Реферат: История открытия витаминов

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.

Дата добавления на сайт: 04 марта 2024

Скачать работу 'История открытия витаминов':

История открытия витаминов
 
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. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга;от нее погибало моря ков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из 160 участников известной экспедиции Васко де Гама прокладывавшей морской путь в Индию, 100 человек погибли от цинги.
История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара хвои.
Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны 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 содержаться не во всякой пище.
Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого 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.
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 корми, 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.
Блестящим подтверждением правильности вывода Н. И. Лунина установлением причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося главным образом полированным рисом.
Врач Эйкман, работавший в тюремном госпитале на острове Ява, в 1896 году подметил, что куры, содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом, страдали заболеванием, напоминающим бери-бери. после перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила.
Наблюдения Эйкмана, проведенные на большом числе заключенных в тюрьмах Явы, также показали, что среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40, тогда как в группе людей, питавшихся неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000.
Таким образом, стало ясно, что в оболочке риса (рисовых отрубях) содержится какое-то неизвестное вещество, предохраняющее от заболевания бери-бери. В 1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристаллическом виде(оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов) ;оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты. В щелочных растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.
Несмотря на то, что эти особые вещества присутствуют в пище, как подчеркнул ещё Н. И. Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, Функ(1912) предложил назвать весь этот класс веществ витаминами(лат. vta-жизнь, vitamin-амин жизни) . Впоследствии, однако, оказалось, что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее термин "витамины"настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.
После выделения из пищевых продуктов вещества, предохраняющего от заболевания бери-бери, был открыт ряд других витаминов. Большое значение в развитии учения о витаминах имели работы Гопкинса, Степпа, Мак Коллума, Мелэнби и многих других учёных.
В настоящее время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура;это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержаться в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза.
ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ ОБ АВИТАМИНОЗАХ;ГИПОИ ГИПЕРВИТАМИНОЗЫ. Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называть авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, её называют поливитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходиться иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно и своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов.
Чрезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом.
В настоящее время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментных систем. Известно, что многие витамины входят в состав ферментов в качестве компонентов их простетических или коферментных групп.
Многие авитаминозы можно рассматривать как патологические состояния, возникающие на почве выпадения функций тех или других коферментов. Однако в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё неясен, поэтому пока ещё не представляется возможность трактовать все авитаминозы как состояния, возникающие на почве нарушения функций тех или иных коферментных систем.
С открытием витаминов и выяснением их природы открылись новые перспективы не только в предупреждении и лечении авитаминозов, но и в области лечения инфекционных заболеваний. Выяснилось, что некоторые фармацевтические препараты (например, из группы сульфаниламидных) частично напоминают по своей структуре и по некоторым химическим признакам витамины, необходимые для бактерий, но в то же время не обладают свойствами этих витаминов. Такие "замаскированные под витамины" вещества захватываются бактериями, при этом блокируются активные центры бактериальной клетки, нарушается её обмен и происходит гибель бактерий.
КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ.
В настоящее время витамины можно охарактеризовать как низкомолекулярные органические соединения, которые, являясь необходимой составной частью пищи, присутствуют в ней в чрезвычайно малых количествах по сравнению с основными её компонентами.
Витамины- необходимый элемент пищи для человека и ряда живых организмов потому, что они не синтезируются или некоторые из них синтезируются в недостаточном количестве данным организмом. Витамины -это вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Они могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих своё действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях.
Витамины делят на две большие группы: 1. витамины, растворимые в жирах, и 2. витамины, растворимые в воде. Каждая из этих групп содержит большое количество различных витаминов, которые обычно обозначают буквами латинского алфавита. Следует обратить внимание, что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не вполне отвечает исторической последовательности открытия витаминов.
В приводимой классификации витаминов в скобках указаны наиболее характерные биологические свойства данного витамина -его способность предотвращать развития того или иного заболевания. Обычно названию заболевания предшествует приставка "анти", указывающая на то, что данный витамин предупреждает или устраняет это заболевание.
1. ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ЖИРАХ.
Витамин A (антиксерофталический) .
Витамин D (антирахитический) .
Витамин E (витамин размножения) .
Витамин K (антигеморрагический) 2. ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.
Витамин В1 (антиневритный) .
Витамин В2 (рибофлавин) .
Витамин PP (антипеллагрический) .
Витамин В6 (антидермитный) .
Пантотен (антидерматитный фактор) .
Биотин (витамин Н, фактор роста для грибков, дрожжей и бактерий, антисеборейный) .
Инозит. Пара-аминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор пигментации) . Фолиевая кислота(антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий) .
Витамин В12 (антианемический витамин) .
Витамин В15 (пангамовая кислота) .
Витамин С (антискорбутный) .
Витамин Р (витамин проницаемости) .
Многие относят также к числу витаминов холин(см. в конце) и непредельные жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей. Все вышеперечисленные- растворимые в воде витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат азот в своей молекуле, и их часто объединяют в один комплекс витаминов группы В.
ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.
ВИТАМИН В2 (рибофлавин) .
Химическая природа и свойства витамина В2.
Выяснению структуры витамина В2 помогло наблюдение, что все активно действующие на рост препараты обладали жёлтой окраской и желто-зелённой флоуресценцией. Выяснилось, что между интенсивностью указанной окраски и стимулирующим препарата на рост в определённых условиях имеется параллелизм.
Вещество желто-зеленной флоуресценцией, растворимое в воде, оказалось весьма распространенным в природе; оно относится к группе естественных пигментов, известных под названием флавинов. К ним принадлежит например флавин молока(лактофлавин) . Лактофлавин удалось выделить в химически чистом виде и доказать его тождество с витамином В2.
Витамин В2-желтое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, разрушающееся при облучении ультрафиолетовыми лучами с образованием биологически неактивных соединений(люмифлавин в щелочной среде и люмихром в нейтральной или кислой) .
Витамин В2 представляет собой метилированное производное изоаллоксазина, к которому в положении 9 присоединён спирт рибитол;поэтому витамин В2 часто называют рибофлавином, т.е. флавином, к которому присоединён пятиатомный спирт рибитол: СНОН | НОСН | НОСН | НОСН | СН | NH N N N C==O HC CO | | | | | | | | NH NH N C==O HC N CO Изоаллоксазин Витамин В2 (6,7-диметил-9-Dрибитилизоаллоксазин) Наличие активных двойных связей в циклической структуре рибофлавина обуславливает некоторые химические реакции, лежащие в основе его биологического действия. Присоединяя водород по месту двойных связей, окрашенный рибофлавин легко превращается в бесцветное лейкосоединение. Последнее, отдавая при соответствующих условиях водород, снова переходит в рибофлавин, приобретая окраску. Таким образом, химические особенности строения витамина В2 и обусловленные этим строением свойства предопределяют возможность участия витамина В2 в окислительно-восстановительных процессах.
СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В2 В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ.
Витамин В2 широко распространен во всех животных и растительных тканях. Он встречается либо в свободном состоянии(например, в молоке, сетчатке) , либо, в большинстве случаев, в виде соединения, связанного с белком. Особенно богатым источником витамина В2 являются дрожжи, печень, почки, сердечная мышца млекопитающих, а также рыбные продукты. Довольно высоким содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты.
Ежедневная потребность человека в витамине В2, по-видимому, равняется 2-4 мг рибофлавина.
РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.
Витамин В2 встречается во всех растительных и животных тканях, хотя и в различных количествах. Это широкое распространение витамина В2 соответствует участию рибофлавина во многих биологических процессах. Действительно, можно считать твёрдо установленным, что существует группа ферментов, являющихся необходимыми звеньями в цепи катализаторов биологического окисления, которые имеют в составе своей простетической группы рибофлавин. Эту группу ферментов обычно называют флавиновыми ферментами. К ним принадлежат, например, желтый фермент, диафораза и цитохромредуктаза. Сюда же относятся оксидазы аминокислот, которые осуществляют окислительное дезаменированиеамино кислот в животных тканях. Витамин В2 входит в состав указанных коферментов в виде фосфорного эфира. Так как указанные флавиновые ферметны находятся во всех тканях, то недостаток в витамине В" приводит к падению интенсивности тканевого дыхания и обмена веществ в целом, а следовательно, и к замедлению роста молодых животных.
В последнее время было установлено. что в состав простетических групп ряда ферментов, помимо флавоновой группы, входят атомы металлов(Cu, Fe, Mo) .
ВИТАМИН РР (антипеллагрический витамин, никотинамид) .
При отсутствии витамина РР(от английского pellagra preventing) в пище у человека возникает заболевание, получившее название пеллагры.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА РР.
Анипеллегрическим витамином является никотиновая кислота или её амид. Никотиновая кислота была известна химикам ещё с 1867 года, но только 70 лет спустя было установлено, что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важнейшего витамина.
Никотиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте. При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется.
| --СООН | --COONH | | | | N N Никотиновая кислота Амид никотиновой кислоты Активностью антипеллагрического витамина обладает как сама никотиновая кислота, так и амид никотиновой кислоты.
По-видимому, в организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амидникотиновой кислоты. который и является истинным антипеллагрическим витамином.
При введении никотиновой кислоты людям и животным, страдающим пеллагрой, все признаки заболевания исчезают.
СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА РР В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Антипеллагричекий витамин довольно широко распространён в природе, благодаря чему пеллагра при нормальном питании встречается редко. Большое количество витамина РР находится в рисовых отрубях, где содержание его доходит почти до 100 мг%. В дрожжах и пшеничных отрубях, в печени рогатого скота и свиней также содержится довольно значительное количество этого витамина.
Растения и некоторые микробы, а также, по-видимому, и некоторые животные(крысы) способны синтезировать антипеллагрический витамин и поэтому могут развиваться нормально и без поступления извне. В настоящее время выяснено, что РР может синтезироваться в организме из триптофана; недостаток триптофана в питании или нарушение его нормального обмена играет поэтому важную роль в возникновении пеллагры. Человек, по-видимому не обладает достаточной способностью к синтезу антипеллагрического витамина, и доставка никотиновой кислоты или её амида с пищей необходима, особенно при диете, не содержащей соответствующего количества триптофана и пиридоксина, например, при резком преобладании в пищевом рационе кукурузы(маиса) . Суточная потребность в этом витамине для людей исчисляется в 15-25 мг для взрослых и 15 мг для детей.
РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.
Никотиновая кислота, точнее её амид, играет исключительно важную роль в обмене веществ. Достаточно сказать, что в состав ряда коферментных групп, катализирующих тканевое дыхание, входит амид никотиновой кислоты.
Отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к нарушению синтеза ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, и ведет к нарушению механизма окисления тех или иных субстратов тканевого дыхания.
Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1-метилникотинамида и частично некоторых других ее производных.
| =--COONH | | N | CH N1-метилникотинамида ВИТАМИН В6(ПИРИДОКСИН) .
Химическая природа и свойства витамина В6.
Вещества группы витамина В6 по своей химической природе являются производными пиридина. Одно из них- пиридоксол(2-метил-3окси-4,5-диоксиметилпиридил) -белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и спирте. CHOH | HO-- ---CHOH | | HC-N Пиридоксо Пиридоксолустойчив по отношению к кислотам и щелочам(например, 5 н. коцетрации) , но легко разрушается под влиянием света при pH=6,8. СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В6 В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ И ПОТРЕБНОСТЬ В НЁМ. Витамин В6 весьма распространён в продуктах как живого, так и растительного происхождения. Особенно богаты им рисовые отруби, а также зародыши пшеницы, бобы, дрожжи, а из животных продуктов -почки, печень и мышцы.
Потребность человека в этом витамине точно не установлена, но при некоторых формах дерматитов, не поддающихся излечению витамином РР или другими витаминами, внутривенное введение 10-100 мг пиридоксина давало положительный лечебный эффект. Предполагают, что потребность организма человека в этом витамине составляет приблизительно 2 мг в день.
У человека недостаточность витамина В6 чаще всего возникает в результате длительного приёма сульфаниломидов или антибиотиков -синтомицина, левомицина, биомицина, угнетающих рост кишечных микробов, в норме синтезирующих пиридоксин в количестве, достаточном для частичного покрытия...

Похожие материалы:

Лекция: ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ГИГИЕНЫ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ НАУКИ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ГИГИЕНЕ

Реферат: История дерматологии. Кожные заболевания

Статья: ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ ВИЧ - ИНФЕКЦИИ/СПИДа, ИСТОРИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Реферат: История становления медицины

Статья: История сестринского дела