Vitamíny aká je história objavu chemického zloženia. vitamíny

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Úvod

Vitamíny sú nízkomolekulárne organické zlúčeniny rôzneho chemického charakteru, absolútne nevyhnutné pre normálne fungovanie organizmov. Sú to nenahraditeľné látky, keďže s výnimkou kyseliny nikotínovej si ich ľudský organizmus nesyntetizuje a dostávajú sa prevažne ako súčasť potravy. Niektoré vitamíny môže produkovať normálna črevná mikroflóra. Na rozdiel od všetkých ostatných životne dôležitých živín (esenciálne aminokyseliny, polynenasýtené mastné kyseliny atď.), vitamíny nemajú plastické vlastnosti a telo ich nevyužíva ako zdroj energie. Podieľajú sa na rôznych chemických premenách, majú regulačný účinok na metabolizmus a tým zabezpečujú normálny priebeh takmer všetkých biochemických a fyziologických procesov v tele.

Vitamíny majú vysokú biologickú aktivitu a telo ich vyžaduje vo veľmi malých množstvách, ktoré zodpovedajú fyziologickej potrebe, ktorá sa pohybuje od niekoľkých mikrogramov až po niekoľko desiatok miligramov. Potreba akéhokoľvek konkrétneho vitamínu tiež podlieha výkyvom v dôsledku pôsobenia rôznych faktorov, ktoré sa berú do úvahy pri odporúčanom príjme vitamínov, ktoré sú pravidelne upravované a revidované.

Vitamín K (koagulačný vitamín, antihemoragický vitamín) je skupina viacerých látok. Je nevyhnutný pre syntézu aktívnych foriem protrombínu a iných faktorov zrážanlivosti krvi v pečeni pri liečbe antibiotikami a liekmi ovplyvňujúcimi črevnú mikroflóru. Zdravé telo si vitamín K2 vytvára samo. Vitamín K je produkovaný črevnou mikroflórou a pochádza z potravy.

1. História objavovania

V roku 1929 Dánsky vedec Dam opísal beri-beri u kurčiat kŕmených syntetickou stravou. Hlavným znakom bolo krvácanie - krvácanie do podkožia, svalov a iných tkanív. Pridanie kvasníc ako zdroja vitamínov B a rybieho tuku bohatého na vitamíny A a D neodstránilo patologické javy. Ukázalo sa, že zrná obilnín a iné rastlinné produkty majú liečivý účinok. Látky, ktoré liečia krvácanie, sa nazývali vitamíny K alebo koagulačné vitamíny, pretože sa zistilo, že krvácanie napríklad u pokusných vtákov súvisí so znížením schopnosti zrážania krvi.

V roku 1939 V laboratóriu Carrera bol vitamín K prvýkrát izolovaný z lucerny, dostal názov fylochinón. V tom istom roku Binkley a Doisy získali z hnijúcej rybej múčky látku s antihemoragickým účinkom, ale s inými vlastnosťami ako droga izolovaná z lucerny. Tento faktor dostal názov vitamín K2, na rozdiel od vitamínu K1 z lucerny.

Objav vitamínu K bol výsledkom série experimentov, ktoré vykonali Henry a Dam. V roku 1931 MacFarlane a jeho spolupracovníci pozorovali poruchu zrážanlivosti. V roku 1935 Dam navrhuje, že antihemoragický vitamín je nový vitamín rozpustný v tukoch, ktorý nazýva vitamín K. 1936 Dam dokázal pripraviť surovú frakciu protrombínu v plazme a demonštrovať zníženie jeho aktivity, keď sa získal z kuracej plazmy s nedostatkom vitamínu K.

V roku 1939 Doisy syntetizoval vitamín K1. 1940 Brickhouse popisuje príčiny krvácania v dôsledku syndrómu nedostatočného vstrebávania alebo hladovania a konštatuje, že hemoragické ochorenie novorodencov je spojené s vitamínom K. V roku 1943 Dam dostáva Nobelovu cenu za objav vitamínu K, zrážania krvi. faktor. Doisy dostal v roku 1943 Nobelovu cenu za objavenie chemickej štruktúry vitamínu K.

V roku 1974 Stenflo a Nelsestuen et al ukázali krok v syntéze protrombínu závislý od vitamínu K. V roku 1975 Esmon objavil proteínovú karboxyláciu závislú od vitamínu K v pečeni.

Štúdium chemickej podstaty vitamínov K viedlo k záveru, že ich molekula je založená na štruktúre 2-metyl-1,4-naftochinónu, ktorý rovnako ako prírodné vitamíny K pôsobí antihemoragicky.

2. Chemická štruktúra

Prírodné vitamíny K sú deriváty 2-metyl-1,4-naftochinónu, v ktorých je v polohe 3 vodík nahradený fytolalkoholovým zvyškom alebo izoprenoidovým reťazcom s rôznym počtom atómov uhlíka: 2-metyl-1,4- naftochinón, ktorý stimuluje zrážanlivosť krvi.

Vitamín K1, fylochinón, fytochinón (2-metyl-3-knot-1,4-naftochinón) - viskózna žltá kvapalina; t.t. -20 °C, teplota varu 115-145 °C / 0,0002 mm Hg čl.; n20D 1,5263; + 8,0° (chloroform); voľne rozpustný v petroléteri, chloroforme, slabo - v etanole, nerozpustný vo vode.243, 249, 261, 270 a 325 nm. V bočnom reťazci molekuly majú atómy 7 a 11 (počítané z cyklu) R-konfiguráciu; substituenty na dvojitej väzbe zaberajú transpozíciu. Vitamín K1 je nestabilný voči kyselinám, zásadám a UV žiareniu. Pri interakcii s alkoholovým roztokom zásady vytvára tmavofialové produkty, ktoré sa postupne stávajú tmavohnedými. V prírode sa nachádza najmä v zelených častiach rastlín. Syntetický vitamín K1 (-0,4°) je zmesou cis- a trans-izomérov v pomere 3:7 (len trans-izomér má biol. aktivitu). Syntetizuje sa alkyláciou 2-metyl-1,4-naftohydrochinónmonoacetátu (získaného z 2-metyl-1,4-naftochinónu) s izofytolom alebo fytolom v prítomnosti katalyzátora (Lewis kit alebo hlinitokremičitany), po ktorej nasleduje zmydelnenie acylovej skupiny a oxidáciou na chinón.

Vitamín K2 je prítomný v niekoľkých formách, ktoré sa líšia dĺžkou izoprenoidového reťazca. Boli izolované deriváty s bočným reťazcom s 20, 30 a 35 atómami uhlíka. Vitamíny skupiny K2

menachinón; vzorec

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

kde n = 1 až 13; chlórbiumchinón,

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

na fyzikálnych, chemických vlastnostiach sú podobné vitamínu K1. Syntetizované mikroorganizmami. U ľudí a zvierat je prítomný hlavne jeden z menaquinov, farnachinón (n = 6, tt 53,5 °C), na ktorý sa môžu premeniť všetky ostatné vitamery.

Vitamín K2 (20)

Vitamín K2(30) (2-metyl-3-difarnesyl-1,4-naftochinón)

Vitamín K2 (35)

Okrem prírodných vitamínov K je dnes známe množstvo derivátov naftochinónu s antihemoragickými účinkami, ktoré sa získavajú synteticky. Patria sem nasledujúce zlúčeniny:

Vitamín K3 (2-metyl-1,4-naftochinón)

Vitamín K4 (2-metyl-1,4-naftochinón)

Vitamín K5 (2-metyl-1,4-naftohydrochinón)

Vitamín K6 (2-metyl-4-amino-1-naftohydrochinón)

Vitamín K7 (3-metyl-4-amino-1-naftohydrochinón)

V roku 1943 A. V. Palladin a M. M. Shemyakin syntetizovali disulfidový derivát 2-metyl-1,4-naftochinónu, nazývaný vikasol, ktorý sa používa v lekárskej praxi ako náhrada vitamínu K: Vikasol.

3. Fyzikálne a chemické vlastnosti

Vitamín K1 je viskózna žltá kvapalina, ktorá kryštalizuje pri -20° a vrie pri 115-145° vo vákuu. Táto látka je vysoko rozpustná v petroléteri, chloroforme, dietyléteri, etylalkohole a iných organických rozpúšťadlách, slabo rozpustná v etanole, nerozpustná vo vode. Jeho roztoky absorbujú UV žiarenie. V petroléteri sa teda adsorpčné maximá nachádzajú pri vlnových dĺžkach 243, 249, 261, 270 a 325 nm. V tejto sérii vitamín K vykazuje najvyššiu optickú hustotu pri K = 249 nm. V bočnom reťazci molekuly majú atómy 7 a 11 (počítané z cyklu) R-konfiguráciu; substituenty na dvojitej väzbe zaberajú transpozíciu. Vitamín K1 je nestabilný voči kyselinám, zásadám, UV žiareniu. Pri interakcii s alkoholovým roztokom zásady vytvára tmavofialové produkty, ktoré sa postupne stávajú tmavohnedými. V prírode sa nachádza najmä v zelených častiach rastlín. Syntetický. vitamín K1 (-0,4°) je zmesou cis- a trans-izomérov v pomere 3:7 (len trans-izomér má biol. aktivitu). Syntetizuje sa alkyláciou 2-metyl-1,4-naftohydrochinónmonoacetátu (získaného z 2-metyl-1,4-naftochinónu) izofytolom alebo fytolom v prítomnosti katalyzátora (Lewis kit alebo hlinitokremičitany) s posledným zmydelnením acylovej skupiny a oxidáciou na chinón.

Vitamín K2 (prenylmenachinón) je žltý kryštalický prášok s teplotou topenia 54°, rozpustný v organických rozpúšťadlách. Má podobné adsorpčné spektrá ako vitamín K1, ale absorbuje menej intenzívne UV žiarenie. Napríklad v petroléteri je jeho maximálna absorpcia pri 248 nm a je = 295.

Vitamín K3 je citrónovožltá kryštalická látka s charakteristickým zápachom. Teplota topenia 160 °C. Je mierne rozpustný vo vode kvôli absencii dlhého uhľovodíkového reťazca v jeho molekule. Vitamín K3 (menadion, 2-metyl-1,4-naftochinón; f-la I, R = H) je syntetický produkt. Citrónovo žlté kryštály (t.t. 106 °C); rozpustný v organických rozpúšťadlách, zle - vo vode. Pri interakcii s Na2S2O5 tvorí vikasol (t.t. 154-157 °C, rozpustný vo vode), ktorý má biologickú aktivitu vitamínu K.

Vitamíny K obsahujúce izoprenoidový reťazec v polohe 3 sú fotosenzitívne zlúčeniny. Pri vystavení ultrafialovému svetlu dochádza k fotolýze, k odštiepeniu izoprenoidového reťazca, ktorý je nahradený hydroxylom, a molekula fytolu sa oxiduje na ketón fytón.

Vitamíny K, ktoré sú, ako už bolo uvedené vyššie, derivátmi naftochinónu, majú schopnosť redoxných reakcií. Táto schopnosť vitamínov K je založená na ich kvantitatívnom stanovení polarografickou metódou. Molekula naftochinónu pripojením dvoch vodíkov prechádza do molekuly naftohydrochinónu. Táto reakcia je reverzibilná v prítomnosti vzdušného kyslíka. Redukčnú reakciu naftochinónov (farebných látok) sprevádza ich odfarbenie.

Vitamíny K sú schopné priamo interagovať s kyslíkom a pripájať ho k polohe 2, 3 molekuly naftochinónu. Produktom oxidácie je epoxid: epoxid vitamínu K1. Epoxidy vitamínu K si zachovávajú vitamínovú aktivitu pôvodných molekúl.

Vitamín K3 pod vplyvom svetla a vzdušného kyslíka môže poskytnúť dimérny derivát: dimér vitamínu K3.

Ako je uvedené vyššie, bisulfidový derivát vitamínu K3 má vitamínovú aktivitu. Táto látka dôležitá pre lekársku prax sa získava pôsobením hydrogénsiričitanu sodného na 2-metyl-1,4-naftochinón.

Dobrými stabilizátormi vitamínu K sú fosforečnan vápenatý, pyrofosforečnany sodné alebo draselné a pod., ktorých stabilizačným účinkom je udržanie kyslej reakcie vo vodnom roztoku (pH = 4,8). Zmes 0,5 kg zaparenej sójovej múky so 140 g hydrogénsíranu menadionu a 26 g CaH4 (PO4) 2 stabilizuje vitamín o 97 % na tri mesiace.

Vitamín K sa tepelnou úpravou ničí.

4. Špecifickosť štruktúry. Homovitaminy a antivitamíny K

Mnohé deriváty naftochinónu majú aktivitu vitamínu K. V závislosti od detailov ich štruktúry sa výrazne mení hodnota biologickej aktivity zlúčeniny.

Ako vidno, hydrogenácia chinoidných skupín nachádzajúcich sa v polohe 1,4 významne neovplyvňuje biologickú aktivitu vitamínov K. Zároveň samotná hydrogenácia naftochinónového jadra vedie k takmer úplnej strate biologickej aktivity vitamínov K. molekula. Nahradenie hydroxylovej skupiny aminoskupinou nie je sprevádzané stratou biologickej aktivity vitamínu. Pre prejav biologickej aktivity je povinná prítomnosť metylovej skupiny v polohe 2 naftochinónového jadra. Zavedenie metylovej skupiny do iných pozícií naftochinónového systému je sprevádzané prudkým poklesom fyziologickej úlohy zlúčeniny.

Zvlášť zaujímavý je vplyv zmeny dĺžky bočného izoprenoidového reťazca na biologickú aktivitu derivátov naftochinónu. Ukazuje sa, že skrátenie aj predĺženie uhľovodíkového reťazca spôsobuje zníženie vitamínovej aktivity lieku. Spolu s tým úplné odstránenie bočného reťazca zvyšuje aktivitu molekuly trikrát.

Zavedenie hydroxylových skupín do rôznych polôh naftochinónového jadra, s výnimkou polôh 1 a 4, takmer úplne zbavuje zlúčeninu vitamínovej aktivity. Príkladom takejto zlúčeniny je ftiokol, alebo 2-metyl-3-hydroxy-11,4-naftochinón: Fthiokol.Táto zlúčenina nemá takmer žiadnu aktivitu vitamínu K, podľa niektorých vedcov má dokonca antivitamínové vlastnosti.Niektoré chemické zlúčeniny, ktoré majú určité znaky podobnosti v štruktúre s vitamínmi skupiny K, majú antivitamínové vlastnosti. Jeden z prvých antivitamínov K bol objavený dikumarol - látka izolovaná z pokazeného sena strukovín (melilot, ďatelina): Dikumarol (3,3"-metylén-bis -4-hydroxykumarín)

Ďalším zástupcom antivitamínov K je derivát ftiokolu 2,2"-metylén-bis(3-hydroxy-1,4-naftochinónu), čo je derivát dvoch molekúl ftiokolu, ktorého vzorec je: 2,2"- metylén-bis (3-hydroxy-1,4-naftochinón) |

Tretím zástupcom tejto skupiny zlúčenín je warfarín:
warfarín

Všetky tieto látky majú na organizmus hemoragické účinky.

5. Biochemické funkcie

Ako je uvedené vyššie, detekcia K-avitaminózy bola spojená s klinickým obrazom ukazujúcim spomalenie koagulácie krvi. To sa prejavilo v bodovom krvácaní v tkanive. Krv odobratá z tela kurčiat a iných zvierat zostala počas skladovania niekoľko hodín tekutá.

V nasledujúcich rokoch sa zistilo, že vitamín K súvisí so syntézou protrombínu, jedného z faktorov komplexného enzymatického systému zrážania krvi. Úlohou systému je previesť v plazme rozpustný fibrinogénový proteín enzymatickým pôsobením trombínu najprv na monomérnu formu fibrínového proteínu a potom na polymérny, už nerozpustný fibrínový proteín. Trombín sa tvorí z protrombínu. Obzvlášť zložitý je viacstupňový proces premeny protrombínu na trombín. Krvná plazma neustále obsahuje plazmatické koagulačné faktory, čo sú bielkovinové látky, a ióny vápnika. Krvné doštičky v krvných bunkách obsahujú špeciálny lipoproteín nazývaný tromboplastín alebo doštičkový faktor III. Pri deštrukcii krvných doštičiek sa tento neaktívny proteín pôsobením plazmatických proteínov akcelerínu a konvertínu premení na aktívnu trombokinázu, ktorá v prítomnosti ďalších menovaných plazmatických faktorov a okrem toho aj tkanivového faktora začína enzymatický proces tvorby trombínu.

Ako vidíte, vitamín K nie je priamo zapojený do systému zrážania krvi. Je nevyhnutný pre syntézu protrombínu a prokonvertínu v pečeni.

Špeciálna štúdia biochemickej úlohy vitamínu K naznačuje, že ovplyvňuje konečnú fázu tvorby molekuly protrombínu na posttranslačnej úrovni. Spolu s tým existujú dôkazy o zmene schopnosti protrombínových K-avitamínových organizmov interagovať s lipidmi, sacharidmi a vápnikom. V dôsledku toho je narušený aktivačný účinok faktorov invertujúceho krvného systému a proces premeny protrombínu na trombín. Vitamín K je koenzým v reakciách karboxylácie zvyškov kyseliny glutámovej v prekurzore protrombínu a v niektorých iných neaktívnych formách faktorov zrážania krvi s tvorbou zvyškov kyseliny karboxyglutámovej. Výsledkom je, že zodpovedajúce oblasti molekúl prekurzorových proteínov získavajú schopnosť viazať Ca+ a podliehajú aktivácii s tvorbou aktívnych faktorov zrážania krvi, najmä protrombínu. Vitamín K sa tiež podieľa na karboxylácii zvyškov kyseliny glutámovej v niektorých proteínoch viažucich vápnik, najmä v osteoalcíne.

Vitamíny skupiny K sa vstrebávajú spolu s lipidmi v prednej časti tenkého čreva pod stimulačným účinkom žlčových kyselín. Po absorpcii sa ukladá v pečeňových mikrozómoch (25-51 %), myokarde, slezine a retikuloendoteliálnom systéme. Vitamín K sa vylučuje stolicou; v moči sa nachádza v kombinácii s kyselinou glukurónovou.

Tabuľka 2. Látky podieľajúce sa na zrážaní krvi.

Okrem účasti vitamínov K v procese biosyntézy proteínových koagulačných faktorov u vyšších živočíchov sa zistilo, že sa podieľajú na redoxných transformáciách. Je to spôsobené schopnosťou naftochinónového jadra reverzibilnými redoxnými transformáciami. Na niektorých mikroorganizmoch, najmä Escherichia Coli a mykobaktériách, bola preukázaná úloha menachinónov v biosyntéze pyrimidínových báz za aeróbnych podmienok. Menachinón sa podieľa na premene kyseliny dihydroorotovej na orotickú. Výsledná molekula redukovaného vitamínu K (menachinolu) sa dehydrogenuje v prítomnosti kyseliny fumarovej.

Pre rastlinné organizmy bola preukázaná účasť vitamínov K na transporte elektrónov. Aktivita zlúčenín skupiny vitamínu K je vyjadrená v takzvaných fytomenadiónových ekvivalentoch; jeden takýto ekvivalent zodpovedá aktivite 1 mg alebo 1 μg fytomenadiónu, najaktívnejší je vitamín K2.

6. Vzťah k vitamínom

Pri nedostatku vitamínu K sa pozoroval pokles aktivity adenozíntrifosfatázy a kreatínkinázy v krvi a kostrovom svalstve. To vedie k zníženému využívaniu makroergov, čo sa prejavuje zvýšením obsahu ATP v pečeni a srdci potkanov a kurčiat. Pridanie vitamínu E do stravy bez vitamínu K zabraňuje zníženiu aktivity týchto enzýmov vo svaloch potkanov. To odhaľuje tvorbu metabolitov, ktoré nemajú antihemoragický účinok, ale rovnako ako vitamín K zabezpečujú normálnu biosyntézu enzymatických proteínov.

Zaradenie vitamínu A - kyseliny do stravy potkanov v dávke nepresahujúcej 50 IU výrazne znížilo obsah protrombínu a zvýšilo vylučovanie vitamínu K stolicou. Kyselina vitamínu A teda inhibovala vstrebávanie vitamínu K. Nedostatok vitamínu A aj hypervitaminóza A spôsobujú krehkosť lyzozomálnych membrán buniek hrubého čreva, vedú k uvoľneniu množstva enzýmov z buniek – glukuronidázy, kyslej fosfatázy a arylsulfatázy – a zvyšuje ich aktivitu. Perorálne podávanie vitamínu K bránilo uvoľňovaniu týchto enzýmov pri hypervitaminóze A. K podobnému uvoľňovaniu arylsulfatázy dochádza z pečeňových lyzozómov pri hypervitaminóze A.
Pridanie vitamínu K1 do inkubovaného média zabraňuje lyzozómom pečene uvoľňovať arylsulfatázu. Preto vitamín K stabilizuje bunkové membrány a ich organely.

7. Biosyntéza

Boli stanovené hlavné štádiá biosyntézy vitamínu K v mikroorganizmoch. Kyselina šikimová je jedným z prekurzorov aromatického jadra derivátov chinónu: kyseliny šikimovej.

Je zaujímavé, že bez ohľadu na to, z ktorých predmetov (rastlinných alebo mikrobiálnych) sa vitamín K dostáva do ľudského a zvieracieho tela, v pečeni sa všetky odštiepia od izoprenoidového reťazca na pozícii 3 a premenia sa na menadion (vitamín K3). Potom prebieha adičná reakcia izoprenoidu, charakteristického pre vitamín K2(20), obsahujúceho 20 atómov uhlíka.

8. Avitaminóza

Nedostatok vitamínov - skupina patologických stavov spôsobených nedostatkom jedného alebo viacerých vitamínov v tele, rozlišujú beri-beri, hypovitaminózu a podnormálne zásobovanie vitamínmi. Nedostatok vitamínu sa chápe ako takmer úplná absencia akéhokoľvek vitamínu v tele, ktorá sa prejavuje objavením sa špecifického komplexu symptómov. Za hypovitaminózu sa považuje znížený obsah vitamínov v organizme oproti potrebe, ktorý sa klinicky prejavuje len individuálnymi a nevýraznými príznakmi z radov špecifických pre nedostatok určitého vitamínu, ako aj nízkošpecifickými príznakmi chorobného stavu. spoločné pre rôzne druhy hypovitaminóza (napríklad znížená chuť do jedla a výkonnosť, únava). Subnormálna vitamínová dostatočnosť je predklinické štádium nedostatku vitamínu, ktoré sa zisťuje poruchami metabolických a fyziologických reakcií, ku ktorým dochádza za účasti konkrétneho vitamínu, a nemá klinický prejav alebo sa prejavuje len individuálnymi nešpecifickými mikropríznakmi.

Ako bolo uvedené vyššie, nedostatočný príjem vitamínu K v tele spôsobuje subkutánne a intramuskulárne krvácania - krvácania vyplývajúce zo zníženia rýchlosti zrážania krvi.

Vitamín K sa priamo nezúčastňuje na tvorbe fibrínu. Je nevyhnutný pre syntézu proteínov protrombínu, prokonvertínu, Prower-Stewartovho faktora a vianočného faktora (antihemofilný globulín B) v pečeni.

Pri nedostatku alebo nedostatku vitamínu K v tele sa vyvíjajú hemoragické javy. Keďže vitamín K je rozpustný v tukoch, pri zhoršenej absorpcii sa zhoršuje jeho vstrebávanie do tela. tukučrevnej steny. To môže byť príčinou hemoragickej diatézy. Hemoragická diatéza je ochorenie vyjadrené zvýšeným krvácaním; pozorované spontánne a traumatické, ťažko zastaviteľné krvácanie (subkutánne, intramuskulárne, intravaskulárne a iné). Hemoragická diatéza s výrazne zníženou zrážanlivosťou krvi závisí od poklesu krvného enzýmu potrebného na zrážanie krvi - protrombínu, ktorého tvorba závisí od obsahu vitamínu K.

Pri K-avitaminóze sa znižuje obsah protrombínu v krvi a koncentrácia plazmatických koagulačných faktorov. Je známy celý rad ochorení, ktoré sú sprevádzané zvýšenou zrážanlivosťou krvi a tvorbou krvných zrazenín v cievach (napríklad srdcový infarkt, tromboflebitída). V týchto prípadoch sa používajú rôzne prípravky antivitamínu K. Treba tiež poznamenať, že pre asimiláciu vitamínu K je potrebný normálny tok žlče do črevného traktu (ten je dôležitý aj pre iné vitamíny rozpustné v tukoch). krvi a svalov, alanínaminotransferáza v stene žalúdka, čriev a srdca. Vták má kŕče, krvácanie do rôznych orgánov a tkanív (svaly hrudnej kosti, krídel, stehien, malého mozgu, strumy atď.). Nedostatok zvyšuje embryonálnu úmrtnosť pri inkubácii vajíčok. Nutričný deficit vitamínu K sa v zásade môže prejaviť len u hydiny, keďže na rozdiel od prežúvavcov a ošípaných (s výnimkou prasiatok) sa v črevách syntetizuje nedostatočné množstvo vitamínu K, najmä pri chove v klietkach, kedy je koprofágia prakticky vylúčené. Pozoruje sa aj pri pridávaní antivitamínov (dikumarol, sulfónamidy a kokcidiostatiká) do krmiva.

9. Pýtanie sapletie v prírode

Stanovenie dennej dávky vitamínu K je náročné vzhľadom na jeho syntézu mikroorganizmami obývajúcimi črevný trakt.

Ani po dlhodobom príjme veľkého množstva vitamínu K1 a K2 neboli pozorované žiadne prejavy toxicity. Podávanie menadionu (K3) však môže spôsobiť hemolytickú anémiu, žltačku a kernikterus (sivá žltačka u novorodencov). Vitamín K je široko distribuovaný v rastlinnom svete. Zelené listy lucerny sú na ňu obzvlášť bohaté, špenát, gaštan, žihľava, rebríček. Veľa vitamínu v šípkach, bielej, karfiole a červenej kapuste, mrkva, paradajky, jahody, strukoviny, plody jarabiny a tiež v kvásku. Zo živočíšnych produktov si treba všimnúť pečeň, v ktorej sa ukladá (tab. 3).

Tabuľka 3. Obsah vitamínu K v niektorých výrobkoch, mg% sušiny

Literatúra

1. Berezov T.T., Korovkin B.F. biologická chémia. - M. 1990

2. Kolotilová A.I. Vitamíny. - L. 1976

3. Malakhov A.G., Vishnyakov S.I. Biochémia hospodárskych zvierat.-M.: Kolos, 1984.

4. Metzler D. Biochemistry. - M. 1980

5. Trufanov A.V. Biochémia vitamínov. - M. 1972

6. Chechetkin A.V., Golovatsky I.D. Biochémia zvierat. - M., Vyššia škola, 1982.

Podobné dokumenty

Štúdium chemickej štruktúry a vlastností vitamínov rozpustných vo vode - vitamínov skupiny B (B1, B2, B3, B5, B6, B12), vitamínu H, vitamínu C atď. Ich chemická podstata a vlastnosti účinku na metabolizmus. Prevencia hypovitaminózy a zdroje príjmu.

abstrakt, pridaný 22.06.2010

Chemická podstata vitamínu C. Metabolizmus. Avitaminóza. Hypoavitaminóza. Kulinárske spracovanie produktov s obsahom vitamínu C. Potreba príjmu hotových molekúl vitamínu zvonku. Obsah vitamínu C v niektorých potravinách a jeho potreba.

abstrakt, pridaný 29.09.2008

Vitamín A je nenasýtená zlúčenina, ktorá ľahko reaguje so vzdušným kyslíkom a oxidačnými činidlami. Kvalitatívne reakcie vitamínu B. Kvantitatívne stanovenie vitamínov B2, B6, D2, E. Analýza kyseliny listovej a askorbovej, alkoholový roztok rutínu.

abstrakt, pridaný 20.01.2011

História objavu vitamínu E. Štruktúra tokoferolov, ich fyzikálne a chemické vlastnosti. Biologická aktivita vitamínu E. Metódy izolácie tokoferolov z prírodných objektov. Priemyselné spôsoby syntézy trimetylhydrochinónu z pseudokuménu sulfonáciou.

test, pridané 12.7.2013

Klasifikácia vitamínov, ich úloha v živote tela. Štúdium štrukturálnych vlastností a vlastností vitamínu B1. Distribúcia v prírode a aplikácii. Kvantitatívne stanovenie tiamínu potenciometrickou titráciou a argentometrickou metódou.

semestrálna práca, pridaná 3.10.2015

Vitamíny ako skupina organických zlúčenín jednoduchej štruktúry a rôznorodej chemickej povahy, funkčné vlastnosti a význam pre ľudský organizmus. Kvantitatívne stanovenie obsahu vitamínu C v potravinách jodometrickou metódou.

test, pridané 24.01.2014

Charakteristika vitamínu Q – v tukoch rozpustná látka podobná vitamínu nachádzajúca sa v bunkových štruktúrach – mitochondriách. Biochémia účinku a užitočné funkcie ubichinónu. Obsah vitamínov v rôznych tkanivách tela. Symptómy hypovitaminózy.

abstrakt, pridaný 12.01.2012

Riboflavín je vitamín, ktorý si ľudské telo nesyntetizuje. Teoretický základ pre výrobu riboflavínu (vitamín B2). Hlavné a pomocné procesy vo všetkých fázach výroby. Vývoj a popis technologickej schémy výroby.

ročníková práca, pridaná 2.10.2012

História objavovania vitamínov. Úloha a význam vitamínov vo výžive človeka. Potreba vitamínov (avitaminóza, hypovitaminóza, hypervitaminóza). Klasifikácia vitamínov. Obsah vitamínov v potravinách. Priemyselná výroba vitamínov.

ročníková práca, pridaná 24.05.2002

Popis vitamínu B1, história jeho výroby, chemický vzorec, zdroje, deriváty. Úloha tiamínu v metabolizme uhľohydrátov, tukov a bielkovín; jeho vplyv na funkciu mozgu, krvný obeh. Príznaky hypovitaminózy a hypervitaminózy.

Až do konca 19. storočia ľudia netušili, že jedlo obsahuje nielen živiny, ale aj niečo iné.

V 19. storočí už vedci poznali bielkoviny, tuky a sacharidy. Mnohí si boli istí, že toto je hlavná hodnota jedla. Ak tam tieto látky sú a v určitom pomere, tak už nič iné netreba. Život však vždy vyvracal vedeckú teóriu, ktorá sa zdala byť taká logická. Bolo urobených veľa pokusov dostať sa k pravde. Ale Nobelova cena bola udelená za najväčší prínos k objavu vitamínov. Je pravda, že výber týchto „hrdinov“ sa dodnes nezdá každému oprávnený ...

Od námorníkov po myši

Jedným z hlavných vyvrátení teórie „bez vitamínov“ boli anglickí a španielski námorníci. Pri viacdňových plavbách po mori pravidelne prijímali bielkoviny a tuky... no prišli o zuby. Premohol ich skorbut. Zo 160 účastníkov slávnej expedície Vasco da Gama do Indie zomrelo na túto chorobu 100 ľudí. Rýchlo sa ukázalo, že denná porcia odvaru z ihličia alebo citrónovej žehličky predchádza skorbutu. Vyvstala otázka: čo je na týchto rastlinách také zázračné?

Japonskí námorníci mali ďalšiu pohromu – chorobu beriberi, teda zápal nervov, na ktorý človek prestal chodiť a zomrel. Beriberi tiež prenasledoval obyvateľstvo Indočíny, vrátane európskej armády a najmä väzňov vo väzniciach. Veliteľ japonskej flotily tento problém vyriešil: okrem bežnej leštenej ryže a rýb nariadil dať námorníkom mäso a mlieko. A opäť otázka: prečo to fungovalo?

Prvý pokus zistiť, čo je v potravinách okrem bielkovín, tukov a sacharidov, urobil ruský vedec Nikolaj Lunin. Laboratórne myši kŕmil mliekom, ale nie skutočným, ale zostaveným ako konštruktér: oddelene mliečna bielkovina, tuk, mliečny cukor a minerály (o mineráloch už vedeli). Takže sú tam všetky komponenty a myši umierali! Na rozdiel od kontrolnej skupiny, ktorá dostávala normálne mlieko. V roku 1880 Lunin dospel k záveru: ak nie je možné zabezpečiť život bielkovinami, tukami, cukrom, soľami a vodou, potom z toho vyplýva, že mlieko okrem kazeínu, tuku, mliečneho cukru a solí obsahuje ďalšie látky, ktoré sú pre výživu nevyhnutné. . V tom čase však táto myšlienka nebola uznaná a samotná skúsenosť bola takmer zabudnutá.

Počítanie kurčiat na ryži

V rokoch 1889-1896 sa v Indonézii lekár Christian Eikman na pokyn armády pokúsil prekonať beriberi. Experimentoval na sliepkach. Nič nevyšlo, kým... sa nevymenila pracovníčka v kurníku. Kurčatá sa zrazu začali samé zotavovať. Náhodou lekári zistili, že bývalý robotník kŕmil kurčatá lúpanou (leštenou) ryžou – tou istou, ktorá bola uvoľnená na kŕmenie armády na lodiach a väzňov vo väzniciach. A nový zamestnanec premiestnil vtáky do hnedej ryže. Teraz vieme, že ryžové otruby obsahujú vitamín B1 (tiamín), ktorého nedostatok vedie k zápalu nervov. A potom si Aikman a jeho kolegovia nevedeli rady. Nakoniec usúdili, že v lúpanej ryži je nejaká infekcia alebo toxíny. Nič také sa nenašlo, ale admiráli nariadili kúpiť hnedú ryžu a všetko sa upokojilo.

V rokoch 1911-1913 sa medzi vedcami začal skutočný boom v hľadaní „niečoho iného“ v potravinách. A mladému poľskému biochemikovi Casimirovi Funkovi sa to podarilo. Kryštalickú biologicky aktívnu látku izoloval z ryžových otrúb, potom z kvasníc. Následne vysvitlo, že ani nejde o vitamín B1, ale o zmes vitamínov B. Keďže bol v nich prítomný dusík, Funk prišiel s názvom – „vitamín“: z latinského vita – „život“, a amin – „dusík“. Neskôr sa ukázalo, že nie všetky vitamíny obsahujú dusík, no od tohto termínu sa už neupustilo.

Cesta na piedestál

V rôznych krajinách sa uskutočnilo niekoľko štúdií naraz. Azda najpozoruhodnejšia bola práca anglického biochemika Fredericka Gowlanda Hopkinsa, ktorý v skutočnosti zopakoval experiment Nikolaja Lunina, ale dôkladnejšie a s čistejšími látkami. Jeho pokusy na potkanoch potvrdili, že v mlieku sú niektoré špeciálne látky, bez ktorých nie je možný rast a vývoj. Netreba však Hopkinsa považovať za plagiátora. Objavil napríklad aminokyselinu tryptofán (z nej sa v tele tvorí „hormón radosti“, ktorý je zodpovedný za náladu a chuť do jedla). V roku 1912 uviedol, že v potravinách sú ďalšie faktory, ktoré sú mimoriadne dôležité pre zdravie.

Rok čo rok pridávali skupiny vedcov a jednotlivých svetiel do zoznamu nové vitamíny. V roku 1929 už bolo jasné, že ide o mimoriadne dôležitý objav. Je ťažké pomenovať proces v tele, kde sa vitamíny nezúčastňujú: od narodenia nového života až po prevenciu starnutia. Sú potrebné na prevenciu aj liečbu. Potom, v roku 1929, bolo rozhodnuté udeliť Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu za vitamíny.

Po dlhej a búrlivej debate sa laureátmi stali Christian Aikman a Frederick Gowland Hopkins. Prečo práve oni? Presnejšie, prečo len oni? Táto otázka vyvolala vo vedeckých kruhoch množstvo diskusií, sporov a hádok. Možno by sme v skutočnosti mohli zaznamenať ďalších vedcov, ktorých prínos k objavu vitamínov bol prinajmenšom taký veľký ako títo dvaja. Ale ... história nepozná konjunktívnu náladu.

Vitamíny otvorili novú éru vo všetkých odvetviach medicíny a stále sa objavujú nové a nové spôsoby ich využitia. V niektorých prípadoch liečia vážne ochorenia, v iných zosilňujú účinok liekov a umožňujú im vystačiť si s oveľa menšími dávkami. Ak by v jedle neboli vitamíny, ochoreli by sme častejšie a vážnejšie.

Sila vitamínov

vitamíny	Zdravotné problémy
Vitamín A	Slepota, starnutie kože, akné, rosacea, rakovina
vitamín D	rachitída, zlomeniny, cukrovka
vitamín E	Neplodnosť a starnutie, regenerácia buniek
Vitamín K	Anémia (chudokrvnosť)
Vitamín B1	Zápal nervov a membrán mozgu, paralýza
Vitamín B2	Nedostatok kyslíka v tkanivách, ktorý spôsobuje fyzickú slabosť, apatiu, starnutie tela, degeneráciu tkanív
Vitamín PP	Pellagra (prejavuje sa súčasne ako hnačka, dermatitída a demencia), paralýza a slabosť
Vitamín B6	Predčasné starnutie, anémia, svalová slabosť, problémy so srdcom a cievami, apatia
Vitamín B3 (kyselina pantoténová)	Artritída, kolitída, alergie, ateroskleróza a hepatóza (otrava tukovou pečeňou)
Vitamín H (vitamín B7, biotín)	Vrásky a vypadávanie vlasov. (posilňuje kostru)
Vitamín B10 (PABA, kyselina paraminbenzoová)	črevné problémy
Vitamín B9 (kyselina listová)	Anémia, nedostatok kyslíka v tkanivách. Zvlášť dôležité pre ženy, ktoré užívajú perorálne kontraceptíva a pre tehotné ženy
Vitamín B12	Anémia, poruchy nervového systému a trávenia, zápaly nervov, psychiatrické ochorenia, predčasné starnutie kože
Vitamín B15 (kyselina pangamová)	Vysoký krvný tlak
Vitamín C	Strata zubov a krvácanie ďasien, zlomeniny, hormonálne poruchy, vírusové a prechladnutie, predčasné starnutie
Vitamín P (rutín)	Anémia a krvácanie

Boj proti radikálom

V procese metabolizmu v tele vznikajú medziprodukty - voľné radikály. Ich počet sa zvyčajne zvyšuje pri akýchkoľvek negatívnych vplyvoch - infekcia, znečistenie životné prostredie, svalové a neuropsychické preťaženie, žiarenie, ultrafialové žiarenie, prehriatie, podchladenie atď. Voľné radikály sú veľmi nestabilné, mimoriadne aktívne častice, ktoré sú pripravené okysličiť všetko, čo im príde do cesty. Ich pôsobenie ovplyvňuje náš vzhľad, výsledkom čoho sú vrásky, suchá pokožka, strata svalov a tonusu pokožky. Kvôli nim je imunitný systém potlačený, tkanivá sú ovplyvnené a bunky sú zničené. Predpokladá sa, že voľné radikály sú jednou z hlavných príčin takmer všetkých chorôb. Ochrániť telo pred nimi znamená predĺžiť mladosť a aktívnu časť života. Antioxidanty, čo sú vitamíny, sa dokážu spojiť s voľnými radikálmi a neutralizovať ich škodlivé účinky. S ich pomocou môže bunka fungovať bez poškodenia. Najsilnejšími antioxidantmi sú karotenoidy, ako napr.

HISTÓRIA OBJAVU VITAMÍNOV.

V druhej polovici 19. storočia to už bolo jasné nutričnú hodnotu potraviny sa určujú podľa obsahu najmä týchto látok: bielkovín, tukov, uhľohydrátov, minerálnych solí a vody.

Všeobecne sa uznávalo, že ak sú všetky tieto živiny obsiahnuté v ľudskej potrave v určitom množstve, potom plne vyhovuje biologickým potrebám tela.Tento názor je pevne zakorenený vo vede a podporili ho takí autoritatívni fyziológovia tej doby ako Pettenkofer, Foyt a Rubner.

Nie vždy však prax potvrdila správnosť zakorenených predstáv o biologickej užitočnosti potravín.

Praktické skúsenosti lekárov a klinické pozorovania už dlho nepopierateľne poukazujú na existenciu množstva špecifických ochorení priamo súvisiacich s podvýživou, hoci tá plne spĺňala vyššie uvedené požiadavky, o čom svedčia aj stáročné praktické skúsenosti účastníkov dlhých ciest Zomrelo pri ňom viac námorníkov ako napríklad v bitkách alebo pri stroskotaní lodí.Takže zo 160 účastníkov slávnej expedície Vasco de Gama, ktorý položil námornú cestu do Indie, zomrelo 100 ľudí na skorbut.

História cestovania po mori a po súši tiež poskytla množstvo poučných príkladov, ktoré naznačujú, že výskytu skorbutu možno predchádzať a pacientov s skorbutom možno vyliečiť, ak sa do ich jedla pridá určité množstvo citrónovej šťavy alebo odvar z ihličia.

Praktické skúsenosti teda jasne ukázali, že skorbut a niektoré ďalšie choroby sú spojené s podvýživou, že ani to najbohatšie jedlo samo o sebe nie vždy zaručí proti takýmto chorobám a že na prevenciu a liečbu takýchto chorôb je potrebné zaviesť do telo čo - nejaké ďalšie látky, ktoré nie sú obsiahnuté v žiadnom jedle.

Experimentálne zdôvodnenie a vedecké a teoretické zovšeobecnenie tejto stáročnej praktickej skúsenosti bolo po prvýkrát možné vďaka výskumu ruského vedca Nikolaja Ivanoviča Lunina, ktorý študoval úlohu minerálov vo výžive v laboratóriu G. A. Bunge, ktoré otvorilo nová kapitola vo vede.

N.I. Lunin robil svoje pokusy na myšiach chovaných na umelo pripravenom krmive. Toto krmivo pozostávalo zo zmesi purifikovaného kazeínu (mliečna bielkovina), mliečneho tuku, mliečneho cukru, solí, ktoré tvoria mlieko a vody. Zdalo sa, že sú tam všetky potrebné zložky mlieka; medzitým myši, ktoré držali takúto diétu, nerástli, schudli, prestali jesť krmivo, ktoré im bolo podávané, a nakoniec uhynuli. Zároveň kontrolná skupina myší, ktoré dostávali prírodné mlieko, sa vyvinul celkom normálne. Na základe týchto prác N.I. Lunin v roku 1880 dospel k tomuto záveru: „...ak, ako učia vyššie uvedené experimenty, nie je možné poskytnúť život bielkovinami, tukami, cukrom, soľami a vodou , z toho potom vyplýva, že mlieko obsahuje okrem kazeínu, tuku, mliečneho cukru a solí aj ďalšie látky, ktoré sú pre výživu nenahraditeľné.Je veľmi zaujímavé tieto látky skúmať a študovať ich význam pre výživu.

Išlo o dôležitý vedecký objav, ktorý vyvrátil zavedené ustanovenia vo vede o výžive.O výsledkoch práce N.I.Lunina sa začali polemizovať, pokúšali sa ich vysvetliť napríklad tým, že umelo pripravované jedlo, ktoré kŕmil zvieratá pri svojich pokusoch, bol údajne bez chuti.

V roku 1890 K.A. Sosin zopakoval experimenty N.I. Lunina s inou verziou umelej stravy a plne potvrdil závery N.I. Lunina. Napriek tomu ani potom nezískal bezchybný záver okamžite všeobecné uznanie.

Brilantné potvrdenie správnosti záveru N.I. Lunina zistením príčiny choroby beriberi, ktorá bola rozšírená najmä v Japonsku a Indonézii medzi obyvateľstvom, ktoré sa živilo hlavne leštenou ryžou.

Doktor Aikman, ktorý pracoval vo väzenskej nemocnici na ostrove Jáva, si v roku 1896 všimol, že kurčatá chované na nemocničnom dvore a kŕmené obyčajnou leštenou ryžou trpia chorobou pripomínajúcou beri-beri. Po prechode kurčiat na hnedú ryžu choroba zmizla .

Aikmanove pozorovania, vykonané na veľkom počte väzňov vo väzniciach na Jáve, tiež ukázali, že medzi ľuďmi, ktorí jedli lúpanú ryžu, ochorela beri-beri v priemere jedna osoba zo 40, zatiaľ čo v skupine ľudí, ktorí jedli hnedú ryžu, iba jeden ochorela osoba v 40. 10000.

Tak vyšlo najavo, že ryžová škrupina (ryžové otruby) obsahuje nejakú neznámu látku, ktorá chráni pred chorobou beriberi.V roku 1911 izoloval poľský vedec Casimir Funk túto látku v kryštalickej forme (ktorá, ako sa neskôr ukázalo, bola zmesou vitamíny) ; bola celkom odolná voči kyselinám a odolávala napríklad varu s 20 % roztokom kyseliny sírovej. alkalické roztokyúčinná látka bola naopak veľmi rýchlo zničená.Táto látka podľa svojich chemických vlastností patrila medzi organické zlúčeniny a obsahovala aminoskupinu.Funk dospel k záveru, že beri-beri je len jednou z chorôb spôsobených absenciou akýchkoľvek špeciálne látky v potravinách.

Napriek tomu, že tieto špeciálne látky sú v potravinách prítomné, ako zdôraznil N.I. Lunin, v malom množstve, sú životne dôležité. Keďže prvá látka z tejto skupiny životne dôležitých zlúčenín obsahovala aminoskupinu a mala niektoré vlastnosti amínov, Funk (1912) navrhol nazvať celú túto triedu látok vitamínmi (lat. vta-life, vitamín-amín života). Neskôr sa však ukázalo, že mnohé látky tejto triedy aminoskupinu neobsahujú. Termín „vitamíny“ však sa tak pevne udomácnilo, že nemalo zmysel ho meniť.

Po izolácii látky, ktorá chráni pred beri-beri z potravy, bolo objavených množstvo ďalších vitamínov.Veľký význam pri rozvoji teórie vitamínov mali práce Hopkinsa, Steppa, Maca Colluma, Melenbyho a mnohých ďalších vedcov.

V súčasnosti je známych asi 20 rôznych vitamínov, ktorých chemická štruktúra bola tiež stanovená, čo umožnilo organizovať priemyselnú výrobu vitamínov nielen spracovaním produktov, v ktorých sú obsiahnuté v hotovej forme, ale aj umelo, ich chemická syntéza.

Všeobecná koncepcia o avitaminóze; hypo- a hypervitaminóza.

Choroby, ktoré vznikajú v dôsledku nedostatku niektorých vitamínov v potrave, sa stali známymi ako avitaminóza. Ak sa choroba vyskytuje v dôsledku nedostatku viacerých vitamínov, nazýva sa polyvitaminóza.Avitaminóza, typická svojím klinickým obrazom, je však dnes už pomerne zriedkavá. -alebo vitamín,takéto ochorenie sa nazýva hypovitaminóza.Ak je diagnóza stanovená správne a včas,tak beriberi a hlavne hypovitaminóza sa dá ľahko vyliečiť zavedením vhodných vitamínov do tela.

Nadmerné zavádzanie niektorých vitamínov do tela môže spôsobiť ochorenie nazývané hypervitaminóza.

V súčasnosti sa mnohé zmeny v metabolizme pri nedostatku vitamínov považujú za dôsledok porúch enzýmových systémov.Je známe, že mnohé vitamíny sú súčasťou enzýmov ako zložky ich prostetických alebo koenzýmových skupín.

Mnohé vitamínové deficity možno považovať za patologické stavy vyplývajúce zo straty funkcií niektorých koenzýmov, avšak v súčasnosti je mechanizmus vzniku mnohých vitamínových deficitov stále nejasný, preto ešte nie je možné interpretovať všetky vitamínové deficity. ako stavy vznikajúce porušením funkcií niektorých koenzýmov.systémov.

S objavením vitamínov a objasnením ich podstaty sa otvorili nové perspektívy nielen v prevencii a liečbe beri-beri, ale aj v oblasti liečby infekčných ochorení.Ukázalo sa, že niektoré farmaceutické prípravky (napr. z tzv. sulfanilamidová skupina) sa svojou štruktúrou a niektorými chemickými charakteristikami čiastočne podobajú vitamínom.potrebné pre baktérie, no zároveň nemajú vlastnosti týchto vitamínov.Takéto „prezlečené za vitamíny“ látky baktérie zachytávajú, pričom aktívne centrá tzv. bakteriálna bunka je zablokovaná, jej metabolizmus je narušený a baktérie odumierajú.

Klasifikácia vitamínov.

V súčasnosti možno vitamíny charakterizovať ako nízkomolekulárne organické zlúčeniny, ktoré sú nevyhnutnou zložkou potravy a sú v nej zastúpené v extrémne malých množstvách v porovnaní s jej hlavnými zložkami.

Vitamíny sú základnou zložkou potravy pre ľudí a množstvo živých organizmov, pretože nie sú syntetizované alebo niektoré z nich sú syntetizované v nedostatočné tento organizmus.Vitamíny sú látky, ktoré zabezpečujú normálny priebeh biochemických a fyziologických procesov v organizme.Môžeme ich zaradiť do skupiny biologicky aktívnych zlúčenín, ktoré v zanedbateľných koncentráciách ovplyvňujú metabolizmus.

Vitamíny sa delia na dve veľké skupiny: 1. vitamíny rozpustné v tukoch, a 2. vitamíny rozpustné vo vode.Každá z týchto skupín obsahuje veľké množstvo rôznych vitamínov, ktoré sa zvyčajne označujú písmenami latinskej abecedy.Treba si uvedomiť že poradie týchto písmen nezodpovedá ich obvyklému usporiadaniu v abecede a nie celkom zodpovedá historickej postupnosti objavovania vitamínov.

V danej klasifikácii vitamínov sú v zátvorkách uvedené najcharakteristickejšie biologické vlastnosti tohto vitamínu - jeho schopnosť predchádzať rozvoju konkrétneho ochorenia.Väčšinou sa pred názvom ochorenia uvádza predpona "anti", čo naznačuje, že tento vitamín zabraňuje alebo odstraňuje túto chorobu.

1. VITAMÍNY, ROZPUSTNÉ V TUKU.

To, že výživa má byť vyvážená a pestrá, vedeli nielen praktizujúci lekári v 19. storočí, dobre to pochopili aj skôr, keď sa o chemickom zložení potravín nevedelo nič. Odborníci na výživu medzitým čakali na koniec 19. storočia, kedy boli objavené látky obsiahnuté v potravinách v mizivých množstvách, tak potrebné pre život.

V druhej polovici 19. storočia sa zistilo, že nutričná hodnota potravinárskych výrobkov je určená obsahom nasledujúcich látok v nich: bielkovín, tukov, uhľohydrátov, minerálnych solí a vody.

Všeobecne sa uznávalo, že ak sú všetky tieto živiny obsiahnuté v ľudskej potrave v určitých množstvách, potom plne spĺňa biologické potreby tela. Tento názor bol pevne zakorenený vo vede a podporovali ho takí autoritatívni fyziológovia tej doby ako Pettenkofer, Voit a Rubner.

Nie vždy však prax potvrdila správnosť zakorenených predstáv o biologickej užitočnosti potravín.

Praktické skúsenosti lekárov a klinické pozorovania už dlho nepopierateľne poukazujú na existenciu množstva špecifických ochorení priamo súvisiacich s podvýživou, aj keď táto plne spĺňala vyššie uvedené požiadavky. Svedčili o tom aj stáročné praktické skúsenosti účastníkov dlhých ciest.

V staroveku bol dobre známy skorbut, choroba, pri ktorej sú kapiláry čoraz krehkejšie, ďasná krvácajú, zuby vypadávajú, rany sa hoja ťažko, ak vôbec, pacient slabne a nakoniec zomrie. Obzvlášť často sa táto choroba vyskytovala u obyvateľov miest v obliehaní, počas vojny a prírodných katastrof a medzi námorníkmi, ktorí podnikli dlhé cesty cez oceán (Magellanov tím trpel skôr skorbutom ako všeobecnou podvýživou). Stalo sa to s nedostatkom alebo absenciou v strave. čerstvá zelenina a ovocie. Lode na dlhej plavbe boli zvyčajne naložené proviantom, ktorý sa na ceste nepokazil. Zvyčajne to boli sušienky a solené bravčové mäso. Bohužiaľ, lekári po mnoho storočí nedokázali spojiť skorbut s diétou.

V dôsledku toho bol skorbut už dlho metlou námorníkov; zomrelo na ňu viac námorníkov ako napríklad v bitkách alebo pri stroskotaní lodí. Takže zo 160 účastníkov slávnej expedície Vasco da Gamma, ktorá položila námornú cestu do Indie, zomrelo 100 ľudí na skorbut.

Avitaminóza A je známa už od staroveku. Je známe, že aj v Staroveký Egypt s šerosleposťou - klinickým prejavom avitaminózy "A" - jedli surovú pečeň s obsahom vitamínu A. Napríklad starogrécky lekár Hippokrates predpisoval surovú pečeň na šerosleposť. V Číne sa pečeň odporúčala aj na liečbu očných chorôb.

História cestovania po mori a po súši poskytla množstvo poučných príkladov, ktoré naznačujú, že výskytu skorbutu sa dá predísť a že skorbutoví pacienti sa dajú vyliečiť. V roku 1536 bol francúzsky prieskumník Jacques Cartier nútený zostať na zimu v Kanade, kde 100 ľudí z jeho tímu ochorelo na skorbut. Miestni Indiáni, ktorí sa o tom dozvedeli, im ponúkli liek: vodu napustenú borovicovými ihličkami. Ľudia z Cartiera, ktorí boli v úplnom zúfalstve, nasledovali túto, podľa ich názoru, frivolnú radu a. zotavil.

O dve storočia neskôr, v roku 1747, sa škótsky lekár James Lind, ktorý čelil niekoľkým podobným prípadom, pokúsil liečiť takýchto pacientov čerstvým ovocím a zeleninou. Pri testovaní svojej metódy liečby na námorníkoch trpiacich skorbutom zistil, že pomaranče a citróny spôsobujú najrýchlejšie zlepšenie stavu pacientov.

Na ďalšej plavbe Tichým oceánom pod vedením slávneho anglického cestovateľa J. Cooka, ktorá trvala v rokoch 1772 až 1775, sa zúčastnili dve lode. Na prvej lodi, ktorej velil J. Cook, sa robili veľké zásoby čerstvej zeleniny, ovocia, ale aj citrónovej a mrkvovej šťavy. V dôsledku dlhej plavby nikto z členov posádky neochorel na skorbut. Na inej lodi, kde nebola skladovaná zelenina a ovocie, bola štvrtina posádky chorá na skorbut.

Žiaľ, až v roku 1795 vyšší dôstojníci britského námorníctva využili výsledky Lindových experimentov a zaradili limetkovú šťavu do denných dávok námorníkov (a aj to len preto, aby zabránili porážke ich skorbutovej flotily v námornej bitke). ). Britské námorníctvo vďaka limetkovej šťave navždy zabudlo, čo je skorbut. (Odvtedy sa anglickým námorníkom hovorilo limes a oblasť Londýna susediaca s Temžou, kde sa predtým skladovali škatule s limetkami, sa stále nazýva Limehouse.)

O storočie neskôr, v roku 1891, Takaki, admirál japonského námorníctva, tiež zaviedol rozmanitosť do jedálnička japonských námorníkov, ktorý predtým pozostával hlavne z ryže. Neustála strava ryže spôsobila, že posádky japonských lodí trpeli chorobou známou ako beri-beri.

V roku 1894 bolo v nórskom námorníctve s cieľom zlepšiť výživu personálu namiesto ražných sušienok nariadené vydávať biely chlieb a margarín bol nahradený maslom. Personál flotily zbavený ražných sušienok a margarínu na dlhých plavbách ochorel na beri-beri a posádka „starého morského vlka“, ktorá sa s posádkou delila o ražné sušienky, na beriberi B 1 netrpela.

Hoci sa náhodne zistilo, že skorbut a beri-beri liečia skorbut a beri-beri, lekári devätnásteho storočia odmietali uveriť, že choroby sa dajú vyliečiť stravou, ich nedôvera vzrástla najmä po tom, čo Pasteur predložil teóriu, že príčinou chorôb sú mikróby.

Experimentálne zdôvodnenie a vedecké a teoretické zovšeobecnenie stáročných praktických skúseností sa po prvý raz podarilo vďaka výskumu ruského vedca Nikolaja Ivanoviča Lunina, ktorý študoval úlohu minerálov vo výžive v laboratóriu G. A. Bungeho, čím sa otvoril nový kapitola vo vede. V roku 1880 obhájil dizertačnú prácu „O význame anorganických solí pre výživu zvierat“.

N. I. Lunin robil svoje pokusy na myšiach chovaných na umelo pripravenom krmive. Toto jedlo pozostávalo zo zmesi čisteného kazeínu (mliečna bielkovina), mliečneho tuku, mliečneho cukru, mliečnych solí a vody. Zdalo sa, že sú prítomné všetky potrebné zložky mlieka; medzitým myši, ktoré boli na takejto strave, nerástli, schudli, prestali jesť jedlo, ktoré im bolo podávané, a nakoniec zomreli. Kontrolná skupina myší, ktoré dostávali prirodzené mlieko, sa zároveň vyvíjala úplne normálne. Na základe týchto prác N. I. Lunin v roku 1880 dospel k tomuto záveru: „... ak, ako učia vyššie uvedené experimenty, nie je možné zabezpečiť život bielkovinami, tukami, cukrom, soľami a vodou, potom z toho vyplýva, že v mlieku Okrem kazeínu, tuku, mliečneho cukru a solí existujú ďalšie látky, ktoré sú pre výživu nevyhnutné. Je veľmi zaujímavé tieto látky študovať a študovať ich význam pre výživu.“

Bol to dôležitý vedecký objav, ktorý vyvrátil zavedené postavenie vo vede o výžive. O výsledkoch práce N. I. Lunina sa začalo polemizovať; snažil sa ich vysvetliť napríklad tak, že umelo pripravená potrava, ktorou zvieratá pri svojich pokusoch kŕmil, bola vraj bez chuti.

V roku 1890 K.A. Sosin zopakoval experimenty N. I. Lunina s inou verziou umelej stravy a plne potvrdil závery N. I. Lunina. Napriek tomu ani potom nezískal dokonalý záver okamžite všeobecné uznanie.

Celkom blízko k myšlienke existencie vitamínov bol V.V. Pashutin, ktorý skorbut považoval za jednu z foriem hladovania v dôsledku nedostatku potravy neznámej látky obsiahnutej v rastlinách.

Brilantným potvrdením správnosti záveru N. I. Lunina bolo v roku 1896 zistenie pôvodcu choroby beri-beri, ktorá bola rozšírená najmä v Japonsku a Indonézii medzi obyvateľstvom, ktoré sa živilo najmä leštenou ryžou.

Holandský lekár Christian Eijkman bol vyslaný, aby vyšetril beri-beri vo vtedajšej holandskej kolónii Západnej Indie (dnes územie Indonézie), keďže boli epidemickou oblasťou tejto choroby (dokonca aj dnes, keď príčiny choroby a metódy jeho liečby sú známe, beri-beri si každoročne vyžiada okolo 100 000 životov). Taktaki zastavilo šírenie choroby zmenou stravovania, no obyvateľom tohto ázijského regiónu vôbec nenapadlo, že príčinou tohto ochorenia sú stravovacie návyky.

Spočiatku Aikman veril, že beri-beri je choroba spôsobená mikróbmi, a aby sa pokúsil nájsť pôvodcov tejto choroby, použil kurčatá ako pokusné zvieratá. Šťastnou náhodou sa muž, ktorý vtáka sledoval, ukázal ako nepoctivý. Takmer všetky kurčatá boli paralyzované, na čo väčšina z nich uhynula, no tie, ktoré zostali nažive, sa po štyroch mesiacoch zotavili a stali sa úplne zdravými. Aikman, znepokojený tým, že jeho pokus odhaliť patogény bol neúspešný, spýtal sa, čím boli kurčatá kŕmené, a zistil, že jeho sluha, ktorý mal na starosti ich chov, šetril na vtákovi (čo sa ukázalo ako veľmi užitočné): kurčatá boli kŕmené zvyškami jedla z miestnej vojenskej nemocnice -- teda väčšinou lúpanou ryžou. Keď si o pár mesiacov Aikman najal ďalšieho pomocníka, drobným podvodom skoncoval a začal kurčatá kŕmiť tým, čím to malo byť, hnedou ryžou, vďaka ktorej sa kurčatá zotavili.

Aikman začal experimentovať. Pokúsil sa zámerne chovať sliepky na leštenej ryži a čoskoro všetky ochoreli. Keď choré kurčatá preniesli do hnedej ryže, zotavili sa. Bolo to prvýkrát v histórii, čo bola choroba úmyselne spôsobená nevhodnou stravou. Aikman sa rozhodol, že polyneuritída, ktorou kurčatá trpeli, bola v príznakoch veľmi podobná chorobe beriberi, ktorá postihuje ľudí. Možno v človeku beri-beri vzniká zo skutočnosti, že konzumuje leštenú ryžu ako jedlo?

Ryža , určené na výživu ľudí, sú leštené, aby sa lepšie skladovala. Faktom je, že ryžové šupky obsahujú oleje, ktoré rýchlo žluknú. Eikman a Gerrit Grinet, ktorí s ním spolupracovali, sa pokúsili zistiť, čo je v šupke ryže, ktorá bráni chorobe. Túto látku sa im podarilo zo šupky extrahovať vodou, po čom zistili, že preniká cez membránu, cez ktorú bielkoviny neprejdú. To znamená, že molekuly látky, ktorú hľadali, musia byť malé. Tým boli Aikmanove výskumné schopnosti vyčerpané a nikdy nedokázal identifikovať látku, ktorá chráni pred beri-beri.

Medzitým iní výskumníci narazili na ďalšie záhadné faktory, ktoré sa im zdali nevyhnutné pre normálne fungovanie tela. V roku 1905 holandský odborník na výživu K.A. Pekelharing zistil, že všetky jeho laboratórne myši ochoreli po mesiaci, keď ich držal na diéte kompletnej z hľadiska tukov, sacharidov a bielkovín. Po zavedení niekoľkých kvapiek mlieka do ich stravy sa myši rýchlo cítili lepšie. Biochemik z Anglicka Frederick Hopkins, ktorý ukázal, aká dôležitá je prítomnosť aminokyselín v strave, tiež vykonal sériu experimentov, v dôsledku ktorých sa dospelo k záveru, že mliečna bielkovina kazeín obsahuje niečo, čo po pridaní do stravy , zabezpečuje normálny rast a vývoj tela. To je niečo, čo sa dobre rozpúšťa vo vode. Pridávanie malých množstiev kvasnicového extraktu do stravy bolo ešte efektívnejšie ako suplementácia kazeínom.

Za svoju priekopnícku prácu pri objavovaní prospešných živín nevyhnutných pre život získali Aikman a Hopkins v roku 1929 Nobelovu cenu za medicínu a fyziológiu.

Pred vedcami vyvstala nová úloha: nájsť tieto životne dôležité látky v potravinách. nevyhnutné faktory. U. Suzuki, T. Shimamura a S. Odaké extrahovali látku z ryžových šupiek, ktorá bola veľmi účinná pri prevencii a liečbe beriberi. Päť až desať miligramov tejto látky stačilo na úplné vyliečenie kurčiat. V tom istom roku anglický biochemik, pôvodom Poliak, Casimir Funk (neskôr sa presťahoval do USA) izoloval podobnú látku z kvasníc.

Keďže, ako sa zistilo, táto látka bola chemickou povahou amín (obsahovala aminoskupinu NH 2), Funk ju nazval vitamínom, čo v latinčine znamená „životný amín“. Funk navrhol, že beri-beri, skorbut, pelagra, krivica - všetky tieto choroby vznikajú v dôsledku nedostatku životne dôležitých amínov v tele. Predpoklad vedca sa ukázal ako správny len v tom zmysle, že všetky tieto ochorenia sa skutočne vyskytujú pri deficite niektorých látok obsiahnutých v potravinách v malom množstve. Ako sa však neskôr ukázalo, nie všetky vitamíny sú chemicky amíny. Napriek tomu sa pojem „vitamíny“ v každodennom živote tak pevne udomácnil, že už nemalo zmysel ho meniť.

V roku 1913 dvaja americkí biochemici, Elmer Vernon McCollum a Marguerite Davis, objavili ďalší faktor nachádzajúci sa v stopových množstvách v masle a vaječných žĺtkoch. Táto látka bola slabo rozpustná vo vode, ale dobre v tukoch. McCollum mu dal názov faktor A rozpustný v tukoch, na rozdiel od látky, ktorá zabraňuje výskytu beri-beri, ktorú predtým identifikoval ako faktor B rozpustný vo vode (faktor sa zvyčajne nazýva chemicky neznáma látka, ktorá plní špecifickú funkciu) .

Keďže o chemickej povahe týchto faktorov nebolo známe nič viac, označenie látok písmenami sa ukázalo ako celkom prijateľné. Odvtedy sa stalo tradíciou označovať takéto faktory písmenami latinskej abecedy. V roku 1920 anglický biochemik Jack Cecil Drummond zmenil ich mená na vitamín A a vitamín B. Tiež navrhol, že faktor proti skorbutu sa líši od týchto vitamínov a nazval ho vitamín C.

Čoskoro bol vitamín A identifikovaný ako faktor, ktorý bráni rozvoju zvýšenej suchosti tkanív obklopujúcich oko - rohovky a spojovky. Toto ochorenie sa nazýva xeroftalmia, čo v gréčtine znamená „suché oči“. V roku 1920 McCollum a jeho asistenti zistili, že látka obsiahnutá v oleji z tresčej pečene, ktorá účinne pomáha pri liečbe xeroftalmie, zabraňuje aj rozvoju kostnej choroby – rachitídy. Rozhodli sa, že tento antirachitický faktor je štvrtý vitamín, ktorý nazvali vitamín B. Vitamíny D a A sú rozpustné v tukoch, zatiaľ čo vitamíny C a B sú rozpustné vo vode.

Okolo roku 1930 sa ukázalo, že vitamín B nie je jedna látka, ale celá skupina zlúčenín, ktoré sa líšia svojimi vlastnosťami. Zložka, ktorá bola účinná pri liečbe beri-beri, sa nazývala vitamín B 2, jeho druhou zložkou bol vitamín B 3 atď. Ako sa neskôr ukázalo, objavenie niektorých nových faktorov patriacich do skupiny vitamínov B sa ukázalo byť artefakt. Týka sa to vitamínov B 3, B 4 či B 5, o ktorých od oznámenia ich existencie nikto nepočul. Počet týchto faktorov sa však zvýšil na 14. Vo všeobecnosti sa táto skupina vitamínov (všetky sú rozpustné vo vode) nazýva komplex vitamínov B.

Výskumníci objavili stále viac a viac nových faktorov, ktoré sa vyhlasovali za vitamíny (zďaleka nie všetky sa nimi skutočne ukázali), na ich označenie boli potrebné nové písmená. Objavili sa vitamíny E a K, oba rozpustné v tukoch, v skutočnosti zohrávajú v tele úlohu vitamínov; ale vitamín P, ako sa ukázalo, nebol vitamín a vitamín H bol jedným z už známych vitamínov patriacich do skupiny vitamínov B.

V dnešnej dobe, keď je už ustálená chemická štruktúra vitamínov, aj na označenie skutočných vitamínov sa čoraz menej používajú písmená a uprednostňujú sa chemické názvy. Platí to najmä pre vitamíny rozpustné vo vode (pre vitamíny rozpustné v tukoch sa ešte pomerne často používa písmenkové označenie).

Nebolo však ľahké určiť chemické zloženie a štruktúru vitamínov, keďže sa v potravinách nachádzajú vo veľmi malých množstvách. Napríklad tona ryžových šupiek obsahuje iba päť gramov vitamínu B 1 . Až v roku 1926 sa konečne podarilo extrahovať dostatočné množstvo vitamínu B na chemickú analýzu. Dvaja biochemici z Holandska, Barend Konrad Petrus Jansen a William Frederik Donat, pomocou malého množstva extraktu stanovili zloženie vitamínu B. ukázalo sa, že ich výsledky sa ukázali ako nesprávne. Pokus o stanovenie zloženia vitamínu B urobil v roku 1932 Odijk. Na rozbor si zobral väčšie množstvo extraktu a to mu umožnilo získať takmer správne výsledky. Odijk ako prvý zistil, že v molekule vitamínu je zahrnutý atóm síry.

A nakoniec, v roku 1934, po 20 rokoch tvrdej práce, Robert R. Williams po spracovaní ton ryžových šupiek izoloval vitamín B 1 v množstve dostatočnom na to, aby konečne vytvoril jeho štruktúrny vzorec. Vzorec vitamínu B1 je nasledujúci:

CH3CH2CH2OH

Keďže najneočakávanejšou charakteristikou molekuly bola prítomnosť atómu síry v nej (v gréčtine "teión"), vitamín B1 bol nazvaný tiamín.

Výskumníci vitamínu C čelili inému druhu problému. Nebolo ťažké získať dostatok vitamínu C: nachádza sa v množstve citrusových plodov. Oveľa ťažšie bolo nájsť pokusné zvieratá, ktoré si neprodukovali vlastný vitamín C. Väčšina cicavcov, s výnimkou ľudí a iných primátov, má schopnosť syntetizovať tento vitamín. Potrebné boli lacné pokusné zvieratá, na ktorých by sa vytvoril model skorbutu a potom, kŕmením rôznymi frakciami získanými z citrusovej šťavy, aby sa zistilo, ktorá obsahuje vitamín C.

V roku 1918 americkí biochemici B. Cohen a Lafaette Benedict Mendel konečne našli takéto pokusné zvieratá a zistili, že morčatá si nedokážu syntetizovať vlastný vitamín C. V skutočnosti sa skorbut vyvinul u morčiat ešte rýchlejšie ako u ľudí. Tu sa však objavila ďalšia ťažkosť: vitamín C sa ukázal ako veľmi nestabilný (je to najnestabilnejší z vitamínov) a všetky pokusy o jeho izoláciu skončili neúspešne, pretože vitamín počas izolácie stratil svoje vlastnosti. Mnoho výskumníkov neúspešne pracovalo na vyriešení tohto problému.

Ukázalo sa, že vitamín C nakoniec izoloval človek, ktorý sa o túto problematiku špeciálne nezaujímal. Bol to americký biochemik, pôvodom Maďar, Albert Szent-Györgyi. V tom čase, a to bol rok 1928, pracoval v Hopkinsovom laboratóriu a pri štúdiu problému využitia kyslíka tkanivami izoloval z kapusty látku, ktorá pomáhala prenášať atómy vodíka z jednej zlúčeniny na druhú. Krátko nato Charles Glen King a jeho spolupracovníci z University of Pittsburgh, ktorí sa zamerali na izoláciu vitamínu C, získali z kapusty látku, ktorá mala silný ochranný účinok proti skorbutu. Navyše zistili, že táto látka je identická s kryštálmi, ktoré predtým získali z citrónovej šťavy. V roku 1933 King vytvoril štruktúru tejto látky. Ukázalo sa, že pozostáva zo šiestich atómov uhlíka a patrí do triedy cukrov patriacich do série L:

O C CH CH CH 2 OH

Táto látka dostala názov kyselina askorbová (slovo „askorbová“ pochádza z gréckeho slova, ktoré znamená „žiadny skorbut“).

Pokiaľ ide o vitamín A, vedci získali prvý náznak jeho štruktúry, keď si všimli, že všetky potraviny bohaté na vitamín A majú žltú alebo oranžovú farbu (maslo, vaječný žĺtok, mrkva, rybí tuk atď.). Ukázalo sa, že uhľovodík známy ako karotén dáva týmto produktom charakteristickú farbu a v roku 1929 britský biochemik Thomas More ukázal, že vitamín A sa hromadí v pečeni potkanov, ktoré držali diétu obsahujúcu karotén. Vitamín A nemal žltú farba, z čoho sa usúdilo, že samotný karotén nie je vitamín A, karotén je jeho prekurzorom, ktorý sa v pečeni premieňa na vitamín A. (čiže je to provitamín.)

V roku 1937 americkí chemici Harry Nicole Holmes a Ruth Elizabeth Corbet izolovali kryštalický vitamín A z rybieho oleja. Ukázalo sa, že pozostáva z 20 atómov uhlíka a v skutočnosti je polovicou molekuly karoténu s hydroxylovou skupinou v mieste prasknutia.

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

Chemici vitamínu D zistili, že jeho dostupnosť v tele závisí od slnečného žiarenia. Už v roku 1921 výskumníci pracujúci v skupine McColluma (ktorý ako prvý dokázal existenciu vitamínov) ukázali, že u potkanov na diéte s nedostatkom vitamínu D, ale stále slniečko, rachitída sa nevyvíja. Biochemici navrhli, že vitamín D sa v tele tvorí z provitamínu vďaka energii slnka. A keďže vitamín B bol rozpustný v tukoch, začali hľadať jeho prekurzor medzi zložkami potravy rozpustnými v tukoch.

Rozložením tukov na časti a vystavením týchto frakcií slnečnému žiareniu vedci zistili, že látka, ktorá sa pri vystavení svetlu premieňa na vitamín D, je steroid. Ale čo je to steroid? Testovali cholesterol a iné známe prírodné steroidy, ale nenašli v nich žiadne vlastnosti vitamínu D. Neskôr, v roku 1926, americkí biochemici Otto Rosenheim a T.A. Webster zistil, že pôsobením svetla sa ergosterol, látka jemu veľmi blízka chemickou štruktúrou, ktorá bola predtým izolovaná z raže ovplyvnenej námeľom, premieňa na vitamín D. V tom istom čase – a nezávisle od nich – rovnaký objav urobil nemecký chemik Adolf Windaus. Za túto prácu, ako aj za ďalšie úspechy v oblasti výskumu steroidov bola Windausovi v roku 1928 udelená Nobelova cena za chémiu.

Otázka prekurzora vitamínu B v tele však zostala otvorená: faktom je, že ergosterol sa v tele zvierat netvorí. Postupom času vznikla látka, ktorá je provitamínom B. Ukázalo sa, že ide o 7-dehydrocholesterol, ktorý sa od bežného cholesterolu líšil absenciou dvoch atómov vodíka. Výsledný vitamín D má nasledujúcu štruktúru:

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

CH 2 CH 2 CH 2 CH 2

Jedna z foriem vitamínu B sa nazýva kalciferol, čo v latinčine znamená „prenášajúci vápnik“. Tento názov kalciferol dostal pre svoju schopnosť zvyšovať ukladanie vápnika v kostiach.

Nedostatok vitamínov v tele sa môže prejaviť nielen vo forme akútneho ochorenia. V roku 1922 Herbert McLean Evans a C.J. Scott, zamestnanci Kalifornskej univerzity, zistili, že príčinou neplodnosti zvierat je aj nedostatok zodpovedajúceho vitamínu. Až v roku 1936 Evansova skupina dokázala určiť, že ide o vitamín E a izolovať ho. Nový vitamín dostal názov tokoferol, čo v gréčtine znamená „plodiť deti“.

Žiaľ, stále nie je známe, aká veľká je u človeka potreba tohto vitamínu, keďže, samozrejme, nikto si nedovolí spôsobiť človeku experimentálnu neplodnosť tým, že mu nasadí diétu s nedostatkom vitamínu E. A fakt, že nedostatok vitamínu E v strave sposobuje neplodnost u zvierat to vobec neznamena prírodné podmienky sterilita sa u nich vyvíja práve z tohto dôvodu.

V 30-tych rokoch XX storočia dánsky biochemik Carl Peter Henrik Dam pri pokusoch na kurčatách objavil existenciu vitamínu, ktorý sa podieľa na zrážaní krvi. Nazval ho koagulačný vitamín, neskôr sa stal skráteným ako vitamín K. Neskôr Edward Doycey s kolegami z University of St.Louis tento vitamín izolovali a určili jeho štruktúru. Za objav a vytvorenie štruktúry vitamínu K dostali Dam a Doisy v roku 1943 Nobelovu cenu za medicínu a fyziológiu.

Vitamín K patrí do radu vitamínov, ktorých príjem v organizme málo závisí od zloženia potravy. Normálne je prítomnosť hlavného množstva tohto vitamínu zabezpečená baktériami, ktoré obývajú črevá. Produkujú ho toľko, že vo výkaloch je tohto vitamínu oveľa viac ako v jedle. Vo väčšej miere sú novorodenci náchylní na nedostatok vitamínu K, čo sa môže prejaviť zlou zrážanlivosťou krvi a v dôsledku toho aj krvácaním. V niektorých pôrodniciach sa novorodencom podáva vitamín K injekčne počas prvých troch dní života, kým črevné baktérie neosídlia črevá, alebo ho lekári predpíšu matke niekoľko dní pred pôrodom. V nasledujúcich dňoch, keď sa baktérie usídlia v črevách novorodenca, mu ešte narobia veľa starostí, no dieťatko bude aspoň vtedy chránené pred krvácaním. V skutočnosti zostáva otázka: môže organizmus existovať v podmienkach úplnej izolácie od baktérií, alebo inými slovami, zašla naša symbióza s mikroorganizmami tak ďaleko, že bez nich jednoducho nemôžeme žiť? Niektorí vedci sa pokúšali chovať zvieratá v podmienkach absolútnej sterility. Napríklad myši sa dokonca množili v takýchto podmienkach. Získalo sa 12 generácií myší, ktoré neboli známe pre mikróby. Takéto experimenty sa uskutočnili v roku 1928 na univerzite v Notre Dame.

Na prelome 30. a 40. rokov objavili biochemici niekoľko ďalších vitamínov patriacich do skupiny B, ktoré dostali názvy biotín, kyselina pantoténová, pyridoxín, kyselina listová a kyanokobalamín. Všetky tieto vitamíny sú syntetizované črevnými baktériami; navyše sú v dostatočnom množstve prítomné vo všetkých potravinách, takže prípady beri-beri nie sú známe pre tieto vitamíny. Aby vedci zistili, aké príznaky sa vyskytujú pri nedostatku týchto vitamínov, museli dokonca zvieratá chovať na špeciálnej diéte umelo zbavenú týchto vitamínov, prípadne zaviesť do stravy antivitamíny, ktoré by tie vitamíny, ktoré sa tvoria v čreve, neutralizovali. baktérie. (Antivamíny sú látky, ktoré majú podobnú štruktúru ako vitamíny. Pre svoju podobnosť kompetitívne inhibujú enzým, ktorý tento vitamín využíva ako koenzým.)

Čoskoro po vytvorení štruktúry každého vitamínu sa uskutočnila jeho syntéza, ale boli prípady, keď syntéza vitamínu dokonca predchádzala vytvoreniu jeho štruktúry. Napríklad skupina vedcov vedená Williamsom syntetizovala tiamín v roku 1937, tri roky pred vytvorením jeho štruktúry, a švajčiarsky biochemik, rodák z Poľska, Tadeusz Reichstein a skupina chemikov vedených ním, syntetizovali v roku 1933 kyselinu askorbovú, tzv. krátko predtým, ako King konečne stanovil jeho presnú štruktúru. Ďalším príkladom je vitamín A, ktorý bol syntetizovaný nezávisle v roku 1936 dvoma skupinami chemikov, tiež krátko predtým, ako bola definitívne stanovená jeho chemická štruktúra.

Spomedzi mnohých liekov prezentovaných v lekárňach sú najznámejšie bezpochyby vitamíny. Už malé deti vedia o výhodách vitamínov – že vitamíny sú potrebné na to, aby človek rástol, vyvíjal sa a udržiaval si dobré zdravie. Avšak ešte pred 100 rokmi bol obraz úplne iný.

V druhej polovici XIX storočia. vedci vedeli, že nutričná hodnota potravín je určená ich obsahom bielkovín, tukov, sacharidov, minerálnych solí a vody. Verilo sa, že ak strava obsahuje tieto živiny v určitých množstvách, potom plne vyhovuje potrebám tela. Zároveň však existovalo množstvo chorôb spojených s podvýživou, hoci tá vo všetkom spĺňala vyššie uvedené požiadavky. Dokonca aj v rukopisoch starých Grékov sú zmienky o hemeralopii (avitaminóza A). Najvýraznejším a najznámejším príkladom bol skorbut (avitaminóza C), ktorý nemilosrdne kosil rady námorníkov. Je dobre známe, že zo 160 členov expedície Vasco da Gama, ktorí podnikli prvú cestu z Európy do Indie, zomrelo 100 ľudí na skorbut. História cestovania po mori tiež naznačila, že výskytu skorbutu sa dá predísť zavedením citrónovej šťavy do jedla námorníkov. Bolo to prvýkrát, čo sa poukázalo na dôležitosť vitamínov v ľudskom živote. Ukázalo sa teda, že skorbut je spojený s nutričnými nedostatkami, že ani hojné jedlo samo o sebe nie vždy zaručuje absenciu takýchto chorôb a že na prevenciu a liečbu je potrebné používať ďalšie látky, ktoré nie sú obsiahnuté vo všetkých produktoch. .

Úloha minerálov vo výžive

Vedecké zovšeobecnenie tejto stáročnej skúsenosti bolo po prvýkrát možné vďaka dizertačnej práci ruského vedca Nikolaja Ivanoviča Lunina, ktorý študoval úlohu minerálov vo výžive. Lunin robil pokusy na myšiach chovaných na umelo pripravenom krmive, ktoré pozostávalo zo zmesi čisteného kazeínu, mliečneho tuku, mliečneho cukru, solí, ktoré tvoria mlieko, a vody. Zdalo sa, že sú prítomné všetky potrebné zložky, medzitým myši, ktoré boli na takejto strave, nerástli, schudli, prestali jesť a uhynuli. Kontrolná skupina myší, ktoré dostávali prirodzené mlieko, sa zároveň vyvíjala úplne normálne. Na základe týchto prác N.I.Lunin v roku 1880 dospel k tomuto záveru: „...ak, ako učia vyššie uvedené experimenty, nie je možné zabezpečiť život bielkovinami, tukami, cukrom, soľami a vodou, potom z toho vyplýva, že v mlieku , okrem kazeínu obsahuje tuk, mliečny cukor a soli ďalšie látky, ktoré sú pre výživu nenahraditeľné. Je veľmi zaujímavé skúmať tieto látky a študovať ich význam pre výživu.“ Bol to grandiózny objav, ktorý vyvracal zavedené pozície. Výsledky práce N.I.Lunina však vedecká komunita prijala s nevraživosťou.

Úloha vitamínov v ľudskom živote

V roku 1890 K.A. Sosin zopakoval Luninove experimenty s inou verziou umelej stravy a plne potvrdil závery druhej. Ďalším potvrdením správnosti Luninho záveru bolo zistenie pôvodcu choroby beriberi, ktorá bola rozšírená v Japonsku a Indonézii medzi obyvateľstvom, ktoré sa živilo hlavne leštenou ryžou. Holandský lekár Christian Eikman, ktorý pracoval vo väzenskej nemocnici na ostrove Jáva, si v roku 1896 všimol, že kurčatá kŕmené obyčajnou leštenou ryžou trpeli chorobou pripomínajúcou beriberi a po prechode na stravu z hnedej ryže choroba zmizla. Aikmanove následné pozorovania vykonané na veľkej skupine väzňov ukázali, že medzi tými, ktorí jedli lúpanú ryžu, ochorel beriberi v priemere 1 zo 40 ľudí a medzi tými, ktorí jedli hnedú ryžu, 1 z 10 tisíc. vyšlo najavo, že šupka ryže obsahuje neznámu látku, ktorá chráni pred chorobami. V roku 1911 izoloval poľský vedec Casimir Funk túto látku v kryštalickej forme. Podľa chemických vlastností patril medzi organické zlúčeniny a obsahoval aminoskupinu. Funk prišiel na to, že beri-beri je len jednou z chorôb spôsobených absenciou niektorých špecifických látok v potravinách. Napriek tomu, že tieto látky sú v potravinách prítomné vo veľmi malých množstvách, sú životne dôležité a úloha vitamínov v živote človeka sa ukázala ako veľmi významná. Keďže prvá látka zo skupiny životne dôležitých zlúčenín obsahovala aminoskupinu a mala niektoré vlastnosti amínov, Funk navrhol nazvať celú túto triedu látok „vitamínmi“ (lat. vita – život, vitamín – amín života). Následne sa však ukázalo, že mnohé z nich neobsahujú aminoskupinu. Pojem „vitamíny“ sa však v každodennom živote udomácnil natoľko, že ho nezmenili.

História objavovania vitamínov

V roku 1923 Dr. Glen King stanovil chemickú štruktúru vitamínu C a už v roku 1933 švajčiarski vedci umelo syntetizovali kyselinu askorbovú.

V roku 1929 dostali Hopkins a Eikman Nobelovu cenu za objav vitamínov, kým na Lunina a Funka sa nezaslúžene zabudlo. V roku 1934 sa v Leningrade konala Prvá celozborová konferencia o vitamínoch, na ktorú Lunin ani nebol pozvaný.

Po izolácii choroboplodnej látky beri-beri z potravinárskych výrobkov sa objavilo množstvo ďalších vitamínov (v súčasnosti je známych asi 20), stanovila sa ich chemická štruktúra, ktorá umožnila organizovať priemyselnú výrobu. Na základe rozpustnosti sa vitamíny začali deliť na rozpustné v tukoch (A, D, E, F, K) a rozpustné vo vode (skupina B, C atď.). Choroby, ktoré vznikajú v dôsledku nedostatku niektorých vitamínov v potrave, sa nazývajú „avitaminóza“ a tie, ktoré vznikajú v dôsledku ich relatívneho nedostatku, „hypovitaminóza“. S objavením vitamínov a objasnením ich podstaty sa objavili nové perspektívy nielen v prevencii a liečbe beri-beri, ale aj v liečbe mnohých iných ochorení (ochorenia srdca a krvotvorného systému, infekčné choroby a pod.) . Vitamíny sa stali nenahraditeľnými v našom živote a pevne vstúpili do každodenného života, mnohí si už nevedia predstaviť existenciu bez pravidelného príjmu multivitamínových komplexov. A nemali by sme zabúdať, že veľkú úlohu pri vzniku týchto komplexov zohrali domáci výskumníci, ktorí presvedčivo dokazujú, aké dôležité sú malé množstvá „amínov života“ pre veľký organizmus.