As vitaminas são um dos nutrientes mais importantes para o bom funcionamento do corpo humano. Embora as vitaminas não forneçam energia como os carboidratos ou atuem como blocos de construção para o crescimento dos tecidos como as proteínas, elas ajudam a sintetizar e transportar nutrientes por todo o corpo, além de manter os sistemas em equilíbrio. A ingestão insuficiente de vitaminas pode causar doenças; a ligação entre vitaminas e doenças por deficiência é bem conhecida em condições como raquitismo, beribéri, escorbuto e anemia perniciosa. Por exemplo, a ingestão de pouca vitamina C pode levar ao escorbuto. Comer uma dieta balanceada com frutas e vegetais ajuda a garantir uma ingestão adequada de vitaminas.
O raquitismo é uma doença causada principalmente pela falta de vitamina D adequada e seus sintomas incluem ossos fracos, desenvolvimento esquelético atrofiado e cãibras musculares frequentes. A relação entre vitaminas e doenças por deficiência pode ser vista quando o corpo não obtém vitamina D suficiente da luz solar, cálcio ou fosfatos. Essas substâncias também agem como eletrólitos, ou compostos que passam impulsos elétricos pelo sistema nervoso. Quando o corpo não recebe cálcio dos alimentos, ele o retira do sistema esquelético. O cálcio e o fósforo que fornecem a vitamina D podem ser encontrados no leite e nos vegetais folhosos, ou podem ser tomados suplementos vitamínicos.
O beribéri também demonstra a conexão entre vitaminas e doenças por deficiência. A tiamina, ou vitamina B1, é uma substância crítica na quebra da glicose e de outras moléculas de energia. Ele também funciona como um condutor de impulsos neurais, tornando os receptores neurais mais ativos. Sem um suprimento adequado de B1, podem ocorrer sintomas como letargia, fala arrastada, taquicardia e falta de coordenação muscular. O beribéri seco afeta o sistema nervoso, enquanto o beribéri úmido afeta o sistema cardiovascular.
Durante a Era das Explorações, no início dos séculos 15 a 17, o escorbuto era uma doença comum em marinheiros devido à falta de vitamina C em suas dietas. O escorbuto é o resultado da não absorção de ferro pelo corpo, não produz colágeno suficiente para manter a elasticidade do tecido e, portanto, não mantém o sistema imunológico. Os sintomas iniciais são falta de apetite, diarreia e perda de peso; sangramento das gengivas e outros tecidos mucosos, cáries dentárias, doenças da pele e infecção da cartilagem e do tecido conjuntivo ocorrem à medida que a doença progride. Historicamente, o escorbuto costumava ser letal quando os marinheiros não tinham acesso às frutas cítricas, pois elas forneciam a maior parte da vitamina C.
A conexão entre vitaminas e doenças por deficiência também inclui anemia perniciosa, que ocorre quando a contagem de glóbulos vermelhos do corpo diminui. Isso acontece quando uma quantidade insuficiente de combalamina, ou vitamina B12, está presente no corpo. A vitamina B12 normalmente se combina com uma proteína chamada fator intrínseco, que é secretada no estômago. Quando a combinação de B12 e fator intrínseco atinge o intestino delgado, a substância é absorvida e convertida em glóbulos vermelhos.