Витаминно-минеральные комплексы в современной клинической практике

Гороховская Г.Н., Зимаева Ю.О., Петина М.М.

Термин «витамин» происходит от латинского «vita» - жизнь. Роль витаминов в жизнедеятельности организма чрезвычайно велика. Ко второй половине XIX века было известно, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Считалось, что если в пищу человека входят определенные количества всех этих питательных веществ, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер [10]. Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность представлений о биологической полноценности пищи. В 1842 году Бадд заявил, что причиной некоторых болезней является недостаточное питание. Его концепция резко противоречила взглядам, устоявшимся в XIX веке. В своей монографии он писал: «Существуют три различные формы болезней, которые являются следствием недостаточного питания. Первая и наиболее известная из них - цинга; проявлением второй формы является образование язв на роговице; третья форма наиболее часто проявляется в повышенной гибкости костей и рахите» [1].

Важный шаг на пути к открытию витаминов был сделан русским ученым Н.И. Луниным (1853-1937). В 1890 го­ду он проводил эксперимент, который заключался в кормлении мышей пищей, содержащей в очищенном рационе все известные к тому времени необходимые пищевые вещества - белки, жиры, углеводы и минеральные соли. Однако большинство мышей через некоторое время погибло. Только две мыши, получавшие исключительно молоко, оставались здоровыми в течение 2 месяцев (до конца эксперимента). Н.И. Лунин пришел к заключению, что здоровая натуральная пища содержит, помимо указанных компонентов, какие-то, еще неизвестные науке, жизненно необходимые вещества. Ученый утверждал, что исследования, посвященные роли этих компонентов в рационе, представляют огромный интерес для науки. Стала очевидной необходимость присутствия в рационе иных питательных компонентов, помимо протеина, углеводов, жиров и минеральных солей. Только в 1911 году польский ученый Казимир Фук выделил из рисовых отрубей кристаллическое вещество, которое при добавлении в ничтожно малых количествах к корму больных бери-бери голубей излечивало их. В самих рисовых зернах это вещество отсутствовало. При химическом анализе К. Фук обнаружил в его составе азот, поэтому выделенное вещество было названо исследователем витамином, то есть «жизненным амином» [2]. Первая половина ХХ века ознаменовалась открытием всех известных к настоящему времени витаминов. Оказалось, что витамины являются гетерогенной группой органических веществ, причем некоторые не содержат азота, т.е. не являются аминами. Однако концепция витаминов осталась неизменной: витамины - это органические компоненты, требуемые в малом количестве большинству живых организмов для нормального роста и жизнедеятельности и выполняющие специфические физиологические функции. В настоящее время известно около 20 различных витаминов, установлена их химическая структура; это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путем переработки продуктов, в которых они содержатся в готовом виде, но и искусственно, путем их химического синтеза.

Организм человека не синтезирует витамины или синтезирует в недостаточном количестве (например, никотиновую кислоту) и должен обязательно получать их с пищей. Витамины обладают высокой биологической активностью. В отличие от других незаменимых пищевых веществ витамины участвуют в обмене веществ как катализаторы и регуляторы отдельных биохимических и физиологических процессов.

Принято различать водорастворимые и жирорастворимые витамины. К водорастворимым относятся аскорбиновая кислота (витамин С) и витамины группы В - тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), пи­ри­доксин (витамин В6), витамин В12 (цианокобаламин), ниацин (витамин РР), фолацин (фолиевая кислота), пантотеновая кислота и биотин. К группе жирорастворимых витаминов относятся витамины А, D, E, К. Они поступают в организм в составе жиросодержащих продуктов, для их всасывания также необходимо присутствие жира [3].

Наряду с витаминами, необходимость которых для человека и животных бесспорна, в пище присутствуют вещества, дефицит которых не приводит к ярко выраженным проявлениям, однако они также обладают определенной биологической активностью. Эти вещества могут быть причислены к витаминоподобным соединениям. К ним обычно относят биофлавоноиды, холин, инозит, карнитин, липоевую, оротовую, пангамовую и парааминобензойную кислоты.

Некоторые аналоги и производные витаминов являются антивитаминами. Проникая в клетки, эти вещества вступают в конкурентные отношения с витаминами. Заняв место витамина в структуре фермента, соответствующий антивитамин не может выполнить его функцию вследствие различий в строении, в связи с чем развиваются явления витаминной недостаточности. Некоторые антивитамины обладают антибактериальной, а также канцеростатической активностью. Напри­мер, сульфаниламидные препараты являются антагонистами парааминобензойной кислоты, которая необходима для роста микроорганизмов. Антагонисты фолиевой кислоты аминоптерин и аметоптерин (метотрексат) находят применение в лечении злокачественных новообразований [4].

Потребность в витаминах зависит как от состояния организма (внутренние факторы), так и от влияния окружающей среды (внешние факторы). При этом существенное влияние оказывают возраст человека, характер и интенсивность труда. Потребность в витаминах значительно возрастает при беременности и кормлении грудью, существенно увеличивается в условиях Севера, при работе в горячих цехах, под землей, при сильном нервно-психическом напряжении. Так, лицам вредных профессий рекомендуется дополнительный прием витаминов в связи с их повышенным расходом под действием вредных факторов производства.

Недостаточное поступление того или иного витамина с пищей ведет к его дефициту в организме и развитию соответствующей болезни витаминной недостаточности, в основе которой лежат нарушения от данного витамина биохимических, чаще всего ферментативных, процессов [9].

Различают две степени витаминной недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз. Под авитаминозом по­нимают глубокий дефицит того или иного витамина с раз­вернутой картиной болезненного состояния недостаточности: при дефиците витамина С - цинга, витамина D - рахит, витамина В1 - болезнь бери-бери, витамина РР - пеллагра, витамина В12 - пернициозная анемия. К гиповитаминозам относят состояния умеренного дефицита со стертыми неспецифическими проявлениями, такими как потеря аппетита, быстрая утомляемость, раздражительность, и отдельными микросимптомами: кро­воточивость десен, гнойничковые заболевания кожи, шелушение и сухость кожи, ломкость волос и т.д. В этих случаях биохимические тесты, такие как определенные концентрации витаминов, активности витаминозависимых ферментов, уже выявляют дефицит того или иного витамина, однако развернутая клиниче­ская картина его недостаточности еще отсутствует. На­ряду с дефицитом одного витамина часто встречаются полигиповитаминозы, при которых организм испытывает недостаток нескольких витаминов. Однако и в этих условиях недостаточность одного из витаминов, как пра­вило, является ведущей, а остальные - сопутствующими. Основная причина гипо- и авитаминозов - недостаточное поступление витаминов с пищей. В таких случаях гипо- и авитаминозы называют первичными, или экзогенными. Наряду с этим дефицит витаминов может возникать при достаточном их поступлении с пищевыми продуктами. В данном случае недостаточность развивается вследствие нарушения их утилизации в организме или при резком повышении потребности в витаминах. Такие гипо- и авитаминозы называют вторичными, или эн­догенными. Особую группу подобных состояний составляют врожденные, генетически обусловленные нарушения обмена и функций витаминов. Прием ряда витаминов в дозах, существенно превышающих физиологическую потребность, может давать нежелательные побочные эффекты, а в ряде случаев вести к серьезным патологическим расстройствам - гипервитаминозу [11].

Наиболее часто встречаются дефицит витаминов С, А, недостаточное потребление витаминов В1, В2, фолиевой кислоты и витамина В6. Недостаточное потребление витаминов, даже не приводящее к выраженным клиническим проявлениям авитаминозов, отрицательно сказывается на здоровье человека: ухудшает самочувствие, снижает работоспособность, сопротивляемость простудным инфекционным заболеваниям, усиливает отрицательное воздействие на организм вредных условий труда и внешней среды, усугубляет течение болезней, препятствует их успешному лечению, что приводит к увеличению потерь рабочего времени и непроизводительных расходов по оплате временной нетрудоспособности.

Недостаточное потребление аскорбиновой кислоты коррелирует с частотой высокого уровня холестерина в крови (гиперхолестеринемия) и ишемической болезнью сердца, гипертонической болезнью.

Дефицит витамина А и каротиноидов, а также некоторых витаминов группы В служит фактором, предрас­полагающим к развитию ряда злокачественных новообразований. Недостаточная обеспеченность витаминами беременных и кормящих женщин, потребность которых в этих пищевых веществах существенно повышена, наносит большой ущерб здоровью матери и ребенка, может являться причиной врожденных уродств, гипотрофии, недоношенности, нарушений физического и умственного развития детей. Длитель­ное недостаточное потребление витаминов в детском и юношеском возрасте отрицательно сказывается на показателях общего физического развития, выносливости, препятствует формированию здорового организма, способствует постепенному развитию обменных нарушений и хронических заболеваний. Наконец, недостаточное потребление витаминов служит фактором, предрасполагающим к алкоголизму и усиливающим разрушающее действие алкоголя на здоровье и психику человека. Гиповитаминозный статус, характерный для большого числа здоровых людей, значительно усугубляется при различных заболеваниях. Гиповитаминоз отягощает течение основного заболевания, затрудняет и снижает эффективность терапевтических мероприятий, осложняет исход хирургических вмешательств и течение послеоперационного периода. В связи с этим лечение практически любого заболевания должно включать коррекцию имеющегося или возможного витаминного дефицита путем включения в комплексную терапию поливитаминных препаратов.

Важными элементами, которые участвуют в разнообразных биологических процессах, множестве физиологических и биохимических реакций, являются минеральные вещества. Из 92 природных элементов 81 обнаружен в организме человека. Все элементы поступают в организм человека из внешней среды. 36 элементов имеют клиническое значение для состояния организма человека, при этом 15 их них являются «эссенциальными» - снижение их содержания в организме или отсутствие сопровождается характерной клинической картиной [12].

Современные витаминно-минеральные комплексы содержат необходимое количество витаминов, минералов и антиоксидантов, чтобы в полной мере обеспечить организм питательными веществами. Формулы этих комплексов всегда содержат полный набор витаминов и минералов, необходимых организму, а также ферменты, способствующие лучшему усваиванию питательных веществ. Развитие гипо- и авитаминоза можно предотвратить, периодически принимая витамины и минералы. Витаминно-минеральные комплексы могут быть узкого, «направленного» действия, используемые для коррекции недостатка определенного витамина или микроэлемента. Также существуют витаминные комплексы, содержащие витамины и минералы из расчета потребности «среднего взрослого человека» в полезных веществах. Есть комплексы, которые учитывают возраст (витамины для детей, витамины для пожилых), состояние здоровья (витамины для беременных, витамины для страдающих диабетом), особенности образа жизни (витамины для тех, кто занимается спортом или испытывает повышенные физические нагрузки). Разумеется, такие комплексы тоже имеют разные составы.

Известно, что витаминам присущи такие виды лекарственных взаимодействий, как фармацевтическое, фармакокинетическое, фармакодинамическое.

Фармацевтическое действие - результат физико-химических реакций витаминов между собой. К примеру, тиамина гидрохлорид (витамин В1) окисляется под действием рибофлавина (витамин В2), превращаясь в тиохром с образованием хлорофлавина. Оба они могут выпадать в осадок. Взаимодействие между ними усиливается под действием никотинамида, который, в свою очередь, существенно усиливает взаимодействие между цианокобаламином и тиамином. Нико­тинамид утраивает растворимость фолиевой кислоты и рибофлавина. Аскорбиновая кислота восстанавливает фолиевую кислоту, которая является незаменимым кофактором. Для выполнения своей функции фолиевая кислота должна находиться в восстановленной тетрагидрофолатной форме, и это состояние обеспечивается и поддерживается в присутствии аскорбиновой кислоты. Рибофлавин усиливает аэробное разрушение аскорбиновой кислоты, которая в растворе уменьшает период полураспада тиамина [5,13,14].

Химическое взаимодействие витаминов более выражено в жидких лекарственных формах, чем в твердых. Накоплено большое количество научных данных об отрицательном и положительном взаимодействии витаминов и минералов при усвоении в желудочно-ки­шечном тракте и реализации физиологических функций во внутренней среде организма. Даже незначительное количество ионов таких элементов, как железо, кобальт, медь, магний, никель, свинец, кадмий, оказывает каталитическое воздействие на окислительное разрушение многих витаминов.

Взаимоотношения между элементами складываются непросто: часть из них конкурирует с другими на путях всасывания, некоторые находятся в антагонистических отношениях на уровне рецепторов. Конкуренция за мишень может приводить и к синергизму, и к антагонизму по конечному результату физиологического эффекта [15].

Витамин С защищает от разрушения свободными радикалами витамин Е и b-каротин. Витамин C является протектором редуктазы фолиевой кислоты, участвует в распределении и накоплении железа. Антиоксидантное действие витамина Е потенцируется при сочетании с аскорбиновой кислотой, ретинолом, флавоноидами. Метаболизм витамина Е тесно связан с селеном. Действие этих антиоксидантов синергично. Витамин В1 обладает С-витаминсберегающей функцией и создает более благоприятные условия для использования витамина С ферментными системами организма. Рибофла­вин необходим для превращения триптофана в никотиновую кислоту и пиридоксин. Биотин является синергистом витаминов В2, В6, А, никотиновой кислоты. Клас­сическим примером является взаимодействие кальция и витамина D3 [6].

Примером антагонизма микронутриентов во внутренней среде является витамин В12, который может усилить аллергические реакции, вызванные витамином В1. Витамин С, особенно в присутствии железа, меди, витамина В1, может окислять витамин В12 и превращать его в бесполезные или антагонистические аналоги. Одним из негативных действий этих аналогов является разрушение «внутреннего фактора» IF [7,16]. Таким образом, витамин В12 необходимо принимать отдельно от витамина С, желательно принимать витамин С в разное время с железом, медью и витамином В1. При раздельном приеме (в составе разных таблеток) максимумы концентраций в крови этих антагонистов достигаются в разное время, что обеспечивает снижение вероятности развития отрицательных реакций. Так, кальций конкурирует за всасывание с медью, магнием, свинцом, железом; магний - с кальцием и свинцом; медь - с цинком, марганцем, кальцием, кадмием [18]. Фосфаты ухудшают всасывание кальция, магния, меди, свинца. Железо является антагонистом цинка, конкурирует за всасывание с кадмием, медью, свинцом, фосфатом, цинком. Из перечисленных веществ, которые могут уменьшать всасывание железа, особое внимание обращает на себя ион кальция. Это связано с тем, что он обладает высокой биологической активностью, входит в значительном количестве в основные продукты питания и, как правило, присутствует в одной мультивитаминной таблетке с железом. Прежде всего необходимо сказать, что клеточные механизмы всасывания, то есть поступления ионов железа и кальция из просвета кишечника в ток крови через энтероциты кишечника, различны. Многочисленные исследования показали, что в этом процессе участвуют различные клеточные транспортеры [Hoenderop J. et al., 2005]. Кроме того, имеются данные о том, что кальций уменьшает поступление в организм как гемового [Hallberg, 1991], так и негемового железа. Все вместе указывает на то, что кальций может влиять на биодоступность железа, оказывая ингибирующее влияние либо на его транспорт в желудочно-кишечном тракте, либо на связывание с рецепторами, расположенными на апикальной мембране эритроцитов [17]. Экспериментальные данные показали, что прием кальция и железа с интервалом 4 часа исключает эффект ингибирования [Gleeprup A. et al., 1993]. Поми­мо этого, во время приема препарата железа стоит воздержаться от употребления любых продуктов, содержащих кальций. В данном случае удобно применять витаминно-минеральные комплексы, которые заранее предусматривают раздельное употребление железа и кальция.

Однако чаще, выполняя свою биологическую функцию во внутренней среде, витамины и минералы не конкурируют, а действуют согласованно. Самые известные примеры положительного взаимодействия во внутренней среде - восстановление витамином С окисленной формы витамина Е и поддержание кальция и фосфора витамином D.

На основании всех вышеперечисленных данных встает вопрос о целесообразности одновременного приема всех необходимых элементов в одной таблетке. Разделение суточной дозы необходимых организму элементов на несколько таблеток, их прием в течение суток с соблюдением временного интервала позволит избежать нежелательного взаимодействия и усилить благоприятные эффекты. Кроме того, в витаминно-минеральных комплексах содержатся суточные нормы потребления всех витаминов и большинства минералов, но при этом вещества-антагонисты разнесены по разным таблеткам, а синергисты объединены в одной. Последовательный прием таблеток с интервалом 4-6 часов гарантирует, что антагонисты «не встретятся», а синергисты «не разлучатся». В настоящее время как врачи, так и пациенты отдают предпочтение витаминным комплексам, которые преобладают на фармацевтическом рынке. Существующая тенденция производства поливитаминных и витаминно-мине­ральных комплексов оправдана, с одной стороны, улучшением качества жизни пациента, с другой стороны, возможностью комплексного воздействия на различные ступени метаболизма [8].

Как уже отмечалось, в настоящее время накоплено достаточное количество информации, позволяющей достоверно утверждать, что существует ряд синергических взаимодействий витаминов и макроэлементов, без учета которых невозможно создать эффективные при лечении отдельных патологий витаминно-минеральные комплексы. Понимание механизмов этого взаимодействия позволяет практическому врачу в условиях большого количества присутствующих на современном фармацевтическом рынке препаратов наиболее рационально выбрать витаминно-минеральный комплекс для профилактики и/или лечения определенного патологического состояния. Правильный выбор препарата, его дозировка, влияние пищи на биодоступность компонентов, длительность применения, хронофармакологические аспекты, возможность одновременного применения с другими лекарственными средствами - предмет серьезных размышлений специалиста перед началом витаминотерапии, которая является достаточно сильным инструментом не только в обеспечении жизнедеятельности больного, но и в улучшении качества жизни здорового человека.