История открытия витаминов

скачать (151.6 kb.)

  1   2   3
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ВИТАМИНОВ.

Ко второй половине 19 века было выяснено,что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ:белков,жиров,углеводов,минеральных солей и воды.

Считалось общепризнанным,что если в пищу человека входят в определенных колличествах все эти питательные вещества,то она полностью отвечает биологическим потребностям организма.Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени,как Петтенкофер,Фойт и Рубнер.

Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания,хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям.Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий.Настоя щим бичом для мореплавателей долгое время была цинга;от нее погибало моря ков больше,чем,например,в сражениях или от кораблекрушений.Так,из 160 уча стников известной экспедиции Васко де Гама прокладывавшей морской путь в Индию,100 человек погибли от цинги.

История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров,указывавших на то,что возникновение цинги можетбыть предотвращено,а цинготные больные могут быть вылечены,если в их пищу вводить известное колличество лимонного сока или отвара хвои.

Таким образом,практический опыт ясно указывал на то,что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания,что даже самая обильная пищя сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества,которые содержаться не во всякой пище.

Эксперементальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря открывшем новую главу в науке исследованием русского ученого Николая Ивановича Лунина,изучавшего в лаборатории Г.А.Бунге роль минеральных веществ в питании.

Н.И.Лунин проводил свои опыты на мышах,содержавшихся на искусственно приготовленной пище.Эта пища состояла из смеси очищенного казеина(белок молока),жира молока,молочного сахара,солей,входящих в состав молока и воды.Казалось,налицо были все необходимые составные части молока;между тем мыши,находившееся на такой диете,не росли,теряли в весе,переставали поедать даваемый им корми,наконец,погибали.В то же время контрольная партия мышей,получившая натуральное молоко,развивалась совершенно нормально.НА основании этих работ Н.И.Лунин в 1880 г. пришел к следущему заключению:"...если,как вышеупомянутые опыты учат,невозможно обеспечить жизнь белками,жирами,сахаром,солями и водой,то из этого следует,что в молоке,помимо казеина,жира,молочного сахара и солей,содержатся еще другие вещества,незаменимые для питания.Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания".

Это было важное научное открытие,опровергавшее установившееся положения в науке о питании.Результаты работ Н.И.Лунина стали оспариваться;их пытались объяснить,например,тем,что исскуственно приготовленная пища,которой он в своих опытах кормил животных,была якобы невкусной.

В 1890 г.К.А.Сосин повторил опыты Н.И.Лунина с иным вариантом исскусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н.И.Лунина.Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.

Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И.Лунина установлением причины болезни бери-бери,которая была особенно широко распростронена в Японии и Индонезии среди населения,питавшегося главным образом полированным рисом.

Врач Эйкман,работавший в тюремном госпитале на острове Ява,в 1896 году подметил,что куры,содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом,страдали заболеванием,напоминающим бери-бери.после перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила.

Наблюдения Эйкмана,проведенные на большом числе заключенных в тюрьмах Явы,также показали,что среди людей,питавшихся очищенным рисом,бери-бери заболевал в среднем один человек из 40,тогда как в группе людей,питавшихся неочищенным рисом,ею заболевал лишь один человек из 10000.

Таким образом,стало ясно,что в оболочке риса (рисовых отрубях) содержиться какоето-то неизвестное вещество предохраняющее от заболевания бери-бери.В 1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристалическом виде(оказавшееся,как потом выяснилось,смесью витаминов);оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало,например,кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты.В щелочных растворах активное начало,напротив,очень быстро разрушалось.По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу.Функ пришел к заключению,что бери-бери является только одной из болезней,вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.

Несмотря на то,что эти особые вещества присутствуют в пище,как подчеркнул ещё Н.И.Лунин,в малых количествах,они являются жизненно необходимыми.Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов,Функ(1912)предложил назвать весь этот класс веществ витаминами(лат.vta-жизнь,vitamin-амин жизни).Впоследствии,однако,оказалось,что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы.Тем не мение термин "витамины"настолько прочно вошел в обиход,что менять его не имело уже смысла.

После выделения из пищевых продуктов вещества,предохраняющего от заболевания бери-бери,был открыт ряд других витаминов.Большое значение в развитии учения о витаминах имели работы Гопкинса,Степпа,Мак Коллума,Мелэнби и многих других учёных.

В настоящее время известно около 20 различных витаминов.Установлена и их химическая структура;это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержаться в готовом виде,но и искусственно,путём их химического синтеза.

Общее понятие об авитаминозах; гипо- и гипервитаминозы.

Болезни,которые возникают вследствии отсутствия в пище тех или иных витаминов,стали называть авитаминозами.Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов,её называют поливитаминозом.Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящеевремя встречаються довольно редко.Чаще приходиться иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина;такое заболевание называется гиповитаминозом.Если правильно и своевременно поставлен диагноз,то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствущих витаминов.

Черезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание,называемое гипервитаминозом.

В настоящее время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментных систем.Известно, что многие витамины входят в состав ферментов в качестве компонентов их простетических или коферментных групп.

Многие авитаминозы можно рассматривать как патологические состояния,возникающие на почве выпадения функций тех или других коферментов.Однако в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё неясен,поэтому пока ещё не представляется возможность трактовать все авитаминозы как состояния,возникающие на почве нарушения функций тех или иных коферментных систем.

С открытием витаминов и выяснением их природы открылись новые перспективы не только в предупреждении и лечении авитаминозов,но и в области лечения инфекционных заболеваний.Выяснилось,что некоторые фармацевтические препараты (например,из группы сульфаниламидных) частично напоминают по своей структуре и по некоторым химическим признакам витамины,необходимые для бактерий,но в то же время не обладают свойствами этих витаминов.Такие "замаскерованные под витамины" вещества захватываются бактериями,при этом блокируются активные центры бактериальной клетки,нарушается её обмен и происходит гибель бактерий.

Классификация витаминов.

В настоящее время витамины можно охарактеризовать как низкомолекулярные органические соединения,которые,являясь необходимой составной частью пищи,присутствуют в ней в чрезвычайно малых количествах по сравнению с основными её компонентами.

Витамины-необходимый элемент пищи для человека и ряда живых организмов потому,что они не ситезируются или некоторые из них синтезируются в недостаточном количестве данным организмом.Витамины-это вещества,обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме.Они могут быть отнесены к группе биологически активных соединений,оказывающих своё действие на обмен веществ в ничтожных концетрациях.

Витамины делят на две большие группы:1.витамины,растворимые в жирах,и 2.витамины,растворимые в воде.Каждая из этих групп содержит большое колличество различных витаминов,которые обычно обозначают буквами латинского алфавита.Следует обратить внимание,что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не вполне отвечает исторической последовательности открытия витаминов.

В приводимой классификации витаминов в скобках указаны наиболее характерные биологические свойства данного витамина-его способность предотвращать развития того или иного заболевания.Обычно названию заболевания предшествует приставка "анти",указывающая на то,что данный витамин предупреждает или устраняет это заболевание.

1.ВИТАМИНЫ,РАСТВОРИМЫЕ В ЖИРАХ.

Витамин A (антиксерофталический).

Витамин D (антирахитический).

Витамин E (витамин размножения).

Витамин K (антигеморрагический)

2.ВИТАМИНЫ,РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.

Витамин В1(антиневритный).

Витамин В2(рибофлавин).

Витамин PP(антипеллагрический).

Витамин В6(антидермитный).

Пантотен(антидерматитный фактор).

Биотин(витамин Н,фактор роста для грибков,

дрожжей и бактерий, антисеборейный).

Инозит. Пара-аминобензойная кислота

(фактор роста бактерий и фактор пигментации). Фолиевая кислота(антианемический витамин,витамин роста для цып-

лят и бактерий).

Витамин В12 (антианемический витамин).

Витамин В15 (пангамовая кислота).

Витамин С (антискорбутный).

Витамин Р (витамин проницаемости).

Многие относят также к числу витаминов холин(см.в конце) и непредельные жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей. Все вышеперечисленные-растворимые в воде-витамины,за исклдючением инозита и витаминов С и Р,содержат азот в своей молекуле,и их часто оъединяют в один комплекс витаминов группы В.

ВИТАМИНЫ,РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.

ВИТАМИН В2 (рибофлавин).

Химическая природа и свойства витамина В2.

Выяснению структуры витамина В2 помогло наблюдение,что все активно действущие на рост препараты обладали жёлтой окраской и желто-зелённой флоуресценцией.Выяснилось,что между интенсивностью указанной окраски и стимулирущим препарата на рост в определённых условиях имеется параллелизм.

Вещество желто-зеленной флоуресценцией,растворимое в воде,оказалосьвесьма распространенным в природе;оно относится к группе естественных пигментов,известных под названием флавинов.К ним принадлежит например флавин молока(лактофлавин).Лактофлавин удалось выделить в химичеси чистом виде и доказать его тождество с витамином В2.

Витамин В2-желтое кристалическое вещество,хорошо растворимое в воде,разрушающееся при облучении ультрафиолетовыми лучами с образованием биологически неактивных соединений(люмифлавин в щелочной среде и люмихром в нейтральной или кислой).

Витамин В2 представляет собой метилированное производное изоаллоксазина,к которому в положении 9 присоединён спирт рибитол;поэтому витамин В2 часто называют рибофлавином,т.е. флавином,к которому присоединён пятиатомный спирт рибитол:

СНОН

|

НОСН

|

НОСН

|

НОСН

|

СН

|

NHNNN

C==OHCCO

||||||||

NHNH

NC==OHCNCO

Изоаллоксазин Витамин В2 (6,7-диметил-9-D-рибитилизоаллоксазин) Наличие активных двойных связей в циклическрй структуре рибофлавина обуславливает некоторые химические реакции,лежащие в основе его биологического действия.Присоединяя водрод по месту двойных связей,окрашенный рибофлавин легко превращается в бесцветное лейкосоединение.Последнее,отдавая при соответствущих условиях водород,снова переходит в рибофлавин,приобретая окраску.Таким образом,химические особенности строения витамина В2 и обусловленные этим строением свойства предопредиляют возможность участия витамина В2 в окислительно-восстановительных прцессах.

СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В2 В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ.

Витамин В2 широко распростренён во всех животных и растительных тканях.Он встречается либо в свободном состоянии(например,в молоке,сетчатке),либо,в большенстве случаёв,в виде соединения,связанного с белком.Особенно богатым источником витамина В2 являются дрожжи, печень,почки,сердечная мышца мелкопитающих, а также рыбные продукты.Довольно высоким содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты.

Ежедневная потребность человека в витамине В2,по-видемому,равняется 2-4 мг рибофлавина.

РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.

Витамин В2 встречается во всех растительных и животных тканях,хотя и в различных количествах.Это широкое распространение витамина В2 соответствует участию рибофлавина во многих биологических процессах.Действительно,можно считать твёрдо установленным,что существует группа ферментов,являющихся необходимыми звеньями в цепи катализаторов боилогического окисления,которые имеют в составе своей простетической группы рибофлавин.Эту группу ферментов обычно называют флавиновыми ферментами.К ним принадлежат,например,желтый фермент,диафораза и цитохромредуктаза.Сюда же относятся оксидазы аминокислот,которые осуществляют окислительное дезаменированиеаминокислот в животныхтканях.Витамин В2входит в состав указанных коферментов в виде фосфорного эфира.Так как указанные флавиновые ферметны находятся во всех тканях,то недостаток в витамине В" приводит к падению интенсивности тканевого дыханидыхания и обмена веществ в целом,а следовательно,и к заедлению роста молодых животных.

В последнее время было установленно.что в состав простетических групп ряда ферментов,помимо флавоновой группы,входят атомы металлов(Cu,Fe,Mo).

ВИТАМИН РР (антипеллагрический витамин,никотинамид).

При отсутствии витамина РР(от английского pellagra preventing) в пище у человека возникает заболевание,получившее название пеллагры.

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА РР.

Анипеллегрическим витамином является никотиновая кислота или её амид.Никотиновая кислота была известна химикам ещё с 1867 года,но только 70 лет спустя было установлено,что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важней шего витамина.

Никотиновая кислота представляет собой белое кристалическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте.При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется.

|--СООН|--COONH

||||

NN

Никотиновая кислотаАмид никотиновой кислоты

Активностью антипеллагрическоговитамина обладает как сама никотиновая кислота,так и амид никотиновой кислоты.

По-видимому,в организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амидникотиновой кислоты.который и является истинным антипеллагрическим витамином.

При введении никотиновой кислоты людям и животным,страдающим пеллагрой,все признаки заболевания исчезают.

  1   2   3



Рефераты Практические задания Лекции
Учебный контент

© ref.rushkolnik.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации