Witaminy są zróżnicowaną grupą drobnocząsteczkowych związków niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Większość z nich nie jest syntetyzowana w organizmie ludzkim, dlatego witaminy lub ich prekursory (prowitaminyprowitaminaprowitaminy) muszą być dostarczane wraz z pożywieniem. Zarówno ich niedobór (hipowitaminozahipowitaminozahipowitaminoza), jak i nadmiar (hiperwitaminozahiperwitaminozahiperwitaminoza) jest szkodliwy dla zdrowia. Według podstawowej klasyfikacji witaminy dzieli się na rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K) oraz w wodzie (B, C).

Pełniąc funkcję koenzymów, witaminy biorą udział w metabolizmie węglowodanów, białek i tłuszczów oraz w gospodarce mineralnej organizmu.

Enzymy to katalizatory, czyli substancje, które przyspieszają reakcje chemiczne zachodzące w komórkach. Są związkami organicznymi przeważnie należącymi do białek (choć również niektóre cząsteczki RNA mają właściwości katalityczne). Cechą charakterystyczną enzymów jest specyficzność w stosunku do substratu i typu katalizowanej reakcji.

Część białkowa enzymu, określana jako apoenzymapoenzymapoenzym, do specyficznego wiązania się z substratem wymaga zazwyczaj obecności jednostek niebiałkowych, tzw. kofaktorówkofaktorkofaktorów (np. jonów nieorganicznych, koenzymówkoenzymkoenzymów). Aktywne katalitycznie białko połączone z kofaktorem nazywa się holoenzymemholoenzymholoenzymem.

Niektóre kofaktory tworzą tzw. grupy prostetycznegrupa prostetycznagrupy prostetyczne. Są one silnie związane z białkiem poprzez wiązania kowalencyjne lub koordynacyjne i podczas reakcji enzymatycznej nie odłączają się od białka. Natomiast koenzymy są luźno związane z białkiem za pomocą wiązania niekowalencyjnego. Ich cechą charakterystyczną jest to, że podczas reakcji mogą się łączyć z różnymi cząsteczkami enzymu lub od nich odłączać. Koenzymami są m.in. witaminy.

Kompleks witamin B obejmuje witaminy: BIndeks dolny 1₁ (tiaminę), BIndeks dolny 2₂ (ryboflawinę), BIndeks dolny 3₃ (niacynę), BIndeks dolny 5₅ (kwas pantotenowy), BIndeks dolny 6₆ (pirydoksynę), BIndeks dolny 7₇ (biotynę), BIndeks dolny 9₉ i BIndeks dolny 11₁₁ (kwas foliowy – grupa związków chemicznych różnych form kwasu foliowego) oraz witaminę BIndeks dolny 12₁₂ (kobalaminę). Związki te są niezbędne w wielu procesach biochemicznych. Ich niedobór m.in. wywołuje podrażnienia skóry, zmniejsza odporność na stres i prowadzi do zaburzeń metabolizmu.

• Tiamina (witamina BIndeks dolny 1₁) jest kofaktorem karboksylazy, uczestniczącej w przemianach węglowodanów do aldehydu octowego i dwutlenku węgla.

• Ryboflawina (witamina BIndeks dolny 2₂) to prekursor dinukleotydu flawinoadeninowego (FAD) oraz mononukleotydu flawinowego (FMN), będących koenzymami oksydoreduktaz.

• Niacyna (witamina BIndeks dolny 3₃) stanowi składnik formy utlenionej dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADIndeks górny +⁺) i estru fosforanowego dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADPIndeks górny +⁺), uczestniczących w metabolizmie węglowodanów, syntezie i modyfikacji cholesterolu oraz metabolizmie związków azotowych.

• Kwas pantotenowy (witamina BIndeks dolny 5₅) jest składnikiem koenzymu A – nośnika grup acylowych podczas cyklu kwasu cytrynowego.

Witaminy BIndeks dolny 6₆, BIndeks dolny 7₇ i BIndeks dolny 9₉ są kofaktorami enzymów biorących udział w przemianach aminokwasów.

• Witamina BIndeks dolny 6₆ uczestniczy w wydłużaniu łańcuchów kwasów tłuszczowych oraz produkcji hormonów (serotoniny, adrenaliny).

• Witamina BIndeks dolny 7₇ bierze udział w syntezie tłuszczu i glikogenu.

• Witamina BIndeks dolny 9₉, podobnie jak witamina BIndeks dolny 12₁₂, uczestniczy w metabolizmie kwasów nukleinowych.

Witamina C (kwas askorbinowy) jest powszechnie kojarzona z dobroczynnym wpływem na odporność oraz aktywnością antyoksydacyjną.

Kwas askorbinowy jest pochodną sacharydów. Wykazuje silne działanie redukujące, które umożliwia utrzymanie aktywności katalitycznej enzymów zawierających jony metali w centrum aktywnym. Witamina C uczestniczy przede wszystkim w syntezie kolagenu, jako kofaktor hydroksylazy prolinowej oraz hydroksylazy lizynowej. Dzięki obecności sąsiadujących ze sobą grup hydroksylowej i karbonylowej jest donorem wodoru lub elektronów wykorzystywanych podczas hydroksylacji prokolagenu w kolagen. Niedobór witaminy C często występuje u palaczy (dym tytoniowy ogranicza jej przyswajanie), u których w konsekwencji pojawiają się zmarszczki mimiczne. Nie jest natomiast znany toksyczny wpływ zbyt dużej podaży witaminy C. W przypadku przyjęcia nadmiernych ilości tej substancji organizm zaprzestaje jej wchłaniania z układu pokarmowego i wydala ją z moczem w postaci kwasu moczowego i szczawianów. Z tego względu prowadzi się badania wpływu dużych dawek witaminy C na ryzyko wystąpienia kamicy nerkowej.

R1TyT3bjhgya2

Grafika przedstawia działanie witaminy K w mineralizacji tkanki kostnej i zapobieganiu kalcyfikacji naczyń. Na górze schematu znajduje się napis witamina K w żółtej ramce. Od napisu odchodzą dwie strzałki. Pierwsza z nich prowadzi do napisu wapń. Pod nim znajduje się opis: wiązanie jonów wapnia z białkiem MGP. Od napisu odchodzi kolejna strzałka, która wskazuje na tekst ,,Zahamowanie kalcyfikacji naczyń krwionośnych. Strzałka po prawej prowadzi od napisu witamina K do napisu osteokalcyna. Od niego w dół skierowana jest strzałka na napis wapń oraz opis przyłączanie wapnia do kości. Od tego napisu w dół prowadzi kolejna strzałka, wskazując na napis mineralizacja kości.

Witamina K dostarczana jest do organizmu z produktami sojowymi oraz pochodzenia zwierzęcego. Bierze udział m.in. w syntezie białek kości (np. osteokalcyny – białka transportującego do kości jony wapnia: CaIndeks górny 2+²⁺) oraz czynników krzepnięcia krwi (II, VII, IX i X).  Rola tego związku polega na potranslacyjnej obróbce białek. Witamina K jest m.in. kofaktorem dla enzymu γgamma‑karboksylazy, katalizującego reakcję karboksylacji kwasu glutaminowego do kwasu γgamma‑karboksyglutaminowego. Proces ten jest niezbędny do syntetyzowania czynników krzepnięcia krwi, a następnie przekształcenia protrombiny (czynnika II) w trombinę. Z kolei trombina umożliwia powstanie fibryny − białka tworzącego rusztowanie skrzepu i dzięki temu tamującego krwotoki. Ponadto witamina K zmniejsza ryzyko zwapnienia naczyń krwionośnych poprzez udział w karboksylacji tzw. białka MGP, co umożliwia jego wiązanie się z jonami CaIndeks górny 2+²⁺. Zapobiega to odkładaniu się wapnia i fosforu w ścianie naczyń krwionośnych, a w rezultacie pozwala zachować ich prawidłową średnicę.

Słownik