Наблюдениями было установленно, что хорошим лечебным препаратом против рахита является рыбий жир, в котором, кроме витамина А, содержится антирахитическое вещество.
Мак Коллюм открыл, что это вещество переходит в неомываемую фракцию рыбьего жира и по своей природе близко к стеринам. В организме человека этот фактор образуется под влиянием солнечных ультрафиолетовых лучей из стеринов, имеющихся в подкожной ткани.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И СВОЙСТВА ВИТАМИНА D.
В чистом виде витамин D представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде.
Эмпирическая формула С28Н44О. Химическая структура его установлена. Он близок к стеринам и получается в организме животных из 7-дегидрохолестерина, а в растениях - из эргостерина. Стинбок, облучая ультрафиолетовыми лучами вне организма чистый холестерин, не получил препарата, обладающего антирахитическим действием. Отсюда он сделал вывод, что не холестерин является провитамином, т.е. предшественником, из которого при определенных условиях получается витамин D3,а какая-то примесь к нему, которая впоследсвии была идентифицирована с 7-дегидрохолестерином.
ОБРАЗОВАНИЕ ВИТАМИНОВ D.
Как установлено, превращение стеринов в витамины группы D происходит под влиянием ультрафиолетовой области спектра с длиной волны в 255-313 m (миллимикрон). Витамин D2 устойчив в кристаллическом состоянии при отсутствии света и кислорода при температуре +2 градуса и разрушается на 90% через 6 месяцев, если он находится в виде водной эмульсии. Он устойчив к щелочам и не разрушается при омылении жиров, но не устойчив к минеральным кислотам перекиси водорода. Длительное нагревание при температуре 77- 115 градусов не разрушает витамин D2.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ D.
Для взрослого человека требуется в сутки витамина D 0,025 мг, или 1000 МЕ. У различных животных суточная потребность в витамине D колеблется в больших пределах, значительно превышающих потребность человека.
Витамином D богаты молочные продукты, желтки яиц и икра различных рыб. Например, в 1 л. молока содержится 40 m витамина D.Содержание его в молоке зависит от качества корма. Очень много витамина D3 содержится в печени морских животных и рыб.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА D.
Исследованиями, проведенными в 1951 г., было установлено, что витамин D способствует усвоению кальция в кишечнике и повышению отложению кальция в костях. Предполагают, чтолучшая усвояемость кальция при введении витамина D происходит вследствии соединения кальция с витамином D, с образованием соединения, хорошо преодолевающего кишечную стенку и легко проникающим в костную ткань.
Советскому биохимику В.Н.Букину в 1957 г. удалось показать, что витамин D способствует связыванию фосфора и кальция с белком. Установлено, что усвоение неорганического фосфата в организме животных также зависит от витамина D.Когда с пищей проникает мало кальция, который в присутствии витамина D быстро всасывается из кишечника в кровь, то не происходит связывание неорганического фосфора в нерастворимый фосфорно-кислый кальций. Нарушается процесс отложения этой соли в костной ткани, вследствие чего развивается рахит.
Поэтому для нормального процесса окостенения необходимо, чтобы в пище содержалось необходимое количество кальция, фосфора и витамина D.
В опытах с радиоактивным фосфором (P32) было установлено повышение содержания фосфатов в костях при одновременном введении витамина D.
В крови рахитичных животных и детей содержание фосфатов падает с 5 до 2,6 мг.%.При наличие в пище витамина D происходит нормальная резорбция (всасывание) фосфата из почечных канальцев, при недостатке витамина D почки теряют эту спсобность, а поэтому содержание фосфатов в крови падает. Неправильное соотношение между количеством фосфора и кальция в пище и недостаточное количество витамина D являются одной из причин возникновения рахита, внешне проявляющегося деформацией костей. Наилучшим соотношением количества кальция и фосфора в крови является отношение 2:1.
Витамин D имеет прямое отношение также и к биологическому окислению. В опытах было установлено определённое взаимоотношение между витамином D и процессами обмена лимонной кислоты. В настоящее время считают, что местом синтеза лимонной кислоты является костная ткань. Вступая в реакцию с фосфатом кальция, лимонная кислота образует комплексы, которые и откладываются в хрящах. Введение витамина D в организм в организм способствует усиленному образованиюю лимонной кислоты не только в костях, но и в крови, почках, сердце и тонком кишечнике. Весьма вероятно, что витамин D является ингибитором (парализатором) фермента цитрогеназы, окисляющей лимонную кислоту в щавелеянтарную кислоту.
Известно также, что витамин D способствует ускорению превращению углеводов и белков в организме. При недостатке этого витамина у рахитичных животных с мочой выделяются аминокислоты в больших количествах.
При введении витамина D резко повышается щелочной фосфатазы в крови, что приводит к перераспределению фосфора в организме. Существует определённая взаимосвязь и между витамином D игормоном паращитовидных желез, так как последний влияет на обмен кальция в организме.
Тироксин - гормон щитовидной железы - также повышает активность фосфатазы, способствующей накоплению неорганического фосфора, необходимого для минерализации костей.
Существует взаимосвязь и между гормонами коры надпочечников и витамином D.Кортизон является антагонистом витамина D,способствующим повышению выделения кальция из организма, как с мочой, так и с калом.
Избыточное употребление витамина D приводит к патологическим явлениям, выражающимся в отложении кальция в почках, сердце, печени, в стенках сосудов и других органах. Наблюдается также атрофия щитовидной
железы и семенников, наступает резкое снижение активности фосфатазы. Гиперавитаминоз отрицательно отражается на жизнедеятельности потомства. Первоначальные симптомы гиперавитаминоза у человека выражаются жажде, потере аппетита и рвоте.
В организме животных и человека основным депо витамина D является печень, очень много витамина D содержится и в надпочечниках, где происходит интенсивный процесс превращения стеринов. Исследование, проведенное с меченым по углероду витамином D3,инъецированным в грудную мышцу голубям показало, что он очень медленно подвергается химическим изменениям и долго сохраняется в том же месте, куда был введен.
С мочой витамин D не выделяется.
ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИНА D.
В качестве лечебного препарата применяется рыбий жир, богатый витамином D3,который хорошо усваивается (холекальциферол). Натуральный рыбий жир содержит в 1 г. 30 МЕ витамина D3,а витаминизированный жир - в 5 раз больше, т.е. 150 МЕ. Используется масляный, спиртовой и водный растворы витамина D2 и D3,а также витамин D в виде драже в дозах 12,5 до 25 (гамма).
ВИТАМИН К - ФИЛЛОХИНОН (антигеморрагический).
Датский учёный Дам в 1929 г. впервые заметил в опытах на цыплятах, что искусственная диета, состоящая из 66% крахмала,18% казеина,4,5% солевой смеси,2,5% клетчатки и содержащая витамины группы В (экстракт из дрожжей), витамины А и D (рыбий жир), приводила к появлению кровоточивости в кишечнике и кровоизлияний в мышцах, подкожной клетчатке и мозгу. Замена в этой диете крахмала смесью злаков предохраняла цыплят от кровоизлияния. Фактор, необходимый для предупреждения кровоизлияния у цыплят, имеет отношению крови, за что этот фактор был назван витамином К (коагуляционный фактор). Позднее этому же автору удалось доказать,что витамин К хоть и растворяется в жирах,но он не идентичен витаминам А и D.Витамин К содержится в зеленых частях растений,особенно много витамин К содержится в листьях люцерны. Вскоре был выделен витамин К и из продуктов животного происхождения, в частности из гниющей рыбной муки и был назван витамином К2.В свежей рыбе не содержится, а он синтезируется микроорганизмами при гниении рыбы.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА К.
В 1939 г. швейцарским химиком Карреромбыла установлена природа витамина К.
Витамины группы К нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в петролейном эфире, ацетоне, бензоле и спирте. Витамин К1 - светлое маслянистое вещество,в ультрафиолетовом свете имеет пять характерных максимумов поглощения света - при 243,249,261,270,325 m,а витамин К2 - светло-желтое кристаллическое вещество имеет максимум поглощения света при 249,261,269 и 320 m.Оба витамина К подвергаются окислительному распаду с образованием фталевой кислоты. Витамины К обладают окислительно-восстановительными свойствами, т.е. способностью отдавать и принимать протоны и электроны по типу превращения хитона в гидрохитон и обратно.
Нерастворимость витаминов К1 и К2 в воде затрудняет их использование в тех случаях, когда витамин необходимо ввести в кровь для предотвращения сильного кровотечения при операциях на внутренние органах - сердце, печени и др. Поэтому возникла необходимость получить препарат, растворимый в воде. М.М.Шемякин и А.В.Палладин получили такой препарат и дали ему название викасола. Отличается он от природного
витамина тем, что у него нет боковой цепочки, и он является бисульфитным производным С11Н9О5SNa.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ К.
Взрослому человеку необходимо в день 10 мг. витамина К.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА К.
В результате исследований было выявлено,что всасывание витамина К из кишечника происходит при участии желчи. С прекращением поступления в кишечник желчи нарушается всасывание витамина, что отражается на содержание протромбина в крови и на её свертывании. При применении больших доз сульфаламидных препаратов нарушается биосинтез витамина К бактериями кишечника. Всасывается витамин К вместе с жирами преимущественно в лимфатическую систему. При внутремышечном введении мышам меченого по углероду витамина К наблюдали быстрое выделение радиоактивного нафтохинона и только небольшая часть его задерживалась в крови в течении 15 часов после инъекции. Наибольшее количество витамина К депонировалось в печени и ретикуло-эндотиальной системе.
Установлено,что витамин К принимает участие в свертывании крови через образование в печени белка - тромботропина, необходимого для образования из протромбина тромбина, способствующего превращению фибриногена в фибрин.
В связи с тем, что витамин К широко распространён в растительных организмах,где участие его как важнейшего фактора свёртывания крови возник вопрос:не выполняет ли витамин К какую-либо ещё важную роль. Оказалось,что витамин К играет большую роль в биологическом окислении. Перенос электронов от восстановленного ДПН-Н (кофермент - простетическая группа фермента, принимающая активное участие в обмене) на молекулярный кислород через систему цитохромов осуществляется витамином К3.Фермент, в котором этот витамин является простетической группой, получил название менадион-редуктазы в отличие от хитон-редуктазы, найденной в порохе. Кроме того,была установлена роль витамина К в процессах фосфорилирования только на свету в анаэробных условиях, в присутствии аскорбиновой кислоты, ионов магния и рибофлавина (витамина В2).
Из организма витамин К выделяется с мочой в соединении с глюкороновой кислотой.
ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕПАРАТОВ ВИТАМИНА К.
Витамин К назначают внутрь в виде порошка и таблеток, а для инъекций в настоящее время в лечебной практике используют 0,3% раствор витамина К.Эмульсия, содержащая 20мг витамина в 1мл, введённая в организм, восстанавливает в течение 24 часов полностью содержание протромбина в крови. Водорастворимый препарат - бисульфитное производное витамина К - викасол используется в таблетках, содержащих 10-15 мг препарата.
АНТИВИТАМИНЫ К.
В 1952 г. М.Д.Машковский обнаружил, что дикумарин понижает прочность каппиляров и вызывает мелкие кровоизлияния. Б.А.Кудряшов показал, что введение 0,5мг дикумарина снижает прочность каппиляров на 35%.
Введение 15-20 мг викасола снимало это вредное действие дикумарина. Естественным антикоагулянтом, т.е. антагонистом витамина К является гепарин -гетерополисахарид, вырабатываемый в тканях печени и лёгких, он задерживает процесс превращения протромбина в тромбин, что способствует замедлению процесса свёртывания крови.
Таким образом, дикумарин и гепарин являются антикоагулянтами и находят широкое применение в практике при повышенной свёртываемости крови, которая нередко приводит к возникновению инфарктов вследствии
образования тромбов. Окисляется дикумарин в тканях и выводится с мочой в виде эфиров с глюкороновой кислотой - глюкоронидов.
ВИТАМИН Е - ТОКОФЕРОЛ (антистерильный).
Витамин Е был открыт Ивансом в 1921 г. В опытах на крысах, кормленных синтетической диетой, состоящей 54% кукурузного крахмала, казеина,15% свиного сала,9% сливочного масла,4% солевой смеси и 5% сухих пивных дрожжей, он установил, что крысы, содержащиеся на такой диете, не донашивали плод. Добавление к диете рыбьего жира, сока апельсинов, сухих дрожжей не давало положительных результатов. Однако добавление большого количества сливочного масла восстанавливала нормальную плодовитость крыс. Аналогичное положительное действие оказывали и листья салата. Добавочный пищевой фактор Мур назвал витамином Е - витамином размножения, так как он способствует нормальной фиксации оплодотворённого яйца, и плод развивается нормально.
В 1936г. Ивансу удалось выделить из масла зародышевой части пшеницы вещество, обладающее Е-Витаминной активностью. После гидролиза этого вещества появляется свободный витамин Е, который получил название б - токоферола (tacos - роды,phero - производить).
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Витамин Е или токоферол, представляет собой маслянистую жидкость желтоватого цвета. Каррер в 1938 г. получил б - токоферол синтетически из триметилгидрохинона и фенилбромида.
В настоящее время получено 7 различных токоферолов, незначительно отличающихся один от другого расположением метильных групп в хромановом ядре.
Спектры поглощения токоферолов очень близки и находятся в областях максимума, равного 292-298m.
Токоферолы растворяются в бензоле, спирте и других жидкорастворителях.б - Токоферол обладает в два раза большей активностью по сравнению с б - токоферолом. Содержание в зародышах зерен пшеницы б - токоферола составляет свыше 58% от общего количества токоферолов.
Витамин Е не синтезируется в организме животных и поэтому он обязательно должен быть в продуктах питания. Усиленный синтез витамина Е происходит в листьях молодых злаков, особенно в пшенице.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ Е.
Потребность в этом витамине зависит в значительной мере от диеты. Наличие в еде большого количества белков и жиров увеличивает, потребность в витамине Е.Потребность в этом витамине зависит, и от пола животных - у самцов в 1 выше, чем у самок. Особенно нуждаются в витамине Е птицы. Взрослому человеку в день нужно 100 мг. витамина Е.
Основным источником витамина Е в пище является молоко, в котором содержится в среднем 0,12 мг. на100 мл. Особенно богато витамином молоко в летний период при пастбищном содержании скота.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКОФЕРОЛОВ.
Витамин Е - токоферол - крайне необходим для нормального обмена веществ в мышечной ткани. При недостатке этого витамина наступает, атрофия мышечной ткани вследствие резкого снижения содержания сократительного белка мышц - миозина и замены его инертным белком коллагеном. Кроме того, этот витамин необходим для процесса синтеза креатина из гликоциамина и для реакции фосфорилирования креатина и образования фосфокреатина - одного из компонентов участвующих в сокращении мышечного волокна. Витамин Е имеет отношение и к синтезу ацетилхолина, так как при недостатке этого витамина не происходит реакция ацетилирования.
Установлено, что витамин Е связывает протромбин и тем самым замедляет свёртывание крови, а поэтому лицам, страдающим тромбоэмболической болезнью, рекомендуется использовать его в качестве лечебного средства. б- Токоферол предупреждает гемолиз эритроцитов. Аналогичное действие оказывают и эфиры б - токоферола.
При недостатке витамина Е нарушаются окислительные процессы, и содержание гликогена в печени падает.
Нарушается и минеральный обмен, особенно обмен кальция и фосфора. В мышце сердца Е-витаминозных кроликов содержалось очень много неорганического фосфора вследствии нарушения фосфорилирования креатина.
Витамин Е оказывает положительное влияние на накопление витамина А в печени, по-видимому, ускоряя превращение каротина в витамин А.Витамин Е необходим для нормального окисления жирных кислот.
Таким образом, исследованиями последних лет установлено, что витамин Е играет большую роль в процессах обмена белков, жиров, углеводов, а также минеральных солей.
Витамин Е усваивается организмом не полностью. Неиспользованый токоферол подвергается распаду и выводится с калом и мочой. Меченный по углероду токоферолсукцинат, введённый внутремышечно, обнаружен в моче.
Витамин Е содержится почти во всех органах, особено много витамина в печени, жировой ткани, кровянных шариках. Много токоферола в желтках куриных яиц. -,-,-Тококоферолы не переходят друг в друга, а подвергаются распаду до конечных продуктов. Наибольшее количества в тканях б - токоферола. В крови, например, содержание токоферолов, равно 1,2-2%.При скармливании животным 100мг б - токоферола максимальное его содержание наблюдается в крови через 4 часа.
По содержанию витамина Е в крови можно судить о насыщенности организма этим витамином.
ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИНА Е.
Витамин Е находит широкое применение в лечебной практике при дегенеративных и воспалительных изменениях в сетчатке глаза. Что касается приенения этого витамина для борьбы с бесплодием у человека, то данные по этому вопросу разноречивы.
Выпускается витамин Е в виде масла из зародышей пшеницы. В 1мл содержится 3г витамина. В последнее время используют как источник витамина Е масло облепихи, в котором содержится 110-165мг% витамина Е.
АНТАГОНИСТЫ ВИТАМИНА Е.
К числу антагонистов витамина Е относятся химические вещества самой различной природы - пиридин, четырёххлористый углерод, сульфаниламидные препараты и насыщенные жирные кислоты.
Сильное Е-витаминное действие оказывает рыбьий жир. При добавлении его в пищу у свиней наступает некроз печени и дистрофия мышц, легко предупреждаемые введением витамина Е.
