1. Wprowadzenie-rys historyczny

Witaminami nazywa się grupę związków chemicznych, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu i muszą być człowiekowi dostar­czone, ponieważ nie są przez organizm syntetyzowane. Witaminy są potrzebne w bardzo małych ilościach - od kilku mikrogramów do kilkudziesięciu miligra­mów - i nie są ani materiałem budulcowym, ani energetycznym. Spełniają na ogół rolę katalizatorów biologicznych. Wchodzą w skład grup prostetycznych wielu enzymów, umożliwiając wiele różnych przemian biochemicznych, zachodzących w organizmie.

Nazwa witamina (amina potrzebna do życia) została wprowadzona przez pol­skiego uczonego Kazimierza Funka w 1912 r., a chociaż zastosowana do witami­ny B i (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.

Witaminy występują w bardzo małych ilościach w produktach spożywczych w postaci czynnej biologicznie lub w postaci związków, które organizm przekształca w witaminy. Substancje, które organizm przekształca w witaminy, nazwano prowitaminami. Witaminy są konieczne do normalnego przebiegu procesów życiowych. Niedobór ich wywołuje wiele ujemnych skutków zdrowotnych ,ale ich nadmiar albo nie przynosi żadnego pożytku, albo wywołuje wręcz ujemne następstwa. Długotrwały brak określonej witaminy lub zespołu witamin powoduje chorobę, zwaną awitaminozą .Podawanie nadmiernej ilości witamin może doprowadzić do hiperwitaminozy. Natomiast częściowy niedobór witamin w organizmie jest określany jako hipowitaminoza i ta występuje najczęściej.

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 są obie nazwy.

2. Podział

Z punktu widzenia chemicznego witaminy należą do różnych grup związków organicznych, a jedynie ich znaczenie dla organizmów żywych pozwala opisywać je pod wspólną nazwą. Z tego też powodu tradycyjnie witaminy dzieli się na

• rozpuszczalne w wodzie: witamina C (kwas askorbinowy), witamina B₁ (tiamina), witamina B₂ (ryboflawina), witamina B₃ (niacyna, witamina PP, kwas nikotynowy, amid kwasu, nikotynowego), witamina B₅ (kwas pantotenowy), witamina B₆ (pirydoksyna, pirydoksal, adermina), witamina B₇ (biotyna, witamina H), witamina B₉ / B₁₁ (kwas foliowy), witamina B₁₂ (cyjanokobalamina), witamina P (mieszanina pochodnych flawonoidowych np. hesperydyna rutyna).

• rozpuszczalne w tłuszczach: witamina A (retinol i jego pochodne), witamina D (cholekalcyterol i pochodne), witamina E (tokoferol), witamina K (fitochinon, menadion).

Podział ten jest istotny z co najmniej z dwóch powodów:

• czynniki zaburzające metabolizm tłuszczów w zakresie ich trawienia i wchłaniania będą zaburzały metabolizm witamin rozpuszczalnych w tłuszczach.

• witaminy rozpuszczalne w tłuszczach można stosunkowo łatwo przedawkować, gdyż kumulują się w tkankach bogatych w lipidy. Z kolei witaminy rozpuszczalne w wodzie (z wyjątkiem witaminy B₁₂) nie są magazynowane, ich nadmiar wydalany jest z moczem w ciałku nerkowym. W związku z tym, witaminy rozpuszczalne w wodzie, poza B₁₂, w odróżnieniu od rozpuszczalnych w tłuszczach, muszą być stale dostarczane do organizmu.

3. Charakterystyka witamin rozpuszczalnych w wodzie z grupy B

Witaminy tej grupy mają następujące właściwości: są dobrze rozpuszczalne w wodzie, zawierają azot, wchodzą w skład enzymów biorących udział w przemianie materii, prawie wszystkie występują w tych samych produktach.

3.1 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. Niedobór tiaminy wywołuje także zaburzenia przewodu pokarmowego i gospodarki wodnej. Wymienione zaburzenia objawiają się ogólnym osłabieniem , bólami głowy , brakiem łaknienia , zaparciami ,bolesnością mięśni , nerwobólami ,osłabieniem pamięci ,trudnościami w skupieniu zebraniu myśli. 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 B i są produkty zbożowe mięso i wędliny (szczególnie wieprzowe) oraz rośliny strączkowe - groch, fasola), pieczywo ciemne, razowe, kasze i niepolerowany ryż. Bogatym źródłem witaminy B₁\ są drożdże. W produktach zwierzęcych znaczne ilości . witaminy B₁ zawiera wątroba , serca , nerki i mięso, zwłaszcza wieprzowe

Zapotrzebowanie : Człowiek dorosły potrzebuje dziennie od 1,4 -2 ,0 mg wit. B₁ /norma zalecana/ Wartości te są zróżnicowane w zależności od wieku płci i uciążliwości wykonywanej pracy.

3.2 Witamina B₂ -ryboflawina.

Budowa chemiczna i działanie:

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 /bierze udział w biochemicznych przemianach siatkówki /. Przy niedoborze witaminy B₂ występuje światłowstręt, łzawienie, zmiany zapalne na języku i pękanie kącików warg (tzw. zajady), a także łojotok skóry.

Występowanie: Szczególnie bogate w witaminę B₂ jest mleko i jego przetwory. Stosunkowo znacznych ilości rybolflafiny dostarcza ciemne pieczywo, mięso, podroby i ryby, a także groch i fasola. Dobrym źódłem tej witaminy, podobnie jak i innych witamin z grupy B, są drożdże. Witamina B₂ jest szczególnie wrażliwa na światło (podobnie jak Wit. B₆ i kwas foliowy) i pod wpływem promieniowania nadfioletowego ulegaj rozkładowi. .Po paru godzinach w mleku wystawionym na działanie światła witamina może ulec nawet całkowitemu zniszczeniu. Natomiast witamina ta jest stosunkowo odporna na działanie podwyższonej temperatury.

Zapotrzebowanie: Norma zalecana dziennie 1,6 -2.8 ryboflafiny.

3.3 Witamina B_{3- /} PP.niacyna/

Budowa i znaczenie:

Formą czynną witaminy B₃ są dwa związki chemiczne tj. kwas nikotynowy i amid kwasu nikotynowego. Mają one następujący wzór chemiczny :

Związki te są znane od końca XIX w., lecz ustalenie zależności występowania choroby zwanej pelagrą od ich niedoboru w diecie wymagało żmudnych badań, które dały rezultat w naszym stuleciu. Pelagra objawiała się zmianami skórnymi /łuszczenie i owrzodzenie/ na języku, szyi, twarzy i rękach a także zaburzeniami układu trawiennego /biegunka / oraz zaburzeniami nerwowymi i psychicznymi.

Witamina B₃ bierze udział w przemianach energetycznych zachodzących w komórkach; ułatwia przechodzenie węglowodanów złożonych do glukozy ;uczestniczy w syntezie wielu hormonów ; obniża ciśnienie krwi oraz poziom cholesterolu i trójglicerydów we krwi. Jako preparat farmaceutyczny jest stosowana w chorobie niedokrwiennej serca.

Witamina PP wchodzi w skład licznych enzymów biorących udział w oddychaniu tkankowym Stosuje się ją przy odmrożeniach, wrzodziejącym zapaleniu jelit, zapaleniu jamy ustnej i schorzeniach skóry .

Występowanie : Duże ilości niacyny występują w wątrobie, mięsie ,drożdżach , grochu oraz ziemniakach. Trzeba dodać , że niacyna jest też syntetyzowana z aminokwasu tryptofanu. Więcej tryptofanu zawierą białka mięsa niż białka zbóż. Obecnie pelagra rozwija się rzadko ponieważ jest coraz większa świadomość racjonalnego żywienia w tym spożycie mięsa .

Niacyna jest odporna na dziabanie wysokiej temperatury ,na utlenianie i na działanie światła .

Zapotrzebowanie :Dorosły człowiek potrzebuje 18 -25 mg równoważników niacyny .

3.4 Witamina B_{6 -}pirydoksyna

Budowa i działanie:

Do grupy związków mających właściwościwitaminB₆ należą : pirydoksyna, pirydoksal i pirydoksamina co uwidaczniają wzór:

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.

Witamina B₆ jest także potrzebna do wytwarzania dwóch hormonów: adrenaliny i serotoniny, które wpływają na prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego. Niedobór wpływa na zwiększenie pobudliwości nerwowej, może też wywoływać stany epileptyczne, może mieć wpływ na zmiany w naczyniach krwionośnych sprzyjać rozwojowi miażdżycy. Brak pirydoksyny powoduje też występowanie niedokrwistości.

U ludzi nie stwierdzono ostrych niedoborów witaminy B₆, być może dlatego, że jest ona syntetyzowana przez florę bakteryjną w przewodzie pokarmowym człowieka. . 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 B₆ lub PP otrzymuje się przez podawanie kompleksu witamin grupy B, w tym także witaminy B₆.

Występowanie: Głównym źródłem witaminy B₆ są produkty zbożowe, ziemniaki i mięso oraz jego przetwory, a także rośliny strączkowe i mleko. Witamina B₆ jest wrażliwa na światło i dość łatwo ulega rozkładowi pod wpływem promieni nadfioletowych, a także w wypadku podwyższonej temperatury.

Zapotrzebowanie : 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.

3.5 Witamina B ₇ (biotyna ,witamina H)

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.

Niedobór witaminy H może wystąpić przy podawaniu niektórych antybiotyków i sulfamidów, które stosowane doustnie przez dłuższy czas hamują wzrost mikroflory jelitowej i tym samym mogą obniżać dostarczenie biotyny do organizmu . Spożywanie surowego białka jaja kurzego w dużych ilościach jest nie wskazane gdyż zawiera awidyę, która łączy się z biotyną i unieczynnia ją.

Występowanie: Biotyna występuje w wielu produktach spożywczych, zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych, Występuje -w mleku ,wątrobie , śledzionie , żółtku ,drożdżach ,oraz w niektórych warzywach jak groch kalafior ,szpinak .

Zapotrzebowanie: dzienne jest niewielkie i wynosi ok. 0,01 mg.

Biotyna jest odporna na działanie wysokiej temperatury ,kwasów i zasad .

3.6. Kwas pantotenowy - witamina 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.

Dzienne zapotrzebowanie od 5-10 mg.

3.7. Folacyna (foliany) Witamina B₉ / B ₁₁

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.

Kwas foliowy występuje tylko w formie syntetycznej. W żywności znajduje się folacyna (foliany). W z organizmie człowieka występują różne aktywne formy folianów. Biorą one udział w wielu procesach zachodzących w komórce. Do ważniejszych należy udział w tworzeniu kwasów nukleinowych .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. Kwas foliowy odpowiada za prawidłowy rozwój płodu. Niedobór ten jest szczególnie niebezpieczny w pierwszych tygodniach ciąży, bo może być przyczyną wad cewy nerwowej u noworodków.

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. Folacyna, a szczególnie jej wolna forma, jest związkiem nietrwałym i łatwo ulega rozkładowi pod wpływem działania tlenu, wysokiej temperatury i promieni słonecznych.

Zapotrzebowanie: Dzienna norma zalecana na folacynę u osób dorosłych wynosi od 0,27 do 0,34 mg. J 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. Zapobiega się temu poprzez propagowanie spożycia kwasu foliowego w ilości 0,4 mg dziennie przez kobiety w wieku rozrodczym.

3.8. Witamina B₁₂ (kobalamina) Budowa chemiczna i działanie:

Witamina B12 zawiera w swej cząsteczce kobalt, azot i fosfor, skąd pochodzi jej nazwa kobalamina.

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: Witamina B₁₂ jest wytwarzana wyłącznie przez drobnoustroje, głównie bakterie, znajdujące się w przewodzie pokarmowym.

Źródłem witaminy B₁₂ w pożywieniu są podroby, glównie wątroba wołowa, mięso (głównie wołowe), jaja, ryby oraz mleko.

Podawanie preparatów farmakologicznych witaminy B₁₂ jest na ogół połączone z podawaniem kwasu foliowego. Witamina B₁₂ jest odporna na działanie temperatury.

Zapotrzebowanie: Dorosła osoba potrzebuje dziennie ok. 3 mg witaminy B₁₂ (norma zalecana).

3.9. Witamina C (kwas askorbinowy).

Budowa chemiczna i działanie:

Bardzo ważną i znaną witaminą rozpuszczalną w wodzie jest witamina C. Występuje w postaci kwasu askorbinowego i kwasu dezyhydroaskorbinowego o wzorach .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). 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.

Występowanie: Głównym źródłem witaminy C są produkty roślinne, świeże owoce i warzywa. W produktach zwierzęcych jest jej bardzo mało. Żródłem wit. C są: owoce dzikiej róży, czarnej i czerwonej porzeczki, truskawki, poziomki. Natomiast warzywa bogate w witaminę C to: papryka czerwona i zielona, brukselka, szpinak, zielona pietruszka (nać), szczypiorek, kapusta.

Witamina C jest związkiem bardzo nie trwałym. Jest ona szczególnie wrażliwa na działanie takich czynników jak temperatura, powietrze, tlen, miedź, żelazo.

Zapotrzebowanie: Obecnie dzienną normę zalecaną określono na 70 mg dla dorosłego, zdrowego człowieka.

Literatura:

1. Biochemia, Harpera, wydanie III.

2. Zasady żywienia człowieka, H. Kunachowicz, H. Turlejska, Warszawa 2000r.

3. Podstawy żywienia człowieka, K. Flis, W. Konaszewska.

4. Wikepedia - witaminy.

Encyklopedia Powszechna PWN -1973 r.t.1

Wikipedia -Witaminy

K. Flis W. Konaszewska Podstawy żywienia człowieka 1986 r .

9

---