Классификация витаминов

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 синтезируются 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 концентрациях.

Витамины делят на две большие группы:1- витамины, растворимые в жирах, и 2-витамины, растворимые в воде. Каждая из этих групп содержит большое количество 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. 3.1. ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ЖИРАХ. Витамин A (антиксерофталический). Витамин D (антирахитический). Витамин E (витамин размножения). Витамин K (антигеморрагический) 3.2. 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.

Парааминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор пигментации). Фолиевая кислота (антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий). Витамин В12 (антианемический витамин). Витамин В15 (пангамовая кислота). Витамин С (антискорбутный). Витамин Р (витамин проницаемости). Многие относят также к числу витаминов холин и непредельные жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей.

Все вышеперечисленные растворимые в воде витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат азот в своей молекуле, и их часто объединяют в один комплекс витаминов группы В. 3.3. ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ. 3.3.1. ВИТАМИН В2 (рибофлавин). Химическая природа и свойства витамина В2. Выяснению структуры витамина В2 помогло наблюдение, что все активно действующие на рост препараты обладали жёлтой окраской и желто-зелёной флоуресценцией.

Выяснилось, что между интенсивностью указанной окраски и фактором стимулирующим рост препарата в определённых условиях имеется параллелизм. Вещество желто-зеленной флуоресценцией, растворимое в воде, оказалось весьма распространенным в природе; оно относится к группе естественных пигментов, известных под названием флавинов. К ним принадлежит например флавин молока (лактофлавин). Лактофлавин удалось выделить в химически чистом виде и доказать его тождество с витамином В2. Витамин В2 - желтое кристаллическое 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: Наличие активных двойных связей в циклической структуре рибофлавина обуславливает некоторые химические реакции, лежащие в основе его биологического действия.

Присоединяя водород по месту двойных связей, окрашенный рибофлавин легко превращается в бесцветное лейкосоединение.

Последнее, отдавая при соответствующих условиях водород, снова переходит в рибофлавин, приобретая окраску.

Таким образом, химические особенности строения витамина В2 и обусловленные этим строением свойства предопределяют возможность участия витамина В2 в окислительно-восстановительных процессах. 3.3.2. СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В2 В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЕМ. Витамин В2 широко распространен во всех животных и растительных тканях. Он встречается либо в свободном состоянии (например, в молоке, сетчатке), либо, в большинстве случаев, в виде соединения, связанного с белком.

Особенно богатым источником витамина В2 являются дрожжи, печень, почки, сердечная мышца млекопитающих, а также рыбные продукты. Довольно высоким содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты. Ежедневная потребность человека в витамине В2, по-видимому, равняется 2-4 мг рибофлавина. 3.3.3. 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 биологического окисления, которые имеют в составе своей простатической группы рибофлавин. Эту группу ферментов обычно называют флавиновыми ферментами. К ним принадлежат, например, желтый фермент, диафораза и ци-тохромредуктаза. Сюда же относятся оксидазы аминокислот, которые осуществляют окислительное дезаменирование аминокислот в животных тканях.

Витамин В2входит в состав указанных коферментов в виде фосфорного эфира. Так как указанные флавиновые ферменты находятся во всех тканях, то недостаток в витамине В2 приводит к падению интенсивности тканевого дыхания и обмена веществ в целом, а следовательно, и к замедлению роста молодых животных. В последнее время было установлено, что в состав простетических групп ряда ферментов, помимо флавоновой группы, входят атомы металлов(Cu,Fe,Mo). 3.4. ВИТАМИН РР (антипеллагрический витамин, никотинамид). При отсутствии витамина РР (от английского pellagra preventing) в пище, у человека возникает заболевание, получившее название пеллагры. 3.4.1. ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА РР. Антипеллагрическим 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 важнейшего витамина.

Никотиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте.

При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется. 5Никотиновая кислота Амид никотиновой кислоты Активностью антипеллагрического витамина 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. 3.4.2. СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА РР В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Антипеллагрический витамин довольно широко распространён в природе, благодаря чему пеллагра при нормальном питании встречается редко. Большое количество витамина РР находится в рисовых отрубях, где содержание его доходит почти до 100 мг%. В дрожжах и пшеничных отрубях, в печени рогатого скота и свиней также содержится довольно значительное количество этого витамина.

Растения и некоторые микробы, а также, по-видимому, и некоторые животные (крысы)способны синтезировать антипеллагрический витамин и поэтому могут развиваться нормально и без поступления извне. В настоящее время выяснено, что РР может синтезироваться в организме из триптофана; недостаток триптофана в питании или нарушение его нормального обмена играет, поэтому, важную роль в возникновении пеллагры.

Человек, по-видимому не обладает достаточной способностью к синтезу антипеллагрического витамина, и доставка никотиновой кислоты или её амида с пищей необходима, особенно при диете, не содержащей соответствующего количества триптофана и пиридоксина, например, при резком преобладании в пищевом рационе кукурузы (маиса). Суточная потребность в этом витамине для людей исчисляется в 15-25 мг для взрослых и 15 мг для детей. 3.4.3. РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ. Никотиновая кислота, точнее, её амид, играет исключительно важную роль в обмене веществ.

Достаточно сказать, что в состав ряда коферментных групп, катализирующих тканевое дыхание, входит амид никотиновой кислоты. Отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к нарушению синтеза ферментов, катализирущих окислительно-восстановительные реакции, и ведет к нарушению механизма окисления тех или иных субстратов тканевого дыхания. Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1-метилникотинамида и частично некоторых других ее производных. 3.5. ВИТАМИН В6 (ПИРИДОКСИН). Химическая природа и свойства витамина В6. Вещества группы витамина В6 по своей химической природе являются производными пиридина.

Одно из них – пиридоксин (2-метил-3окси-4,5-диокси-метилпиридил) - белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и спирте. Пиридоксин устойчив по отношению к кислотам и щелочам (например, 5 н. концентрации), но легко разрушается под влиянием света при pH=6,8. 3.5.1. СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В6 В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Витамин В6 весьма распространён в продуктах как живого, так и растительного происхождения.

Особенно богаты им рисовые отруби, а также зародыши пшеницы, бобы, дрожжи, а из животных продуктов - почки, печень и мышцы. Потребность человека в этом витамине точно не установлена, но при некоторых формах дерматитов, не поддающихся излечению витамином РР или другими витаминами, внутривенное введение 10-100 мг пиридоксина давало положительный лечебный эффект.

Предполагают, что потребность организма человека в этом витамине составляет приблизительно 2 мг в день. У человека недостаточность витамина В6, чаще всего, возникает в результате длительного приёма сульфаниломидов или антибиотиков - синтомицина, левомицина, биомицина, угнетающих рост кишечных микробов, в норме синтезирующих пиридоксин в количестве, достаточном для частичного покрытия потребности в нём организма человека. 3.5.2. РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ. Два производных пиридоксина - пиридоксаль и пиридоксамин, играют важную роль в обмене аминокислот.

Фосфорилированный пиридоксаль (фосфо-пиридоксаль) участвует в реакции переаминирования - переносе аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. Другими словами, система фосфопиридоксаль-фосфопиродоксамин выполняет коферментную функцию в процессе переаминирования. Кроме того, было показано, что фосфопиридоксаль является коферментом декарбоксилаз некоторых аминокислот. Таким образом, две реакции азотистого обмена: переаминирование и декарбоксилирование аминокислот осуществляются при помощи одной и той же коферментной группы, образующейся в организме из витамина В6. Далее установлено, что фосфопиридоксаль играет коферментную роль превращения триптофана, которое, по-видимому, и ведёт к биосинтезу никотиновой кислоты, а также в превращениях ряда серосодержащих и оксиаминокислот. 3.6. ВИТАМИН С (АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА). К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут.

В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавший иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее и весеннее время года, когда население европейских стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты.

Окончательно вопрос о причинах возникновения и способов лечения цинги был разрешен экспериментально лишь в 1907-1912 гг. в опытах на морских свинках.

Оказалось, что морские свинки, подобно людям, подвержены заболеванию цингой, которая развивается на почве недостатков в питании. Стало очевидным, что цинга возникает при отсутствии в пищеособого фактора. Этот фактор, предохраняющий от цинги, получил название витамина С, антицинготного, или антискорбутного, витамина. 3.6.1.