Витамины.

Вопросы:

1.История развития учения о витаминах 1

2.Роль витаминов в жизнедеятельности растений, человека и животных 3

3.Классификация и номенклатура витаминов 6

4.Характеристика важнейших витаминов 7

4.1Водорастворимые витамины. 7

4.1.1Витамин В1 7

4.1.2Витамин В2 (рибофлавин). 7

4.1.3Витамин РР 8

4.1.4Витамин В6 9

4.1.5Витамин Вс 9

4.1.6Витамин В3 10

4.1.7Витамин В12 10

4.1.8Витамин С 11

4.1.9Витамин Р 11

4.1.10Инозит. 12

4.1.11Биотин (Н) 12

4.2Жирорастворимые витамины. 13

4.2.1Витамин А 13

4.2.2Витамин Д 14

4.2.3Витамин Е 14

4.2.4Витамин К 15

4.3Витаминоподобные вещества. 16

4.3.1Парааминобензойная (ПАБК). 16

4.3.2S-метилметионин (U). 16

4.3.3Витамин F 17

4.3.4Витамин N 17

4.3.5Витамин В13 18

4.3.6Витамин В15 18

5.Получение лекарственных препаратов витаминов 18

6.Антивитамины 19

Дополнительная литература:

Витамины. Под ред. Смирнова. -М.1964.

Обербайль К. Витамины целители. /Пер. с нем. С. Барича. И. Лившиц. Спутники нашего здоровья./ - Мн.: Парадокс, 1997. - 448 с.

Шаров Н.П. Витамины и их значение. 1989.

Карл Лоу. Все о витаминах. М. 1995.

Петровский К.С. и др. витамины круглый год. 1986.

Матусис И.И. Витамины и антивитамины. 1975.

Владиславский О твоем питании человек. М. 1990.

Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, которые необходимы живым организмам в небольших количествах, являются незаменимыми компонентами пищи или корма, обеспечивают нормальное протекание биохимических и физиологических процессов путем участия в регуляции метаблизма .

Витамины не включаются в структуру тканей и не являются энергетическими веществами - этим объясняется низкая потребность в них. Несмотря на это они оказывают существенное воздействие на белковый, углеводный, липидный, минеральный обмен, улучшают использование всех питательных веществ, состояние здоровья человека и животных, способствуют повышению их продуктивности.

1. История развития учения о витаминах

1490 г. Во время путешествия Васко де Гамо из Португалии в Индию из команды моряков 160 человек выжило 60, 100 убила цинга.

1519-1522 г. путешествие Магелана. Из 265 человек 248 погибли от цинги.

1535 г. Мак Кортье узнал от американских индейцев, что цингу можно излечить чаем из коры и иголок хвойных деревьев. Американская сосна, из хвои которой готовили отвар, считалось деревом жизни.

1741 г. Витус Беринг погиб от цинги при покарении Севера.

1914 г. Г.Я.Седов погиб по тойже причине.

В XVI веке настои и отвары трав на Руси использовали как противо цинговое средство. В XVII веке знали о лечебных свойствах шиповника. В борьбе с куриной слепотой использовали печень белого медведя и рибий жир.

Петр I требовал сбора трав для моряков.

1753 г. Джеймс Линд (шотл. врач) написал "Трактат о цинге". Изучал причину заболевания. 20 больным давал сидор, разбавленную серную кислоту, морскую воду, уксус, лекарства, а двоим апельсины и лимоны (последние выздоровели).

В XVIII ст. европейцы поняли, что цингой можно бороться диетой. В начале ХХ в. сотни тысяч жителей Египта, Румынии, Италии, юж.США болели пилагрой. До 90% детей рабочих окраин Вены, Лондона, Нью-Иорка, Москвы страдали рахитом.

60-70 г. ХIII ст. Джеймс Кук при длительном путешествии из Англии в Акианию загружал трюмы свежими продуктами и квашеной капустой. Не только не болели простудой, но и цингой. Имели характер массовых эпидемий.

1795 г. Адмиралтейство Англии обязало капитанов давать морякам липовый сок.

1872 г. плавание 272 дня, 276 членов экипажа, 169 заболели Бери-Бери, 25 умерло.

18 сентября 1880 г . 26 летний врач Николай Иванович Лунин на заседании медицинского Совета г.Юрьева защищал диссертацию "О значении неорганических солей для питания животных ". Использовал для кормления мышей диету составленную из козеина, молочного сахара. жира, очищенную от минеральных веществ - погибали через 11-21 день; при добавлении смеси минеральных веществ погибали через 20-30 дней. Вывод: "Из этого следует, что в молоке, помимо козеина, жира, молочного сахара. солей содержатся еще другие вещества незаменимые для питания".

Через 17 лет (1897 г .)были опубликованы работы Кристиана Эйкмана (голландский военный врач работавший в 1890-1899гг. в госпитале на острове Ява). Кормил кур из кухни госпиталя, появлялось похожее на Бери-бери заболевание. Выдвигал теории болезни: 1-я - инфекционная: заразил кур выделениями больных остались здоровыми; 2-й опыт: кормил полированным рисом; 3-й опыт: к рису добавлял отруби.

1911 г . Казимир Функ (польский биохимик) при проверке опытов Эйкмана (предполагал недостаток белков) выделил из рисовых отрубей кристаллический препарат, излечивающий голубей от бери-бери. Назвал его vitamin . В 1914 написал книгу "Витамины ", где впервые дал понятие о авитаминозе .

Гопкинс (анг. биохимик) проводил опыты как и Лунин, предположил, что эти вещества следует отнести к катализаторам.

1922 г. Гопкинс и Эйкман были удостоены Нобелевской премии за исследования в области ферментологии.

1918 г. открыт витамин D.

В 20 х годах открыты витамины E, В ­­12 , С. Позже в 50-х открыты липоевая, пангамовая, витамин U. (Матусис, 1975). Т.о. только в ХХ в. благодаря изучению витаминов была выяснена причина таких болезней как цинга, полиневрит, рахит, пеллагра, куриная слепота, и др.

Что такое витамины и «с чем их едят» — знает каждый, а вот кто открыл витамины — вряд ли.

Оказывается, еще в XVIII веке было замечено интересное совпадение: во время кругосветных путешествий моряки, которые употребляли в пищу цитрусовые, не заболевали цингой. Позже этот факт взяли на заметку, и с 1795 года цитрусовые стали обязательной добавкой к рациону британских моряков. В это же время ученые всего мира активно начали поиск веществ, которые продлевают жизнь человеку.

Результата пришлось ждать почти целый век. В 1880 году наш соотечественник Николай Лунин впервые высказал мысль о существовании незаменимых для питания веществ, ранее не известных науке. В рамках своего исследования он выяснил, что, если поить мышей коровьим молоком, то они будут активно развиваться, а если давать искусственное молоко, состоящее из казеина, жира, молочного сахара и солей, — то они погибнут. Стало очевидно, что в натуральном молоке, помимо жиров, белков и углеводов, содержатся и другие вещества, незаменимые для питания, но какие — по-прежнему оставалось большой загадкой.

В 1889 году уже голландский врач Христиан Эйкман сделал еще одно маленькое открытие: если кур кормить очищенным отварным рисом, то они заболевают бери-бери (вид авитаминоза), а если в корм добавлять рисовые отруби — излечиваются. Эта закономерность оказалась верна и для людей. Так, во времена расцвета английских колоний в Восточной Азии практически все прибывшие туда англичане заболевали бери-бери, в то время как местные жители чувствовали себя прекрасно. Ученые объяснили этот факт тем, что аборигены ели неочищенный рис, а англичане, будучи народом цивилизованным, только в очищенном виде. Биохимик Казимеж Функ выделил из рисовых отрубей целебное вещество и назвал его - vitamin (витамин). Так был открыт первый витамин — B 1 .

Современной науке сегодня известно около двух десятков витаминов. На основании их физико-химических свойств и характера распространения в природе ученые поделили их на водорастворимые (витамин С и группа витаминов В) и жирорастворимые (витамины A, D, Е и К). Деление не случайно: оно помогает отыскать источники получения витаминов в природе и понять, как происходит их всасывание в кишечнике. Большинство витаминов не синтезируются в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Причиной недостаточного усвоения витаминов различных групп может стать злоупотребление лекарствами и алкогольными напитками, жареной или приготовленной во фритюре пищей, а также курение, возрастные изменения в организме и др.

КТО ВЫ , ГОСПОДИН К?

Самым малоизученным среди органических веществ считался до последнего времени витамин К. Именно с ним связаны потрясающие открытия последних лет в области витаминологии, и это при том, что группа витаминов К была открыта еще в начале XX века.

В 1929 году датский ученый Хенрик Дам, проводя опыты на цыплятах, обнаружил, что злаковые зерна содержат вещества, которые способствуют увеличению свертываемости крови. За этими компонентами и закрепилось название — витамины К (coogulations vitamin - витамины коагуляции). Однако на рубеже второго тысячелетия «господин К» предстал в совершенно ином свете: ученые доказали, что витамин необходим для костной ткани. В нашем организме он выполняет функцию «регулировщика» кальция, направляя микроэлемент туда, где он нужен, и забирая оттуда, где его быть не должно.

Таким образом, витамин К является важнейшим компонентом в организме человека, его нехватка может вызывать окостенение хрящей и отложение солей на стенках артериальных сосудов. Витамин К синтезируется в организме безвредным штаммом кишечной палочки. Дефицит этого витамина может проявляться при дисбактериозе.

В больших количествах витамин К содержат: шпинат, белокочанная и цветная капуста, брокколи, крапива, пшеничные отруби, злаки, авокадо, киви, бананы, коровье молоко, яйца, соя, оливковое масло. Важно помнить, что витамин способствует увеличению тромбоцитов и вязкости крови, поэтому его переизбыток противопоказан людям, страдающим варикозом, тромбофлебитом, мигренями, а также людям с повышенным уровнем холестерина.

«Лаборатория новинок»

Все, вероятно, знают, что витамины – это необходимая часть пищи. Часто говорят: «Это пища полезная, в ней много витаминов». Но немногим точно известно, что такое витамины, как они были открыты, в каких продуктах содержаться, какое значение имеют для нашего здоровья.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Региональная научно-практическая конференция школьников «Биологические науки: прошлое, настоящее, будущее»

Направление: история биологии

История открытия витаминов

Самуткина Анна, 3 класс

Бимская средняя общеобразовательная школа

Научный руководитель:

учитель биологии первой категории

Самуткина Елена Геннадьевна

Елабуга 2012 г.

Введение………………………………………………………………..2

Основная часть

История открытия витаминов…………………………………3

Понятие витаминов…………………………………………….5

Что нужно знать о витаминах…………………………………5

Заключение …………………………………………………………...9

Используемая литература……………………………………………10

Введение

Каждый человек хочет быть здоровым. Здоровье – это богатство, которое нельзя купить за деньги или получить в подарок. Люди сами укрепляют или разрушают то, что дано им природой. В этом играет большую роль питание. В состав пищи, которую мы едим, содержаться различные вещества. К незаменимым, жизненно важным компонентам питания наряду с белками, жирами и углеводами относятся витамины.

Все, вероятно, знают, что витамины – это необходимая часть пищи. Часто говорят: «Это пища полезная, в ней много витаминов». Но немногим точно известно, что такое витамины, как они были открыты, в каких продуктах содержаться, какое значение имеют для нашего здоровья.

Цель:

1. Ознакомиться с историей открытия витаминов;

1. Сформировать общее представление о витаминах;
2. Познакомиться с их классификацией, представителями и значением;

Объект исследования: витамины.

Предмет исследования: история и необходимость употребления витаминов в современном обществе.

Задачи исследования:

1. Узнать историю открытия витаминов.

1. Познакомиться с важнейшими представителями витаминов.
2. Показать значимость витаминов для здоровья человека.

Методы исследования: сравнительно-сопоставительный метод.

Актуальность: Витамины имеют уникальнейшие свойства. Недостаточность витаминов или их полное отсутствие, а также избыток витаминов могут не только неблагоприятно воздействовать на организм человека, но и приводить к развитию тяжелых заболеваний.

Основная часть

История открытия витаминов

Важность некоторых видов еды для предотвращения определенных болезней была известна ещё в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты. Ныне известно, что куриная слепота может вызваться недостатком витамина А.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в рацион различные кислые продукты он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу. В 1753 году Линд опубликовал «Тракт о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу.

Джеймс Кук на практике доказал роль растительной пищи в предотвращении цинги, введя в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. В результате он не потерял от цинги ни одного матроса – неслыханное достижение для того времени. В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков. Это послужило появлением крайне обидной клички матросов – лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.

В 1880 году русский биолог Николай Лунин из Тартуского университета скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В то же время мыши, которых кормили молоком, нормально развивались. В своей диссертационной (дипломной) работе Лунин сделал вывод о существовании какого-то неизвестного вещества, необходимого для жизни в небольших количествах. Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом. Другие учёные не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин использовал тростниковый сахар , в то время как другие исследователи использовали молочный сахар , плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B.

В последующие годы накапливались данные, свидетельствующие о существовании витаминов. Так, в 1889 году голландский врач Христиан Эйкман обнаружил, что куры при питании варёным белым рисом заболевают бери-бери , а при добавлении в пищу рисовых отрубей - излечиваются. Роль неочищенного риса в предотвращении бери-бери у людей открыта в 1905 году Уильямом Флетчером . В 1906 году Фредерик Хопкинс предположил, что помимо белков, жиров, углеводов и т. д. пища содержит ещё какие-то вещества, необходимые для человеческого организма. Последний шаг был сделан в 1911 году польским учёным Казимиром Функом , работавшим в Лондоне . Он выделил кристаллический препарат, небольшое количество которого излечивало бери-бери. Препарат был назван «Витамайн», от латинского vita - «жизнь» и английского amine - « амин », азотсодержащее соединение. Функ высказал предположение, что и другие болезни - цинга , пеллагра , рахит - тоже могут вызываться недостатком каких-то веществ.

В 1920 году Джек Сесиль Драммонд предложил убрать «e» из слова « vitamine », потому что недавно открытый витамин C не содержал аминового компонента. Так витамайны стали витаминами.

В 1929 году Хопкинс и Эйкман за открытие витаминов получили Нобелевскую премию , а Лунин и Функ - не получили. Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта. В 1934 году в Ленинграде состоялась Первая всесоюзная конференция по витаминам, на которую Лунин (ленинградец) не был приглашён.

В 1910-е , 1920-е и 1930 годы были открыты и другие витамины. В 1940 годы была расшифрована химическая структура витаминов.

В Лайнус Полинг , дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал документальные свидетельства об эффективности витамина С. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни. Исследовано и описано свыше 300 биологических функций витамина. Главное, что в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно.

Понятие о витаминах

Витами́ны - группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Витамины содержатся в пище в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам .

Витамины (от лат. vita -«жизнь») - вещества, которые требуются организму для нормальной жизнедеятельности.

Что нужно знать о витаминах

1. При кипячении молока количество содержащихся в нем витаминов значительно снижается.
2. В среднем 9 месяцев в году европейцы употребляют в пищу овощи, выращенные в теплицах или после длительного хранения. Такие продукты имеют более низкий уровень содержания витаминов по сравнению с овощами из открытого грунта.

1. После трех дней хранения продуктов в холодильнике теряется 30% витамина С (при комнатной температуре этот показатель составляет 50%).
2. При термической обработке пищи теряется от 25% до 90-100% витаминов.
3. На свету витамины разрушаются (витамин В 2 очень активно), витамин А подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей.
4. Овощи без кожуры содержат значительно меньше витаминов.
5. Высушивание, замораживание, механическая обработка, хранение в металлической посуде, пастеризация снижают содержание витаминов в исходных продуктах.
6. Содержание витаминов в овощах и фруктах очень широко варьирует в разные сезоны.

Заключение

Все жизненные процессы протекают в организме при непосредственном участии витаминов. Витамины играют важнейшую роль в поддержании иммунитета, т.е. они делают наш организм более устойчивыми к болезням.

Первые основы практической витаминологии были заложены русскими землепроходцами и мореходами. Это были сибирские казаки Ребров, Дежнев, Поярков, Хабаров и другие. Описания жизни и деятельности этих пионеров отечественной географии содержат факты, говорящие об их борьбе со страшным бичом всех путешественников того времени - цингой; а также об использовании в целях профилактики и лечения хвойных растений и
различных трав.

В 1820 г. морской врач П.С. Вишневский в книге «Опыт морской военной гигиены или описание средств, способствующих сохранению здоровья людей, служащих на море» впервые в мире за 60 лет до открытия витаминов высказал мысль о существовании вещества, способствующего правильной жизнедеятельности организма.

В 1880г. Н.И. Лунин впервые доказал, что помимо известных необходимых компонентов пищи - белков, жиров, углеводов, воды и минеральных веществ - нужны какие-то дополнительные вещества, без которых организм не может нормально существовать. Позднее выводы Н.И. Лунина были подтверждены другими учеными. По предложению польского исследователя К. Функа, проводившего опыты по выделению из рисовых
отрубей активного начала (1911-1912 гг.), эти дополнительные факторы пищи были названы витаминами (аминами жизни), поскольку выделенное им из рисовых отрубей вещество содержало аминогруппу. С тех пор термин укоренился в науке, хотя в химической структуре многих витаминов аминогруппа отсутствует.

Используемая литература

1. Журнал «Здоровье», №3, март 2007
2. Школьник Ю.К. Человек. Полная энциклопедия. – М.: Эксмо, 2011.
3. Электронный ресурс: http://www.vitamini.ru/

О пользе витаминов для здоровья человека дети узнают в самом раннем возрасте: практически все родители стараются кормить малышей фруктами и овощами, богами этими веществами, а также покупать витаминизированные драже и соки. Но мало кто знает об истории открытия и изучения витаминов, хотя эта информация весьма познавательна. Из этого материала вы узнаете, кем были открыты витамины, и каково влияние этих органических соединений на организм человека.

Влияние витаминов на здоровье человека: исторические факты

Практически каждому из нас с детства хорошо известно, что повышенное употребление витаминов (в составе пищи, в виде сиропов или таблеток) - это прекрасный способ улучшить свое самочувствие, противостоять простуде или . Само слово «витамины» мы настолько часто употребляем в простой разговорной речи, что даже не задумываемся, как много интересного и важного для сохранения нашего здоровья за ним скрывается. А между тем так было не всегда. Сейчас кажется невероятным, но было время, когда люди не только не знали о пользе витаминов для здоровья человека, но и вообще не подозревали о существовании витаминов и о том, почему они так необходимы нашему организму.

Вплоть до середины XIX века считалось, что в пищевых продуктах содержатся только белки, жиры, углеводы, минеральные соли и вода. Между тем было известно немало случаев, когда люди получали пищу с достаточным содержанием указанных компонентов, но при этом страдали тяжелыми, часто смертельными заболеваниями.

Более чем 1400 лет назад в трудах китайских ученых начинают появляться сведения о множестве болезней, в том числе описание бери-бери - заболевания, которое, как стало известно тринадцатью столетиями позже, развивается в результате отсутствия в пище витамина В. Впрочем, по менее достоверным сведениям, бери-бери была известна гораздо раньше - за 2500 лет до нашей эры.

Не зная о роли витаминов для здоровья человека, жители Древнего Египта страдали от куриной слепоты - проявления недостатка витамина А. И именно у египетских врачей, скорее всего, позаимствовал знаменитый Гиппократ способ лечения этого заболевания: он рекомендовал один-два раза в неделю есть сырую печень в меду.

По свидетельству древнеримского историка Плиния, армия римлян под командованием Цезаря Германика во время похода за Рейн жестоко страдала от заболевания, которое, судя по описанию, было цингой.

Как известно из военной истории, до появления витаминов вообще было немало поражений, причина которых - массовое заболевание войск цингой. Начиная с глубокой древности цинга подстерегала солдат в походах, на поле брани, под стенами осажденных крепостей, в осажденных городах. От нее жестоко пострадали крестоносцы, в 1218 г. напавшие на египетский портовый город Дамьетту. Плохо пришлось от цинги и войскам Людовика IX, осаждавшим Каир в 1268 г., когда Нил вышел из берегов и разливом унесло все запасы провианта.

Цинга веками была зловещим спутником не только воинов сухопутных армий, но и морских путешественников: во время длительных морских походов моряки при достаточных запасах продовольствия были лишены свежих фруктов, овощей и свежего мяса (оно обычно заменялось солониной). Так, в экспедиции Васко де Гама, проложившего путь в Индию вокруг Африки (1497-1499), из-за цинги погибло 60% всего экипажа. Такая же трагическая судьба постигла русского мореплавателя В. Беринга в 1741 г.

Ещё один исторический факт – гибель от цинги 18 марта 1914 г. русского героя-полярника Г.Я. Седова, экспедицию которого традиционно называют «первой русской экспедицией к Северному полюсу».

История появления витаминов: Джеймс Линд и «лимонные бунты»

Из краткой истории витаминов известно, что в 1747 г. шотландский врач Джеймс Линд (James Lind), пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу.

Продолжая свой смелый эксперимент, он ввел в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. Конечно, в этот период об истории открытия витаминов говорить было рано, но в результате употребления вышеперечисленных продуктов во время плавания Линд не потерял от цинги ни одного матроса, что стало неслыханным достижением для того времени!

В 1753 г. Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу. Истории известны даже так называемые «лимонные бунты», во время которых матросы, отказываясь пить лимонный сок, выбрасывали все его запасы за борт.

Только в 1795 г. лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков.

Болезнь бери-бери из-за недостатка витаминов

Какие ещё вехи из краткой истории открытия витаминов наиболее примечательны?

В 1890 г. голландский врач Христиан Эйкман прибыл на остров Ява для работы в тюремном госпитале. Здесь он наблюдал у заключенных страшную болезнь: у больных немели ноги и руки, наступал паралич конечностей. Отсюда само название заболевания - бери-бери, т.е. оковы.

Тогда ещё Эйкман не знал, что болезнь бери-бери возникает из-за недостатка витаминов, но выяснить причину этого заболевания помогло случайное наблюдение врача за курами, гулявшими во дворе тюремной больницы.

Он заметил, что у сидевших в клетках кур, которых кормили очищенным рисом, появлялись признаки болезни бери-бери. Многие из них, в конце концов, погибали. Куры же, которые свободно гуляли по двору, были здоровы, поскольку находили себе самую разнообразную пищу. Какие вещества отсутствовали в очищенном рисе, Эйкман так и не узнал, но после того как врач стал кормить больных птиц неочищенными рисовыми отрубями, болезнь отступила.

Позже было научно доказано, что болезнь бери-бери развивается из-за недостатка витаминов. Таким образов, голландский медик Христиан Эйкман невольно внес свою лепту в историю изучения витаминов.

Кто открыл витамины: Николай Иванович Лунин

Кто сказал, что витамины существуют? Кто открыл витамину, подарив человеку надежду на избавление от многих болезней?

Одним из ученых, который изучал витамины, был русский педиатр Николай Иванович Лунин, который в 1880 г. в своей докторской диссертации «О значении неорганических солей для питания животных» впервые научно обосновал, что витамины существуют.

Ещё не зная о существовании витаминов, Николай Лунин писал: «Невозможно обеспечить жизнь животных белками, жирами, сахаром, солями и водой...»

Основанием для подобных выводов послужил следующий научный опыт. Лунин разделил подопытных мышей на две группы. Одних он кормил всеми известными компонентами коровьего молока: белками, жирами, углеводами, минеральными солями. Другая группа мышей питалась натуральным молоком. Мыши, питавшиеся составными компонентами молока, погибли в течение 2-3 недель. Мыши, которые получали натуральное молоко, чувствовали себя нормально. В результате ученый сделал вывод, что в пище, в частности в молоке, в небольшом количестве содержатся еще не известные, но жизненно необходимые вещества. О том, что это открытие – и есть витамины, Лунин тогда не помышлял.

Вывод Николая Ивановича Лунина о витаминах был принят в штыки научным сообществом. Другие ученые не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный сахар, плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина В.

Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта. Но история неумолимо шла своим чередом, накапливая все больше и больше научных фактов, указывавших на существование витаминов.

В 1906 г. английский биохимик Фредерик Хопкинс, независимо от Н.И. Лунина, также предположил, что помимо белков, жиров, углеводов и т.д. пища содержит еще какие-то вещества, необходимые человеческому организму. Эти вещества Хопкинс назвал - «дополнительные продовольственные факторы».

Кем ещё были открыты витамины: учение Казимира Функа

В 1911 г. польский врач и биохимик Казимир Функ, работавший в Лондоне, выделил из рисовых отрубей вещество, небольшое количество которого излечивало паралич голубей (болезнь бери-бери, причиной которой являлось кормление голубей только очищенным рисом). Это был витамин В1. Химический анализ выделенного вещества показал, что оно содержит азот в составе аминогруппы. В своем учении о витаминах Функ назвал полученное вещество именно этим словом (от латинского слова vita - жизнь и английского amine - содержащий азот), а препарат, изготовленный на основе этого вещества, получил название «Витамайн» (Vitamine). «Витамайн» стал успешно использоваться в медицинской практике для лечения бери-бери.

Функ высказал предположение, что и другие болезни - цинга, пеллагра, рахит - тоже могут быть вызваны недостатком сходных с витамайном веществ. Это дало старт череде других великих открытий.

Однако первооткрывателем витамина С считается не Функ, а венгерский ученый Сент-Дьердьи. Сами по себе витамины его не интересовали, но в ходе экспериментов в 1928 г. из апельсинов, капусты и красного перца он получил вещество, которое помогало переносить атомы водорода от одного соединения к другому. Это вещество он назвал гексуроновой кислотой.

История открытия и изучения витаминов Хойстом и Фрёлихом

Как же «Витамайн» стал «Витамином»? Вслед за революционным открытием Функа (за которое он почему-то так и не был удостоен Нобелевской премии) в первой половине XX в. были открыты и другие витамины.

В 1912 г. норвежцы Хойст и Фрёлих внесли свой вклад в историю изучения витаминов: они выделили активное вещество витамина С. Оказалось, что этот витамин, в отличие от открытого Функом витамина В1 (не содержит аминогруппы. Поэтому Джек Сесиль Драммонд в 1920 г. предложил убрать «е» из слова uitamine. Получилось vitamin. Так витамайны стали витаминами.

В дальнейшем выяснилось, что не только витамин С, но и многие другие витамины не содержат аминогруппы, но термин «витамины» прочно закрепился за соединениями этой группы.

История и современность: польза витаминов для здоровья человека

Витамины такие разные, но все-таки они вместе. В настоящее время известно и изучено около 30 витаминов. Все они очень различаются по своему химическому строению, поэтому дать им точное определение с точки зрения химии нельзя. Физические свойства витаминов столь же разнообразны, как и их химическая природа. Различается и физиологическое действие этих веществ, однако все витамины оказывают влияние на здоровье человека. Возникает закономерный вопрос: по каким признакам то или иное вещество можно отнести к витаминам?

Ответ, как ни странно, кроется в знакомой нам с детства фразе «витамины - наше здоровье». Смысл её настолько очевиден, что мы давно перестали придавать значение этим словам. А напрасно! Ведь на самом деле без витаминов обеспечить полноценное здоровье совершенно невозможно.

Получается, что витамины - это те природные органические соединения, которые в небольших количествах абсолютно необходимы для нормальной работы живого организма.

Итак, получив информацию об истории витаминов, их прошлом и современности, можно подытожить – почему эти соединения так необходимы человеку? Дело в том, что без них не может полноценно осуществляться обмен веществ в организме. Витамины обеспечивают нормальную работу нервной системы, мышц, сердечно-сосудистой и других систем. Содержанием витаминов в организме определяется уровень умственной и физической работоспособности, от него зависят выносливость и устойчивость организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, в том числе инфекций, токсинов, стрессов, облучения и др. Так что значение витаминов для здоровья человека сложно переоценить.

А как витамины попадают в организм? В организме человека большинство витаминов не синтезируется, некоторые синтезируются полезной микрофлорой кишечника и тканями, но в незначительных количествах. Поэтому витамины обязательно должны поступать в достаточных количествах с пищей.

То, что питание должно быть сбалансированным и разнообразным, знали не только практикующие врачи 19 века, это прекрасно понимали и раньше, когда еще ничего не было известно о химическом составе пищи. Диетологи тем временем ждали конца XIX века, когда были открыты содержащиеся в пище в мизерных количествах вещества, столь необходимые для жизни.

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.

Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий.

В Древнем мире хорошо была известна цинга, заболевание, при котором капилляры становятся все более и более ломкими, десны кровоточат, зубы выпадают, раны заживают с трудом, если вообще заживают, у больного нарастает слабость, и в конце концов он умирает. Особенно часто эта болезнь возникала у жителей городов, находящихся в осаде, во времена войн и стихийных бедствий, и у мореплавателей, совершавших долгие путешествия по океану (Команда Магеллана больше страдала от цинги, чем от общего недоедания). Подобное случалось при недостатке или отсутствии в питании свежих овощей и фруктов. Корабли, отправляющиеся в долгое плавание, обычно загружали таким провиантом, который не испортился бы в пути. Обычно это были сухари и соленая свинина. К сожалению, врачи на протяжении многих веков не могли связать цингу с рационом.

В результате цинга долгое время была бичом для мореплавателей; от нее погибало моряков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из 160 участников известной экспедиции Васко да Гамма прокладывавшей морской путь в Индию,100 человек погибли от цинги.

Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связаны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.

Авитаминоз А был известен с глубокой древности. Известно, что еще в Древнем Египте при куриной слепоте - клиническом проявлении авитаминоза "А" - употребляли в пищу сырую печень, содержащую витамин А. Например, древнегреческий врач Гиппократ назначал сырую печень при куриной слепоте. В Китае для лечения болезни глаз также рекомендовали применять печень.

История морских и сухопутных путешествий давала ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены. В 1536 году французский землепроходец Жак Картье был вынужден остаться на зиму в Канаде, где 100 человек из его отряда заболели цингой. Местные индейцы, узнав об этом, предложили им средство: воду, настоянную на сосновой хвое. Люди Картье, будучи в полном отчаянии, последовали этому, на их взгляд, несерьезному совету и. выздоровели.

Два века спустя, в 1747 году, шотландский врач Джеймс Линд, столкнувшись с несколькими аналогичными случаями, попробовал лечить таких больных свежими фруктами и овощами. Апробируя свой метод лечения на матросах, страдающих цингой, он обнаружил, что быстрее всего улучшение состояния больных вызывают апельсины и лимоны.

В очередном плавании по Тихому океану под руководством знаменитого английского путешественника Дж. Кука, продолжавшимся с 1772 по 1775 гг., принимали участие два корабля. На первом судне, которым командовал Дж. Кук, были сделаны большие запасы свежих овощей, фруктов, а также лимонного и морковного соков. В результате длительного плавания ни один из членов экипажа цингой не заболел. На другом судне, где не были сделаны запасы овощей и фруктов, четверть команды болела цингой.

К сожалению, высшие офицерские чины британского военно-морского флота только в 1795 году воспользовались результатами экспериментов Линда, включив в ежедневный матросский паек сок лайма (да и то исключительно для того, чтобы предотвратить поражение своей страдающей цингой флотилии в морском сражении). Благодаря соку лайма британский военно-морской флот навсегда забыл, что такое цинга. (С тех пор английских матросов стали величать лайми, а прилегающий к Темзе район Лондона, где прежде хранили коробки с лаймами, до сих пор носит название Лаймхауз.)

Веком позже, в 1891 году, Такаки, адмирал японского военно-морского флота, также ввел разнообразие в рацион японских матросов, состоявший до этого преимущественно из риса. Постоянная рисовая диета вызывала у экипажей японских судов заболевание, известное под названием бери-бери.

В 1894 г. в норвежском флоте в целях улучшения питания личного состава, вместо ржаных сухарей приказано было выдавать белый хлеб, а маргарин заменили сливочным маслом. Личный состав флота, лишенный ржаных сухарей и маргарина, в длительных плаваниях болел бери-бери, а экипаж "старого морского волка", делившегося с командой ржаными сухарями, от авитаминоза В 1 на страдал.

Несмотря на то, что хотя и в достаточной степени случайно, но все же способы лечения цинги и бери-бери были найдены, медики XIX века отказывались верить тому, что заболевания можно лечить с помощью диеты, их недоверие особенно возросло после того, как Пастер выдвинул теорию, согласно которой причиной болезней являлись микробы.

Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря открывшем новую главу в науке исследованием русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г. А. Бунге роль минеральных веществ в питании. В 1880 г. он защитил диссертацию "О значении неорганических солей для питания животных".

Н. И. Лунин проводил свои опыты на мышах, содержавшихся на искусственно приготовленной пище. Эта пища состояла из смеси очищенного казеина (белок молока), жира молока, молочного сахара, солей, входящих в состав молока и воды. Казалось, налицо были все необходимые составные части молока; между тем мыши, находившееся на такой диете, не росли, теряли в весе, переставали поедать даваемый им корм, и наконец, погибали. В то же время контрольная партия мышей, получившая натуральное молоко, развивалась совершенно нормально. На основании этих работ Н. И. Лунин в 1880 г. пришел к следующему заключению: "...если, как вышеупомянутые опыты учат, невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания".

Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании. Результаты работ Н. И. Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что искусственно приготовленная пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной.

В 1890 г. К.А. Сосин повторил опыты Н. И. Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н. И. Лунина. Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.

Довольно близко к идее о существовании витаминов был В.В. Пашутин, считавший цингу одной из форм голодания в результате дефицита в пище содержащегося в растениях неизвестного вещества.

Блестящим подтверждением правильности вывода Н. И. Лунина стало установление в 1896 причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося главным образом полированным рисом.

Голландского врача Христиана Эйкмана послали исследовать бери-бери в бывшие в то время голландской колонией острова Вест-Индии (ныне территория Индонезии), поскольку они являлись эпидемическим районом этого заболевания (даже в наши дни, когда известны причины, вызывающие болезнь, и способы ее лечения, бери-бери ежегодно уносит около 100 000 жизней). Тактаки остановил распространение болезни, изменив диету, но жителям этого азиатского региона не приходило в голову, что причина этой болезни связана с особенностями питания.

Вначале Эйкман посчитал, что бери-бери -- заболевание, вызываемое микробами, и, чтобы попытаться найти возбудителей этой болезни, использовал в качестве подопытных животных цыплят. По счастливой случайности человек, который следил за птицей, оказался нечист на руку. Почти всех цыплят разбил паралич, от которого большинство из них погибли, но те, которые остались живы, через четыре месяца пришли в себя и стали совершенно здоровыми. Эйкман, озабоченный тем, что его попытка обнаружить возбудителей болезни оказалась неудачной, поинтересовался, чем кормили цыплят, и обнаружил, что его слуга, отвечавший за их содержание, экономил на птице (что оказалось очень кстати): цыплят кормили остатками пищи из местного военного госпиталя -- то есть преимущественно очищенным рисом. Когда же через несколько месяцев Эйкман нанял другого помощника, тот положил конец мелкому жульничеству и стал кормить цыплят тем, чем и положено, -- неочищенным рисовым зерном, благодаря чему цыплята и выздоровели.

Эйкман начал экспериментировать. Он попробовал намеренно содержать цыплят на шлифованном рисе, и вскоре все они заболели. При переводе больных цыплят на неочищенный рис они выздоравливали. Это был первый случай в истории, когда заболевание умышленно вызывали неполноценным рационом. Эйкман решил, что полиневрит, которым страдали цыплята, по симптомам очень похож на болезнь бери-бери, поражающую людей. Может быть, и у человека бери-бери возникает оттого, что он потребляет в пищу шлифованный рис?

Рис, предназначенный для питания человека, шлифуют для того, чтобы он лучше хранился. Дело в том, что в рисовой шелухе содержатся масла, которые быстро прогоркают. Эйкман и Геррит Грине, который с ним вместе работал, попробовали выяснить, что же такое содержится в рисовой шелухе, что предотвращает заболевание. Им удалось экстрагировать это вещество из шелухи водой, после чего они обнаружили, что оно проникает через мембрану, сквозь которую не проходят белки. Значит, молекулы вещества, поисками которого они занимались, должны быть небольшими. На этом исследовательские возможности Эйкмана были исчерпаны, и ему так и не удалось идентифицировать вещество, предохраняющее от бери-бери.

Тем временем другие исследователи натолкнулись на иные загадочные факторы, которые казались им необходимыми для нормального функционирования организма. В 1905 году голландский диетолог К.А. Пекельхаринг обнаружил, что все его лабораторные мыши заболели уже через месяц содержания их на рационе, полноценном относительно жиров, углеводов и белков. Мыши быстро почувствовали себя лучше после того, как он ввел в их рацион несколько капель молока. Биохимик из Англии Фредерик Хопкинс, который показал, насколько важно наличие в рационе аминокислот, также провел серию экспериментов, в результате которых был сделан вывод: в молочном белке казеине содержится нечто, что при добавлении в рацион обеспечивает нормальный рост и развитие организма. Это нечто хорошо растворялось в воде. Добавление в рацион небольших количеств экстракта дрожжей оказалось еще более эффективным, чем использование в качестве добавки казеина.

За пионерскую работу в обнаружении полезных питательных веществ, необходимых для жизни, Эйкман и Хопкинс в 1929 году были удостоены Нобелевской премии по медицине и физиологии.

Перед учеными возникла новая задача: найти в продуктах питания эти жизненно необходимые факторы. У. Сузуки, Т. Шимамура и С. Одаке экстрагировали из рисовой шелухи вещество, которое весьма эффективно предотвращало и излечивало бери-бери. Пяти - десяти миллиграммов этого вещества было достаточно, чтобы полностью вылечить кур. В том же году английский биохимик, поляк по происхождению, Казимир Фанк (позже он перебрался в Соединенные Штаты) выделил подобное вещество из дрожжей.

Поскольку, как было установлено, это вещество по химической природе было амином (оно содержало аминогруппу NH 2), Фанк назвал его витамином, что в переводе с латыни означает «жизненный амин». Фанк высказал предположение, что бери-бери, цинга, пеллагра, рахит-- все эти заболевания возникают из-за нехватки жизненных аминов в организме. Предположение ученого оказалось верным только в том смысле, что все указанные заболевания действительно возникают при дефиците определенных веществ, содержащихся в пище в небольших количествах. Но, как оказалось позже, вовсе не все витамины по химической природе являются аминами. Тем не менее термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.

В 1913 году два американских биохимика-- Элмер Верной Макколам и Маргарита Дэйвис -- обнаружили другой фактор, который в незначительных количествах содержался в сливочном масле и в яичных желтках. Это вещество плохо растворялось в воде, но хорошо в жирах. Макколам дал ему название жирорастворимый фактор А, в отличие от вещества, предупреждающего возникновение бери-бери, которое он еще раньше определил как водорастворимый фактор В (фактором обычно называют неизвестное с точки зрения химической природы вещество, выполняющее определенную функцию).

Поскольку ничего больше о химической природе этих факторов не было известно, то обозначение веществ буквами оказалось вполне приемлемым. С той поры и вошло в традицию означать подобные факторы буквами латинского алфавита. В 1920 году английский биохимик Джек Сесил Драммонд изменил их названия на витамин А и витамин В. Он также предположил, что фактор, препятствующий возникновению цинги, отличается от этих витаминов, и назвал его витамином С.

Вскоре витамин А был идентифицирован как фактор, препятствующий развитию повышенной сухости тканей, окружающих глаз, -- роговой оболочки и конъюнктивы. Это заболевание называют ксерофтальмией, что в переводе с греческого означает «сухие глаза». В 1920 году Макколам и его ассистенты обнаружили, что вещество, содержащееся в жире печени трески, которое эффективно помогало при лечении ксерофтальмии, препятствует и развитию заболевания костей -- рахита. Они решили, что этот антирахитический фактор является четвертым витамином, который они назвали витамином В. Витамины D и А растворимы в жирах, а витамины С и В растворимы в воде.

Примерно к 1930 году стало ясно, что витамин В -- это не одно вещество, а целая группа соединений, различающихся по своим свойствам. Тот его компонент, который был эффективен при лечении бери-бери, назвали витамином В 2 , второй его компонент -- витамином В 3 и т. д. Как оказалось впоследствии, открытие некоторых новых факторов, принадлежащих к группе витаминов В, оказалось артефактом. Это касается витаминов В 3 , В 4 или В 5 , о которых со времени заявления об их существовании никто больше не слышал. Тем не менее, число этих факторов возросло до 14. В целом эта группа витаминов (все они растворимы в воде) получила название комплекс витамина В.

Исследователи открывали все новые и новые факторы, претендующие на роль витаминов (далеко не все они в действительности оказались таковыми), для их обозначения потребовались новые буквы. Появились витамины Е и К, оба жирорастворимые, они и на самом деле выполняют роль витаминов в организме; а вот витамин Р, как оказалось, не был витамином, а витамин Н был одним из уже известных витаминов, принадлежащих к группе витаминов В.

В наши дни, когда химическая структура витаминов установлена, даже для обозначения истинных витаминов все реже прибегают к буквенному обозначению, предпочитая пользоваться химическим названием. Особенно это касается водорастворимых витаминов (для жирорастворимых по-прежнему довольно часто используется буквенное обозначение).

Однако установить химический состав и структуру витаминов было делом непростым, так как в продуктах питания они присутствуют в очень малых количествах. Например, тонна рисовой шелухи содержит всего лишь пять граммов витамина В 1 . Только в 1926 году наконец-то удалось экстрагировать достаточное для проведения химического анализа количество витамина В. Два биохимика из Голландии -- Баренд Конрад Петрус Янсен и Вильям Фредерик Донат, используя небольшое количество экстракта, установили состав витамина В. Однако, как выяснилось, их результаты оказались ошибочными. Попытку установить состав витамина В предпринял в 1932 году Одейк. Он взял для анализа большее количество экстракта, и это позволило ему получить почти верные результаты. Одейк первым установил, что в молекулу витамина входит атом серы.

И наконец, в 1934 году Роберт Р. Уильяме после 20 лет упорного труда, переработав тонны рисовой шелухи, выделил витамин В 1 в количестве, достаточном для того, чтобы установить наконец-то его структурную формулу. Формула витамина В 1 такова:

CH 3 CH 2 CH 2 OH

Поскольку наиболее неожиданной характеристикой молекулы стало наличие в ней атома серы (по-гречески «теион»), витамин В 1 получил название тиамин.

Исследователи, занимавшиеся витамином С, столкнулись с проблемами другого рода. Получить витамин С в достаточном количестве не представляло большого труда: его много содержится в плодах цитрусовых растений. Гораздо труднее было найти экспериментальных животных, которые бы не вырабатывали свой собственный витамин С. Большинство млекопитающих, за исключением человека и других приматов, обладают способностью синтезировать этот витамин. Требовались недорогие подопытные животные, на которых можно было бы создать модель цинги, чтобы затем, скармливая им различные фракции, получаемые из сока цитрусовых, узнать, в которой из них содержится витамин С.

В 1918 году американские биохимики Б. Коэн и Лафаэтт Бенедикт Мендель наконец нашли таких экспериментальных животных, обнаружив, что морские свинки не могут синтезировать собственный витамин С. И действительно, у морских свинок цинга развивалась даже быстрее, чем у человека. Но тут возникла очередная трудность: витамин С оказался очень нестабильным (он самый нестабильный из витаминов), и все попытки выделить его заканчивались провалом, так как витамин при выделении терял свои свойства. Немало исследователей безуспешно трудились над решением этой проблемы.

Получилось так, что выделил в конце концов витамин С человек, который специально этим вопросом не интересовался. Это был американский биохимик, венгр по происхождению, Алберт Сент-Дьерди. В то время, а это был 1928 год, он работал в лаборатории Хопкинса и, занимаясь проблемой использования кислорода тканями, выделил из кочанной капусты вещество, которое помогало переносить атомы водорода от одного соединения к другому. Вскоре после этого Чарльз Глен Кинг и его сотрудники из университета в Питсбурге, которые направленно занимались выделением витамина С, получили из капусты некое вещество, которое обладало сильным защитным действием против цинги. Более того, они обнаружили, что это вещество идентично кристаллам, полученным ими ранее из лимонного сока. В 1933 году Кинг установил структуру этого вещества. Оказалось, что оно состоит из шести атомов углерода, принадлежит к классу Сахаров, относящихся к L-серии:

O C CH CH CH 2 OH

Этому веществу дали название аскорбиновая кислота (слово «аскорбиновая» происходит от греческого слова, означающего «нет цинги»).

Что касается витамина А, то первый намек на его структуру исследователи получили, заметив, что все продукты, богатые витамином А, имеют желтую или оранжевую окраску (сливочное масло, яичный желток, морковь, рыбий жир и т. д.). Оказалось, характерный цвет этим продуктам придает углеводород, известный под названием каротин, и в 1929 году британский биохимик Томас Мор показал, что в печени крыс, находившихся на рационе, содержавшем каротин, накапливается витамин А. Витамин А не имел желтой окраски, из чего был сделан вывод, что сам по себе каротин не является витамином А, каротин -- его предшественник, который преобразуется в печени в витамин А. (То есть является провитамином.)

В 1937 году американские химики Гарри Николе Холмс и Рут Элизабет Корбет выделили из рыбьего жира витамин А в кристаллическом виде. Оказалось, что состоит он из 20 атомов углерода и, по сути, является половиной молекулы каротина с гидроксильной группой в месте разрыва.

CH 3 C CH CH C CH CH C CH CH 2 OH

Химики, занимавшиеся витамином D, обнаружили, что его наличие в организме зависит от солнечного света. Еще в 1921 году исследователи, работавшие в группе Макколама (который первым доказал существование витаминов), показали, что у крыс, находящихся на рационе, дефицитном по витамину D, но содержащихся на солнечном свету, рахит не развивается. Биохимики предположили, что витамин D в организме образуется из провитамина благодаря энергии солнца. И поскольку витамин В растворялся в жирах, они стали искать его предшественник среди жирорастворимых компонентов пищи.

Расщепляя жиры на фракции и воздействуя на эти фракции солнечным светом, исследователи установили, что вещество, которое при действии света переходит в витамин D, является стероидом. Но какой это стероид? Они проверили холестерин и другие известные природные стероиды, но не обнаружили у них свойств витамина D. Позже, в 1926 году, американские биохимики Отто Розенхайм и Т.А. Вебстер обнаружили что под действием света в витамин D превращается очень близкое к нему по химической структуре вещество эргостерол, которое было выделено ранее из ржи, пораженной спорыньей. Одновременно - и независимо от них это же открытие сделал немецкий химик Адольф Виндаус. За эту работу, а также и за другие достижения в области изучения стероидов Виндаус в 1928 году был удостоен звания лауреата Нобелевской премии в области химии.

Однако вопрос о предшественнике витамина В в организме оставался открытым: дело в том, что эргостерол в организме животных не образуется. Со временем вещество, являющееся провитамином В, было установлено. Им оказался 7-дегидрохолесте-рин, который отличался от обычного холестерина отсутствием двух атомов водорода. Образующийся витамин D имеет следующее строение:

CH 2 CH CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2

CH 2 CH 2 CH 2 CH 2

Одна их форм витамина В называется кальциферол, что в переводе с латинского означает «несущий кальций». Это название кальциферол получил за свою способность усиливать отложение кальция в костях.

Дефицит витаминов в организме может проявляться не только в виде острого заболевания. В 1922 году Герберт Маклин Эванс и К.Дж. Скотт, сотрудники Калифорнийского университета, установили, что причиной бесплодия у животных также является дефицит соответствующего витамина. Только в 1936 году группе Эванса удалось установить, что это витамин Е, и выделить его. Новому витамину дали название токоферол, что в переводе с греческого означает «производить детей».

К сожалению, до сих пор неизвестно, насколько велика потребность человека в этом витамине, поскольку, безусловно, никто не решится вызвать у человека экспериментальное бесплодие, посадив его на диету, дефицитную по витамину Е. А факт, что дефицит витамина Е в рационе вызывает бесплодие у животных, вовсе не означает, что в природных условиях стерильность у них развивается именно по этой причине.

В 30-х годах XX столетия датский биохимик Карл Петер Хенрик Дам, экспериментируя на цыплятах, обнаружил существование витамина, который участвует в свертывании крови. Он назвал его коагуляционным витамином, впоследствии его стали называть сокращенно витамином К. Позже Эдвард Дойси с коллегами из университета в Сент-Луисе выделили этот витамин и определили его структуру. За открытие и установление структуры витамина К Даму и Дойси в 1943 году была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии.

Витамин К принадлежит к числу витаминов, поступление которых в организм мало зависит от состава пищи. В норме наличие основного количества этого витамина обеспечивают бактерии, населяющие кишечник. Они производят его настолько много, что в кале этого витамина гораздо больше, чем в пище. В большей степени авитаминозу К подвержены новорожденные младенцы, что может проявиться у них в плохом свертывании крови и как следствие в кровотечениях. В некоторых родильных домах новорожденным первые три дня жизни, пока кишечные бактерии не заселили кишечник, вводят витамин К в виде инъекций или же врачи назначают его матери за несколько дней до родов. В последующие дни, когда бактерии заселятся в кишечник новорожденного, они ему еще доставят массу неприятностей, но, по крайней мере, тогда младенец будет защищен от кровотечений. В действительности остается загадкой вопрос: может ли организм существовать в условиях полной изоляции от бактерий, или, другими словами, не зашел ли наш симбиоз с микроорганизмами так далеко, что без них мы попросту не можем жить? Некоторые исследователи пробовали выращивать животных в условиях абсолютной стерильности. Мыши, например, в таких условиях даже размножались. Было получено 12 поколений мышей, которым не были известны микробы. Такие опыты в 1928 году проводились в Нотрдамском университете.

На стыке 30-х и 40-х годов биохимики открыли еще несколько витаминов, принадлежащих к группе В, которым были даны названия биотин, пантотеновая кислота, пиридоксин, фолиевая кислота и цианокобаламин. Все эти витамины синтезируются кишечными бактериями; более того, они присутствуют в достаточных количествах во всех продуктах питания, так что для этих витаминов случаи авитаминоза неизвестны. Для того чтобы выяснить, какие симптомы возникают в случае дефицита этих витаминов, ученым приходилось даже содержать животных на специальной диете, искусственно лишенной этих витаминов, или вводить в диету антивитамины, которые бы нейтрализовали те витамины, которые образуются кишечными бактериями. (Антивитамины -- это вещества, схожие по структуре с витаминами. В силу своей схожести они конкурентно ингибируют фермент, который использует данный витамин в качестве кофермента.)

Вскоре вслед за установлением структуры каждого витамина производился его синтез, но были случаи, когда синтез витамина даже предшествовал установлению его структуры. Например, группа ученых, возглавляемая Уильямсом, синтезировала тиамин в 1937 году, за три года до того, как была установлена его структура, а швейцарский биохимик, выходец из Польши, Тадеуш Рейх-штейн и возглавляемая им группа химиков синтезировали аскорбиновую кислоту в 1933 году, несколько раньше того, как Кинг окончательно установил ее точную структуру. Еще один пример -- витамин А, который был синтезирован в 1936 году независимо двумя группами химиков также незадолго до того, как была окончательно установлена его химическая структура.