Витамины
Материал из Documentation.
Витамины (от лат. vita – жизнь) - низкомолекулярные органические соединения разл. химич. природы, необходимые для нормальной жизнедеятельности организмов; обладают высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольших количествах (человеку, напр., от нескольких мкг до нескольких десятков мг в сутки). Учение о витаминах называется витаминологией.[1]
Содержание |
[править] История изучения
В 1880 рус. врач Н. И. Лунин экспериментально доказал, что кроме белков, углеводов, жиров, солей и воды для нормального развития и роста животных необходимы особые вещества неизвестной природы, которые содержатся в природных продуктах питания (напр., в молоке). Несколько позднее Х. Эйкман установил, что болезнь бери-бери развивается при использовании в пищу только полированного риса, а излечивается при приёме водных экстрактов рисовой шелухи или отрубей. Им был сделан вывод, что в шелухе от риса содержится какой-то фактор (в дальнейшем он был назван витамином В1), необходимый организму. В начале 20 в. Ф. Г. Хопкинс пришёл к выводу, что развитие таких известных заболеваний, как цинга и рахит, связано с недостатком факторов питания (названы позже витаминами C и D). В 1912 К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее от бери-бери. Поскольку это вещество содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, он предложил все жизненно необходимые вещества, требуемые организму в малых количествах, называть "витаминами". Впоследствии, однако, выяснилось, что не все вещества этого класса содержат аминогруппы. Тем не менее термин «витамин» настолько прочно вошёл в жизнь, что менять его не имело смысла.[2]
[править] Виды
Витамины принято делить на растворимые в воде и растворимые в жирах. К водорастворимым витаминам относятся витамин C и витамины группы B: тиамин (В1), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота (В5), а также витамины B6, B12, ниацин (РР), фолацин и биотин (витамин Н). Ими богаты гл. обр. продукты растит. происхождения. Жирорастворимыми являются витамины A, D, E и K. Их много в продуктах животного происхождения (особенно в печени), они присутствуют в растит. масле и отчасти в зелёных листьях и овощах. Описана также группа витаминоподобных соединений – некоторые флавоноиды (рутин и др.), холин, инозит, липоевая, оротовая, пангамовая кислоты, которые обладают сходной с В. биологич. активностью, но их функции в организме не столь специфичны.[3]
Большинство В. представлено не одним, а несколькими соединениями (витамерами), обладающими сходной биологич. активностью. Для обозначения подобных групп родственных соединений используют слово «В.» с буквенными обозначениями, т. е. каждая такая группа обозначается одной буквой. Для индивидуальных соединений, обладающих витаминной активностью, используют названия, отражающие их химич. природу, напр. ретиналь (альдегидная форма витамина A), эргокальциферол и холекальциферол (формы витамина D).[4]
[править] Синтез витаминов живыми организмами
Большинство В. в активной и неактивной (в виде провитаминов – предшественников В.) форме синтезируется растениями и микроорганизмами, которые также нуждаются в витаминах. В организме человека и животных может синтезироваться незначит. число В. (напр., никотиновая кислота из триптофана, витамин А из каротиноидов растений, витамин D из присутствующих в пище провитаминов D под действием УФ-облучения). Некоторые В. (напр., витамин В12) могут синтезироваться только микрофлорой кишечника. Для полного удовлетворения потребностей в В. человек и животные должны получать их в готовом виде с продуктами питания и кормами. Однако набор В. в рационе разл. групп животных может быть разным. Напр., витамин С необходим в качестве компонента пищи рыбам, высокоорганизованным птицам, некоторым млекопитающим (напр., человеку, обезьянам, морским свинкам, ряду летучих мышей) и не обязателен для рациона животных, в организме которых присутствуют ферменты, обеспечивающие синтез витамина С из глюкозы (напр., земноводные, пресмыкающиеся).[5]
[править] Роль в обмене веществ
В отличие от др. незаменимых факторов питания (аминокислоты, жирные кислоты, углеводы и др.), витамины не являются материалом для биосинтеза к.-л. веществ или источником энергии. Однако они участвуют практически во всех биохимич. и физиологич. процессах, составляющих в совокупности обмен веществ. Большинство витаминов группы В в организме являются предшественниками коферментов – компонентов, входящих в активный центр ферментов. Коферменты сами по себе не обладают каталитич. активностью и приобретают её лишь при взаимодействии с белковой частью фермента (апоферментом). В качестве коферментов В. участвуют в энергетич. обмене (тиамин, рибофлавин), биосинтезе и превращениях аминокислот (витамины B6 и B12), жирных кислот (пантотеновая кислота), пуриновых и пиримидиновых оснований (фолацин), в образовании ацетилхолина, стероидов и др. соединений. Функции жирорастворимых В. связаны с процессами фоторецепции (витамин A), свёртывания крови (витамин K), всасывания Ca (витамин D) и др. Ряд В. (витамины E, C) составляет группу В. – антиоксидантов; они тормозят окислит. процессы в организме и препятствуют образованию свободных радикалов, повреждающих разл. структуры клеток и органов.[6]
[править] Антивитамины
Некоторые аналоги и производные В., называемые антивитаминами, проникая в клетки, могут вступать в конкурентные отношения с В., разрушать клетки, вырабатывающие их, и т. д. Напр., сульфаниламидные препараты, обладающие антимикробной активностью, разрушают микрофлору кишечника, лишая тем самым организм животных и человека источника витаминов.[7]
[править] Нарушение обмена витаминов
Нарушения нормального обмена веществ чаще связаны с недостаточным поступлением витаминов в организм (гиповитаминоз) и значительно реже с их полным отсутствием (авитаминоз) в потребляемой пище. Иногда наблюдается чрезмерное поступление витаминов (гл. обр. А, D, K) – гипервитаминоз. Описаны наследственные формы витаминной недостаточности или полного их отсутствия в организме, которые протекают на фоне его обеспеченности всеми известными витаминами. Они вызываются врождёнными дефектами, связанными с нарушениями всасывания В. в кишечнике, превращений провитаминов в активные формы В., а также с нарушениями синтеза коферментов или соответствующих им ферментов.[8]
[править] Получение и использование
Важная роль В. в питании человека и животных стимулировала развитие витаминной пром-сти. В. получают химич. и микробиологич. синтезом, а также из природных источников. Их добавляют в продукты питания и корма для профилактики и лечения витаминной недостаточности человека и животных. В. обогащают питательные среды при культивировании изолированных тканей растений, микроорганизмов.[9]