Общее понятие о витаминах

Биоорганическая химия

Биоорганическая химия - наука, которая изучает связь между строением органических веществ и их биологическими функциями. Объектами изучения являются биологически важные природные и синтетические соединения, такие как биополимеры, витамины, гормоны, антибиотики, биологически активные вещества растительного происхождения, а также синтетические регуляторы биологических процессов (лекарственные препараты, пестициды и др.).

Как самостоятельная наука сформировалась во второй половине XX века на стыке биохимии и органической химии и связана с практическими задачами медицины, сельского хозяйства, химической, пищевой и микробиологической промышленности.

Витамины

1. Витамины. Авитаминозы и гиповитаминозы как болезни пищевой недостаточности. Гипервитаминозы. Суточная потребность в витаминах.

2. Классификация витаминов.

3. Строение и функции важнейших коферментов, содержащих витамины. Влияние хранения и способов переработки биологического сырья на сохранность витаминов.

4. Витаминизация пищевых продуктов. Анивитамины.

Общее понятие о витаминах

Витамины представляют сборную в химическом отношении группу органических соединений, поэтому с точки зрения химического строения им нельзя дать общего определения. Физические свойства веществ, относящихся к витаминам, столь же разнообразны, как и их химическая природа.

Физиологическое действие витаминов на животных, растительные ткани и микроорганизмы тоже весьма различно, и отдельные витамины в этом отношении совершенно не похожи друг на друга.

Витамины объединены в отдельную группу - природных органических соединений по признаку их абсолютной необходимости для гетеротрофного организма в качестве дополнительной к белкам, жирам, углеводам и минеральным веществам составной части пищи. Однако витамины отличаются от других питательных веществ двумя характерными признаками.

Отличительные признаки витаминов от других питательных веществ:

1. Витамины не включены в структуры тканей;

2. Не используются организмом в качестве источника энергии.

В большинстве случаев витамины не синтезируются гетеротрофными организмами и их недостаток сопровождается возникновением различных патологий и заболеваний. В последнее время изучается роль витаминов для растений, где витамины синтезируются. Оказалось, что для жизнедеятельности растений они тоже абсолютно необходимы и выполняют здесь также главным образом каталитические функции. Следовательно,первое в характеристике витаминов как особой группы соединений - это их способность в ничтожных концентрациях обеспечивать осуществление ферментативных процессов.

Биологическое действие витаминов основано на том, что поступая в организм с пищей они превращаются в свои активные формы. Обычно это более сложные производные, которые участвуют в построении ферментов, гормонов, регуляции деятельности клетки и т.д. наряду с ассимиляцией в организме непрерывно протекают процессы разложения витаминов.

Таким образом, витамины - это группа органических веществ, обладающих разнообразным строением и физико-химическими свойствами, абсолютно необходимых для нормальной жизнедеятельности любого организма и выполняющих в нем непосредственно или в составе более сложных соединений каталитические и регулярные функции.

Витамины были открыты в 1880 г. нашим соотечественником Н. И. Луниным. Они привлекли внимание именно как дополнительные факторы питания животных. Эксперименты с крысами и мышами - когда их кормили чистыми выделенными жирами, белками и углеводами, минеральными солями и водой - они при этом успешно погибали. При кормлении контроля неочищенными продуктами - крысы жили и замечательно себя чувствовали. Т.е. стало понятно, что мыши нуждаются в других, неизвестных еще веществах. В дальнейшем работы Н. И. Лунина были подтверждены и развиты.

В 1912 г. польский исследователь К. Функ предложил называть эти неизвестные вещества витаминами, т. е. аминами жизни (от лат. Вита - жизнь), так как одно из них, выделенное и изученное им, содержало аминогруппу.

Термин стал затем применяться ко всем обязательным дополнительным пищевым факторам. И хотя многие из них не содержат аминогрупп и вообще азота, название «витамины» до сих пор прочно одерживается в биологии и медицине.

Потребность каждого человека в витаминах зависит от возраста, пола, деятельности. В сутки человек в среднем должен употреблять 0,1 – 0,2 г витаминов. Единицами измерения служат миллиграммы (1мг=10^-3г), микрограммы (1мкг=0,10 мг=10^{-6 г) на 1 г продукта или мг% (миллиграммы витаминов на 100 г продукта) и мкг% (микрограммы витаминов на 100 г продукта).}

Недостаток или нарушение их ассимиляции приводит к развитию патологических процессов в виде гиповитаминозов - болезней, обусловленных недостаточным поступлением одного из витаминов с пищей или плохим его усвоением, Если наблюдается недостаток нескольких витаминов возникает – полигиповитаминоз. Авитаминоз - болезнь, возникающая при полном отсутствии одного из витаминов или при полном нарушении его усвоения. Если отсутствуют несколько витаминов развивается – полиавитаминоз. Гипервитаминозы - болезнь, связанная с поступлением в организм чрезвычайно больших количеств витамина. При избытке нескольких витаминов наблюдаются полигипервитаминозы.

При лечении гипер- и гиповитаминозов применяют антивитамины –это вещества очень близкие по строению к соответствующими витаминам, но являющиеся их ложными заместителями. Они включаются в цепь реакций и нарушают ее нормальное течение.

В настоящее время выделено около трех десятков витаминов, изучен их состав и строение, физиологическое действие и осуществлен их химический синтез.

При изучении витаминов сначала каждому из них давали название по имени того заболевания, которое развивалось при отсутствии витамина в пище. При этом к названию соответствующей болезни добавлялась приставка анти, так как введение витамина в диету приводило к быстрому излечению.

Позже, по предложению Мак-Коллума (1913), отдельные витамины по мере их выделения условились обозначать буквами латинского алфавита: А, В, С и т. д.

После того как была исследована химическая природа ряда витаминов, стали вводить химические их названия. В настоящее время - используют все три вида номенклатуры витаминов. Наметилась тенденция перехода к химическим наименованиям. С 1956 г. Принята международная номенклатура.

Важнейшие витамины и их названия указаны в таблице.