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 моряков 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.
Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря открывшем новую главу в науке исследованием русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г.А. Бунге роль минеральных веществ в питании.
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, не возможно 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.vita-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.
Витамины
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.
Итак, витамины - это группа низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы, которые, присутствуя в небольших количествах в пище (поэтому их еще называют пищевые факторы), обеспечивают нормальное протекание биохимических и физиологических процессов путем участия их в регуляции обмена веществ в организме.
Первоисточником витаминов являются растения. Человек и животные получают витамины с растительной пищей и из продуктов животного происхождения. Важная роль в образовании витаминов принадлежит также микроорганизмам, например, микрофлора пищеварительного тракта человека и животных снабжает организм витаминами группы В.
Недостаточное поступление витаминов в организм (гиповитаминоз) приводит к нарушению нормального процесса обмена веществ, а полное отсутствие витаминов в пище или нарушение всасывания витаминов, а также их транспорта развивает в организме авитаминоз, который может закончиться гибелью организма.
Различают две группы витаминов:
а) водорастворимые: С, Р, РР(ВЗ), В1; В2; Вб; В9; В12; В15; Н, Вх; холин; инозит;
б) жирорастворимые: А, Д, Е, Г, К.
Витамины не являются источником энергии. Их обнаружено уже около 50. Они легко разрушаются под действием высоких температур, света, в кислой и щелочной среде. Поэтому важно знать, как хранить продукты и приготовлять пищу, чтобы сохранить эти, столь важные для организма, вещества.
Водорастворимые витамины
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Это противоцинговый витамин. Участвует в образовании коллагена, в восстановлении фолиевой кислоты, в окислительно - восстановительных процессах, оказывает влияние на усвоение белков, на реактивность организма, на его защитные механизмы, на сопротивляемость к инфекциям и устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, на восстановление тканей. Витаминная недостаточность может возникнуть из-за малого поступления витамина в печень, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы, так как нарушаются процессы всасывания. Суточная доза витамина С - 30 мг, максимальная доза - 70-200 мг, потребность в витамине С возрастает при напряженной физической и умственной работе.
Витамин С содержат: черная смородина, зелень укропа, петрушки, сладкий перец, картофель, капуста, цитрусовые, хрен, земляника, щавель, шиповник, сельдерей, цветная капуста, кориандр, тимьян, белокочанная капуста, облепиха, морошка, яблоки, пряные растения, бобовые и многие другие. А продукты животного происхождения содержат витамина С сравнительно немного. Это самый неустойчивый витамин, легко разрушается при варке пищи, при сушке плодов. при соприкосновении с железом. Способствует сохранению витамина С при приготовлении пищи ряд стабилизаторов, находящихся в белке яиц, мяса, круп, творога, в крахмале.
При недостатке витамина С кровоточат десны, нос, иногда желудочно-кишечный тракт. От незначительных ушибов, напряжения мышц под кожей образуются синяки-кровоподтеки. Может быть сонливость, повышенная утомляемость, раздражительность, головокружение, снижение устойчивости организма к холоду, подверженность простудным заболеваниям увеличивается. Нарушается структура хрящевой и костной ткани - развивается опухание десен, выпадение зубов, цинга (одышка, слабость, утомляемость, сонливость, отек ног).
При гипервитаминозе могут возникнуть аллергические ] реакции в виде высыпаний на коже, бессонница, кровотечения из-за ломкости капилляров. Большие дозы витамина С способствуют отложению солей и образованию камней в почках. В организме человека витамин С не образуется, но находится во многих органах, в том числе, в сердце, печени, циркулирует в крови (в плазме - 1,2%, в лейкоцитах - 20-30%). В большом количестве витамин С нужен курильщикам, людям, страдающим алкоголизмом, диабетом, ревматизмом, гипертонией.
Витамины группы В
Витамин В1 (тиамин)
был открыт в 1926 году. Это первое вещество, с которого началось изучение витаминов, син~езировано в чистом виде только спустя 10 лет, наиболее распространенная форма синтетического витамина В1 - тиаминохлорид - это бесцветные кристаллы с запахом дрожжей. Витамин В1 - термостабилен, выдерживает нагревание в кислой среде до 140 0 С, в нейтральной и щелочной среде устойчивость к высокой температуре снижается. Этот витамин необходим для нормального функциионирования нервной системы и осуществления тканевого дыхания, для регуляции всех видов обмен~ веществ: белкового, углеводного, жирового и минерального.
Витамин В1 синтезируется микрофлорой кишечника, но этого не достаточно. Поэтому витаминизируют этим веществом муку высшего сорта, из которой выпекают хлеб и хлебобулочные изделия. Потребность в этом витамине зависит от многих факторов: от физической нагрузки, от количества углеводов в пищевом рационе человека, от температуры окружающей среды. В среднем, суточная потребность витамина В1 - 2-3 мг.
Он содержится в продуктах животного и растительного происхождения. зернах овса, гречи, ржи, риса, пшеницы, печени, дрожжах, свинине, говядине, желтке, орехах, бобовых растений, ржаном и пшеничном хлебе грубого помола. При недостатке витамина В1 наблюдается полиневрит (воспаление нервов), потеря кожной чувствительности, расстройство двигательной системы, исхудание организма, паралич конечностей (болезнь бери-бери или сонная болезнь). Начальная стадия этой болезни характеризуется нервными расстройствами (неврастения, головная боль, мигрень, чувство усталости, бессонница, боли в конечностях, мышечная слабость, судороги в икроножных мышцах), нарушениями сердечно-сосудистой системы (одышка, нарушение ритма сердца) и органов пищеварительной системы (анорексия, атония кишечника).
Витамин В2 (рибофлавин)
Необходим для роста организма, участвует в процессах биологического окисления, способствует заживлению ран, обеспечивает световое и цветовое зрение, усиливает образование гемоглобина, предохраняет от легочных заболеваний. Витамин В2 впервые был выделен из молока и ряда других пищевых продуктов. В зависимости от источника получения витамина В2 его называют по-разному. Растворы витамина В2 имеют оранжево-желтую окраску. Витамин В2 хорошо растворим в воде, устойчив в кислых растворах, но легко разрушается в щелочных растворах. Он чувствителен к видимому и УФ-излучению. Суточная потребность этого витамина - 2,5-3,5 мг и возрастает при употреблеиии большого количества белков.
Вначале авитаминоз проявляется снижением аппетита, похуданием, головной болью, слабостью, резью в глазах, болезненностью в чглах рта, а потом трещинами и язвочками в углах рта, на пальцах и губах, себореей лица и ушей. Помимо остановки роста, выпадения волос, характерных для большинства авитаминозов, специфичными для авитаминоза В2 являются воспалительные процессы слизистой оболочки языка, губ, особенно у углов рта, эпителия кожи. При авитаминозе В2 у людей развивается общая мышечная слабость и слабость сердечной мышцы.
В2 достаточно широко распространен в природе. Он содержится почти во всех животных тканях и растениях; сравнительно высокие концентрации его обнаружены в дрожжах. Из пищевых продуктов В2 богаты хлеб (из муки грубого помола), семена злаков, яйца, молоко, мясо, свежие овощи, рыба, горох.
Витамин В6 (адермин, пиродоклен)
Витамин В6 влияет на белковый обмен: участвует в реакциях синтеза и расщепления. Влияет на функцию нервной системы, на работу вестибулярного аппарата. Витамин В6 обусловливает устойчивость организма к воздушной и морской болезни. Содержится в мясе, рыбе, молоке, печени, почках, дрожжах, бобовых растениях. При авитаминозе проявляется мышечная слабость, судороги, поражается кожа и слизистые оболочки. Суточная потребность в этом витамине составляет 2-4 мг. Устойчив к высокой температуре, кислотной и щелочной среде.
Витамин В9 (фолиевая кислота)
Витамин В9 влияет на кроветворение, стимулирует образование эритроцитов и лейкоцитов, снижает содержание холестерина в крови. При авитаминозе развивается малокровие. При нагревании разрушается до 50-90% витамина В9. Фолиевая кислота является одним из ферментов синтеза аминокислот и участвует в обмене холина. Потребность в этом витамине растет с увеличением содержания витамина В12. Суточная потребность В9 составляет 0,2 мг.
Витамин Вх (пантотеновая кислота )
Ее еще называют вездесущая кислота, так как она содержится во многих растительных и животных продуктах: капусте, картофеле, моркови, луке, мясе, молоке, дрожжах, рисе, печени, яичных желтках, зеленых частях растений. Вх участвует в углеводном обмене, в образовании ацетилхолина в нервных клетках, в окислении конечных продуктов распада белков, жиров, углеводов.
При авитаминозе и гиповитаминозе наблюдаются воспаления кожи (дермиты), воспаление роговицы (кератиты), депигментация волос, прекращеиие роста, развивается язва желудка и кишечника, поражение сердца, почек, надпочечников, нервной системы (паралич, полиневрит - воспаление нервов), потеря координации движений. Суточная потребность в этом витамине - 10-12 мг, а выводится его с мочей - 3-3,5 мг. Потребность в витамине Вх растет при усиленной деятельности щитовидной железы.
Витамин В12 (цианкобаламин)
Содержит 4,5% кобальта, синтезируется лучистыми грибками и сине- зелеными водорослями, у животных и у человека синтезируется микрофлорой кишечника и накапливается в печени (особенно у осетра и судака) и в почках. В12 входит в состав многих ферментов, участвует в обмене нуклеиновых кислот, тормозит образование холестерина, необходим для обмена веществ в головном мозге, поддерживает защитную функцию печени, нормализует содержание лейкоцитов, влияет на образование эритроцитов. Поэтому, когда мало в организме витамина В12, резко уменьшается количество эритроцитов и наступает анемия (малокровие).
Недостаток кислорода в тканях связан с тем, что витамин В12 вместе с фолиевой кислотой участвует в синтезе гемоглобина, содержащегося в эритроцитах. Химическую природу этого витамина удалось установить в 1948 году и искусственно получить этот препарат путем микробиологического синтеза.
Большое количество витамина В12 потребляют глисты, паразитируя в организме человека, поэтому люди с гельминтозом страдают еще и малокровием. Суточная доза В12 составляет 0,005 мг.
Витамин В15 (пангамовая кислота)
Повышает использование кислорода тканями, усиливает действие ацетилхолина. Содержится в ростках риса, рисовых отрубях, пивных дрожжах, в печени, в бычьей крови, в семенах многих растений. Витамин В 1 5 используют при хронических и острых отравлениях. Суточная доза этого витамина - 100-300 мг.
Витамин Н (биотин)
Иначе его называют кожный фактор. Соединяясь с белком куриного яйца - авидином, - образует лизоцим, вещество, которое задерживает рост микробов (оно находится в слюне и слезной жидкости). При гиповитаминозе поражается кожа с выделением большого количества кожного сала и выпадением волос. Витамин Н содержится в дрожжах, томатах, печени, почках, яичном желтке. Суточная потребность в этом витамине - 150-300 мг.
Жирорастворимые витамины
Витамин А
известен в двух формах: каратиноиды, ретинол. Почти не разрушается при кипячении, образуется в организме из провитамина - каротина, желто-оранжевый пигмент. Известно около 40 каратиноподобных веществ (каратиноидов), которые содержатся в зеленых частях растений, в моркови, свекле, тыкве, томатах, шпинате, красном перце, брюкве, крапиве, абрикосах, в желтой и белой кукурузе.
Хорошо сохраняется при квашении. Витамин А накапливается в печени. Особенно много его в печени полярных животных, отчего она ядовита. В больших количествах содержится в почках, печени, молоке, в желтке яиц, в рыбьей икре, в масле (в летнем - в 10 раз больше, чем в зимнем), в печеночном жире палтуса, камбалы, лосося, трески. В жире печени пресноводных рыб открыт витамин А2. При сушке продуктов активность витамина А уменьшается. Суточная потребность этого витамина составляет от 1 до 5 мг.
Витамин А необходим для роста и развития растущего организма, обеспечивает нормальную функцию зрения, структурную целостность эпителиальных тканей, формирование скелета. Кроме того, ретинол повышает устойчивость организма к инфекционным, простудным заболеваниям. Участвует в образовании зрительных пигментов, обеспечивает рост глаз, адаптацию его к различным условиям.
При гиповитаминозе наблюдается ухудшение зрения в сумерках (куриная слепота), снижение аппетита, похудание, сухость кожи, седеют волосы, наблюдается ороговение эпителиальных клеток (гиперкератоз), слизистой оболочки дыхательных пугей, мочеполовых органов, роговой оболочки глаз. Повышается восприимчивость к туберкулезу, воспалению легких.
При недостатке витамина А прекращается образование фермента лизоцима, защитного фактора против многих инфекций. При гипервитаминозе наступают тяжелые расстройства обмена веществ, пищеварения, малокровие.
Витамин Д (кальциферол, вигантол)
Устойчив к высокой температуре и кислороду. Его провитамином является спирт эргостерин, который под влиянием ультрафиолетовых лучей превращается в кальциферол.
Существует несколько провитаминов и витаминов: Д1, Д2, ДЗ, Д4. Провитамин эргостерин содержится в пивных дрожжах, рыбьем жире, жире печени камбалы, икре рыб, сливочном масле, молоке, яичном желтке. Суточная потребность в этом витамине составляет от 0,01 до 0,025 мг и повышается с увеличением содержания фосфора в пище.
Д 3 синтезируется в коже человека под действием ультрафиолетовых лучей, участвует в усвоении солей кальция и фосфора и
8-09-2015, 20:41