Витамины

Витами́ны (от лат. vita — «жизнь» и амин) — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы.
Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Автотрофные организмы также нуждаются в витаминах, получая их либо путём синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона[1]. Большинство витаминов являются коферментами или их предшественниками[2].

Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам. К витаминам не относят микроэлементы и незаменимые аминокислоты[2].

Наука на стыке биохимии, гигиены питания, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая строение и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях, называется витаминологией.[3]

Общие сведения

Витамины выполняют каталитическую функцию в составе активных центров разнообразных ферментов, а также могут участвовать в гуморальной регуляции в качестве экзогенных прогормонов и гормонов. Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок.

Исключения составляют витамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света;витамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей; и ниацин, предшественником которого является аминокислота триптофан. Кроме того, витамины K и В3 обычно синтезируются в достаточных количествах бактериальной микрофлорой толстого кишечника человека[2].

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния:

- отсутствие витамина — авитаминоз,

- недостаток витамина — гиповитаминоз,

- избыток витамина —гипервитаминоз.

На 2012 год 13 веществ (или групп веществ) признано витаминами.
Ещё несколько веществ, например карнитин иинозитол, находятся на рассмотрении[4].

Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D,E, K, и водорастворимые — C и витамины группы B.

Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём местом их накопления являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не запасаются и при избытке выводятся с водой. Это объясняет бо́льшую распространённость гиповитаминозов водорастворимых витаминов и гипервитаминозов жирорастворимых витаминов.

История.

Важность некоторых видов еды для предотвращения определённых болезней была известна ещё в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты (ныне известно, что куриная слепота может вызываться недостатком витамина A).

В 1330 году в Пекине Ху Сыхуэй опубликовал трёхтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость разнообразить рацион для поддержания здоровья.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд[en], пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу.
В 1753 году Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу. Тем не менее, Джеймс Кук на практике доказал роль растительной пищи в предотвращении цинги, введя в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло[en] и подобие цитрусового сиропа.

В итоге он не потерял от цинги ни одного матроса — неслыханное достижение для того времени. В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков. Это послужило причиной появления крайне обидной клички для матросов — лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.

Истоки учения о витаминах заложены в исследованиях российского ученого Николая Ивановича Лунина.

Он скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли.
Мыши погибли.
В сентябре 1880 года при защите своей докторской диссертации Лунин утверждал, что для сохранения жизни животного, помимо белков, жиров, углеводов, солей и воды, необходимы ещё и другие, дополнительные вещества. Придавая им большое значение, Н. И. Лунин писал: «Обнаружить эти вещества и изучить их значение в питании было бы исследованием, представляющим большой интерес».

Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом, так как другие ученые не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин в своих опытах использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный — плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B[5][6].

В 1895 году В. В. Пашутин пришел к выводу, что цинга является одной из форм голодания и развивается от недостатка в пище какого-то органического вещества, создаваемого растениями, но не синтезируемого организмом человека.

Автор отметил, что это вещество не является источником энергии, но необходимо организму и что при его отсутствии нарушаются ферментативные процессы, что приводит к развитию цинги. Тем самым В. В. Пашутин предсказал некоторые основные свойства витамина C.

В последующие годы накапливались данные, свидетельствующие о существовании витаминов. Так, в 1889 годуголландский врач Христиан Эйкман обнаружил, что куры при питании варёным белым рисом заболевают бери-бери, а при добавлении в пищу рисовых отрубей — излечиваются. Роль неочищенного риса в предотвращении бери-бери у людей открыта в 1905 году Уильямом Флетчером.

В 1906 году Фредерик Хопкинс предположил, что помимо белков, жиров, углеводов и т. д., пища содержит ещё какие-то вещества, необходимые для человеческого организма, которые он назвал «accessory food factors». Последний шаг был сделан в 1911 году польским учёным Казимиром Функом, работавшим в Лондоне. Он выделил кристаллический препарат, небольшое количество которого излечивало бери-бери. Препарат был назван «Витамайн» (Vitamine), от лат. vita — «жизнь» и англ. amine — «амин», азотсодержащее соединение. Функ высказал предположение, что и другие болезни — цинга, пеллагра, рахит — тоже могут вызываться недостатком определенных веществ.

В 1920 году Джек Сесиль Драммонд предложил убрать «e» из слова «Vitamine», потому что недавно открытыйвитамин C не содержал аминового компонента. Так «витамайны» стали «витаминами».

В 1923 году доктором Гленом Кингом было установлено химическое строение витамина С, а в 1928 году доктор и биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С, назвав его гексуроновой кислотой.
Уже в 1933 швейцарские исследователи синтезировали идентичную витамину С столь хорошо известную аскорбиновую кислоту.

В 1929 году Хопкинс и Эйкман за открытие витаминов получили Нобелевскую премию, а Лунин и Функ — не получили. Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта.
В 1934 году в Ленинграде состоялась Первая всесоюзная конференция по витаминам, на которую Лунин (ленинградец) не был приглашён.

В 1910-х, 1920-х и 1930-х годах были открыты и другие витамины. В 1940-х годах было расшифровано химическое строение витаминов.

В 1970 году Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал предположение об эффективности витамина С в лечении некоторых заболеваний. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни.

Исследовано и описано свыше 300 биологических функций этого витамина. Главное, что, в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С, и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно (в ограниченных количествах у человека витамин С накапливается в печени).

В последнее время польза применения витамина C для лечения многих заболеваний, в частности простудных, поставлена под сомнение[7].

Изучение витаминов успешно проводилось как зарубежными, так и отечественными исследователями, среди которых — А. В. Палладин, М. Н. Шатерников, Б. А. Лавров, Л. А. Черкес, О. П. Молчанова, В. В. Ефремов, С. М. Рысс, В. Н. Смотров, Н. С. Ярусова, В. Х. Василенко, А. Л. Мясникова и многие другие[8].

Названия и классификация витаминов

Витамины условно обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, H, K и т. д. Впоследствии выяснилось, что некоторые из них являются не самостоятельными веществами, а комплексом отдельных витаминов. Так, например, хорошо изучены витамины группы В. Названия витаминов по мере их изучения претерпевали изменения (данные об этом приводятся в таблице).

Современные названия витаминов приняты в 1956 году Комиссией по номенклатуре биохимической секции Международного союза по чистой и прикладной химии.

Для некоторых витаминов установлено также определенное сходство физических свойств и физиологического действия на организм.

До настоящего времени классификация витаминов строилась, исходя из растворимости их в воде или жирах.
Поэтому первую группу составляли водорастворимые витамины (C, P и вся группа B), а вторую — жирорастворимые витамины — липовитамины (A, D, E, K).

Однако ещё в 1942—1943 годах академик А. В. Палладин синтезировал водорастворимый аналог витамина К — викасол. А за последнее время получены водорастворимые препараты и других витаминов этой группы. Таким образом, деление витаминов на водо- и жирорастворимые до некоторой степени теряет своё значение.

Разложение витаминов при кулинарной обработке

Под воздействием факторов внешней среды (температуры, кислорода, солнечного света, кислот, щелочей в среде) витамины разрушаются и теряют свою биологическую активность.

По степени чувствительности различные витамины обладают разными свойствами, некоторые проявляют высокую устойчивость, другие же быстро разрушаются.

Это в первую очередь связано с тем, что витамины, в силу своего химического строения, являются высокоактивными соединениями, легко вступающими в химические реакции. С того момента, как молекула витамина появилась на свет естественным путем или с помощью химического синтеза, и до того момента, как она попадет в организм человека или животного, её судьба во многом зависит от условий хранения и переработки.

Главными факторами нестабильности витаминов являются:

Кислород воздуха
Перекиси
Влага
pH среды
Ионы металлов (железа, меди)
Солнечный свет
Повышенная температура
Микроорганизмы
Ферменты
Адсорбенты

Антивитамины

Антивитамины — группа органических соединений, подавляющих биологическую активность витаминов. Это соединения, близкие к витаминам по химическому строению, но обладающие противоположным биологическим действием.

При попадании в организм антивитамины включаются вместо витаминов в реакции обмена веществ и тормозят или нарушают их нормальное течение. Это ведёт к витаминной недостаточности даже в тех случаях, когда соответствующий витамин поступает с пищей в достаточном количестве или образуется в самом организме.

Антивитамины известны почти для всех витаминов. Например, антивитамином витамина B1 (тиамина) является пиритиамин, вызывающий явления полиневрита.

Поливитамины

Поливитаминные препараты — фармакологические препараты, содержащие в своём составе комплекс витаминов и минеральные соединения.

Единственным натуральным пищевым поливитамином является грудное молоко, в котором содержится ценный набор из многих эссенциальных витаминов. Для профилактики гиповитаминозов, в особенности у детей, рекомендуется использовать комплексные витаминные препараты. Поливитаминные препараты применяются не только для профилактики и лечения гиповитаминозов, но и в комплексной терапии таких расстройств питания, как гипотрофия или паратрофия.

Высокий уровень метаболизма у детей, не только поддерживающий жизнедеятельность, но и обеспечивающий рост и развитие детского организма, требует достаточного и регулярного поступления не только витаминов, но и макро- и микроэлементов. По мнению ученых, для российских детей и подростков весьма актуально применение витаминно-минеральных комплексов[15].

В то же время, есть сведения[16] об увеличении риска раковых и сердечных заболеваний и сокращении продолжительности жизни при дополнительном приёме витаминов.

------------------

Примечания

1. Гайсина Л. А., Фазлутдинова А. И., Кабиров Р. Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей. —  Учебное пособие. — Уфа: БГПУ, 2008. — 152 с. — 100 экз. — ISBN 978-5-87978-509-8.

2. Перейти к: 1 2 3 Овчинников Ю. А. Витамины // Биоорганическая химия. — Москва: Просвещение, 1987. — С. 668.

3. витаминология. Большой медицинский словарь. 2000.. Проверено 23 февраля 2012. Архивировано из первоисточника 30 мая 2012.

4. Gerald F. Combs, Jr. Chapter 1. What is a Vitamin? // The Vitamins. — Academic Press, 2012. — 598 с. — ISBN 978-0-12-381980-2.

5. Витамины // газета «Биология» (приложение к газете «Первое сентября»), № 23, июнь 1998

6. Справочник по витаминам (для врачей). / Проф. П. И. Шилов, доц. Т. Н. Яковлев. — Л.: МЕДГИЗ, 1960. (ISBN не указан)

7. Vitamin C Can't Cure Common Cold (en-US). WebMD. Проверено 10 февраля 2016.

8. Справочник по витаминам (для врачей). / Проф. П. И. Шилов, доц. Т. Н. Яковлев. — Л.: МЕДГИЗ (ленинградское отделение), 1960. (ISBN не указан)

9. Перейти к: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» МР 2.3.1.2432-08

10. Reynolds, James E. F. Martindale: The Extra Pharmacopoeia. — Pennsylvania, 1993. — Vol. 30. — ISBN 0-85369-300-5.
An isomer of glucose that has traditionally been considered to be a B vitamin although it has an uncertain status as a vitamin and a deficiency syndrome has not been identified in man.

11. С возрастом потребность в витамине D растёт. Потребность для лиц в возрасте от 18 до 60 лет — 10 мкг/сутки, для лиц старше 60 лет — 15 мкг/сутки.

12. Brigelius-Flohé R, Traber MG (July 1999). «Vitamin E: function and metabolism». FASEB J. 13 (10): 1145–55. PMID 10385606.

13. одна из незаменимых аминокислот

14. Стабильность витаминов в кормах и питьевой воде // Кузьмин А. А. // АО «Биофарм»

15. Вильмс Е. А., Турчанинов Д. В., Боярская Л. А., Турчанинова М. С. Состояние минерального обмена и коррекция микроэлементозов у детей дошкольного возраста в крупном промышленном центре Западной Сибири. Педиатрия, 2010, том 89, № 1, с. 85—90

16. Миф о витаминах. Как вышло, что мы поверили в их пользу?. slon.ru. Проверено 14 февраля 2016.
---------------------

https://ru.wikipedia.org/wiki/Витамины