История открытия витаминов
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 содержаться не во всякой пище.
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 корми, 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».
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 пище.
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. vta-жизнь, 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 синтеза.
Общее понятие об авитаминозах; гипои гипервитаминозы.
Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называть авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, её называют поливитаминозом. 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 витаминов.
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 простетических 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 возможность 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 бактерий.
Источник
История открытия витаминов
Во второй половине XIX века специалисты, изучающие пищевую ценность продуктов, были уверены, что она зависит исключительно от содержания в них жиров, белков, углеводов, воды и минеральных солей. Однако время не стоит на месте, и за века человечество не раз сталкивалось с ситуациями, когда морские путешественники погибали от цинги даже при достаточном количестве продовольствия. С чем же это связано?
Никто не мог получить ответ на этот вопрос вплоть до 1880 года, когда русский ученый Николай Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, которые поглощали искусственное молоко, в состав которой входили казеин, жир, сахар и соли, все равно погибали, в то время как животные, получавшие натуральное молоко, были здоровы и веселы. Ученый сделал вывод, что в молоке есть и другие незаменимые для питания вещества.
Спустя еще 16 лет была найдена причина болезни «бери-бери», распространенной среди жителей Индонезии и Японии, которые питались в основном очищенным рисом. И помощь врачу Эйкману, трудившемуся в тюремном госпитале на острове Ява, оказали. бродившие по двору куры. Им давали очищенное зерно, и птицы страдали заболеванием, похожим на «бери-бери». Как только им начинали давать неочищенный рис, это состояние проходило. Намного позже было выявлено, что болезнь «бери-бери» обусловлена недостатком тиамина (витамина В1).
Впервые витамин в кристаллическом виде выделил польский ученый Казимир Функ. Это произошло в 1911 году. Через год они придумал ему название, оттолкнувшись от латинского vita – «жизнь».
Источник
История открытия жирорастворимых витаминов.
Жирорастворимые витамины – это низкомолекулярные соединения, не растворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях. К ним относятся витамины: А, D, Е, К.
Витамин А (ретинол, антиксероофтальмический) – циклический, ненасыщенный, одноатомный спирт. В 1917 году витамин А был обнаружен независимо Элмером Макколом в Университете Висконсн-Мэдисон и Лайфайеттом Менделем и Томасом Бурром Осборном из Йельского университета. Есть две формы витамина А: ретинол – это витамин А в чистом виде и в виде коротиноидов – пигменты которых содержатся в растениях.
Источники. Витамин А содержится только в животных продуктах: печени крупного рогатого скота т свиней, яичном желтке, молочных продуктах; особенно богат этим витамином рыбий жир. В растительных продуктах (морковь, томаты, перец, салат и др.). Суточная потребность витамина А взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг витамина или от 2 до 5 мг р-каротинов. При авитаминозе и гиповитаминозе развивается головная боль, тошнота, рвота, шелушение кожи, выпадение волос, увеличение печени.
Витамин Д (кальциферол, антирахитический) – группа химически родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Наиболее биологически активные витамины – D2 и D3. Впервые упоминание о рахите – заболевании, вызванном дефицитом витамина Д, найдено в трудах Сорана Эфесского (138 г. н.э.). Детально рахит как болезнь был описан Глисоном, английским ортопедом в 1650 г. В 1921г. Мак-Коллум, проводя опыт, обнаружил в неомыляемой части жира трески (который к тому времени был известен как препарат против рахита) новый компонент, обладающий сильным противорахитическим действием – витамин Д. Таким образом, было выявлено, что пищевые продукты обладают способностью предотвращать рахит в зависимости от наличия в их составе именно этого витамина. С 1919 г., после открытия Гудчинским действия ртутно-кварцевой лампы (названной «горное солнце») на лечение рахита у детей, основным фактором развития этой болезни стали считать недостаток ультрафиолетового облучения. В 1928 г. Адольфу Виндаусу была вручена Нобелевская премия по химии за открытие предшественника витамина Д – дегидрохолостерола. Позже, в 1937 г., тот же Виндаус сумел выделить и активный витамин Д3.
Витамин Е. Впервые выявили роль витамина Е в репродуктивном процессе в 1920 г. У белой крысы, обычно очень плодовитой, было отмечено прекращение размножения при длительной молочной диете (снятое молоко) с развитием авитаминоза Е. В 1922 г. Эванс и Бишоп установили, что при нормальных овуляции и зачатии, у беременных самок крыс происходила гибель плода при исключении из рациона жирорастворимого пищевого фактора, имеющегося в зелёных листьях и зародышах зерна. Авитаминоз Е у самцов крыс вызывал изменения семянного эпителия. В 1936 году получены первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерна. Синтез витамина Е осуществлен в 1938 г. Каррером.
Витамин К. Витамин К существует в нескольких формах в растениях как филлохинон (К1), в клетках кишечной флоры как менахинон (К2)
Впервые было высказано предположение о наличии фактора, влияющего на свертываемость крови в 1929 г. Датский биохимик Хенрик Дам выделил жирорастворимый витамин , который в 1935 г. назвали витамином К из-за его роли в свертываемости крови. За эту работу ему в 1943 г. была присуждена Нобелевская премия.
История открытия водорастворимых витаминов. Водорастворимые витамины – это низкомолекулярные соединения, хорошо растворимые в воде, не растворимые в органических растворителях.
Витамин В1 (тиамин, антиневритный) – Христиан Эйкман предположил существование паралитического яда в эндосперме риса и полезных для организма веществ, излечивающих болезнь бери-бери в рисовых отрубях. За исследование , которые привели к открытию витаминов, Эйкман получил в 1929 году Нобелевскую премию в области медицины. В чистом виде впервые выделен Б. Янсеном в 1926 году.
Витамин В2 (рибофлавин). Рибофлавин представляет собой кристаллы жёлтого цвета (от лат. Flavos – желтый), растворимые в воде. В основе структуры витамина В2 лежит структура изоаллоксазина, соединенного со спиртом рибитолом. Ученый Блис открыл это вещество в 1879 году, а рибофлавином он стал в 1932 году.
Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, антипелларгический). Открытие и изучение витамина РР тесно связано с изучением пеллагры – заболевания, при котором развивается дерматит. Это заболевание было описано еще вначале XVIII в. Оно встречалось среди людей, которые в качестве основного продукта питания употребляли кукурузу. Долгое время считали, что пеллагру вызывает либо ядовитое вещество, либо неизвестный микроб. В 1915 г. американский врач Гольдберг, проведя многочисленные исследования, пришел к выводу, что развитие данного заболевания связано с отсутствие в пище вещества неизвестной природы. Это вещество Гольдберг назвал «фактором, предотвращающим развитие пеллагры». Поэтому витамин и получил название РР (pellagra preventing). В процессе поиска эффективного противопеллагрического средства был получен кристаллический препарат, излечивающий пеллагру. Этим веществом оказалась никотиновая кислота.
Витамин В3 (пантотеновая кислота) – в качестве витамина была открыта в 1933 г. Р. Уильямсом. Она оказалась чрезвычайно широко распространенной во всех живых объектах (микроорганизмы, растения, ткани животных), в связи с чем было предложено название «пантотеновая кислота» (от греч. pantoten – повсюду). В 1938 г. этот же автор выделил ее из дрожжей и печени в высокоочищенном состоянии в форме кристаллической кальциевой соли, а в 1940 г. была расшифрована ее структура, подтверждённая химическим синтезом.
Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксаль) – история открытия пиридоксина связана с поисками средств для лечения пеллагры – тяжелейшей болезни, распространенной до середины прошлого века. Гольдберг в 1926 году сделал вывод, что проявления пеллагры не поддаются воздействию, но проходят под действием дрожжей, которыми скармливали животных. Неизвестный компонент в дрожжах был назван «крысиным фактором», а позже, в 1936 году, его уже смогли выделить, синтезировать и назвать витамином В6. И только в 1944 году американцу Е. Снеллу удалось выделить 2 разновидности этого витамина: пиридоксиамин и пиридоксаль.
Витамин Н (биотин) – входит в состав ферментов, осуществляющих карбоксилирование (присоединение молекулы углекислого газа) органических кислот. Биотин был открыт в 1901 г. В те годы изучение витаминов еще только начиналось и знания ученых о витаминах были ограничены. Новому, незнакомому веществу было дано название «биос», что означает «жизнь». Это вещество называли «защитным фактором Х», «коферментом Н», и только через какое-то время исследователи поняли, что имеют дело с одним и тем же веществом. После этого его окончательно переименовали в биотин и стали обозначать витамином Н.
Витамин В9 (фолиевая кислота) – фолиевая кислота и родственные соединения, ее производное, тетрагидрофолиевая кислота, входит в состав ферментов, участвующих в важнейших синтетических процессах, в том числе в процессе кроветворения. Название «фолиевая кислота» произошло от латинского слова «folium», что означает лист. Первооткрывателем стал английский исследователь Н. Митчелл, выделил ее чистый вид из листьев.
Витамин В12 (кобаламин) – был выделен из печени в кристаллическом виде в 1948 г. В 1955г. Дороти Ходжкен с помощью рештено- структурного анализа расшифровала структуру этого витамина. За эту работу в 1964 г. ей была присуждена Нобелевская премия. Витамин В12 – единственный витамин, содержащий в своём составе металл кобальт.
Витамин С (аскорбиновая кислота) – история открытия витамина С связана с цингой. В те далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу. Болезнь проявлялась общей слабостью, кровоточивостью дёсен, вследствие чего выпадали зубы, появлялась сыпь, кровоизлияния на коже. Но всё же был найден путь излечения. Так, моряки, следуя примеру индейцев, стали пить водный экстракт сосновой хвои, который является кладезем витамина С. В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты. Интересен ещё и другой факт : Альберт фон Сант-Дьердь, первооткрыватель витамина С, на самом деле открыл целый комплекс витаминов и показал, что с рутином и биофлавоноидами действие витамина С становится особенно мощным.
Витамин Р (рибофлавоноиды) – первые флавоноиды были открыты американским биохимиком венгерского происхождения, лауреатом Нобелевской премии Альбертом Сент-Дьёрди в 1936 году. Это вещество привлекло учёного тем, что при наличии достаточного количества его в организме уменьшалась ломкость сосудов и проходили геморроидальные явления. Чуть позже, когда была расшифрована его структура, выяснилось, что у этого вещества огромное количество родственников, различающихся между собой небольшими участками молекул.
Источник