Водорастворимые витамины представляют собой органические соединения, растворимые в воде, которые участвуют в многочисленных биохимических процессах организма. К ним относятся витамины группы B (B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₇, B₉, B₁₂) и витамин C (аскорбиновая кислота). Их общая характеристика — наличие полярных функциональных групп (гидроксилы, аминогруппы, карбоксильные группы), обеспечивающих высокую гидрофильность и способность к образованию водных растворов.
Химическая структура: тиамин содержит пиримидиновое и тиазоловое кольца, соединённые метиленовым мостиком.
Функции: является коферментом в форме тиамин-пирофосфата (TPP) в реакциях декарбоксилирования α-кето кислот. Участвует в цикле Кребса и пентозофосфатном пути.
Фармакологическая значимость: дефицит вызывает бери-бери, проявляющееся поражением нервной системы и сердечно-сосудистых нарушений.
Химическая структура: флавиновое кольцо, способное к редокс-реакциям; наличие гидрофильных групп обеспечивает водорастворимость.
Функции: входит в состав коферментов FMN и FAD, которые участвуют в переносе электронов и окислительно-восстановительных процессах.
Фармакологическая значимость: недостаток вызывает хейлит, дерматиты, а также нарушения работы глаз и слизистых оболочек.
Химическая структура: ароматическое пиридиновое кольцо с карбоксильной группой или амидной функцией.
Функции: входит в состав NAD⁺ и NADP⁺ — ключевых коферментов окислительно-восстановительных реакций в метаболизме углеводов, липидов и белков.
Фармакологическая значимость: дефицит вызывает пеллагру, проявляющуюся дерматитом, диареей и деменцией.
Химическая структура: содержит β-аланин и пантолактоновое кольцо; гидроксил и карбоксильная группы обеспечивают водорастворимость.
Функции: входит в состав кофермента A (CoA), необходимого для ацилтрансфераз и синтеза ацетилкоэнзимов, жирных кислот и стероидов.
Фармакологическая значимость: дефицит крайне редок, но может вызывать усталость, нарушения сна и неврологические расстройства.
Химическая структура: пиридиновое кольцо с гидроксил-, альдегид- или аминогруппами, определяющими разнообразие биологически активных форм.
Функции: является коферментом в форме пиридоксальфосфата (PLP) в реакциях трансаминирования, декарбоксилирования аминокислот и синтеза нейромедиаторов.
Фармакологическая значимость: дефицит приводит к дерматитам, анемии и нарушению функций нервной системы.
Химическая структура: содержит имидазолопентановое кольцо с карбоксильной группой, способен к образованию ковалентных связей с белками.
Функции: кофермент карбоксилаз, участвует в реакциях карбоксилирования пирувата, ацетил-CoA и пропионил-CoA.
Фармакологическая значимость: недостаток проявляется алопецией, дерматитом, неврологическими нарушениями; встречается редко.
Химическая структура: птеридиновое кольцо, парааминобензойная кислота и глутаминовая цепь.
Функции: в форме тетрагидрофолата участвует в переносе одноуглеродных групп в синтезе пуринов, тимидина и метионина.
Фармакологическая значимость: дефицит вызывает мегалобластную анемию и повышает риск врождённых пороков у плода.
Химическая структура: сложный кобальтоорганический комплекс с корриновым кольцом, содержащий кобальт в центральной позиции.
Функции: участвует в реакциях метилирования и изомеризации метилмалонил-CoA; необходим для синтеза ДНК и метионина.
Фармакологическая значимость: дефицит вызывает пернициозную анемию, неврологические расстройства и деменцию.
Химическая структура: лактоно-полиальдегидная структура с диольной системой, обеспечивающей сильные восстановительные свойства.
Функции: антиоксидант, кофермент для гидроксилаз коллагена, катехоламинов и карнитина; участвует в метаболизме железа.
Фармакологическая значимость: дефицит вызывает цингу с выраженной слабостью, кровоточивостью дёсен и нарушением заживления ран.
Водорастворимые витамины характеризуются высокой биодоступностью при приёме с пищей и быстрым выведением с мочой при избытке. В отличие от жирорастворимых витаминов, они редко накапливаются в тканях, поэтому необходим регулярный поступление с рационом. Метаболизм многих витаминов группы B тесно связан с их превращением в коферментные формы, обеспечивающие участие в ключевых ферментативных реакциях.
Некоторые водорастворимые витамины проявляют синергизм: например, B₁₂ и B₉ участвуют совместно в метаболизме метионина. Другие витамины могут взаимодействовать с лекарственными препаратами, изменяя их метаболизм или биодоступность (например, большие дозы аскорбиновой кислоты могут усиливать выведение некоторых антибиотиков).
Водорастворимые витамины являются не только коферментами и антиоксидантами, но и регуляторами метаболических процессов, поддерживая гомеостаз, нормальное функционирование нервной, кроветворной и иммунной систем.