Οι βιταμίνες είναι ένα από τα πιο σημαντικά θρεπτικά συστατικά για τη σωστή λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού. Αν και οι βιταμίνες δεν παρέχουν ενέργεια όπως οι υδατάνθρακες ή δεν λειτουργούν ως δομικά στοιχεία για την ανάπτυξη των ιστών όπως η πρωτεΐνη, βοηθούν στη σύνθεση και τη μεταφορά θρεπτικών συστατικών σε όλο το σώμα, καθώς και στη διατήρηση της ισορροπίας των συστημάτων. Η ανεπαρκής πρόσληψη βιταμινών μπορεί να οδηγήσει σε ασθένειες. Η σύνδεση μεταξύ βιταμινών και ασθενειών ανεπάρκειας είναι γνωστή σε παθήσεις όπως η ραχίτιδα, το beriberi, το σκορβούτο και η κακοήθης αναιμία. Για παράδειγμα, η πρόσληψη πολύ λίγης βιταμίνης C μπορεί να οδηγήσει σε σκορβούτο. Η κατανάλωση μιας ισορροπημένης διατροφής με φρούτα και λαχανικά βοηθά στη διασφάλιση της επαρκής πρόσληψης βιταμινών.
Η ραχίτιδα είναι μια ασθένεια που προκαλείται κυρίως από την έλλειψη επαρκούς βιταμίνης D και τα συμπτώματά της περιλαμβάνουν αδύναμα οστά, καθυστερημένη σκελετική ανάπτυξη και συχνές μυϊκές κράμπες. Η σχέση μεταξύ βιταμινών και ασθενειών ανεπάρκειας μπορεί να φανεί όταν το σώμα δεν λαμβάνει αρκετή βιταμίνη D από το ηλιακό φως, το ασβέστιο ή τα φωσφορικά άλατα. Αυτές οι ουσίες δρουν επίσης ως ηλεκτρολύτες, ή ενώσεις που περνούν ηλεκτρικά ερεθίσματα μέσω του νευρικού συστήματος. Όταν το σώμα δεν λαμβάνει ασβέστιο από τις τροφές, αντλεί από το σκελετικό σύστημα. Το ασβέστιο και ο φώσφορος που παρέχουν βιταμίνη D μπορούν να βρεθούν στο γάλα και τα φυλλώδη λαχανικά ή μπορούν να ληφθούν συμπληρώματα βιταμινών.
Το Beriberi καταδεικνύει επίσης τη σχέση μεταξύ βιταμινών και ασθενειών ανεπάρκειας. Η θειαμίνη, ή βιταμίνη Β1, είναι μια κρίσιμη ουσία για τη διάσπαση της γλυκόζης και άλλων ενεργειακών μορίων. Λειτουργεί επίσης ως αγωγός των νευρικών ερεθισμάτων κάνοντας τους νευρικούς υποδοχείς πιο ενεργούς. Χωρίς επαρκή παροχή Β1, μπορεί να προκύψουν συμπτώματα όπως λήθαργος, μπερδεμένη ομιλία, γρήγορος καρδιακός παλμός και έλλειψη μυϊκού συντονισμού. Το ξηρό beriberi επηρεάζει το νευρικό σύστημα, ενώ το υγρό beriberi το καρδιαγγειακό σύστημα.
Κατά την Εποχή της Εξερεύνησης, στις αρχές του 15ου με 17ο αιώνα, το σκορβούτο ήταν μια κοινή ασθένεια στους ναυτικούς λόγω της έλλειψης βιταμίνης C στη διατροφή τους. Το σκορβούτο είναι το αποτέλεσμα του σώματος να μην απορροφά σίδηρο, να μην παράγει αρκετό κολλαγόνο για να διατηρήσει την ελαστικότητα των ιστών και επομένως να μην διατηρεί το ανοσοποιητικό σύστημα. Τα αρχικά συμπτώματα είναι κακή όρεξη, διάρροια και απώλεια βάρους. αιμορραγία των ούλων και άλλων βλεννογόνων ιστών, τερηδόνα, δερματικές διαταραχές και μόλυνση του χόνδρου και του συνδετικού ιστού εμφανίζεται καθώς η ασθένεια εξελίσσεται. Ιστορικά, το σκορβούτο ήταν πιο συχνά θανατηφόρο όταν οι ναυτικοί δεν είχαν πρόσβαση σε εσπεριδοειδή καθώς αυτά παρείχαν την περισσότερη βιταμίνη C.
Η σύνδεση μεταξύ βιταμινών και ασθενειών ανεπάρκειας περιλαμβάνει επίσης κακοήθη αναιμία, η οποία εμφανίζεται όταν μειώνεται ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων του σώματος. Αυτό συμβαίνει όταν δεν υπάρχει αρκετή κομβαλαμίνη ή βιταμίνη Β12 στο σώμα. Η βιταμίνη Β12 συνήθως συνδυάζεται με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ενδογενής παράγοντας, η οποία εκκρίνεται στο στομάχι. Όταν η συνδυασμένη Β12 και ο εγγενής παράγοντας φτάσουν στο λεπτό έντερο, η ουσία απορροφάται και μετατρέπεται σε ερυθρά αιμοσφαίρια.