфических функций, в связи с чем развиваются различные расстройства процессов метаболизма, Вторую группу составляют антивитамины биологического происхождения, разрушающие или связывающие молекулы витаминов: например, ферменты тиаминазы вызывают распад молекул тиамина, яичный белок авидин связывает биотин в биологически неактивный комплекс.

Некоторые антивитамины обладают антимикробной активностью и применяются в качестве химиотерапевтических средств. Так, сульфаниламидные препараты являются антивитаминами парааминобензойной кислоты, используемой бактериями для синтеза необходимого для их жизнедеятельности фолата; сульфаниламид, вытесняющий парааминобензойную кислоту из комплекса с ферментом, способствует т.о. снижению роста бактерий и их гибели. Аминоптерин и аметоптерин (антивитамины фолата) тормозят синтез белка и нуклеиновых кислот в клетках и применяются для лечения больных с некоторыми злокачественными новообразованиями.

Витамины обладают высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольшом количестве, соответствующем физиологической потребности, которая варьирует в пределах от нескольких микрограммов до нескольких десятков миллиграммов. Потребность в каждом конкретном витамине также подвержена колебаниям, обусловленным действием различных факторов, которые учитываются в рекомендуемых нормах потребления витаминов, подвергающихся периодическому уточнению и пересмотру. Существенное влияние на потребность в витаминах оказывают возраст и пол человека, характер и интенсивность его труда. Потребность в витаминах значительно возрастает при особых физиологических состояниях организма: у женщин - во время беременности, в период лактации, у детей - в период интенсивного роста. Следует иметь в виду, что любые причины, изменяющие интенсивность обмена веществ, существенно влияют и на обмен витаминов в организме, повышая их расход в процессе жизнедеятельности В частности, потребность в витаминах значительно возрастает под влиянием некоторых климатических и погодных условий, способствующих длительному переохлаждению или перегреванию организма, сопровождающихся резкими перепадами температуры атмосферного воздуха. Повышенная потребность в витаминах развивается при интенсивной физической нагрузке, нервно-психическом напряжении, в условиях воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, при ряде патологических состояний (например, при гипоксии). Повышенный расход витаминов возникает при болезнях желудочно-кишечного тракта, печени и почек, повышенная потребность в витаминах отмечается при некоторых эндокринных заболеваниях, например гипотиреозе, функциональной недостаточности коры надпочечников. В пожилом и старческом возрасте повышенная потребность в витаминах обусловлена ухудшением всасывания и утилизации витаминов, а также различными диетическими ограничениями.

Недостаточное потребление витаминов ведет к нарушениям зависящих от них биохимических (главным образом ферментативных) процессов и физиологических функций организма, обусловливает серьезные расстройства обмена веществ, поэтому исследование витаминной обеспеченности человека имеет важное диагностическое значение. С этой целью обычно определяют содержание витаминов и продуктов их обмена в крови и моче, исследуют активность ферментов, в состав которых в виде кофермента или простетической группы входит конкретный витамин, а также другие биохимические и физиологические показатели, характеризующие осуществление тем или иным витамином его специфических функций. Другой подход заключается в изучении фактического питания обследуемых людей и оценке поступления витаминов с пищей с помощью справочных таблиц, отражающих химический состав пищевых продуктов, или непосредственного определения содержания витаминов в пище. Для количественного определения содержания витаминов в пищевых продуктах и биологических объектах используют различные колориметрические, спектрофотометрическис и флюорометрические методы, а также методы микробиологического анализа. Все большее распространение получают методы высокоэффективной жидкостной хроматографии, позволяющие наиболее полно и точно определить дефицит витаминов в организме, что особенно важно при стертой картине витаминной недостаточности.

Организм человека не способен запасать витамины на более или менее длительное время, они должны поступать регулярно, в полном наборе и соответствии физиологической потребности. Вместе с тем приспособительные возможности организма достаточно велики, и в течение определенного времени дефицит витаминов практически не проявляется: расходуются витамины, депонированные в органах и тканях, включаются и другие компенсаторные механизмы обменного характера. Только после израсходования депонированных витаминов возникают различные расстройства обмена веществ. Однако постоянное недостаточное потребление витаминов, даже не характеризующееся какими-либо клиническими проявлениями гиповитаминоза, отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека: ухудшается самочувствие, снижаются работоспособность и сопротивляемость к респираторным и другим инфекционным заболеваниям, усиливается воздействие на организм неблагоприятных факторов среды обитания. Недостаточное поступление с пищей некоторых витаминов (особенно С и А) является фактором риска ишемической болезни сердца и ряда злокачественных новообразований. В частности, многолетние исследования больших контингентов людей, проведенные английскими и американскими специалистами, показали, что частота заболеваний раком полости рта, желудочно-кишечного тракта и легких при низком уровне витамина А в крови в 2-4 раза выше, чем при оптимальной обеспеченности этим витамином.

Недостаточная обеспеченность витаминами беременных и кормящих женщин (а также их передозировка) причиняет ущерб здоровью матери и ребенка, является одной из причин недоношенности, врожденных пороков, нарушений физического и умственного развития детей. В детском и юношеском возрасте неадекватное (чаще, недостаточное) потребление витаминов отрицательно сказывается на показателях общего физического развития, препятствует формированию здорового жизненного статуса, обусловливает постепенное развитие обменных нарушений и хронических заболеваний.
Недостаточная витаминная обеспеченность отягощает течение основного заболевания, снижает эффективность терапевтических мероприятий, осложняет исход хирургических вмешательств и течение послеоперационного периода. В этой связи следует подчеркнуть отрицательную роль многих фармакологических препаратов в процессах обмена и утилизации витаминов в организме. В частности, антибиотики и сульфаниламидные препараты, подавляя микрофлору кишечника, нарушают эндогенный синтез витамина К, биотина и пантотеновой кислоты. Неомицин (даже при однократном применении) серьезно нарушает всасывание витамина А.

Широко используемые транквилизаторы риоксазинового ряда подавляют утилизацию рибофлавина, нарушая синтез его коферментной формы. Ацетилсалициловая кислота подавляет утилизацию фолата. Используемая в хирургии закись азота инактивирует витамины В12, что при продолжительной экспозиции (более 6 ч) может привести к нарушениям кроветворения и невропатиям.

Одна из причин недостаточной обеспеченности организма витаминами - отклонение фактического питания от рекомендуемых рациональных норм: недостаточное потребление свежих овощей и фруктов, продуктов животного происхождения, избыточное потребление углеводов, плохая осведомленность в вопросах правильного построения рациона, небрежность в питании, следование "модным" диетам и т.п. Наряду с этим все большее значение приобретает группа объективных причин, обусловленных коренными изменениями условий труда и быта современного человека, а также особенностями современных методов технологической переработки и кулинарной обработки пищевых продуктов и их длительным хранением, следствием чего является разрушение значительной части содержащихся в них витаминов. Существенную роль играет также значительное увеличение потребления рафинированных высококалорийных продуктов (белый хлеб, некоторые жиры и др.), практически лишенных витаминов и других незаменимых пищевых веществ. В результате этих тенденций рацион современного человека, достаточный (и даже избыточный) для покрытия энерготрат, оказывается не в состоянии обеспечить рекомендуемые нормы потребления витаминов.

Важную роль в обеспечении организма витаминами традиционно отводят обогащению рациона свежими овощами и фруктами. Однако их потребление неизбежно имеет сезонные ограничения. Кроме того, овощи и фрукты являются источником лишь витамина С, фолата и каротинов. В то же время основными источниками витаминов группы В являются черный хлеб и мясо-молочные продукты, главным источником витамина А служит сливочное масло, витамина Е - растительные жиры. Таким образом, коррекция витаминной ценности рациона за счет натуральных продуктов неизбежно ведет к избыточному увеличению его калорийности, являющемуся фактором риска ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета и ряда других заболеваний, профилактика которых требует, напротив, уменьшения калорийности рациона в соответствии с пониженными энерготратами современного человека.

Одним из эффективных путей, позволяющих обеспечить оптимальное потребление витаминов не увеличивая калорийность рациона, является включение в него витаминизированных пищевых продуктов: хлеба из витаминизированной муки, обогащенной витаминами В1, В2 и РР, молока, кефира, соков и напитков, обогащенных витамином С, и ряда других. Содержание витаминов в этих продуктах регламентировано на таком уровне, чтобы обеспечить физиологическую потребность человека; оно указано на упаковке и контролируется органами государственного санитарного надзора. Витаминизация может осуществляться и путем введения витаминов в пищу непосредственно перед ее потреблением (в детских учреждениях, больницах, санаториях).

Наиболее эффективным методом коррекции витаминной обеспеченности человека является регулярный прием поливитаминных препаратов профилактического назначения ("Ревит", "Гексавит", "Ундевит" и др.). Препараты этого типа содержат более или менее полный набор основных витаминов в дозах, близких к физиологической потребности или немного превышающих ее. Регулярный прием таких препаратов (по 1 драже или таблетке в день или через день), не создавая избытка, гарантирует оптимальное обеспечение организма витаминами. Для оптимизации витаминной обеспеченности детей дошкольного возраста можно рекомендовать "Ревит" или "Гексавит", для школьников младших классов - "Гексавит", для старшеклассников, студентов, взрослого населения - "Гексавит" или "Ундевит". Во время беременности и кормления грудью целесообразно принимать "Гендевит", "Ундевит" или "Глутамевит". Последний препарат, содержащий кроме витаминов медь и железо, препятствует развитию анемии и может быть рекомендован в этих целях женщинам детородного возраста, а также донорам крови. В пожилом возрасте обычно назначают "Ундевит" или "Декамевит", содержащий широкий спектр В. в дозах, превышающих физиологическую потребность практически здорового человека в 2-10 раз. Этот же препарат показан при нарушениях всасывания и утилизации витаминов, при подготовке к хирургическим операциям, в послеоперационном периоде, а также в течение длительного времени после выписки из стационара.

При необходимости проведения курсов интенсивной витаминотерапии следует учитывать, что большинство водорастворимых витаминов не депонируются в организме на сколько-нибудь длительный срок, а введение витаминов в высоких дозах может активировать системы их катаболизма и выведения. В связи с этим по завершении курса следует назначать регулярный прием поливитаминных препаратов в поддерживающих физиологических дозах. В противном случае может развиться состояние более глубокого дефицита витаминов, чем до лечения.

Прием витаминов в дозах, существенно превышающих физиологическую потребность, может привести к нежелательным побочным эффектам, а иногда и к тяжелой интоксикации. Подобные патологические состояния называют гипервитаминозами. Особенно опасно применение высоких доз витаминов D и А. Это объясняется высокой биологической активностью этих витаминов, относительно малой физиологической потребностью в них, быстрым всасыванием, отсутствием эффективных путей выведения из организма. Водорастворимые витамины значительно легче выводятся из организма, и лишь превышение физиологической дозы в десятки и сотни раз, особенно при парентеральном введении, может обусловить возникновение неспецифических побочных эффектов (тошноты, диареи, крапивницы), быстро исчезающих при отмене препаратов.
Следует подчеркнуть, что гипервитаминозы могут развиваться лишь при введении крайне высоких доз витаминов, редко используемых даже в лечебной практике. Однако, учитывая возможность развития гипервитаминозных состояний у человека (особенно в детском возрасте) при назначении препаратов, содержащих витамин D и массивные дозы витамина А, врачу необходимо строго контролировать их дозирование.