Витамины

Витами́ны (от лат. vita — «жизнь» и амин) — 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 путём синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона[1]. Большинство витаминов являются коферментами или их предшественниками[2].

Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах и поэтому относятся к микронутриентам. К витаминам не относят микроэлементы и незаменимые аминокислоты[2].

Наука на стыке биохимии, гигиены питания, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая строение и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях, называется витаминологией[3].

Общие сведения[ | код]

Витамины выполняют каталитическую функцию в составе активных центров разнообразных ферментов, а также могут участвовать в гуморальной регуляции в качестве экзогенных прогормонов и гормонов. Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организме 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 D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света; витамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей; и ниацин, предшественником которого является аминокислота триптофан. Кроме того, витамины K и В3 обычно синтезируются в достаточных количествах бактериальной микрофлорой толстой кишки человека[2].

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: отсутствие витамина — авитаминоз, недостаток витамина — гиповитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

На 2012 год 13 веществ (или групп веществ) признано витаминами. Ещё несколько веществ, например карнитин и инозитол, находятся на рассмотрении[4]. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, K, и водорастворимые — C и витамины группы B. Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём местом их накопления являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не запасаются и при избытке выводятся с водой. Это объясняет бо́льшую распространённость гиповитаминозов водорастворимых витаминов и гипервитаминозов жирорастворимых витаминов.

История[ | код]

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 разнообразить рацион для поддержания здоровья.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, 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[en] и подобие цитрусового сиропа. В итоге 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 причиной появления крайне обидной клички для матросов — лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.

Истоки учения о витаминах заложены в исследованиях российского ученого Николая Ивановича Лунина. Он скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В сентябре 1880 года при защите своей докторской диссертации Лунин утверждал, что для сохранения жизни животного, помимо белков, жиров, углеводов, солей и воды, необходимы ещё и другие, дополнительные вещества. Придавая им большое значение, Н. И. Лунин писал: «Обнаружить эти вещества и изучить их значение в питании было бы исследованием, представляющим большой интерес». Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом, так как другие ученые не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин в своих опытах использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный — плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B[5][6].

В 1895 году В. В. Пашутин пришел к выводу, что цинга является одной из форм голодания и развивается от недостатка в пище какого-то органического вещества, создаваемого растениями, но не синтезируемого организмом человека. Автор отметил, что это вещество не является источником энергии, но необходимо организму и что при его отсутствии нарушаются ферментативные процессы, что приводит к развитию цинги. Тем самым В. В. Пашутин предсказал некоторые основные свойства витамина C.

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 лат. vita — «жизнь» и англ. 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».[источник не указан 1814 дней]

В 1923 году доктором Гленом Кингом было установлено химическое строение 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-х, 1920-х и 1930-х годах были открыты и другие витамины. В 1940-х годах было расшифровано химическое строение витаминов.

В 1970 году Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал предположение об эффективности витамина С в лечении некоторых заболеваний. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни. Исследовано и описано свыше 300 биологических функций этого витамина. Главное, что, в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С, и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно (в ограниченных количествах у человека витамин С накапливается в печени)[источник не указан 1133 дня]. В последнее время польза применения витамина C для лечения многих заболеваний, в частности простудных, поставлена под сомнение[7].

Изучение витаминов успешно проводилось как зарубежными, так и отечественными исследователями, среди которых — А. В. Палладин, М. Н. Шатерников, Б. А. Лавров, Л. А. Черкес, О. П. Молчанова, В. В. Ефремов, С. М. Рысс, В. Н. Смотров, Н. С. Ярусова, В. Х. Василенко, А. Л. Мясникова и многие другие[8].

Названия и классификация витаминов[ | код]

Витамины условно обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, H, K и т. д. Впоследствии выяснилось, что некоторые из них являются не самостоятельными веществами, а комплексом отдельных витаминов. Так, например, хорошо изучены витамины группы В. Названия витаминов по мере их изучения претерпевали изменения (данные об этом приводятся в таблице). Современные названия витаминов приняты в 1956 году Комиссией по номенклатуре биохимической секции Международного союза по чистой и прикладной химии.

Для некоторых витаминов установлено также определенное сходство физических свойств и физиологического действия на организм.

До настоящего времени классификация витаминов строилась, исходя из растворимости их в воде или жирах. Поэтому первую группу составляли водорастворимые витамины (C, P и вся группа B), а вторую — жирорастворимые витамины — липовитамины (A, D, E, K). Однако ещё в 1942—1943 годах академик А. В. Палладин синтезировал водорастворимый аналог витамина К — менадион. А за последнее время получены водорастворимые препараты и других витаминов этой группы. Таким образом, деление витаминов на водо- и жирорастворимые до некоторой степени теряет своё значение.

Буквенное обозначение Химическое название согласно международной номенклатуре (другие названия — в скобках) Растворимость
(Ж — жирорастворимый
В — водорастворимый) 		Последствия авитаминоза, физиологическая роль Верхний допустимый уровень Суточная потребность
A1


А2

Ретинол (аксерофтол, противоксерофтальмический витамин)
Дегидроретинол 		Ж[9] Куриная слепота, ксерофтальмия 3000 мкг[9] 900 (взрослые), 400—1000 (дети) мкг рет. экв.[9]
B1 Тиамин (аневрин, антиневритный) В Бери-бери, синдром Гайе — Вернике не установлен[9] 1,5 мг[9]
B2 Рибофлавин В Арибофлавиноз не установлен[9] 1,8 мг[9]
B3 , PP никотинамид (никотиновая кислота, ниацинамид, противопеллагрический витамин) В Пеллагра 60 мг[9] 20 мг[9]
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. не установлен 5 мг[9]
B6 Пиридоксин (адермин) В Анемия, головные боли, утомляемость, дерматиты и др. кожные заболевания, кожа лимонно-жёлтого оттенка, нарушения аппетита, внимания, памяти, работы сосудов 25 мг[9] 2 мг[9]
B7, H Биотин (антисеборрейный фактор, фактор W, кожный фактор, коэнзим R, фактор X) В Поражения кожи, исчезновение аппетита, тошнота, отечность языка, мышечные боли, вялость, депрессия не установлен 50 мкг[9]
B8 Инозитол[# 1] (инозит, мезоинозит) В Нет данных нет данных нет данных[# 2]
B9, Bс, M Фолиевая кислота (фолацин) В Фолиево-дефицитная анемия, нарушения в развитии спинальной трубки у эмбриона 1000 мкг 400 мкг
B10 Парааминобензойная кислота, ПАБ (n-Аминобензойная кислота) 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 (антианемический) В Пернициозная анемия не установлен[9] 3 мкг[9]
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 (противоцинговый (антискорбутный) витамин В Цинга (лат. scorbutus — цинга), кровоточивость десен, носовые кровотечения[9] 2000 мг[9] 90 мг[9]
D1
D2


D3
D4
D5

Ламистерол
Эргокальциферол (кальциферол, противорахитический витамин)
Холекальциферол
Дигидротахистерол
7-дегидротахистерол 		Ж[9] Рахит, остеомаляция 50 мкг[9] 10—15 мкг[9][11]
E α-, β-, γ-токоферолы Ж[9] Нервно-мышечные нарушения: спинально-мозжечковая атаксия (атаксия Фридрейха), миопатии. Анемия[12]. 300 мг ток. экв.[9] 15 мг ток. экв.[9]
K1
K2 		Филлохинон
Фарнохинон 		Ж[9] Гипокоагуляция не установлен[9] 120 мкг[9]
N Липоевая кислота, Тиоктовая кислота[# 1] Ж Необходима для нормального функционирования печени 75 мг 30 мг[9]
P Биофлавоноиды, полифенолы[# 1] В Ломкость капилляров нет данных нет данных
U Метионин[# 1][13]
S-метилметионинсульфоний-хлорид 		В Противоязвенный фактор; витамин U (от лат. ulcus — язва)
Примечания
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Витаминоподобное вещество
  2. ↑ В связи с синтезом этого соединения самим организмом из глюкозы и неизвестностью заболевания, связанного с его отсутствием в пище, его статус витамина подвергается сомнению[10].

Как правило, суточная норма витаминов различается в зависимости от возраста, рода занятий, сезона года, пола, беременности и др. факторов.

Разложение витаминов при кулинарной обработке[ | код]

Под воздействием факторов внешней среды (температуры, кислорода, солнечного света, кислот, щелочей в среде) витамины разрушаются и теряют свою биологическую активность. По степени чувствительности различные витамины обладают разными свойствами, некоторые проявляют высокую устойчивость, другие же быстро разрушаются. Это в первую очередь связано с тем, что витамины, в силу своего химического строения, являются высокоактивными соединениями, легко вступающими в химические реакции. С того момента, как молекула витамина появилась на свет естественным путём или с помощью химического синтеза, и до того момента, как она попадет в организм человека или животного, её судьба во многом зависит от условий хранения и переработки.

Главными факторами нестабильности витаминов являются:

  1. Кислород воздуха
  2. Перекиси
  3. Влага
  4. pH среды
  5. Ионы металлов (железа, меди)
  6. Солнечный свет
  7. Повышенная температура
  8. Микроорганизмы
  9. Ферменты
  10. Адсорбенты
Витамин К свету К окислению К восстановлению К нагреванию К ионам металлов К влажности Оптимальная рН
A +++ +++ ++ ++ + Нейтральная, слабощелочная
D3 +++ +++ ++ ++ ++ Нейтральная, слабощелочная
E + + ++ + + Нейтральная
K3 ++ + ++ ++ +++ ++ Нейтральная, слабощелочная
B1 + ++ +++ +++ ++ ++ Слабокислая
B2 +++ + ++ ++ + Нейтральная
B3 + + Нейтральная
B4 +++ Нейтральная, слабокислая
B5 ++ + Нейтральная
B6 + + ++ + Кислая
B12 ++ ++ + + Нейтральная
B9 ++ ++ ++ + + + Нейтральная
H + Нейтральная
C + +++ + +++ +++ ++ Нейтральная, кислая

+++ — высокочувствительный
++ — чувствительный
+ — слабочувствительный[14]

Антивитамины[ | код]

Антивитамины — 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. Например, антивитамином витамина B1 (тиамина) является пиритиамин, вызывающий явления полиневрита.

Развитие исследований в области химиотерапии, питания микроорганизмов, животных и человека, установление химической структуры витаминов создали реальные возможности для уточнения наших представлений об антагонизме веществ также в области витаминологии. Вместе с тем, открытие антивитаминов способствовало более полному и углублённому изучению физиологического действия самих витаминов, так как применение в эксперименте антивитамина приводит к выключению действия витамина и соответствующим изменениям в организме; это в известной степени расширяет наши познания о функциях, которые тот или другой витамин несет в организме.

Антивитамины известны для почти всех витаминов. Их можно разделить на две основные группы:

  • К первой группе относятся химические вещества, которые инактивируют витамин путем его расщепления, разрушения или связывания его молекул в неактивные формы.
  • Ко второй группе относятся химические вещества, структурно подобные или структурно родственные витаминам. Эти вещества вытесняют витамины из биологически активных соединений и, таким образом, делают их неактивными. В результате действия антивитаминов обеих групп нарушается нормальное течение процесса обмена веществ в организме.

Поливитамины[ | код]

Поливитаминные препараты — фармакологические препараты, содержащие в своём составе комплекс витаминов и минеральные соединения.

Единственным[источник не указан 539 дней] натуральным пищевым поливитамином для человека 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 макро- и микроэлементов. По мнению ученых, для российских детей и подростков весьма актуально применение витаминно-минеральных комплексов[15].

В то же время, есть сведения[16] об увеличении риска смертности у людей больных раком и сердечными заболеваниями и сокращении продолжительности жизни при дополнительном приёме определенной группы витаминов.

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

  1. ↑ Гайсина Л. А., Фазлутдинова А. И., Кабиров Р. Р. Современные методы выделения и культивирования водорослей. — Учебное пособие. — Уфа: БГПУ, 2008. — 152 с. — 100 экз. — ISBN 978-5-87978-509-8.
  2. ↑ 1 2 3 Овчинников Ю. А. Витамины // Биоорганическая химия. — Москва: Просвещение, 1987. — С. 668.
  3. ↑ витаминология. Большой медицинский словарь. 2000.. Проверено 23 февраля 2012. Архивировано 30 мая 2012 года.
  4. ↑ Gerald F. Combs, Jr. Chapter 1. What is a Vitamin? // The Vitamins. — Academic Press, 2012. — 598 с. — ISBN 978-0-12-381980-2.
  5. ↑ Витамины // газета «Биология» (приложение к газете «Первое сентября»), № 23, июнь 1998
  6. ↑ Справочник по витаминам (для врачей). / Проф. П. И. Шилов, доц. Т. Н. Яковлев. — Л.: МЕДГИЗ, 1960. (ISBN не указан)
  7. ↑ Vitamin C Can't Cure Common Cold (англ.). WebMD. Проверено 27 марта 2018.
  8. ↑ Справочник по витаминам (для врачей). / Проф. П. И. Шилов, доц. Т. Н. Яковлев. — Л.: МЕДГИЗ (ленинградское отделение), 1960. (ISBN не указан)
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» МР 2.3.1.2432-08
  10. ↑ Reynolds, James E. F. Martindale: The Extra Pharmacopoeia. — Pennsylvania, 1993. — Vol. 30. — ISBN 0-85369-300-5.

    An isomer of glucose that has traditionally been considered to be a B vitamin although it has an uncertain status as a vitamin and a deficiency syndrome has not been identified in man.
  11. ↑ С возрастом потребность в витамине D растёт. Потребность для лиц в возрасте от 18 до 60 лет — 10 мкг/сутки, для лиц старше 60 лет — 15 мкг/сутки.
  12. ↑ Brigelius-Flohé R, Traber MG (July 1999). «Vitamin E: function and metabolism». FASEB J. 13 (10): 1145–55. PMID 10385606.
  13. ↑ одна из незаменимых аминокислот
  14. ↑ Стабильность витаминов в кормах и питьевой воде // Кузьмин А. А. // АО «Биофарм»
  15. ↑ Вильмс Е. А., Турчанинов Д. В., Боярская Л. А., Турчанинова М. С. Состояние минерального обмена и коррекция микроэлементозов у детей дошкольного возраста в крупном промышленном центре Западной Сибири. Педиатрия, 2010, том 89, № 1, с. 85—90
  16. ↑ Миф о витаминах. Как вышло, что мы поверили в их пользу?. slon.ru. Проверено 14 февраля 2016.

Литература[ | код]

  • Кристофер Хоббс, Элсон Хаас. Витамины для «чайников» = Vitamins for Dummies. — М.: Диалектика, 2005. — 352 с. — ISBN 0-7645-5179-5.
  • Л.П. НИКИТИНА, Н.В. СОЛОВЬЕВА. КЛИНИЧЕСКАЯ ВИТАМИНОЛОГИЯ. — Чита, 2002. — 66 с.
  • Т. С. Морозкина, А. Г. Мойсеёнок. Витамины: Краткое рук. для врачей и студентов мед., фармацевт. и биол. специальностей. — Мн.: ООО "Асар", 2002. — 112 с. — ISBN 985-6572-55-X.
  • А.А. Савченко, Е.Н. Анисимова, А.Г. Борисов, А.Е. Кондаков. Витамины как основа иммунометаболической терапии. — Красноярск.: КрасГМУ, 2011. — 213 с. — ISBN 978-5-94282-093-7.
  • В. А. Девятнин. Витамины. — М.: Пищепромиздат, 1948. — 279 с.