Общая характеристика и классификация витаминов

Дата создания: 2015/04/25

Для нормальной жизнедеятельности организма особое значение имеют витамины и микроэлементы. Они участвуют в процессах обмена веществ, деятельности органов чувств, нервной системы, необходимы для роста, размножения и т.д.

Витамины (от лат. «vita» - жизнь) - низкомолекулярные органические соединения различного химического строения, необходимые для осуществления жизненно важных биохимических и физиологических процессов в живых организмах.

Несмотря на то, что суточная потребность в витаминах составляет миллиграммы и микрограммы, они должны поступать в организм постоянно, т. е. ежесуточно. Это связано с тем, что в организмах человека и животных витамины не синтезируются или синтезируются в недостаточном количестве, поэтому они должны получать их в готовом виде с пищей. Поступая с пищей, витамины усваиваются (ассимилируются) организмом образуя различные производные соединения (эфирные, амидные, нуклеотидные и др.), которые, в свою очередь, могут соединяться с белком. Соединяясь с белком, многие витамины образуют ферменты - типичные биологические катализаторы, ускоряющие многочисленные реакции синтеза, распада и перестройки веществ в организме. Высокая биологическая активность того малого количества витаминов, которое содержится в пище и поступает в организм, получила, таким образом, рациональное объяснение.

Наряду с ассимиляцией в организме непрерывно идут процессы разложения (диссимиляции) витаминов, причём продукты распада (а иногда и мало изменённые молекулы витаминов) выделяются во внешнюю среду. Недостаток витаминов в организме приводит к нарушению обмена веществ и в конечном счёте к заболеваниям, носящим название авитаминозов. Авитаминозы могут быть и вторичными, т. е. происходить не от недостаточного поступления витаминов, а от нарушения процессов их усвоения и использования в организме.

В настоящее время известно около 30 соединений, которые могут быть отнесены к витаминам.

Некоторые витамины представлены не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью (витамеры), например витамин В6 включает пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин.

Недостаточное поступление того или иного витамина с пищей ведёт к его дефициту в организме и развитию соответствующей болезни - данной витаминной недостаточности. Различают две основные степени такой недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз. Авитаминоз характеризуется глубоким дефицитом витамина в организме и развёрнутой клинической картиной его недостаточности (цинга, рахит, бери-бери, пеллагра, злокачественная анемия и др.). К гиповитаминозам относят состояния умеренного дефицита со стёртыми неспецифическими проявлениями (потеря аппетита, усталость, раздражительность) и отдельными микросимптомами (кровоточивость дёсен, гнойничковые заболевания кожи и др.). В этих случаях биохимические тесты, например определение концентрации витамина и активности витаминзависимых ферментов в доступных анализу тканях и жидкостях организма, выявляют недостаток того или иного витамина. Однако чаще встречаются полигиповитаминозы и поливитаминозы, при которых организм испытывает недостаток нескольких витаминов.

Приём некоторых витаминов в дозах, существенно превышающих их физиологическую потребноcтъ, может давать нежелательные побочные эффекты, а в ряде случаев даже привести к серьёзным патологическим расстройствам - гипервитаминозам. Особенно опасны в этом отношении витамины D и А.

Классификация витаминов

Важнейший признак классификации витаминов - это способность витаминов растворяться в воде или жирах. По этому признаку различают два класса витаминов: 1) водорастворимые витамины: к ним относятся витамины C, РР, группы В и др.; 2) жирорастворимые витамины: к ним относятся витамины групп А, Д, Е и К.

Водорастворимые витамины. Основным источником этого класса витаминов служат овощи и фрукты. Вместе с витаминами они содержат также и фитонциды, обладающие антисептическим и дезинфицирующим действием (лук, чеснок, антоновские яблоки и др.), и эфирные масла (цитрусовые, пряности, зелень и др.).

Этот класс витаминов мы предлагаем рассмотреть на примере витамина С.

Аскорбиновая кислота является сильным восстановителем и легко превращается в дегидроформу.

Витамин С способствует увеличению сопротивляемости организма к простудным заболеваниям, к различным видам стрессов.

Потребность в этом витамине у мужчин составляет в день от 70 до 95 мг, у женщин - 60-80 мг, у подростков - 60-70 мг. Эта норма возрастает при увеличении физической и нервно-психической нагрузки.

Особенностью витамина С является его быстрая окисляемость: весь витамин в организме может окислиться за 14-16 дней, что доказывает жизненную необходимость его потребления.

Длительная термическая обработка овощей и фруктов (варка) или хранение их в воде, варка в открытой посуде или в присутствии следов железа и меди, которые активизируют окисление витамина С, приводит к его разрушению.

Наиболее богаты витамином С такие продукты, как шиповник, зеленый и красный болгарский перец, черная смородина, цитрусовые, овощи, хвоя и т. д.

Авитаминозом этого витамина является цинга, которая проявляется точечными кровоизлияниями на теле, на внутренних органах, кровоточивостью десен, выпадением зубов, одышкой, болями в области сердца и др.

Жирорастворимые витамины. Отличительные особенности этого класса витаминов такие:

• жирорастворимые витамины, что следует из их названия, растворяются в жирах и поэтому усваиваются организмом только в присутствии жиров и желчи;
• способны накапливаться в организме при поступлении в больших количествах, что, в свою очередь, может привести к развитию гuпервuтамuнозов.
• наличие нескольких аналогов с близкой структурой и идентичным биологическим действием, например, у витаминов А и К обнаружено по два аналога, у Е - четыре, а у витамина D - десять.

Так как эти витамины нерастворимы в воде и экстрагируются органическими растворителями, их относят к липидам. Жирорастворимые витамины имеют одну общую структурную особенность - их молекулы построены из изопреновых фрагментов – изопреноидных блоков, подобно терпенам и стероидам.

Значение, свойства и распространение витамина С

Аскорбиновая кислота была открыта только в 1927 г. венгерским учёным А. Сент-Дьёрдьи, выделившим её из апельсинового и капустного соков, а также красного перца. Он назвал это кристаллическое вещество гексуроновой кислотой, а когда в 1932 г. были доказаны его противоцинготные свойства - аскорбиновой «против скорбута».

Аскорбиновая кислота способна к обратимым реакциям окисления и восстановления, поэтому она принимает участие в тканевом окислении.

Витамин С – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Аскорбиновая кислота устойчива в сухом виде в темноте. В водных растворах, особенно в щелочной среде, она быстро окисляется обратимо до дегидроаскорбиновой кислоты и далее необратимо до 2,3-дикетогулоновой кислоты, а затем до щавелевой кислоты. Витамин С - прекрасный восстановитель, именно на этом свойстве и основано его участие в биологических процессах. Он принимает участие в синтезе гормонов, предохраняет важное биологическое соединение - адреналин от окисления, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных - коллагена. Витамин С необходим для построения межклеточного вещества, регенерации и заживления тканей, поддержания целостности клеток кровеносных сосудов, обеспечения нормального гематологического и иммунологического статуса организма и его устойчивости к инфекциям и стрессу.

Он находится в организме в свободном виде, а также в виде комплексов, например с белками, нуклеиновыми кислотами, биофлавоноидами. Особенно богаты этим витамином свежие овощи и фрукты. Содержание витамина С (мг на 100 г растения): в шиповнике (сухие плоды) - 1200, облепихе - 900, чёрной смородине - 200, в красном перце - 250, зелёном перце и петрушке - 150, клубнике - 60, цитрусовых - 40-60, капусте - 50.

В настоящее время аскорбиновая кислота вырабатывается нашей промышленностью в виде концентратов из шиповника, чёрной смородины, грецкого ореха и других растительных продуктов. Кроме того, её получают синтетически в кристаллическом виде.

Аскорбиновую кислоту применяют в медицине для лечения и профилактики авитаминозов (цинги), лечения и профилактики простуд, психических заболеваний, бесплодия, рака, СПИДа и гиповитаминозов. Потребность взрослых людей в витамине С зависит от возраста, пола и интенсивности труда и колеблется от 70 до 108 мг/сут. При занятиях спортом необходимо принимать ежедневно 150- 200 мг этого витамина, при простудных заболеваниях - 500-2000 мг.

Таким образом, выводы первой главы следующие:

• для нормальной жизнедеятельности человека витамины необходимы в небольших количествах, но так как в организме они не синтезируются в достаточном количестве, то должны поступать с пищей в качестве необходимого ее компонента.
• Отсутствие или недостаток витаминов в организме вызывает гиповитаминозы и авитаминозы. При приеме витаминов в количествах, значительно превышающих физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы.
• Потребность человека в витаминах зависит от его возраста, состояния здоровья, условий жизни, характера деятельности, времени года, содержания в пище основных компонентов питания.
• По растворимости в воде или жирах все витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые.
• Витамин С - представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, оно довольно неустойчиво, легко разрушается при нагревании до 500С в нейтральной и щелочной среде. Кислая среда служит благоприятным условием для хранения витамина.
• Витамин С - прекрасный восстановитель, именно на этом свойстве и основано его участие в биологических процессах. Он принимает участие в синтезе гормонов, предохраняет важное биологическое соединение - адреналин от окисления, необходим для синтеза белка соединительной ткани животных - коллагена.
• Суточная потребность витамина С для взрослого человека в зависимости от интенсивности и характера труда составляет 50 – 100 мг. Большее количество этого витамина должно поступать а организм женщин при беременности и лактации (100 – 150 мг) и детей (5 – 8 мг на 1 кг веса).