ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2019
Просмотров: 669
Скачиваний: 4
ФГБОУ ВО ОрГМУ
МИНЗДРАВА РОССИИ
КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
РЕФЕРАТ
История открытия витаминов и развитие витаминологии как науки (работы Н.И. Лунина, К. Функа)
2018
Содержание.
1.
Введение………………………………………………………………………...3
2.
Классификация витаминов………………………………………………….…4
3.
История открытия жирорастворимых
витаминов………………………...….5
4. История
открытия водорастворимых витаминов
………………………...….7
5. История развития
витаминологии……………………………………...……10
5.1.
Работа Н.И. Лунина…………………………………………………………10
5.2.
Работа Х. Эйкмана…………………………………………………...……..11
5.3.
Работа К. Функа……………………………………………………………..12
6.
Заключение…………………………………………………………………….13
7
Список используемой
литературы………………………………………...….14
Введение.
Когда около 100 лет назад возникло
учение о витаминах, невозможно было
представить, что из частного раздела
науки о питании оно превратиться в
науку, имеющую широкое общебиологическое
значение.
С развитием биологической
химии, ученные постепенно установили
химические формулы витаминов, получили
их в чистом виде. Витамины больше не
представлялись таинственными веществами
неведомого строения.
Ушли времена,
когда от цинги и других авитаминозов
страдали мореплаватели, землепроходцы,
освоители новых земель, когда в периоды
воин эти болезни уносили множество
человеческих жизней. Исчезли как массовые
болезни рахит, цинга, пеллагра и другие
авитаминозы. Однако проблема витаминной
недостаточности не решена до конца: еще
не ликвидированы скрытые формы дефицита
витаминов – гиповитаминозы, при которых
в тканях имеются витамины в количествах,
достаточных для предотвращения явно
выраженного авитаминоза, например,
цинги, но не полностью удовлетворяющих
потребность в них организма. Гиповитаминозы
могут длиться годами, не проявляясь
явно выраженными симптомами болезни,
но они наносят ущерб здоровью людей.
Витамины являются средством, предупреждающим возникновение авитаминозов, гиповитаминозов и излечивающим от этих заболеваний, но особенно важно то, что без витаминов невозможна нормальная жизнедеятельность организма.
Классификация витаминов.
Витамины – необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью, которые не синтезируются в организме или синтезируются в недостаточном количестве, а поступают в него с пищей. В настоящее время известно более 30 витаминов. Классифицировать витамины по химической структуре невозможно – настолько они разнообразны и относятся к самым разным классам химических соединений. Однако их можно разделить по растворимости: на жирорастворимые и водорастворимые.
Жирорастворимые витамины: витамин А (ретинол), витамин D (кальциферолы), витамин Е (токоферолы), витамин К (филлохиноны).
Водорастворимые витамины: витамин С (аскорбиновая кислота), витамин В1 (тиамин), витамин В2 (рибофлавин), витамин В3 (пантотеновая кислота),витамин В6 (пиридоксин), витамин В12 (цианкобаламин), витамин Р (биофлавоноиды, полифенолы), витамин РР (ниацин, никотиновая кислота), витамин Н (биотин), витамин Вс (фолиевая кислота, фолацин).
Витаминоподобные соединения – разнообразные химические вещества, частично синтезирующиеся в организме человека и обладающие витаминными свойствами. К ним относятся: витамин N (липоевая кислота), витамин В4 (холин), витамин В6 (инозит), витамин В13 (оротовая кислота), витамин В15 ( пангамовая кислота), витамин В17 (нитролозид), убихон (коэнзим Q), витамин Н1 (парааминобензойная кислота), витамин U (S – метилметионин-сульфоний-хлорид), витамин Вт (каратин), витамин F (полиненасыщенные жирные кислоты).
В 2005 году появилась функциональная классификация, согласно которой витамины подразделяются на: коферменты (В, К, Н); прогармоны (А, D); антиоксиданты (С, Е).
История открытия жирорастворимых витаминов.
Жирорастворимые витамины – это низкомолекулярные соединения, не растворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях. К ним относятся витамины: А, D, Е, К.
Витамин А (ретинол, антиксероофтальмический) – циклический, ненасыщенный, одноатомный спирт. В 1917 году витамин А был обнаружен независимо Элмером Макколом в Университете Висконсн-Мэдисон и Лайфайеттом Менделем и Томасом Бурром Осборном из Йельского университета. Есть две формы витамина А: ретинол – это витамин А в чистом виде и в виде коротиноидов – пигменты которых содержатся в растениях.
Источники. Витамин А содержится только в животных продуктах: печени крупного рогатого скота т свиней, яичном желтке, молочных продуктах; особенно богат этим витамином рыбий жир. В растительных продуктах (морковь, томаты, перец, салат и др.). Суточная потребность витамина А взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг витамина или от 2 до 5 мг р-каротинов. При авитаминозе и гиповитаминозе развивается головная боль, тошнота, рвота, шелушение кожи, выпадение волос, увеличение печени.
Витамин Д (кальциферол, антирахитический) – группа химически родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Наиболее биологически активные витамины – D2 и D3. Впервые упоминание о рахите – заболевании, вызванном дефицитом витамина Д, найдено в трудах Сорана Эфесского (138 г. н.э.). Детально рахит как болезнь был описан Глисоном, английским ортопедом в 1650 г. В 1921г. Мак-Коллум, проводя опыт, обнаружил в неомыляемой части жира трески (который к тому времени был известен как препарат против рахита) новый компонент, обладающий сильным противорахитическим действием – витамин Д. Таким образом, было выявлено, что пищевые продукты обладают способностью предотвращать рахит в зависимости от наличия в их составе именно этого витамина. С 1919 г., после открытия Гудчинским действия ртутно-кварцевой лампы (названной «горное солнце») на лечение рахита у детей, основным фактором развития этой болезни стали считать недостаток ультрафиолетового облучения. В 1928 г. Адольфу Виндаусу была вручена Нобелевская премия по химии за открытие предшественника витамина Д – дегидрохолостерола. Позже, в 1937 г., тот же Виндаус сумел выделить и активный витамин Д3.
Витамин Е. Впервые выявили роль витамина Е в репродуктивном процессе в 1920 г. У белой крысы, обычно очень плодовитой, было отмечено прекращение размножения при длительной молочной диете (снятое молоко) с развитием авитаминоза Е. В 1922 г. Эванс и Бишоп установили, что при нормальных овуляции и зачатии, у беременных самок крыс происходила гибель плода при исключении из рациона жирорастворимого пищевого фактора, имеющегося в зелёных листьях и зародышах зерна. Авитаминоз Е у самцов крыс вызывал изменения семянного эпителия. В 1936 году получены первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерна. Синтез витамина Е осуществлен в 1938 г. Каррером.
Витамин К. Витамин К существует в нескольких формах в растениях как филлохинон (К1), в клетках кишечной флоры как менахинон (К2)
Впервые было высказано предположение о наличии фактора, влияющего на свертываемость крови в 1929 г. Датский биохимик Хенрик Дам выделил жирорастворимый витамин , который в 1935 г. назвали витамином К из-за его роли в свертываемости крови. За эту работу ему в 1943 г. была присуждена Нобелевская премия.
История открытия водорастворимых
витаминов.
Водорастворимые витамины – это
низкомолекулярные соединения, хорошо
растворимые в воде, не растворимые в
органических растворителях.
Витамин В1 (тиамин, антиневритный) – Христиан Эйкман предположил существование паралитического яда в эндосперме риса и полезных для организма веществ, излечивающих болезнь бери-бери в рисовых отрубях. За исследование , которые привели к открытию витаминов, Эйкман получил в 1929 году Нобелевскую премию в области медицины. В чистом виде впервые выделен Б. Янсеном в 1926 году.
Витамин В2 (рибофлавин). Рибофлавин представляет собой кристаллы жёлтого цвета (от лат. Flavos – желтый), растворимые в воде. В основе структуры витамина В2 лежит структура изоаллоксазина, соединенного со спиртом рибитолом. Ученый Блис открыл это вещество в 1879 году, а рибофлавином он стал в 1932 году.
Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, антипелларгический). Открытие и изучение витамина РР тесно связано с изучением пеллагры – заболевания, при котором развивается дерматит. Это заболевание было описано еще вначале XVIII в. Оно встречалось среди людей, которые в качестве основного продукта питания употребляли кукурузу. Долгое время считали, что пеллагру вызывает либо ядовитое вещество, либо неизвестный микроб. В 1915 г. американский врач Гольдберг, проведя многочисленные исследования, пришел к выводу, что развитие данного заболевания связано с отсутствие в пище вещества неизвестной природы. Это вещество Гольдберг назвал «фактором, предотвращающим развитие пеллагры». Поэтому витамин и получил название РР (pellagra preventing). В процессе поиска эффективного противопеллагрического средства был получен кристаллический препарат, излечивающий пеллагру. Этим веществом оказалась никотиновая кислота.
Витамин В3 (пантотеновая кислота) – в качестве витамина была открыта в 1933 г. Р. Уильямсом. Она оказалась чрезвычайно широко распространенной во всех живых объектах (микроорганизмы, растения, ткани животных), в связи с чем было предложено название «пантотеновая кислота» (от греч. pantoten – повсюду). В 1938 г. этот же автор выделил ее из дрожжей и печени в высокоочищенном состоянии в форме кристаллической кальциевой соли, а в 1940 г. была расшифрована ее структура, подтверждённая химическим синтезом.
Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксаль) – история открытия пиридоксина связана с поисками средств для лечения пеллагры – тяжелейшей болезни, распространенной до середины прошлого века. Гольдберг в 1926 году сделал вывод, что проявления пеллагры не поддаются воздействию, но проходят под действием дрожжей, которыми скармливали животных. Неизвестный компонент в дрожжах был назван «крысиным фактором», а позже, в 1936 году, его уже смогли выделить, синтезировать и назвать витамином В6. И только в 1944 году американцу Е. Снеллу удалось выделить 2 разновидности этого витамина: пиридоксиамин и пиридоксаль.
Витамин Н (биотин) – входит в состав ферментов, осуществляющих карбоксилирование (присоединение молекулы углекислого газа) органических кислот. Биотин был открыт в 1901 г. В те годы изучение витаминов еще только начиналось и знания ученых о витаминах были ограничены. Новому, незнакомому веществу было дано название «биос», что означает «жизнь». Это вещество называли «защитным фактором Х», «коферментом Н», и только через какое-то время исследователи поняли, что имеют дело с одним и тем же веществом. После этого его окончательно переименовали в биотин и стали обозначать витамином Н.
Витамин В9 (фолиевая кислота) – фолиевая кислота и родственные соединения, ее производное, тетрагидрофолиевая кислота, входит в состав ферментов, участвующих в важнейших синтетических процессах, в том числе в процессе кроветворения. Название «фолиевая кислота» произошло от латинского слова «folium», что означает лист. Первооткрывателем стал английский исследователь Н. Митчелл, выделил ее чистый вид из листьев.
Витамин В12 (кобаламин) – был выделен из печени в кристаллическом виде в 1948 г. В 1955г. Дороти Ходжкен с помощью рештено- структурного анализа расшифровала структуру этого витамина. За эту работу в 1964 г. ей была присуждена Нобелевская премия. Витамин В12 – единственный витамин, содержащий в своём составе металл кобальт.
Витамин С (аскорбиновая кислота) – история открытия витамина С связана с цингой. В те далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу. Болезнь проявлялась общей слабостью, кровоточивостью дёсен, вследствие чего выпадали зубы, появлялась сыпь, кровоизлияния на коже. Но всё же был найден путь излечения. Так, моряки, следуя примеру индейцев, стали пить водный экстракт сосновой хвои, который является кладезем витамина С. В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты. Интересен ещё и другой факт : Альберт фон Сант-Дьердь, первооткрыватель витамина С, на самом деле открыл целый комплекс витаминов и показал, что с рутином и биофлавоноидами действие витамина С становится особенно мощным.
Витамин Р (рибофлавоноиды) – первые флавоноиды были открыты американским биохимиком венгерского происхождения, лауреатом Нобелевской премии Альбертом Сент-Дьёрди в 1936 году. Это вещество привлекло учёного тем, что при наличии достаточного количества его в организме уменьшалась ломкость сосудов и проходили геморроидальные явления. Чуть позже, когда была расшифрована его структура, выяснилось, что у этого вещества огромное количество родственников, различающихся между собой небольшими участками молекул.
История развития витаминологии.
Работа Н.И. Лунина.
Вторая половина XIX века была периодом бурного развития химии и физиологии. К тому времени были получены основные сведения о химической природе главных составных частей пищи – белков, жиров, углеводов. Поэтому можно было приступить к изучению физиологического значения факторов.
Молодой русский врач Николай Иванович Лунин 18 сентября 1880 года, в возрасте 26 лет, на заседании медицинского совета г. Юрьева защитил диссертацию «О значении неорганических солей для питания животных». При проведении опытов он соблюдал два условия. Первое: подопытные животные по характеру питания должны быть сходны с характером питания человека, то есть, потребляющие пищу и растительного и животного происхождения, его выбор пал на мышей. Второе условие было основано на таком рассуждении: чтобы выяснить физиологическое значение того или иного компонента в пищи, следует проследить за тем, как скажется на организме его отсутствие в рационе. Эти принципы впоследствии были положены в основу экспериментальной биохимии питания.
Н.И. Лунин составил диету из компонентов, входящих в столь высоко питательный продукт, каким является молоко – казеин, молочный сахар и жир. Все составные части диеты предварительно очищались от минеральных солей. Мыши, получавшее эту диету, погибали в сток от 11 до 21 дня. Контрольную группу мышей ученый кормил натуральным молоком, и на протяжении опыта, длившегося 10 недель, животные оставались здоровыми. Николай Иванович писал в своей диссертации: «В молоке, кроме казеина, жира, молочного сахара и солей, должны содержаться другие вещества, которые совершенно необходимы для питания. Обнаружить эти вещества и изучить их значение представляет большой интерес».
Таким образом, витамины были открыты русским ученым Н.И. Лунин.
Работа Х. Эйкмана
Спустя 17 лет после сообщения Н.И. Лунина опубликовал свою работу голландский врач Христиан Эйкман. Он был на острове Ява в госпитале и наблюдал картину заболевания бери-бери у человека. Х. Эйкман обратил внимание на такое обстоятельство: что у кур, которых кормили из госпитальной кухни, часто появлялось заболевание, чрезвычайно похожее на бери-бери человека. В то время господствовала инфекционная теория бери-бери. Может быть, куры заражаются от больных людей? Эйкман проводит эксперимент: пытается заразить кур выделениями и другими материалами, взятыми у людей, больных бери-бери. Результат отрицательный, куры остаются здоровыми.