Как уже говорилось ранее, витамины разделяются на жирорастворимые и водорастворимые. К числу водорастворимых относятся витамины группы В (В1,В2,В6,В12,В13,В15) и витаминыС, Р, РР и др.
ВИТАМИН В1 - ТИАМИН (антиневрический).
Ещё в конце прошлого века было установлено, что питание преимущественно очищеным рисом приводит к болезни (бери-бери), характеризующейся поражением центральной и периферической нервной системы. Как оказалось, причиной такого состояния является отсутствие в пище вещества, находящегося в оболочке рисового зерна, так как добавление в пищу рисовых отрубей предупреждало возникновение болезни. В 1912 г. польский учёный Функ выделил из отрубей риса препарат, 9,4мг которого было достаточно для излечения полиневрита у голубей.
Виндаус выделил из отрубей химически чистое вещество, 2,4мг которого было достаточно для излечения полиневрита у голубей.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И СВОЙСТВА ВИТАМИНА В1.
Химическая формула витамина В1 в 1935г. была установлена Вильямсом.
Витамин В1 - белый кристаллический порошок, хорошо растворяется в воде, слабее в метиловом и этиловом спиртах, неустойчив в щелочной среде, при действии окислителя превращается в тиохром.
Витамин В1 широко распространён в природе, содержится главным образом в злаках, оболочка зерен которых богата этим витамином. Высшие и низшие растения синтезируют витамин В1 в значительных количествах. Особенно много витамина В1 содержится в дрожжах, откуда его и получают.
В настоящее время витамин В1 получают на химико-фармацептических заводах синтетически.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ В1.
В зависимости от состояния оргавнизма, возраста и характера работы человека суточная потребность в витамине В1 изменяется от 1 до 3 мг. Несмотря на незначительную суточную потребность в витамине В1,его отсутствие серьёзно отразится на жизнедеятельности организма.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА В1.
Ещё в 1933 г. Питерс заметил, что мозговая ткань авитаминозных голубей потребляет значительно меньше кислорода, чем ткань нормально питающихся. Изучая химический состав мозга у голубей с явлением пилоневрита, он обнаружил в нём большое содержание пировиноградной кислоты. Впоследствии оказалось, что пировиноградная кислота в мозгу В-авитоминозных голубей не окисляется и, очевидно, витамин В1 имеет к этому процессу какое-то отношение. Добавление к ткани мозга авитаминозных голубей витамина В1 приводило к усилению тканевого дыхания и исчезновению пировиноградной кислоты.
Ломан и Шустер в 1937 г. показали, что фермент, участвующий в распаде пировиноградной кислоты, содержит в своём составе фосфорное производное витамина В1.
Витамин В1,попадая в ткани и, в частности, в мозг, подвергается фосфорилированию. Этот процесс происходит при участии аденозинтрифосфата, являющегося донатором фосфорной кислоты.
В дальнейшем оказалось, что для окисления пировиноградной кислоты требуется два фермента. Один фермент, в котором коферментом является только пирофосфат витамина В1,расщепляет пировоноградную кислоту с образованием уксусного альдегида и углекислого газа (с низших растений); другой фермент, который содержит в качестве кофермента витамин В1,соединённый с липоевой кислотой (липотиаминпирофосфат), способствует окислительному декарбоксинированию пировиноградной кислоты с образованием из неё уксусной кислоты (в тканях человека и животных).
Витман В1 оказывает большое влияние на условнорефлекторую деятельность. При недостатке витамина В1 - тиамина - снижается условнорефлекторная деятельность, а при избыточном поступлении этого витамина наблюдается противоположное явление-повышение условнорефлекторной деятельности.
В норме содержание витамина В1 в крови равно в среднем 0,8 в 100мл. Показателем насыщенности витамином В1 может служить и содержание пировиноградной кислоты в крови, так как при недостатке витамина в ней накапливается пировиноградная кислота.
В опытах с введением меченого витамина В1 во всех анализируемых тканях был обнаружен меченый тиамин:
в мышцах - 16,35% всей радиоактивности, в семенниках - 2,3%,в почках - 1,05%,в печени - 1,07%,в сердце - 0,97%, в мозгу - 0,66%,в лёгком - 0,36%.При введении человеку внутрь 5 мг. витамина этого количества выделяется с калом. Установлено также, что витамин В1 синтезируют населяющие кишечник микроорганизмы.
ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИНА В1.
Витамин В1 в виде хлороводородной или бромистовой солей находит широкое применение при заболеваниях центральной нервной системы, но главным образом при невритах - воспаление периферических нервов. Выпускается в виде таблеток, порошка и в ампулах для внутревенных, подкожных, внутримышечных инекций.
АНТИВИТАМИНЫ В1.
В 1944 г. в СССР было синтезировано соединение окситиамин, близкое по структуре к витамину В1,но отличающееся от него тем, что вместо аминогруппы в нём имеется оксигруппа.
Второе вещество, обладающее антивитаминным действием было названо пиритиамином, так как в его молекуле вместо тиазолового кольца имеется пиридиновое.
Оба эти соединения, имея близкое химическое строение с витамином В1,конкурируют с ним, вытесняя его из соединения с белком, благодаря чему активный фермент не образуется и обмен углеводов нарушается.
ВИТАМИН В2 - РИБОФЛАВИН (антисеборейный).
Витамин В2 является одним из витаминов группы В.
Характерными признаками недостаточности витамина В2 в пище являются: ангулярный стоматит и себорея лица, интерсциальный кератит, мышечная слабость и другие симптомы. Шелушение кожи чаще всего наблюдается в углах глаз, рта и на мочках ушей. Совокупность этих симптомов называют арибофламинозом.
В 1933 г. Кун выделил этот витамин из сыворотки молока и дал ему название лактофлавина, так как он жёлтого цвета (lactum - молоко,flavum - жёлтый). Несколько позже этот витамин был выделен из печени, дрожжей, цветов одуванчика, солода и др.
В1935 г. Каррер синтезировал ряд производных лактофлавина, из которых 6,7-диметил-9-рибитил-изоаллоксазин вполне идентичен по своим биолгическим и физическим свойствам витамину В2,выделенному из естественных продуктов.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И СВОЙСТВА ВИТАМИНА В2.
Витамин В2 является производным изоаллоксина.
Витамин В2 имеет жёлтую окраску, горький на вкус, плохо растворим в воде и спирте. Водные и спиртовые растворы рибофлавина дают зеленовато-жёлтую окраску с зелёной флюорисценцией. Витамин В2 в кислой и нейтральной среде, в щелочной среде разрушается. Температура плавления 292-293 градусов, максимумы спектров поглощения находятся в области 450,375,260 и 225m.
Рибофлавин легко восстанавливается гидросульфитом, цинковой пылью или водородом, при этом к нему присоединяются два атома водорода и он переходит в бесцветное соединение (лейкоформу). При действии света в щелочной среде из рибофлавина образуется люмифлавин, а в кислой - люмихром.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ В2.
Суточная потребность взрослого человека в витамине В2 составляет 2 мг. Лечебные дозы от 5 до 10 мг.
БИОСИНТЕЗ ВИТАМИНА В2.
В настоящее время рибофлавин получают синтетически по методу, разработанному советским учёным Н.А.Преображенским. В природных условиях витамин В2 синтезируется в организме высших и низших растений, особенно интенсивно синтезируют его многочисленные виды грибов и дрожжей.
Жвачные животные не нуждаются в поступлении витамина В2 с пищей, так как в их кишечнике многие микроорганизмы синтезируют этот витамин.
В опытах с применением меченой глюкозы, уксусной и муравьиной кислот доказано образование меченого рибофлавина-витамина В2.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА В2.
При недостатке в пище витамина В2 наблюдается нарушение обмена веществ в тканях организма, так как не образуется фермент, в котром простетической группой является фосфорилированный витамин В2.
Витамин В2 находится во всех тканях животных, но наиболее богаты им сердце, печень и почки. В мозгу и скелетных мышцах содержится витамина в 6-10 раз меньше, чем в печени.
Выделяется витамин В2 главным образом с мочой в количестве 0,5-0,8 мг. за сутки. Уровень выделения этого витамина находится в прямой зависимости от поступления его с пищей.
ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИНА В2.
Витамин В2 применяют при коньюктивитах, язвах роговицы, при трофических язвах, нарушений функций кишечника.
Выпускают в виде таблеток, драже и порошков содержащих по 2 мг. витамина.
АНТИВИТАМИНЫ В2.
Если в молекуле витамина В2 заменить метильные группы на атомы хлора, т.е. получить 6,7-дихлоррибофлавин, то это вещество будет обладать антивитаминными свойствами. Если вместо остатка спирта рибитола к азоту присоединить метильную группу, то получится соединение люмифлавин. Оба эти вещества похожи на витамин В2,но имеются небольшие отличия, поэтому они конкурируют с витамином В2 за соединение с белком. Получается комплекс белка с антивитамином, который не обладает биологической активностью, т.е. ферментом.
ВИТАМИН В6 - ПИРИДОКСИН (антидерматитный).
В 1926г. Гольбергер в опытах на крысах, кормленных искусственно составленной диетой, обнаружил явление дерматита (воспаление кожи), который не излечивался ни витамином В1,ни витамином В2,но хорошо поддавался лечению добавлением к пище дрожжей. На основании этого им был сделан вывод, что в дрожжах содержится ещё какой-то витамин, крайне необходимый для нормальной жизни крыс. Его назвали ”крысиный” фактор. Позже было доказано, что этот витамин необходим также для других животных и человека.
Кун и В.В.Ефремов и др. в 1937-1939 гг. выделили из дрожей это вещество, определили его природу и назвали витамином В6.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И СВОЙСТВА ВИТАМИНА В6.
По своей природе витамин В6 является производным пиридина. Витамин В6 - белый кристаллический порошок, растворим в воде и спирте, но плохо растворим в эфире и хлороформе. Он имеет температуру плавления 160,обладает горьким вкусом. Максимумы спектров поглощения находятся в области 358,297,326 m.Из водных растворов витамин В6 осаждается фосфорно-вольфрамовой кислотой.
Растворы витамина В6 устойчивы к кипячению как в кислотах, так и в щелочах.
Придоксин, пиридоксаль и пиридоксамин переходят друг в друга и все являются биологически активными.
Получение витамина В6 из естественных продуктов оказалось делом очень трудоёмким, поэтому более рационально получать его синтетическим способом на химико-фармацептических заводах.
Биосинтез витамина В6 осуществляется высшими и низшими растениями, при этом важную роль в биосинтезе этого витамина играет свет, так как этиолированые растения, выращеные в темноте, синтезируют значительно меньше витамина. Особено интенсивно витамин В6 синтезируется дрожжевыми клетками.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ В6.
Суточная потребность в витамине В6 определяется в 2 мг. С лечебной целью применяются дозы 100 мг. Большие дозы являются токсичными. У разных животных потребность в витамине В6 неодинакова.
В крови человека содержится в среднем 1,6 мкг. (микрограмм) витамина В6 на 100 мл. Наиболее богата витамимином В6 ткань печени. В 1 г. ткани печени содержится 6,2 мкг., в скелетных мышцах - 6,1 мкг., почках - 4,5 мкг., сердце - 3,7 мкг. В 1 л. свежего коровьего молока содержится в среднем 0,73 мг.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА В6.
Исследованиями было установлено, что недостаток витамина В6 ведёт к явлениям дерматита - к воспалительным процессам кожи.
Впоследствии оказалось, что недостаток витамина вызывает дегенеративные изменения в пирамидальных клетках центральной нервной системы - наступают судорожные припадки. Кроме того, наблюдалась жировая атрофия мышечной ткани.
Установлено, что недостаток витамина В6 вызывает так называемую микроцитарную анемию (малокровие), при этом число эритроцитов в крови резко увеличивается, а количество гемоглобина падает.
Витамин В6 играет важную роль в обмене аминокислот, так как входит в состав ферментных систем, участвующих в процессе переаминирования и декарбоксилирования аминокислот. Вначале пиридоксин окисляется в пиродоксаль, затем при участии аденозинтрифосфата фосфорилируется, вступает в комплекс с белком, образуя ферментные системы.
Установлено, что витаминная активность В6 зависит в его молекуле свободных гидроксилов. Замена гидроксильной группы в молекуле витамина В6 на атом водорода даёт соединение с антивитаминными свойствами.
Замена гидроксила на аминогруппу также лишает препарат активности.
Доказательством того, что эти вещества оказывают антивитаминное действие, являются опыты на куриных эмбрионах. При введении 1 мг. 4-дезоксипиридоксина в яйцо после его оплодотворения эмбрион погибает. Наиболее утойчивым органом к антивитамину В6 является сердце, что биологически вполне оправдано, так как ферментные системы мышцы сердца всё время должны быть в активном состоянии.
Основная масса витамина В6 (около 90%) выделяется с мочой в виде 4-пиридоксовой кислоты, около 8% - в виде смеси пиридоксаля с пиридоксином и 4% - в неизменном виде.
ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИНА В6.
Витамин В6 применяется при нарушениях деятельности центральной нервной системы, при пеллагре и хорее, дерматитах, токсикозах беременных и других заболеваниях. Выпускают витамин В6 в виде 1%,2,5% и 5% растворов.
ВИТАМИН В12 - ЦИАНОКОБАЛИН.
В середине XIX столетия была описана болезнь, известная под названием пернициозной анемии или болезни Аддисона-Бирмера, которая характеризовалась атрофией слизистой облочки желудка и наличием в крови незрелых, больших по размеру,красных кровяных шариков. Эту болезнь считали инфекционной и долгое время не находили эффективных средств лечения. В 1926 г. было установлено, что сырая печень, которую стали давать
малокровным больным, значительно улучшила состав крови. Таким образом, оказалось что пернициозная - злокачественная - анемия вследствии недостатка в пище какого-то нового фактора.
Кастл предполагал, что болезнь вызывается отсутствием двух факторов - “внешнего”, который содержится в пищевых продуктах - яйцах, мясе, печени и “внутреннего”, образующегося в слизистой оболочке желудка.
В 1948 г. фактор, названный Кастлом “внешним”, был выделен из печени в кристаллическом виде; он оказался сложным соединением, близким по структуре к геминам крови содержащим кобальт. Он получил название витамина В12 или цианокобалина.
Было установлено, что витамин В12 поступающий с пищевыми веществами, предохраняется от разрушения
в кишечнике благодаря тому, что он соединяется с “внутренним” фактором Кастла, природа которого также была выявлена. Он оказался мукопротеином - белком, находящимся в желудочном соке здорового человека и содержащим в своём составе 11-12% гексозамина. Этот фактор был найден также в желтке яиц, в молоке и других пищевых продуктах.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И СВОЙСТВА ВИТАМИНА В12.
Химическая природа витамина В12 была установлена в 1955 г. Он оказался самым сложным из всех витаминов с молекулярным весом 1356.
Витамин В12 растворяется в воде и спирте, нерастворим в эфире. Его кристаллы темно-красного цвета благодаря наличию атома кобальта. Витамин В12 не имеет вкуса и запаха. При действии различных восстановителей- цистеина и др. - розовая окраска переходит в коричневую. Разлагается без видимой точки плавления при температуре порядка 300.Оптически активен. Спектр поглощения водного раствора витамина В12 характеризуется максимум в области 278,361 и 548 m.Ионы железа стабилизуруют чистый В12 при нагревании.
Витамин В12 состоит из двух частей: порфинироподобной и нуклеитидной, содержащей 5-6-диметилбензидазол.
Характерной особенностью хлороформной (пигментной) части является наличие атома кобальта и цианогруппы, образующих координационый комплекс. Витамин В12 имеет большое сходство с гемом гемоглобина, с хлорофиллом, так как содержит пиррольные кольца, но вместо свободных уксусной и пропионовой кислот имеются их амиды.
В настоящее время известны витамин В12a и В12b - оксиколабины, отличающеся от В12 тем, что вместо группы CN имеется гидроксил, а также витамин В12с - нитрикобалиамин, отличающийся от витамина В12 тем, что в его молекуле вместо CN имеется нитрогруппа.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНЕ В12.
Суточная потребность в витамине В12 обычно выражается крайне незначительной величиной 10-12 (Гамма).
Одна гамма составляет одну миллионую часть грамма, и обозначается как микрограмм (1 мкг.), однако эти дозы вполне обеспечивают нормальное течение процесса обмена веществ. При малокровии дозы этого витамина до 1 (до 1 мг.).
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА В12.
Биохимическая роль витамина В12 очень многогранна, но основная роль витамина В12 заключается в синтезе нуклеиновых групп при превращении гомоцистеина в метионин, а оксиэтиламина в холин, являющихся липотропными факторами.
Витамин В12 принимает участие и в реакции ацетилиривакоэнзима А, ускоряя процесс биологического окисления уксусной и пировиноградной кислот.
Введение витамина В12 приводит к уменьшению содержания сахара в крови вследствии усиления окисления глюкозы в тканях. В 1948 г. было доказано положительное действие этого витамина на синтез пуриновых пиримидиновых оснований, т.е. на синтез рибонуклеиновой дезоксирибонуклеиновой кислот.
Предполагают, что витамин В12 способствует превращению глюкозы в дезоксирибозу. Источником в этом случае служат некоторые аминокислоты - глицин, глютаминовая и метионин.
Витамин В12 способствует накоплению жира у животных, ускоряя превращение аминокислот в глюкозу, которая переходит в жир.
Витамин В12 участвует в превращении каротина в витамин А и отложении последнего в печени, он обезвреживает никотиновую кислоту путём её метилирования с образовнием метилникотина.
ПРИМЕНЕНИЕ ВИТАМИНА В12.
В лечебной практике витамин В12 используется главным образом при резком малокровии, а также при заболеваниях печени, при полиневритах.
Выпускается витамин В12 в ампулах с различной дозировкой от 100 до 1000 в 1 мл. Вводится он или подкожно, или внутревенно, или внутремышечно.
ВИТАМИН РР - НИКОТИНАМИД (антипеллагрический).
Ещё в ХVII веке было известно заболевание кожи, которая становилась шершавой, а на открытых местах приобретают тёмную окраску. Эта болезнь была распространена там, где население питалось исключительно кукурузой (Испания, Италия, Румыния и некоторые другие страны.). Считали, что эта болезнь называемая пеллагрой, вызывается интоксикацией, но в 1914 г. Функ высказал предположение, что возникновение этой болезни зависит от отсутствия в пище какого-то нового витамина. Гольдеберг с сотрудниками подтвердил это предположение, показав на опытах, что от этой болезни можно излечить добавлением к пище дрожжей и молока. Несколько позже и из печени был выделен препарат, который также предупреждал возникновение пеллагры, характеризующейся поражением кожи, нервной системы и желудочно-кишечного тракта.
