Витамины
Витами́ны (от лат. vita — «жизнь») — 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 путем синтеза, либо получая из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона [1] . Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам.
Наука на стыке биохимии, гигиены питания, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях, называется витаминологией. [2]
Содержание
Общие сведения
Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.
Витамины не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения. Однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ.
Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм 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 К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий, и витамин В3, синтезируемый бактериями кишечника из аминокислоты триптофана.
С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз, отсутствие витамина — авитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.
Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные (B, C и др.). Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются (не накапливаются) и при избытке выводятся с водой. Это объясняет то, что гиповитаминозы довольно часто встречаются относительно водорастворимых витаминов, а гипервитаминозы чаще наблюдаются относительно жирорастворимых витаминов.
Витамины отличаются от других органических пищевых веществ тем, что не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии (не обладают калорийностью).
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 для здоровья комбинировать разнообразные продукты.
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 и подобие цитрусового сиропа. В результате 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 появлением крайне обидной клички для матросов — лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.
В 1880 году русский биолог Николай Лунин из Тартуского университета скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В то же время мыши, которых кормили молоком, нормально развивались. В своей диссертационной (дипломной) работе Лунин сделал вывод о существовании какого-то неизвестного вещества, необходимого для жизни в небольших количествах. Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом. Другие учёные не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный сахар, плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B. [3]
В последующие годы накапливались данные, свидетельствующие о существовании витаминов. Так, в 1889 году голландский 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 латинского vita — «жизнь» и английского 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 открытый витамин C не содержал аминового компонента. Так «витамайны» стали «витаминами».
В 1923 году доктором Гленом Кингом была установлена химическая структура 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-е, 1920-е и 1930 годы были открыты и другие витамины. В 1940 годы была расшифрована химическая структура витаминов.
В 1970 Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал документальные свидетельства об эффективности витамина С. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни. Исследовано и описано свыше 300 биологических функций витамина. Главное, что в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно.
Витамины для человека — нормы
| Буквенное обозначение | Химическое название | Растворимость (Ж — жирорастворимый В — водорастворимый) | Последствия авитаминоза, физиологическая роль | Верхний допустимый уровень [4] | Суточная потребность [4] |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 А2 | Ретинол Дегидроретинол | Ж | Куриная слепота, ксерофтальмия | 3000 мкг | 900 мкг |
| B1 | Тиамин | В | Бери-бери | нет данных | 1,5 мг |
| B2 | Рибофлавин | В | Арибофлавиноз | нет данных | 1,8 мг |
| B3 , PP | никотинамид, никотиновая кислота, ниацин | В | Пеллагра | 60 мг | 20 мг |
| B4 | Холин | В | Расстройства печени | 20 г | 425—550 мг |
| B5 | Пантотеновая кислота, кальция пантотенат | В | Боли в суставах, выпадение волос, судороги конечностей, параличи, ослабление зрения и памяти. | нет данных | 5 мг |
| B6 | Пиридоксин | В | Анемия, головные боли, утомляемость, дерматиты и др. кожные заболевания, кожа лимонно-жёлтого оттенка, нарушения аппетита, внимания, памяти, работы сосудов | 25 мг | 2 мг |
| B7, H | Биотин | В | Поражения кожи, исчезновение аппетита, тошнота, отечность языка, мышечные боли, вялость, депрессия | нет данных | 50 мкг |
| B8 | Инозитол [# 1] | В | Нет данных | нет данных | 500 мг |
| B9, Bс, M | Фолиевая кислота | В | Фолиево-дефицитная анемия, нарушения в развитии спинальной трубки у эмбриона | 1000 мкг | 400 мкг |
| B10 | n-Аминобензойная кислота, ПАБ | В | Стимулирует выработку витаминов кишечной микрофлорой. Входит в состав фолиевой кислоты | Не установлена | |
| B11, Bт | Левокарнитин [# 1] | В | Нарушения метаболических процессов | нет данных | 300 мг |
| B12 | Цианокобаламин | В | Пернициозная анемия | нет данных | 3 мкг |
| B13 | Оротовая кислота [# 1] | В | Различные кожные заболевания (экзема, нейродермит, псориаз, ихтиоз) | нет | 0,5—1,5 мг |
| B15 | Пангамовая кислота [# 1] | В | нет данных | 50—150 мг | |
| C | Аскорбиновая кислота | В | Цинга (лат. scorbutus — цинга) | 2000 мг | 90 мг |
| D1 D2 D3 D4 D5 | Ламистерол Эргокальциферол Холекальциферол Дигидротахистерол 7-дегидротахистерол | Ж | Рахит, остеомаляция | 50 мкг | 10—15 мкг [5] |
| E | α-, β-, γ-токоферолы | Ж | Нервно-мышечные нарушения: спинально-мозжечковая атаксия (атаксия Фридрейха), миопатии. Анемия. [6] | 300 мг | 15 мг |
| F | Смесь триглицеридов жирных кислот Омега-3 и Омега-6 | Ж | Атеросклероз, замедление развития, ускоренное старение тканей | нет данных | нет данных |
| K1 K2 | Филлохинон Фарнохинон | Ж | Гипокоагуляция | нет данных | 120 мкг |
| N | Липоевая кислота, Тиоктовая кислота [# 1] | В | Необходима для нормального функционирования печени | 75 мг | 30 мг |
| P | Биофлавоноиды, полифенолы [# 1] | В | Ломкость капилляров | нет данных | нет данных |
| U | Метионин [# 1] [7] S-метилметионинсульфоний-хлорид | В | Противоязвенный фактор; витамин U (от лат. ulcus — язва) | ||
| Примечания | |||||
Как правило суточная норма витаминов различается в зависимости от возраста, рода занятий, сезона года, беременности, пола и др. факторов.
Антивитамины
Антивитамины (греч. ἀντί — против, лат. vita — жизнь) — 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
Поливитамины (греч. πολύ — много, лат. vita — жизнь) — фармакологические препараты или естественные многокомпонентные полидисперсные вещества, 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 минералов. По мнению отечественных ученых, для российских детей и подростков весьма актуально применение витаминно-минеральных комплексов [8] .
Источник
Витамины
Витамины — это органические вещества, различные по химическому составу, содержащиеся в пище в очень небольших количествах.
Витамины, являясь биологически активными веществами, играют важную роль в обмене веществ в организме. Витамины представлены более чем 40 видами, каждый из них выполняет важную физиологическую роль в организме человека. Витамины необходимы для нормального прохождения процессов обмена веществ.
История витаминов
Русский ученый Н. И. Лунин (1853 — 1938) в своей докторской диссертации, защищенной в 1880 году, впервые доказал, что витамины являются жизненно важными веществами для организма животных. По его утверждениям, в пище содержатся, кроме белков, жиров, углеводов, солей и воды, также и особые вещества, без которых жизнь организма невозможна. Его утверждение было основано на том, что благодаря успехам химии, стало возможным получать в более или менее чистом виде важнейшие питательные вещества: белки, углеводы, жиры. Попытки поддержать такими чистыми препаратами жизнь подопытных животных всегда оказывались неудачными. Это и привело к мысли о том, что в питании должны быть особые дополнительные вещества.
Впоследствии, в 1912 году, К. Функ назвал эти неизвестные, но важные вещества витаминами (от латинского слова вита — жизнь и амин). Эти вещества были названы витаминами, так как первый из изученных витаминов содержал в себе азот. В настоящее время известно, что некоторые витамины не только не содержат в себе аминов, но являются безазотистыми веществами.
Роль витаминов
Роль витаминов состоит в том, что, подвергаясь в организме некоторым биохимическим превращениям и соединяясь со специфическими белками, витамины образуют те или иные ферменты, необходимые для нормального обмена веществ.
Название витаминов
Витамины обозначаются буквами латинского алфавита А, В, С и т. д. Часто витамины называют, исходя из их химического строения, например, рибофлавин вместо витамин В2. Иногда название витамина указывает на его действие против болезни, вызываемой недостатком этого витамина, например, антирахитический витамин вместо витамин D и т. д.
Классификация витаминов
Витамины делятся на две группы: жирорастворимые и водорастворимые.
Жирорастворимые витамины
К жирорастворимым относятся витамины A, D, E, K и другие.
Витамин А
Витамин А имеет важное значение для роста и развития организма животных и человека, размножения клеток путем деления, нормального сохранения функционального состояния эпителиальной ткани (верхнего слоя кожи, внутренней слизистой оболочки дыхательных путей, органов пищеварения), обеспечения остроты зрения.
При недостатке этого витамина появляется сухость кожи, развивается воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Снижается острота зрения, в особенности нарушается сумеречное зрение. Рост и развитие организма детей и подростков замедляются. В большом количестве содержится витамин А в рыбьем жире, сливочном масле, желтках яиц, печени, моркови, красном перце, абрикосах.
Витамин Д (кальциферол)
Витамин D участвует в процессах нормального обмена кальция и фосфора в организме. Он играет важную роль в нормальном формировании костей в двух-, трехлетием возрасте, росте и развитии детей. При недостаточности этого витамина у маленьких детей развивается рахит. Витамин D содержится в большом количестве в рыбьем жире, в желтках яиц, в молоке и молочных продуктах. Он образуется также в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца. Поэтому для предупреждения рахита очень важно, чтобы дети систематически подвергались воздействию солнечных лучей и закалялись на воздухе.
Водорастворимые витамины
Водорастворимые витамины — витамины группы B (B1, B2, B6, B12), витамины C, PP и др.
Витамины группы B
В эту группу входят такие витамины, как:
- витамин B1 (тиамин)
- витамин B2 (рибофлавин)
- витамин B3 (витамин PP или никотиновая кислота)
- витамин B5 (пантотеновая кислота)
- витамин B6 (пиридоксин)
- витамин B7 (биотин)
- витамин B12
Эти витамины широко распространены в природе, и животные обыкновенно не испытывают в них недостатка. В экспериментах на голубях, крысах они проявляют себя как факторы, необходимые для нормального состояния кожных покровов н нормальной деятельности нервной системы. При их недостатке у подопытных животных развиваются разнообразные поражения кожи, выпадает шерсть, нарушается пигментация, поражается нервная система (параличи конечностей, судороги). Как и другие витамины, они входят в состав ферментных систем, участвующих в межуточном обмене.
Витамин B1 (тиамин)
Витамин B1 (тиамин) играет важную роль в нормальном течении процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе и поддержании умственной трудоспособности человека. При недостаточности его в ежедневном пищевом рационе человека возникает гиповитаминоз B1. Признаками его являются чувство онемения в конечностях, слабость, быстрая утомляемость; умственная трудоспособность снижается, нарушается память, снижается способность сосредоточивать внимание и т. д. Появляется раздражительность по незначительному поводу. При отсутствии в пище этого витамина в течение долгого времени развивается заболевание, называемое бери-бери. При нем в результате глубоких нарушений в нервной системе наступает паралич нервных волокон, кожная чувствительность сначала усиливается, затем исчезает, движения мышц конечностей ослабевают. Больной не может свободно двигать ногами, ходит мелкими и неуверенными шажками, будто на ногах у него кандалы. Витамин В1 содержится в кожуре риса, пшеничном хлебе, фасоли, горохе, желтках яиц, орехе, говяжьей печени.
Витамин C (а скорбиновая кислота)
Витамин C (аскорбиновая кислота) играет важную роль в обмене веществ, в особенности в обмене белков и углеводов. При его недостаточности возникает заболевание, называемое цингой. Эта болезнь характеризуется появлением общей слабости, быстрой утомляемости, отеком, покраснением, разрыхлением десен, расшатыванием и выпадением зубов, появлением кровотечения при чистке зубов щеткой. Этот витамин содержится во фруктах, зелени, овощах, особенно богаты им лимоны, апельсины, мандарины, капуста, помидоры, лук. Материал с сайта http://wiki-med.com
Количество витаминов
Содержание витаминов в организме и в пищевых продуктах настолько мало (исчисляется в миллиграммах и даже в гаммах), что определение их химическими методами затруднительно. Поэтому часто определяют содержание витаминов в том или ином продукте биологическим методом. Для этого экспериментальным животным (мыши, крысы, морские свинки, голуби) скармливают пищу, не содержащую изучаемого витамина, вызывая тем самым авитаминоз. Затем определяют, какое количество исследуемого продукта излечивает заболевшее животное.
Недостаток витаминов
Авитаминоз
Авитаминоз — это заболевание связанное с расстройством обмена веществ, возникающее при длительном отсутствие в пище определенных витаминов, что приводит к полному исчезновению этих витаминов в организме.
К авитаминозам относятся цинга (скорбут), рахит, полиневрит (бери-бери), распространенный в странах, где население питается преимущественно рисом, пеллагра — в странах, где в питании преобладает кукуруза и др. Нередко эти заболевания принимают очень тяжелые формы, но развитие их можно остановить, прибавляя в пищу соответствующие витамины.
Гиповитаминоз
Гиповитаминоз — это состояние, при котором имеется недостаток витамина. Таковыми являются, например, гиповитаминоз A, гиповитаминоз B, гиповитаминоз C и другие.
Если того или иного витамина в пище недостаточно, то заболевание может и не иметь ярко выраженного характера, а приводит к хроническому недомоганию, истощению и к разным патологическим изменениям в органах.
Избыток витаминов
Гипервитаминоз
Гипервитаминоз — это состояние, связанное с избыточным содержанием тех или иных витаминов в пище.
Источник