История открытия витаминов

Витамин В2 широко распространен во всех животных и растительных тканях. Он встречается  либо  в  свободном  состоянии (например, в  молоке, сетчатке), либо, в большинстве случаев, в виде соединения, связанного с белком. Особенно богатым  источником  витамина В2 являются дрожжи,  печень, почки, сердечная мышца млекопитающих,  а также рыбные продукты. Довольно высоким  содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты.

Ежедневная потребность  человека в витамине В2, по-видимому, равняется 2-4 мг рибофлавина.

Витамин В2 встречается во всех растительных и животных тканях, хотя и  в  различных количествах. Это широкое распространение витамина В2 соответствует участию  рибофлавина  во  многих  биологических  процессах. Действительно, можно считать  твёрдо  установленным, что  существует группа ферментов, являющихся необходимыми звеньями в цепи катализаторов биологического окисления, которые  имеют в составе своей простатической группы рибофлавин. Эту группу  ферментов  обычно  называют  флавиновыми ферментами.К ним  принадлежат, например, желтый  фермент, диафораза и ци-тохромредуктаза. Сюда же относятся  оксидазы  аминокислот, которые  осуществляют окислительное   дезаменирование аминокислот   в  животных тканях. Витамин В2входит в состав указанных коферментов в виде  фосфорного эфира. Так как  указанные  флавиновые  ферменты  находятся во всех тканях, то недостаток в витамине В2 приводит к падению интенсивности  тканевого дыхания  и обмена веществ в целом, а следовательно, и к замедлению роста молодых животных.

В последнее  время  было установлено, что в состав простетических групп ряда  ферментов, помимо  флавоновой  группы, входят  атомы  металлов(Cu,Fe,Mo).

 

ВИТАМИН РР (антипеллагрический витамин, никотинамид).

При отсутствии витамина РР (от английского pellagra preventing)  в пище, у человека возникает заболевание, получившее название пеллагры.

Антипеллагрическим витамином  является  никотиновая кислота или её амид. Никотиновая кислота была известна  химикам  ещё  с  1867  года, но только 70  лет  спустя, было установлено, что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важнейшего витамина.

Никотиновая кислота  представляет  собой белое кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте. При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется.

              5Никотиновая кислота        Амид никотиновой кислоты

Активностью антипеллагрического витамина обладает как сама никотиновая кислота, так и амид никотиновой кислоты.

По-видимому, в организме  свободная  никотиновая  кислота   быстро превращается в амидникотиновой кислоты, который и является истинным антипеллагрическим витамином.

При введении никотиновой кислоты людям и животным, страдающим пеллагрой, все признаки заболевания исчезают.

Антипеллагрический витамин довольно широко распространён в  природе, благодаря чему  пеллагра  при  нормальном  питании встречается редко. Большое количество витамина РР находится в рисовых отрубях, где  содержание его  доходит почти до 100 мг%. В дрожжах и пшеничных отрубях, в печени рогатого скота и свиней также содержится довольно  значительное количество этого витамина.

Растения и некоторые микробы, а также, по-видимому, и некоторые  животные (крысы)способны синтезировать  антипеллагрический витамин и поэтому могут развиваться нормально и без поступления  извне. В  настоящее время выяснено, что  РР  может синтезироваться в организме из триптофана; недостаток триптофана в питании или нарушение его нормального обмена играет,  поэтому, важную роль в возникновении пеллагры. Человек, по-видимому не обладает достаточной способностью к синтезу антипеллагрического витамина, и доставка никотиновой кислоты или её амида с пищей необходима, особенно при диете, не содержащей  соответствующего  количества триптофана и  пиридоксина, например, при  резком  преобладании в пищевом рационе кукурузы (маиса). Суточная потребность в этом витамине для людей исчисляется в 15-25 мг для взрослых и 15 мг для детей.

Никотиновая кислота, точнее,  её  амид, играет  исключительно важную роль в обмене веществ. Достаточно сказать, что в состав ряда  коферментных групп, катализирующих тканевое дыхание, входит амид никотиновой кислоты.

Отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к нарушению синтеза ферментов, катализирущих  окислительно-восстановительные   реакции, и ведет к нарушению механизма окисления тех или иных субстратов тканевого дыхания.

Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1-метилникотинамида и частично  некоторых  других  ее производных.

 

ВИТАМИН В6 (ПИРИДОКСИН).

Химическая природа и свойства витамина В6.

Вещества группы  витамина В6 по своей химической природе являются производными пиридина. Одно из них - пиридоксин (2-метил-3окси-4,5-диокси-метилпиридил) - белое  кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и спирте.                         

Пиридоксин устойчив по отношению к кислотам  и  щелочам (например, 5 н. концентрации), но легко разрушается под влиянием света при pH=6,8.

Витамин В6 весьма распространён в продуктах как живого, так и растительного происхождения. Особенно богаты им рисовые отруби, а также зародыши пшеницы, бобы, дрожжи, а из животных продуктов - почки, печень и мышцы.

Потребность человека в этом витамине точно не установлена, но  при некоторых  формах дерматитов, не поддающихся излечению витамином РР или другими витаминами, внутривенное введение 10-100 мг пиридоксина  давало положительный  лечебный  эффект. Предполагают, что потребность организма человека в этом витамине составляет приблизительно 2 мг в день.

У человека недостаточность витамина В6, чаще всего, возникает в результате длительного приёма сульфаниломидов или  антибиотиков - синтомицина, левомицина, биомицина, угнетающих  рост  кишечных  микробов, в норме синтезирующих пиридоксин в количестве, достаточном для частичного покрытия потребности в нём организма человека.

Два производных пиридоксина - пиридоксаль и пиридоксамин, играют важную роль в обмене аминокислот. Фосфорилированный  пиридоксаль (фосфо-пиридоксаль) участвует  в реакции переаминирования - переносе аминогруппы с аминокислоты на  кетокислоту. Другими  словами, система  фосфопиридоксаль-фосфопиродоксамин выполняет коферментную функцию в процессе переаминирования.

Кроме того, было показано, что фосфопиридоксаль является коферментом декарбоксилаз некоторых аминокислот. Таким образом, две реакции азотистого обмена: переаминирование и декарбоксилирование аминокислот осуществляются при помощи одной и той же коферментной группы, образующейся в  организме из витамина В6. Далее установлено, что фосфопиридоксаль играет коферментную  роль  превращения  триптофана, которое, по-видимому, и ведёт к биосинтезу никотиновой кислоты, а также в превращениях ряда серосодержащих и оксиаминокислот.

ВИТАМИН С (АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА).

К числу  наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавший иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в  зимнее и весеннее время года, когда население европейских стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие  овощи  и фрукты.

Окончательно вопрос  о причинах возникновения и способов лечения цинги был разрешен экспериментально лишь в 1907-1912 гг.  в опытах  на морских свинках. Оказалось, что  морские свинки, подобно людям, подвержены заболеванию цингой, которая развивается на почве недостатков в питании.

Стало очевидным, что  цинга возникает при отсутствии в пищеособого фактора. Этот фактор, предохраняющий от цинги, получил название  витамина С, антицинготного, или антискорбутного, витамина.

Химическая природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения её в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов, особенно большое значение в ряду этих  исследований  имели  работы А.Сент-Дьердьи и Хэворта.

Строение витамина С было окончательно установлено синтезом его из L-ксилозы. Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты.

Как видно  из  формулы, аскорбиновая кислота является ненасыщенным соединением и не содержит свободной карбоксильной группы. Кислый характер этого  соединения  обусловлен  наличием  двух  фенольных  гидроксилов, способных к диссоциации с отщеплением водородных  ионов, по-видимому, в основном у третьего углеродного атома.

L-Аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легко растворимое  в воде с образованием кислых растворов. Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратимому окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты.

Таким образом, L-Аскорбиновая  кислота  и её дегидроформа образуют окислительно-восстановительную систему, которая может, как  отдавать, так и принимать  водородные  атомы, точнее электроны и протоны. Обе эти формы обладают антискорбутным действием. В присутствии широко  распространенного в  растительных  тканях  фермента - аскорбиноксидазы, или аскорбиназы, аскорбиновая кислота окисляется кислородом воздуха  с  образованием дегидроаскорбиновой кислоты и перекиси водорода.

Аскорбиновая кислота, особенно её дегидроформа, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в дикетоулоновую кислоту, не обладающую витаминной активностью, является необратимым процессом, который  заканчивается обычно окислительным  распадом. Наиболее  быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щёлочной среде при нагревании. Поэтому  при  различных видах кулинарной обработки пищи часть витамина С обычно теряется. Аскорбиновая кислота обычно  разрушается также  и  при изготовлении овощных и фруктовых консервов. Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей тяжелых металлов (железо, медь). В настоящее  время, однако, разработаны  способы приготовления консервированных фруктов и овощей с сохранением их полной витаминной активности.

Важно отметить, что  большинство  животных, за  исключением морских свинок и обезьян, не нуждается в получении витамина С извне, так как аскорбиновая кислота  синтезируется у них в печени из сахаров. Человек не обладает способностью к синтезу витамина С и должен обязательно  получать его с пищей.

Потребность взрослого  человека  в   витамине С   соответствует 50-100мг аскорбиновой  кислоты в день. В организме человека нет сколько-нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо  систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей.

Основными источниками витамина С являются растения. Особенно много аскорбиновой кислоты в перце, хрене, ягодах рябины, чёрной смородины, землянике, клубнике, в апельсинах, лимонах, мандаринах, капусте (как свежей, так и квашенной), в шпинате. Картофель хотя и содержит значительно меньше витамина С, чем вышеперечисленные продукты, но, принимая  во  внимание значение его  в  нашем  питании, его следует признать наряду с капустой основным источником снабжения витамином С.

Здесь можно напомнить, что эпидемии цинги, свирепствовавшие в средние века в Европе в зимние и весенние месяцы года, исчезли после введения в сельское хозяйство европейских стран культуры картофеля.

Необходимо обратить внимание на важнейшие  источники  витамина  С не пищевого характера - шиповник, хвою (сосны, ели и лиственницы) и листья черной смородины. Водные вытяжки из них представляют собой почти всегда доступное средство для предупреждения и лечения цинги.

По-видимому, физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными  свойствами. Возможно, что этим следует  объяснить  и  изменения  в  углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновением  гликогена  из  печени  и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена  при экспериментальном скорбуте  наблюдается  усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А.В.Палладин). Большое значение имеет  витамин С  для образования коллагенов и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных  процессах. В  моче человека обнаруживается аскорбиновая, дегидроаскорбиновая, дикетогулоновая и щавелевая кислоты, причём две последние являются продуктами необратимого превращения витамина С организме человека.

ВИТАМИН Р (ВИТАМИН ПРОНИЦАЕМОСТИ, ЦИТРИН).

Термин «витамин  Р» является собирательным понятием. Этим термином объединяется целая   группа  веществ, обладающих  сходным  биологическим действием.

Витамин Р  находится обычно в тех же растительных продуктах, в которых встречается и аскорбиновая  кислота; этим  и  объясняется, что  при цинге обычно наблюдаются симптомы, вызванные отсутствием в пище как аскорбиновой кислоты, так и витамина Р.