Witaminy- to związki organiczne, które nie są źródłem energii ani strukturalnymi składnikami tkanek, są jednak niezbędne do zachowania zdrowia oraz normalnego przebiegu procesów metabolicznych Doc. hab. Maria Wartanowicz- Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywności. PWN

Witaminy to podstawowe niekaloryczne substancje odżywcze, których bardzo niewielkie ilości czerpane z pożywienia konieczne są dla wspomagania wzrostu oraz podtrzymywania zdrowia i życia. W odróżnieniu od składników mineralnych, które pochodzą z gleby, witaminy produkowane są przez organizmy żywe, jak rośliny i zwierzęta. Nasz organizm nie jest w stanie sam wyprodukować wszystkich trzynastu znanych nam witamin w ilości wystarczającej do podtrzymania życia. Ta brakująca część musi pochodzić z pożywienia.

Nazwa witaminy nie jest pojęciem fizjologicznie bezwzględnym. korzystając z tej definicji trzeba poszczególne związki rozpatrywać kompleksowo, tj. witaminy łącznie z ich prowitaminami , jak również połączenia witamin (często biologicznie nieczynnych) z białkami, kiedy to tworzą się związki o wysokiej aktywności. Poszczególne związki, należące do tej grupy są niezbędnymi składnikami pożywienia tylko dla danego lub danych gatunków. Np. witamina C potrzebna jest dla wielu zwierząt, ale tylko człowiek, małpa człekokształtna i świnka morska muszą ją mieć dostarczaną w pożywieniu, podczas gdy szczur, pies itd. mogą ją same syntetyzować, czyli omawiany czynnik jest dla jednych gatunków zwierząt witaminą, a dla innych ważnym dla życia metabolitem. Niektóre witaminy z grupy B są bezwzględnie potrzebne dla dużej liczby gatunków zwierząt, ale co najmniej kilka gatunków nie musi tych składników otrzymywać z zewnątrz, mimo, iż same nie umieją ich syntetyzować, mogą bowiem korzystać z produktów syntezy drobnoustrojów normalnie żyjących w ich przewodzie pokarmowym; drobnoustroje  te tworzą omawiane witaminy w ilościach przewyższających własne potrzeby i wydalają je do światła jelit gospodarzy.

Witaminy nie stanowią jednorodnej grupy i mają różną budowę chemiczną. Część z nich stanowią kwasy (np. witamina C- kwas askorbinowy, witamina PP- kwas nikotynowy), inne są solami (np. witamina B₁₅, alkoholami (np. witamina A- retinol). Cześć z witamin stanowią związki o jednorodnej budowę chemicznej, a inne witaminy (K, D, B) składają się z różnych substancji chemicznych. Jednak wspólną cechą wszystkich witamin jest ich drobnocząsteczkowość, tzn. mały ciężar cząsteczkowy, który znacznie ułatwia im działanie.

Ponieważ określone witaminy potrzebne są dla danego gatunku do normalnego przebiegu podstawowych procesów życiowych i spełniają swoją rolę w bardzo małych ilościach, czasami zalicza się je wraz z hormonami i enzymami do jednej grupy związków biologicznie czynnych. Zasadnicza różnica polegałaby na tym, że hormony i enzymy są wytwarzane przez żywy ustrój, podczas gdy dowóz witamin z zewnątrz jest na ogół konieczny. Ponieważ większość witamin działa w organizmie w postaci koenzymów należy stwierdzić, że witaminy są ściśle związane z funkcjonowaniem machiny metabolicznej i że biorą one udział w regulowaniu wielu procesów życiowych. Stąd pochodzi popularna nazwa dla witamin- "składniki regulujące"

Obok pożywienia źródłem witamin są również preparaty farmaceutyczne (jedno lub wielo składnikowe). Niektóre witaminy (B₁, kwas foliowy, B₆, PP, B₁₂, K) są w niewielkich ilościach syntetyzowane w przewodzie pokarmowym człowieka przez bakterie jelitowe, chociaż ich bioprzyswajalność nie jest dotychczas dokładnie przebadana. Witamina D₃ może powstawać w skórze pod wpływem działania promieni ultrafioletowych z prowitaminy 7-dehydrocholanu, witamina A – w przewodzie pokarmowym z prowitamin (karotenów), a witamina PP może być w ustroju tworzona z tryptofanu.

W organizmie ludzkim zależnych od witamin jest ponad 100000 procesów. Są to m.in.:

•    Procesy odpornościowe (witamina A, C, witaminy z grupy B).
•    Procesy zachodzące w mózgu i układzie nerwowym, wytwarzanie energii (witamina C, witaminy z grupy B).
•    Podział komórkowy i zarządzanie gospodarką hormonalną (witaminy A, C, D).
•    Usuwanie trujących produktów ubocznych przemiany materii, takich jak homocysteina (kwas foliowy, witamina B₆ i B₁₂).
•    Procesy budowy kości (witamina D, K, C).
•    Krzepnięcie krwi (witamina K).
•    Ochrona organizmu przed wolnymi rodnikami (witamina C, E, beta- karoten).

Brak witamin w organizmie powoduje choroby zwane awitaminozami. Niedobory witamin mogą prowadzić do różnego rodzaju zaburzeń  (hipowitaminoz) oraz zwiększać ryzyko zapadnięcia na choroby cywilizacyjne. Nadmierne spożycie lub przedawkowanie niektórych witamin jest również szkodliwe i może być przyczyną powstawania innych specyficznych zaburzeń  (hiperwitaminoz).

Mówiąc o danym związku jako o witaminie musimy pamiętać, że jest to pojęcie względne. Ten sam związek chemiczny dla danego organizmu jest witaminą, dla innego nie, np. kwas askorbinowy jest witaminą dla człowieka, świnki morskiej czy małp człekokształtnych. Dla większości zaś pozostałych zwierząt nie jest witaminą.

Dzienne zapotrzebowanie człowieka na witaminy jest niewielkie, najczęściej od kilku do kilkunastu miligramów, a niekiedy (witamina B₁₂)  ilością wystarczająca jest 1µg. Wyjątek stanowi tutaj kwas askorbinowy, którego dziennie zapotrzebowanie dochodzi do 150 mg. Fakt ten z pewnością spowodowałby niezaliczenie tego związku do witamin, gdyby został odkryty nie jako jeden z pierwszych, lecz jako jeden z ostatnich.

Obecnie znanych jest 13 witamin, a ściślej grup witamin o podobnym działaniu; 9 z nich jest rozpuszczalnych w wodzie, a pozostałe 4 są rozpuszczalne w tłuszczach.

Stosowany od dawna podział witamin na rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w tłuszczach, mimo wielu zastrzeżeń, przetrwał próbę czasu. Jest on bardzo praktyczny, bowiem charakteryzuje ich właściwości biochemiczne.

Witaminy rozpuszczalne w wodzie nie są magazynowane, a ich nadmiar jest wydalany z moczem, dlatego powinny być spożywane codziennie. Natomiast witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są magazynowane w różnych narządach (zwłaszcza w wątrobie), dlatego istnieje realna groźba ich szkodliwego nadmiaru, jednak muszą one być dostarczane z pożywieniem.

Witaminy rozpuszczalne w wodzie wg M.Wartanowicz (PWN 2000)

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach wg M. Wartanowicz (PWN 2000)

Witageny

Omawiając witaminy warto również wspomnieć o związkach, które w dużej mierze odpowiadają definicji witamin.

Witageny są związkami organicznymi, które nie mogą być syntetyzowane przez organizm i muszą być dostarczane z pożywieniem. Katalizują przeminą związków i energii, są niezbędne dla życia i prawidłowego funkcjonowania organizmu. Różni je od witamin to, że są częściami składowymi poszczególnych tkanek i dawcami energii. Najczęściej wymienia się tutaj niektóre kwasy tłuszczowe (linolowy, linolenowy, arachidonowy – NNKT), cholinę, niezbędne aminokwasy.

Witamery

Do grupy tej zaszeregowano związki naturalne i syntetyczne, charakteryzujące się podobieństwem pod względem chemicznym i biologicznym, mogące zlikwidować objawy znanego już niedoboru witaminowego. Mogą być tutaj zaliczone prekursory witamin  i prowitaminy, np. karotenoidy są witamerami witaminy A.

Antywitaminy

Antywitaminy to związki chemiczne o budowie zbliżonej do witamin (np. galaktoflawaina), zdolne wchodzić w reakcje, w których witaminy te uczestniczą, lecz uniemożliwiają właściwy przebieg tych reakcji. Rozróżnia się dwie grupy antywitamin: substancje strukturalnie podobne do witamin działające konkurencyjnie w stosunku do witamin w procesach metabolicznych oraz substancje strukturalnie różne, które powodują zmiany w ich cząsteczkach, ewentualnie tworząc nieaktywne biologicznie, kompleksowe połączenia z witaminami.

Do naturalnych antywitamin występujących w świecie zwierzęcym i roślinnym należą m.in. awidyna zawarta w surowym białku jaja- antagonista biotyny, antytiamina, tzw. tiaminaza występująca w ciele karpia, dikumarol zawarty w niektórych roślinach- naturalny antagonista witaminy K, przeciwdziałający krzepnięciu krwi. Znane są również syntetycznie otrzymywane antywitaminy, np. pirytiamina- antagonista tiaminy. Antywitaminy podobnie jak i inne antymetabolity są stosowane w lecznictwie. Największe znaczenie w terapii znajdują antywitaminy K, jako środki hamujące krzepliwość krwi oraz antywitaminy kwasu foliowego jako czynniki przeciwdziałające białaczce (leukemostatyczne)

Źródło: A. Szczygieł- Podstawy fizjologii żywienia PZWL; J. Hasik- Dietetyka PZWL; J. Hasik- Podstawy dietetyki PZWL; Elizabeth Somer- Encyklopedia witamin i minerałów; J. Gawęcki- Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywności PWN; M. Szczypka, J. Gajewska- ABC witamin i minerałów W. Kierst- Nauka o żywieniu zdrowego i chorego człowieka PZWL; Leksykon zdrowia. Rośliny lecznicze, minerały, suplementy i witaminy. Wydawnictwo Park; .