История открытия витаминов и их изучение
Прошло уже более ста лет с того момента, как витамины вошли в жизнь почти каждого жителя планеты. Однако немногие знают, что всего 13 комбинаций веществ относятся к таковым. Остальные же считаются лишь их подобием. Чем опасны для организма синтезированные витамины? Какова история открытия витаминов и их значение?
Что такое витамины?
Итак, что же такое витамины? Откуда берет свое начало история открытия витаминов? Почему они необходимы для полноценного жизнеобеспечения?
В отличие от углеводов, аминокислот и полиненасыщенных жирных кислот, витамины не несут энергетической ценности для организма, однако способствуют нормализации обмена веществ. Способом попадания их в организм является прием пищи, добавок и солнечных ванн. Применяются для нейтрализации дисбаланса или нехватки полезных микроэлементов. Главными их функциями являются: помощь колиферментам, соучастие в урегулировании метаболизма, препятствование возникновению неустойчивых радикалов.
История открытия витаминов продемонстрировала, что данные вещества различны по своему химическому составу. Но, к сожалению, они не способны вырабатываться организмом самостоятельно в нужном количестве.
Какова роль витаминов
Всякий витамин по-своему уникален, и ему нельзя найти замену. Все объясняется специфическим набором функций, которые присущи только одному отдельно взятому веществу. Поэтому, если организм ощущает нехватку какого-то витамина, возникают очевидные последствия: витаминная недостаточность, нарушение обмена веществ, заболевание.
Поэтому важно правильно, разнообразно и насыщенно питаться, включая в свой рацион ежедневно хотя бы минимум продуктов, обогащенных полезными микроэлементами.
Например, витамины, относящиеся к группе В, влияют на правильную работу нервной системы, поддерживают работу иммунной системы, помогают организму своевременно заменять и обновлять клетки.
Но не стоит пугаться, если вы заметили, что ваша пища недостаточно насыщена витаминами. Большая часть современных людей испытывает их дефицит. Для восполнения нужного баланса стоит не только правильно питаться, но и применять комплексные витаминные препараты.
Как люди пришли к витаминам
Представьте, до конца 19 века многие люди даже и не знали о таком понятии, как витамины. Они не просто страдали от недостатка полезных веществ, но и тяжело заболевали, и нередко умирали. Как произошло открытие витаминов? Кратко попробуем рассказать о работах врачей, об их наблюдениях и открытиях в этой области.
Самыми распространенными заболеваниями «довитаминных» эпох были:
- «Бери-бери» — недуг, поразивший жителей Юго-Восточной, Южной Азии, где основным источником питания был шлифованный, обработанный рис.
- Цинга – болезнь, забравшая жизни тысячи мореплавателей.
- Рахит, которым ранее болели не только дети, но и взрослые.
Люди умирали целыми семьями, корабли не возвращались из плаванья из-за гибели всех членов экипажа.
Это продолжалось до 1880 года. До того момента, когда Н. И. Лунин пришел к мысли, что многие продукты питания содержат в своем составе вещества, жизненно необходимые для человека. Причем данные вещества незаменимы.
Цинга – болезнь древних моряков
История открытия витаминов содержит многочисленные факты, указывающие на миллионные потери. Причиной смертей стала цинга. В то время эта болезнь была одной из самых страшных и смертельных. Никто даже и подумать не мог, что виной всему — неправильный рацион и нехватка витамина С.
Согласно примерным подсчетам историков, цинга только за время географических открытий унесла свыше миллиона моряков. Характерным примером можно назвать экспедицию в Индию, проходившую под надзором Васко де Гама: из 160 членов команды большая часть заболели и умерли.
Дж. Кук стал первым путешественником, который вернулся в том же командном составе, что и отбыл от пристани. Почему члены его экипажа не подверглись судьбе многих? Дж. Кук внес в их дневной рацион кислую капусту. Он последовал примеру Джеймса Линда.
Начиная с 1795 года продукты растительного происхождения, лимоны, апельсины и другие цитрусовые (источник витамина С), стали обязательным составляющим «продуктовой корзины» моряков.
К истине пришли опытным путем
Мало кто знает, какую тайну хранит в себе история открытия витаминов. Кратко можно сказать так: пытаясь найти путь к спасению, ученые врачи ставили эксперименты над людьми. Радует одно: они были достаточно безобидны, но далеко не гуманны с точки зрения современной морали и нравственности.
Опытами над людьми прославился в 1747 шотландский врач Дж. Линд.
Но к этому он пришел не по собственному желанию. Его вынудили обстоятельства: на корабле, на котором он служил, разразилась эпидемия цинги. Пытаясь найти выход из сложившегося положения, Линд выбрал два десятка больных моряков, разделив их на несколько групп. На основании проведенного деления производилось лечение. Первой группе вместе с привычной едой подавали сидр, второй — морскую воду, третьей — уксус, четвертой — цитрусовые. Последняя группа – единственные, кто выжил из всех 20 человек.
Однако человеческие жертвы были не напрасны. Благодаря опубликованным результатам эксперимента (трактат «Лечение цинги») было доказано значение цитрусовых для нейтрализации цинги.
Возникновение термина
История открытия витаминов кратко повествует об истоках самого термина «Витамин».
Считается, что прародителем является К. Функ, выделивший витамин В1 в кристаллическом виде. Ведь именно он дал своему препарату название vitamine.
Далее эстафетную палочку преобразований в области понятия «витамин» взял Д. Драммонд, предположивший, что нецелесообразно называть все микроэлементы словом, содержащим букву «е». Объяснив это тем, что не все они содержат аминовую кислоту.
Именно так витамайны приобрели привычное для нас название «витамины». Оно состоит из двух латинских слов: «vita» и «амины». Первое означает «жизнь», второе включает наименование азотистых соединений аминогруппы.
В постоянный обиход слово «витамин» вошло лишь в 1912 году. Дословно оно означает «вещество, необходимое для жизни».
История открытия витаминов: истоки
Николай Лунин стал одним из первых, кто задумался о роли веществ, получаемых из продуктов питания. Научное сообщество того времени гипотезу русского врача приняло в штыки, она не была воспринята всерьез.
Однако факт необходимости определенного рода минеральных соединений первым выяснил никто иной, как Лунин. Открытие витаминов, их незаменимость другими веществами он выявил опытным путем (в то время витамины еще не носили своего современного названия). Подопытными были мыши. Рацион одних состоял из натурального молока, а других — из искусственного (молочных компонентов: жира, сахара, солей, казеина). Животные, принадлежащие ко второй группе, заболевали и скоропостижно умирали.
На основании этого Н.И. Лунин сделал вывод, что «. в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания.»
Тема, поднятая биохимиком Тартусского университета, заинтересовала К.А. Сосина. Он провел эксперименты и пришел к идентичному с Николаем Ивановичем выводу.
Впоследствии теории Лунина нашли отражение, подтверждение и дальнейшее развитие в трудах зарубежных и отечественных научных деятелей.
Раскрытие причин болезни «бери-бери»
Далее история учения о витаминах продолжится работами японского врача Такаки. В 1884 году он высказался насчет одолевавшей японских жителей болезни «бери-бери». Истоки заболевания были найдены спустя годы. В 1897 году ирландский врач Христиан Эйкман пришел к выводу, что, шлифуя рис, люди лишают себя необходимых полезных веществ, которые входят в состав верхних слоев неочищенных зерен.
Через долгие 40 лет (в 1936 году) был синтезирован тиамин, нехватка которого становилась причиной «бери-бери». К тому, что такое «тиамин», ученые тоже пришли не сразу. История открытия витаминов группы В началась с выделения из рисовых зерен «амина жизни» (иначе витамайн или vitamine). Произошло это в 1911-1912 годах. В период с 1920 по 1934 ученые вывели его химическую формулу и назвали «анейрин».
Открытие витаминов А, Н
Если рассматривать такую тему, как история открытия витаминов, то можно заметить, что изучение проходило медленно, но непрерывно.
Например, авитаминоз А стал детально исследоваться только с 19 столетия. Stepp (Степп) выявил мотиватор роста, который входит в состав жира. Произошло это в 1909 году. И уже в 1913 г. Мак-Коллер и Дэнис выделили «фактор А», спустя годы (1916) его переименовали в «витамин А».
Начало изучению витамина Н было положено еще в 1901 г., когда Уильдьерс выявил вещество, способствующее росту дрожжей. Он предложил дать ему название «биос». В 1927 г. был выделен овидин, названный «фактором Х», или «витамином Н». Этот витамин тормозил действие вещества, содержащегося в некоторых продуктах. В 1935 году биотин был кристаллизован из яичного желтка Кеглем (Kegl).
Витамины С, Е
После экспериментов Линда над моряками целое столетие никто не задумывался, по какой причине человек заболевает цингой. История возникновения витаминов, а точнее история исследования их роли, получила дальнейшее развитие только в конце 19 века. В.В. Пашутин выяснил, что болезнь моряков возникала из-за отсутствия в пище определенного вещества. В 1912 г., благодаря проводимым над морскими свинками пищевым опытам, Хольст и Фрелих узнали, что появлению цинги препятствует вещество, которое через 7 лет стало именоваться витамином С. 1928 год ознаменован выведением его химической формулы, в результате была синтезирована аскорбиновая кислота.
Роль и значение витамина Е начали изучать позднее всех. Хотя именно он играет решающую роль в репродуктивных процессах. Изучение этого факта началось только в 1922 г. Опытным путем было выявлено, что если из рациона подопытных крыс исключали жир, то зародыш погибал во чреве. Данное открытие сделал Эванс. Первые известные препараты, относящиеся к группе витаминов Е, были экстракцинированы из масла ростков зерен. Препарат был назван альфа- и бета-токоферолом, произошло данное событие в 1936 г. Спустя два года Каррер провел его биосинтез.
Открытие витаминов группы В
В 1913 году было положено начало изучения рибофлавина и никотиновой кислоты. Именно этот год ознаменован открытием Осборна и Менделя, доказавшим, что в молоке содержится вещество, которое способствует росту животных. В 1938 г. была выявлена формула данного вещества, на основании чего был произведен его синтез. Так был открыт и синтезирован лактофлавин, сейчас рибофлавин, известный также как витамин В2.
Никотиновая кислота была выделена Функом из рисовых зерен. Однако на этом его изучение и остановилось. Лишь в 1926 году был открыт антипеллагрический фактор, впоследствии получивший название никотиновой кислоты (витамин В3).
Витамин В9 был выделен в виде фракции из листьев шпината в 30-х годах Митчелом и Снелом. Вторая мировая война затормозила открытие витаминов. Кратко дальнейшее изучение витамина В9 (фолиевая кислота) можно охарактеризовать как стремительно развивающееся. Сразу же после войны (в 1945 г.) был произведен его синтез. Произошло это через выделение из дрожжей и печени птероилглютаминовой кислоты.
В 1933 г. был расшифрован химический состав пантотеновой кислоты (витамин В5). А в 1935 году были опровергнуты выводы Гольдберга о причинах пеллагры у крыс. Оказывается, что болезнь возникала из-за отсутствия пиродоксина, или витамина В6.
Самым последним выделенным витамином из группы В является кобаламин, или В12. Экстрагирование антианемического фактора из печени произошло лишь в 1948 году.
Метод проб и ошибок: открытие витамина Д
История открытия витамина Д ознаменована разрушением ранее существовавших научных открытий. Элмер Макколум пытался внести ясность в собственные труды о витамине А. Пытаясь опровергнуть выводы, сделанные ветеринаром Эдвардом Мелланби, провел эксперимент над собаками. Больным рахитом животным он давал рыбий жир, из которого был удален витамин А. Его отсутствие не сказалось на выздоровлении питомцев — они по-прежнему излечивались.
Витамин D можно получать не только из продуктов питания, но и благодаря солнечным лучам. Это доказал А.Ф. Гесс в 1923 году.
В этом же году положено начало искусственному обогащению жирных продуктов кальциферолом. Облучение ультрафиолетом практикуется в США по сей день.
Значение Казимира Функа в изучении витаминов
Вслед за раскрытием факторов, препятствующих возникновению болезни «бери-бери», последовали исследования витаминов. Не последнюю роль в этом сыграл Казимир Функ. История изучения витаминов гласит, что он создал препарат, состоящий из смеси водорастворимых веществ, различных по химической природе, но сходных по наличию в них азота.
Благодаря Функу свет увидел такой научный термин, как авитаминоз. Он не только вывел его, но и выявил способы его преодоления и предупреждения. Он пришел к выводу, что витамины являются частью некоторых ферментов, что способствует более легкому их усвоению. Функ в числе первых выработал систему правильного, сбалансированного питания, указав суточную норму необходимых витаминов.
Казимир Функ создал некоторые химические аналоги витаминов, содержащихся в натуральных продуктах. Однако сейчас увлечение людей данными аналогами пугает. За последние полстолетия увеличилось количество онкологических, аллергических, сердечно-сосудистых и прочих заболеваний. Некоторые ученые причину стремительного распространения данных болезней видят в применении синтезированных витаминов.
Источник
ЧТО ТАКОЕ ВИТАМИНЫ. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ. много букв)
Витамины известны нам уже более 100 лет. О них написано и сказано достаточно много. Но что такое витамины? В чем их отличие от прочих биологически активных веществ? Когда-то их насчитывалось более двух десятков, но сейчас к витаминам относят всего 13 соединений.
В то же время имеются, так называемые, «витаминоподобные вещества». В чем их отличие от витаминов? Начнем с определения понятия «витамины».
Витамины — «незаменимые органические вещества, необходимые для поддержания жизненно важных функций организма, участвующие в регуляции биохимических и физиологических процессов», «биомолекулы с преимущественно регуляторными функциями, поступающие в организм с пищей», «незаменимые (эссенциальные) пищевые вещества, которые не образуются в организме или образуются в недостаточном количестве».
Итак, витамины — это чрезвычайно разнообразные по своему химическому строению вещества, играющие исключительно важную роль в обмене веществ. Как правило, витамины не синтезируются в организме человека. Часть витаминов синтезируется кишечной микрофлорой или образуются в количествах, недостаточных для обеспечения нормальной работы организма человека, поэтому они должны регулярно поступать с пищей или и виде БАД.
В отличие от других незаменимых пищевых веществ (аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, углеводов), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии. Их основные функции сводятся к участию в работе биокатализаторов (в качестве коферментов), участию в регуляции (в качестве гормоноподобных соединений), подавлению образования свободных радикалов.
Каждый витамин выполняет присущую только ему специфическую функцию и не может быть заменен другим веществом. Если в организме не хватает какого-либо витамина, всегда возникают сбои или более серьезные нарушения в обмене веществ, что приводит к заболеваниям, причина которых обусловлена витаминной недостаточностью.
Организму требуется очень незначительное количество этих биологически активных веществ — от нескольких десятков миллиграмм до нескольких микрограмм в день (исключение составляет витамин С, которого необходимо на порядок больше). Причем, необходимы одновременно все витамины.
В идеале наше питание должно быть разнообразно и насыщено различными витаминами. Но не существует «идеально» сбалансированной пищи, в которой присутствовали бы все группы витаминов в необходимом количестве. Дефицит витаминов в питании, в той или иной степени — это объективная реальность питания современного человека, которая проявляется независимо от качества и количества потребляемой пищи.
Поэтому каждый человек нуждается в обязательном регулярном приеме дополнительного количества витаминов для поддержания их баланса в организме. Для отдельных категорий людей — спортсмены, дети и подростки, пожилые люди, потребность в витаминах более высокая. Увеличена она и для людей, имеющих наследственно обусловленные нарушения обмена веществ и процессов регуляции, в которых принимают участие витамины. Резко повышается потребность в витаминах и при различных заболеваниях (острых и хронических), при высоких физических и психоэмоциональных нагрузках, в экстремальных условиях. Все эти категории людей нуждаются не просто в дополнительном приеме поливитаминных препаратов. Им требуется назначение более высоких — близких к терапевтическим или терапевтических дозировок отдельных витаминов. Но в какой форме, сколько и как долго нужно принимать витамины? В настоящее время на эти вопросы сложно получить четкие ответы. Данные о витаминах противоречивы, неоднозначны, имеются существенные пробелы во многих областях знаний о витаминах, об их обмене в организме. И хотя в течение многих лет люди принимают препараты витаминов, проблема витаминной недостаточности продолжает существовать.
Конечно, коррекцию витаминной недостаточности необходимо начинать с питания, которое лежит в основе здоровья каждого человека. Организация рационального и сбалансированного питания, ориентированного на индивидуальные особенности здоровья человека, а также условия экологии и ритм жизни, является тем базисом, который позволяет в значительной степени сгладить дефициты в тех или иных незаменимых пищевых веществах, включая витамины. Но для этого необходимо знать основы физиологии питания, понимать роль, которую витамины выполняют в организме человека.
Эти знания позволят более осознанно подходить к профилактике и лечению с помощью витаминов основных заболеваний.
История открытия витаминов
К концу XIX века наука о питании все чаще стала приходить к выводу о том, что для здоровья человека недостаточно одних белков, жиров и углеводов. Необходимы и другие вещества, недостаток которых вызывает болезни и может привести к смерти. Опыт длительных морских путешествий показал, что при достаточных запасах продовольствия люди могут умереть от цинги.
В XIX веке в странах Юго-Восточной и Южной Азии, где основным продуктом питания был рис, и люди начали широко употреблять его в обработанном — шлифованном виде, стало распространяться заболевание, получившее название «бери-бери», от которого умирали десятки тысяч людей, не испытывающих нужду в питании. Почему это происходило?
На этот вопрос не было ответа до тех пор, пока в 1880 году русский ученый-физиолог Н.И. Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, получавшие искусственный рацион, составленный из известных компонентов молока: казеина, жира, сахара и солей, заболевали и погибали. А мыши, получавшие натуральное молоко, были здоровы. «Из этого следует, что в молоке… содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания». «Обнаружить эти вещества и изучить их значение в питании, было бы исследованием, представляющим огромный научный и практический интерес» — сделал вывод ученый.
Впервые «бери-бери» подробно описал японский морской врач Такаки (Takaki) в 1884 году, который высказал мысль, что это заболевание является «болезнью пищевой недостаточности». В 1897 году нидерландскому врачу Христиану Эйкману (Eijkman), работавшему на острове Яве, удалось найти причину болезни «бери-бери». В этом ему помогли куры, которые питались шлифованным рисовым зерном и заболевали похожей болезнью. Однако стоило заменить очищенный рис на неочищенный, как болезнь проходила. Таким образом, Эйкман сделал вывод о том, что в наружной оболочке неочищенных рисовых зерен содержится жизненно необходимое пищевое вещество.
В 1911 польский ученый-химик Казимир Функ (Funk) году выделил из рисовых отрубей это вещество, которое в самой малой дозе излечивало голубей от полиневрита. В 1912 году он определил его химический состав и, обнаружив в нем аминогруппу, назвал его «витамин» — «амин жизни» (от слова «vita» — жизнь). После большого числа исследований в 1920-1334 гг. удалось установить химическую формулу этого витамина, и ему дали название «анейрин». Но из-за содержания в нем серы, анейрин в дальнейшем получил название «тиамин». В 1936 году Уильяме (Williams) осуществил синтез тиамина.
Авитаминоз А был известен с глубокой древности. Еще в Древнем Египте и Китае для лечения болезни глаз рекомендовали применять печень. В 1909 году Степп (Stеpp) обнаружил, что в жире содержится некий фактор роста. В 1913 году Мак-Коллем (McCollum) и Денис (Devis) назвали активное начало, содержащееся в сливочном масле и рыбьем жире «фактором А», а в 1916 году он получил название «витамина А». Позднее было показано, что содержащийся в пище каротин, превращается в организме животных в витамин А. В 30-х годах была установлена химическая структура и осуществлен синтез витамина А.
В 1913 году Функ выделил из рисовых отрубей никотиновую кислоту, но только в 1926 году Гольдбергер (Goldberger) открыл термостабильный фактор в дрожжах и предположил, что он является антипеллагрическим фактором. Синонимами никотиновой кислоты стали: «фактор РР» (Реllagra-Prеventativе factor- предотвращающий пеллагру), «ниацин» (nicotinic acid-niacin), «никотинамид» и «ниацинамид».
В 1913 году Осборн (Osborn) и Мендель (Mendel) доказали присутствие в молоке вещества, необходимого для роста животных. Но лишь в 1938 году Кун (Kulm) определил химическую формулу и осуществил синтез флавина, названного «лактофлавином» или витамином В2. В настоящее время он получил название «рибофлавин», поскольку в его состав входит рибоза.
Еще в 1901 году Уильдьерс установил вещество, необходимое для роста дрожжей и предложил его назвать «биосом» (от греческого «bios» -жизнь). В 1927 году Боас (Boas) обнаружил тормозящее действие вещества, содержащегося в ряде пищевых продуктов на токсический агент яичного белка (овидин), назвав его «фактором Х», который затем получил название «витамин Н» или — «коэнзим R». Позднее Сент-Дьордьи (Sеnt-Gyorgy) определил химическую структуру этого витамина. В кристаллическом виде это вещество впервые выделил в 1935 году Кегль (Kegl) из желтка яиц и предложил назвать его «биотин».
Лечебное действие свежих овощей и фруктов при цинге было известно еще во времена Гиппократа. В конце XIX века русский врач В.В. Пашутин установил, что цинга возникает в результате отсутствия в растительной пище определенного фактора. В 1912 году Хольст (Holst) и Фрелих (Frolich) в опытах на морских свинках установили присутствие в свежих овощах водорастворимого фактора, предохраняющего от цинги. В 1919 году Друммон (Drummond) дал этому веществу название «витамин С». В 1928 году Сент-Дьордьи удалось выделить и определить химическую формулу этою витамина, которое было названо «гексуроновой кислотой», но затем получило название «аскорбиновая кислота» (предотвращающая скорбут — цингу).
В 1920 году впервые выявили роль витамина Е в репродуктивном процессе. В 1922 году Эванс (Evans) установил, что при нормальной овуляции и зачатии у беременных крыс происходила гибель плода в случае исключения из пищевого рациона жира. В 1936 году путем экстракции из масел ростков зерна были получены первые препараты витамина Е, названного «альфа — и бета- токоферолом» (от слов «tocos» — рождение и «phero» — носить). Биосинтез витамина Е был осуществлен в 1938 году швейцарским химиком Паулем Каррером (Karrer).
В 1926 году В.В. Ефремов высказал предположение, что макроцитарная анемия у беременных женщин может быть связана с авитаминозом и что антианемический витамин содержится в печени, которая им помогала в лечении. В 30-х годах Митчел (Mitchell) и Снел (Snell) выделили из листьев шпината фракцию, стимулирующую рост ряда бактерий в культуре, которая получила название «фолиевой кислоты» (от слова Folium — лист). В 1945 году из печени и дрожжей была изолирована, а затем и синтезирована фолиевая кислота, которая представляла птероилглютаминовую кислоту.
В том же 1926 году Майнот (Minot) и Мерфи (Murphy) открыли специфическое лечебное действие печени при злокачественном малокровии. Но лишь в 1948 году Рикс (Rickes) и Спайс (Spies) смогли выделить из печени антианемический фактор, названный витамином В12.
В 1929 году было высказано предположение о существовании пищевого фактора, влияющего на свертываемость крови. В 1935 году датский химик Хенрик Дам (Dam) выделил жирорастворимое вещество, которое назвали витамином К (coagulation vitamin — витамин, повышающий свертываемость крови).
В 1933 году Уильяме (Williams) открыл существование фактора роста дрожжей, а в 1938 году он изолировал его из печени и расшифровал химическую структуру. Оно получило название «пантотеновая кислота» (от греческого слова «pantos» — вездесущий), так как было обнаружено во многих животных и растительных тканях.
В 1935 году Берч (Birch), Сент-Дьордьи и Харрис (Harris) установили, что пеллагра у крыс не связана с недостатком никотиновой кислоты, как полагал Гольдбергер, а вызвано отсутствием другого фактора, который был назван витамином B6 или «пиридоксином». Обозначение этого витамина «В6» связано с тем, что он был открыт позднее витаминов В3, В4 и B5 (факторов роста голубей и крыс), не имеющих существенного значения для человека.
Источник