При гипервитаминозе наблюдается разнообразная симптоматика: так, для гипервитаминоза витамина Е характерны сначала тошнота, вялость, а затем при потреблении дозы более 1 грамма в день возрастает риск кровотечений. При гипервитаминозе витамина А развиваются поражения печени, а для беременных высокие дозы этого витамина угрожают тератогенным действием[4].
Водорастворимые витамины существенно отличаются от жирорастворимых своим строением и не способны накапливаться в организме. При избыточном потреблении они выводятся с биологическими жидкостями. Водорастворимые витамины включают в себя витамины группы В и витамин С. С него, пожалуй, и начнем знакомство.
Витамин С был открыт в 1928 году венгерским биохимиком Альбертом Сент-Дьёрдьи. Жизнь этого человека достойна экранизации: достаточно здесь сказать, что его близкие родственники – доктора – не разрешили юноше поступать на медицинский факультет, посчитав его интеллектуальные способности недостаточными.
Выбрав научную, а не лечебную стезю, Сент-Дьёрдьи в 1926 году так разочаровывается в своих изысканиях, что решает бросить исследования и начать все с чистого листа.
Но к счастью, его приглашает к себе в Кембридж влиятельный биохимик Фредерик Хопкинс (тот самый, который спустя несколько лет совместно с Христианом Эйкманом получит Нобелевскую премию!). Он дает возможность Сент-Дьёрдьи продолжить исследования. Так вера в молодого ученого помогла человечеству обрести формулу витамина С, которая соответствует аскорбиновой кислоте.
Витамин С ежедневно необходимо человеку, приматам и морским свинкам, поскольку у этих биологических видов отсутствует фермент L-гулонолактон-оксидаза, катализирующий последнюю стадию превращения глюкозы в аскорбиновую кислоту.
Человечество остановилось в одном шаге от самостоятельного синтеза витамина С – и, к сожалению, мы должны получать его с пищей.
Из хороших новостей: он медленно разрушается в воде, так что свежевыжатый сок цитрусовых вполне богат витамином С. Но, если вы надеетесь получить ежедневную порцию аскорбиновой кислоты из компота из черной смородины – увы! – витамин быстро разрушается при термической обработке.
Витамин С очень широко представлен во фруктах и ягодах – и не только цитрусовых, но и в киви, ананасах, клубнике, малине, черной смородине, крыжовнике, персиках и абрикосах. Из овощей и зелени организм также охотно доберет норму этого витамина, например из цветной капусты, брокколи, шпината, моркови и петрушки. Из приятного – даже темный шоколад содержит небольшое количество этого витамина!
А биологическая роль витамина С очень существенна. Он известен как антиоксидант, а также выступает стабилизатором многих ферментативных систем (особенно для оксидоредуктаз, но об этом – в следующих главах). Например, аскорбиновая кислота участвует в синтезе желчных кислот и коллагена.
К счастью, для того чтобы набрать дневную дозу витамина С, не приходится совершать подвиги Геракла – в день нам нужно в среднем 90 миллиграммов (или 0,09 грамма), что с запасом содержится, например, в 1 болгарском перце или в щедрой горсти черной смородины. Главное – съесть это все сырым, поскольку вы уже знаете о термической нестабильности витамина С.
Переходим теперь к обширной группе витаминов – витаминам группы В. На сегодняшний день известны витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В3 (ниацин), В5 (пантотеновая кислота), В6 (пиридоксин), В7 (биотин), В9 (фолиевая кислота) и В12 (кобаламин).
Нетрудно заметить, что витамины В4, В8, В10 и В11 куда-то подевались. И правда, сначала вещества с такими названиями были занесены в список витаминов. Это холин, инозит, пара-аминобензойная кислота и L-карнитин соответственно.
С течением времени и в связи с более глубокими исследованиями этих веществ их пришлось исключить из списка истинных витаминов, поскольку они не удовлетворяли главному требованию. Они не были низкомолекулярными биорегуляторами, необходимыми лишь в небольших количествах для нормальной жизнедеятельности организма, которые человек должен получать с пищей (или превращать неактивные формы в активные под действием внешних факторов).
Кратко рассмотрим каждый из витаминов этой группы B.
Витамин В1 (тиамин) помогает функционировать многим ферментам группы карбоксилаз. Эти ферменты контролируют некоторые базовые реакции метаболизма, например синтез ацетилкофермента А – важнейшей молекулы, участвующей во многих биологических процессах. Дефицит витамина В1 помимо болезни «бери-бери» способен вызывать синдром Вернике-Корсакова, который был прекрасно отражен в одном из первых сезонов сериала «Доктор Хаус». Пациентка с поврежденной рукой не имела собственных воспоминаний и сочиняла истории о получении травмы каждый раз по-новому, ориентируясь на яркие детали пространства, окружающие ее. Это следствие тяжелого дефицита витамина В1 из-за бедного рациона. Доктор Хаус назначает своей пациентке не только нужный витамин, но и предлагает съесть торт – как символ окончания изнуряющих диет.
Витамин В2 (рибофлавин) был описан как желтый пигмент молока, и часто используется как безопасный краситель E101 в пищевой промышленности.
Этот витамин необходим для работы целой группы ферментов – флавопротеинов, отвечающих за метаболические процессы в митохондриях.
Витамин B3 (ниацин, раньше он назывался витамин PP) имеет тривиальное название никотиновая кислота и был синтезирован еще во второй половине XIX века, при этом тогда химики даже не догадывались о его биологической роли! А зря, ведь дефицит этого витамина вызывает тяжелую болезнь пеллагру, также известную как болезнь трех Д – диарея, дерматит, деменция.
Пеллагрой страдали многие заключенные лагерей НКВД в 30‑е годы XX века из-за скудного рациона, и выдающийся советский ученый Лев Зильбер предложил тогда в качестве лекарства отвар ягеля, который как раз был богат никотиновой кислотой.
Тяжелые последствия дефицита витамина В3 вполне понятны, если учесть, что это вещество задействовано более чем в 150 биологических процессах, связанных с дыханием и энергообменом. Для такого важного вещества организм предусмотрел резервный путь: в условиях грубого дефицита мы можем синтезировать В3 из аминокислоты триптофана, правда, с безобразно маленькой эффективностью (1 мг ниацина из 60 мг триптофана).
«Попасть» в дефицит В3 здоровому человеку очень трудно, если только не питаться по бестриптофановой диете, например только кукурузой или сорго (или это лагерь НКВД 30–40‑х годов XX века).
Витамин В5 имеет также название пантотеновая кислота – дословно «вездесущая», поскольку присутствует она буквально в любой порции пищи из-за своей метаболической роли. Более того, кишечная микрофлора способна самостоятельно синтезировать В5, так что дефицит этого витамина бывает очень редко.
Почему же пантотеновая кислота – везде и всюду? Она входит в состав одной из самых важных молекул для нашего метаболизма – кофермента А. Он задействован в самых базовых процессах, направленных на поддержание жизнедеятельности каждой клетки. Ну а раз этот кофермент А такой важный и распространенный, то и дефицит В5 при адекватной диете практически невозможен.
Витамин В6, который может существовать в виде пиридоксина, пиридоксаля и даже пиридоксамина (а в организме трансформироваться в активные фосфорилированные формы), необходим для метаболизма аминокислот и жирных кислот, он участвует в работе так называемых пиридоксалевых ферментов.
У здоровых людей большая часть витамина В6 синтезируется кишечной микрофлорой. Однако иногда дефициты все-таки случаются. Например, при лечении туберкулеза некоторые лекарства крепко связываются с витамином В6, «выводя его из игры». Наблюдаемая клиническая картина дефицита может соответствовать даже пеллагре (о ней мы говорили выше). Хорошо, что врачи-химиотерапевты знают эту особенность и учитывают ее при подборе лечения, назначают дополнительные дозы витаминов.
Витамин В7 (он же биотин, он же витамин H) помогает в работе многим ферментам, в том числе ответственным за реакции базового метаболизма. Как и витамин В1, биотин необходим для работы некоторых карбоксилаз. Яркий пример – фермент пируваткарбоксилаза, задействованный в метаболическом цикле Креббса. Не вдаваясь в биологические подробности, скажем лишь, что без цикла Креббса ни одна клетка не выживет. Несмотря на то что на бытовом уровне биотин заслужил признание как витамин для красоты волос, его роль в организме все-таки шире. В организме синтез биотина осуществляется кишечной микрофлорой, при том что суточная потребность взрослого человека в биотине очень скромная – всего 0,25 тысячных грамма. Но иногда дефицит биотина действительно случается! Описаны случаи такого дефицита у пациентов, увлекавшихся сырыми яйцами. Все дело в том, что в яйцах содержится вещество авидин, образующее сверхпрочные связи с биотином и выводящее его таким образом «из игры». Не будем тут занудствовать о том, что употребление сырых яиц грозит и другими «приключениями», например сальмонеллезом ☺
Витамин В9, или, как его еще называют, фолиевая кислота, известен многим как главный витамин всех беременных, хоть открыт он был на цыплятах как антианемическое средство и как ростовой факт у бактерий. Фолиевая кислота стимулирует кроветворные функции организма. В виде тетрагидрофолиевой кислоты и ее производных участвует в синтезе компонентов ДНК и некоторых аминокислот (серина, метионина, гистидина).
Именно фолиевая кислота особенно нужна всем быстроделящимся клеткам, в том числе клеткам эмбриона. Об этом свидетельствует и двукратный рост потребности беременной женщины в фолиевой кислоте. Так, здоровые взрослые должны получать в сутки 200 мкг, в то время как беременные с неотягощенным акушерским анамнезом нуждаются в дозе 400–600 мкг.