Глава 17. Биологическая роль и биосинтез витаминов

17.1. Общая характеристика витаминов

К витаминам относят группу низкомолекулярных органических веществ, требующихся организму в следовых количествах, но выполняющих в нем жизненно важные функции, чаще каталитические и регуляторные. Витаминами считаются вещества, чьи химические и физические свойства, а также физиологическая роль зачастую совершенно различны, но общим для всех них можно считать то, что без их присутствия невозможно нормальное развитие и жизнедеятельность человека и животных, в то же время большинство витаминов этими организмами самостоятельно не синтезируются.

Таким образом, витамины должны поступать в организм с пищей или вырабатываться кишечной микрофлорой. При несбалансированном питании или гибели кишечной микрофлоры (например, в результате антибиотикотерапии) может наступать витаминная недостаточность, тяжелая форма которой носит название авитаминоз. Проявлениями авитаминозов являются поражения кожных покровов и слизистых оболочек, отставание в росте, нарушения нервной и гуморальной систем, хрупкость сосудов, искривления костей, выпадения волос, зубов и др. Большинство витаминов не может накапливаться в организмах человека и животных, поэтому важно регулярно восполнять их дефицит. Синтезируются витамины в клетках растений и микроорганизмов, кроме того, некоторые животные сохранили способность самостоятельно синтезировать те или иные витамины. Считается, что потребность в витаминах у человека и большинства животных связана с утратой отдельных ферментов в результате мутаций. На это указывает восстановление способности к синтезу некоторых витаминов при добавлении в рацион определенных предшественников или в особых условиях. Например, витамин А может синтезироваться в организме человека из каротина (провитамин), а витамин D — только под воздействием ультрафиолетового облучения.

Открыты витамины русским ученым Н.И. Луниным в 1880 г., а свое название получили позже, в 1912 г., благодаря исследованиям польского биохимика К. Функа, который выделил в виде чистого вещества витамин В₁, оказавшийся амином. С тех пор подобные вещества, в том числе не принадлежащие к аминам, называют витаминами, что в переводе означает «жизненные амины» (от лат. vita — жизнь). В настоящее время известно более 30 витаминов и их изучает особый раздел биохимии—витаминология.

Для системного изучения структуры, свойств и биосинтеза витаминов следует обратиться к их классификации. Классифицируют витамины в соответствии с их химическими свойствами (растворимость в воде и липидах), с химической структурой, а также с основными функциями в организме. Номенклатура витаминов допускает использование тривиальных названий (обычно связаны с симптомами авитаминозов), химических наименований и буквенных обозначений.

В соответствии со способностью растворяться в воде или жировых растворителях витамины принято делить на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. Большинство водорастворимых витаминов относятся к группе В и обладают коферментными функциями (входят в состав коферментов и простетических групп). Некоферментные свойства витаминов характеризуются способностью участвовать в регуляции метаболизма, выполнять структурную функцию, служить пластическим материалом, проявлять антимутагенное действие, участвовать в зрительном цикле, усиливать защитные свойства организма, повышать свертываемость крови, регулировать проницаемость сосудов и др.

Кроме витаминов, выделяют еще одну категорию веществ витаминной природы — витаминоподобные вещества, однако между этими группами отсутствует четкая граница.