Витамины - (от лат. vita - жизнь) низкомолекулярные  органические  соединения различной химической природы, необходимые для осуществления жизненно важных биохимических и физиологических процессов в живых организмах. 

 
Организм человека и животных не синтезирует витамины или синтезирует в недостаточном количестве и поэтому должен получать их в готовом виде с пищей. Витамины обладают исключительно высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольших количествах: от нескольких мкг до нескольких мг в день.
 
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 монгол 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 (James Lind) открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу]]. В 1753-м он опубликовал трактат «Лечение 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. В результате он не потерял от цинги ни одного матроса — неслыханное достижение для того времени. В 1795 лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков.
 
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.
 
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 factors». Последний шаг был сделан в 1911 году польским учёным Казимиром Функом (Casimir Funk), 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 каких-то веществ.
 
В 1920 году Джек Сесиль Драммонд предложил убрать e из слова «vitamine», потому что недавно открытый витамин C не содержал аминовой компоненты. Так витамайны стали витаминами.
 
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
 
Общие сведения
 
Первоисточником витаминов служат главным образом растения. Человек и животные получают витамины непосредственно с растительной пищей или косвенно — через продукты животного происхождения. Важная роль в образовании витаминов принадлежит также микроорганизмам. Например, микрофлора, обитающая в пищеварительном тракте жвачных животных, обеспечивает их витаминами группы В. Витамины поступают в организм животных и человека с пищей, через стенку желудочно-кишечного тракта, и образуют многочисленные производные (например, эфирные, амидные, нуклеотидные и др.), которые, как правило, соединяются со специфическими белками и образуют многие ферменты, принимающие участие в обмене веществ. Наряду с ассимиляцией в организме непрерывно совершается диссимиляция витаминов, причём продукты их распада (а иногда и малоизменённые молекулы витаминов) выделяются наружу. Недостаточность снабжения организма витаминами ведёт к его ослаблению, резкий недостаток витаминов — к нарушению обмена веществ и заболеваниям — авитаминозам, которые могут окончиться гибелью организма. Авитаминозы могут возникать не только от недостаточного поступления витаминов, но и от нарушения процессов их усвоения и использования в организме.
 
Изучение витаминов не ограничивается обнаружением их в естественных продуктах с помощью биологических тестов и другими методами. Из этих продуктов получают активные препараты витаминов, изучают их строение и, наконец, получают синтетически. Исследована химическая природа всех известных витаминов Оказалось, что многие из них встречаются группами по 3—5 и более родственных соединений, различающихся деталями строения и степенью физиологической активности. Было синтезировано большое число искусственных аналогов витаминов с целью выяснения роли функциональных групп. Это способствовало пониманию действия витаминов. Так, некоторые производные витаминов с замещенными функциональными группами оказывают на организм противоположное действие, по сравнению с витаминами, вступая с ними в конкурентные отношения за связь со специфическими белками при образовании ферментов или с субстратами воздействия последних (см. Антивитамины).
 
Витамины имеют буквенные обозначения, химические названия или названия, характеризующие их по физиологическому действию. В 1956 принята единая классификация витаминов, которая стала общеупотребительной.
 
Наличие химически чистых витаминов дало возможность подойти к выяснению их роли в обмене веществ организма. Витамины либо входят в состав ферментов, либо являются компонентами ферментативных реакций. При отсутствии витаминов в организме нарушается деятельность ферментных систем, в которых они участвуют, а следовательно, — и обмен веществ. Известно несколько сот ферментов, в состав которых входят витамины, и огромное количество катализируемых ими реакций. Многие витамины — преимущественно участники процессов распада пищевых веществ и освобождения заключённой в них энергии (витамины B1, В2, PP и др.). Участвуют они и в процессах синтеза: B6 и В12 — в синтезе аминокислот и белковом обмене, В3 (пантотеновая кислота) — в синтезе жирных кислот и обмене жиров, Вс (фолиевая кислота) — в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований и многих физиологически важных соединений — ацетилхолина, глутатиона, стероидов и др. Менее изучено действие жирорастворимых витаминов, однако несомненно их участие в построении структур организма, например в образовании костей (витамин D), развитии покровных тканей (витамин А), нормальном развитии эмбриона (витамин Е и др.). Таким образом, витамины имеют огромное физиологическое значение. Выяснение физиологической роли витаминов позволило использовать их для витаминизации продуктов питания, в лечебной практике и в животноводстве. 
Особенно широко стали применяться витамины после освоения их промышленного синтеза. 
 
Классификация и номенклатура
 
Известно около 20 соединений, которые могут быть отнесены к витаминам. 
Различают водорастворимые и жирорастворимые витамины. 
 
К водорастворимым относят витамин С, витамины группы В (тиамин, или витамин В1, рибофлавин, или витамин В2, витамин В6, витамин В12), фолацин, пантотеновую кислоту и биотин. 
 
К жирорастворимым витаминам относят витамин А, витамин D, витамин Е. 
Наряду с витаминами, необходимость которых для человека и животных бесспорно установлена, в пище содержатся биологически активные вещества, дефицит которых не приводит к обнаруживаемым нарушениям в организме или которые по своим функциям ближе не к витаминам, а к другим незаменимым пищевым веществам (незаменимым аминокислотам, полиненасыщенным жирным кислотам).
 
Ряд витаминов представлен не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью (витамеры), например витамин В6 включает пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Для обозначения подобных групп родств. соед. используют слово "витамин" с буквенными обозначениями (витамин А, витамин Е и т.п.). Для индивидуальных соединений, обладающих витаминной активностью, рекомендуется использовать рациональные названия, отражающие их химическую природу, например ретиналь (альдегидная форма витамина А), эргокальциферол и холекалыдиферол (формы витамина D). 
 
Биологическое действие
 
Специфическая функция водорастворимых витаминов (кроме аскорбиновой кислоты) в организме - образование коферментов и простетич. групп ферментов. Так, тиамин в форме тиаминдифосфата - кофермент пируватдегидрогеназы,кетоглутаратдегидрогеназы и транскетолазы; витамин В6 - предшественник пиридоксальфосфата (кофермента трансаминаз и др. ферментов азотистого обмена). Связанные с различными витаминами ферменты принимают участие во мн. важнейших процессах обмена веществ: энергетич. обмене (тиамин, рибофлавин, витамин РР), биосинтезе и превращениях аминокислот (витамин В6, В12), жирных кислот (пантотеновая кислота), пуриновых и пиримидиновых оснований (фолацин), образовании многих физиологически важных соединений - ацетилхолина, стероидов и т.п. 
 
Некоторые жирорастворимые витамины также выполняют коферментные функции. Так, витамин А в форме ретина ля - простетич. группа зрительного белка родопсина. Витамин К осуществляет коферментную функцию в реакциикарбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в молекуле препротромбина и ряда др. белков, что придает им способность связывать ионы Са. Функции других жирорастворимых витаминах: витамин Е стабилизирует и защищает ненасыщенные липиды биол. мембран от окисления; витамин D необходим для осуществления транспорта ионов Са и остатков фосфорной кислоты через клеточные барьеры в процессах их всасывания в кишечнике, реабсорбции в почках и мобилизации из скелета. 
 
Некоторые аналоги и производные витамины (так называемые антивитамины) могут занимать место витамина в структуре фермента, однако не способны выполнять коферментную функцию, что ведет к нарушению активности зависящих от данного витамина ферментов и развитию соответствующей витаминной недостаточности. К антивитаминам относятся также вещества, связывающие или разрушающие витамины: ферменты тиаминаза I и II, инактивирующие тиамин; белок яйца авидин, связывающий биотин, и др. Некоторые антивитамины обладают антимикробным или канцеростатич. действием. Так, сульфаниламидные препараты - антагонисты n-аминобензойной кислоты, аминоптерин и метотрексат (противоопухолевые средства) - фолиевой кислоты. 
 
Недостаточное поступление того или иного витамина с пищей ведет к его дефициту в организме и развитию соответствующей болезни витаминной недостаточности. 
 
Различают две основные степени такой недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз. Первый характеризуется глубоким дефицитом данного витамина в организме и развернутой клинической картиной его недостаточности (цинга, рахит, бери-бери, пеллагра, злокачеств. анемия и др.). 
 
К гиповитаминозам относят состояния умеренного дефицита со стертыми неспецифич. проявлениями (потеря аппетита, усталость, раздражительность) и отдельными т. наз. микросимптомами (кровоточивость десен, гнойничковые заболевания кожи и др.). В этих случаях биохим. тесты, например определение концентрации витаминов и активности витаминзависимых ферментов в доступных анализу тканях и жидкостях организма, выявляют недостаток того или иного витамина. Наряду с дефицитом одного к.-л. витамина на практике более часто встречаются полигиповитаминозы и полиавитаминозы, при к-рых организм испытывает недостаток неск. витаминов. 
 
Прием ряда витаминов в дозах, существенно превышающих физиологической потребность, может давать нежелательные побочные эффекты, а в ряде случаев вести к серьезным патологич. расстройствам (гипервитаминозам). Особенно опасны в этом отношении витамины D и А. 
 
Применение и получение
 
В большинстве стран существуют научно обоснованные и утвержденные органами здравоохранения нормы потребления витаминов, которые существенно зависят от возраста и пола человека, характера и интенсивности его труда, а также от физиологического состояния (например, для беременных женщин норма суточного потребления витамина D возрастает в 5 раз, а фолацина - в 3 раза). Для некоторых витаминов рекомендуемые суточные нормы потребления не зависят от пола, а также характера и интенсивности труда. К таким витаминам относятся витамин В12 (рекомендуемая норма 3 мкг/сут), фолацин (200 мкг/сут), витамин А (1000 мкг/сут), витамин Е [15 МЕ/сут; 1 ME (международная единица) соответствует 1 мг D, Lтокоферола-витамера витамина Е], витамин D (400 МЕ/сут; 1 ME соответствует 0,025 мкг эргокальциферола или холекальциферола-витамеров витамина D). 
 
Витамины широко используются в профилактических и лечебных целях для коррекции их недостаточного поступления с пищей, профилактики и лечения гипо- и авитаминозов. Витамины и их производные применяют также как лекарственные средства в случаях, не связанных непосредственно с коррекцией витаминного дефицита, например ретиноевая кислота (витамер витамина А) и ее производные - противоопухолевые средства. Широкое применение витамины находят в животноводстве. 
 
Витамины получают химическим (витамины А, В6, тиамин, фолиевая кислота и др.) и микробиологическим (рибофлавин, витамин В12) синтезом или выделяют из природных источников (витамин Е, аскорбиновая кислота, биофлавоноиды и др.). Выпускаются также активные коферментные формы и разл. производные витаминов: тиаминмоно- и тиаминдифосфат (коферментная форма тиамина), флавинмононуклеотид и флавинадениндинуклеотид (коферментные формы рибофлавина), пиридоксальфосфат (коферментная форма витамина В6) и др. В СССР в 1980 выпущено 4140 т витаминов, в США и Японии (по оценке на 1975) соотв. 21000 и 16000 т.

Подкатегории