Журнал «Вокруг Света» №12 за 2009 год

Катализаторы здоровья

Мы привыкли считать свежие овощи главным источником витаминов. На самом деле многие витамины в них вовсе отсутствуют или содержатся в незначительном количестве. Фото: SPL/EAST NEWS

Что мы знаем о витаминах, кроме того что они очень полезны? Почему в качестве их источника врачи рекомендуют использовать специальные аптечные препараты? Ведь стоят они недешево, да и сами витамины в них, по убеждению многих, синтетические. Не лучше ли вместо них есть фрукты и сырые овощи? И где между этими противоречивыми мнениями лежит золотая середина?

То, что в традиционной еде помимо белков, жиров и углеводов содержатся еще какие-то жизненно необходимые вещества, исследователи знали давно. Еще в 1880 году русский ученый Николай Лунин попытался вырастить мышей на «воссозданном» молоке — эмульсии, содержащей молочный белок, жир, сахар-лактозу и соли в тех концентрациях, в каких все эти вещества содержатся в натуральном продукте. Питавшиеся этой смесью мышата не росли, чахли, отказывались от еды и в конце концов умирали, в то время как их сверстники, получавшие натуральное молоко, развивались нормально.

Несколькими десятилетиями раньше такой результат, вероятно, сочли бы доводом в пользу витализма, утверждающего присутствие «жизненной силы» в натуральном продукте и отсутствие его в смеси химически очищенных индивидуальных веществ. Но к концу XIX века такие взгляды были уже не в моде в мире науки, и Лунин выдвинул другую гипотезу: в натуральном молоке содержится какое-то вещество или вещества, концентрация которых слишком мала, чтобы их можно было обнаружить химическим анализом, но которые абсолютно необходимы для нормального развития организма. Однако доказать свою догадку он не мог: тогда методы аналитической химии были слишком грубы и малочувствительны для такой задачи. Не мог Лунин и объяснить, почему эти вещества могут быть так важны для нормальной работы организма. И хотя в последующие годы разные ученые неоднократно сталкивались с этим эффектом, гипотеза об «особых веществах жизни» не пользовалась особой популярностью в физиологии и медицине.

Квинтэссенция рисовой шелухи

Положение не изменилось даже после того, как голландец Христиан Эйкман опубликовал свои исследования болезни бери-бери. Эта болезнь, поражающая самые разные системы организма (среди ее характерных проявлений — сердечная недостаточность, потеря чувствительности, параличи конечностей, психические расстройства и т. д.), свирепствовала в ту пору во многих странах Восточной и Юго-Восточной Азии, в том числе и в Голландской Индии (нынешней Индонезии), в столице которой Эйкман служил тюремным врачом. Он заметил, что симптомы, сходные с признаками бери-бери, часто проявляются у кур, обитающих в тюремном дворе. Единственным источником корма для этих птиц были отходы тюремной кухни — в основном рис. За пределами тюрьмы куры ничем похожим не болели.

Любознательный врач стал расспрашивать коллег из других тюрем и вскоре выяснил странную картину: в образцовых тюрьмах, где заключенных кормили как положено очищенным (шлифованным) рисом, заболеваемость берибери была в 300 раз выше, чем там, где начальство из экономии скармливало узникам рис, недоочищенный от шелухи. Эйкман настоял на том, чтобы заболевших кормили нешлифованным рисом, и это их действительно спасало.

В 1896 году Эйкман послал статью в один из голландских научных журналов, где описал свои наблюдения, предположив, что процедура очистки каким-то образом делает рис токсичным. В тот момент статья осталась практически незамеченной (в то время причины массовых заболеваний было принято связывать с микроорганизмами), но несколько лет спустя она попалась на глаза польскому физиологу Казимиру Функу и очень заинтересовала его. Поставив соответствующие опыты на голубях, Функ подтвердил открытые Эйкманом факты, но не согласился с их объяснением. Он предположил, что очистка не придает рису ядовитость, а, наоборот, лишает его какого-то содержащегося в шелухе вещества, и задался целью его выделить. К тому времени химия уже шагнула вперед, и в 1911 году Функ держал в руках чистые кристаллы некоего органического соединения. Добавление ничтожных доз его к шлифованному рису предотвращало развитие у голубей симптомов, сходных с бери-бери, и исцеляло уже заболевших птиц.

Функ даже попытался определить химическое строение этого вещества. Полностью сделать это ему не удалось, но он установил, что в состав спасительной молекулы входит аминогруппа (-NH2). Это и дало ему основание назвать выделенное им соединение витамином, то есть «амином жизни». С легкой руки Функа витаминами стали называть все вещества, играющие подобную роль в организме, тем более что в 1920—1930-х годах их начали открывать и идентифицировать одно за другим. Довольно быстро выяснилось, что химическая природа их абсолютно разная и далеко не все из них содержат аминогруппы, но «незаконное» название уже прижилось. Вещество же, открытое Функом, сегодня известно нам как витамин В1, или тиамин.

Скромные, но незаменимые

Сегодня к витаминам относят около двух десятков различных веществ. Около — потому что четких и однозначных критериев отнесения того или иного вещества к витаминам нет. Обычно причисление того или иного соединения к витаминам основано на трех признаках:

[?] это вещество необходимо для нормальной работы человеческого организма;

• оно нужно в очень малых количествах;

• сам организм не может его вырабатывать, а должен получать его с пищей.

Последние два критерия довольно растяжимы и, во всяком случае, неоднозначны. «Малые количества» могут различаться в десятки тысяч раз: оптимальная суточная доза одних витаминов измеряется микрограммами, а других — десятками миллиграммов. Невозможность синтеза витаминов в самом организме тоже нуждается в оговорках: например, витамин D успешно синтезируется в наших тканях (в основном в коже) под действием ультрафиолетового излучения. Уже знакомый нам витамин В1 синтезируется нашими «квартирантами» — бактериями кишечника (благодаря чему некоторые подопечные Эйкмана оставались здоровыми и на диете из шлифованного риса). Однако количество производимого внутри нас тиамина сильно различается у разных людей и в разных условиях и в большинстве случаев не дотягивает до оптимального уровня. Наконец, почти все витамины могут подвергаться в организме ограниченным модификациям. Многие из них, кстати, поступают в него в виде так называемых предшественников или провитаминов — близких по строению веществ, которые уже в тканях доводятся до кондиции специальными ферментами. В свете всего этого последний критерий надо понимать так: витамин — это вещество, которое организм не может производить в необходимых количествах без помощи тех или иных внешних факторов.

Обычно витамины делят на две большие группы: жирорастворимые (A, D, E и K) и водорастворимые (все остальные). Большого химического смысла это деление не имеет (каждая из групп объединяет очень разнородные вещества), но физиологически оно оправдано, так как отражает различия в поведении этих веществ в нашем теле. В частности, жирорастворимые витамины могут запасаться в значительных количествах в жировой ткани, что и позволяет человеку, хорошо загоревшему во время отпуска, весь год потом не думать о дефиците витамина D. А вот «наесться впрок» водорастворимых витаминов невозможно: они нигде не запасаются, и любые их количества быстро выводятся из организма.

Кристаллы никотинамида — одной из форм витамина РР. Дефицит этого вещества в организме вызывает пел лагру — заболевание, проявляющееся в форме трех «Д»: дерматита, диареи и депрессии. Фото: SPL/EAST NEWS

Функции витаминов в нашем теле почти столь же разнообразны, как и их химическая природа. Самая популярная среди них биохимическая роль — коферменты. Так называют небольшие органические молекулы небелковой природы, связывающиеся с ферментами и служащие им активным центром (или его частью). Без кофермента соответствующий фермент просто не может выполнять свои функции, что и объясняет, каким образом ничтожное его количество оказывается жизненно необходимым для всего организма. Именно такова роль в организме витаминов группы В.

В роли коферментов выступают и другие витамины: например РР (никотиновая кислота) — кофермент для целого ряда окислительно-восстановительных реакций, витамин К — кофермент микросомальных ферментов печени, доводящих до ума кровяные белки, обеспечивающие реакцию свертывания.

Однако это не единственная «профессия» витаминов. Например, витамин Е (токоферол) защищает от окисления жиры, входящие в состав клеточных мембран, принимая на себя удар активных форм кислорода. Всем известная аскорбиновая кислота (витамин С) — тоже антиоксидант, но на него возложена деликатная функция: возвращать в рабочее состояние окислившиеся ионы металлов, также входящие в состав активных центров многих ферментов. Витамин D (кальцитриол) — основа гормона, регулирующего всасывание в кишечнике кальция и фосфат-иона. Наконец, витамин А (ретинол), связываясь с белком опсином, превращает его в зрительный пигмент родопсин — ту самую молекулу, которая в светочувствительных клетках сетчатки захватывает фотон, приводя в действие весь молекулярный механизм зрения. Понятно, почему нехватка витамина А проявляется снижением чувствительности зрения и прежде всего неспособностью видеть при слабом освещении («куриной слепотой»). Впрочем, как и у большинства витаминов, это не единственная функция ретинола: он входит в состав клеточных мембран, каким-то образом участвует в регуляции роста и репродуктивной функции и т. д. Это не уникальная особенность именно витаминов: эволюция вообще любит использовать одни и те же низкомолекулярные «детали» в самых разных ролях и для самых разных целей.

Труднее понять, почему та же самая эволюция поставила нас в зависимость от импорта именно этого набора веществ. В нашем организме постоянно присутствует бессчетное множество относительно простых соединений, служащих коферментами, гормонами, пигментами и т. п. Абсолютное большинство их синтезируется самим организмом. Например, кальциферол по своему строению принадлежит к группе стероидов. Эти вещества широко представлены в нашем теле, многие из них играют роль гормонов, и все они успешно производятся из более простых и массовых веществ (хотя и весьма многоступенчато) или одни из других. Все, кроме кальциферола, которому для этого необходим ультрафиолет.

Можно даже сказать, что неспособность синтезировать тот или иной витамин — это общевидовая генетическая болезнь человечества. Впрочем, неспособность синтезировать витамин С характерна и для всего отряда приматов (в то время как, например, мыши и крысы легко синтезируют аскорбиновую кислоту из обычной глюкозы, и для них она не является витамином). А способности к синтезу витамина А лишены вообще все позвоночные.

Трудно сказать, случайно ли закрепились эти генетические дефекты, или же гены, управлявшие синтезом этих соединений, понадобились эволюции для чего-то другого. Но уж коли так сложилось, витамины должны бесперебойно поступать в организм с пищей. Откуда же нам их брать в нужных количествах?

Из ненадежных источников

Большинство образованных людей видят главный источник витаминов в свежих овощах и фруктах. Впрочем, в большинстве случаев слово «овощи» — не более чем дань привычному словосочетанию: овощи вообще занимают довольно скромное место в пищевом рационе, а в сыром виде их употребляют и вовсе редко, причем, как правило, в сезон — примерно с середины лета до середины осени. Исключение составляют разве что продвинутые приверженцы здорового образа жизни, питающиеся сырыми овощами (причем порой довольно непривычными — сырой свеклой или проростками фасоли) круглый год. Но они настолько немногочисленны, что на статистике потребления их выбор практически не сказывается.

Подавляющее же большинство тех, чей рацион не слишком ограничен финансовыми возможностями, больше налегают на фрукты. Обычно современный человек вынужден ограничивать себя в пищевых удовольствиях, но свежие фрукты — одно из редких исключений. Употребляя их, едок уверен: он не только не наносит никакого ущерба своему здоровью, но, наоборот, поддерживает в своем теле необходимый уровень витаминов.

Христиан Эйкман (1858—1930) — голландский бактериолог, врач, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине. Открыл факт витаминной недостаточности как источника ряда заболеваний. Фото: SPL/EAST NEWS

Что свежие фрукты, безусловно, вкусны, а вреда от них никакого не будет (если только нет аллергии именно на этот фрукт) — это бесспорно. Но вот надеяться на них как на основной источник витаминов не стоит. Строго говоря, из сочных частей растений вообще можно извлечь лишь очень ограниченный круг витаминов: прежде всего С, а также А, В9 (фолиевую кислоту) и в меньших дозах некоторые другие. Остальные витамины нужно брать откуда-то еще: D — из животных жиров, яиц и молочных продуктов, Е — из растительных масел, витамины группы В — из цельных круп, муки грубого помола, дрожжей и т. д.

Но даже те витамины, которые мы действительно получаем в основном из растительной пищи, содержатся в нужном количестве далеко не в любых фруктах. В яблоках, безусловно, есть витамин С, но всего два миллиграмма на 100 граммов сока. Вряд ли даже самый большой любитель яблок готов ежедневно выпивать по три литра яблочного сока или съедать соответствующее количество самих фруктов, чтобы обеспечить суточную потребность в аскорбиновой кислоте. Витамина А (точнее, его предшественника — каротина) много в моркови, облепихе, плодах шиповника, некоторых сортах тыквы.

Фолиевой кислоты больше всего в листовых овощах (салат, шпинат и т. д.), а также в капусте, луке и некоторых других. Много ли всего этого съедают в сыром виде даже обеспеченные российские граждане?

В то же время традиционная кухня народов Севера — чукчей, эскимосов и других — вообще не знала растительных продуктов (как, впрочем, и молочных). Все необходимые витамины эти народы получали с животной пищей. Дело в том, что наиболее богатый и сбалансированный источник почти всех витаминов — ткани животных, особенно печень и некоторые другие внутренние органы. Недаром у многих охотничьих народов (а позднее и у профессиональных охотников-промысловиков) было принято поедать печень только что убитого зверя прямо на месте — сырой, «дымящейся». Закуска из сырого мяса или рыбы, строганина, и по сей день в чести на огромной территории от Кольского полуострова до Сахалина, причем не только у коренного населения, но и у местных русских. А многие традиционно скотоводческие народы на разных континентах регулярно употребляют свежую кровь животных — в смеси с молоком или в чистом виде.

Трудно, конечно, предполагать, что современный горожанин включит такие блюда в свой рацион. Помимо всего прочего, не следует забывать, что народы, регулярно употреблявшие в пищу сырые рыбу, мясо и внутренности, расплачивались за это чуть ли не стопроцентной зараженностью различными гельминтами. Тепловая обработка, конечно, легко устраняет эту угрозу, но она же сильно снижает содержание витаминов в продуктах.

Впрочем, представление о том, что варка или запекание разрушает все витамины, тоже не вполне соответствует действительности. Жирорастворимые витамины, например, довольно устойчивы к нагреву, а водорастворимые страдают от него в разной степени. Как мы уже знаем, источником витамина В1 может служить печеный хлеб или вареный рис: хотя тиамин частично и разрушается при нагреве, в готовом продукте его остается все же достаточно. В то же время всего несколько минут кипячения любого продукта уничтожает практически весь содержавшийся в нем витамин С: именно способность легко окисляться, благодаря которой аскорбиновая кислота и выполняет свои функции в организме, обрекает ее на неустойчивость в горячих растворах. Как бы то ни было, жареная печенка или пирожок с ливером уже не содержат того витаминного богатства, которым отличается продукт в сыром виде.

В отличие от северных охотников или пустынных скотоводов мы не можем надеяться получить все необходимые витамины из какого-то одного продукта или даже класса продуктов. Нам приходится решать эту проблему иными способами.

Коварная пропорция

Нельзя сказать, чтобы в нашей стране эти решения были успешными. Выборочные массовые обследования различных категорий населения, регулярно проводимые лабораторией витаминов и минеральных веществ Института питания РАМН, дают одну и ту же картину: уровень витаминов в крови у абсолютного большинства жителей России устойчиво снижен по отношению к оптимальному. Витаминная недостаточность была обнаружена у тюменских нефтяников и оренбургских газовиков, у кузбасских шахтеров, химиков и металлургов, у работников Норильского горно-металлургического комбината (знаменитого, помимо всего прочего, своим подсобным тепличным хозяйством, которое круглый год снабжает горняков и металлургов свежими овощами), ставропольских механизаторов, учащихся марийских ПТУ, сибирских речников и работников Московского метрополитена. Особенно часто в дефиците оказывался витамин С, причем этот эффект почти не зависел от времени года. Так, обследование рабочих знаменитого «Уралмаша» в Екатеринбурге выявило дефицит аскорбиновой кислоты у всех обследованных, хотя происходило в конце лета (дело явно было не в том, что нужные продукты отсутствовали или были не по карману). Следом в рейтинге дефицита идут каротин и витамины группы В — в разных регионах и социально-профессиональных группах нехватка этих веществ обнаруживалась у 40—80% обследованных. Особенно поразили ученых результаты обследования беременных женщин в Йошкар-Оле: у 77% участниц эксперимента содержание фолиевой кислоты в крови было ниже нормы, хотя известно, что именно этот витамин критически важен для правильного протекания беременности и нормального развития плода.

Тут следует сделать оговорку: речь, конечно, не идет о классических авитаминозах. Даже у тех рабочих «Уралмаша», в крови которых содержание аскорбиновой кислоты составляло всего 10—20% от нормы, не выпадали зубы, не кровоточили десны, мышцы рук и ног не были испещрены кровоизлияниями, то есть никто из них не болел цингой. Состояние большинства обследованных медики определяют как гиповитаминоз — неполная насыщенность организма витаминами. При гиповитаминозе именно витамины оказываются сдерживающим фактором, «узким местом» тех физиологических процессов, в которых они участвуют. Организм, будь у него такая возможность, поддерживал бы более высокую концентрацию тех или иных ферментов, но для них недостаточно коферментов; в сетчатке могло бы быть больше родопсина, но его синтез сдерживается дефицитом ретинола... Эти нехватки не так велики, чтобы полностью расстроить работу организма, как это происходит при настоящих клинических авитаминозах. Они всего лишь ограничивают его адаптивные возможности, что проявляется как снижение работоспособности, ослабление памяти или остроты зрения, расстройство сна, быстрая утомляемость и плохое общее самочувствие. Или вообще никак внешне не проявляется, но уменьшает способность организма к мобилизации «в случае чего» — травмы, инфекции и т. д.

Кристаллы витамина D3. Витамин D известен в трех формах, которые в организме легко превращаются друг в друга. Фото: SPL/EAST NEWS

Почему большинство населения России живет в состоянии хронического гиповитаминоза? Как уже говорилось, свежих овощей и фруктов мы едим мало, а тех, которые действительно богаты тем или иным витамином, еще меньше; покупаем муку только высшего сорта (то есть тщательно очищенную от примеси отрубей) и хлеб, испеченный из нее же... Однако руководитель лаборатории витаминов и минеральных веществ профессор Владимир Спиричев полагает, что даже если бы современный человек ел самые богатые витаминами продукты (причем в идеально сбалансированной пропорции), это не решило бы проблемы. Чтобы получить с пищей все необходимые витамины в нужном количестве, этой самой пищи нужно съесть много. Слишком много.

Человек, занятый физическим трудом, ежедневно тратит 5500—7000 килокалорий. Эти энергозатраты определяют то количество еды, которое ему требуется. Если его рацион построен правильно, то в нем действительно содержится необходимое количество всех витаминов.

Однако сегодня в развитых странах такие энергозатраты — удел разве что профессиональных спортсменов. Большинство взрослых людей тратит в разы меньше. Современный средний горожанин расходует примерно 2500 килокалорий в день. Поглощать при этом с едой в два-три раза больше килокалорий означает обречь себя на болезни похуже хронического гиповитаминоза. «Официальный рацион солдата дореволюционной российской армии включал 1300 граммов ржаного хлеба и фунт мяса ежедневно, — пишет Спиричев. — Кто сейчас может позволить себе без угрозы для здоровья подобные объемы пищи?» Но рацион, сбалансированный по калориям, неизбежно окажется дефицитным по витаминам — ведь организму офисного служащего их требуется практически столько же, сколько организму землекопа или лесоруба.

По мнению профессора, единственный выход — регулярный прием поливитаминных или витаминно-минеральных препаратов. «Витамины из аптеки» должны принимать все, всегда и везде, не делая никаких перерывов. В «сезон авитаминозов» (зимой и весной) можно и нужно принимать больше витаминов; при некоторых заболеваниях или специфических состояниях следует увеличивать дозу отдельных веществ (например, фолиевой кислоты при беременности). Но все это должно происходить на фоне постоянного употребления витаминных препаратов. «Витамины — это не лекарства. Лекарства человек принимает, когда он болен, чтобы выздороветь. Витамины человек должен получать постоянно, чтобы не заболеть», — говорит Владимир Спиричев.

С ним согласны далеко не все. «При полноценном, сбалансированном питании мы получаем с пищей все витамины в достаточном количестве», — можно прочесть и в школьном учебнике, и на популярном сайте, специально посвященном витаминам. Нередко можно слышать даже, что все, кто убеждает здоровых людей принимать витаминные препараты, просто обслуживают коммерческие интересы производителей этих препаратов.

А тем временем, согласно данным медицинских страховых компаний США и Англии, более 60% населения этих стран принимают те или иные витаминные препараты. Среди детей и беременных женщин доля принимающих витамины превышает 90%. Похоже, цивилизованный мир свой выбор уже сделал.

Борис Жуков