Витамины группы В — это класс водорастворимых витаминов , которые играют важную роль в клеточном метаболизме и синтезе эритроцитов . [1] [2] Они представляют собой химически разнообразный класс соединений. [1]
Пищевые добавки, содержащие все восемь, называются комплексом витаминов группы B. Отдельные витамины группы B обозначаются по номеру группы B или по химическому названию, например, B1 для тиамина , B2 для рибофлавина и B3 для ниацина , [ 1] [2], в то время как некоторые из них более известны по названию, чем по номеру, например, пантотеновая кислота (B5 ) , биотин (B7 ) и фолат (B9 ) . [1] Витамины группы B присутствуют в богатых белком продуктах, таких как рыба , птица , мясо , молочные продукты и яйца ; они также содержатся в листовых зеленых овощах , бобах и горохе . [1] Обогащенные продукты , такие как сухие завтраки , выпечка и детские смеси , могут содержать витамины группы B. [1]
Каждый витамин группы В является либо кофактором (обычно коферментом ) для ключевых метаболических процессов, либо предшественником, необходимым для их производства. [1] [2]
Витамин | Имя | Описание |
---|---|---|
Витамин В1 | Тиамин | Кофермент в катаболизме сахаров и аминокислот . |
Витамин В2 | Рибофлавин | Предшественник коферментов , называемых ФАД и ФМН , которые необходимы для реакций ферментов флавопротеинов , включая активацию других витаминов . |
Витамин В3 | Ниацин (никотиновая кислота) | Предшественник коферментов НАД и НАДФ , которые необходимы во многих метаболических процессах . |
Ниацинамид | ||
Никотинамид рибозид | ||
Витамин В5 | Пантотеновая кислота | Предшественник кофермента А , поэтому необходим для метаболизма многих молекул. |
Витамин В6 | Пиридоксин | Кофермент во многих ферментативных реакциях обмена веществ. |
Пиридоксаль | ||
Пиридоксамин | ||
Витамин В7 | Биотин | Кофермент ферментов карбоксилазы , необходимый для синтеза жирных кислот и глюконеогенеза . |
Витамин В9 | Фолиевая кислота | Предшественник, необходимый для создания, восстановления и метилирования ДНК; кофактор в различных реакциях; особенно важен для содействия быстрому делению и росту клеток , например, в младенчестве и во время беременности. |
Витамин В12 | Кобаламины | Обычно цианокобаламин или метилкобаламин в витаминных добавках. Кофермент, участвующий в метаболизме всех животных клеток, особенно влияющий на синтез и регуляцию ДНК, а также на метаболизм жирных кислот и метаболизм аминокислот . |
Примечание: Другие вещества, которые когда-то считались витаминами, получили номера B, но были дисквалифицированы, как только было обнаружено, что они либо вырабатываются организмом, либо не являются необходимыми для жизни. См. #Связанные соединения для номеров 4 , 8 , 10 , 11 и других.
Витамины группы В в изобилии содержатся в мясе, яйцах и молочных продуктах . [2] Обработанные углеводы, такие как сахар и белая мука, как правило, содержат меньше витаминов группы В, чем их необработанные аналоги. По этой причине во многих странах (включая США) витамины группы В, тиамин, рибофлавин, ниацин и фолиевую кислоту, обычно добавляют обратно в белую муку после обработки. На этикетках продуктов это называется « обогащенная мука ». Витамины группы В особенно сконцентрированы в мясе, таком как индейка, тунец и печень. [3]
Источниками витаминов группы В также являются шпинат , бобовые ( бобовые или фасоль), цельные зерна, спаржа , картофель, бананы, перец чили, сухие завтраки . [2] Витамин B12 не в изобилии содержится в растительных продуктах [4] (хотя он был обнаружен в умеренном количестве в ферментированных овощных продуктах, некоторых морских водорослях и некоторых грибах, при этом биодоступность витамина в этих случаях остается неопределенной), [5] что делает дефицит B12 законной проблемой для тех, кто придерживается веганской диеты. Производители растительных продуктов иногда сообщают о содержании B12 , что приводит к путанице относительно того, какие источники дают B12 . Путаница возникает из-за того, что стандартный метод Фармакопеи США (USP) для измерения содержания B12 не измеряет B12 напрямую . Вместо этого он измеряет реакцию бактерий на пищу. Химические варианты витамина B12, обнаруженные в растительных источниках, активны для бактерий, но не могут использоваться организмом человека. Это же явление может привести к значительному завышению содержания витамина B 12 и в других типах продуктов питания. [6]
Распространенным способом увеличения потребления витамина B является использование пищевых добавок . Витамины группы B обычно добавляются в энергетические напитки , многие из которых продаются с большим содержанием витаминов группы B. [7]
Поскольку они растворимы в воде, избыток витаминов группы В обычно легко выводится, хотя индивидуальное усвоение, использование и метаболизм могут различаться. [7] Пожилым людям и спортсменам может потребоваться дополнить потребление витаминов группы В 12 и других витаминов группы В из-за проблем с усвоением и повышенной потребности в выработке энергии. [ необходима медицинская ссылка ] В случаях серьезного дефицита витамины группы В, особенно В 12 , также могут вводиться путем инъекций для устранения дефицита. [8] [ ненадежный медицинский источник? ] Диабетикам как 1-го, так и 2-го типа также может быть рекомендовано дополнять прием тиамина на основании высокой распространенности низкой концентрации тиамина в плазме и повышенного клиренса тиамина, связанного с диабетом. [9] Кроме того, дефицит фолиевой кислоты на ранних стадиях развития эмбриона был связан с дефектами нервной трубки . Таким образом, женщинам, планирующим забеременеть, обычно рекомендуется увеличить ежедневное потребление фолиевой кислоты с пищей или принимать добавки. [10]
Витамин | Имя | Структура | Молекулярная функция |
---|---|---|---|
Витамин В1 | Тиамин | ![]() | Тиамин играет центральную роль в высвобождении энергии из углеводов. Он участвует в производстве РНК и ДНК , а также в нервной функции. Его активная форма — кофермент, называемый тиаминпирофосфатом (ТФП), который участвует в превращении пирувата в ацетилкофермент А в метаболизме. [11] |
Витамин В2 | Рибофлавин | ![]() | Рибофлавин участвует в высвобождении энергии в цепи переноса электронов , цикле лимонной кислоты , а также в катаболизме жирных кислот ( бета-окисление ). [12] |
Витамин В3 | Ниацин | ![]() | Ниацин состоит из двух структур: никотиновой кислоты и никотинамида . Существуют две коферментные формы ниацина: никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Оба играют важную роль в реакциях переноса энергии в метаболизме глюкозы, жира и алкоголя. [13] НАД переносит водороды и их электроны во время метаболических реакций, включая путь от цикла лимонной кислоты до цепи переноса электронов. НАДФ является коферментом в синтезе липидов и нуклеиновых кислот. [14] |
Витамин В5 | Пантотеновая кислота | ![]() | Пантотеновая кислота участвует в окислении жирных кислот и углеводов. Коэнзим А, который может быть синтезирован из пантотеновой кислоты, участвует в синтезе аминокислот, жирных кислот, кетоновых тел , холестерина , [15] [ нужен лучший источник ] фосфолипидов, стероидных гормонов, нейротрансмиттеров (таких как ацетилхолин ) и антител . [16] |
Витамин В6 | Пиридоксин , пиридоксаль , пиридоксамин | ![]() | Активная форма пиридоксаль-5'-фосфата (ПЛП) (изображена) служит кофактором во многих ферментативных реакциях, в основном в метаболизме аминокислот, включая биосинтез нейротрансмиттеров . [17] |
Витамин В7 | Биотин | ![]() | Биотин играет ключевую роль в метаболизме липидов, белков и углеводов. Это критический кофермент четырех карбоксилаз: ацетил-КоА-карбоксилазы, которая участвует в синтезе жирных кислот из ацетата; пируват-КоА-карбоксилазы, которая участвует в глюконеогенезе; β-метилкротонил-КоА-карбоксилазы, которая участвует в метаболизме лейцина ; и пропионил-КоА-карбоксилазы, которая участвует в метаболизме энергии, аминокислот и холестерина. [18] [ требуется лучший источник ] |
Витамин В9 | Фолиевая кислота | ![]() | Фолат действует как кофермент в форме тетрагидрофолата (ТГФ), который участвует в переносе одноуглеродных единиц в метаболизме нуклеиновых кислот и аминокислот. ТГФ участвует в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, поэтому необходим для нормального деления клеток, особенно во время беременности и младенчества, которые являются периодами быстрого роста. Фолат также помогает в эритропоэзе , производстве красных кровяных телец . [19] |
Витамин В12 | Кобаламин | ![]() | Витамин B 12 участвует в клеточном метаболизме углеводов , белков и липидов. Он необходим для производства клеток крови в костном мозге, а также для нервных оболочек и белков. [20] [ необходим лучший источник ] Витамин B 12 функционирует как кофермент в промежуточном метаболизме для реакции метионинсинтазы с метилкобаламином и реакции метилмалонил-КоА-мутазы с аденозилкобаламином . [21] |
Справа представлена диаграмма некоторых основных витаминов группы B (2, 3, 5, 9 и 12) в качестве предшественников некоторых основных биохимических реагентов (FAD, NAD+, кофермент A и гем B соответственно). Подчеркивается структурное сходство между ними, что иллюстрирует природу предшественников многих витаминов группы B, а также показывает функциональность конечного продукта, используемого основными реакциями для поддержания жизни человека, животных или клеток.
FAD, NAD+ и кофермент A необходимы для катаболического высвобождения свободной энергии (dG) для питания активности клетки и более сложных форм жизни. Подробнее о том, как эти три основных биохимических реагента помогают поддерживать жизнь, читайте в статье о катаболизме .
Тетрагидрофолат является необходимым ко-реагентом для синтеза некоторых аминокислот, таких как глицин . Гем B — это макроциклическая молекула производного порфирина, которая удерживает атом железа на месте в гемоглобине , обеспечивая транспортировку кислорода через кровь.
Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Январь 2021 ) |
Несколько заболеваний, связанных с дефицитом витаминов, могут быть результатом недостатка витаминов группы В. [2] Дефицит других витаминов группы В приводит к симптомам, которые не являются частью какого-либо заболевания, связанного с дефицитом витаминов.
Витамин | Имя | Эффекты дефицита |
---|---|---|
Витамин В1 | Тиамин | Дефицит тиамина вызывает бери-бери . Симптомы этого заболевания нервной системы включают потерю веса, эмоциональные расстройства, энцефалопатию Вернике (нарушение сенсорного восприятия), слабость и боль в конечностях, периоды нерегулярного сердцебиения и отеки (опухоль тканей тела). В запущенных случаях может возникнуть сердечная недостаточность и смерть . Хронический дефицит тиамина также может вызвать алкогольный синдром Корсакова — необратимую деменцию , характеризующуюся амнезией и компенсаторной конфабуляцией . |
Витамин В2 | Рибофлавин | Дефицит рибофлавина может вызвать арибофлавиноз , который может привести к хейлозу (трещинам на губах), повышенной чувствительности к солнечному свету, ангулярному хейлиту , глосситу (воспалению языка), себорейному дерматиту или псевдосифилису ( особенно поражающему мошонку или большие половые губы и рот ), фарингит (боль в горле), гиперемии и отеку слизистой оболочки глотки и полости рта . |
Витамин В3 | Ниацин | Дефицит ниацина , наряду с дефицитом триптофана , вызывает пеллагру . Симптомы включают агрессию, дерматит , бессонницу , слабость , спутанность сознания и диарею . В запущенных случаях пеллагра может привести к слабоумию и смерти (3(+1) D: дерматит, диарея, слабоумие и смерть). |
Витамин В5 | Пантотеновая кислота | Дефицит пантотеновой кислоты может привести к появлению угрей и парестезии , хотя это встречается редко. |
Витамин В6 | Пиридоксин , пиридоксаль , пиридоксамин | Дефицит витамина B6 вызывает высыпания, похожие на себорейный дерматит, покраснение глаз и неврологические симптомы (например, эпилепсию ). |
Витамин В7 | Биотин | Дефицит биотина обычно не вызывает симптомов у взрослых, за исключением косметических проблем, таких как снижение роста волос и ногтей, но может привести к нарушению роста и неврологическим расстройствам у младенцев. Множественный дефицит карбоксилазы , врожденное нарушение метаболизма, может привести к дефициту биотина даже при нормальном потреблении биотина с пищей. |
Фолиевая кислота | Фолиевая кислота | Дефицит фолиевой кислоты приводит к макроцитарной анемии и повышенному уровню гомоцистеина . Дефицит у беременных женщин может привести к врожденным дефектам, в частности дефектам нервной трубки , таким как spina bifida и анэнцефалия . |
Витамин В12 | Кобаламины | Дефицит витамина B 12 приводит к макроцитарной анемии , повышенному уровню метилмалоновой кислоты и гомоцистеина , периферической невропатии , потере чувств, изменению подвижности, потере памяти и другим когнитивным нарушениям. Чаще всего это происходит у пожилых людей, поскольку всасывание через кишечник снижается с возрастом; аутоиммунное заболевание пернициозная анемия является еще одной распространенной причиной. Это также может вызывать симптомы мании и психоза . При отсутствии лечения это может вызвать необратимое повреждение мозга и нервной системы — в редких крайних случаях может возникнуть паралич. |
Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Январь 2021 ) |
Поскольку водорастворимые витамины группы В выводятся с мочой, прием больших доз некоторых витаминов группы В обычно вызывает только временные побочные эффекты (единственным исключением является пиридоксин). Общие побочные эффекты могут включать беспокойство, тошноту и бессонницу. Эти побочные эффекты почти всегда вызваны пищевыми добавками, а не продуктами питания.
Витамин | Допустимый верхний уровень потребления (ВП) | Вредные эффекты |
---|---|---|
Витамин В1 | Нет [22] | Неизвестно о токсичности при пероральном приеме. Есть несколько сообщений об анафилаксии , вызванной инъекциями высоких доз тиамина в вену или мышцу. Однако дозы были больше, чем количество, которое человек может физически усвоить при пероральном приеме. [22] |
Витамин В2 | Нет [23] | Никаких доказательств токсичности на основе ограниченных исследований на людях и животных. Единственное доказательство неблагоприятных эффектов, связанных с рибофлавином, получено из исследований in vitro , показывающих образование активных форм кислорода ( свободных радикалов ), когда рибофлавин подвергался воздействию интенсивного видимого и ультрафиолетового света. [23] |
Витамин В3 | Допустимая доза в США = 35 мг в качестве пищевой добавки [24] | Прием 3000 мг/день никотинамида и 1500 мг/день никотиновой кислоты связан с тошнотой, рвотой и признаками и симптомами токсичности печени. Другие эффекты могут включать непереносимость глюкозы и (обратимые) глазные эффекты. Кроме того, форма никотиновой кислоты может вызывать сосудорасширяющие эффекты, также известные как приливы , включая покраснение кожи, часто сопровождающееся зудом, покалыванием или легким жжением, которое также часто сопровождается зудом , головными болями и повышенным внутричерепным кровотоком, а иногда и болью. [24] Врачи назначают рекомендуемые дозы до 2000 мг в день ниацина в форматах с немедленным или медленным высвобождением для снижения уровня триглицеридов в плазме и холестерина липипротеинов низкой плотности. [25] |
Витамин В5 | Никто | Токсичность неизвестна. |
Витамин В6 | UL США = 100 мг/день; UL ЕС = 25 мг/день | Более подробную информацию см. в разделе Синдром мегавитамина B 6 . |
Витамин В7 | Никто | Токсичность неизвестна. |
Фолиевая кислота | 1 мг/день [26] | Маскирует дефицит витамина B12 , который может привести к необратимым неврологическим нарушениям. [26] |
Витамин В12 | Не установлено [27] | Поражения кожи и позвоночника. Сыпь, похожая на угревую сыпь (причинно-следственная связь окончательно не установлена). [27] [28] |
Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Январь 2021 ) |
Витамин | Имя | Первооткрыватель | Дата | Примечания |
---|---|---|---|---|
Витамин В1 | Тиамин | Уметаро Сузуки | 1910 | Не удалось добиться известности. |
Казимир Функ | 1912 | |||
Витамин В2 | Рибофлавин | Д.Т. Смит и Э.Г. Хендрик | 1926 | Макс Тишлер изобрел методы его синтеза . |
Витамин В3 | Ниацин | Конрад Эльвехьем | 1937 | |
Витамин В5 | Пантотеновая кислота | Роджер Дж. Уильямс | 1933 | |
Витамин В6 | Пиридоксин и т.д. | Пол Дьёрдь | 1934 | |
Витамин В7 | Биотин | Исследования, проведенные несколькими независимыми группами в начале 1900-х годов; заслуги в открытии включают Маргарет Аверил Боас (1927), [29] Пола Дьёрди (1939, как Витамин H), [30] и Дина Берка . [31] | ||
Витамин В9 | Фолиевая кислота | Люси Уиллс | 1933 | |
Витамин В12 | Кобаламины | Пять человек были удостоены Нобелевской премии за прямые и косвенные исследования витамина B12 : Джордж Уиппл , Джордж Майнот и Уильям Мерфи (1934), Александр Р. Тодд (1957) и Дороти Ходжкин (1964). [32] |
Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Январь 2021 ) |
Многие из следующих веществ были названы витаминами, поскольку когда-то они считались витаминами. Они больше не считаются таковыми, и присвоенные им номера теперь образуют «пробелы» в истинном ряду витаминов комплекса B, описанном выше (например, нет витамина B 4 ). Некоторые из них, хотя и не являются необходимыми для человека, необходимы в рационе других организмов; другие не имеют известной пищевой ценности и могут быть даже токсичными при определенных условиях.