Лекция: Витамины: общая характеристика.

Мал золотник – да дорог.

Русская пословица

Как называют и классифицируют витамины?

До тех пор, пока химическая структура витаминов оставалась неизученной, их обозначали буквами латинского алфавита (А, В, С и т.д.).

Еще чаще витаминам давали также название, соответствующее тому заболеванию, которое возникает при полном отсутствии этого витамина в организме. Такое состояние организма обозначают как авитаминоз. С этим связаны названия: «противоцинготный» для витамина С, «антирахитический» для витамина D6, «антидерматитный» для витамина В6и т.д.

Некоторые витамины были названы по отдельным физиологическим проявлениями их действия. Например, «витамин роста», «витамин зрения», и т.п., а часть витаминов названа по другим основаниям. Например, один из витаминов группы В был выделен из листьев шпината и поэтому был назван «фолиевая кислота» (от латинского folium – лист). Витамин Н – биотин – получил свое название от латинского «bios» — жизнь.

В настоящее время, когда изучена химическая природа витаминов, они получили соответствующие, строго научные названия. Например, витамин В6– фосфорпиридоксаль, витамин РР – никотинамид и т.д.

В качестве классификационного признака выбрана способность витаминов к растворению – в воде или жирах.

Витамины образуются, в основном, в клетках растений, у высших растений синтез витаминов происходит в зеленом листе. Большинство витаминов встречается почти во всех растениях, но в разных органах и в различных количествах. Некоторые витамины вырабатываются только определенными растениями.

Обратим внимание: водорастворимые витамины не откладываются в организме «про запас». Если не все количество водорастворимых витаминов, поступающих с пищей будет использовано организмом, то их избыточное количество удаляется с мочой. В то же время жирорастворимые витамины способны накапливаться в печени и в жировой ткани, что может сопровождаться тяжелыми патологическими изменениями (состояние гипервитаминоза). Например, ядовитость печени полярных животных для человека связана с большой концентрацией витамина А в ней. Это необходимо знать и учитывать в практической жизни, не допуская передозировки соответствующих жирорастворимых витаминов, как при употреблении соответствующих пищевых продуктов, так и при использовании витаминных препаратов.

Классификация витаминов по их растворимости является очень удобной, рациональной и для выделения их из природных материалов, и для проведения синтеза, изучения и практического использования.

Почему организм человека не «синтезирует» витамины самостоятельно?

Ряд витаминов человек получает с продуктами животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко). Однако будем помнить, что это не уменьшает зависимость человека от витаминного обеспечения, которое ему дают растения. Да и сами животные, послужившие нам продуктами питания, существовали благодаря растениям. Каков биологический смысл такого биохимического устройства природы, при котором необходимые организму человека витамины синтезируют для него растения, бактерии, передают другие животные?

Известно, что природа устроена очень рационально и экономично. (Вспомним закон Коммонера: «Природа знает лучше».) Поскольку витамины – это компоненты каталитических процессов, они требуются организму в крайне малых количествах. Следовательно, синтез витаминов в организме человека был бы нерациональным. В самом деле, для того, чтобы самостоятельно синтезировать такое малое количество биологически активных веществ, природе пришлось бы создавать сложнейшие и «дорогие» в энергетическом отношении циклы. В то же время растения получают достаточно дешевой солнечной энергии и обладают огромной синтетической способностью.

В растениях образуются также вещества, содержащие биологически активную часть молекул витаминов. Такие вещества называются провитаминами. В организме животного они превращаются в витамины. Например, растения накапливают провитамин А – каротин. В корнях моркови содержание каротина особенно велико. В организме человека из каротина может синтезироваться витамин А, т.е. из его предшественника (провитамина). Однако каротин должен находиться в пище, т.е. для синтеза витамина А организму человека опять-таки нужна помощь растений, которые заготовили для него «полуфабрикат».

Еще пример подобного рода. Витамин РР может образоваться в организме человека из типтофана (см. §1). Типтофан, как и все циклические аминокислоты, является незаменимой для животных аминокислотой. Он должен быть синтезирован растением и обязательно присутствовать в пище человека.

Таким образом, животные меньше специализируются на синтезе всех необходимых для их жизни веществ. Поэтому такие организмы попадают в зависимость от потребляемой пищи. Однако это дает им и большие преимущества, т.к. клеточные механизмы, освобождающиеся от синтеза «полуфабрикатов», могут быть использованы для обеспечения более сложных функций.

Кто помогает растениям в обеспечении человека витаминами?

Среди живого населения, окружающего нас, огромное место занимают бактерии. К числу наших постоянных попутчиков принадлежат кишечные бактерии, живущие в кишечнике человека. Они используют «обломки» пищи, которые еще не успели перевариться и всосаться. Такой пищи бактериям вполне достаточно и поэтому они не распространяются далее по организму. Бактериальные клетки способны интенсивно расти и развиваться. Природа снабдила их для этого набором ферментов и коферментов, а недостающие они сами синтезируют – затруднений с энергетическим обеспечением в условиях изобилия пищи у них не имеется. И для себя (и заодно для человека) кишечные бактерии производят витамины, используя в качестве сырья более простые химические соединения. Бактерии производят так много витаминов, что часть их переходит из бактериальных клеток в кишечник. Из кишечника образовавшиеся витамины всасываются в кровь, разносятся ко всем тканям, обеспечивая нормальный обмен веществ.

Если процесс всасывания витаминов в кишечнике нарушен, то может возникнуть гиповитаминоз (болезненное состояние из-за недостаточности витаминов) и даже авитаминоз. При нормальном всасывании роль кишечных бактерий настолько существенна, что способна, например, полностью обеспечить организм человека витамином К. Когда была выяснена роль бактериального синтеза витаминов, стало понятным то странное обстоятельство, что некоторые витамины содержатся в помете животных в большем количестве, чем в исходной пище.

Какова общая характеристика витаминов?

Водорастворимые витамины.

Жирорастворимые витамины.

Какова потребность организма человека в витаминах?

Потребность в витаминах зависит от возраста человека, массы тела и других особенностей его организма. Ее можно определить с помощью биохимических анализов, врачебных наблюдений, а в ряде случаев (например, гиповитаминоз) и по самонаблюдению.

Гиповитаминоз проявляется в быстрой утомляемости, снижении работоспособности, возможен плохой сон и аппетит, головокружения, снижение сопротивляемости к инфекциям.

Симптомами недостаточности витаминов может быть кровоточивость десен (витамин С), подкожные кровоизлияния (витамины Р, К), трещины в уголках рта (В1, С). врачи могут установить гиповитаминоз по состоянию кожных покровов.

Специфическое проявление гиповитаминоза А связано с плохим зрением в сумерки. Такое явление называют «куриная слепота». Оно проявляется в том, что при переходе из светлого помещения в слабо освещенное, глаз долго не адаптируется к световосприятию.

Точно установлено, что потребность в витаминах увеличивается при напряженной физической и умственной деятельности, при стрессовых ситуациях, при заболеваниях гриппом и другими инфекционными болезнями.

Небольшие отклонения от «средних норм» поступления витаминов несущественны для процессов обмена веществ, поскольку организм человека, как и любая биологическая система, обладает способностью к саморегуляции.

Исследования ученых показали, что витамины должны поступать в рацион человека в определенных соотношениях (например, при увеличении дозы витамина С требуется большее количество витамина В2, а эффективность действия витамина С выше, если он находится в комплексе с витамином Р, как он и встречается в природе. Подобные зависимости найдены и для других витаминов. И это понятно, поскольку организм человека – единая, целостная система. Все биохимические реакции, протекающие в нем, должны проходить согласованно, включая витамины в общие биохимические циклы в определенных пропорциях.

Итак, витамины:

низкомолекулярные органические вещества;

имеют различную химическую природу;

могут быть синтезированы химическим путем;

являются биологическими катализаторами;

в большинстве случаев входят в состав ферментов;

являются незаменимыми компонентами пищи.

Образ жизни

Учтите:

Витамины встречаются в природе, не в химически чистом виде, а в виде сложных комплексов с другими веществами. Природные комплексы витаминов представляют собой ценнейший продукт для здоровья человека, поэтому они предпочтительнее синтетических препаратов. К тому же при этом исключается передозировка и гипервитаминоз, что нередко случается при использовании синтетических витаминных препаратов.

При лечебном и профилактическом приеме витаминных препаратов следует проводить отдельные курсы витаминизации с перерывами в соответствии с физиологическим состоянием организма.

Вопросы и задания

В предлагаемую диаграмму внесите сведения о некоторых витаминах (дополнительная литература, Интернет-ресурсы), а также дополните те сведения, которые приведены в ней в качестве образца.

Соберите аннотации к витаминным препаратам, выпускаемыми разными фармацевтическими фирмами. Сопоставьте дозировки различных витаминов, их сочетание, рекомендации к приему.

Составьте обобщенную справочную таблицу, сделайте о ней сообщение в классе.