Витамины

Витамины - это биологически активные органические соеди­нения разнообразной химической природы. Они поступают в ор­ганизм животного и человека с пищей, причем в небольших количествах, и играют большую роль как биокатализаторы в процессе обмена веществ. Недостаток, как и избыток витами­нов в организме одинаково вредны, так как вызывают глубо­кие нарушения различных функций организма, что приводит к тяжелым заболеваниям.

При недостаточном содержании витаминов в организме раз­виваются заболевания, называемые гиповитаминозами. Так, не­достаточное содержание витамина С может вызвать цингу, не­достаток витамина D - рахит (особенно у детей), недостаток витамина А - слепоту, витамина Bi - полиневриты и т.д.

Заболевания, связанные с отсутствием того или другого ви­тамина в организме, называются авитаминозами.

Избыточное содержание витаминов в организме приводит к заболеванию гипервитаминозу. Например, при избытке в орга­низме витамина К, регулирующего свертываемость крови, воз­никает тромбофлебит - тяжелое заболевание, связанное с за­купоркой кровеносных сосудов.

Чтобы снять явления гипервитаминоза, на помощь прихо­дят ингибиторы, или антагонисты витаминов, называемые ан-

тивитаминами. К настоящему времени почти для всех вита­минов известны антагонисты, но препаратов среди иих на­считывается немного.

Открытие витаминов свя­зано с именем русского врача Н. И. Лунина, который еще в 1880 г. в эксперименте на животных, создавая искусст­венную диету для них, пока­зал, что для нормальной жиз­ни животного организма необ­ходима пища, содержащая не только белки, жиры, углеводы и минеральные соли, но и дру­гие вещества, находящиеся в естественных продуктах.

Однако работы Н. И. Лу­нина не нашли в то время при-

знания, и только много лет спустя исследователи вернулись к ним. В 1912 г., базируясь на работах Н. И. Лунина, польский биохимик Казимир Функ выделил из рисовых отрубей физиоло­гически активное вещество в кристаллическом виде, которое полностью излечивало больных от заболевания полиневритом («бёри-бёри»).

После того как было установлено, что выделенное К. Фун-ком вещество из рисовых отрубей содержит азот, он предполо­жил, что должно быть и все другие вещества, отсутствие кото­рых вызывает авитаминоз, содержат азот, поэтому предложил называть эти вещества витаминами, что означает «азотсодер­жащие» вещества, необходимые для жизни, или жизненный амин (от лат. vita - жизнь). Однако дальнейшие исследования показали, что азот содержится не во всех витаминах, поэтому термин «витамин», предложенный К. Функом, не совсем точен. Было установлено, что в молекулах витаминов характерно присутствие гидроксильной группы (фенольного, спиртового или кислотного характера).

Поступая в организм в незначительных количествах с пи­щей, витамины вступают в соединение со специфическими бел­ками, образуя ферментные системы.

Часто в организм с пищей поступают вещества, имеющие большое химическое сродство с тем или иным витамином, кото­рые в процессе обмена веществ или фотосинтеза превращают­ся в витамины. Подобные вещества называют провитаминами. Например, карстиноиды, содержащиеся в моркови, имеют в своей молекуле структурную часть витамина А. Попадая в ор^ ганизм, каротиноиды вступают в реакции окисления, обмена веществ и превращаются в витамин А.

Следовательно, каротиноиды являются провитамином А. Или другой пример. Некоторые стерины под влиянием УФ-лу-чей превращаются в витамин D и таким образом'являются про­витаминами витамина D.

Основным научным центром по изучению витаминов в на­шей стране является Всесоюзный научно-исследовательский витаминный институт (ВНИВИ). На первом этапе деятельности этого института разрабатывались методы получения витаминов из доступных растительных ресурсов (шиповника, моркови, тыквы и др.). В годы Великой Отечественной войны в нашей стране был организован выпуск важнейших витаминов, кото­рые использовались в виде отдельных препаратов или для ви­таминизации пищевых продуктов, и, в частности, хлеба.

В послевоенный период началась интенсивная разработка синтетических методов получения витаминов. Работа была со­средоточена главным образом во ВНИВИ. Однако большое участие в этой работе приняли и другие научно-исследователь­ские институты: ВНИХФИ, Московский институт тонкой хими­ческой технологии, Институт органической химии АН СССР, Институт биохимии АН УССР и др.

В настоящее время почти все известные витамины, за ис­ключением очень немногих, получаются синтетически в про­мышленном масштабе.

»^На современном этапе развития витаминологии ученых ста­ли интересовать вопросы механизма действия витаминов. Ус­тановлено, что для выполнения биокаталитических функций значительная часть витаминов должна превращаться в клетках организма в активную форму - кофермент. Это открывает путь для искусственного создания коферментов вне организма с целью использования их в медицине взамен витаминов. Это особенно важно при заболеваниях, связанных с нарушением процесса внутриклеточного биосинтеза коферментов из витами­нов. Примером искусственного создания кофермента является синтетическая кокарбоксилаза (эфир тиамина и пирофосфорной кислоты).

Этому направлению уделяется в настоящее время большое внимание. Отдельные коферментные препараты уже выпускают­ся нашей промышленностью, это: липоевая кислота и ее амид, регулирующие липидный и углеводный обмен в организме; ри­бофлавина мононуклеотид (сложный эфир рибофлавина и фос­форной кислоты), применяющийся при гипо- и авитаминозе витамина В₂, и флавинат (кофермент витамина В₂); фосфатила-мин (кофермент витамина В₍).

В развитии этого нового направления в современной вита­минологии большую роль сыграли работы советских исследо­вателей В. В. Ефремова, М. Н. Запрометова, А. А. Курсанова, А. В. Труфанова и др. Говоря о науке витаминологии, нельзя не отметить крупнейшего биохимика академика А. В. Палла-дина, возглавлявшего школу советских биохимиков и витами-

нологов на Украине. Ему и его школе принадлежит приоритет в изучении биокаталитической роли витаминов, их обмена, пе­рераспределения в тканях организма.

К л ассификаци я. Первоначально существовала буквен­ная классификация витаминов, т. е. по мере их открытия обо­значение велось буквами латинского алфавита. Когда количе­ство открываемых витаминов стало интенсивно расти, к бук­вам стали прибавлять цифровые индексы, например Bi, B₂, Вэ, В₆ и т. д.

Поскольку буквенная классификация не отражает ни биоло­гической, ни химической сущности витаминов было предложе­но классифицировать витамины по признаку физиологического действия: витамин А стали называть аксерофтол, так как недо­статок этого витамина в организме вызывает заболевание глаз - ксерофтальмию; витамин Е - токоферол, что означает «деторождение несущий» и т. д.

Но эта классификация не дает возможности сгруппировать все возрастающее число витаминов в отдельные группы, близ­кие по какому-то общему признаку, что становилось крайне не­обходимым.

В связи с этим была предложена физическая классифика­ция, согласно которой все витамины делились на две большие группы: жирорастворимые (A, D, Е и др.) и водорастворимые (витамины комплекса В, фолиевая кислота и др.).

По мере установления химической структуры витаминов стало возможным классифицировать витамины по химическому строению, т. е. по характеру органических соединений, входя­щих в их молекулу.

Однако наряду с принятой химической классификацией, до сих пор буквенная и физическая классификация витаминов про­должают существовать в ряде литературных источников.

В соответствии с химической классификацией все витамины делят на 4 основных группы:

1. Витамины алифатического ряда

2. Витамины алициклического ряда

3. Витамины ароматического ряда

4. Витамины гетероциклического ряда

Каждая из этих групп имеет подгруппы, объединяющие витамины по более узким признакам их химической струк­туры.

28.06.2015