Niektóre związki, będące witaminami dla człowieka, nie są witaminami dla zwierząt. Na przykład kwas askorbinowy (witamina C) jest syntetyzowany przez szczura, psa i wiele innych gatunków zwierząt, a tylko człowiek, małpy człekokształtne i świnka morska nie mają drogi metabolicznej jego syntezy –
kwas askorbinowy muszą otrzymać z pożywieniem i tylko dla nich stanowi on witaminę. W niniejszym rozdziale będzie, więc mowa wyłącznie o związkach, które są witaminami dla człowieka.
Nazwa witamina (amina potrzebna do życia) została wprowadzona przez polskiego uczonego Kazimierza Funka w 1911 r., a chociaż zastosowana do witaminy B1 (która w sensie chemicznym jest aminą) przyjęła się dla całej grupy związków, mimo ich odmiennej budowy chemicznej. Odkrycia witamin, badania ich roli i budowy, trwały całymi latami i właściwie trwają po dzień dzisiejszy.
W miarę poznawania budowy i działania witamin uznano, że niektóre związki, które zostały tak nazwane nie są witaminami. Do takich związków należą m.in. niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT), które kiedyś nosiły nazwę witaminy F, czy też flawonoidy, określane mianem witaminy P.
Obecnie, zgodnie z przyjętą na świecie nomenklaturą, stosuje się nazwy witamin związane na ogół z ich budową chemiczną, a nie kolejną literą alfabetu. Ze względu na to, że stosuje się oba nazewnictwa, przy każdej z witamin zostaną zamieszczone obie nazwy.
Klasyczny podział witamin jest dokonany ze względu na ich rozpuszczalność. Witaminy dzielimy na rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w tłuszczu. Do witamin rozpuszczalnych w wodzie zalicza się:
witaminę B1 – tiaminę
witaminę B2 – ryboflawinę
witaminę PP – niacynę
witaminę B6 – pirydoksynę
witaminę H – biotynę
witaminę B5 – kwas pantotenowy
folacynę – kwas foliowy, foliany
witaminę B12 – kobalaminę
witaminę C – kwas askorbinowy
Wszystkie wymienione związki, poza kwasem askorbinowym, stanowią grupę witamin B. Niektórzy zaliczają także do witamin grupy B takie związki, jak: cholinę, inozytol, kwas paraaminobenzoesowy(PABA), czy też kwas pangamowy (witamina B15). Należy pamiętać, że działaniem fizjologicznym określonej witaminy odznacza się w wielu wypadkach kilka związków. I tak np. witaminą PP jest kwas nikotynowy i amid tego kwasu, witaminą B6 – pirydoksyna, pirydoksal i pirydoksamina, witaminą C – kwas askorbinowy i kwas dehydroaskorbinowy.
Do witamin rozpuszczalnych w tłuszczach zalicza się:
witaminę A – retinol i jej prowitaminę ß-karoten
witaminę D – kalcyferol
witaminę E – tokoferol
witaminę K – filochinon
Witaminy muszą być dostarczone w pożywieniu. Dlatego ważne jest, aby produkty, które spożywamy, były ich nośnikami, a nie tylko wprowadzały tzw. „puste kalorie. Źródłem witamin są nie tylko owoce i warzywa, ale w znacznej mierze pieczywo, zwłaszcza ciemne, mięso i jego przetwory, a także mleko i jego przetwory. Dzieci i młodzież muszą być odżywiane prawidłowo, aby wszystkie niezbędne składniki były im dostarczone w okresie intensywnego wzrostu. U ludzi starszych witaminy wchłaniają się gorzej, a zatem ich dieta powinna być urozmaicona i bogata w składniki odżywcze, w tym także w witaminy. Przy prawidłowym, urozmaiconym żywieniu nie zachodzi obawa przedawkowania witamin. Natomiast przy spożywaniu produktów wzbogaconych w witaminy i przy jednoczesnym dodatkowym zażywaniu witamin w połaci preparatów farmaceutycznych może dojść do nadmiernej ich podaży. Przedawkowanie żadnej z witamin nie jest korzystne, jednakże objawy hiperwitaminozy (nadmiaru) występują częściej w wypadku witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, bo te nie są łatwo wydalane z organizmu. Natomiast witaminy rozpuszczalne w wodzie spożyte w nadmiarze mogą być łatwiej wydalone z moczem.
Witamina B1 (tiamina)
Budowa chemiczna i działanie
Witamina B1 jest jedną z najwcześniej poznanych witamin. Cząsteczka tiaminy jest zbudowana z dwóch pierścieni: pirymidynowego i tiazolowego. Witamina ta jest koenzymem różnych enzymów biorących udział w przemianie pośredniej węglowodanów. Przy jej niedoborze dochodzi do nagromadzenia w organizmie dużej ilości kwasu pirogronowego i mlekowego. Jest to niekorzystne dla układu mięśniowego i nerwowego.
Pierwsze obserwacje dotyczące choroby z braku witaminy B1 poczyniono w krajach Dalekiego Wschodu. Choroba ta nosi nazwę beri-beri i cechuje się zaburzeniami sercowo-naczyniowymi, zwyrodnieniem nerwów i obrzękami. Rozwój tej choroby występował szczególnie w populacjach, w których żywiono się głównie polerowanym ryżem, u ludzi w więzieniach, u marynarzy i bardzo często u niedożywionych kobiet w ciąży i ich niemowląt. Wykrycie przyczyny tej choroby, zracjonalizowanie żywienia i produkcja syntetycznej tiaminy przyczyniły się do zlikwidowania epidemii beri-beri w krajach Dalekiego Wschodu.
Jednak utajone niedobory tiaminy mogą występować do dziś, nawet w krajach wysoko rozwiniętych, w tych wypadkach, gdy ludzie żywią się jednostronnie, nie spożywają ciemnego pieczywa, a jedzą zbyt dużo cukru i słodyczy. Do niedoboru witaminy B1 dochodzi także w stanach chorobowych spowodowanych wadliwym jej wchłanianiem oraz u alkoholików.
Występowanie
W naszym kraju głównym źródłem witaminy B1 są produkty zbożowe, mięso i wędliny (szczególnie wieprzowe) oraz rośliny strączkowe – groch, fasola (tab. 1). Trzeba podkreślić, że tiamina w ziarnie zbóż jest zgromadzona głównie w warstwie zewnętrznej. Dlatego wymiął i oczyszczanie usuwające część zewnętrzną ziarna zuboża mąkę w tę witaminę. Tak więc pieczywo ciemne, razowe jest znacznie lepszym źródłem tiaminy niż pieczywo jasne, podobnie jak kasze i niepolerowany ryż. Ze względu na to, że wyjątkowo bogatym źródłem witaminy B1 są drożdże, które rzadko są spożywane jako samodzielny produkt, pieczywo i ciasta produkowane na drożdżach są bogatsze w tę witaminę niż wypieczone z użyciem proszku do pieczenia. Ponadto proszek do pieczenia, ze względu na swój zasadowy charakter, zwiększa straty tiaminy podczas wypiekania.
Tiamina należy do witamin najbardziej wrażliwych na działanie wysokiej temperatury, łatwo ulega zniszczeniu w zasadowym środowisku oraz pod wpływem promieni jonizujących. Podczas procesów kulinarnych i technologicznych straty jej sięgają 20-50%.
Ze względu na dobrą rozpuszczalność tej witaminy podczas gotowania, szczególnie w dużej ilości wody, znaczna część tiaminy przechodzi do wywaru. Ważne jest, aby straty w procesach kulinarnych maksymalnie ograniczać, stosując możliwie krótki czas ogrzewania i w miarę możliwości zużytkować wywary do przygotowania zup i sosów.
Procesy przemysłowe, takie jak pasteryzacja, a szczególnie sterylizacja, powodują znaczne ubytki tiaminy, a czasem nawet witamina ta może ulec całkowitemu rozłożeniu.
Człowiek dorosły potrzebuje dziennie 1,4-2,0 mg witaminy B1 (norma zalecana). Wartości te są zróżnicowane w zależności od wieku, płci, a także od uciążliwości wykonywanej pracy. Zwiększone zapotrzebowanie na energię wskazuje na potrzebę wprowadzania większej ilości tiaminy.
Witamina B2 (ryboflawina)
Budowa chemiczna i działanie
Witamina B2 ma następujący wzór chemiczny: Jak widać, do układu pierścieniowego (izoalloksazynowego) ma ona przyłączony rybitol (czyli pochodną rybozy). W postaci krystalicznej witamina ta ma żółte zabarwienie. W niektórych przyprawach lub koncentratach zup bywa stosowana jako barwnik i ma wówczas oznakowanie E101. Ryboflawina wchodzi w skład grupy prostetycznej związków zwanych flawoproteidami. Biorą one udział w końcowym procesie utleniania komórkowego, a więc w jednym z procesów dostarczania energii do tkanek. Witamina ta odgrywa także rolę w prawidłowym funkcjonowaniu narządu wzroku. Przy niedoborze witaminy B2 występuje światłowstręt, łzawienie, zmiany zapalne na języku i pękanie kącików warg (tzw. zajady), a także łojotok skóry.
Do ostrych objawów niedoboru tej witaminy dochodzi na ogół rzadko, chociaż odnotowano je w okresie II wojny światowej. Ukryte objawy niedoboru tej witaminy mogą występować znacznie częściej u ludzi, którzy żywią się wadliwie, a w szczególności u osób nie spożywających mleka. Badania nad stanem odżywienia wskazują na występowanie w naszym kraju pewnego odsetka dzieci ze zbyt niskim poziomem witaminy B2 we krwi.
Występowanie
Szczególnie bogate w witaminę B2 jest mleko i jego przetwory (tab. 2).
Oprócz mleka i jego przetworów stosunkowo znacznych ilości ryboflawiny dostarcza ciemne pieczywo, mięso, podroby i ryby, a także groch i fasola. Dobrym źródłem tej witaminy, podobnie jak i innych witamin z grupy B. są drożdże. Jednak ze względu na to, że drożdże same nie stanowią produktu spożywczego mogą one tylko wzbogacać inne przetwory, np. ciasta drożdżowe.
Witamina B2 jest szczególnie wrażliwa na światło (podobnie jak witamina B6 i kwas foliowy) i pod wpływem promieniowania nadfioletowego ulega rozkładowi. Po paru godzinach w mleku wystawionym na działanie światła witamina B2 może ulec nawet całkowitemu zniszczeniu. Natomiast witamina ta jest stosunkowo odporna na działanie podwyższonej temperatury.
Witamina PP (niacyna)
Budowa chemiczna i działanie
Jak wspomniano we wstępie, formą czynną witaminy PP nie jest jeden związek chemiczny, lecz dwa, tj. kwas nikotynowy i amid kwasu nikotynowego. Mają one następujące wzory chemiczne: Związki te są znane od końca XIX w., lecz ustalenie zależności występowania choroby zwanej pelagrą od ich niedoboru w diecie wymagało jeszcze żmudnych badań, które dały dopiero rezultat w naszym stuleciu. W okresie międzywojennym pelagra była schorzeniem rozpowszechnionym zarówno w Europie, jak i Ameryce Południowej. Objawiała się zmianami skórnymi (na języku, szyi, twarzy, rękach), a także zaburzeniami układu trawienia oraz zaburzeniami nerwowymi i psychicznymi.
Niacyna jest składnikiem dwóch koenzymów: dwunukleotydu nikotynamido-adeninowego (NAD) i jego fosforanu (NADP). Koenzymy te wraz z białkami tworzą enzymy należące do oksydoreduktaz. Enzymy te biorą udział w przemianie pośredniej białek, tłuszczów i węglowodanów, tak więc przy niedoborze niacyny dochodzi do upośledzenia wielu przemian metabolicznych w organizmie. Jako preparat farmaceutyczny jest stosowana w chorobie niedokrwiennej serca.
Występowanie
Mimo że niacyna występuje w wielu produktach, często obserwowano jej niedobór. Przyczyną tego był fakt, że w diecie ludzi ubogich, w której przeważała niacyna pochodząca ze zbóż – często z kukurydzy, część jej występowała w formie związanej, nieprzyswajalnej dla człowieka. Podobnie więc jak przy tiaminie, jednostronna, uboga dieta prowadzi do niedoborów witaminy PP.
Trzeba jeszcze dodać, że niacyna może być syntetyzowana z aminokwasu -tryptofanu. Znany jest też fakt, że więcej tryptofanu zawierają białka mięsa niż białka zbóż. Białko kukurydzy nie zawiera tryptofanu. Pozwala to lepiej rozumieć obserwacje, że uboga ludność, np. w Meksyku, żywiąca się głównie produktami zbożowymi, a zwłaszcza plackami z kukurydzy, była narażona na zachorowanie na chorobę powodowaną niedoborem witaminy PP – pelagrę. Rozpowszechnienie uprawy pszenicy, a także zwiększona rozmaitość pożywienia, w tym spożycie mięsa, wpłynęły na to, że obecnie pelagra rozwija się rzadko. Może być jednak wywołana wtórnie, jako wynik złego trawienia i przyswajania lub też alkoholizmu.
W naszej diecie niacyna pochodzi głównie z produktów mięsnych, z ziemniaków, a także z przetworów zbożowych.
Niacyna jest odporna na działanie wysokiej temperatury, na utlenianie i na działanie światła.
Zapotrzebowanie na niacynę wyraża się w równoważnikach niacyny ze względu na jej syntezę z tryptofanu. Na podstawie żmudnych badań ustalono, że 1 mg niacyny może być wytworzony w organizmie z 60 mg tryptofanu.
Dorosły człowiek potrzebuje dziennie 18-25 mg równoważników niacyny (norma zalecana).
Witamina B6 (pirydoksyna)
Budowa chemiczna i działanie
Do grupy związków mających właściwości witaminy B6 należą: pirydoksyna, pirydoksal i pirydoksamina o następujących wzorach: W organizmie człowieka wszystkie trzy formy łatwo przechodzą jedna w drugą, a także w postać czynną, tj. fosforan pirydoksalu. Stanowi on grupę prostetyczną różnych enzymów, m.in. dekarboksylaz, dezaminaz i transaminaz. Enzymy te biorą udział w przemianie białka, a także tłuszczów i węglowodanów w organizmie. Witamina ta katalizuje m.in. proces tworzenia niacyny z tryptofanu (patrz witamina PP).
Witamina B6 jest także potrzebna do wytwarzania dwóch hormonów: adrenaliny i serotoniny, które wpływają na prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego. Jej brak wpływa na zwiększenie pobudliwości nerwowej, może tez wywoływać stany epileptyczne. Brak pirydoksyny powoduje też występowanie niedokrwistości. Jak wykazały badania z ostatnich lat witamina B6 jest niezbędna w prawidłowej przemianie homocysteiny. Niedobór tej witaminy może mieć wpływ na zmiany w naczyniach krwionośnych i sprzyjać rozwojowi miażdżycy.
U ludzi nie stwierdzono ostrych niedoborów witaminy B6, być może dlatego, że jest ona syntetyzowana przez florę bakteryjną w przewodzie pokarmowym człowieka.
Niedobór witaminy B6 wywoływano doświadczalnie przez podawanie związków o działaniu antagonistycznym (np. dezoksypirydoksyny). Objawy niedoboru witaminy B6 u człowieka są zbliżone do innych awitaminoz z grupy B i przejawiają się łojotokowym zapaleniem skóry, drętwieniem rąk i stóp, drażliwością, drgawkami. Uważa się, że skuteczne leczenie chorób na tle niedoboru witaminy B(, lub PP otrzymuje się przez podawanie kompleksu witamin grupy B, w tym także witaminy B6. Jest to często praktykowane.
Mimo że ostre objawy niedoboru tych witamin nie są odnotowywane, spotyka się objawy utajone, co wskazuje na potrzebę racjonalizacji spożywanych posiłków i urozmaicania diety.
Występowanie
Głównym źródłem witaminy B6 są produkty zbożowe, ziemniaki i mięso oraz jego przetwory, a także rośliny strączkowe i mleko. W produktach roślinnych występuje głównie pirydoksyna, a w produktach zwierzęcych – pirydoksal i pirydoksamina.
Witamina B6 jest wrażliwa na światło i dość łatwo ulega rozkładowi pod wpływem promieni nadfioletowych. W wypadku podwyższonej temperatury łatwiej ulegają rozkładowi pirydoksal i pirydoksamina niż pirydoksyna.
Dzienną normę zalecaną na witaminę B6 określa się na ok. 1,8-2,6 mg u ludzi dorosłych. Prawidłowa, urozmaicona racja pokarmowa pokrywa to zapotrzebowanie bez większych trudności.
Jeżeli zwiększa się podaż białka w organizmie, rośnie również zapotrzebowanie na witaminę B6 (np. u sportowców).
Witamina H (biotyna)
Witamina H należy do witamin, które podobnie jak kwas pantotenowy nie są umieszczone w normach żywienia. Oznacza to, że zapotrzebowanie na te składniki nie jest jeszcze jednoznacznie określone. Nieznane są także typowe objawy awitaminozy u człowieka. Z tego też powodu omówienie tych witamin, należących do witamin grupy B, będzie bardzo skrótowe.
Biotyna występuje w wielu produktach spożywczych, zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych, w ilościach od kilku do kilkudziesięciu mikrogramów na 100 g. Wiadomo też, że część zapotrzebowania na biotynę jest pokrywana przez syntezę mikroflory jelitowej. Sulfonamidy i antybiotyki stosowane doustnie przez dłuższy czas hamują wzrost mikroflory jelitowej i mogą tym samym obniżać dostarczenie biotyny do organizmu człowieka. Znany jest też czynnik – awidyna – znajdujący się w surowym białku jaja, który łączy się z biotyna i ją unieczynnia.
Kwas pantotenowy (B5)
Kwas pantotenowy pełni w organizmie bardzo ważną rolę, ponieważ wchodzi w skład koenzymu A, który bierze udział w wielu ważnych reakcjach związanych z przemianą energetyczną.
Mimo tak ważnej roli, jaką pełni ta witamina u człowieka, nie stwierdzono wyraźnych objawów jej niedoboru.
Folacyna (foliany)
Budowa chemiczna i działanie
Przez pojęcie folacyna (teraz raczej stosuje się nazwę foliany), rozumie się liczną grupę związków o bardzo złożonej budowie chemicznej. Większość z nich wywodzi się z kwasu foliowego. Kwas foliowy składa się z trzech zasadniczych elementów: 6-metylopteryny, kwasu para-aminobenzoesowego oraz kwasu glutaminowego. Uproszczony schemat budowy kwasu foliowego W punkcie R mogą być przyłączone różne fragmenty jednowęglowe, a w punkcie X różne ilości reszt kwasu glutaminowego.
Kwas foliowy występuje tylko w formie syntetycznej. W żywności znajduje się folacyna (foliany).
W organizmie człowieka występują różne aktywne formy folianów. Biorą one udział w wielu procesach zachodzących w komórce. Do ważniejszych należy udział w tworzeniu kwasów nukleinowych. Często omawiane związki są powiązane z przemianami, w których niezbędna jest witamina B12 i witamina B6. Niedobór folianów u ludzi prowadzi do zaburzeń w syntezie DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego), a w końcowym etapie do pewnego typu niedokrwistości. U ludzi w podeszłym wieku może on prowadzić do zmian w mózgu. Niedobór ten jest szczególnie niebezpieczny w pierwszych tygodniach ciąży, bo może być przyczyną wad cewy nerwowej u noworodków. Zapobiega się temu poprzez propagowanie spożycia kwasu foliowego w ilości 0,4 mg dziennie przez kobiety w wieku rozrodczym.
Niedobory kwasu foliowego są wynikiem nie tylko niedostatecznego spożycia tej witaminy, ale także mogą być spowodowane stosowaniem leków, będących antagonistami folacyny, zażywaniem doustnych środków antykoncepcyjnych, a także nadużywaniem alkoholu.
Występowanie
Związki folacyny występują prawie we wszystkich produktach żywnościowych, zarówno zwierzęcych, jak i roślinnych, głównie w połączeniu z białkiem. Znaczne ich ilości znajdują się w wątrobie, mięsie wieprzowym, jajach, niektórych warzywach liściastych (jarmuż, nać pietruszki, szpinak, sałata), mało oczyszczonych produktach zbożowych i drożdżach. Ważnym ich źródłem są również owoce cytrusowe oraz napoje mleczne fermentowane (np. kefir). Wzrost zawartości folacyny w serach żółtych, podobnie jak witaminy B12 można uzyskać przez zastosowanie w ich fermentacji odpowiednich szczepów bakteryjnych.
Folacyna, a szczególnie jej wolna forma, jest związkiem nietrwałym i łatwo ulega rozkładowi pod wpływem działania tlenu, wysokiej temperatury i promieni słonecznych. Znaczne jej straty powstają na skutek przechodzenia do nie wykorzystywanych wywarów (witamina rozpuszczalna w wodzie). W badaniach doświadczalnych wykazano, że ok. 10% tej witaminy rozkłada się podczas gotowania mleka, ok. 40% przy przygotowywaniu potraw z mięsa i aż od 60 do 80% w czasie przemiału zbóż na jasną mąkę bądź podczas produkcji kasz wysokooczyszczonych, np. manny. Ostatnie badania wykazują, że pod wpływem działania wyższych temperatur mogą tworzyć się nieaktywne metabolicznie pochodne tej witaminy.
Dzienna norma zalecana na folacynę u osób dorosłych wynosi od 0,27 do 0,34 mg. Wzrasta na w stanach szybkiego namnażania się komórek, a więc zwłaszcza w początkowym okresie ciąży. Trzeba na to zwracać uwagę, bo dość często niedokrwistość na tle niedoboru folacyny występuje u kobiet ciężarnych. Ostatnio dowiedziono, że wada cewy nerwowej u niemowląt może być spowodowana niedoborem kwasu foliowego u ich matek, występującym przed zajściem w ciążę lub w pierwszych tygodniach ciąży. Młode kobiety powinny zatem dbać o prawidłowe zestawienie pożywienia, a nawet zażywać tabletki kwasu foliowego przed planowaną ciążą.
Witamina B12 (kobalamina)
Budowa chemiczna i działanie
Witamina B12 ma następujący wzór sumaryczny: C63H88N14O14PCo.
Wzór strukturalny jest bardzo skomplikowany i dlatego zostanie tu pominięty. Na podkreślenie zasługuje obecność jonu kobaltu w cząsteczce kobalaminy. Znanych jest kilka form witaminy B12 różniących się budową chemiczną oraz trwałością, które w organizmie ludzkim łatwo przechodzą jedna w drugą.
Witamina B12 jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania wszystkich komórek – wraz z folacyną pełni ważną rolę w procesach syntezy kwasów nukleinowych. Niedobór jej wywołuje u ludzi niedokrwistość złośliwą. Niedokrwistość złośliwa cechuje się zarówno zmianami w żołądku (zanik błony śluzowej upośledzający m.in. wchłanianie witaminy B12), jak też objawami ze strony układu nerwowego (zatruwanego powstawaniem związków toksycznych) oraz zaburzeniami w układzie krwiotwórczym, prowadzącymi do braku prawidłowej regeneracji krwinek czerwonych.
Występowanie
Od dawna wiadomo było, że w wątrobie wołowej znajduje się czynnik przeciwanemiczny. Długotrwałe badania wykazały, że ma on związek z dość wysoką zawartością witaminy B12 w tej tkance (ok. 100 µg/l00 g). Mięso wołowe zawiera już tylko 1,4-2 (µg/100 g, żółtko jaja 3,4 µg/100 g, mleko krowie 0,2-0,6 µg/100 g. Witamina ta w produktach zwierzęcych pochodzi z syntezy mikrobiologicznej (bogatej zwłaszcza u przeżuwaczy), natomiast ani zwierzęta, ani rośliny nie syntetyzują jej same. Witamina B12 jest wytwarzana wyłącznie przez drobnoustroje, głównie bakterie, znajdujące się w przewodzie pokarmowym.
Źródłem witaminy B12 w pożywieniu jest mięso (głównie wołowe), podroby, jaja, ryby oraz mleko. Zawartość witaminy w tych produktach może wahać się jednak w dość znacznych granicach, zależnie od ilości kobaltu w paszy zwierząt, a więc od poziomu tego pierwiastka w glebie.
Podawanie preparatów farmakologicznych witaminy B12 jest na ogół połączone z podawaniem kwasu foliowego. Witamina Bl2 nie jest tak wrażliwa na działanie temperatury, jak witamina B1 lub folacyną, jednak jej straty podczas obróbki cieplnej mogą też występować. Dorosła osoba potrzebuje dziennie ok. 3 mg witaminy B12 (norma zalecana).
Witamina C (kwas askorbinowy)
Budowa chemiczna i działanie
Bardzo ważną i znaną witaminą rozpuszczalną w wodzie, a nie należącą do witamin grupy B, jest witamina C. Aktywnymi jej formami są: kwas L-askorbinowy oraz kwas dehydroaskorbinowy o następujących wzorach:
Kwas dehydroaskorbinowy jest związkiem nietrwałym, jego utlenianie prowadzi do powstania związków nie wykazujących już aktywności biologicznej witaminy C. Witamina C pełni wiele funkcji w organizmie. Ma duże znaczenie w budowie i odnowie tkanki łącznej, co jest związane z jej rolą w syntezie kolagenu. Jest dowiedzione, że kwas askorbinowy, biorąc udział w budowie tkanki łącznej ułatwia prawidłowe gojenie się ran. Witamina ta ma właściwości redukujące, dlatego – podobnie jak witaminę E – uważa się ją za biologiczny przeciwutleniacz. Chroni ona organizm przed powstawaniem w tkankach szkodliwych nadtlenków, tzw. wolnych rodników. Sprzyja ona także wytwarzaniu ciał odpornościowych i wykazuje przez to działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne. W związku z tym zaleca się zwiększone podawanie jej w infekcji grypowej, a także w wielu różnych chorobach zakaźnych. Ponadto, uczestnicząc w przemianach folacyny, a także podwyższając przyswajalność żelaza, pełni ważną rolę w zapobieganiu niedokrwistości.
Niedobór witaminy C powoduje znaną od bardzo dawna chorobę zwaną gnilcem (szkorbutem). Chorobę tę zaobserwowano wśród marynarzy, a także żołnierzy, którzy w czasie podróży czy na frontach nie spożywali świeżych owoców ani warzyw. Pojawia się ona także wśród ludności cywilnej, zwłaszcza w warunkach wojen i dłuższych klęsk żywiołowych. Stany ukrytych niedoborów witaminy C (tzw. hipowitaminoza C) występują również obecnie w wielu krajach. W Polsce u dość znacznego odsetka dzieci szkolnych odnotowuje się go w okresie wczesnowiosennym.
W pierwszym okresie niedoboru witaminy C objawy są mało charakterystyczne, jak uczucie ogólnego zmęczenia, bóle w stawach, utrata apetytu. Następnie rozwijają się krwawienia z dziąseł, obrzmienia dziąseł, krwawienie z błon śluzowych. Wyraźnie pogarsza się szybkość gojenia ran. Najlepszym wskaźnikiem w rozpoznawaniu choroby jest oznaczenie zawartości witaminy C w surowicy krwi lub moczu – jej poziom przy nasilonych stanach niedoborowych może spadać nawet do zera.
Występowanie
Głównym źródłem witaminy C są produkty roślinne, świeże owoce i warzywa. W produktach zwierzęcych jest jej bardzo mało, a zatem nie należy rozpatrywać ich jako źródła tej witaminy. Jedynie mleko kobiece, które zawiera witaminę C (ok. 5 mg/100 g) i nie jest gotowane, stanowi dla niemowląt w pierwszych miesiącach życia źródło tej witaminy. Owoce i warzywa należą ciągle jeszcze do artykułów sezonowych w naszych warunkach klimatycznych. Ich dobra jakość, właściwe przechowywanie, prawidłowe przetwarzanie w warunkach domowych i przemysłowych mają duże znaczenie w równomiernym dostarczaniu odpowiednich ilości witaminy C w ciągu całego roku.
Szczególnie bogate w witaminę C są: porzeczka czarna (148-258 mg/100 g), truskawki (46-234 mg/100 g) i porzeczka czerwona (26-47 mg/100 g), a z warzyw: papryka czerwona (ok. 140 mg/100 g), brukselka (65-145 mg/100 g), kapusta biała (ok. 50 mg/100 g) i świeże pomidory (16-25 mg/100 g).
Średnią zawartość witaminy C w wybranych produktach podano w tabeli 3. Ziemniaki stanowią również liczące się źródło tej witaminy ze względu na stosunkowo duże ich spożycie, chociaż jej zawartość zależy od długości przechowywania.
Cebula i czosnek, wbrew powszechnym opiniom, zawierają mało witaminy C, cebula mniej niż 10 mg/100 g, a czosnek ok. 30 mg/100 g; ich pozytywne działanie wiąże się nie tyle z obecnością witaminy C, co z zawartością w nich bioflawonoidów, a także substancji o charakterze bakteriobójczym. Powszechnie spożywane w naszym kraju jabłka są ubogim źródłem kwasu askorbinowego (0,5-20 mg/100 g). Jeżeli chodzi o owoce cytrusowe, to trzeba zaznaczyć, że nie są one bardzo bogatym źródłem witaminy C, ale ze względu na kwaśne środowisko witamina C w nich zawarta jest wyjątkowo trwała. Oprócz witaminy C owoce cytrusowe zawierają również związki zwane bioflawonoidami, współdziałające z witaminą C.
Witamina C należy do najmniej trwałych. Ulega zniszczeniu w wyższej temperaturze, w obecności tlenu, enzymów typu oksydaz (takich jak askorbinaza, peroksydaza i inne) oraz niektórych jonów metali. Przy sporządzaniu potraw (gotowanie, duszenie) traci się do 75% witaminy C, przy suszeniu owoców do 90%. Procesy technologiczne, takie jak pasteryzacja, sterylizacja, a także mieszanie połączone z napowietrzaniem, niszczą witaminę C. Najmniejsze jej straty występują podczas mrożenia. Przed utlenianiem chroni ją dodatek dwutlenku siarki, czyli stosowane w przemyśle tzw. siarkowanie pulp owocowych. Podobnie przed rozkładającym działaniem askorbinazy chroni ją niskie pH (niższe niż pH = 5).
Wielkość strat zależy od sposobu przygotowania warzyw i owoców, czasu gotowania, ilości użytej wody, czasu przetrzymywania gorących potraw. Prawidłowa technologia potraw, właściwe przygotowanie surówek pozwala na zachowanie odpowiedniej ilości witaminy C w spożywanych posiłkach.
Na przykład surówki z pomidorów lub z kapusty długo zachowują witaminę C, natomiast dodatek świeżych ogórków, które zawierają dużo czynnej askorbinazy przyspiesza w surówce z pomidorów rozkład witaminy C.
Z badań wynika, że wadliwie zaplanowane i przyrządzone posiłki mogą dostarczać bardzo małą ilość tej potrzebnej witaminy. Także nieprawidłowo prowadzone procesy technologiczne mogą znacznie zubożyć produkty, które są naturalnymi dobrymi źródłami witaminy C. Spożywanie syntetycznej witaminy C nie rozwiązuje w pełni tej kwestii. Jednocześnie ze stratami witaminy C w produkcie mogą zachodzić straty innych składników pokarmowych, jak folacyny, flawonoidów i różnych soli mineralnych. Właściwszym działaniem jest więc zapobieganie jej stratom przez prawidłowe przetwórstwo i przygotowanie potraw. Istnieje też możliwość uzupełniania nieuniknionych strat w produktach przez technologiczny dodatek do nich witamin syntetycznych. Na rynku są produkty wzbogacone w witaminę C, np. różne soki. Czasami kwas askorbinowy jest dodawany jako substancja dodatkowa o działaniu przeciwutleniającym i jest ona wówczas oznakowana symbolem E 300.
Zapotrzebowanie na witaminę C ciągle jest przedmiotem dyskusji. Obecnie dzienną normę zalecaną określono na 70 mg dla dorosłego, zdrowego człowieka. W naszej tradycyjnej diecie, zwłaszcza w okresie zimowym i wczesnowiosennym, zapewnienie tej ilości witaminy nie jest łatwe, dlatego należy wówczas stosować produkty mrożone owocowe i warzywne, soki owocowe, a także owoce cytrusowe. Przy teoretycznej ocenie zawartości witaminy C na podstawie obliczeń, powinno się uwzględniać przewidywany procent jej strat, który mieści się w granicach od 50 do 75%.
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczu
Witamina A (retinol) i jej prowitamina ß-karoten
Budowa chemiczna i działanie
Witaminą A jest związek zwany retinolem i różne jego chemiczne formy (aldehydowe, estrowe, kwasowe). Składa się on z pierścienia ß-jononu i długiego łańcucha polienowego. Ma następujący wzór chemiczny: Retinol i jego różne formy występują tylko w produktach zwierzęcych.
Prowitamina A nazywamy całą grupę związków, które noszą nazwę karotenoidów i występują tylko w świecie roślinnym. Za najważniejszy z karotenoidów uważa się ß-karoten, bo z niego najłatwiej organizm tworzy retinol. ß-karoten składa się z dwóch pierścieni ß-jononu i dwóch reszt łańcucha polienowego, a zatem jego rozszczepienie na dwie części daje w efekcie retinal, redukowany następnie do retinolu.
W organizmie człowieka wykorzystanie retinolu i ß-karotenu jako witaminy A nie jest jednakowe. Na przykład w produktach roślinnych zawartość ß-karotenu trzeba podzielić przez 6, aby otrzymać odpowiednią ilość retinolu (taką jaką organizm wykorzysta). Obecnie w normach i Tabelach składu i wartości odżywczej produktów spożywczych podaje się dane dotyczące witaminy A w mikrogramach (µg) równoważników (ekwiwalentów) retinolu. Co to znaczy? Równoważniki retinolu, inaczej zwane ekwiwalentami, zawarte w jakimś produkcie mówią nam, ile jest w nim wykorzystywanej przez organizm witaminy A, która może pochodzić równolegle z retinolu i ß-karotenu (np. w konserwie mięsnej z marchewką i groszkiem). Obliczone z tabel równoważniki retinolu dla całodziennej racji pokarmowej można już łatwo porównać z normą wyrażoną również w tych jednostkach.
Witamina A spełnia różne, ważne i niezależne od siebie funkcje w organizmie. Jest ona niezbędna w procesie widzenia, w procesie rozmnażania komórek i ich regeneracji, jest też potrzebna do wzrostu młodych organizmów. Przy niedoborach witaminy A znacznie obniża się odporność organizmu. Witamina A jest niezbędna do zachowania we właściwym stanie nabłonka skóry i błon śluzowych. W praktyce lekarskiej jest podawana m.in. przy leczeniu chorób oczu i wielu chorób dermatologicznych.
Niedobory witaminy A obserwowano i opisywano od najdawniejszych czasów. W krajach Bliskiego i Dalekiego Wschodu obserwowano schorzenia oczu (kurzą ślepotę – złe widzenie o zmierzchu, kseroftalmię – zmiany w rogówce). Leczono je podawaniem tranu, a czasem wątroby z ryb itp. Podczas I wojny światowej zaobserwowano w Danii zwiększoną liczbę przypadków schorzeń oczu, wiązaną przez ówczesnych uczonych z obniżeniem spożycia masła.
Do dzisiejszego dnia zdarzają się na świecie niedobory witaminy A. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) organizuje różne działania profilaktyczne, aby temu zapobiegać. W naszym kraju nie stwierdza się na ogół niedoborów witaminy A, jeżeli zaś one występują, to są spowodowane raczej wadliwym wchłanianiem. Natomiast w okresie wiosennym może istnieć obawa sezonowej hipowitaminozy u niewłaściwie żywionych dzieci i młodzieży.
Występowanie
Jak już wspomniano, witamina A występuje wyłącznie w produktach pochodzenia zwierzęcego. Zawierają ją masło, mleko i produkty mleczne, jaja, niektóre tłuste ryby, szczególnie bogata jest w nią wątroba (tab.4). Karotenoidy (prowitamina A) występują głównie w produktach roślinnych, ale są również obecne w mleku krów żywionych na pastwiskach, w maśle oraz tłuszczu zwierząt. ß-karoten jest zaliczany do naturalnych przeciwutleniaczy. Spośród produktów roślinnych obfitujących w ß-karoten należy wyróżnić przede wszystkim marchew, dynię o intensywnym kolorze pomarańczowym, a następnie zielone warzywa liściaste (szpinak, boćwina, sałata), zielony groszek, cukinia, pomidory; z owoców – morele, wiśnie, śliwki, pomarańcze (tab. 5). Witamina A i karotenoidy należą do witamin dość trwałych, które podczas gotowania i prawidłowo prowadzonych procesów technologicznych nie ulegają zmianom. W bardzo wysokich temperaturach, stosowanych np. podczas smażenia, dochodzi do znacznych strat witaminy A. Retinol ulega też łatwo rozkładowi w czasie jełczenia tłuszczu. Przy spożywaniu zepsutych tłuszczów mogą ulegać zniszczeniu nawet zapasy retinolu zawarte w organizmie. Witamina A jest dość wrażliwa na działanie światła.
Dzienną normę zalecaną dla dorosłego człowieka określono na 800-1000 µg równoważników retinolu. Uważa się, że 20% całego zapotrzebowania powinno pochodzić z retinolu, a reszta może pochodzić z ß-karotenu.
Witamina D (kalcyferol)
Budowa chemiczna i działanie
Witaminą D nazywa się wszystkie związki wykazujące działanie przeciwkrzywicze. Do najbardziej znanych form należy witamina D3 -cholekalcyferol i witamina D2 – ergokalcyferol. Formy te dostarczone wraz z pożywieniem muszą, jako prowitaminy, być w organizmie przekształcone w formy aktywne.
Witamina D jest potrzebna człowiekowi do prawidłowego rozwoju kośćca. Niedobór witaminy D powoduje zmiany krzywicze w kościach u niemowląt i małych dzieci oraz rozmiękczenie kości, ich porowatość i kruchość u osób starszych. Jeszcze niedawno krzywica była bardzo rozpowszechniona na świecie, a także w Polsce. Przebyta w dzieciństwie krzywica była często przyczyną zniekształceń kośćca, a niekiedy nawet trwałego inwalidztwa.
Spośród czynników, które zapobiegają powstawaniu krzywicy jako najważniejsze należy wymienić: dostarczenie witaminy D w pożywieniu oraz nasłonecznienie. Dowiedziono, że promienie nadfioletowe są niezbędne do przekształcenia prowitaminy D w witaminę D. Podając mieszanki mleczne i preparaty farmaceutyczne, należy pamiętać, aby nie przedawkować tej witaminy, ponieważ jej nadmiar jest szkodliwy.
U nas witaminizowane są margaryny jako produkt powszechnego spożycia. Do 1 kg margaryny dodaje się 50-75 µg witaminy D.
Dzienna norma na witaminę D wynosi dla osób dorosłych 5 mg, a dla dzieci do lat 12 oraz kobiet w ciąży i karmiących – 10 µg. Jednakże wielu pediatrów uważa, że w naszym klimacie – przy małym nasłonecznieniu – spożycie powinno być wyższe. Biorąc pod uwagę fakt, że w mleku matki może być zbyt mało tej witaminy, lekarz ustala dzienną dawkę witaminy D dla niemowląt.
Witamina E (tokoferol)
Budowa chemiczna i działanie
Głównym związkiem aktywnym biologicznie jako witamina E jest α-tokoferol, chociaż znanych jest wiele innych tokoli i tokotrienoli, które są mniej aktywne biologicznie. Wzór cząsteczkowy α-tokoferolu jest następujący: C29H5OO2. Składa się on z pierścienia chromanu i długiego łańcucha bocznego.
Witamina E (podobnie jak witamina C) pełni w organizmie rolę biologicznego przeciwutleniacza. Współdziała ona z selenem. Metabolizm witaminy E jest ściśle powiązany z przemianą niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT). Im większa jest ilość NNKT w pożywieniu, tym wyższe jest zapotrzebowanie na witaminę E.
Straty witaminy E w czasie gotowania dochodzą do 20%, co w głównej mierze należy wiązać z jej wrażliwością na działanie tlenu. Ulega ona także odrzuceniu z zewnętrzną warstwą ziarna podczas przemiału zbóż. Dlatego jasne mąki zawierają jej mniej niż ciemne, a znaczne ilości są w zarodkach pszennych.
Niedobory witaminy E u ludzi dorosłych nie zostały poznane i opisane. Podobnie nie ma danych dotyczących negatywnych skutków nadmiernych dawek witaminy E.
Występowanie
Witamina E występuje w tłuszczu wielu produktów spożywczych. Głównym jej źródłem są oleje roślinne, szczególnie olej słonecznikowy, a w naszej diecie także mało oczyszczone ciemniejsze produkty zbożowe (patrz tab.13).
Zapotrzebowanie na witaminę E określono po raz pierwszy dopiero w 1963 r., a więc są to związki mało poznane. Dodatkową trudnością jest ich skomplikowane oznaczenie chemiczne za pomocą metod chromatograficznych.
Normę zalecaną na witaminę E ustalono w ilości ok. 10 mg α-tokoferolu na dzień dla ludzi dorosłych. W naszym żywieniu, przy braku zwyczaju stosowania olejów roślinnych, nie jest łatwo pokryć to zapotrzebowanie. Niektóre produkty, np. odżywki mleczne dla najmłodszych niemowląt, są wzbogacane w witaminę E, ponieważ wcześniaki i niemowlęta są szczególnie wrażliwe na jej niedobór.
Witamina K (filochinon)
Jako witamina K działa wiele związków, pochodnych naftochinonów. Związki te są niezbędne do prawidłowego krzepnięcia krwi i charakteryzują się działaniem przeciwkrwotocznym. Witamina K jest potrzebna zarówno zwierzętom, jak i człowiekowi. Nie jest jednak dowiedzione, że człowiek musi ją otrzymywać wraz z pożywieniem. Głównym źródłem witaminy K dla człowieka jest jej synteza przez drobnoustroje przewodu pokarmowego. Niedobór zatem witaminy K u zdrowych ludzi na ogół nie występuje. Natomiast u ludzi chorych, którzy są długotrwale leczeni dużymi dawkami antybiotyków lub sulfonamidów, ze względu na niszczenie rodzimej mikroflory przewodu pokarmowego, może powstać skłonność do krwawień i wybroczyn. Na niedobór witaminy K są narażone też noworodki, które w pierwszych dniach po urodzeniu mają jeszcze słabo rozwiniętą własną florę jelitową. Z tego względu farmakologiczne preparaty witaminy K są podawane często noworodkom po urodzeniu, matkom przed porodem i chorym leczonym antybiotykami lub poddawanym zabiegom chirurgicznym.
Witaminę K zawierają produkty roślinne (w częściach zielonych) oraz niektóre oleje.
© Naukowe Koło Żywienia Człowieka. AM Gdynia
Autor: faftaq (sfd)
Komentarze do tego artykułu możesz zobaczyć na forum klikając -> TUTAJ
