Витамины — низкомолекулярные органические соединения различной химической природы: водо- и жирорастворимые. Они характеризуются высокой биологической активностью, так как способны вызвать биохимический эффект в минимальных концентрациях (мг, мкг) [5].

Витамины и витаминоподобные вещества играют важную биологическую роль в организме человека: участвуют в обмене веществ и регуляции физиологических функций. К примеру, водорастворимые витамины являются коферментами. Жирорастворимые витамины участвуют в контроле состояния биологических мембран, регуляции экспрессии генов, в некоторых случаях являются коферментами или простетическими группами. Однако сами по себе витамины и витаминоподобные вещества не выполняют пластическую и энергетическую функции. Неспецифическое действие данных веществ выражается в повышении трудоспособности и резистентности организма.

Большинство витаминов и витаминоподобных веществ не синтезируются в организме, в связи с этим основным источником их поступления в организм является пища (10-100 мг/100 г продукта) [6]. Таким образом, витамины относят к незаменимым (эссенциальным) соединениям.

Однако существует ряд витаминов и витаминоподобных веществ, которые синтезируются в организме здорового человека в достаточном количестве и только во время некоторых заболеваний или патологических состояний появляется потребность в их экзогенном потреблении. Известно о биосинтезе в организме человека следующих витаминов и витаминоподобных соединений: В11 (L-карнитин) [1], В5 (пантотеновая кислота) [5], Q10 (убихинон) [2], N (липоевая кислота) [3], В4 (холин) [3], В9 (фолиевая кислота) [10] , D3 [7]. В связи с этим становится интересным изучение органов, тканей, клеток и ультраструктур, обеспечивающих синтез данных веществ и создание модели физиологической системы биосинтеза витаминов и витаминоподобных веществ.

Цель исследования: на основе теоретического анализа научных источников описать модель физиологической системы биосинтеза витаминов и витаминоподобных веществ в организме здорового человека.

Печень – основной белок-синтезирующий орган человеческого организма. Зарубежные исследователи обнаружили в клетках гепатоцитов наличие фермента гамма-бутиробетаингидроксилазы (диоксигеназы). Данный фермент катализирует реакцию синтеза L-карнитина из гамма-бутиробетаина. Далее активность данного фермента была обнаружена в почках. Синтезированный в печени и почках L-карнитин, с током крови транспортируется в другие ткани и органы для выполнения своих функций (например: транспорт одноцепочечных жирных кислот в митохондриальный матрикс) [9].

Микрофлора кишечника – является главным поставщиком эндогенных витаминов в организме человека. На сегодняшний день ведутся исследования о роли других форм микрофлоры организма человека (дыхательной, кожной, уро-генитального тракта) на биосинтез витаминов.

Биосинтез витаминов кишечными бактериями и грибами обусловлен тем, что отдельные группы витаминов являются важнейшими метаболитами этих микроорганизмов. Они синтезируются микроорганизмами, накапливаются в их клетках, а при их гибели выходят в просвет кишки, после чего могут всасываться в кровь. Большинство кишечных бактерий осуществляет биосинтез витаминов группы В: В5 (пантотеновой кислоты), В9 (фолиевой кислоты) [5]. Однако неизвестно, сколько именно синтезируют тех или иных витаминов кишечные бактерии и как изменяется биосинтетический потенциал бактерий при изменении рациона питания и на фоне применения антибактериальных препаратов. Лысиков Ю. А. с соавторами в статье «Витамины и здоровье» приводят примеры бактерий, которые способны синтезировать один или несколько видов витаминов (таблица 1) [6].

Рис.1. Биосинтез витаминов бактериями

Делая вывод по приведенной таблице, мы можем сказать, что у ряда видов бактерий наблюдаются биохимические свойства синтеза витаминов и витаминоподобных веществ. Среди этих видов мы можем видеть и представителей нормальной микрофлоры кишечника человека (E.coli, P. vulgaris, лактобактерии, бациллы). Таким образом, микрофлора кишечника является важным звеном витамин-синтетической системы

Кожа человека так же входит в состав системы биосинтеза витаминов и витаминоподобных веществ. Это связано с тем, что в эпидермисе кожи протекают основные реакции биосинтеза витамина D3. Его предшественник 7-дегидрохолестерол в плазматической мембране базальных и супрабазальных кератиноцитов и дермальных фибробластов под действием ультрафиолетовых лучей преобразуется в холекальциферол (витамин D3). Синтезируемый в коже витамин D3 высвобождается от мембраны и поступает в системный кровоток, связанный с витамин D-связывающим белком (DBP) [4].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что на современном этапе развития научного знания доказано, что некоторые витамины и витаминоподобные соединения способны синтезироваться в организме здорового человека. Выделены отельные органы и ткани, обеспечивающие этот процесс.

Рис.2 Структура витамин-синтетической системы человека

В первую очередь к данным органам относится печень, так как именно печень является вместилищем большинства биохимических, белок-синтетических процессов нашего организма. Наряду с печенью важным элементом витамин-синтетической системы является кожа, именно эпидермис обеспечивает наш организм важнейшим для обмена кальция витамином D3. Особое место в данной системе стоит отвести микрофлоре кишечника, так как, по неподтвержденным данным, бактерии, заселяющие наш кишечник способны синтезировать практически все витамины, кроме витамина С (не существует данных о возможности его биосинтеза).