Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Uvod

Vitamini su organska jedinjenja male molekularne težine različite hemijske prirode, apsolutno neophodna za normalno funkcionisanje organizama. One su nezamjenjive tvari, jer se, izuzev nikotinske kiseline, ne sintetiziraju u ljudskom tijelu i dolaze uglavnom kao dio hrane. Neke vitamine može proizvesti normalna crijevna mikroflora. Za razliku od svih ostalih vitalnih nutrijenata (esencijalne aminokiseline, polinezasićene masne kiseline itd.), vitamini nemaju plastična svojstva i organizam ih ne koristi kao izvor energije. Učestvujući u raznim hemijskim transformacijama, regulaciono deluju na metabolizam i na taj način obezbeđuju normalan tok gotovo svih biohemijskih i fizioloških procesa u organizmu.

Vitamini imaju visoku biološku aktivnost i potrebni su organizmu u vrlo malim količinama, što odgovara fiziološkim potrebama, koje variraju od nekoliko mikrograma do nekoliko desetina miligrama. Potreba za pojedinim vitaminom također je podložna fluktuacijama zbog djelovanja različitih faktora koji se uzimaju u obzir u preporučenim unosima vitamina, koji su podložni periodičnim usavršavanjima i revizijama.

Vitamin K (koagulacijski vitamin, antihemoragični vitamin) je grupa od nekoliko supstanci. Neophodan je za sintezu aktivnih oblika protrombina i drugih faktora koagulacije krvi u jetri tokom liječenja antibioticima i lijekovima koji utiču na crijevnu mikrofloru. Zdrav organizam sam proizvodi vitamin K2. Vitamin K proizvodi crijevna mikroflora i dolazi iz hrane.

1. Istorija otkrića

Godine 1929 Danski naučnik Dam opisao je beriberi kod pilića hranjenih sintetičkom hranom. Glavni znak toga bilo je krvarenje - krvarenje u potkožno tkivo, mišiće i druga tkiva. Dodatak kvasca kao izvora vitamina B i ribljeg ulja bogatog vitaminima A i D nije otklonio patološke pojave. Pokazalo se da zrna žitarica i drugi biljni proizvodi imaju ljekovito djelovanje. Supstance koje liječe krvarenje nazvane su vitamini K ili vitamini koagulacije, jer je otkriveno da su krvarenja kod pokusnih ptica, na primjer, povezana sa smanjenjem sposobnosti krvi da se zgruša.

Godine 1939 U laboratoriji Carrera, vitamin K je prvi put izolovan iz lucerke, nazvan je filohinon. Iste godine, Binkley i Doisy su od trulog ribljeg brašna dobili supstancu sa antihemoragijskim dejstvom, ali sa drugačijim svojstvima od leka izolovanog iz lucerke. Ovaj faktor je nazvan vitamin K2, za razliku od vitamina lucerke koji se zove vitamin K1.

Otkriće vitamina K bilo je rezultat niza eksperimenata koje su proveli Henry i Dam. Godine 1931. MacFarlane i saradnici su primijetili defekt zgrušavanja. Godine 1935. Dam sugerira da je antihemoragični vitamin novi vitamin topiv u mastima, koji on naziva vitaminom K. 1936 Dam uspijeva pripremiti sirovu frakciju protrombina u plazmi i pokazuje smanjenje njegove aktivnosti kada se dobije iz pileće plazme s nedostatkom vitamina. K.

Godine 1939. Doisy je sintetizirala vitamin K1. 1940 Brickhouse opisuje uzroke krvarenja kao rezultat sindroma nedovoljne apsorpcije ili gladovanja i utvrđuje da je hemoragijska bolest novorođenčeta povezana s vitaminom K. Dam je 1943. godine dobio Nobelovu nagradu za otkriće vitamina K, zgrušavanja krvi. faktor. Doisy je 1943. godine dobila Nobelovu nagradu za otkriće hemijske strukture vitamina K.

Godine 1974., Stenflo i Nelsestuen i saradnici su pokazali korak ovisan o vitaminu K u sintezi protrombina. Godine 1975, Esmon je otkrio karboksilaciju proteina zavisnu od vitamina K u jetri.

Proučavanjem hemijske prirode vitamina K došlo se do zaključka da je njihov molekul zasnovan na strukturi 2-metil-1,4-naftokinona, koji, kao i prirodni vitamini K, ima antihemoragično dejstvo.

2. Hemijska struktura

Prirodni vitamini K su derivati ​​2-metil-1,4-naftokinona, u kojima je na poziciji 3 vodonik zamijenjen ostatkom fitol alkohola ili izoprenoidnim lancem s različitim brojem atoma ugljika: 2-metil-1,4- naftohinon, koji stimuliše zgrušavanje krvi.

Vitamin K1, filokinon, fitohinon (2-metil-3-fitilj-1,4-naftohinon) - viskozna žuta tečnost; m.p. -20°C, bp 115-145 °C / 0,0002 mm Hg Art.; n20D 1.5263; + 8,0° (hloroform); slobodno rastvorljiv u petrolej eteru, hloroformu, slabo - u etanolu, nerastvorljiv u vodi 243, 249, 261, 270 i 325 nm. U bočnom lancu molekula, atomi 7 i 11 (računajući od ciklusa) imaju R-konfiguraciju; supstituenti na dvostrukoj vezi zauzimaju transpoziciju. Vitamin K1 je nestabilan na kiseline, rastvore alkalija i UV zračenje. U interakciji s alkoholnom otopinom lužine, stvara tamnoljubičaste produkte, koji postupno postaju tamno smeđi. U prirodi se nalazi uglavnom u zelenim dijelovima biljaka. Sintetički vitamin K1 (-0,4°) je mješavina cis- i trans-izomera u omjeru 3:7 (samo trans-izomer ima biol. aktivnost). Sintetizira se alkilacijom 2-metil-1,4-naftohidrokinon monoacetata (dobijenog iz 2-metil-1,4-naftokinona) sa izofitolom ili fitolom u prisustvu katalizatora (Lewisov komplet ili aluminosilikati), nakon čega slijedi saponifikacija acilnu grupu i oksidaciju u kinon.

Vitamin K2 je prisutan u nekoliko oblika koji se razlikuju po dužini izoprenoidnog lanca. Izolovani su derivati ​​sa bočnim lancem od 20, 30 i 35 atoma ugljika. Vitamini K2 grupe

Menakinon; formula

I, R = [CH2CH=C(CH3)CH2]nH,

gdje je n=1-13; hlorobijumkinon,

R=CH=C(CH3)[CH2CH2CH=C(CH3)]6CH3)

po fizičkim, hemijskim svojstvima slični su vitaminu K1. Sintetiziraju ga mikroorganizmi. Kod ljudi i životinja prisutan je uglavnom jedan od menakvina, farnakinon (n = 6, mp 53,5 °C), u koji se mogu pretvoriti svi ostali vitameri.

vitamin K2(20)

Vitamin K2(30) (2-metil-3-difarnezil-1,4-naftokinon)

vitamin K2(35)

Pored prirodnih vitamina K, danas je poznato da brojni derivati ​​naftokinona imaju antihemoragijska dejstva, koji se dobijaju sintetički. To uključuje sljedeća jedinjenja:

Vitamin K3 (2-metil-1,4-naftokinon)

Vitamin K4 (2-metil-1,4-naftokinon)

Vitamin K5 (2-metil-1,4-naftohidrokinon)

Vitamin K6 (2-metil-4-amino-1-naftohidrokinon)

Vitamin K7 (3-metil-4-amino-1-naftohidrokinon)

Godine 1943 A. V. Palladin i M. M. Shemyakin sintetizirali su disulfidni derivat 2-metil-1,4-naftohinona, nazvan vikasol, koji se u medicinskoj praksi koristi kao zamjena za vitamin K: Vikasol.

3. Fizička i hemijska svojstva

Vitamin K1 je viskozna žuta tečnost koja kristališe na -20° i ključa na 115-145° pod vakuumom. Ova supstanca je visoko rastvorljiva u petroleteru, hloroformu, dietil eteru, etil alkoholu i drugim organskim rastvaračima, slabo rastvorljiva u etanolu, nerastvorljiva u vodi. Njegova rješenja apsorbiraju UV zrake. Tako se u petrolej etru nalaze adsorpcijski maksimumi na talasnim dužinama od 243, 249, 261, 270 i 325 nm. U ovoj seriji, vitamin K pokazuje najveću optičku gustinu na K = 249 nm. U bočnom lancu molekula, atomi 7 i 11 (računajući od ciklusa) imaju R-konfiguraciju; supstituenti na dvostrukoj vezi zauzimaju transpoziciju. Vitamin K1 je nestabilan na kiseline, rastvore alkalija, UV zračenje. U interakciji s alkoholnom otopinom lužine, stvara tamnoljubičaste produkte, koji postupno postaju tamno smeđi. U prirodi se nalazi uglavnom u zelenim dijelovima biljaka. Sintetički. vitamin K1 (-0,4°) je mješavina cis- i trans-izomera u omjeru 3:7 (samo trans-izomer ima biol. aktivnost). Sintetizira se alkilacijom 2-metil-1,4-naftohidrokinon monoacetata (dobijenog iz 2-metil-1,4-naftokinona) sa izofitolom ili fitolom u prisustvu katalizatora (Lewisov komplet ili aluminosilikata) uz posljednju saponifikaciju acilnu grupu i oksidaciju u kinon.

Vitamin K2 (prenilmenakinon) je žuti kristalni prah sa tačkom topljenja od 54°, rastvorljiv u organskim rastvaračima. Ima spektre adsorpcije slične onima vitamina K1, ali apsorbira manje intenzivne UV zrake. Na primjer, u petrolej etru, njegova maksimalna apsorpcija je na 248 nm i iznosi = 295.

Vitamin K3 je limun-žuta kristalna supstanca sa karakterističnim mirisom. Tačka topljenja 160°. Slabo je rastvorljiv u vodi, zbog odsustva dugog lanca ugljikovodika u njegovoj molekuli. Vitamin K3 (menadion, 2-metil-1,4-naftohinon; f-la I, R = H) je sintetički proizvod. Limun žuti kristali (t.t. 106°C); rastvorljiv u organskim rastvaračima, slabo - u vodi. U interakciji sa Na2S2O5 formira vikasol (t.t. 154-157 °C, rastvorljiv u vodi), koji ima biološku aktivnost vitamina K.

Vitamini K koji sadrže izoprenoidni lanac na poziciji 3 su fotoosjetljiva jedinjenja. Kada se izloži ultraljubičastom svjetlu, dolazi do fotolize, odcjepljuje se izoprenoidni lanac koji se zamjenjuje hidroksilom, a molekula fitola se oksidira u ketonski fiton.

Vitamini K, kao što je već spomenuto, derivati ​​naftokinona, imaju sposobnost redoks reakcija. Ova sposobnost vitamina K zasniva se na njihovom kvantitativnom određivanju polarografskom metodom. Molekul naftokinona, spajanjem dva vodonika, prelazi u molekul naftohidrokinona. Ova reakcija je reverzibilna u prisustvu atmosferskog kiseonika. Reakcija redukcije naftokinona (obojenih supstanci) je praćena njihovom promjenom boje.

Vitamini K imaju direktnu interakciju sa kiseonikom, vezujući ga za položaj 2, 3 molekula naftokinona. Proizvod oksidacije je epoksid: vitamin K1 epoksid. Epoksidi vitamina K zadržavaju vitaminsku aktivnost originalnih molekula.

Vitamin K3 pod uticajem svetlosti i atmosferskog kiseonika može dati dimerni derivat: vitamin K3 dimer.

Kao što je gore navedeno, bisulfidni derivat vitamina K3 ima vitaminsku aktivnost. Ova tvar, važna za medicinsku praksu, dobiva se djelovanjem natrijum bisulfita na 2-metil-1,4-naftohinon.

Dobri stabilizatori vitamina K su monokalcijum fosfat, natrijum ili kalijum pirofosfat, itd., čiji je stabilizacijski efekat održavanje kisele reakcije u vodenom rastvoru (pH = 4,8). Mešavina od 0,5 kg parenog sojinog brašna sa 140 g menadion natrijum bisulfata i 26 g CaH4 (PO4) 2 stabilizuje vitamin za 97% tokom tri meseca.

Vitamin K se uništava termičkom obradom.

4. Specifičnost strukture. Homovitamini i antivitamini K

Mnogi derivati ​​naftokinona imaju K-vitaminsku aktivnost. Ovisno o detaljima njihove strukture, vrijednost biološke aktivnosti jedinjenja značajno se mijenja.

Kao što se može vidjeti, hidrogenacija hinoidnih grupa smještenih na poziciji 1,4 ne utječe značajno na biološku aktivnost vitamina K. Istovremeno, hidrogenacija samog naftokinonskog jezgra dovodi do gotovo potpunog gubitka biološke aktivnosti vitamina K. molekula. Zamjena hidroksilne grupe amino grupom nije praćena gubitkom biološke aktivnosti vitamina. Za ispoljavanje biološke aktivnosti obavezno je prisustvo metilne grupe na poziciji 2 naftokinonskog jezgra. Uvođenje metilne grupe u druge pozicije naftokinonskog sistema praćeno je naglim smanjenjem fiziološke uloge jedinjenja.

Posebno je interesantan efekat promene dužine bočnog izoprenoidnog lanca na biološku aktivnost derivata naftokinona. Ispostavilo se da i skraćivanje i produžavanje lanca ugljikovodika uzrokuje smanjenje vitaminske aktivnosti lijeka. Uz to, potpuno uklanjanje bočnog lanca povećava aktivnost molekula za tri puta.

Uvođenje hidroksilnih grupa u različite položaje jezgra naftokinona, sa izuzetkom položaja 1 i 4, gotovo u potpunosti lišava jedinjenje vitaminske aktivnosti. Primer takvog jedinjenja je ftiokol, ili 2-metil-3-hidroksi-11,4-naftokinon: ftiokol.Ovo jedinjenje nema skoro nikakvu aktivnost K-vitamina, prema nekim naučnicima čak ima i antivitaminska svojstva.Neka hemijska jedinjenja koja imaju određene karakteristike sličnosti u strukturi sa vitaminima grupe K, imaju antivitaminska svojstva. Jedan od prvih antivitamina K otkriven je dikumarol - supstanca izdvojena iz pokvarenog sijena mahunarki (melilot, detelina): Dikumarol (3,3"-metilen-bis) -4-hidroksikumarin)

Drugi predstavnik antivitamina K je derivat ftiokola 2,2"-metilen-bis (3-hidroksi-1,4-naftohinon) koji je derivat dvaju molekula ftiokola čija je formula: 2,2"- metilen-bis (3-hidroksi-1,4-naftohinon) |

Treći predstavnik ove grupe jedinjenja je varfarin:
varfarin

Sve ove supstance imaju hemoragično dejstvo na organizam.

5. Biohemijske funkcije

Kao što je gore navedeno, otkrivanje K-avitaminoze bilo je povezano s kliničkom slikom koja pokazuje usporavanje koagulacije krvi. To se izražavalo u tačkastom krvarenju u tkivu. Krv uzeta iz tijela pilića s nedostatkom K i drugih životinja ostala je tečna satima tokom skladištenja.

U narednim godinama otkriveno je da je vitamin K povezan sa sintezom protrombina, jednog od faktora u složenom enzimskom sistemu zgrušavanja krvi. Uloga sistema je da pod enzimskim dejstvom trombina protein fibrinogen rastvorljiv u plazmi pretvori u monomerni oblik proteina fibrina, a zatim u polimerni, već nerastvorljivi protein fibrina. Trombin nastaje iz protrombina. Posebno je složen proces u više faza pretvaranja protrombina u trombin. Krvna plazma konstantno sadrži faktore koagulacije plazme, koji su proteinske supstance, i joni kalcijuma. U krvnim stanicama trombociti sadrže poseban lipoprotein koji se zove tromboplastin trombocita ili trombocitni faktor III. Kada se trombociti unište, ovaj neaktivni protein se pod dejstvom proteina plazme akcelerina i konvertuje u aktivnu trombokinazu, koja u prisustvu drugih imenovanih faktora plazme i, pored toga, tkivnog faktora, započinje enzimski proces stvaranja trombina.

Kao što vidite, vitamin K nije direktno uključen u sistem zgrušavanja krvi. Neophodan je za sintezu protrombina i prokonvertina u jetri.

Posebna studija o biohemijskoj ulozi vitamina K sugerira da on utječe na završnu fazu formiranja molekula protrombina na posttranslacijskom nivou. Uz to, postoje dokazi o promjeni sposobnosti protrombinskih K-avitaminskih organizama da komuniciraju s lipidima, ugljikohidratima i kalcijem. Kao rezultat, poremećen je aktivirajući efekat faktora invertnog krvnog sistema i proces pretvaranja protrombina u trombin. Vitamin K je koenzim u reakcijama karboksilacije ostataka glutaminske kiseline u prekursoru protrombina i u nekim drugim neaktivnim oblicima faktora koagulacije krvi sa stvaranjem ostataka karboksiglutaminske kiseline. Kao rezultat toga, odgovarajući regioni molekula prekursora proteina dobijaju sposobnost da vežu Ca+ i podvrgavaju se aktivaciji sa stvaranjem aktivnih faktora koagulacije krvi, posebno protrombina. Vitamin K je također uključen u karboksilaciju ostataka glutaminske kiseline u nekim proteinima koji vezuju Ca, posebno u osteoalcinu.

Vitamini grupe K apsorbuju se zajedno sa lipidima u prednjem delu tankog creva pod stimulativnim dejstvom žučnih kiselina. Nakon apsorpcije, deponuje se u mikrozomima jetre (25-51%), miokardu, slezini i retikuloendotelnom sistemu. Vitamin K se izlučuje fecesom; u urinu se nalazi u kombinaciji sa glukuronskom kiselinom.

Tabela 2. Supstance uključene u koagulaciju krvi.

Pored učešća vitamina K u procesu biosinteze faktora koagulacije proteina kod viših životinja, utvrđeno je da su oni uključeni u redoks transformacije. To je zbog sposobnosti naftokinonskog jezgra za reverzibilne redoks transformacije. Na nekim mikroorganizmima, posebno Escherichia Coli i mikobakterijama, prikazana je uloga menakinona u biosintezi pirimidinskih baza u aerobnim uslovima. Menakinon je uključen u pretvaranje dihidroorotske kiseline u orotnu kiselinu. Rezultirajući molekul reduciranog vitamina K (menakinol) se dehidrogenira u prisustvu fumarne kiseline.

Za biljne organizme pokazano je učešće vitamina K u transportu elektrona. Aktivnost jedinjenja grupe vitamina K izražena je u takozvanim fitomenadionskim ekvivalentima; jedan takav ekvivalent odgovara aktivnosti 1 mg ili 1 μg fitomenadiona; vitamin K2 je najaktivniji.

6. Odnos sa vitaminima

Kod nedostatka vitamina K uočeno je smanjenje aktivnosti adenozin trifosfataze i kreatin kinaze u krvi i skeletnim mišićima. To dovodi do smanjene upotrebe makroerga, što se ogleda u povećanju sadržaja ATP-a u jetri i srcu pacova i pilića. Dodavanje vitamina E ishrani bez vitamina K sprječava smanjenje aktivnosti ovih enzima u mišićima pacova. To otkriva stvaranje metabolita koji nemaju antihemoragijski učinak, ali, poput vitamina K, osiguravaju normalnu biosintezu enzimskih proteina.

Uključivanje vitamina A - kiseline u prehranu štakora u dozi koja ne prelazi 50 IU, značajno je smanjila sadržaj protrombina i povećala izlučivanje vitamina K izmetom. Dakle, vitamin A kiselina inhibira apsorpciju vitamina K. I nedostatak vitamina A i hipervitaminoza A uzrokuju krhkost lizosomskih membrana stanica debelog crijeva, dovode do oslobađanja niza enzima iz stanica - glukuronidaze, kisele fosfataze i arilsulfataze - i povećava njihovu aktivnost. Oralna primjena vitamina K spriječila je oslobađanje ovih enzima u hipervitaminozi A. Slično oslobađanje arilsulfataze javlja se iz lizosoma jetre u hipervitaminozi A.
Dodavanje vitamina K1 u inkubiranu podlogu sprečava da lizozomi jetre otpuštaju arilsulfatazu. Stoga vitamin K stabilizira ćelijske membrane i njihove organele.

7. Biosinteza

Utvrđene su glavne faze biosinteze vitamina K u mikroorganizmima. Šikimična kiselina je jedan od prekursora aromatičnog jezgra derivata kinona: šikimična kiselina.

Zanimljivo je napomenuti da bez obzira iz kojih objekata (biljnog ili mikrobnog) vitamin K ulazi u ljudsko i životinjsko tijelo, u jetri se svi odcjepljuju od izoprenoidnog lanca na poziciji 3 i pretvaraju se u menadion (vitamin K3). Zatim dolazi do reakcije adicije izoprenoida, karakterističnog za vitamin K2(20), koji sadrži 20 atoma ugljika.

8. Avitaminoza

Nedostatak vitamina - grupa patoloških stanja uzrokovanih nedostatkom u tijelu jednog ili više vitamina, razlikuju beriberi, hipovitaminozu i subnormalnu opskrbu vitaminima. Pod nedostatkom vitamina podrazumijeva se gotovo potpuni nedostatak bilo kojeg vitamina u tijelu, što se manifestira pojavom specifičnog kompleksa simptoma. Hipovitaminozom se smatra smanjen sadržaj vitamina u organizmu u odnosu na potrebe, što se klinički manifestuje samo pojedinačnim, a ne izraženim simptomima iz redova specifičnih za određeni nedostatak vitamina, kao i niskospecifičnim znacima bolesnog stanja. zajedničko za razne vrste hipovitaminoza (na primjer, smanjeni apetit i performanse, umor). Subnormalna vitaminska suficitost je pretklinički stadij nedostatka vitamina, koji se otkriva poremećajima u metaboličkim i fiziološkim reakcijama koje nastaju uz učešće određenog vitamina, a nema klinički izraz ili se manifestuje samo pojedinačnim nespecifičnim mikrosimptomima.

Kao što je gore navedeno, nedovoljan unos vitamina K u organizam uzrokuje potkožna i intramuskularna krvarenja - krvarenja koja su posljedica smanjenja stope zgrušavanja krvi.

Vitamin K nije direktno uključen u formiranje fibrina. Neophodan je za sintezu proteina protrombina, prokonvertina, Prower-Stewart faktora i Christmas faktora (antihemofilni globulin B) u jetri.

U nedostatku ili manjku vitamina K u organizmu, razvijaju se hemoragijske pojave. Pošto je vitamin K rastvorljiv u mastima, njegova apsorpcija u organizam je poremećena kada je apsorpcija poremećena. debeo crevnog zida. Ovo može biti uzrok hemoragijske dijateze. Hemoragijska dijateza je bolest koja se izražava pojačanim krvarenjem; uočeno spontano i traumatsko, teško zaustavljivo krvarenje (potkožno, intramuskularno, intravaskularno i dr.). Hemoragijska dijateza s naglo smanjenim zgrušavanjem krvi ovisi o smanjenju u krvi enzima potrebnog za zgrušavanje krvi - protrombina, čije stvaranje ovisi o sadržaju vitamina K.

Kod K-avitaminoze smanjuje se sadržaj protrombina u krvi i koncentracija faktora koagulacije u plazmi. Poznat je niz bolesti koje su praćene povećanim zgrušavanjem krvi i stvaranjem krvnih ugrušaka u žilama (na primjer, srčani udar, tromboflebitis). U ovim slučajevima koriste se različiti preparati antivitamina K. Takođe treba napomenuti da je za asimilaciju vitamina K neophodan normalan protok žuči u crevni trakt (ovo drugo je važno i za druge vitamine rastvorljive u mastima). krvi i mišića, alanin aminotransferaze u zidu želuca, crijeva i srca. Ptica ima konvulzije, krvarenja u raznim organima i tkivima (mišići prsne kosti, krila, butine, mali mozak, guša itd.). Nedostatak povećava embrionalni mortalitet kada se jaja inkubiraju. U principu, nutritivni nedostatak vitamina K može se manifestirati samo kod živine, jer se, za razliku od preživača i svinja (sa izuzetkom prasadi), nedovoljna količina vitamina K sintetizira u crijevima, posebno kada se drži u kavezima, kada je koprofagija praktično isključeno. Uočava se i kada se hrani dodaju antivitamini (dikumarol, sulfonamidi i kokcidiostatici).

9. Ispitivanjeplijevljenje korova u prirodi

Određivanje dnevne doze vitamina K je teško zbog njegove sinteze od strane mikroorganizama koji naseljavaju crijevni trakt.

Nisu uočene manifestacije toksičnosti čak ni nakon dugotrajnog uzimanja velikih količina vitamina K1 i K2. Međutim, primjena menadiona (K3) može uzrokovati hemolitičku anemiju, žuticu i kernikterus (sivi oblik žutice kod novorođenčadi). Vitamin K je široko rasprostranjen u biljnom carstvu. Njime su posebno bogati zeleni listovi lucerke, spanać, kesten, kopriva, stolisnik. Mnogo vitamina u šipak, bijeli, karfiol i crveni kupus, šargarepe, paradajz, jagode, mahunarke, plodove orena i takođe u kvascu. Od životinjskih proizvoda treba istaći jetru u kojoj se taloži (tabela 3).

Tabela 3. Sadržaj vitamina K u nekim proizvodima, mg% suve mase

Književnost

1. Berezov T.T., Korovkin B.F. biološka hemija. - M. 1990

2. Kolotilova A.I. Vitamini. - L. 1976

3. Malakhov A.G., Vishnyakov S.I. Biohemija domaćih životinja.-M.: Kolos, 1984.

4. Metzler D. Biochemistry. - M. 1980

5. Trufanov A.V. Biohemija vitamina. - M. 1972

6. Chechetkin A.V., Golovatsky I.D. Biohemija životinja. - M., Viša škola, 1982.

Slični dokumenti

Proučavanje hemijske strukture i svojstava vitamina rastvorljivih u vodi - vitamina grupe B (B1, B2, B3, B5, B6, B12), vitamina H, vitamina C itd. Njihova hemijska priroda i karakteristike uticaja na metabolizam. Prevencija hipovitaminoze i izvori prihoda.

sažetak, dodan 22.06.2010


Hemijska priroda vitamina C. Metabolizam. Avitaminoza. Hipoavitaminoza. Kulinarska obrada proizvoda koji sadrže vitamin C. Potreba za unosom gotovih vitaminskih molekula izvana. Sadržaj vitamina C u nekim namirnicama i potreba za njim.

sažetak, dodan 29.09.2008


Vitamin A je nezasićeno jedinjenje koje lako reaguje sa atmosferskim kiseonikom i oksidacionim agensima. Kvalitativne reakcije vitamina B. Kvantitativno određivanje vitamina B2, B6, D2, E. Analiza folne i askorbinske kiseline, alkoholni rastvor rutina.

sažetak, dodan 20.01.2011


Istorija otkrića vitamina E. Struktura tokoferola, njihova fizička i hemijska svojstva. Biološka aktivnost vitamina E. Metode izolacije tokoferola iz prirodnih objekata. Industrijske metode za sintezu trimetilhidrokinona iz pseudokumena sulfonacijom.

test, dodano 12.07.2013


Klasifikacija vitamina, njihova uloga u životu organizma. Proučavanje strukturnih karakteristika i svojstava vitamina B1. Rasprostranjenost u prirodi i primena. Kvantitativno određivanje tiamina potenciometrijskom titracijom i argentometrijskom metodom.

seminarski rad, dodan 10.03.2015


Vitamini kao grupa organskih jedinjenja jednostavne strukture i raznovrsne hemijske prirode, funkcionalne karakteristike i važnost u ljudskom tijelu. Kvantitativno određivanje sadržaja vitamina C u hrani jodometrijskom metodom.

test, dodano 24.01.2014


Karakteristike vitamina Q - supstance nalik vitaminu rastvorljive u mastima koja se nalazi u ćelijskim strukturama - mitohondrijama. Biohemija djelovanja i korisne funkcije ubikinona. Sadržaj vitamina u različitim tkivima tijela. Simptomi hipovitaminoze.

sažetak, dodan 01.12.2012


Riboflavin je vitamin koji se ne sintetiše u ljudskom tijelu. Teorijska osnova za proizvodnju riboflavina (vitamina B2). Glavni i pomoćni procesi u svim fazama proizvodnje. Izrada i opis tehnološke šeme proizvodnje.

seminarski rad, dodan 10.02.2012


Istorija otkrića vitamina. Uloga i značaj vitamina u ishrani ljudi. Potreba za vitaminima (avitaminoza, hipovitaminoza, hipervitaminoza). Klasifikacija vitamina. Sadržaj vitamina u hrani. Industrijska proizvodnja vitamina.

seminarski rad, dodan 24.05.2002


Opis vitamina B1, istorijat njegove proizvodnje, hemijska formula, izvori, derivati. Uloga tiamina u metabolizmu ugljikohidrata, masti i proteina; njegov učinak na funkciju mozga, cirkulaciju krvi. Simptomi hipovitaminoze i hipervitaminoze.

Sve do kraja 19. veka ljudi nisu imali pojma da hrana sadrži ne samo hranljive materije, već i nešto drugo.

U 19. veku naučnici su već poznavali proteine, masti i ugljene hidrate. Mnogi su bili sigurni da je to glavna vrijednost hrane. Ako su te tvari tu, i to u određenom omjeru, onda ništa drugo nije potrebno. Međutim, život je uvijek pobijao naučnu teoriju koja se činila tako logičnom. Mnogo je pokušaja da se dođe do istine. No, Nobelova nagrada je dodijeljena za najveći doprinos otkriću vitamina. Istina, izbor ovih "heroja" do danas se ne čini svima opravdanim ...

Od mornara do miševa

Jedno od glavnih opovrgavanja teorije "bez vitamina" bili su engleski i španski mornari. Ostvarujući višednevna pomorska putovanja, redovno su dobijali proteine ​​i masti...ali su gubili zube. Obuzeo ih je skorbut. Od 160 učesnika čuvene ekspedicije Vasca da Game u Indiju, 100 ljudi je umrlo od ove bolesti. Brzo je postalo jasno da dnevna porcija odvarka borovih iglica ili limunovog gvožđa sprečava skorbut. Postavilo se pitanje: šta je tako čudesno u ovim biljkama?

Japanski mornari imali su još jednu pošast - beriberi bolest, odnosno upalu nerava, od koje je osoba prestala hodati i umrla. Beriberi je također progonio stanovništvo Indokine, uključujući evropsku vojsku, a posebno zatvorenike u zatvorima. Zapovjednik japanske flote riješio je ovaj problem: pored uobičajene polirane riže i ribe, naredio je da se mornarima daju meso i mlijeko. I opet se postavlja pitanje: zašto je to uspjelo?

Prvi pokušaj da sazna šta se nalazi u hrani, osim proteina, masti i ugljenih hidrata, napravio je ruski naučnik Nikolaj Lunjin. Hranio je laboratorijske miševe mlijekom, ali ne pravim, već sastavljenim kao konstruktor: odvojeno mliječnim proteinima, mastima, mliječnim šećerom i mineralima (za minerale su već znali). Dakle, sve komponente su tu, a miševi su umirali! Za razliku od kontrolne grupe kojoj je davano normalno mlijeko. Lunin je 1880. zaključio: ako je nemoguće osigurati život bjelančevinama, mastima, šećerom, solima i vodom, onda slijedi da mlijeko, pored kazeina, masti, mliječnog šećera i soli, sadrži i druge tvari koje su neophodne za ishranu. . Međutim, u to vrijeme ova ideja nije bila prepoznata, a samo iskustvo je gotovo zaboravljeno.

Brojanje pilića na pirinču

Godine 1889-1896, u Indoneziji, doktor Christian Eikman, po uputama vojske, pokušao je da savlada beri-beri. Eksperimentirao je na kokošima. Ništa nije izašlo dok se... radnik u kokošinjcu nije promenio. Pilići su odjednom počeli da se sami oporavljaju. Igrom slučaja, doktori su saznali da je bivši radnik kokoške hranio oljuštenim (poliranim) pirinčem - istim kojim su pušteni da prehranjuju vojsku na brodovima i zatvorenike u zatvorima. A novi zaposlenik je ptice prebacio na smeđi pirinač. Sada znamo da pirinčane mekinje sadrže vitamin B1 (tiamin), čiji nedostatak dovodi do upale nerava. A onda su Aikman i njegove kolege bili na gubitku. Na kraju su zaključili da je u oguljenom pirinču bila neka vrsta infekcije ili toksina. Ništa slično nije pronađeno, ali su admirali naredili da se kupe smeđi pirinač i sve se smirilo.

Godine 1911-1913. počeo je pravi procvat među naučnicima u potrazi za "nečim drugim" u hrani. U tome je uspio mladi poljski biohemičar Kazimir Funk. Izolovao je kristalnu biološki aktivnu supstancu iz pirinčanih mekinja, zatim iz kvasca. Naknadno je postalo jasno da nije u pitanju čak ni vitamin B1, već mešavina vitamina B. Pošto je u njima bio prisutan azot, Funk je smislio naziv - "vitamin": od latinskog vita - "život", a amin - "nitrogen". Kasnije se pokazalo da ne sadrže svi vitamini dušik, ali taj termin više nije napušten.

Put do postolja

Nekoliko studija je sprovedeno odjednom u različitim zemljama. Možda je najznačajniji rad engleskog biohemičara Fredericka Gowlanda Hopkinsa, koji je, zapravo, ponovio eksperiment Nikolaja Lunjina, ali pažljivije i s više pročišćenih supstanci. Njegovi eksperimenti na pacovima potvrdili su da u mlijeku postoje neke posebne tvari bez kojih je rast i razvoj nemoguć. Međutim, Hopkinsa ne treba smatrati plagijatorom. Na primjer, otkrio je aminokiselinu triptofan (iz nje se u tijelu formira "hormon radosti" koji je odgovoran za raspoloženje i apetit). On je 1912. godine izjavio da u hrani ima dodatnih faktora koji su izuzetno važni za zdravlje.

Iz godine u godinu, grupe naučnika i pojedinačna svetila dodavali su nove vitamine na listu. Već 1929. godine bilo je jasno da je ovo izuzetno važno otkriće. Teško je imenovati proces u tijelu u kojem vitamini nisu uključeni: od rođenja novog života do prevencije starenja. Potrebni su i za prevenciju i za liječenje. Zatim je 1929. odlučeno da se dodijeli Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu za vitamine.

Nakon duge i žestoke debate, Christian Aikman i Frederick Gowland Hopkins su postali laureati. Zašto baš oni? Tačnije, zašto samo oni? Ovo pitanje izazvalo je mnogo rasprava, sporova i svađa u naučnim krugovima. Možda bi se, zapravo, mogli zapaziti i drugi naučnici, čiji je doprinos otkriću vitamina bio barem isti kao i ova dvojica. Ali... istorija ne poznaje subjunktivno raspoloženje.

Vitamini su otvorili novu eru u svim granama medicine, a i dalje se otkrivaju sve noviji načini njihove upotrebe. U nekim slučajevima liječe ozbiljne bolesti, u drugima pojačavaju djelovanje lijekova i omogućavaju im da se snađu sa mnogo manjim dozama. Da nema vitamina u hrani, oboljevali bismo češće i ozbiljnije.

Moć vitamina

vitamini	Zdravstvene probleme
vitamin A	Sljepoća, starenje kože, akne, rozacea, rak
vitamin D	rahitis, frakture, dijabetes
vitamin E	Neplodnost i starenje, regeneracija ćelija
vitamin K	anemija (anemija)
Vitamin B1	Upala nerava i membrana mozga, paraliza
Vitamin B2	Nedostatak kiseonika u tkivima, što uzrokuje fizičku slabost, apatiju, starenje organizma, degeneraciju tkiva
Vitamin PP	Pelagra (koja se manifestuje istovremeno kao dijareja, dermatitis i demencija), paraliza i slabost
Vitamin B6	Prerano starenje, anemija, slabost mišića, problemi sa srcem i krvnim sudovima, apatija
Vitamin B3 (pantotenska kiselina)	Artritis, kolitis, alergije, ateroskleroza i hepatoza (trovanje masnom jetrom)
Vitamin H (vitamin B7, biotin)	Bore i gubitak kose. (jača skelet)
Vitamin B10 (PABA, paraminbenzojeva kiselina)	problemi sa crevima
Vitamin B9 (folna kiselina)	Anemija, gladovanje tkiva kiseonikom. Posebno važno za žene koje uzimaju oralni kontraceptivi i za trudnice
Vitamin B12	Anemija, poremećaji nervnog sistema i probave, neuritis, psihijatrijske bolesti, rano starenje kože
Vitamin B15 (pangamska kiselina)	Visok krvni pritisak
vitamin C	Gubitak zuba i krvarenje desni, frakture, hormonski poremećaji, virusne i prehlade, prerano starenje
vitamin P (rutin)	Anemija i krvarenje

Borba protiv radikala

U procesu metabolizma u tijelu nastaju intermedijarni spojevi - slobodni radikali. Njihov broj se obično povećava s bilo kakvim negativnim utjecajima - infekcijama, zagađenjem okruženje, mišićno i neuropsihičko preopterećenje, zračenje, ultraljubičasto zračenje, pregrijavanje, hipotermija itd. Slobodni radikali su vrlo nestabilne, izuzetno aktivne čestice koje su spremne oksidirati sve što im se nađe na putu. Njihovo djelovanje utječe na naš izgled, što rezultira borama, suhoćom kože, gubitkom mišića i tonusa kože. Zbog njih se potiskuje imuni sistem, zahvataju tkiva i uništavaju ćelije. Smatra se da su slobodni radikali jedan od glavnih uzročnika gotovo svih bolesti. Zaštititi tijelo od njih znači produžiti mladost i aktivan dio života. Antioksidansi, koji su vitamini, u stanju su da se kombinuju sa slobodnim radikalima i neutrališu njihovo štetno dejstvo. Uz njihovu pomoć, stanica može funkcionirati bez oštećenja. Najjači antioksidansi su karotenoidi, kao npr.

ISTORIJA OTKRIĆA VITAMINA.

Već u drugoj polovini 19. veka to je bilo jasno nutritivnu vrijednost hrana je određena sadržajem u njima uglavnom sljedećih supstanci: proteina, masti, ugljikohidrata, mineralnih soli i vode.

Općenito je prihvaćeno da ako su svi ovi nutrijenti uključeni u ljudsku hranu u određenim količinama, onda ona u potpunosti zadovoljava biološke potrebe organizma.Ovo mišljenje je čvrsto ukorijenjeno u nauku i podržavali su ga autoritativni fiziolozi tog vremena kao Pettenkofer, Foyt. i Rubner.

Međutim, praksa nije uvijek potvrdila ispravnost uvriježenih ideja o biološkoj korisnosti hrane.

Praktično iskustvo lekara i klinička zapažanja odavno neosporno ukazuju na postojanje niza specifičnih bolesti direktno povezanih sa pothranjenošću, iako su ove druge u potpunosti ispunjavale navedene uslove, o čemu svedoči i viševekovno praktično iskustvo učesnika na dugim putovanjima. Od toga je umrlo više mornara nego, na primjer, u bitkama ili od brodoloma.Tako je od 160 učesnika čuvene ekspedicije Vasca de Game, koji je prokrčio morski put do Indije, 100 ljudi umrlo od skorbuta.

Istorija putovanja morem i kopnom dala je i niz poučnih primjera koji ukazuju da se pojava skorbuta može spriječiti, a bolesnici od skorbuta izliječiti, ako im se u hranu unese određena količina limunovog soka ili odvarka od borovih iglica. .

Tako je praktično iskustvo jasno pokazalo da su skorbut i neke druge bolesti povezane sa pothranjenošću, da ni najobilnija hrana sama po sebi nije uvijek garancija protiv takvih bolesti, te da je za prevenciju i liječenje takvih bolesti potrebno uvesti u tijelo šta - neke dodatne supstance koje se ne nalaze ni u jednoj hrani.

Eksperimentalno potkrepljenje i naučno-teorijsko uopštavanje ovog vekovnog praktičnog iskustva po prvi put je postalo moguće zahvaljujući istraživanju ruskog naučnika Nikolaja Ivanoviča Lunjina, koji je proučavao ulogu minerala u ishrani u laboratoriji GA Bunge, koja je otvorila novo poglavlje u nauci.

N.I. Lunin je svoje eksperimente izvodio na miševima držanim na veštački pripremljenoj hrani.Ova hrana se sastojala od mešavine prečišćenog kazeina (mlečnih proteina), mlečne masti, mlečnog šećera, soli koje čine mleko i vode. Činilo se da postoje sve potrebne komponente mlijeka; u međuvremenu, miševi koji su bili na takvoj ishrani nisu rasli, gubili na težini, prestali su jesti hranu koja im je data i na kraju su uginuli. prirodno mleko Na osnovu ovih radova, NI Lunin je 1880. godine došao do sledećeg zaključka: „...ako je, kako govore gornji eksperimenti, nemoguće obezbediti život proteinima, mastima, šećerom, solima i vodom , onda iz ovoga proizilazi da mlijeko osim kazeina, masti, mliječnog šećera i soli sadrži i druge materije koje su neophodne za ishranu.Od velikog je interesa istražiti ove supstance i proučavati njihov značaj za ishranu.

Ovo je bilo važno naučno otkriće koje je opovrglo utvrđene odredbe u nauci o ishrani.Rezultati rada NI Lunjina počeli su da se osporavaju, pokušavali su da se objasne, na primer, činjenicom da je veštački pripremljena hrana koju je on hranjenih životinjama u svojim eksperimentima, navodno je bio neukusan.

Godine 1890. K. A. Sosin je ponovio eksperimente N. I. Lunina s drugom verzijom umjetne prehrane i u potpunosti potvrdio zaključke N. I. Lunina. Ipak, čak ni nakon toga, besprijekoran zaključak nije odmah dobio univerzalno priznanje.

Sjajna potvrda ispravnosti zaključka N. I. Lunina utvrđivanjem uzroka beriberi bolesti, koja je bila posebno raširena u Japanu i Indoneziji među stanovništvom koje je jelo uglavnom polirani pirinač.

Doktor Aikman, koji je radio u zatvorskoj bolnici na ostrvu Java, primetio je 1896. godine da kokoši držani u dvorištu bolnice i hranjeni običnim poliranim pirinčem boluju od bolesti nalik beri-beri.Nakon što su kokoške prebačene da jedu smeđi pirinač, bolest nestao.

Aikmanova zapažanja, sprovedena na velikom broju zatvorenika u zatvorima na Javi, takođe su pokazala da je među osobama koje su jele oljušteni pirinač od beriberi obolela u proseku jedna osoba od 40, dok je u grupi ljudi koji su jeli smeđi pirinač , razboljela se samo jedna osoba od 40. 10000.

Tako je postalo jasno da pirinčana ljuska (pirinčane mekinje) sadrži neku nepoznatu supstancu koja štiti od beriberi bolesti.Poljski naučnik Kazimir Funk 1911. godine izolovao je ovu supstancu u kristalnom obliku (koji je, kako se kasnije ispostavilo, mešavina vitamini) ; bio je prilično otporan na kiseline i izdržao je, na primjer, ključanje s 20% otopinom sumporne kiseline. alkalnih rastvora aktivni princip je, naprotiv, vrlo brzo uništen.Po svojim hemijskim svojstvima ova supstanca je pripadala organskim jedinjenjima i sadržavala je amino grupu.Funk je došao do zaključka da je beriberi samo jedna od bolesti uzrokovanih odsustvom bilo kakvog posebne supstance u hrani.

Uprkos činjenici da su ove posebne supstance prisutne u hrani, kako je naglasio N.I. Lunin, u malim količinama, one su vitalne.Pošto je prva supstanca ove grupe vitalnih jedinjenja sadržavala amino grupu i imala neka svojstva amina, Funk (1912) predložio da se čitava ova klasa supstanci nazove vitamini (lat. vta-život, vitamin-amin života). Kasnije se, međutim, pokazalo da mnoge supstance ove klase ne sadrže amino grupu. Međutim, termin "vitamini" toliko se učvrstio da ga nije imalo smisla mijenjati.

Nakon izolacije supstance koja štiti od beri-beri iz hrane, otkriven je niz drugih vitamina.Radovi Hopkinsa, Steppa, Mac Colluma, Melenbyja i mnogih drugih naučnika bili su od velikog značaja u razvoju teorije vitamina.

Trenutno je poznato oko 20 različitih vitamina.Utvrđena je i njihova hemijska struktura, što je omogućilo da se industrijska proizvodnja vitamina organizuje ne samo preradom proizvoda u kojima se oni nalaze u gotovom obliku, već i veštački, putem njihovu hemijsku sintezu.

Opšti koncept o avitaminozi; hipo- i hipervitaminoza.

Bolesti koje nastaju usled nedostatka određenih vitamina u hrani su postale poznate kao avitaminoze.Ako se bolest javlja zbog nedostatka više vitamina naziva se polivitaminoza.Međutim, avitaminoza, tipična po svojoj kliničkoj slici, danas je prilično retka. -ili vitamin;takvo oboljenje se zove hipovitaminoza.Ako se dijagnoza postavi pravilno i na vreme, onda se beriberi, a posebno hipovitaminoza lako izleci unošenjem odgovarajućih vitamina u organizam.

Pretjerano unošenje određenih vitamina u organizam može uzrokovati bolest koja se zove hipervitaminoza.

Trenutno se mnoge promjene u metabolizmu kod beriberi-ja smatraju posljedicama narušavanja enzimskog sistema.Poznato je da su mnogi vitamini dio enzima kao komponente njihovih protetskih ili koenzimskih grupa.

Mnogi nedostaci vitamina mogu se smatrati patološkim stanjima koja nastaju gubitkom funkcija određenih koenzima.Međutim, za sada je mehanizam nastanka mnogih nedostataka vitamina još uvijek nejasan, stoga još uvijek nije moguće protumačiti sve nedostatke vitamina. kao stanja koja nastaju zbog narušavanja funkcija određenih koenzima.sistema.

Otkrićem vitamina i rasvjetljavanjem njihove prirode otvorili su se novi izgledi ne samo u prevenciji i liječenju beri-beri, već i na polju liječenja zaraznih bolesti. Pokazalo se da neki farmaceutski preparati (npr. sulfanilamidnu grupu) po svojoj strukturi i nekim hemijskim karakteristikama djelimično podsjećaju na vitamine.neophodne bakterijama, ali u isto vrijeme nemaju svojstva ovih vitamina.Takve "prerušene u vitamine" supstance hvataju bakterije, dok aktivni centri bakterijske ćelije su blokirane, njen metabolizam je poremećen i bakterije umiru.

Klasifikacija vitamina.

Trenutno se vitamini mogu okarakterisati kao niskomolekularna organska jedinjenja, koja su, kao neophodna komponenta hrane, prisutna u njoj u izuzetno malim količinama u odnosu na njene glavne komponente.

Vitamini su esencijalni element hrane za ljude i niz živih organizama jer se ne sintetiziraju ili se neki od njih sintetiziraju u nije dovoljno ovog organizma.Vitamini su supstance koje obezbeđuju normalan tok biohemijskih i fizioloških procesa u organizmu.Mogu se svrstati u grupu biološki aktivnih jedinjenja koja utiču na metabolizam u zanemarljivim koncentracijama.

Vitamini se dijele u dvije velike grupe: 1. vitamini rastvorljivi u mastima i 2. vitamini rastvorljivi u vodi. Svaka od ovih grupa sadrži veliki broj različitih vitamina koji se obično označavaju slovima latinice. Treba napomenuti da redoslijed ovih slova ne odgovara njihovom uobičajenom rasporedu u abecedi i ne odgovara sasvim istorijskom slijedu otkrića vitamina.

U datoj klasifikaciji vitamina, u zagradama su naznačena najkarakterističnija biološka svojstva ovog vitamina - njegova sposobnost da spriječi razvoj određene bolesti. Obično se ispred naziva bolesti nalazi prefiks "anti", što znači da ovaj vitamin sprečava ili eliminiše ovu bolest.

1. VITAMINI, RASTOPIVI U MASTI.

Da ishrana treba da bude uravnotežena i raznovrsna, znali su ne samo praktičari iz 19. veka, to su dobro razumeli i ranije, kada se ništa nije znalo o hemijskom sastavu hrane. Nutricionisti su, u međuvremenu, čekali kraj 19. veka, kada su otkrivene supstance sadržane u hrani u oskudnim količinama, tako neophodne za život.

Do druge polovine 19. veka ustanovljeno je da se nutritivna vrednost prehrambenih proizvoda određuje sadržajem sledećih supstanci u njima: proteina, masti, ugljenih hidrata, mineralnih soli i vode.

Općenito je prihvaćeno da ako su svi ovi nutrijenti uključeni u ljudsku hranu u određenim količinama, onda ona u potpunosti zadovoljava biološke potrebe organizma. Ovo mišljenje je bilo čvrsto ukorijenjeno u nauci i podržavali su ga autoritativni fiziolozi tog vremena kao što su Pettenkofer, Voit i Rubner.

Međutim, praksa nije uvijek potvrdila ispravnost uvriježenih ideja o biološkoj korisnosti hrane.

Praktično iskustvo ljekara i klinička zapažanja već dugo neosporno ukazuju na postojanje niza specifičnih bolesti direktno povezanih s pothranjenošću, iako su potonje u potpunosti ispunjavale navedene zahtjeve. O tome svjedoči i višestoljetno praktično iskustvo učesnika na dugim putovanjima.

U antičkom svijetu bio je poznat skorbut, bolest u kojoj kapilari postaju sve krhkiji, desni krvare, zubi ispadaju, rane teško zarastaju, ako uopće, bolesnik slabi i na kraju umire. Naročito se ova bolest javljala kod stanovnika gradova pod opsadom, u vrijeme rata i prirodnih katastrofa, te među mornarima koji su putovali na duga putovanja preko okeana (Magellanov tim je više patio od skorbuta nego od opće pothranjenosti). To se desilo sa nedostatkom ili odsutnošću u ishrani. sveže povrće i voće. Brodovi na dugoj plovidbi obično su bili krcati namirnicama koje se ne bi pokvarile na putu. Obično su to bili krekeri i slana svinjetina. Nažalost, liječnici stoljećima nisu mogli povezati skorbut sa ishranom.

Kao rezultat toga, skorbut je dugo bio pošast za mornare; više je mornara umrlo od toga nego, na primjer, u bitkama ili od brodoloma. Dakle, od 160 učesnika čuvene ekspedicije Vasca da Game, koja je prokrčila morski put do Indije, 100 ljudi je umrlo od skorbuta.

Dakle, praktično iskustvo je jasno pokazalo da su skorbut i neke druge bolesti povezane sa pothranjenošću, da ni najobilnija hrana sama po sebi nije uvijek garancija protiv takvih bolesti, te da je za prevenciju i liječenje takvih bolesti potrebno uvesti u tijelo šta - neke dodatne supstance koje se ne nalaze ni u jednoj hrani.

Avitaminoza A poznata je od davnina. Poznato je da čak i u Drevni Egipat kod noćnog sljepila - kliničke manifestacije beriberi "A" - jeli su sirovu jetru koja je sadržavala vitamin A. Na primjer, drevni grčki ljekar Hipokrat je propisao sirovu jetru za noćno sljepilo. U Kini se jetra također preporučuje za liječenje očnih bolesti.

Istorija putovanja morem i kopnom dala je niz poučnih primjera, koji ukazuju na to da se pojava skorbuta može spriječiti, a pacijenti skorbuta izliječiti. Godine 1536. francuski istraživač Jacques Cartier bio je primoran da ostane na zimu u Kanadi, gdje je 100 ljudi iz njegovog odreda oboljelo od skorbuta. Lokalni Indijanci, nakon što su saznali za ovo, ponudili su im lijek: vodu natopljenu borovim iglicama. Ljudi iz Cartiera, koji su bili u potpunom očaju, poslušali su ovaj, po njihovom mišljenju, neozbiljan savjet i. oporavio.

Dva veka kasnije, 1747. godine, škotski lekar Džejms Lind, suočen sa nekoliko sličnih slučajeva, pokušao je da takve pacijente leči svežim voćem i povrćem. Testirajući svoj metod liječenja na mornarima oboljelim od skorbuta, otkrio je da naranče i limuni uzrokuju najbrže poboljšanje stanja pacijenata.

U sljedećem putovanju preko Tihog okeana pod vodstvom poznatog engleskog putnika J. Cooka, koje je trajalo od 1772. do 1775. godine, učestvovala su dva broda. Na prvom brodu, kojim je komandovao J. Cook, napravljene su velike zalihe svežeg povrća, voća, kao i sokova od limuna i šargarepe. Kao rezultat dugog putovanja, niko od članova posade nije obolio od skorbuta. Na drugom brodu, gdje povrće i voće nije bilo opskrbljeno, četvrtina posade bila je bolesna od skorbuta.

Nažalost, tek 1795. godine viši oficiri britanske mornarice iskoristili su rezultate Lindovih eksperimenata uključivši sok od limete u dnevne obroke mornara (a čak i tada samo da bi spriječili poraz njihove flotile skorbuta u pomorskoj bitci ). Zahvaljujući soku od limete, britanska mornarica je zauvijek zaboravila šta je skorbut. (Od tada se engleski mornari nazivaju limesima, a područje Londona uz Temzu, gdje su ranije bile pohranjene kutije limeta, i dalje se zove Limehouse.)

Vek kasnije, 1891. godine, Takaki, admiral japanske mornarice, takođe je uveo raznovrsnost u ishranu japanskih mornara, koja se ranije sastojala uglavnom od pirinča. Konstantna ishrana rižom dovela je do toga da posade japanskih brodova pate od bolesti poznate kao beri-beri.

Godine 1894. u norveškoj mornarici, radi poboljšanja ishrane osoblja, umjesto raženih krekera naređeno je izdavanje bijeli hljeb, a margarin je zamijenjen puterom. Osoblje flote, lišeno raženih krekera i margarina, oboljelo je od beri-beri na dugim putovanjima, a posada "starog morskog vuka", koja je s posadom dijelila ražene krekere, nije bolovala od beriberi B 1.

Iako je otkriveno da skorbut i beri-beri slučajno liječe skorbut i beri-beri, liječnici iz devetnaestog stoljeća odbili su vjerovati da se bolesti mogu izliječiti ishranom, njihovo je nepovjerenje poraslo posebno nakon što je Pasteur iznio teoriju da su mikrobi uzročnici bolesti.

Eksperimentalno potkrepljenje i naučno-teorijsko uopštavanje vekovnog praktičnog iskustva po prvi put je postalo moguće zahvaljujući istraživanju ruskog naučnika Nikolaja Ivanoviča Lunjina, koji je proučavao ulogu minerala u ishrani u laboratoriji GA Bungea, čime je otvoren novi poglavlje u nauci. Godine 1880. odbranio je disertaciju "O važnosti neorganskih soli za ishranu životinja".

N. I. Lunin je izvodio svoje eksperimente na miševima koji su držani na umjetno pripremljenoj hrani. Ova hrana se sastojala od mešavine prečišćenog kazeina (mlečnih proteina), mlečne masti, mlečnog šećera, mlečne soli i vode. Činilo se da su prisutne sve potrebne komponente mlijeka; u međuvremenu, miševi koji su bili na takvoj dijeti nisu rasli, izgubili na težini, prestali su jesti hranu koja im je data i na kraju uginuli. Istovremeno, kontrolna grupa miševa koji su dobijali prirodno mlijeko razvijala se potpuno normalno. Na osnovu ovih radova, N. I. Lunin je 1880. godine došao do sljedećeg zaključka: „...ako je, kako poučavaju gornji eksperimenti, nemoguće osigurati život proteinima, mastima, šećerom, solima i vodom, onda slijedi da u mlijeku Pored kazeina, masti, mliječnog šećera i soli, postoje i druge supstance koje su neophodne za ishranu. Od velikog je interesa proučavati ove supstance i proučavati njihov značaj za ishranu."

Ovo je bilo važno naučno otkriće koje je opovrglo ustaljeni položaj u nauci o ishrani. Rezultati rada N. I. Lunjina počeli su biti osporavani; pokušali su se objasniti, na primjer, činjenicom da je umjetno pripremljena hrana kojom je hranio životinje u svojim eksperimentima navodno bila neukusna.

Godine 1890. K.A. Sosin je ponovio eksperimente N. I. Lunina s drugom verzijom umjetne prehrane i u potpunosti potvrdio zaključke N. I. Lunjina. Ipak, čak ni nakon toga, besprijekoran zaključak nije odmah dobio univerzalno priznanje.

Prilično blizak ideji postojanja vitamina bio je V.V. Pašutina, koji je smatrao da je skorbut jedan od oblika gladovanja kao rezultat nedostatka u hrani nepoznate supstance sadržane u biljkama.

Sjajna potvrda ispravnosti zaključka N. I. Lunina bilo je utvrđivanje 1896. uzročnika beri-beri bolesti, koja je bila posebno raširena u Japanu i Indoneziji među stanovništvom koje je jelo uglavnom polirani pirinač.

Holandski liječnik Christian Eijkman poslan je da istražuje beri-beri u tadašnjoj holandskoj koloniji Zapadne Indije (danas teritorija Indonezije), jer su one bile epidemijsko područje ove bolesti (i danas, kada su uzroci bolesti i poznate su metode njegovog liječenja, a beri-beri odnese oko 100.000 života svake godine). Taktaki je zaustavio širenje bolesti promjenom ishrane, ali stanovnicima ove azijske regije nije palo na pamet da su uzrok ove bolesti navike u ishrani.

U početku je Aikman vjerovao da je beriberi bolest uzrokovana mikrobima, a da bi pokušao pronaći uzročnike ove bolesti, koristio je kokoši kao eksperimentalne životinje. Srećom, čovjek koji je pratio pticu pokazao se nepoštenim. Skoro svi pilići su bili paralizovani, od čega je većina uginula, ali oni koji su ostali živi oporavili su se nakon četiri mjeseca i postali potpuno zdravi. Aikman, zabrinut da je njegov pokušaj da otkrije patogene bio neuspješan, raspitao se o tome čime su pilići hranjeni i otkrio da je njegov sluga, koji je bio zadužen za njihovo čuvanje, spasio pticu (što se pokazalo vrlo korisnim): pilići su hranjeni ostacima hrane iz lokalne vojne bolnice -- to jest, uglavnom oljuštenom rižom. Kada je nekoliko mjeseci kasnije Aikman unajmio drugog pomoćnika, prekinuo je sitnu prevaru i počeo hraniti kokoške onim što je trebalo da bude, smeđim pirinčem, zahvaljujući čemu su se kokoške oporavile.

Aikman je počeo eksperimentirati. Pokušao je namjerno da drži kokoške na uglačanom pirinču, i ubrzo su se svi razboljeli. Kada su bolesne kokoške prebačene na smeđi pirinač, oporavile su se. Ovo je bio prvi put u istoriji da je bolest namerno izazvana neadekvatnom ishranom. Aikman je zaključio da je polineuritis od kojeg su kokoške bolovale po simptomima vrlo sličan beri-beri bolesti koja pogađa ljude. Možda kod osobe beriberi proizlazi iz činjenice da konzumira polirani pirinač za hranu?

Rice , namenjene ljudskoj ishrani, polirane su kako bi se bolje uskladištile. Činjenica je da pirinčane ljuske sadrže ulja koja brzo užegli. Eikman i Gerrit Grinet, koji su radili s njim, pokušali su otkriti šta se nalazi u pirinčanoj ljusci koja sprječava bolest. Ovu supstancu su uspjeli izvući iz ljuske vodom, nakon čega su otkrili da ona prodire kroz membranu kroz koju proteini ne mogu proći. To znači da molekuli supstance koju su tražili moraju biti mali. Time su Aikmanove istraživačke mogućnosti bile iscrpljene, a on nikada nije mogao identificirati supstancu koja štiti od beri-beri.

U međuvremenu, drugi istraživači su naišli na druge misteriozne faktore koji su im se činili neophodnim za normalno funkcionisanje organizma. Godine 1905. holandski nutricionista K.A. Pekelharing je otkrio da su se svi njegovi laboratorijski miševi razboljeli nakon mjesec dana držanja na potpunoj dijeti u smislu masti, ugljikohidrata i proteina. Miševi su se brzo osjećali bolje nakon što im je u ishranu uveo nekoliko kapi mlijeka. Biohemičar iz Engleske Frederick Hopkins, koji je pokazao koliko je važno prisustvo aminokiselina u ishrani, također je sproveo niz eksperimenata, na osnovu kojih je došlo do zaključka da mliječni protein kazein sadrži nešto što, kada se doda u ishranu , osigurava normalan rast i razvoj organizma. Ovo je nešto što se dobro otapa u vodi. Dodavanje malih količina ekstrakta kvasca u ishranu bilo je još efikasnije od dodavanja kazeina.

Za svoj pionirski rad u otkrivanju korisnih nutrijenata neophodnih za život, Aikman i Hopkins su 1929. dobili Nobelovu nagradu za medicinu i fiziologiju.

Pred naučnicima se pojavio novi zadatak: pronaći ove vitalne supstance u namirnicama. neophodni faktori. U. Suzuki, T. Shimamura i S. Odaké ekstrahovali su supstancu iz pirinčanih ljuski koja je bila veoma efikasna u prevenciji i lečenju beri-beri. Pet do deset miligrama ove supstance bilo je dovoljno da se kokoši potpuno izleče. Iste godine, engleski biohemičar, Poljak porijeklom, Casimir Funk (kasnije se preselio u Sjedinjene Države) izolirao je sličnu supstancu iz kvasca.

Pošto je, kako je utvrđeno, ova supstanca po hemijskoj prirodi amin (sadržala je amino grupu NH 2), Funk ju je nazvao vitaminom, što na latinskom znači "životni amin". Funk je sugerirao da beriberi, skorbut, pelagra, rahitis - sve ove bolesti nastaju zbog nedostatka vitalnih amina u tijelu. Pretpostavka naučnika se pokazala tačnom samo u smislu da se sve ove bolesti zapravo javljaju kod manjka određenih supstanci sadržanih u hrani u malim količinama. Ali, kako se kasnije pokazalo, nisu svi vitamini hemijski amini. Ipak, termin "vitamini" toliko se učvrstio u svakodnevnom životu da ga više nije imalo smisla mijenjati.

Godine 1913. dva američka biohemičara, Elmer Vernon McCollum i Marguerite Davis, otkrili su još jedan faktor, koji je u malim količinama pronađen u puteru i žumancima. Ova supstanca je bila slabo rastvorljiva u vodi, ali dobro u mastima. McCollum mu je dao naziv faktor A topiv u mastima, za razliku od supstance koja sprječava pojavu beri-beri, koju je prethodno identificirao kao faktor B topiv u vodi (faktorom se obično naziva kemijski nepoznata supstanca koja obavlja određenu funkciju) .

Kako se ništa više nije znalo o hemijskoj prirodi ovih faktora, označavanje supstanci slovima pokazalo se sasvim prihvatljivim. Od tada je postala tradicija da se takvi faktori označavaju slovima latinice. Godine 1920. engleski biohemičar Jack Cecil Drummond promijenio je njihova imena u vitamin A i vitamin B. On je također sugerirao da se faktor protiv skorbuta razlikuje od ovih vitamina i nazvao ga vitaminom C.

Ubrzo je vitamin A identificiran kao faktor koji sprječava razvoj povećane suhoće tkiva oko oka – rožnjače i konjuktive. Ova bolest se zove kseroftalmija, što na grčkom znači "suve oči". Godine 1920. McCollum i njegovi pomoćnici otkrili su da supstanca sadržana u ulju jetre bakalara, koja je djelotvorno pomagala u liječenju kseroftalmije, također sprječava razvoj bolesti kostiju - rahitisa. Odlučili su da je ovaj antirahitični faktor četvrti vitamin, koji su nazvali vitaminom B. Vitamini D i A su rastvorljivi u mastima, dok su vitamini C i B rastvorljivi u vodi.

Oko 1930. godine postalo je jasno da vitamin B nije jedna supstanca, već čitava grupa jedinjenja koja se razlikuju po svojim svojstvima. Ta komponenta koja je bila efikasna u liječenju beri-beri zvala se vitamin B2, druga komponenta je vitamin B3 itd. Kako se kasnije pokazalo, otkriće nekih novih faktora koji pripadaju grupi vitamina B pokazalo se kao artefakt. Ovo se odnosi na vitamine B 3 , B 4 ili B 5 za koje niko nije čuo od objave njihovog postojanja. Međutim, broj ovih faktora se povećao na 14. Uopšteno govoreći, ova grupa vitamina (svi su rastvorljivi u vodi) naziva se kompleks vitamina B.

Istraživači su otkrivali sve više i više novih faktora koji tvrde da su vitamini (daleko od toga da su se svi zapravo ispostavili takvima), bila su potrebna nova slova za njihovo označavanje. Pojavili su se vitamini E i K, oba topljiva u mastima, oni zapravo igraju ulogu vitamina u tijelu; ali vitamin P, kako se ispostavilo, nije vitamin, a vitamin H je bio jedan od već poznatih vitamina koji pripada grupi vitamina B.

Danas, kada je utvrđena hemijska struktura vitamina, čak i za označavanje pravih vitamina, sve se manje koriste slova, radije se koriste hemijski nazivi. Ovo se posebno odnosi na vitamine rastvorljive u vodi (za vitamine rastvorljive u mastima se i dalje često koristi slovna oznaka).

Međutim, nije bilo lako utvrditi hemijski sastav i strukturu vitamina, jer su u hrani prisutni u vrlo malim količinama. Na primjer, tona pirinčane ljuske sadrži samo pet grama vitamina B1. Tek 1926. godine konačno je bilo moguće izdvojiti dovoljnu količinu vitamina B za hemijsku analizu. Dva biohemičara iz Holandije, Barend Konrad Petrus Jansen i William Frederik Donat, koristeći malu količinu ekstrakta, ustanovili su sastav vitamina B. Međutim, kako ispostavilo se da su njihovi rezultati bili pogrešni. Odijk je 1932. pokušao utvrditi sastav vitamina B. Uzeo je veću količinu ekstrakta za analizu, što mu je omogućilo da dobije skoro tačne rezultate. Odijk je prvi ustanovio da je atom sumpora uključen u molekulu vitamina.

I konačno, 1934. godine, nakon 20 godina napornog rada, Robert R. Williams, nakon obrade tona pirinčanih ljuski, izolovao je vitamin B 1 u količini dovoljnoj da konačno uspostavi njegovu strukturnu formulu. Formula za vitamin B1 je sljedeća:

CH 3 CH 2 CH 2 OH

Budući da je najneočekivanija karakteristika molekule prisustvo atoma sumpora u njoj (na grčkom "theion"), vitamin B 1 je nazvan tiamin.

Istraživači vitamina C suočili su se s drugom vrstom problema. Nije bilo teško dobiti dovoljno vitamina C: ima ga u velikom broju agruma. Bilo je mnogo teže pronaći eksperimentalne životinje koje nisu proizvodile vlastiti vitamin C. Većina sisara, s izuzetkom ljudi i drugih primata, ima sposobnost sintetizirati ovaj vitamin. Bile su potrebne jeftine pokusne životinje na kojima bi se napravio model skorbuta, a zatim, hranjenjem raznim frakcijama dobivenim iz soka citrusa, saznao koja sadrži vitamin C.

Godine 1918. američki biohemičari B. Cohen i Lafaette Benedict Mendel su konačno pronašli takve eksperimentalne životinje, otkrivši da zamorci ne mogu sintetizirati vlastiti vitamin C. Zaista, skorbut se kod zamoraca razvio čak brže nego kod ljudi. Ali ovdje se pojavila još jedna poteškoća: vitamin C se pokazao vrlo nestabilnim (najnestabilniji je od vitamina), a svi pokušaji da se izolira završili su neuspjehom, jer je vitamin izgubio svojstva tokom izolacije. Mnogi istraživači su bezuspješno radili na rješavanju ovog problema.

Ispostavilo se da je na kraju vitamin C izolovala osoba koja nije bila posebno zainteresovana za ovo pitanje. Bio je to američki biohemičar, Mađar porijeklom, Albert Szent-Györgyi. U to vrijeme, a to je bila 1928., radio je u Hopkinsovom laboratoriju i, proučavajući problem upotrebe kisika u tkivima, izolirao je supstancu iz kupusa koja je pomogla prijenosu atoma vodika s jednog spoja na drugo. Ubrzo nakon toga, Charles Glen King i njegovi saradnici na Univerzitetu u Pittsburghu, koji su se fokusirali na izolaciju vitamina C, dobili su od kupusa supstancu koja je imala snažan zaštitni efekat protiv skorbuta. Štaviše, otkrili su da je ova supstanca identična kristalima koje su prethodno dobili od limunovog soka. Godine 1933. King je uspostavio strukturu ove supstance. Ispostavilo se da se sastoji od šest atoma ugljika, da pripada klasi šećera koji pripada L-seriji:

O C CH CH CH 2 OH

Ova supstanca je dobila naziv askorbinska kiselina (reč "askorbinska" dolazi od grčke reči koja znači "bez skorbuta").

Što se tiče vitamina A, istraživači su prvi nagovještaj njegove strukture dobili primjećujući da su sve namirnice bogate vitaminom A žute ili narandžaste boje (maslac, žumance, šargarepa, riblje ulje, itd.). Ispostavilo se da ugljovodonik poznat kao karoten daje karakterističnu boju ovim proizvodima, a 1929. godine britanski biohemičar Thomas More pokazao je da se vitamin A akumulira u jetri pacova koji su bili na dijeti koja je sadržavala karoten. Vitamin A nije imao žutu boju. boje, iz čega se zaključilo da karoten sam po sebi nije vitamin A, karoten je njegov prethodnik, koji se u jetri pretvara u vitamin A. (odnosno, on je provitamin.)

Godine 1937. američki hemičari Harry Nicole Holmes i Ruth Elizabeth Corbet izolirali su kristalni vitamin A iz ribljeg ulja. Ispostavilo se da se sastoji od 20 atoma ugljika i da je zapravo polovica molekule karotena s hidroksilnom grupom na mjestu rupture.

CH 3 C CH CH C CH CH C CH CH 2 OH

Hemičari vitamina D su otkrili da njegova dostupnost u tijelu ovisi o sunčevoj svjetlosti. Već 1921. istraživači koji su radili u grupi McCollum (koji je prvi dokazao postojanje vitamina) pokazali su da štakori na dijeti imaju manjak vitamina D, ali su zadržali sunčeva svetlost rahitis se ne razvija. Biohemičari su sugerirali da se vitamin D u tijelu formira iz provitamina zbog energije sunca. A pošto je vitamin B bio rastvorljiv u mastima, počeli su da traže njegov prethodnik među komponentama hrane rastvorljivim u mastima.

Razlaganjem masti na frakcije i izlaganjem ovih frakcija sunčevoj svjetlosti, istraživači su otkrili da je supstanca koja se pretvara u vitamin D kada je izložena svjetlu steroid. Ali šta je steroid? Ispitivali su holesterol i druge poznate prirodne steroide, ali u njima nisu našli svojstva vitamina D. Kasnije, 1926. godine, američki biohemičari Otto Rosenheim i T.A. Webster je otkrio da se pod djelovanjem svjetlosti ergosterol, njemu vrlo bliska supstanca po hemijskoj strukturi, koja je prethodno bila izolirana iz raži zahvaćene ergotom, pretvara u vitamin D. U isto vrijeme - i nezavisno od njih - isto otkriće napravio je njemački hemičar Adolf Windaus. Za ovaj rad, kao i za druga dostignuća u oblasti istraživanja steroida, Windaus je 1928. godine dobio Nobelovu nagradu za hemiju.

Međutim, pitanje prekursora vitamina B u tijelu ostalo je otvoreno: činjenica je da se ergosterol ne stvara u tijelu životinja. Vremenom se uspostavila supstanca koja je provitamin B. Ispostavilo se da je to 7-dehidrokolesterol, koji se od običnog holesterola razlikovao po odsustvu dva atoma vodika. Dobijeni vitamin D ima sljedeću strukturu:

CH 2 CH CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2

CH 2 CH 2 CH 2 CH 2

Jedan od oblika vitamina B naziva se kalciferol, što na latinskom znači "noseći kalcij". Ovo ime kalciferol je dobio zbog svoje sposobnosti da pojača taloženje kalcija u kostima.

Nedostatak vitamina u tijelu može se manifestirati ne samo u obliku akutne bolesti. Godine 1922. Herbert McLean Evans i C.J. Scott, zaposleni na Kalifornijskom univerzitetu, otkrili su da je uzrok neplodnosti kod životinja i nedostatak odgovarajućeg vitamina. Tek 1936. godine Evansova grupa je uspjela utvrditi da je u pitanju vitamin E i izolovati ga. Novi vitamin je dobio ime tokoferol, što na grčkom znači "rađati djecu".

Nažalost, još uvijek se ne zna kolika je potreba čovjeka za ovim vitaminom, jer se, naravno, niko se neće usuditi da izazove eksperimentalnu neplodnost kod čovjeka stavljajući ga na dijetu s nedostatkom vitamina E. A činjenica da je nedostatak vitamina E u ishrani izaziva neplodnost kod životinja uopšte ne znači to prirodni uslovi sterilitet razvijaju upravo iz tog razloga.

30-ih godina XX veka danski biohemičar Carl Peter Henrik Dam, eksperimentirajući na kokošima, otkrio je postojanje vitamina koji je uključen u zgrušavanje krvi. Nazvao ga je vitaminom koagulacije, kasnije je skraćeno postao poznat kao vitamin K. Kasnije su Edward Doycey i kolege sa Univerziteta St. Louis izolovali ovaj vitamin i utvrdili njegovu strukturu. Za otkriće i utvrđivanje strukture vitamina K, Dam i Doisy su nagrađeni Nobelovom nagradom za medicinu i fiziologiju 1943. godine.

Vitamin K spada u broj vitamina, čiji unos u organizam malo zavisi od sastava hrane. Normalno, prisustvo glavne količine ovog vitamina osiguravaju bakterije koje naseljavaju crijeva. Oni ga proizvode toliko da ovog vitamina ima mnogo više u izmetu nego u hrani. Novorođenčad su u većoj mjeri sklona nedostatku vitamina K, što se može manifestirati lošim zgrušavanjem krvi i kao rezultat toga krvarenjem. U nekim porodilištima novorođenčadi se vitamin K daje injekcijom prva tri dana života, sve dok crijevne bakterije ne koloniziraju crijeva, ili ga ljekari prepišu majci nekoliko dana prije rođenja. U narednim danima, kada se bakterije nasele u crijevima novorođenčeta, i dalje će mu zadavati mnogo muke, ali će tada beba barem biti zaštićena od krvarenja. Zapravo, ostaje pitanje: može li organizam postojati u uvjetima potpune izolacije od bakterija, ili, drugim riječima, je li naša simbioza s mikroorganizmima otišla toliko daleko da jednostavno ne možemo živjeti bez njih? Neki istraživači su pokušali da uzgajaju životinje u uslovima apsolutne sterilnosti. Miševi se, na primjer, čak i uzgajaju u takvim uvjetima. Dobijeno je 12 generacija miševa koji nisu bili poznati po mikrobima. Takvi eksperimenti izvedeni su 1928. godine na Univerzitetu Notre Dame.

Na prijelazu iz 30-ih u 40-e, biokemičari su otkrili još nekoliko vitamina koji pripadaju B grupi, koji su dobili nazive biotin, pantotenska kiselina, piridoksin, folna kiselina i cijanokobalamin. Sve ove vitamine sintetiziraju crijevne bakterije; osim toga, prisutni su u dovoljnim količinama u svim namirnicama, tako da slučajevi beri-beri nisu poznati po ovim vitaminima. Kako bi saznali koji se simptomi javljaju u slučaju nedostatka ovih vitamina, znanstvenici su čak morali životinje držati na posebnoj prehrani umjetno lišenoj ovih vitamina ili uvesti u ishranu antivitamine koji bi neutralizirali one vitamine koji se stvaraju u crijevima. bakterije. (Antivitamini su tvari slične strukture vitaminima. Zbog svoje sličnosti, kompetitivno inhibiraju enzim koji koristi taj vitamin kao koenzim.)

Ubrzo nakon uspostavljanja strukture svakog vitamina, izvršena je njegova sinteza, ali je bilo slučajeva da je sinteza vitamina čak i prethodila uspostavljanju njegove strukture. Na primjer, grupa naučnika predvođena Williamsom sintetizirala je tiamin 1937. godine, tri godine prije nego što je uspostavljena njegova struktura, a švicarski biohemičar, rodom iz Poljske, Tadeusz Reichstein i grupa hemičara na čelu s njim sintetizirali su askorbinsku kiselinu 1933. malo prije nego što je King konačno uspostavio njegovu tačnu strukturu. Drugi primjer je vitamin A, koji su 1936. nezavisno sintetizirale dvije grupe hemičara, također neposredno prije nego što je njegova hemijska struktura konačno uspostavljena.

Među brojnim lijekovima predstavljenim u ljekarnama, najpoznatiji su, bez sumnje, vitamini. Čak i mala djeca znaju za dobrobiti vitamina - da su vitamini neophodni za rast, razvoj i održavanje dobrog zdravlja. Međutim, čak i prije 100 godina slika je bila potpuno drugačija.

Do druge polovine XIX veka. naučnici su znali da je nutritivna vrijednost namirnica određena sadržajem proteina, masti, ugljikohidrata, mineralnih soli i vode. Vjerovalo se da ako ishrana uključuje ove nutrijente u određenim količinama, onda u potpunosti zadovoljava potrebe organizma. Ali u isto vrijeme, postojao je niz bolesti povezanih s pothranjenošću, iako je potonja u svemu ispunjavala gore navedene zahtjeve. Čak se i u rukopisima starih Grka spominje hemeralopija (avitaminoza A). Najupečatljiviji i najpoznatiji primjer bio je skorbut (avitaminoza C), koji je nemilosrdno pokosio redove mornara. Poznato je da je od 160 članova ekspedicije Vasca da Game, koji su obavili prvi put iz Evrope u Indiju, 100 ljudi umrlo od skorbuta. Istorija putovanja morem je također pokazala da se pojava skorbuta može spriječiti unošenjem limunovog soka u hranu mornara. Ovo je bio prvi put da je ukazano na važnost vitamina u ljudskom životu. Tako se pokazalo da je skorbut povezan s nutritivnim nedostacima, da ni obilna hrana sama po sebi ne garantuje uvijek izostanak takvih bolesti, te da je za prevenciju i liječenje potrebno koristiti dodatne supstance koje nisu sadržane u svim proizvodima. .

Uloga minerala u ishrani

Naučna generalizacija ovog viševekovnog iskustva po prvi put je postala moguća zahvaljujući disertaciji ruskog naučnika Nikolaja Ivanoviča Lunjina, koji je proučavao ulogu minerala u ishrani. Lunin je vršio eksperimente na miševima koji su držani na veštački pripremljenoj hrani, koja se sastojala od mešavine prečišćenog kazeina, mlečne masti, mlečnog šećera, soli koje čine mleko i vode. Činilo se da su sve potrebne komponente bile prisutne, dok miševi koji su bili na takvoj dijeti nisu rasli, izgubili na težini, prestali jesti i uginuli. Istovremeno, kontrolna grupa miševa koji su dobijali prirodno mlijeko razvijala se potpuno normalno. Na osnovu ovih radova, NI Lunin je 1880. godine došao do sledećeg zaključka: „...ako je, kao što uče gornji eksperimenti, nemoguće obezbediti život proteinima, mastima, šećerom, solima i vodom, onda sledi da u mleku , osim kazeina, masti, mliječni šećer i soli sadrže i druge tvari koje su neophodne za ishranu. Od velikog je interesa istražiti ove tvari i proučiti njihov značaj za ishranu." Ovo je bilo grandiozno otkriće koje je opovrglo utvrđene pozicije. Međutim, rezultate rada N. I. Lunina naučna je zajednica prihvatila s neprijateljstvom.

Uloga vitamina u ljudskom životu

Godine 1890. K.A. Sosin je ponovio Luninove eksperimente s drugom verzijom umjetne prehrane i u potpunosti potvrdio zaključke potonje. Još jedna potvrda ispravnosti Luninovog zaključka bilo je utvrđivanje uzroka bolesti beriberi, koja je bila rasprostranjena u Japanu i Indoneziji među stanovništvom koje je jelo uglavnom polirani pirinač. Holandski doktor Kristijan Eikman, koji je radio u zatvorskoj bolnici na ostrvu Java, primetio je 1896. godine da pilići hranjeni običnim poliranim pirinčem boluju od bolesti nalik beri-beri, a nakon prelaska na ishranu smeđim pirinčem, bolest je nestala. Aikmanova naknadna zapažanja, sprovedena na velikoj grupi zatvorenika, pokazala su da je među onima koji su jeli oguljeni pirinač od beri-beri oboljela u prosjeku 1 od 40 osoba, a među onima koji su jeli smeđi pirinač 1 od 10 hiljada. postalo je jasno da ljuska riže sadrži nepoznatu supstancu koja štiti od bolesti. Poljski naučnik Kazimir Funk 1911. izolovao je ovu supstancu u kristalnom obliku. Po svojim hemijskim svojstvima pripadao je organskim jedinjenjima i sadržavao je amino grupu. Funk je došao do zaključka da je beri-beri samo jedna od bolesti uzrokovanih odsustvom određenih specifičnih supstanci u hrani. Uprkos činjenici da su ove supstance prisutne u hrani u vrlo malim količinama, one su vitalne i uloga vitamina u ljudskom životu se pokazala veoma značajnom. Budući da je prva supstanca grupe vitalnih jedinjenja sadržavala amino grupu i posedovala neka od svojstava amina, Funk je predložio da se čitava ova klasa supstanci nazove "vitamini" (lat. vita - život, vitamin - amin života). Kasnije se, međutim, pokazalo da mnogi od njih ne sadrže amino grupu. Međutim, pojam "vitamini" se toliko učvrstio u svakodnevnom životu da ga nisu promijenili.

Istorija otkrića vitamina

Godine 1923. dr Glen King je ustanovio hemijsku strukturu vitamina C, a već 1933. godine švajcarski istraživači su veštački sintetizirali askorbinsku kiselinu.

Godine 1929. Hopkins i Eikman su dobili Nobelovu nagradu za otkriće vitamina, dok su Lunin i Funk nezasluženo zaboravljeni. Godine 1934. u Lenjingradu je održana Prva svesavezna konferencija o vitaminima, na koju Lunjin nije bio ni pozvan.

Nakon izolacije supstance koja sprečava bolest, beriberi, iz prehrambenih proizvoda, otkriven je niz drugih vitamina (za sada ih je poznato oko 20), utvrđena je njihova hemijska struktura, što je omogućilo organizovanje industrijske proizvodnje. Na osnovu svoje rastvorljivosti vitamini su se počeli deliti na rastvorljive u mastima (A, D, E, F, K) i rastvorljive u vodi (grupa B, C itd.). Bolesti koje nastaju zbog nedostatka određenih vitamina u hrani nazivaju se "avitaminozama", a one koje nastaju zbog njihovog relativnog nedostatka "hipovitaminoze". Sa otkrićem vitamina i rasvjetljavanjem njihove prirode, pojavile su se nove mogućnosti ne samo u prevenciji i liječenju beri-beri, već i u liječenju mnogih drugih bolesti (bolesti srca i hematopoetskog sistema, zarazne bolesti itd.) . Vitamini su postali neizostavni u našim životima i čvrsto su ušli u svakodnevni život, mnogi više ne zamišljaju postojanje bez redovnog unosa multivitaminskih kompleksa. I ne treba zaboraviti da su veliku ulogu u pojavi ovih kompleksa odigrali domaći istraživači, koji su uvjerljivo dokazali koliko su male količine "amina života" važne za veliki organizam.