История открытия витаминов

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………3

1. История открытия витаминов…………………………………………………….4

2. Характеристика авитаминозов, гипо- и гипервитаминозов…………………….6

3. Классификация витаминов………………………………………………………..7

Заключение…………………………………………………………………………..20

Список литературы………………………………………………………………….21

 

 

 

 

Введение

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания  определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

Считалось общепризнанным, что  если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные  вещества, то  она  полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами  того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.

Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна  с  несомненностью  указывали  на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью  отвечало  указанным  выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников  длительных  путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга; от нее погибало моря ков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из  160 участников известной экспедиции Васко де Гама прокладывавшей морской путь в Индию,100 человек погибли от цинги.

История морских  и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение  цинги  может быть предотвращено, а  цинготные  больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара хвои.

Таким образом, практический  опыт  ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания, что  даже  самая обильная  пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения  таких  заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.

 

1. История открытия витаминов

 

Экспериментальное обоснование  и  научно-теоретическое  обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны  благодаря  открывшем новую главу в науке исследованием русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г.А.Бунге  роль  минеральных веществ в питании.

Н.И.Лунин проводил свои опыты на мышах, содержавшихся  на  искусственно приготовленной пище. Эта пища состояла из смеси очищенного казеина (белок молока), жира молока, молочного сахара, солей, входящих в состав молока и воды. Казалось, налицо были все необходимые составные части молока; между тем мыши, находившееся на такой диете, не росли, теряли в  весе, переставали поедать даваемый им корм и, наконец, погибали. В то же время контрольная партия мышей, получившая натуральное  молоко, развивалась совершенно нормально. На основании этих работ Н.И.Лунин в 1880 г.  пришел к следующему заключению: «...если, как вышеупомянутые опыты  учат, невозможно  обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и  солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение  для питания»¹.

Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся  положения  в  науке  о питании. Результаты работ Н.И.Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что  искусственно  приготовленная  пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной.

В 1890  г. К.А.Сосин  повторил  опыты  Н.И.Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н.И.Лунина. Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.

Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И.Лунина  установлением  причины  болезни  бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии  среди  населения, питавшегося,  главным образом, полированным рисом.

Врач Эйкман, работавший в тюремном госпитале на острове Ява, в 1896 году  подметил, что  куры, содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом, страдали заболеванием, напоминающим бери-бери, после перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила.

Наблюдения Эйкмана, проведенные на  большом  числе  заключенных  в тюрьмах  Явы, также  показали, что  среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40, тогда как в группе  людей, питавшихся  неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000.

Таким образом, стало  ясно, что  в  оболочке риса (рисовых отрубях) содержится какое-то неизвестное вещество, предохраняющее от  заболевания  бери-бери. В  1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов); оно  было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты. В  щелочных  растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество  принадлежало  к  органическим соединениям  и  содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых  отсутствием  каких-то особых веществ в пище².

Несмотря на то, что эти особые вещества  присутствуют  в  пище, как подчеркнул ещё Н.И.Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой  группы  жизненно  необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, Функ (1912) предложил назвать  весь  этот  класс  веществ - витаминами (лат, vitamin-амин жизни). Впоследствии, однако, оказалось, что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее, термин  «витамины» настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.

После выделения  из пищевых продуктов вещества, предохраняющего от заболевания бери-бери, был открыт ряд других витаминов. Большое значение в  развитии учения о витаминах имели работы Гопкинса, Степпа, Мак Коллума, Мелэнби и многих других учёных.

В настоящее  время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура; это дало возможность организовать  промышленное  производство  витаминов не только путём переработки продуктов,  в которых они содержаться в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза³.

 

 

 

2. Характеристика авитаминозов, гипо- и гипервитаминозов.

 

Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в  пище  тех  или иных  витаминов, стали  называть авитаминозами. Если  болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, её  называют  полиавитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходиться иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно  и  своевременно  поставлен  диагноз, то  авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов⁴.

Чрезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом.

В настоящее  время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментных систем. Известно, что  многие  витамины входят в состав ферментов в качестве компонентов их простатических или коферментных групп.

Многие авитаминозы можно рассматривать как патологические состояния, возникающие на почве выпадения функций тех  или  других  коферментов. Однако  в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё неясен, поэтому пока ещё не представляется возможным  трактовать  все  авитаминозы  как  состояния, возникающие  на почве нарушения функций тех или иных коферментных систем.

С открытием  витаминов  и  выяснением  их природы открылись новые перспективы не только в предупреждении и лечении авитаминозов, но  и  в области лечения инфекционных заболеваний. Выяснилось, что некоторые фармацевтические препараты (например, из группы сульфаниламидных) частично напоминают  по своей структуре и по некоторым химическим признакам витамины, необходимые для бактерий, но в то же время не обладают свойствами этих витаминов. Такие «замаскированные под витамины» вещества захватываются бактериями, при этом блокируются активные центры бактериальной клетки, нарушается её обмен и происходит гибель бактерий⁵.

 

 

 

3. Классификация витаминов

 

В настоящее время витамины можно охарактеризовать как низкомолекулярные органические соединения, которые, являясь необходимой составной частью  пищи, присутствуют  в  ней  в  чрезвычайно малых количествах по сравнению с основными её компонентами.

Витамины - необходимый элемент  пищи для человека и ряда живых организмов потому, что они не синтезируются или некоторые из них  синтезируются  в  недостаточном количестве данным организмом. Витамины - это вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Они могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих своё действие на  обмен  веществ  в ничтожных концентрациях.

Витамины делят на две большие группы:1- витамины, растворимые в жирах, и  2-витамины, растворимые  в  воде. Каждая  из  этих групп содержит большое количество различных витаминов, которые обычно обозначают буквами  латинского  алфавита. Следует  обратить внимание, что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не  вполне отвечает исторической последовательности открытия витаминов.

В приводимой классификации витаминов в скобках  указаны  наиболее характерные  биологические  свойства  данного витамина - его способность предотвращать развития того или иного заболевания. Обычно названию  заболевания  предшествует  приставка «анти», указывающая на то, что данный витамин предупреждает или устраняет это заболевание.

 

ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В  ЖИРАХ.

Витамин  A (антиксерофталический).

Витамин D  (антирахитический).

Витамин E  (витамин размножения).

Витамин  K (антигеморрагический)

 

ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.

Витамин В1 (антиневритный).

Витамин В2 (рибофлавин).

Витамин PP (антипеллагрический).

Витамин В6 (антидермитный).

Пантотен   (антидерматитный фактор).

Биотин     (витамин Н, фактор роста для грибков, дрожжей и бактерий, антисеборейный).

Инозит. Парааминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор  пигментации).

Фолиевая  кислота (антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий).

Витамин В12 (антианемический витамин).

Витамин В15 (пангамовая  кислота).

Витамин С   (антискорбутный).

Витамин Р   (витамин проницаемости).

Многие относят также к числу витаминов холин  и непредельные жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей.  Все вышеперечисленные растворимые в воде витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат  азот  в  своей  молекуле, и  их  часто объединяют в один комплекс витаминов группы В.

 

ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.

ВИТАМИН  В2 (рибофлавин).

Химическая природа и свойства витамина В2.

Выяснению структуры витамина В2 помогло наблюдение, что все активно действующие  на  рост препараты обладали жёлтой окраской и желто-зелёной флоуресценцией. Выяснилось, что  между  интенсивностью  указанной окраски  и фактором стимулирующим рост препарата в определённых условиях имеется параллелизм.

Вещество желто-зеленной  флуоресценцией, растворимое в воде, оказалось весьма распространенным в природе; оно относится к  группе  естественных  пигментов, известных  под  названием флавинов.К ним принадлежит например флавин молока (лактофлавин). Лактофлавин удалось выделить в химически чистом виде и доказать его тождество с витамином В2.

Витамин В2 - желтое кристаллическое  вещество, хорошо  растворимое  в воде, разрушающееся  при облучении ультрафиолетовыми лучами с образованием биологически неактивных соединений(люмифлавин в щелочной среде  и люмихром в нейтральной или кислой).

Витамин В2 представляет собой метилированное  производное  изоаллоксазина, к  которому  в положении 9 присоединён спирт рибитол; поэтому витамин В2 часто называют рибофлавином, т.е. флавином, к которому присоединён пятиатомный спирт рибитол:

Наличие активных  двойных связей в циклической структуре рибофлавина обуславливает некоторые химические реакции, лежащие в  основе  его биологического действия. Присоединяя водород по месту двойных связей, окрашенный рибофлавин  легко  превращается  в  бесцветное  лейкосоединение. Последнее, отдавая  при соответствующих условиях водород, снова переходит в рибофлавин, приобретая окраску. Таким образом, химические особенности  строения  витамина  В2  и обусловленные этим строением свойства предопределяют возможность участия витамина В2 в  окислительно-восстановительных процессах.