Składniki pokarmowe pełnią różne funkcje w organizmie: białka - budulcową, tłuszcze magazynują, a cukry są zapasem energetycznym. Są jednak jeszcze związki pełniące funkcje regulacyjne, a są to witaminy i sole mineralne.
Witaminy podzielić można na dwie grupy: rozpuszczalne w tłuszczach (witaminy: A, D, E, K) i rozpuszczalne w wodzie (pozostałe).
Witaminy z grupy A (A1 - retinol, i A2 - 3-dehydroretinol) syntetyzowane są z beta-karotenu w wątrobie. Mają one za zadanie utrzymywać ciągłość nabłonków i regulować syntezy mukopolisacharydów (śluzowielocukrów) tkanki chrzęstnej. Razem z opsyną współtworzą fotoaktywne barwniki wzrokowe: porfirynopsynę (wrażliwą na czerwień), jodopsynę (wrażliwą na zieleń) i cyjanopsynę (wrażliwą na błękity).
Skutki niedoborów objawiają się rogowaceniem i pękaniem nabłonków, kurzą ślepotą (zaburzeniami widzenia o zmierzchu i w czasie nocy), a u młodych - zablokowaniem wzrostu kości. Wynikiem niedoborów są też uszkodzenia mózgu i rdzenia kręgowego.
Hiperwitaminoza oznacza przede wszystkim marskość wątroby (gdzie witaminy z tej grupy są głównie przechowywane). Ponadto zaobserwowano pękanie lizosomów, niszczenie struktur błoniastych, a także pęcznienie mitochondriów w komórkach.
Witaminy te występują najczęściej w wątrobie (wieprzowej, wołowej), jajach (zwłaszcza w żółtku), tranie, rybach morskich, maśle, mleku i w częściach roślin (owoce, korzenie) o zabarwieniu żółtym lub pomarańczowym, czyli: dyni, kukurydzy, marchwi, pomidorach i brzoskwiniach, a także w olejach roślinnych.
Witaminy z grupy D (D2 - ergokalcyferol, i D3 - cholekalcyferol) to pochodne steroli (zwłaszcza cholesterolu). Ich synteza odbywa się w skórze pod wpływem promieni UV. Regulują one procesy wchłaniania wapnia i fosforu w jelitach oraz aktywują białka wiążące wapń (tzw. CaBP - Calcium Building Protein).
Niedobory tych witamin powodują u dzieci krzywicę (kości są zbyt "miękkie" by utrzymać ciężar ciała, w związku z czym ulegają deformacjom pod wpływem nacisku), a u dorosłych osteoporozę (zrzeszotnienie kości) i osteomalację (mięknienie kości). A jednak najpowszechniejszym objawem takich niedoborów wziąć pozostaje próchnica zębów.
Hiperwitaminoza może powodować kamice nerkowe i tzw. hiperkalcemię - nadmierne przyswajanie wapnia (co powoduje szybko postępujące twardnienie kości i tkanek łącznych).
Witaminy D występują powszechnie w jajach, maśle, tranie, rybach morskich, wątrobie (cielęcej, wieprzowej i baraniej), maśle roślinnym i drożdżach.
Witaminy E (alfa-E, beta-E, gamma-E, delta-E, inaczej: tokoferole i tokotrienole) syntetyzowane są z kwasów tłuszczowych. Mają chronić wielonienasycone kwasy tłuszczowe jak również tkankę płucną przed oksydacją (utlenieniem).
Awitaminoza E może powodować zwyrodnienia mięśni, uszkodzenia wątroby i nerek, hemolizę krwinek (rozpad hemu w erytrocytach - nieprawidłowe ukrwienie tkanek), u kobiet ciężarnych - resorbcję płodu, a u mężczyzn zanik nabłonka nasieniotwórczego (mężczyzna taki przestaje produkować plemniki - nie jest zdolny do rozrodu).
Nadmiar witamin E powoduje czasowe obniżenie odporności, wskutek nadmiernego usuwania agresywnych form tlenu, które produkowane są przez leukocyty i spełniają funkcje obronne.
Witaminy tej grupy występują niezwykle powszechnie: w olejach roślinnych, soi, kukurydzy, owsie, kiełkach zbóż, jajach, olejach roślinnych (z których głównie się je pozyskuje), kaszach (jęczmiennej i gryczanej), orzechach, mięsie i wątrobie.
Witaminy K (K1 - filochinon, K2 - farnochinon, i K3 - menadion) powstają dzięki wysiłkom wewnętrznej mikroflory bakteryjnej jelita grubego i tam też są wchłaniane. Mają bardzo ważną rolę w regulacji procesów krzepnięcia krwi - aktywują enzymy powodujące syntezę protrombiny (białko to niezbędne jest do uruchomienia procesu krzepnięcia).
Ich niedobory wywołane są nieprawidłową i zbyt intensywną terapią antybiotykową, a powodują trudne do zatamowania krwotoki wewnętrzne i zewnętrzne.
Hiperwitaminoza objawia się skrzepami wewnętrznymi krwi.
Występują w szpinaku, w głąbach roślin kapustowatych: kapuście, kalafiorze, kalarepie, także w pomidorach, wątrobie, serze i jajach.
Witaminy rozpuszczalne w wodzie nie wykazują groźnej w skutkach hiperwitaminozy, gdyż ich nadmiar usuwany jest z organizmu wraz z wodą poprzez układ wydalniczy. Istotnymi witaminami w tej grupie są witaminy: B, C i H.
Witaminy B są bardzo obszerną grupą witamin, a każda z nich pełni szereg osobnych funkcji, dlatego zasługują na oddzielne omówienie.
Witamina B1 (tiamina) - powstaje w procesie syntezy bakteryjnej. Warunkuje wzrost i prawidłowe funkcjonowanie obwodowego układów: nerwowego, pokarmowego, serca i naczyń krwionośnych. Reguluje przemiany aminokwasów, stanowi koenzym składnik wyjściowy) enzymów cyklu cytrynianowego (związanego z oddychaniem komórkowym). Jej niedobory wywołane są zbyt długą i nieumiejętną obróbką termiczną pożywienia. Powodują stany zapalne nerwów, przykurcze, a w ciężkich przypadkach - chorobę beri-beri objawiającą się zaburzeniami funkcjonowania komórek nerwowych i włókien mięśni, co skutkuje bólami kończyn, osłabieniem mięśni, drgawkami i niewydolnością układu krążenia. Witamina B1 znajduje się w niełuskanych ziarnach zbóż, chudym mięsie wieprzowym, narogach (serce, nerki, wątroba), orzechach i drożdżach.
Witamina B2 (ryboflawina) - reguluje funkcje nabłonków, śluzówek oraz rogówki oka. Jest koenzymem enzymów odpowiedzialnych za transport wodoru i utlenianie aminokwasów. Niedobory wywołują stany zapalne nabłonków (zajady w kącikach ust), śluzówki jamy gębowej i języka (afty i pleśniawki), skóry i spojówki (co może powodować uszkodzenia całej gałki ocznej oraz zaburzenia widzenia). Zawarta jest w narogach, jarzynach, kiełkujących ziarnach zbóż, szpinaku, jajach i mleku.
Witamina B3 (kwas nikotynowy/ niacyna/ witamina PP) - wytwarzana w wyniku autosyntezy z tryptofanu. Stanowi koenzym enzymów początkowych etapów łańcucha oddechowego. Reguluje funkcjonowanie skóry, nabłonka jamy gębowej i jelit, a także kory mózgowej. Niedobory powodują stany zapalne języka i całego nabłonka jamy gębowej, biegunki, uczucie otępienia, w ciężkich przypadkach - pelagrę (chorobę skóry w Polsce znaną pod nazwą "rumień lombardzki").
Witamina B6 (pirydoksyna) - bierze udział w transporcie aminokwasów do wnętrza komórki, tworzeniu porfiryn oraz przemianach cholesterolu i nienasyconych kwasów tłuszczowych. Jest koenzymem enzymów biorących udział w metabolizmie aminokwasów. Niedobory wywołują zaburzenia w rozwoju kości, obniżenie odporności, niedokrwistość, obrzęki skóry i stany zapalne śluzówek. Zawierają ją: wątroba, mleko, jaja, kukurydza, drożdże, biały chleb, kapusta i ryby.
Witamina B11 (kwas foliowy/ witamina M) - jest koenzymem enzymów transportujących grupy węglowe uczestniczące w syntezie puryn (składników kwasów nukleinowych budujących DNA i RNA). Niedobór tej witaminy wiąże się z zablokowaniem wzrostu i namnażania komórek, zahamowaniem wzrostu krwinek, stanami zapalnymi jelit i jamy gębowej. Występuje w narogach, kiełkach zbóż, kapuście i szpinaku.
Witamina B12 (cyjanokobolamina) - odpowiada za tworzenie czerwonych krwinek, dojrzewanie jądra komórkowego, reguluje podziały komórek, stanowi koenzym enzymów detoksykacyjnych. Awitaminoza objawia się poważną niedokrwistością i uszkodzeniami układu nerwowego. Występuje w narogach, serze, mleku, rybach, baraninie, cielęcinie i jajach.
Witaminą grupy B jest też kwas pantotenowy, będący wyjściowym składnikiem koenzymu A, prekursorem cholesterolu i koenzymem enzymów syntezy lipidów. Niedobory kwasu pantotenowego skutkują uszkodzeniem kory nadnerczy i poważnymi zaburzeniami gospodarki białkowo-lipidowej i sodowo-potasowej. Występuje w narogach, chudym mięsie, mleku, jajach, zbożach, drożdżach, warzywach strączkowych i brukselce.
Witamina C (kwas L-askorbinowy) - bierze udział w tworzeniu kolagenu, odpowiada za utlenianie wolnych rodników i stresorów oraz za pobudzanie odporności. Awitaminoza C powoduje przede wszystkim spadek odporności, obniżenie trwałości tkanek łącznych i oporowych. Znanym skutkiem niedoborów witaminy C jest szkorbut - choroba dziąseł, której skutkiem są wypadające zęby. Występuje w ziemniakach, kiszonej kapuście i ogórkach, owocach cytrusowych (którym nadaje charakterystyczny smak), zielonych jarzynach liściastych, papryce, czarnych porzeczkach, truskawkach, rabarbarze, cebuli, chrzanie, brokułach, jagodach i melonach.
Witamina H (biotyna) - jest koenzymem karboksylaz i enzymów biorących udział w tworzeniu kwasów tłuszczowych. Awitaminoza powoduje wypadanie włosów i utrudnienia w regeneracji tkankowej. Znajduje się w narogach, jajach, drożdżach i pomidorach.
Sole mineralne to po prostu związki ważnych w diecie człowieka pierwiastków. Najważniejsze z nich (tzw. biogenne) to: węgiel (C), wodór (H), tlen (O), azot (N), siarka (S) i fosfor (P). Są one tak istotne gdyż ze związków, które tworzą zbudowane jest aż 97,25% masy ciała. Pozostałe pierwiastki można podzielić na dwie grupy:
- makroelementy stanowiące 2,1% masy organizmu (wapń, magnez, sód, potas, lit i chlor)
- mikroelementy: istotne, budujące 0,6% masy ciała (żelazo, jod, miedź, cynk, mangan, kobalt, selen, chrom i fluor) i przypuszczalnie istotne (nikiel, cyna, wanad i krzem)
Istnieją też mikroelementy nieistotne (glin, bor, german, kadm, astat, ołów, bizmut, rtęć, antymon, złoto, rubid, srebro i tytan), których znaczenie dla organizmu jest trudne do ustalenia ze względu na śladową ich zawartość w organizmie.
Wapń (Ca) należy do grupy makroelementów. Z organizmu wypłukiwany jest przez etanol. Gromadzony jest w kościach i stanowi ich ważny składnik. Ponadto reguluje skurcze mięśni i stopień przepustowości kanałów jonowych. Jest jednym z czynników krzepliwości krwi. Ma słabe właściwości przeciwalergiczne (to dlatego przy objawach alergii zażywamy wapno). Ze względu na pełnione funkcje jego niedobory mogą spowodować zaburzenia rytmu serca i osłabienie skurczu mięśnia sercowego, co skutkuje zaburzeniami krążenia. Występuje w mleku, serach, jajach, orzechach, figach, czarnych porzeczkach, malinach, jeżynach, pomarańczach i kapuście.
Magnez (Mg) odpowiada za integrację dwóch podjednostek rybosomalnych, dzięki czemu powstaje pełny rybosom gotowy do wytwarzania białek. Jest kofaktorem fosfotransferaz (czynnikiem aktywującym transportery fosforu), składnikiem węglanów i fosforanów szkieletowych (budulec kości). Ma znaczący wpływ na poprawę nastroju, jego niedobory mogą wywoływać poczucie znużenia, beznadziei, stany lękowe (przejawiające się koszmarami sennymi), a nawet stany depresyjne. Jest niezbędnym w diecie człowieka makroelementem. Zawarty jest w kakao, orzechach, soi, pomidorach, glonach, ziołach, czekoladzie, migdałach, bananach, makaronie i mleku.
Sód (Na) i chlor (Cl) występują w organizmie człowieka pod postacią chlorku sodu (NaCl), potocznie zwanego solą kuchenną. Duże są więc straty tych pierwiastków wydalane przez skórę wraz z potem. Sód wspomaga transmisję impulsów nerwowych, aktywuje nośniki białkowe, reguluje równowagę osmotyczną (przenikalność) płynów ustrojowych. Chlor natomiast reguluje transport dwutlenku węgla w krwinkach, aktywuje pepsynogen (który jest prekursorem enzymu trawiennego - pepsyny), reguluje także bilans wodny. Oba pierwiastki regulują równowagę kwasowo-zasadową. Sód, poza tworzeniem NaCl występuje też w małżach, jajach, mleku, warzywach strączkowych, selerze, kalafiorze, rzepie, orzechach i marchewce.
Potas (K) podobnie jak chor i sód reguluje równowagę kwasowo-zasadową. Ponadto aktywuje biosyntezę białek i reguluje skurcz mięśnia sercowego (jeśli jest go zbyt dużo, występuje zjawisko tzw. rzadkoskurczu serca). Zawarty jest w mięsie, ziemniakach, pomidorach, papryce, gorczycy, podrobach, owocach suszonych, owocach cytrusowych i bananach.
Choć tak ich mało w organizmie, mikroelementy spełniają szereg istotnych funkcji, a ich niedobory mogą być zgubne w skutkach.
Żelazo (Fe) należy do grupy mikroelementów istotnych. Jest składnikiem porfiryn (np. hemu - buduje hemoglobinę wypełniającą czerwone krwinki krwi) oraz związków rozkładających nadtlenki (katalazy i peroksydazy) i transportujących jony i elektrony (FAD, FMN). Niedobory żelaza skutkują przede wszystkim niedokrwistością (anemią), co prowadzi do niedotlenienia narządów wewnętrznych. Występuje w narogach, jajach, rybach, mięczakach, pszenicy, ziołach (mięta, tymianek, majeranek), szpinaku, sercach, burakach, orzechach, figach, daktylach i fasoli.
Jod (I) stanowi składnik tyroksyny i trójjodotyroniny, które są hormonami wytwarzanymi przez tarczycę. Dzięki jodowi możliwe jest funkcjonowanie tego narządu. Występuje w powietrzu terenów nadmorskich, dzikim czarnym bzie, rzeżusze, organizmach morskich (glonach, sinicach, skorupiakach i rybach) oraz w "szarej" soli kamiennej (soli jodowanej). U mieszkańców terenów ubogich w jod (tereny podgórskie) często występuje zaburzenie zwane wolem endemicznym. Jest to powiększenie tarczycy, które uciska sąsiadujące narządy. Wywołuje to u chorego uczucie duszności. Brak jodu może też skutkować zanikiem popędu płciowego, zaparć, łysienia i obrzęku strun głosowych (ochrypłego mówienia). Nieprawidłowe funkcjonowanie tarczycy związane z niedoborami jodu może skutkować opóźnieniem umysłowym u dzieci i nieprawidłowym rozwojem mózgu. Jod stosuje się do produkcji jodyny (spirytusowego roztworu jodu w jodku potasu), której używa się do dezynfekcji opatrunków.
Miedź (Cu) odpowiada za aktywację substancji rozkładających rodniki nadtlenków (oksydaza cytochromowa i dysmutaza nadtlenkowa) oraz enzymów decydujących o prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego, trwałości elastyny i kolagenu. Zawiera się w suszonych warzywach i owocach, orzechach, rodzynkach, narogach, homarach i krewetkach.
Cynk (Zn) jest składnikiem czynników replikacyjnych i transkrypcyjnych (odpowiadających za powielanie DNA i jego zamianę na RNA) i aktywatorem insuliny. Zawarty w mięsie (zwłaszcza mięsie zwierząt morskich), jajach, bardzo duże ilości w plemnikach.
Fluor (F) jest istotnym mikroelementem, gdyż chroni przed próchnicą i osteoporozą. Najwięcej fluoru zawiera woda pitna i herbata.
