Витамины

Определение "Витамины" в Большой Советской Энциклопедии

Витамины (от лат. vita - жизнь), группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека, животных и других организмов в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами (белками, жирами, углеводами и солями), но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности.

Первоисточником Витамины служат главным образом растения (см. Витаминоносные растения). Человек и животные получают Витамины непосредственно с растительной пищей или косвенно - через продукты животного происхождения. Важная роль в образовании Витамины принадлежит также микроорганизмам. Например, микрофлора, обитающая в пищеварительном тракте жвачных животных, обеспечивает их витаминами группы Витамины Витамины поступают в организм животных и человека с пищей, через стенку желудочно-кишечного тракта, и образуют многочисленные производные (например, эфирные, амидные, нуклеотидные и др.), которые, как правило, соединяются со специфическими белками и образуют многие ферменты, принимающие участие в обмене веществ. Наряду с ассимиляцией в организме непрерывно совершается диссимиляция Витамины, причём продукты их распада (а иногда и малоизменённые молекулы Витамины) выделяются наружу. Недостаточность снабжения организма Витамины ведёт к его ослаблению (см. Витаминная недостаточность), резкий недостаток Витамины - к нарушению обмена веществ и заболеваниям - авитаминозам, которые могут окончиться гибелью организма. Авитаминозы могут возникать не только от недостаточного поступления Витамины, но и от нарушения процессов их усвоения и использования в организме.

Основоположник учения о Витамины русский врач Н. И. Лунин установил (1880), что при кормлении белых мышей только искусственным молоком, состоящим из казеина, жира, молочного сахара и солей, животные погибают. Следовательно, в натуральном молоке содержатся и другие вещества, незаменимые для питания. В 1912 польский врач К. Функ, предложивший само название «Витамины», обобщил накопленные к тому времени экспериментальные и клинические данные и пришёл к выводу, что такие заболевания, как цинга, рахит, пеллагра, бери-бери, - болезни пищевой недостаточности, или авитаминозы. С этого времени наука о Витамины (витаминология) начала интенсивно развиваться, что объясняется значением Витамины не только для борьбы со многими заболеваниями, но и для познания сущности ряда жизненных явлений. Метод обнаружения Витамины, примененный Луниным (содержание животных на специальной диете - вызывание экспериментальных авитаминозов), был положен в основу исследований. Было выяснено, что не все животные нуждаются в полном комплексе Витамины, отдельные виды животных могут самостоятельно синтезировать те или иные Витамины В то же время многие плесневые и дрожжевые грибы и различные бактерии развиваются на искусственных питательных средах только при добавлении к этим средам вытяжек из растительных или животных тканей, содержащих витамины. Таким образом, витамины необходимы для всех живых организмов.

Изучение Витамины не ограничивается обнаружением их в естественных продуктах с помощью биологических тестов и другими методами. Из этих продуктов получают активные препараты Витамины, изучают их строение и, наконец, получают синтетически. Исследована химическая природа всех известных Витамины Оказалось, что многие из них встречаются группами по 3-5 и более родственных соединений, различающихся деталями строения и степенью физиологической активности. Было синтезировано большое число искусственных аналогов Витамины с целью выяснения роли функциональных групп. Это способствовало пониманию действия Витамины Так, некоторые производные Витамины с замещенными функциональными группами оказывают на организм противоположное действие, по сравнению с Витамины, вступая с ними в конкурентные отношения за связь со специфическими белками при образовании ферментов или с субстратами воздействия последних (см. Антивитамины).

Витамины имеют буквенные обозначения, химические названия или названия, характеризующие их по физиологическому действию. В 1956 принята единая классификация Витамины, которая стала общеупотребительной.

Наличие химически чистых Витамины дало возможность подойти к выяснению их роли в обмене веществ организма. Витамины либо входят в состав ферментов, либо являются компонентами ферментативных реакций. При отсутствии Витамины в организме нарушается деятельность ферментных систем, в которых они участвуют, а следовательно, - и обмен веществ. Известно несколько сот ферментов, в состав которых входят Витамины, и огромное количество катализируемых ими реакций. Многие Витамины - преимущественно участники процессов распада пищевых веществ и освобождения заключённой в них энергии (витамины B₁, В₂, PP и др.). Участвуют они и в процессах синтеза: B₆ и В₁₂ - в синтезе аминокислот и белковом обмене, В₃ (пантотеновая кислота) - в синтезе жирных кислот и обмене жиров, В_с (фолиевая кислота) - в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований и многих физиологически важных соединений - ацетилхолина, глутатиона, стероидов и др. Менее изучено действие жирорастворимых Витамины, однако несомненно их участие в построении структур организма, например в образовании костей (витамин D), развитии покровных тканей (витамин А), нормальном развитии эмбриона (витамин Е и др.). Таким образом, витамины имеют огромное физиологическое значение. Выяснение физиологической роли Витамины позволило использовать их для витаминизации продуктов питания, в лечебной практике и в животноводстве. Особенно широко стали применяться Витамины после освоения их промышленного синтеза. См. также Витаминные препараты.

Лит.: Кудряшов Б. А., Биологические основы учения о витаминах, М., 1948 (имеется библ.); Валдман A. Р., Значение витаминов в питании сельскохозяйственных животных и птицы, Рига, 1957; Березовский Витамины М., Химия витаминов, М., 1959; Труфанов А. Витамины, Биохимия и физиология витаминов и антивитаминов, М., 1959; Шилов П. И. и Яковлев Т. Н., Основы клинической витаминологии, Л., 1964 (имеется библ.); Букин Витамины Н., Пантамат кальция (витамин B₁₅), М., 1968; Vitamine. Chemie und Biochemie, Hrsg. von J. Fragner, Bd 1-2, Jena, 1964-65 (имеется библ.); Wagner A. F., Folkers K., Vitamins and coenzymes, N. Y., [1964]; The vitamins: chemistry, physiology, pathology, methods, 2 ed., ed. W. Н. Sebrell, R. S. Harris, v. 1, N. Y. - L., 1967.
  Витамины Н. Букин.

  Получение витаминов. Витамины получают главным образом синтетически и лишь в некоторых случаях отдельные стадии в цепи синтеза выполняются биологическими способами. Производство концентратов Витамины из продуктов растительного или животного происхождения почти полностью потеряло своё значение.

Получение Витамины относится к тонкому органическому многостадийному синтезу. Химическими методами синтезируют следующие Витамины: А, B₁, B₂, В₃, B₆, В_с, С, D₂, D₃, Е, К, PP, а В₁₂ - ферментативными методами микробиологического синтеза. Ферментацией пользуются также на одной из стадий синтеза витамина С. Этот Витамины в виде индивидуального кристаллического вещества высокой степени чистоты образуется при восстановлении D-глюкозы в D-copбит. Последний ферментативно окисляют в L-copбозу, которую после ряда операций превращают в витамин С (I). Витамин А (ретинол) синтезируют, исходя из псевдоионона (II), который циклизуют в b-ионон и затем через ряд сложных операций превращают в ретинол (III). Псев-доионон служит также исходным сырьём для многостадийного синтеза изофитола, используемого при получении чистого витамина Е (a-токоферилацетата, IV).

Витамин K₃ (2-метил-1,4-нафтохинон) получают окислением 2-метилнафталина. Витамином K₃ пользуются в медицинской практике в виде растворимой в воде натриевой соли бисульфитного производного (V).

Производство витамина B₁ (тиамина, VI) основано на конденсации 2-метил-4-амино-5-хлор (бром) метилпиримидина с 4-метил-5-b-оксиэтилтиазолом. Кофермент витамина B₁ - кокарбоксилаза (VII), или дифосфорный эфир тиамина, применяемый для лечения заболеваний сердца, получают фосфорилированием тиамина с последующей очисткой на ионообменных смолах и кристаллизацией.

Витамин В₂ (рибофлавин, VIII) образуется при культивировании Eremothecium ashbyii и других микроорганизмов без выделения в виде сухой биомассы (с использованием только для кормления с.-х. животных), а синтетический рибофлавин (применяемый в медицине) получают в виде кристаллического продукта деструктивным окислением D-глюкозы (из кукурузного крахмала) в D-apaбоновую кислоту и рядом других операций превращают в конечный продукт - жёлто-оранжевые кристаллы высокой степени чистоты. Важное производное рибофлавина - его кофермент рибофлавин-5"-фосфат натрия (IX, R = Na), применяемый для инъекций, получают фосфорилированием рибофлавина, а другой кофермент - ФАД (IX, R - остаток аденозин-5"-фосфата) получают конденсацией рибофлавина-фосфата и аденозин-5"-фосфата.

Витамин B₆ (пиридоксин, X, а) синтезируют, конденсируя метоксиацетил-ацетон с циануксусным эфиром в присутствии аммиака в 2-метил-4-метоксиметил-5-циан-6-оксипиридин, который подвергают нитрованию, затем рядом операций превращают в пиридоксин. Известен также и другой способ получения пиридоксина - через 4-метил-5-пропоксиоксазол диеновым синтезом с формалем бутен-2-диола-1,4. Другими формами B₆ являются пиридоксол (X, б) и пиридоксамин (X, в).

Классификация и краткая характеристика витаминов<

Новая номен- клатура	Прежние обозначения	Физиологическая роль	Основные пищевые источники	Суточная норма для взрослого человека, мг
Жирорастворимые витамины
Ретинол	Витамин A1, аксероф-тол, противоксерофталь-мический витамин	Входит в состав зрительного пурпура, усиливает остроту зрения при слабом ос-вещении, укрепляет эпителиальные тка- ни, необходим для нормального роста	Сливочное масло, молоко, сыр, яичный желток, печень, икра, рыбьи жиры, а также ка-ротин растений, из к-рого в ор-ганизме образуется витамин А	1,5-2,5
Дегидроретинол	Витамин А2	Функции те же, активность 40% от активности витамина А1	Жир печени пресноводных рыб	Не установлена
Эргокальциферол	Витамин D2, кальцифе-рол, противорахитичес-кий витамин	Повышает усвоение пищ. кальция, усиливает реабсорбцию фосфора в поч-ках, необходим для роста костей	Синтетич. продукт, получает- ся путём ультрафиолетового облучения эргостерола дрожжей	Детям по 0,02-0,04
Холекальциферол	Витамин Д3	Функции те же, активность для чело- века и большинства животных одина- кова с витамином D2, для птиц в 30 раз выше	Молоко (немного), сливочное масло, яичный желток, значи-тельно больше в жирах печени рыб; образуется в коже под дей-ствием ультрафиолетовых лучей	Та же
α-, β-, γ-токофе-   ролы	Витамин Е, противо-стерильный витамин	Предохраняет липоидные вещества клетки от окисления, при длит. недо- статке у животных наблюдаются мышеч-ная дистрофия, бесплодие	Растит. масла, салатные ово-щи; в животных продуктах мало	Не установлена
Филлохинон	Витамин К1, 2-метил- З-фитил-1,4-нафтохи-нон, противогеморраги-ческий витамин	Участвует в образовании протромбина в печени, повышает свёртываемость крови	Растит. продукты, особенно зелёные листья; в животных продуктах мало	2
Фарнохинон	Витамин K2, 2-метил- З-дифарнезил-1, 4-нафтохинон	Действие то же	Выделен из бактерий	Не установлена
Викасол	Витамин Кз, бисуль-фитное производное 2-метил-1,4-нафтохинона	Действие то же, активнее витамина К1 в два раза	Синтетич. продукт	1
Водорастворимые витамины
Аскорбиновая   к-та	Витамин С, противо-цинготный витамин	Участвует в образовании коллагена, в восстановлении фолиевой к-ты в кофер-мент и в др. окисительно-восстановит. процессах	Свежие овощи, фрукты, ягоды	70-100
Биофлавоноиды	Витамины Р, капил-ляроукрепляющие витамины	Комплекс веществ, укрепляющих стен- ку капиллярных сосудов, - рутин, геспе-ридин, катехины. Активен в присутствии аскорбиновой кислоты	Цитрусовые, чёрная смороди-на, плоды шиповника, черно-плодной рябины, чай (особенно зелёный)	50-100
Тиамин	Витамин В1, аневрин, противоневритический витамин	Входит в состав пируватдекарбоксила- зы, расщепляющей пировиноградную к-ту, при его отсутствии возникает В1-авитаминоз (бери-бери)	Дрожжи, печень, хлеб из му- ки грубого помола, гречневая и овсяная крупы	1,5-2
Липоевая к-та	Тиоктовая к-та	Участвует совместно с тиамином в оки-слительном декарбоксилировании пиру-вата с образованием уксусной к-ты и СО2	Растит. продукты	Не установлена
Никотинамид	Витамин PP, ниацин-амид, противопеллагри-ческий витамин	Входит в состав окислительно-восста-новит. ферментов--дегидрогеназ	Печень, почки, мясо, дрожжи, молоко, горох, бобы	15-25
Рибофлавин	Витамин В2, лактофла-вин	Входит в состав ферментов, осущест-вляющих транспорт водорода от деги-дрогеназ к кислороду	Молочные и мясные продукты, салатные овощи	2-2,5
Пиридоксин	Витамин B6	Входит в состав ферментов, катализи-рующих переамини-рование и декарбок-силирование аминокислот	Мясо, рыба, молоко, печень кр. рог. скота, дрожжи и мн. растит. продукты	2-3
Пантотеновая к-та	Витамин Вз	Входит в состав кофермента А, при участии к-рого происходит синтез жир- ных кислот, стероидов, ацетилхолина и мн. др. соединений	Широко распространён во всех растениях, животных тканях и микроорганизмах	5-10
Фолиевая к-та	Групповое обозначение моно-, три- и гептаглу-таминовых кислот, вита-мин ВС, фолацин	Входит в состав ферментов, участвую-щих в синтезе пуриновых и пиримидино-вых соединений, нек-рых аминокислот (серина, метионина). Вместе с витамином В12 участвует в процессе кроветворения	Печень, почки, дрожжи, са-латные овощи	0,1-0,5
Цианкобаламин	Витамин B12, крове-творный фактор	Входит в состав мн. ферментов, уча-ствующих в синтезе холина, креатина, нуклеиновых кислот и др. Наиболее ак-тивный противонемич. препарат	Печень, почки, меньше - мясо и молоко	0,005-0,01
n-Аминобензой-   ная к-та	n-Аминобензойная к-та, ПАБ	Ростовой фактор для мн, микроорга-низмов, стимулирует выработку витами-нов кишечной микрофлорой. Входит в состав фолиевой к-ты	Дрожжи, печень, семена пше-ницы, риса	Не установлена
Биотин	Витамин Н	Входит в состав ферментов, катализи-рующих карбоксилирование (присоеди-нения CO2 с удлинением цепочки) жир- ных кислот и др.	Печень, почки, дрожжи, яич- ный желток, растит. продукты	0,01
Мезоинозит	Инозит	Ростовой фактор для дрожжей; его недостаток вызывает остановку роста мо-лодых животных	Широко распространён в рас-тениях в виде солей инозитфос-форной к-ты - фитина	Не установлена
Холин-хлорид	Холин-хлорид	Источник метильных групп для син- теза мн. соединений, участвует в синте- зе фосфолипидов	Семена злаков, бобовых, свёк-ла и др. растит. продукты, дрожжи, печень	500-1000
Оротовая к-та	Витамин B13	Предшественник пиримидиновых осно-ваний; используется в процессах синтеза	Растит. продукты, молоко	Леч. дозы 1000-1500
Пангамовая к-та	Витамин B15	Повышает окислит. обмен, обладает липотропным и детоксицирующим дей-ствием	Семена злаков, печень, дрож-жи	Леч. дозы 200-300
S-мeтилметионин-сульфоний- хлорид	Противоязвенный фак-тор, витамин U (от лат. ulcus - язва)	Способ-ствует заживле-нию пептических язв желудка и двенадцатиперстной кишки	Соки свежих овощей - капу-сты, шпината, сельдерея и др.	Леч. дозы 200–250

  Витамин В_с (фолиевую кислоту, XI) синтезируют одностадийной конденсацией 2,4,5-триамино-6-оксипиримидина, 1,1,3-трихлорацетона и n-аминобензоил-L-глутаминовой кислоты.

Витамин PP (никотиновую кислоту, XII) получают окислением b-пиколина (выделяемого из каменноугольного дёгтя), ресурсы которого ограниченны, а также окислением хинолина или 2-метил-5-этилпиридина. Для медицинских целей пользуются, кроме никотиновой кислоты, никотинамидом (XIII).

Витамин B₃, оптически активная D-пантотеновая кислота

HOCH₂C (CH₃)₂CH (OH) CONH (CH₂)₂COOH,
для медицинских целей применяется в виде кальциевой соли.

Для нужд животноводства нет необходимости в разделении на промежуточных ступенях синтеза рацемата пантолактона на оптические антиподы. Синтез рацемического пантотената кальция состоит в альдольной конденсации изобутираля и формальдегида с последующим превращением в пантолактон, затем в его конденсации с b-аланином, приводящей к образованию конечного продукта.

Витамин B₁₂ (цианкобаламин), вещество весьма сложного строения, получают с помощью микробиологического синтеза с Propionbacterium Shermanii на углеводо-белковых средах - отходах свеклосахарного производства (мелассе). Культивирование проводят в присутствии 5,6-диметил-бензимидазола. Витамин выделяют в кристаллическом виде. Имеет значение также технология брожения термофильными метанобразующими бактериями при 55-57 °С барды ацетоновых и спиртовых заводов, работающих на мелассе.

Витамин D₂ (эргокальциферол), имеющий также весьма сложное строение, выделяют из пекарских дрожжей в виде эргостерина, который затем подвергают фотоизомеризации. Для медицинских целей эргокальциферол очищают от побочных веществ, образующихся при фотоизомеризации. Витамин D₃ (холекаль-циферол) получают из холестерина - продукта мясной промышленности. Его бензоилируют, затем подвергают бромированию и другим операциям (см. также Витаминные препараты и Витаминная промышленность).
  Витамины М. Березовский.

  Витамины в животноводстве. Значение Витамины в кормлении с.-х. животных велико. При их недостатке или отсутствии задерживается рост и развитие молодняка, снижается сопротивляемость организма различным заболеваниям, уменьшается продуктивность. С недостаточным витаминным питанием у с.-х. животных нередко связаны яловость, аборты, низкая плодовитость. Потребность в Витамины зависит от вида животных, возраста, физиологического состояния, продуктивности, условий кормления и содержания, а также от запаса витаминов в организме. Особенно велика эта потребность у молодняка, беременных и лактирующих самок, высокопродуктивных и племенных животных.

Каротина требуется (мг на 100 кг живой массы в сутки): коровам стельным 60-80, лактирующим 50-60, быкам-производителям 70-100, овцам суягным и подсосным 20-40, баранам 40-60, свиноматкам супоросным и подсосным 20-30, хрякам 50-60, рабочим лошадям 20-25, племенным 40-50; витамина D₂ или D₃ (ИЕ на 100 кг живой массы в сутки): крупному рогатому скоту 1000-1500, овцам 1000, свиньям 1000. Витамины группы В жвачным животным не нормируют, так как они почти полностью покрывают свою потребность в витаминах этой группы благодаря способности бактерий рубца синтезировать их. В рационе свиней нормируют (мг на 100 кг живой массы) витамина В₂ - 10, B₁₂ - 0,04, PP - 50-75. Потребность в Витамины для птицы рассчитывается на т концентратов: витамина А - 4,5 г, D₂ - 30 млн. ИЕ, D₃ - 1 млн. ИЕ, B₁₂ - 12 мг, PP - 15 мг, В₂ - 4 мг, пантотеновой кислоты -10 г, холин-хлорида - 1000 г.

Основной источник Витамины для животных - корма. Поэтому для правильной организации кормления необходимо знать наряду с потребностью в Витамины содержание их в кормах. Нормирование витаминного питания животных осуществляют подбором кормов, обогащением рационов витаминными кормами или концентратами витаминов, выпускаемыми промышленностью. В состав комбикормов, выпускаемых промышленностью, включают все необходимые Витамины

Лит.: Коутс М. Е. [и др.]. Витамины в питании животных, в кн.: Новое в кормлении сельскохозяйственных животных. Сб. переводов, т. 2, М., 1958; Букин Витамины Н., Проблема витаминов в животноводстве и пути её решения, в кн.: Вопросы химизации животноводства, М., 1963; его же. Витамины в животноводстве, М., 1966.