§ 9-1. Биологически активные вещества: витамины, алкалоиды, антибиотики

Витамины — низкомолекулярные органические вещества, обеспечивающие нормальное протекание процессов жизнедеятельности. Необходимость витаминов для организма связана с их участием в различных биохимических и физиологических процессах — обмене минеральных и органических веществ, образовании эритроцитов, развитии костей, свертывании крови и т. д. Многие витамины входят в состав сложных ферментов, обеспечивая их функционирование.

Суточная потребность организма в витаминах невелика, но при их недостатке нарушается обмен веществ и развиваются характерные заболевания. Избыточное поступление витаминов также может стать причиной патологических изменений в организме.

*Болезни, связанные с недостатком или полным отсутствием определенных витаминов в пище, были известны человечеству задолго до открытия самих витаминов. Одним из таких заболеваний является цинга, первые достоверные упоминания о которой относятся к эпохе крестовых походов. Вплоть до конца XIX в. эта болезнь имела широкое распространение, унося тысячи жизней. Еще одной печально известной болезнью была бéри-бéри, от которой страдало до 30 % населения Юго-Восточной Азии и Японии. Это тяжелое заболевание поражало нервную и сердечно-сосудистую системы человека.

В конце XIX в. на о. Ява, где основным продуктом питания был шлифованный рис, работал нидерландский врач К. Эйкман. Он заметил, что у кур, которых кормили этим рисом, развивалась болезнь, аналогичная бери-бери человека. Если кур начинали кормить неочищенным рисом, наступало выздоровление. Эйкман сделал вывод, что в оболочках зерен риса содержится неизвестное вещество, препятствующее развитию бери-бери. И действительно, экстракт из рисовых отрубей оказывал целебное воздействие на людей, страдающих этим заболеванием. Дальнейшие исследования в этой области принесли Эйкману в 1929 г. Нобелевскую премию.

Однако в чистом виде вещество, которое излечивало бери-бери, впервые выделил польский биохимик К. Функ в 1912 г. Оказалось, что это органическое соединение содержит группу —NH₂, т. е. представляет собой амин. Это был первый витамин, выделенный в кристаллическом виде. Сейчас он известен под названием тиамин (витамин В₁). Тогда же Функ предложил термин «витамины» (от лат. vita — жизнь), т. е. «амины жизни». Впоследствии выяснилось, что многие витамины не содержат аминогруппу, однако название, введенное Функом, прочно укоренилось в медицине и биологии.*

Основным источником витаминов для гетеротрофных организмов является пища. При этом одни витамины содержатся преимущественно в растительных продуктах, а другие — в продуктах животного происхождения. Поставщиками витаминов для животных и человека также могут быть симбиотические микроорганизмы. Например, бактерии, обитающие в толстом кишечнике человека, синтезируют витамины В₆, В₁₂ и др.

Некоторые витамины организм способен вырабатывать самостоятельно. Однако для этого необходимо поступление с пищей их предшественников — провитаминов. Так, в печени человека из каротинов, содержащихся в растительных продуктах, образуется витамин А. Под действием ультрафиолетового излучения в коже происходит синтез витамина D из провитамина (производного холестерина).

Витамины имеют разную химическую структуру и свойства, их молекулы могут быть гидрофобными или гидрофильными. По отношению к растворителям выделяют две группы витаминов — жирорастворимые (например, А, D) и водорастворимые (C, витамины группы В и др.). *Более подробная информация о витаминах содержится в таблице 9-1.1.*

*Таблица 9-1.1. Характеристика важнейших витаминов, необходимых человеку

Витамин(-ы)	Основные источники	Биологическая роль	Последствия недостатка (гиповитаминоз) или полного отсутствия (авитаминоз)
Жирорастворимые витамины
А (ретинол)	Печень, яичный желток, молоко и молочные продукты. Провитаминами (каротинами) богаты: морковь, томаты, сладкий перец, шпинат и др.	Необходим для роста, развития эпителиальных и других тканей, синтеза зрительного пигмента родопсина	Задержка роста у детей. Сухость кожи и роговицы глаз. Нарушение сумеречного зрения (куриная слепота)
Группы D (кальциферолы)	Рыбий жир, печень, яичный желток. Синтезируются в коже под действием УФ-излучения	Усиливают усвоение кальция и фосфора. Необходимы для формирования костей и зубов	Рахит у детей (деформация костей, замедление роста зубов). Размягчение и ломкость костей у взрослых
Водорастворимые витамины
В₁ (тиамин)	Зерна злаков, мука грубого помола, бобовые, дрожжи, печень	Входит в состав ферментов, регулирующих обмен органических веществ	Бéри-бéри (воспаление нервов, параличи, атрофия мышц, нарушения работы сердца и сосудов)
В₆ (пиридоксин)	Мясо, рыба, молоко, печень, дрожжи, зеленые органы растений. Синтезируется симбиотическими микроорганизмами толстого кишечника	Регулирует обмен белков и аминокислот. Участвует в образовании гемоглобина	Повышенная утомляемость, депрессия, воспаление кожи, диарея, нарушение образования эритроцитов
В₁₂ (кобаламин)	Мясо, рыба и другие морепродукты, яйца, молоко и молочные продукты. Синтезируется симбиотическими микроорганизмами толстого кишечника	Входит в состав ферментов, участвующих в синтезе РНК. Стимулирует кроветворение	Нарушение кроветворения и работы нервной системы
С (аскорбиновая кислота)	Цитрусовые, черная смородина, яблоки, сладкий перец, капуста, шиповник и др.	Участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Необходим для синтеза белков соединительной ткани (коллагена), антител (иммуноглобулинов)	Снижение иммунитета. Поражение стенок кровеносных сосудов. Цинга (кровоточивость десен, выпадение зубов, незаживающие кровоточащие язвы и т. п.)*