Витамины кем были открыты: История открытия витаминов. Все о витаминах. Компливит

История открытия витаминов. Все о витаминах. Компливит

Во второй половине XIX века специалисты, изучающие пищевую ценность продуктов, были уверены, что она зависит исключительно от содержания в них жиров, белков, углеводов, воды и минеральных солей. Однако время не стоит на месте, и за века человечество не раз сталкивалось с ситуациями, когда морские путешественники погибали от цинги даже при достаточном количестве продовольствия. С чем же это связано?

Никто не мог получить ответ на этот вопрос вплоть до 1880 года, когда русский ученый Николай Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, которые поглощали искусственное молоко, в состав которой входили казеин, жир, сахар и соли, все равно погибали, в то время как животные, получавшие натуральное молоко, были здоровы и веселы. Ученый сделал вывод, что в молоке есть и другие незаменимые для питания вещества.

Спустя еще 16 лет была найдена причина болезни «бери-бери», распространенной среди жителей Индонезии и Японии, которые питались в основном очищенным рисом. И помощь врачу Эйкману, трудившемуся в тюремном госпитале на острове Ява, оказали… бродившие по двору куры. Им давали очищенное зерно, и птицы страдали заболеванием, похожим на «бери-бери». Как только им начинали давать неочищенный рис, это состояние проходило. Намного позже было выявлено, что болезнь «бери-бери» обусловлена недостатком тиамина (витамина В1).

Впервые витамин в кристаллическом виде выделил польский ученый Казимир Функ. Это произошло в 1911 году. Через год они придумал ему название, оттолкнувшись от латинского vita – «жизнь».

Первым выделил витамин в кристаллическом виде польский ученый Казимир Функ в 1911 году. Год спустя он же придумал и название – от латинского «vita» – «жизнь».

Витамин С

Его впервые выделил Зильва (S. S. Zilva) в 1923–1927 годах из лимонного сока. Он же установил основные свойства этого вещества. В 1928—1933 годы Сент-Дьёрдьи (А. Szent-Györgyi) выделил в кристаллическом виде из надпочечников быка, а также из капусты и паприки вещество, названное им «гексуроновой кислотой», получившей затем название «аскорбиновая кислота».

Витамин E

В 1920 году было выявлено, что витамин Е играет важную роль в репродуктивном процессе. Так, при длительной молочной диете (при употреблении снятого молока) даже у очень плодовитой белой крысы были отмечены проблемы в репродуктивной функции – самки переставали приносить потомство. Позже стало понятно, что эти проблемы были связаны с дефицитом витамина Е.

В 1922 году Бишоп и Эванс выявили, что при исключении из рациона растворимых жиров, имеющихся в зародышах зерновых культур и зеленых листьях, у самок крыс с нормальными исходными показателями репродуктивной функции (овуляция, зачатие), беременности заканчивались рождением мертвых детенышей. При недостатке витамина Е у самцов крыс происходили изменения в эпителии семенных канальцев, которые вели к нарушению фертильности. В 1936 году ученые смогли получить первые препараты витамина Е за счет его экстракции из масел ростков зерна. В 1938 году Каррер осуществил синтез витамина Е. Дальнейшие исследования показали, что этот элемент оказывает влияние не только на репродуктивную функцию (В. Е. Романовский, Е. А. Синькова «Витамины и витаминотерапия»).

Витамин K

В 1929 году было высказано предположение о том, что существует фактор, влияющий на свертываемость крови. Датским биохимиком Хенриком Дамом (Henrik Dam) был выделен жирорастворимый витамин. Благодаря его участию в процессах свертываемости крови в 1935 году его назвали витамином К -koagulations vitamin. За это открытие Хенрик Дам в 1943 году получил Нобелевскую премию.

Биотин B_H

В 1901 году Уильдьерсом (Е. Wildiers) было установлено вещество, отвечающее за рост дрожжей, которое он предложил назвать биосом. В кристаллическом виде его выделил Кегль (F. Kogl). Он сделал это в 1935 году из желтка яиц и предложил назвать его биотином.

По материалам журнала «Здоровье».

Тест «Витамины»

ФИО: Хамаева Юлия Андреевна

Должность: учитель биологии

Место работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя школа №14» города Смоленска

Тема теста: Витамины

Класс: 8

УМК: Н. И. Сонин, М.Р. Сапин. Биология. Человек. 8 класс. М: Дрофа. 2014

Тест по теме «Витамины»

Задания составлены на основе рабочей программы в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования.

Тестовая работа предназначена для проверки знаний учащихся 8 класса по теме витамины. Тест содержит 2 варианта и включает 2 части: часть 1 – с выбором одного варианта ответа, часть 2 – с множественным выбором.

Цели:

Выявить уровень усвоения и глубину знаний темы «Витамины»;

Выявить знание базовых понятий данной темы.

На работу отводится 15 минут.

1 вариант

Часть 1

При выполнении заданий 1-10 укажите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа

1. Кем были открыты витамины?

А) Функ

Б) Лунин

В) Павлов

2. Гипервитаминоз – это …

А) отсутствие витаминов

Б) недостаток того или иного витамина

В) избыток витаминов

3. К жирорастворимым витаминам относят:

А) С и D

Б) А и Е

В) В2 и К

4. Витамин А содержится в большом количестве в:

А) неочищенных зернах

Б) чеснок

В) рыбий жир

5. Недостаток витамина В1 вызывает болезнь:

А) Бери-бери

Б) Малокровие

В) Цинга

6. Синдром недостаточности всасывания в кишечнике – это признак недостатка витамина:

А) Е

Б) В2

В) К

7. Недостаток какого витамина вызывает болезнь «перемежающаяся хромота»?

А) Е

Б) В1

В) D

8. Витамин К содержится в:

А) кукурузное и подсолнечное масло, молоко сыр

Б) молоко, сыр, рыба

В) тыква, клубника, томат

9. Недостаток витамина D вызывает заболевание:

А) Гиперкератоз

Б) Рахит

В) Цинга

10. Витамин D содержится в:

А) Рыбьем жире

Б) Тыкве

В) Клубнике

Часть 2

При выполнении задания 11 укажите последовательность из трех цифр

11. Какие витамины содержатся в молоке?

А) С

Б) В2

В) В12

Г) Е

Д) А

Е) РР

При выполнении задания 12 укажите последовательность букв соответствующих данным цифрам.

12. Соотнесите витамин и болезни, которые вызывает недостаток данного витамина

2 вариант

Часть 1

При выполнении заданий 1-10 укажите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа

1. Кто ввел понятие «витамин»?

А) Лунин

Б) Павлов

В) Функ

2. Авитаминоз – это…

А) отсутствие витаминов

Б) недостаток того или иного витамина

В) избыток витаминов

3. К водорастворимым витаминам относят:

А) А и Е

Б) С и К

В) С и В12

4. Витамин С содержится в большом количестве в:

А) лимоне

Б) шиповнике

В) твороге

5. Недостаток витамина В12 вызывает болезнь:

А) Бери-бери

Б) Цинга

В) Малокровие

6. Воспаление слизистой оболочке в ротовой полости, трещинки в уголках рта – это признаки недостатка витамина:

А) Е

Б) В2

В) D

7. Какой витамин синтезируется под действием УФ лучей?

А) Е

Б) В2

В) D

8. Витамин Е содержится в:

А) кукурузное и подсолнечное масло, молоко сыр

Б) молоко, сыр, рыба

В) тыква, клубника, томат

9. Недостаток витамина А вызывает заболевание:

А) Цинга

Б) Рахит

В) Гиперкератоз

10. Витамин В1 содержится в:

А) Тыкве

Б) Гречневой крупе

В) Клубнике

Часть 2

При выполнении задания 11 укажите последовательность из трех цифр

11. Какие витамины содержатся в большом количестве в печени трески?

А) С

Б) D

В) К

Г) Е

Д) А

Е) РР

При выполнении задания 12 укажите последовательность букв соответствующих данным цифрам

12. Соотнесите витамин и болезни, которые вызывает недостаток данного витамина

Ответы

За правильный ответ части 1 – 1 балл

За правильный ответ части 2 – 3 балла (за правильное указание 2-х ответов – 2 балла; за правильное указание 1-го ответа – 1 балл)

Итого максимально – 16 баллов

Критерии оценок

Витамин — витамин.

Первые годы открытия | Clinical Chemistry

Abstract

В 1905 году Корнелиус Адрианус Пекелхаринг обнаружил, что животные, которых кормят очищенными белками, углеводами, жирами, неорганическими солями и водой, будут процветать только при добавлении в рацион небольшого количества молока. Он пришел к выводу, что молоко содержит какое-то неизвестное вещество, которое в очень малых количествах необходимо для нормального роста и поддержания жизни. В 1911 году Казимир Функ выделил из рисовой шелухи концентрат, который вылечил полиневрит у голубей. Он назвал концентрат «витамином», потому что он оказался жизненно важным для жизни и, вероятно, был амином. Хотя концентрат и другие «вспомогательные пищевые вещества» не были аминами, название прижилось, но окончательная буква «е» была опущена. В 1913 две группы обнаружили «жирорастворимое» вспомогательное пищевое вещество. Первоначально считалось, что это один витамин, но были задействованы два отдельных фактора. Один, эффективный против ксерофтальмии, был назван витамином А; другой, эффективный против рахита, был назван витамином D. Фактор, предотвращающий цингу, был выделен в 1928 году. Известный как «водорастворимый С», он был переименован в аскорбиновую кислоту.

термины индексации: дополнительное пищевое вещество, дефицит питательных веществ, незаменимый компонент рациона

В течение многих лет было смутно известно, что болезни возникают в результате некоторых дефицитов питания. Ближе к началу 20-го века исследователи диетологии исследовали не болезни дефицита как таковые, а то, что является компонентами физиологически полноценного рациона. Они считали, что хорошо сбалансированная диета должна содержать только подходящее количество белков, углеводов, жиров, неорганических солей и воды. Достижения в области химии позволили получить большое количество этих веществ (приблизительные принципы) в виде химических соединений, и было предпринято множество исследований для определения качества и оптимального количества этих ингредиентов в «среднем дневном рационе». Был широкий выбор, из которого можно было выбрать. Однако животные, получавшие эти высокоочищенные продукты, не процветали и не росли.

Самое раннее такое исследование было проведено Н. Луниным в Лаборатории Густава фон Бунге (1844–1920) в Базеле (1881). Он сообщил, что молодые мыши не развиваются на искусственной смеси очищенных компонентов молока (белков, жиров, углеводов и солей) и, следовательно, что в этой синтетической молочной диете отсутствуют «неизвестные вещества», без которых жизнь не может поддерживаться. Эта работа не получила развития, привлекла мало внимания и была забыта. Ортодоксальное мнение предпочитало более простое объяснение недостаточности питания подопытных животных: очищенная диета была настолько неприятна и однообразна, что потеря аппетита, недоедание и смерть были неизбежны.

В 1905 году Корнелиус Адрианус Пекельхаринг (1848–1922) из ​​Утрехта провел аналогичные эксперименты с мышами и очищенными продуктами питания и получил результаты, аналогичные результатам Лунина. Если вместо воды давали молоко, мыши процветали на этой диете. Он пришел к выводу, что в молоке присутствует неизвестное вещество, которое даже в очень малых количествах имеет важное значение для питания и без которого животное теряет способность использовать другие компоненты своего рациона. Отчет, спрятанный в голландском медицинском журнале, не стал широко известен.

В 1884 году были предприняты усилия по искоренению авитаминоза в японском флоте путем предоставления морякам большего количества мяса, ячменя и фруктов. Эти диетические реформы были введены генеральным хирургом Канехиро Такаки (1849–1915) и привели к искоренению авитаминоза на флоте. Клинические признаки авитаминоза в первую очередь затрагивают нервную систему, например, мышечную атрофию и периферический паралич. Такаки правильно приписал болезнь дефициту пищи, но ошибочно полагал, что ее предотвращает достаточное количество белка.

Христиан Эйкман (1858–1930; рис. 1), голландский врач-физиолог, послужил толчком к дальнейшим исследованиям, работая в Голландской Ост-Индии (Индонезия). В 1897 году он обнаружил, что болезнь, известную как полиневрит у животных и бери-бери у людей, может быть вызвана у кур и голубей диетой, ограниченной шлифованным рисом. Птицы не могут ни летать, ни ходить, ни даже стоять. Излечение и профилактика были достигнуты путем кормления их нешлифованным рисом или рисовой шлифовкой. В течение многих лет большинство медицинских авторитетов, находившихся под влиянием работ Пастера, считали, что бери-бери вызывается бактерией. Эйкман считал, что микробы или токсины авитаминоза находились в шлифованном рисе и были нейтрализованы «чем-то» в шлифовке.

В 1901 г. Геррит Грейнс (1865–1944; рис. 2), помощник Эйкмана на Яве, продолжил исследования. Вероятно, он был первым, кто четко определил бери-бери как болезнь дефицита и попытался изолировать защитный и лечебный компонент от пищевых продуктов. Гринс предположил, что болезнь была вызвана дефицитом питательных веществ или отсутствием определенного природного вещества, содержащегося в определенных продуктах.

Казимир Функ (1884–1967; рис. 3), химик, рассматривал фактор Эйкмана при авитаминозах как определенное органическое химическое вещество, одно из нескольких, включение которых в следовых количествах в адекватную в других отношениях диету отвечало за лечение или профилактику таких заболеваний, как авитаминоз, цинга, рахит и пеллагра. В 1911 Функ выделил концентрат, родственный пиримидину, из рисовой шелухи, который лечил полиневрит у голубей (1)(2). Его концентраты в основном состояли из никотиновой кислоты — неэффективной при авитаминозах, но позже было показано, что она излечивает пеллагру — загрязненной фактором против бери-бери (3) (4). Его анализы показали, что концентрат содержал азот в основной форме и, вероятно, был амином. Поскольку он оказался жизненно важным, Функ назвал его «витамином» (5). Хотя они не были аминами, это название прижилось и применялось к целому ряду веществ, содержащихся в пищевых продуктах, независимо от их химической структуры.

В 1920 году Джек Сесил Драммонд (1891–1952; рис. 4) предположил, что, поскольку не было никаких доказательств, подтверждающих первоначальную идею Функа о том, что этими незаменимыми компонентами пищи являются амины, окончательную букву «е» опустить, чтобы в результате слово «витамин» соответствовало бы стандартной схеме номенклатуры, которая позволяет «нейтральному веществу неопределенного состава» иметь название, оканчивающееся на «в». Драммонд также рекомендовал отказаться от использовавшейся тогда «несколько громоздкой номенклатуры» (жирорастворимые А, водорастворимые В, водорастворимые С) и называть вещества витаминами А, В, С и т. д. до тех пор, пока была установлена ​​их истинная природа(6).

Хопкинс и вспомогательные пищевые факторы

Фредерик Гоуленд Хопкинс (1861–1947; рис. 5), отец британской биохимии и крупный вклад в биохимическую мысль и экспериментальную биохимию, твердо установил существование витаминов. Он выступал против виталистического мышления многих своих современников. Для него природа протоплазмы была не таинственной, а чем-то доступным экспериментальному подходу. Он поступил в медицинскую школу больницы Гая в возрасте 27 лет и отличился в химии. После получения квалификации он несколько лет работал в медицинском институте лаборантом днем ​​и клиническим химиком в частной клинической исследовательской лаборатории по вечерам.

В результате своего интереса к мочевой кислоте, наряду с его ранней подготовкой и опытом работы в качестве аналитика, Хопкинс разработал новый и более совершенный метод ее определения в моче (1892 г.) (7). Хотя со временем метод Хопкинса был вытеснен колориметрическим и другими методами, он оставался наиболее точным и надежным в течение нескольких десятилетий. Вместе с Сиднеем У. Коулом Хопкинс выследил примесь глиоксиловой кислоты в реагенте ледяной уксусной кислоты, ответственную за уже известную реакцию белков Адамкевича. Следовательно, они модифицировали реакцию, заменив уксусную кислоту раствором глиоксиловой кислоты. Их работа привела к открытию и выделению триптофана (1901) (8)(9), и к выводу, что это необходимо для роста. В 1921 году Хопкинс выделил и назвал трипептид глутатион. Он также открыл фермент ксантиноксидазу.

В 1898 г. Хопкинс присоединился к штату физиологии Кембриджского университета, но только в 1911 г., когда ему было почти 50 лет, он смог посвятить большую часть своего времени развитию биохимии в университете и своей работе. собственное исследование. В 1914 году Хопкинс стал председателем и первым профессором биохимии в Кембридже, и новая кафедра стала магнитом для биохимиков. После того, как Хопкинс ввел биохимию в учебную программу по естественным наукам в Кембридже в 1935 в английских университетах получили распространение начальные курсы биохимии.

В 1912 году Хопкинс опубликовал, пожалуй, самую известную из своих работ: «Эксперименты с питанием, иллюстрирующие важность дополнительных факторов в обычном питании» (10). На него произвели впечатление противоречивые результаты исследований питания других рабочих. Рассуждая о том, что адекватная диета представляет собой нечто большее, чем типы аминокислот в белке, он пришел к выводу, что нормальная пища должна содержать какой-то неизвестный компонент, отсутствующий в базовой синтетической диете, состоящей из смеси очищенного белка (казеина), углеводов. (крахмал) и жиры (сало), с минеральными солями и водой. По какой-то необъяснимой причине молодые крысы, которых кормили таким рационом, не росли и даже теряли в весе, если им не давали ежедневно небольшое количество молока. Хопкинс полагал, что молоко содержит «дополнительные пищевые факторы», которые необходимы лишь в следовых количествах, но незаменимы для нормального роста и поддержания жизнедеятельности.

По-видимому, в натуральных продуктах питания были физиологические значения, не определяемые обычными методами химического анализа и не включенные в общую энергетическую ценность, которые были абсолютно необходимы для роста, поддержания и общего самочувствия. Химическая природа этих физиологических величин оставалась загадкой. Следовательно, хотя статья Хопкинса и обзор Фанка несколькими месяцами ранее сосредоточили внимание на «витаминном вопросе», само существование витаминов оставалось под вопросом.

Открытие витаминов A, D и C

Вскоре было установлено, что действие небольших добавок молока, наблюдаемое Луниным, Пекельхарингом и Хопкинсом, обусловлено действием более чем одного основного вещества. Независимые исследования в США предоставили доказательства существования еще одного фактора роста. В 1913 году Лафайет Бенедикт Мендель (1872–1935) из Шеффилдской научной школы (при Йельском университете) и Томас Берр Осборн (1859–1929) из Коннектикутской сельскохозяйственной экспериментальной станции в Нью-Хейвене открыли «жирорастворимое» вспомогательное пищевое вещество. это явно отличалось от «водорастворимого» фактора, выявленного в исследованиях бери-бери. Их открытие стало результатом сравнения двух диет из очищенных компонентов, скармливаемых белым крысам. Одна диета содержала сухое цельное молоко, а другая – сухое обезжиренное молоко. Замена части сала маслом в рационе «обезжиренного молока» предотвратила потерю веса и, в конечном итоге, гибель крыс и продемонстрировала, что масло содержит следовые количества некоторых жирорастворимых органических веществ, необходимых для питания этого животного. .

К несчастью для Осборна и Менделя, Элмер Вернер Макколлум (1879–1967) и Маргерит Дэвис из Университета Висконсина сообщили об аналогичном наблюдении с крысами, которых кормили «эфирным экстрактом яйца или масла» за 3 недели до публикации статьи Осборна и Менделя. получено для публикации(11)(12). Обе статьи появились в одном томе журнала. Макколлуму и Дэвису приписывают открытие первого вспомогательного пищевого вещества, признанного витамином, которое они назвали «жирорастворимым А». Обе команды показали с помощью контролируемых экспериментов на животных, что одни жиры содержат фактор, необходимый для питания, тогда как другие нет (11) (12).

«Жирорастворимый А» сначала считался единственным витамином, способным вылечить ксерофтальмию и рахит. Рыбий жир впервые был использован в качестве лечебного средства в 1770-х годах. Благотворное влияние рыбьего жира на лечение рахита, остеомаляции, общего недоедания и некоторых заболеваний глаз было широко признано к середине 19 века, но не было удовлетворительного объяснения его превосходства над другими пищевыми жирами. В 1922 г. McCollum и др. (13) показали, что рыбий жир, аэрированный при температуре кипящей воды в течение 12—20 ч, сохранял противорахитическое действие на крыс, но был неэффективен против ксерофтальмии. Кроме того, эти свойства были неравномерно распределены в некоторых пищевых продуктах. По-видимому, были задействованы два отдельных фактора. Фактор, эффективный против рахита, позже был назван витамином D. Рабочие из Висконсина обнаружили, что при омылении рыбьего жира витамин остается в неомыляемой фракции; следовательно, это стерол.

Тем временем были достигнуты успехи в изучении цинги, вероятно, первой болезни, которая определенно связана с дефицитом пищи. Цинга была широко распространена в Северной Европе и на протяжении веков была бичом моряков в дальних плаваниях, когда не было свежей пищи. Симптомами цинги являются слабость, анемия, боли в суставах, кровоизлияния со слизистых оболочек рта. Десны особенно страдают отечностью, покраснением и изъязвлением. В 1753 году Джеймс Линд (1716–1794), британский военно-морской хирург, написал «Трактат о цинге» и сообщил об эффективном использовании апельсинового и лимонного сока для предотвращения цинги у моряков и призвал сделать это стандартной частью диеты. В 1795 году правительство наконец добавило лимонный сок в рацион британского моряка.

В 1907 году два норвежца, Хольст и Фролих, вызвали у морских свинок заболевание, сравнимое с человеческой цингой, дав им зерновую диету и исключив свежие продукты животного и растительного происхождения. Добавление в рацион запрещенных продуктов вылечило выживших животных (14).

Название «водорастворимый С» первоначально было предложено Драммондом (15) в 1919 г. для противоцинготного фактора. Альберт Сент-Дьёрдьи (1893–1986) выделил это вещество в 1928 году во время исследования ферментов и переименовал его в аскорбиновую кислоту. Сент-Дьёрдьи получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1937 году за открытия, в которых особое внимание уделялось витамину С.

То, что вскоре последовало за работами Хопкинса, Макколлума и Дэвиса, Осборна и Менделя и других, стало полной революцией в науке. питания. Во многом благодаря работам Менделя питание превратилось из эмпирического в четко признанную отрасль биохимии, основанную на научных принципах. Американский институт питания был основан в 1933. Что касается Хопкинса, то он был посвящен в рыцари в 1925 г., а в 1929 г. вместе с Эйкманом получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытие витаминов, стимулирующих рост».

Год за годом обнаруживались дополнительные факторы, и было доказано, что они необходимы для предотвращения того или иного заболевания у людей или животных. Некоторые из этих веществ также были необходимы микроорганизмам в качестве факторов роста. Синтез в лаборатории дал продукт, идентичный по свойствам и физиологическому действию «натуральному» витамину, и дал начало новой растущей индустрии «пищевых добавок» — идея, вызывающая много критики и споров.

Часто утверждается, что здоровые люди, соблюдающие сбалансированную диету, не нуждаются в витаминных добавках. Тем не менее, общественность, все более осведомленная о преимуществах витаминов, о которых сообщается в коммерческой рекламе и публикациях в средствах массовой информации, покупает эти препараты в одной или нескольких комбинациях, часто в количествах, намного превышающих рекомендуемую суточную норму потребления (RDA), опубликованную Национальной академии наук. Чрезмерное употребление некоторых витаминов, которое чаще встречается в богатых обществах, может вызвать дисбаланс витаминов. Может произойти отравление витаминами, особенно при передозировке витамина А.

Федеральные агентства, справочные лаборатории и промышленные производители несут ответственность за анализ содержания витаминов в пищевых продуктах. Производители обязаны указывать на упаковке содержание витаминов в переработанных пищевых продуктах, особенно А и С. Молоко обогащено витаминами А и D, а хлеб и другие продукты из пшеницы обогащены комплексом витаминов группы В. Витаминные добавки назначают будущим мамам и часто пациентам пожилого возраста. Поливитамины включаются в состав общей смеси парентерального питания для пациентов, не способных к пероральному питанию. Хотя дефицит одного витамина относительно редко встречается у людей, он может возникать в результате врожденного нарушения обмена веществ или необычного ограничения в пищевом рационе. Чаще сложные дефициты могут возникать в результате пристрастия к еде или как осложнения заболеваний, влияющих на усвоение пищи, а также в районах мира с дефицитом питательных веществ. Недостаточность может также возникать из-за больших потерь крови, гемодиализа, после операции на желудочно-кишечном тракте, как следствие использования определенных лекарств или после определенных видов лечения, таких как лучевая или химиотерапия.

Анализ витаминов

В 1926 году Карр и Прайс (16) представили реакцию витамина А с треххлористой сурьмой в хлороформе, при которой полученный синий цвет вскоре достигает максимальной интенсивности, а затем быстро исчезает или меняется на другие цвета. В тщательно контролируемых условиях синий цвет сохраняется достаточно долго, чтобы можно было получить точные показания.

Химические методы определения витамина С основаны на восстановительных свойствах витамина и включают процедуры титрования различными окислителями. В 1937, Роу ввел цветную реакцию с 2,4-динитрофенилгидразином для определения витамина С. В 1943 г. Роу и Кютер (17)(18) усовершенствовали метод и применили его для анализа крови, плазмы и мочи. Витамины А и С были единственными, которые обычно определяли в лаборатории клинической химии. Однако нечастое количество запросов на эти тесты делает удобным направление их в референс-лаборатории, где витамин А анализируется с помощью ВЭЖХ. Витамин С продолжают анализировать с помощью модификаций метода с 2,4-динитрофенилгидразином, но также используются методы флуорометрии и ВЭЖХ.

Реальность витаминов

Пауль Каррер (1889–1971) в своей лекции по химии, получившей Нобелевскую премию в 1937 году за исследования каротиноидов, флавинов и витаминов А и В ₂ , заявил, что «прошло едва ли десять лет». с того времени, когда многие ученые-исследователи сомневались в вещественной специфичности витаминов и придерживались мнения, что особое состояние вещества… было причиной наблюдаемых своеобразных витаминных эффектов» (19). Подобные сомнения высказывались ранее при обсуждении того, чем «на самом деле являются» ферменты. Эти обмены были частью перетягивания каната между механистами и химиками, которое повторялось во многих случаях. Первые рассматривают все физиологические явления как механические процессы, тогда как вторые объясняют все жизненные явления в терминах существенно химических. Споры начинаются с поиска ответов, которые вытекали бы из одной простой и универсальной концепции, и заканчиваются признанием того, что ни одна из противоположных идей по отдельности не может дать ответа.

В течение 1930-х годов интерес к витаминам рос, и химические методы пытались заменить очень медленные и трудоемкие анализы с участием животных. Когда определение витамина А было легко достигнуто с помощью ультрафиолетового измерения в диапазоне 320–330 нм, специально для этого анализа было разработано не менее пяти фотометров. Они использовали линейчатые источники излучения, которые не подходили для большинства ультрафиолетовых анализов. В 1940 году два самых популярных спектрофотометра были произведены Cenco и Coleman. Они использовали вольфрамовый источник накаливания, который едва доходил до ультрафиолетовой области. Ученые, которым нужны были ультрафиолетовые фотоэлектрические приборы, должны были создать свои собственные.

В начале 1940 года Арнольд Бекман и его коллеги поняли, что усилитель постоянного тока, разработанный для рН-метра, также можно использовать с фотоэлементами вакуумного типа. Компания, основной продукцией которой были рН-электроды и измерители, начала программу разработки спектрофотометров, которая через 14 месяцев привела к созданию кварцевого фотоэлектрического спектрофотометра модели DU(20)(21).

Конструкция ДУ была тщательно продумана. Призменный монохроматор был выбран вместо решетки, чтобы свести к минимуму рассеянный свет. Прибор имел переменные щели, источник водородной лампы для ультрафиолета и лампу накаливания автомобильной фары (работающую при пониженном напряжении для стабильности) для видимой области. Использовались два фотоэлемента, один для ультрафиолета, другой для видимого света.

Введение ДУ в 1941 г. положило конец абсорбциометрии с помощью спектрографа с ее зависимостью от утомительной, неудобной и неточной обработки и измерения фотопластинок. Теперь впервые спектр поглощения в ультрафиолетовом и видимом диапазоне можно было получить с помощью относительно недорогой аппаратуры и в течение разумного времени, даже если требовались точечные измерения. ОУ значительно ускорил исследования метода в видимом и ультрафиолетовом диапазонах. DU удовлетворил потребность и имел немедленный успех. Он оставался непревзойденным в своей области в течение 35 лет.

Вклад промышленных ученых в развитие клинической химии был одной из характеристик американской науки и может быть прослежен до Арнольда О. Бекмана, основателя Beckman Instruments (Фуллертон, Калифорния). Хотя два прибора, которыми он наиболее известен, pH-метр модели G и спектрофотометр DU, не были разработаны специально для клинических химических применений, впоследствии они стали широко использоваться в кислотно-щелочных исследованиях и фотометрических измерениях многих видов.

Медицинский центр Нью-Йоркского университета, отделение патологии, 560 First Ave., New York, NY 10016.

Рисунок 1.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Кристиан Эйкман.

Воспроизведено с разрешения J Nutr 1950;42:2.

Рисунок 2.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Gerrit Grijns.

Воспроизведено с разрешения J Nutr 1957;62:2.

Рисунок 3.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Казимир Функ.

Воспроизведено с разрешения J Nutr 1972;102:1106.

Рисунок 4.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Джек Сесил Драммонд.

Воспроизведено с разрешения J Nutr 1964;82:2.

Рисунок 5.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Фредерик Гоуленд Хопкинс.

Воспроизведено с разрешения из J Nutr 1950;40:2.

1

Funk C. О химической природе вещества, излечивающего полиневрит у птиц, вызванный диетой из шлифованного риса.

Дж Физиол

1911

;

43

:

395

-400.

2

Драммонд Дж. К., Фанк К. Химическое исследование осадка фосфовольфрамата из рисовой шлифовки.

Biochem J

1914

;

8

:

598

-615.

3

Ихде А.Дж. Казимир Функ. В: Гиллиспи CC, изд. Словарь научной биографии. Нью-Йорк: сыновья Чарльза Скрибнера, 19 лет72;5:208–9..

4

Гримингер П. Казимир Функ — биографический очерк (1884–1967).

Дж Нутр

1972

;

102

:

1107

-1113.

5

Функ С. Этиология авитаминозов. Бери-бери, полиневриты птиц, эпидемическая водянка, цинга, экспериментальная цинга животных, детская цинга, корабельный бери-бери, пеллагра.

J State Med (Лондон)

1912

;

20

:

341

-368.

6

Драммонд Дж.С. Номенклатура так называемых вспомогательных пищевых факторов (витаминов).

Biochem J

1920

;

14

:

660

.

7

Хопкинс ФГ. Об оценке мочевой кислоты в моче: новый метод сатурации хлористым аммонием.

Proc R Soc London

1892

;

52

:

93

-99.

8

Хопкинс Ф.Г., Коул С.В. О протеидной реакции Адамкевича с вкладом в химию глиоксиловой кислоты.

Proc R Soc London

1901

;

68

:

21

-33.

9

Хопкинс Ф. Г., Коул С.В. Вклад в химию протеидов. Часть 1. Предварительное исследование еще не описанного продукта триптического пищеварения.

Дж Физиол

1901

;

27

:

418

-428.

10

Хопкинс ФГ. Эксперименты с кормлением, иллюстрирующие важность дополнительных факторов в нормальном питании.

Дж Физиол

1912

;

44

:

425

-460.

11

McCollum EV, Davis M. Необходимость определенных липинов в рационе во время роста.

Дж Биол Хим

1913

;

15

:

167

-175.

12

Осборн Т. Б., Мендель Л.Б. Связь роста с химическими составляющими рациона.

J Biol Chem

1913

;

15

:

311

-326.

13

МакКоллум Э.В., Симмондс Н., Беккер Дж.Э., Шипли П.Г. Исследования экспериментального рахита. XXI. Экспериментальная демонстрация существования витамина, который способствует отложению кальция.

J Biol Chem

1922

;

53

:

293

-312.

14

Хольст А., Фролих Т. Экспериментальные исследования корабельного бери-бери и цинги. II. Об этиологии цинги.

J Hyg (Лондон)

1907

;

7

:

634

-671.

15

Драммонд Дж.С. Заметка о роли противоцинготного фактора в питании.

Биохим J

1919

;

13

:

77

-80.

16

Carr FH, Цена шт. Цветовые реакции, связанные с витамином А.

Biochem J

1926

;

20

:

497

-501.

17

Роу Дж. Х., Кутер, Калифорния. Определение аскорбиновой кислоты в цельной крови и моче через 2,4-динитрофенилгидразиновое производное дегидроаскорбиновой кислоты.

J Biol Chem

1943

;

147

:

399

-407.

18

Роу Дж.Х. Аскорбиновая кислота в крови и моче. Селигсон Д. ред.

Стандартные методы клинической химии

1961

;

Том 3

:

35

-45 Academic Press Нью-Йорк. .

19

Wasson T eds.

Лауреаты Нобелевской премии

1987

:

533

-534 The HW Wilson Co. Нью-Йорк. .

20

Кэри Х.Х., Бекман АО. Кварцевый фотоэлектрический спектрофотометр.

J Opt Soc Am

1941

;

31

:

682

-689.

21

Бекман А.О., Галлауэй В.С., Кэй В. , Ульрих В.Ф. История спектрофотометрии в Beckman Instruments, Inc.

Anal Chem

1977

;

49

:

280А

-298А.

© 1997 Американская ассоциация клинической химии

© 1997 Американская ассоциация клинической химии

Альберт Сент-Дьердьи — ученый, открывший витамин С , Альберт Сент-Дьёрдьи, венгерский профессор медицинской химии, сделал несколько очень важных открытий, которые помогают нам понять основы питания. Проводя серию ранних экспериментов на цитрусовых, он обнаружил, что потемнение растений может быть вызвано пероксидазой, растительным ферментом, который активен во время окисления. Добавляя цитрусовый сок к пероксидазе, можно остановить процесс потемнения. В своих экспериментах он выделил вещество, названное им гексуроновой кислотой, которое, по его мнению, было активным в цитрусовом соке. Это был один из первых шагов в открытии того, что мы сегодня знаем как витамин С.

Сент-Дьёрдьи также проводил эксперименты на морских свинках, которые похожи на людей в том, что они должны потреблять гексуроновую кислоту, чтобы оставаться здоровыми. Он решил переименовать гексуроновую кислоту в аскорбиновую кислоту или витамин С, отражая ее антицинготные (борьбы с цингой) свойства. Потребовалось много лет, чтобы найти способ производить большое количество аскорбиновой кислоты из природных источников. Случайно он нашел ответ за обедом! История гласит, что он не хотел есть паприку за обедом, поэтому он взял ее в свою лабораторию, где обнаружил, что она содержит большое количество витамина С. Без его открытия мы бы не знали, что витамин С важен для правильного питания. работу нашей иммунной системы. Употребляя суточную дозу фруктов и овощей, содержащих витамин С, мы улучшаем восстановление и рост тканей и многие другие факторы, поддерживающие наше здоровье. Сент-Дьёрдьи был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1919 г.37 за открытие витамина С. Он также известен своим более поздним вкладом в то, что мы знаем как цикл лимонной кислоты (Кребса).

«Открытие состоит в том, чтобы видеть то, что видели все, и думать так, как никто не думал».

— Альберт Сент-Дьердьи в Ирвинг Гуд, Ученый размышляет (1962).

Открытие витамина С начинается с болезни под названием цинга . Длительный дефицит витамина С приводит к цинге и, если его не лечить, может привести к летальному исходу. Симптомы цинги включают чувство усталости, кровоточивость десен или синяки на коже. По мере ухудшения этих симптомов у пациентов могут появиться открытые язвы, они могут потерять зубы и даже умереть. Другие симптомы включают нарушение заживления ран, мышечную слабость и кровоизлияния (вытекание крови из лопнувшего кровеносного сосуда). Звучит довольно противно, правда? Люди жалуются на это заболевание с древних времен. Некоторые записи о цинге существуют с 1500 г. до н.э. в Египте [1]. Цинга была большой проблемой для моряков в восемнадцатом веке. Они ели много вяленого мяса и злаков и не включали в свой рацион фрукты и овощи. Это было связано с тем, что эти продукты не оставались свежими в длительных морских путешествиях. В 1757 году шотландский врач Джеймс Линд обнаружил, что свежие цитрусовые могут предотвратить цингу. В то время моряки британского флота были обязаны употреблять цитрусовые и лимонный сок [2].

В 1907 году другие ученые, такие как Аксель Хольст и Альфред Фролих, предположили, что в этих фруктах существует особое вещество [2], а Казимир Функ ввел термин витамин С в 1912 году [3]. Он разработал концепцию витаминов и показал, что эти «жизненно важные» вещества необходимы для поддержания здоровья людей и отсутствия болезней. Его терминология, а также открытие, сделанное Холстом и Фролихом, привели к тому, что вещество было названо «водорастворимым С», которое впоследствии стало витамином С. Только в 1928 ученый Альберт Сент-Дьёрдьи идентифицировал это уникальное вещество, которое он назвал гексуроновой кислотой [2].

Что такое витамин С?

Аскорбиновая кислота (витамин С) представляет собой органическое соединение, состоящее из углерода, водорода и кислорода (рис. 1). Это белое твердое вещество, полученное синтетическим путем из сахарной декстрозы в чистом виде. Его также можно использовать в качестве витаминной добавки или пищевого консерванта [4].

• Рисунок 1. Аскорбиновая кислота или витамин С. 905:30
• Двухмерная структурная формула (A) и трехмерная структура (B) аскорбиновой кислоты. Черный, красный и белый цвета представляют атомарные элементы углерод, кислород и водород соответственно.

Почему так важен витамин С?

Родители говорили вам пить апельсиновый сок, когда вы болели? Это потому, что апельсиновый сок имеет высокий уровень витамина С и может поддерживать наше здоровье или лечить простуду. Человеческое тело не способно производить витамин С, поэтому мы должны получать его с пищей или принимать витамины.0505 поливитамины .

Витамин С позволяет организму использовать углеводы, жиры и белки. Он действует как антиоксидант, то есть может химически связывать и нейтрализовать повреждающее ткани действие веществ, называемых свободными радикалами. Это важно для роста и здоровья костей, зубов, кровеносных сосудов, десен и связок. Он также участвует в формировании коллагена, основного структурного белка в организме. Коллаген жизненно важен для правильного функционирования внутренних органов [4].

Источники пищи с витамином С

Знаете ли вы, что многие фрукты и овощи могут обеспечить вас необходимым количеством витамина С? К ним относятся такие продукты, как апельсины, лимоны, шпинат, киви, клубника, лаймы, помидоры, грейпфруты, брюссельская капуста, красный и зеленый перец, капуста, картофель и брокколи. Приготовление пищи может разрушить витамин С, поэтому хорошо, что есть много пищевых источников витамина С, которые поддерживают ваше здоровье! [4].

Ранняя жизнь и открытие гексуроновой кислоты

Альберт Сент-Дьёрдьи родился 16 сентября 1893 года в Будапеште, Венгрия. Его семья произвела три поколения ученых [2]. В результате он проявил интерес к науке с раннего возраста. Он изучал медицину в Будапештском университете, а также работал в лаборатории своего дяди перед Первой мировой войной. Во время войны он служил в армии, а в 1917 году был вынужден уйти из армии после ранения. Он также получил Серебряную медаль за воинскую доблесть за свою службу. После получения степени доктора медицины он продолжил обучение в различных европейских университетах [2].

Его научная карьера началась с изучения химических изменений, происходящих, когда клетки нашего тела используют белки, жиры и углеводы. Этот процесс называется клеточным дыханием. Он изучил этот процесс, выделив молекулу в надпочечниках, которые представляют собой небольшие железы, расположенные над каждой почкой и производящие различные гормоны. Эта молекула способна терять и вновь обретать атомы водорода и содержит шесть атомов углерода. Он также содержит свойства как сахара, так и кислоты. Альберт Сент-Дьёрдьи назвал его гексуроновой кислотой из-за этих свойств.

В 1920-х годах интерес Сент-Дьёрдьи обратился к клеточному дыханию и выработке энергии в растениях. Он начал исследовать процессы потемнения, которые прерывают рост и нормальное функционирование. Он обнаружил, что растения начинают коричневеть из-за повреждения клеток. Это повреждение влияет на механизм подачи водорода, который останавливает окисление — процесс, в котором один атом отрывает электроны от другого, объявляя их своими. Он обнаружил, что потемнение может быть вызвано пероксидазой, растительным ферментом, который активен во время окисления. Добавляя цитрусовый сок к пероксидазе, можно остановить процесс потемнения. В своих экспериментах он выделил вещество гексуроновой кислоты, которое, по его мнению, было активным в цитрусовом соке.

Он начал работать с химиком по имени Дж. Л. Свирбелый. Свирбели и Сент-Дьёрдьи провели эксперименты на морских свинках. Морские свинки похожи на людей, потому что они должны потреблять витамин С, чтобы оставаться здоровыми. Это потому, что это не может быть сделано в их телах.

В этом эксперименте животные были разделены на две группы. Одна группа морских свинок получала вареную пищу, в которой процесс варки разрушал витамин С. Другую группу кормили пищей, обогащенной гексуроновой кислотой. Вторая группа процветала и оставалась здоровой, в то время как у первой группы появились симптомы, похожие на цингу, и они позже умерли. Сент-Дьёрдьи и Свирбели решили переименовать гексуроновую кислоту в аскорбиновую, что отражает ее антицинготные (борьбы с цингой) свойства [4]. К 1933 Сент-Дьёрдьи использовал всю гексуроновую кислоту, которую он выделил из надпочечников морских свинок. Затем ему пришлось найти естественные источники витамина С, чтобы завершить свое исследование.

Витамин С в паприке!

Апельсиновый сок и лимонный сок содержат большое количество аскорбиновой кислоты. Они также содержат много сахаров, что затрудняет получение чистого образца. Поэтому Сент-Дьёрдьи придумал неожиданное решение — использовать перец. Паприка родом из Сегеда, Венгрия. Сент-Дьёрдьи писал в своей автобиографии, что однажды вечером, после того как его жена подала на ужин свежую красную паприку: «Мне не хотелось ее есть, поэтому я придумал выход. Внезапно мне пришло в голову, что это единственное растение, которое я никогда не тестировал. Я отнес его в лабораторию… [и] около полуночи я понял, что это сундук с сокровищами, полный витамина С». В своей лаборатории он использовал паприку для получения 3 фунтов чистой кристаллической аскорбиновой кислоты. Этого было достаточно, чтобы дать морским свинкам с дефицитом витамина С, и он определил, что эта кислота эквивалентна витамину С [5].

Работа, получившая Нобелевскую премию: Цикл лимонной кислоты (Кребса)

Вы помните более раннюю работу Альберта Сент-Дьёрдьи по дыханию растений? Он изучал процессы клеточного дыхания внутри мышечных клеток и проводил опыты на грудных мышцах голубей. Он рассмотрел процессы в этом биохимическом цикле, которые производят энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ) из белков, углеводов и жиров. Известно, что АТФ является источником энергии в клетках. Он заметил, что АТФ играет очень важную роль. Он также определил роль фумаровой кислоты в этом процессе. В 1937 сентября Сент-Дьёрдьи был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за эти открытия.

Другой ученый, Ганс Кребс, обнаружил, что цитрат (или лимонная кислота в ее протонированной форме), первая молекула, образующаяся во время реакций цикла, очень важна. Этот цикл известен как Цикл лимонной кислоты (Кребса) в связи с работами Сент-Дьёрдьи и Кребса (рис. 2). Его также называют циклом трикарбоновых кислот из-за трехкарбоновых групп, обнаруженных в его первых двух промежуточных соединениях.

• Рис. 2. Обзор цикла лимонной кислоты (Кребса), состоящего из восьми стадий.
• Создано с помощью BioRender.com.

Этот цикл состоит из восьми этапов, которые происходят в матриксе митохондрий клетки и являются центральными для клеточного дыхания. Четырехуглеродная молекула, оксалоацетат, с которой начинается цикл, регенерируется после восьми стадий (рис. 2). Эти стадии представляют собой серию окислительно-восстановительных реакций, дегидратации, гидратации и декарбоксилирования. Один оборот цикла высвобождает две молекулы углекислого газа и производит три NADH, одну FADh3 и одну АТФ/ГТФ. Затем эти молекулы будут использоваться на дальнейших этапах клеточного дыхания, производя АТФ для клетки [6].

Последующая работа и наследие

В 1947 году, после получения Нобелевской премии, Альберт Сент-Дьёрдьи иммигрировал в США. Он работал в Институте исследования мышц в Вудс-Хоул, штат Массачусетс. Он продолжал исследовать и исследовать причины клеточного деления и рака. Альберт Сент-Дьёрдьи умер 22 октября 1986 года. Без сомнения, мы многим обязаны этому великому ученому, чьи выдающиеся открытия заложили основу для правильного питания.

Глоссарий

Витамин С : ↑ Водорастворимый витамин, важный для здоровья кожи, зубов, костей и кровеносных сосудов. Он содержится особенно в цитрусовых, помидорах, картофеле и зеленых листовых овощах. Также называется аскорбиновой кислотой.

Цинга : ↑ Заболевание, вызванное недостатком витамина С, характеризующееся анемией, рыхлостью десен, кровоточивостью под кожей и (у младенцев) пороками развития костей и зубов.

Витамин : ↑ Витамины представляют собой группу органических микроэлементов, необходимых организму для здорового роста, развития и функционирования иммунной системы.

Гексуроновая кислота : ↑ Любая уроновая кислота, полученная из гексозы. Был также известен как аскорбиновая кислота (витамин С).

Аскорбиновая кислота : ↑ См. Витамин С.

Поливитамины : ↑ Пилюля или таблетка, содержащая несколько витаминов.

Цикл лимонной кислоты : ↑ Также известен как цикл Кребса; метаболический путь, обнаруженный в аэробных организмах, который окисляет ацетил-коА-группы до углекислого газа и воды, производя 1 АТФ и ряд коферментов, которые играют жизненно важную роль на следующем этапе дыхания, окислительном фосфорилировании.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.