Витамины

Витамины - (от лат. vita —  жизнь), низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, необходимые в незначительных количествах  для нормального обмена веществ  и жизнедеятельности живых организмов. Многие витамины — предшественники  коферментов, в составе которых участвуют в различных ферментативных реакциях. Человек и животные не синтезируют витамины или синтезируют их в недостаточном количестве и поэтому должны получать витамины с пищей. Первоисточником витаминов обычно служат растения. Некоторые витамины образуются микрофлорой кишечника. Длительное употребление пищи, лишенной витаминов, вызывает заболевания (гипо- и авитаминозы). Многие витамины, используемые как лекарственные препараты, получают химическим или микробиологическим синтезом. Основные витамины: А₁(ретинол), В₁(тиамин), В₂(рибофлавин), В₃(пантотеновая кислота), В₆(пиридоксин), В₁₂(цианкобаламин), В_с(фолиевая кислота), С (аскорбиновая кислота), D (кальциферолы), Е (токоферолы), Н (биотин), РР (никотиновая кислота), К₁(филлохинон).

ВИТАМИНЫ, низкомолекулярные  органические соединения различной  химической природы, необходимые в  небольших количествах для нормальной жизнедеятельности организма. Одна из основных функций витаминов заключается  в том, что они являются составной  частью коферментов и необходимы для важнейших ферментативных реакций.

Все животные и растения нуждаются почти во всех известных  витаминах, и поэтому растения, а  также некоторые животные обладают способностью синтезировать те или  иные витамины. Однако человек и  ряд животных, по-видимому, в процессе эволюции утратили эту способность. Источником витаминов для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения. Они поступают в организм либо в готовом виде, либо в форме провитаминов, из которых затем ферментативным путем образуются витамины. Некоторые витамины у человека синтезируются микробной флорой кишечника.

История изучения

Еще в 17 веке имелись отдельные  наблюдения ученых о том, что у  человека при длительном скудном  и однообразном питании могут возникать опасные болезни (цинга, рахит, полиневрит, куриная слепота и др.), часто заканчивающиеся смертельным исходом. Во второй половине 19 века у ученых не было сомнений, что сходные с человеком симптомы болезней наблюдаются у ряда домашних животных. Для выяснения причин возникновения этих опасных болезней был проведен ряд исследований, в основе которых лежало применение различных искусственно составленных пищевых смесей. Одна из первых попыток кормления животных искусственными пищевыми смесями была предпринята российским ученым Н. И. Луниным. В 1881 он показал, что длительное кормление мышей смесью экстрагированных из молока белков, жиров и углеводов с добавлением минеральных солей и воды приводило к гибели животных, в то время как контрольная группа, получающая просто молоко, нормально развивалась. На основании этих опытов Лунин пришел к заключению, что для поддержания нормального физиологического состояния организма необходимы какие-то неизвестные вещества, содержащиеся в молоке и отсутствующие в искусственной пищевой смеси. Однако, это заключение получило общее признание много позднее, когда были открыты вещества, на наличие которых указал Лунин.

В 1912 польский ученый К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее от бери-бери, и назвал его витамином (от лат. vita — жизнь и...амин), так как решил, что характерным признаком подобных веществ является наличие у них аминогруппы (— NH₂). Позднее оказалось, что аминогруппа отнюдь не является характерной для этих веществ. Некоторые из них могут совсем не содержать азота, однако термин «витамины» получил широкое распространение и упрочился в науке.

Исследования Функа  послужили началом всестороннего  широкого изучения витаминов. Ввиду  важного физиологического значения витаминов к их изучению активно привлекались ученые разных специализаций — физиологи, химики. биохимики. врачи-клиницисты и др. В результате витаминология (учение о витаминах) выросла в большую, бурно развивающуюся отрасль знаний.

Так как первоначально  химическая природа витаминов была неизвестна и их различали только по характеру физиологического действия, было предложено обозначать витамины буквами латинского алфавита (А, В, С, Д, Е, К). В ходе изучения витаминов оказалось, что некоторые витамины, в частности, витамин В, в действительности являются группой витаминов, которые были обозначены следующим образом: В₁, В₂,В₃, В₄, В₅, В₆ и т. д. Физиологическая роль витаминов прежде всего выяснялась в экспериментах на животных, и в дальнейшем стало ясно, что некоторые из обнаруженных витаминов, как, например, В₄, В₅, имеют значение лишь для некоторых животных, но практически не существенны для жизнедеятельности человека. По мере выяснения химической структуры витаминов и их биохимической роли стало более принятым использовать наряду с буквенным обозначением витаминов и их химические названия.

В настоящее время  все витамины делят на 2 группы: водорастворимые  и жирорастворимые. К витаминам, растворимым в воде, относятся: витамины группы В — В₁(тиамин, аневрин), В₂(рибофлавин), РР (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин), В₆(пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), В₁₂(цианкобаламин); фолиевая кислота(фолацин, птероиглютаминовая кислота); пантотеновая кислота; биотин(витамин Н); С (аскорбиновая кислота). К витаминам, растворимым в жирах, относятся: витамин А (ретинол, аксерофтол) и каротины; D (кальциферолы); Е (токоферолы); К (филлохиноны).

Так как незаменимые  жирные кислоты по своим свойствам  сходны с витаминами, их относят  иногда к жирорастворимым витаминам (витамин F). К витаминам также  относят холин и инозит, поскольку они также являются незаменимыми компонентами пищи. Однако, так как они не участвуют в обменных реакциях, а участвуют в построении структур клетки, их еще называют витаминоидами. Последнее время к витаминоидам относят противоязвенный фактор (витамин U), пангамовую кислоту  (витамин В₁₅), а также липоевую, оротовую, парааминобензойную кислоты и карнитин.

Заболевания, возникающие  в результате отсутствия витаминов  в организме, получили название авитаминозов. Авитаминозы — тяжелые заболевания, которые в отсутствие лечения могут привести к смертельному исходу. Каждый авитаминоз может быть предупрежден или излечен только приемами соответствующего витамина. Заболевания, возникающие от недостаточного поступления в организм определенных витаминов, получили название гиповитаминозов. Гиповитаминозы распознаются труднее, чем авитаминозы, т. к. характер заболевания имеет менее выраженную, стертую картину. Гиповитаминозы понижают работоспособность и предрасполагают к инфекционным заболеваниям. Гиповитаминозы широко распространены в периоды, связанные с ограниченным питанием (стихийные бедствия, войны, неурожаи). Они часто проявляются в весенние периоды, когда ограничено потребление растительной пищи, основного источника многих витаминов. Некоторые витамины разрушаются при длительной термической обработке и консервировании пищевых продуктов, что ведет к существенному снижению их витаминной ценности. Гиповитаминозы могут возникать вследствие острых или хронических расстройств желудочно-кишечного тракта, приводящих к снижению всасывания витаминов в кишечнике. И, наконец, гиповитаминозы могут возникать при определенных состояниях человека, связанных с повышенной потребностью организма в витаминах. Это — периоды активного роста, беременность, большие физические нагрузки, серьезные инфекционные заболевания и пр.

У ряда витаминов существуют антагонисты, препятствующие их всасыванию и обмену — антивитамины. Они  обнаружены в ряде пищевых продуктов. Так, в яичном белке содержится авидин — вещество, связывающее витамин Н, а во многих сортах сырой рыбы есть фермент тиаминаза, разрушающий витамин В₁. Иногда в лечебных целях используют искусственные антивитамины. Так, производные кумарина (антивитамин К) препятствуют свертыванию крови.

Большинство витаминов  быстро разрушается в организме, и поэтому необходимо постоянное их поступление извне. Количество витаминов, ежедневный прием которых необходим для нормального развития организма и предупреждения гипо- и авитаминозов, называется профилактической дозой. Большее количество витамина необходимо для лечения уже развившегося авитаминоза. Это количество называется лечебной дозой.

Некоторые люди, предполагая, что витамины «не повредят», принимают  их в чрезмерных количествах. Состояния, при которых наблюдаются передозировки  витаминов, называются гипервитаминозами. В своем большинстве витамины быстро выводятся из организма, но такие витамины, как А, В₁, D, РР, удерживаются в организме более длительное время. Поэтому использование высоких доз витаминов может привести к передозировке — вызвать головные боли, нарушения пищеварения, изменения кожи, слизистых, костей и т. д. Однако токсические дозы, ведущие к передозировке, для этих витаминов во много раз превышают обычную для них суточную потребность.

Ý назад

РЕТИНОЛ

РЕТИНОЛ (витамин А, антиксерофтальмический витамин, провитамины: каротины), С₂₀H₃₀O, жирорастворимый витамин. Оказывает общее (системное) действие на организм, обеспечивая нормальный рост и развитие. Необходим для жизнедеятельности нервных, эпителиальных клеток, роста костей. Участвует в образовании зрительных пигментов (альдегид витамина — ретиналь — входит в состав родопсина — зрительного пурпура), обеспечивает адаптацию глаз к свету. Авитаминоз А — системное заболевание, выражающееся в нарушении функций зрения. На различных стадиях болезни наблюдаются гемералопия («куриная слепота»), ксерофтальмия (атрофия железистого аппарата, сухость и ороговение эпителия глаз) и кератомоляция (гнойный распад роговицы в результате бактериальной инфекции).

Болезнь «куриная слепота» была известна в Древнем Египте еще  за 1000 лет до Гиппократа. Кстати, Гиппократ  в качестве радикального средства против гемералопии рекомендовал есть бычью  печень с медом. В дальнейшем эта болезнь была обнаружена в разных странах Европы, Азии, Америки. В дореволюционной России куриная слепота часто встречалась в тюрьмах и богадельнях. Ею обычно заболевало беднейшее крестьянство и солдаты. Куриная слепота — это прежде всего расстройство сумеречного палочкового аппарата сетчатки. Больные нормально видят днем, в сумерках острота зрения резко понижается. Больные не могут читать, буквы прыгают и расплываются. Очень труден для них переход из света в темноту (нарушена адаптация к условиям освещения). Ночью эти больные ничего не различают и совершенно беспомощны. Позднее развивается сухость эпителиальных тканей, возникает нагноение и повреждается роговица глаза. Помимо повреждения глаз при недостаточности витамина наблюдаются сухость и шелушение кожи, ломкость волос и ногтей, преждевременная седина, сухость всех слизистых. Появляются общая слабость, отсутствует аппетит, угасает половое влечение, нарушается менструальный цикл. Снижается сопротивляемость к инфекциям, и как следствие, появляются ячмени, фурункулы, угри, трахеиты, бронхиты и воспаления легких. У детей, помимо указанных симптомов, останавливается рост.

В 1931 швейцарский химик  П. Каррер и шведский биохимик Х. Эйлер-Хельпин  и установили эмпирическую и структурную  формулы витамина.

У здорового человека витамин А в больших количествах депонируется в печени, поэтому авитаминоз возникает либо в результате длительного отсутствия в пищевом рационе продуктов, содержащих витамин А, либо при нарушении процессов всасывания витамина в пищеварительном тракте или заболевании печени. Последняя важна не только как депо витамина, но и как орган, выделяющий желчь, необходимую для всасывания жиров и, соответственно, жирорастворимого витамина.

При гипервитаминозе  А появляются головная боль, головокружение, тошнота, шелушение кожи и боль в костях.

Основные источники: рыбий  жир, печень, сливочное масло, яичный желток, молоко. В продуктах растительного  происхождения присутствует провитамин А (каротин), из которого в кишечнике  образуется витамин А. Богаты каротином морковь, томаты, красный перец, желтая репа, шпинат, абрикосы, облепиха, рябина и др. Витамин обладает высокой термостабильностью, и обычная кулинарная обработка не отражается на его содержании в пище.

Суточная потребность: 1-1,5 мг, для детей и беременных женщин — вдвое больше.

Ý назад

ТИАМИН

ТИАМИН (витамин В₁), серосодержащий водорастворимый витамин. Эмпирическая формула С₁₂Н₁₈ОN₄S. В составе кофермента кокарбоксилазы участвует в реакциях декарбоксилирования кетокислот и кетосахаров при окислительном и неокислительном декарбоксилировании, и таким образом участвует в процессах обмена углеводов, белков и жиров. Обеспечивает нормальный рост, повышает двигательную и секреторную деятельность желудка, нормализует работу сердца (тиамин-зависимая карбоксилаза).

При авитаминозе развивается заболевание  бери-бери, известное в Китае еще  за 2700 лет до н. э. Начиная с 16 столетия, когда в пищу стали употреблять  полированный рис, в азиатских странах (Япония, Китай, Индия, Индонезия) это заболевание приобрело массовый характер. В Японии оно стало настоящим бедствием — в среднем в год умирало около17 тыс. человек (второе место после туберкулеза). В европейских странах болезнь встречалась крайне редко. Бери-бери проявлялась в двух формах: полиневрита и тяжелых поражений сердечно-сосудистой системы. При полиневрите болезнь начиналась с потери аппетита, общей слабости. Больные, точно в кандалах, с трудом передвигали ноги. Резко снижалась кожная чувствительность (тактильная, температурная, болевая), затем развивался паралич ног, рук, зрительного нерва, гортани, и наступала смерть. Вторая форма болезни сопровождалась резко выраженными расстройствами кровообращения. Развивались сильная сердечная слабость, одышка, боли в сердце, сильные отеки, особенно в печени, и все заканчивалось смертельным исходом. Патологомикроскопические исследования органов показывали изменения в периферической нервной системе, в спинном мозгу, в мышечных волокнах скелетных мышц и сердца, в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и железах внутренней секреции. В 1897 врач Х. Эйкман из госпиталя в Батавии (Ява) обнаружил, что куры, питавшиеся остатками с больничного стола, состоящего из полированного (очищенного) риса, заболевали болезнью, напоминающую бери-бери у людей. Прибавление отрубей риса к пище кур излечивало это заболевание.