История витаминов

ВИТАМИН РР (антипеллагрический витамин, никотинамид) .

При отсутствии витамина РР(от английского pellagra preventing) в пище у человека возникает заболевание, получившее название пеллагры.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА РР.

Анипеллегрическим витамином является никотиновая кислота или её амид. Никотиновая кислота была известна химикам ещё с 1867 года, но только 70 лет спустя было установлено, что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важнейшего витамина.

Никотиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте. При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется.

| --СООН | --COONH | | | | N N Никотиновая кислота Амид никотиновой кислоты Активностью антипеллагрического витамина обладает как сама никотиновая кислота, так и амид никотиновой кислоты.

По-видимому, в организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амидникотиновой кислоты. который и является истинным антипеллагрическим витамином.

При введении никотиновой кислоты людям и животным, страдающим пеллагрой, все признаки заболевания исчезают.

СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА РР В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Антипеллагричекий витамин довольно широко распространён в природе, благодаря чему пеллагра при нормальном питании встречается редко. Большое количество витамина РР находится в рисовых отрубях, где содержание его доходит почти до 100 мг%. В дрожжах и пшеничных отрубях, в печени рогатого скота и свиней также содержится довольно значительное количество этого витамина.

Растения и некоторые микробы, а также, по-видимому, и некоторые животные(крысы) способны синтезировать антипеллагрический витамин и поэтому могут развиваться нормально и без поступления извне. В настоящее время выяснено, что РР может синтезироваться в организме из триптофана; недостаток триптофана в питании или нарушение его нормального обмена играет поэтому важную роль в возникновении пеллагры. Человек, по-видимому не обладает достаточной способностью к синтезу антипеллагрического витамина, и доставка никотиновой кислоты или её амида с пищей необходима, особенно при диете, не содержащей соответствующего количества триптофана и пиридоксина, например, при резком преобладании в пищевом рационе кукурузы(маиса) . Суточная потребность в этом витамине для людей исчисляется в 15-25 мг для взрослых и 15 мг для детей.

РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.

Никотиновая кислота, точнее её амид, играет исключительно важную роль в обмене веществ. Достаточно сказать, что в состав ряда коферментных групп, катализирующих тканевое дыхание, входит амид никотиновой кислоты.

Отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к нарушению синтеза ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, и ведет к нарушению механизма окисления тех или иных субстратов тканевого дыхания.

Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1-метилникотинамида и частично некоторых других ее производных.

| =--COONH | | N | CH N1-метилникотинамида  ВИТАМИН В6(ПИРИДОКСИН) .

Химическая природа и свойства витамина В6.

Вещества группы витамина В6 по своей химической природе являются производными пиридина. Одно из них- пиридоксол(2-метил-3окси-4,5-диоксиметилпиридил) -белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и спирте. CHOH | HO-- ---CHOH | | HC-N Пиридоксо Пиридоксолустойчив по отношению к кислотам и щелочам(например, 5 н. коцетрации) , но легко разрушается под влиянием света при pH=6,8. СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В6 В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Витамин В6 весьма распространён в продуктах как живого, так и растительного происхождения. Особенно богаты им рисовые отруби, а также зародыши пшеницы, бобы, дрожжи, а из животных продуктов -почки, печень и мышцы.

Потребность человека в этом витамине точно не установлена, но при некоторых формах дерматитов, не поддающихся излечению витамином РР или другими витаминами, внутривенное введение 10-100 мг пиридоксина давало положительный лечебный эффект. Предполагают, что потребность организма человека в этом витамине составляет приблизительно 2 мг в день.

У человека недостаточность витамина В6 чаще всего возникает в результате длительного приёма сульфаниломидов или антибиотиков -синтомицина, левомицина, биомицина, угнетающих рост кишечных микробов, в норме синтезирующих пиридоксин в количестве, достаточном для частичного покрытия потребности в нём организма человека.

РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.

Два производных пиридоксила-пиридоксаль и пиридоксаминиграют важную роль в обмене аминокислот. Фосфорилированный пиридоксаль(фосфопиридоксаль) участвует в реакции переаминирования-переносе аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. Другими словами, система фосфопиридоксаль-фосфопиродоксамин выполняет коферментную функцию в процессе переаминирования.

H C CH NH | O | HO-- --CHOH HO---CHOH | | | | HC-- | HC-- | N N Пиридоксаль Пиридоксамин Н C CH NH | O ОН | ОН HO-- --CH-О-Р=О HO-- --CH-О-Р=О | | ОН | | ОН HC-- | HC-- | N N Фосфопиридоксаль Фосфопиридоксамин Кроме того, было показано, что фосфопиридоксаль является коферментом декарбоксилаз некоторых аминокислот. Таким образом, две реакции азотистого обмена: переаминирование и декарбоксилирование аминокислот осуществляются при помощи одной и той же коферментной группы, образующейся в организме из витамина В6. Далее установлено, что фосфопиридоксаль играет коферментную роль превращения триптофана, которое, по-видимому, и ведёт к биосинтезу никотиновой кислоты. а также в превращениях ряда серусодержащих и оксиаминокислот. ВИТАМИН С (АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА) .

К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавший иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее и весеннее время года, когда население европейских стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты.

Окончательно вопрос о причинах возникновения и способов лечения цинги был разрешен экспериментально лишь в 1907-1912 гг. в опытах на морских свинках. Оказалось, что морские свинки, подобно людям, подвержены заболеванию цингой, которая развивается на почве недостатков в питании.

Стало очевидным, что цинга возникает при отсутствии в пище особого фактора. Этот фактор, предохраняющий от цинги, получил название витамина С, антицинготного, или антискорбутного, витамина.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА С.

Химическая природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения её в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов. особенно большое значение в ряду этих исследований имели работы А. Сент-Дьердьи и Хэворта.

Строение витамина С было окончательно установлено синтезом его из L-ксилозы. Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты.

О О | | СООН С-- С-- СООН | | | | | | СООН НОС | -Н О== С | +НО О==С окисление Щавелевая кислота | О ==== | О ---- | ------------ НОС | +Н О== С | О С СООН | | | | | | НС-НС - НСОН НСОН | | | | НОСН НОСН НОСН НОСН | | | | СНОН СНОН СНОН СНОН L-Аскорбиновая L-Дегидро- L-Дикетогулоновая L-Треоновая кислота аскорбиновая кислота кислота Как видно из формулы, аскорбиновая кислота является ненасыщенным соединением и не содержит свободной карбоксильной группы. Кислый характер этого соединения обусловлен наличием двух енольных гидроксилов, способных к диссоциации с отщеплением водородных ионов, по-видимому, в основном у третьего углеродного атома. L-Аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов. Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратимому окислению(дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты.

Таким образом, L-Аскорбиновая кислота и её дегидроформа образуют окислительно-восстановительную систему, которая может как отдавать, так и принимать водородные атомы, точнее электроны и протоны. Обе эти формы обладают антискорбутным действием. В присутствии широко распространённого в растительных тканях фермента-аскорбиноксидазы, или аскорбиназы, аскорбиновая кислота окисляется кислородом воздуха с образованием дегидроаскорбиновой кислоты и перекиси водорода.

Аскорбиновая кислота, особенно её дегидроформа, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в дикетоулоновую кислоту, не обладающую витаминной активностью, является необратимым процессом, который заканчивается обычно окислительным распадом. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щёлочной среде при нагревании. Поэтому при различных видах кулинарной обработки пищи часть витамина С обычно теряется. аскорбиновая кислота обычно разрушается также и при изготовлении овощных и фруктовых консервов. Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей тяжелых металлов(железо, медь) . В настоящее время, однако, разработаны способы приготовления консервированных фруктов и овощей с сохранением их полной витаминной активности.

СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА С В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Важно отметить, что большинство животных, за исключением морских свинок и обезьян, не нуждается в получении витамина С извне, так как аскорбиновая кислота синтезируется у них в печени из сахаров. Человек не обладает способностью к синтезу витамина С и должен обязательно получать его с пищей.

Потребность взрослого человека в витамине С соответствует 50-100мг аскорбиновой кислоты в день. В организме человека нет сколько нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей.

Основными источниками витамина С являются растения. Особенно много аскорбиновой кислоты в перце, хрене, ягодах рябины, чёрной смородины, земляники, клубники, в апельсинах, лимонах, мандаринах, капусте (как свежей, так и квашенной) , в шпинате. Картофель хотя и содержит значительно меньше витамина С, чем вышеперечисленные продукты, но, принимая во внимание значение его в нашем питании, его следует признать наряду с капустой основным источником снабжения витамином С.

Здесь можно напомнить, что эпидемии цинги, свирепствовавшие в средние века в Европе в зимние и весенние месяцы года, исчезли после введения в сельское хозяйство европейских стран культуры картофеля.

Необходимо обратить внимание на важнейшие источники витамина С непищевого характера- шиповник, хвою(сосны, ели и лиственницы) и листья черной смородины. Водные вытяжки из них представляют собой почти всегда доступное средство для предупреждения и лечения цинги.

РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ. По-видимому, физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновением гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А. В. Палладин) . Большое значение имеет витамин С для образования коллагенов и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах. В моче человека обнаруживается аскорбиновая, дегидроаскорбиновая, дикетогулоновая и щавелевая кислоты, причём две последние являются продуктами необратимого превращения витамина С организме человека.

ВИТАМИН Р (ВИТАМИН ПРОНИЦАЕМОСТИ, ЦИТРИН) Термин "витамин Р" является собирательным понятием. Этим термином объединяется целая группа веществ, обладающих сходным биологическим действием.

Витамин Р находится обычно в тех же растительных продуктах, в которых встречается и аскорбиновая кислота; этим и объясняется, что при цинге обычно наблюдаются симптомы, вызванные отсутствием в пище как аскорбиновой кислоты, так и витамина Р.

При отсутствии витамина Р в пище у людей и морских свинок повышается проницаемость кровеносных сосудов, почему этот витамин и получил название витамина Р(витамин проницаемости) . Первоначально он был выделен из лимонов в виде весьма активного препарата.

Витамин Р вместе с аскорбиновой кислотой оказывает влияние на ход окислительно-восстановительных процессов в организме и тормозит действие гиалуронидазы.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА Р.

Имеется целая группа природных соединений, обладающих свойствами витамина Р. Эти соединения принадлежат главным образом к так называемым флавоновым пигментам-желтым и оранжевым веществам растительного происхождения, относящимся к классу глюкозидов.

Практическое значение в настоящее время имеют следующие препараты витамина Р: 1. рутин(глюкозид кверцитрина) , получаемый из листьев гречихи; 2. "витамин Р"-препарат, выделяемый из листьев чайного дерева, основным действующим началом которого являются катехин и его галловые эфиры; 3. гесперидин(цитрин) , выделяемый из кожуры цитрусовых.

Рутин имеет следующую структуру: ОН О | | --О(С Н О) углевод-рубиноза | | | ---=------- --ОН НО О ==== ОН В основе указанных соединений (1-го и 3-го) лежит скелет флавона: О | С СН | | | ==== С-- О Флавон ВИТАМИН В12 (АНТИАНЕМИЧЕСКИЙ ВИТАМИН, КОБАЛАМИН) На основании ряда работ было установлено, что в печени животных содержится вещество, регулирующее кроветворение и обладающее лечебным действием при злокачественной (пернициозной) анемии у людей. Уже однократная инъекция нескольких миллионных долей грамма этого вещества вызывает улучшение кроветворной функции. Это вещество получило название витамина В12, или антианемического витамина.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА В12.

Применение препаратов витамина В12 с лечебной целью обнаружило интересную особенность: витамин В12 оказывает антианемическое действие при злокачественном малокровии только в том случае, если его вводят парентерально, и, наоборот, он малоактивен при применении через рот. Однако если давать витамин В12 в сочетании с нейтрализованным нормальным желудочным соком (который сам по себе не активен) , то наблюдается хороший лечебный эффект.

Считают, что у здоровых людей желудочный сок содержит белок-мукопротеид-"внутренний фактор" Касла, который соединяется с витамином В12("внешний фактор") , образуя новый, сложный белок. Витамин В12, связанный в таком белковом комплексе, может успешно всасываться из кишечника. При отсутствии "внутреннего фактора" всасывании витамина В12 резко нарушается. У больных злокачественной анемией в желудочном соке белок, необходимый для образования комплекса с витамином В12, отсутствует.