Витамины и их значение в жизни

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Самарское медицинское училище Специальность: 0405(60 108.51) «Фармация»

Курсовая работа По дисциплине

Фармацевтическая химия

На тему:

Витамины

• Введение
• Глава 1. Витамины и их значение в жизни
• 1.1 История развития витаминологии
• 1.2 Значение различных витаминов для здоровья
• 1.3 Этиология и патогенез
• Глава 2. Классификация и номенклатура витаминов и их специфические функции в организме
• 2.1 Классификация витаминов
• 2.2 Номенклатура витаминов
• Глава 3. Производство и получение витаминов
• 3.1 Развитие витаминной промышленности
• 3.2 Получение и сырье для витаминов
• 3.3 Условия хранения и срок годности витаминов
• Глава 4. Характеристика основных витаминов
• 4.1 Препараты водорастворимых витаминов
• 4.2 Препараты жирорастворимых витаминов
• Заключение
• Список литературы

При всеобщей осведомленности о существовании витаминов и их необходимости для организма скрывается масса заблуждений и некорректных представлений о них. На смену жестоким авитаминозам прошлого (цинга, бери-бери, пеллагра) пришли скрытые витаминно-дефицитные состояния — гиповитаминозы.

Это состояния неполного или скрытого витаминного голодания угрожающие здоровью каждого из нас. Современный человек, вооруженный прекрасной техникой резко снизил свои энергозатраты. Это привело к необходимости уменьшить объем потребления пищи. В целом люди так и сделали, забыв при этом, что витаминов, являющихся коферментами (то есть веществами, которые ответственны за каталитическую активность ферментов), мы должны потреблять на прежнем высоком уровне.

Также принципиальна и новая для современного человека ситуация, когда массовый рацион во многом состоит из рафинированных и высококалорийных продуктов со сниженным содержанием витаминов. Это и приводит к массовым скрытым гиповитаминозам.

Приведу некоторые цифры, полученные из исследований Российских медицинских учреждений и Институтом питания АМН РФ (проф. Спиричев В.Б.) Группа В (В1,В2,В3,Вс, В6, РР) — дефицит у 40−60% населения Витамин С (аскорбиновая кислота) — дефицит у 70 -100% населения Витамин, А (ретинол) — дефицит от 10% до 30% Витамин Е (токоферол) — дефициты у 15%-35%. Данные получены в результате очень широких исследований с учетом всех возрастных и профессиональных групп населения.

В нашей стране понимание важности так называемой ценности пищевых продуктов пришло к концу 90-х годов, когда дефицитные состояния у населения приобрели пугающие масштабы.

В качестве еще одного примера можно привести представительное исследование Всемирной организации здравоохранения и Института питания АМН РФ по Ивановской области, где железодефицитная анемия зарегистрирована у 50% женщин детородного возраста, а латентный дефицит железа почти у 100% исследованных женщин и детей.

Расчеты ВОЗ показали, что профилактика микронутриентной недостаточности позволяет предотвращать 4 из 10 детских смертей, на треть снижать материнскую смертность, повышать на 40% работоспособность, повышать на 10−15 пунктов средний коэффициент интеллектуального развития (IQ) населения, на 5% увеличить валовой продукт страны.

Для нормального функционирования организма человеку в любом возрасте необходимо регулярное потребление микронутриентов — витаминов и жизненно важных минеральных веществ (макрои микроэлементов). Витамины, макрои микроэлементы играют важнейшую роль во многих биологических процессах, в ходе которых пища превращается в энергию. Они обеспечивают поддержание многочисленных функций организма, образование новых тканей и их обновление.

Без микронутриентов жизнь человека невозможна. Их недостаток сказывается на состоянии отдельных органов и тканей (кожа, слизистые оболочки, мышцы, скелет), а также на важнейших функциях (рост, продолжение рода, интеллектуальные и физические возможности, защитные функции организма). А поскольку микронутриенты не синтезируются в организме, их необходимо получать непосредственно с пищей. Таким образом, они являются незаменимыми компонентами пищи, абсолютно необходимыми для нормального обмена веществ, роста и развития организма, защиты от болезней и вредных факторов внешней среды. Недостаточное потребление микронутриентов нарушает обмен веществ, ослабляет защитные силы организма. Длительный и глубокий дефицит витаминов и минеральных веществ ведет к снижению трудоспособности, ухудшению здоровья, возникновению тяжелых заболеваний и может даже явиться причиной смерти.

В 2000 г. Правительством Российской Федерации утверждена концепция государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г. Необходимость разработки указанной концепции была обусловлена тем, что в последнее десятилетие состояние здоровья населения страны характеризуется негативными тенденциями. Выросла общая заболеваемость населения. У большинства населения России выявлены нарушения структуры питания, обусловленные недостаточным потреблением пищевых веществ, в первую очередь микронутриентов, полноценных белков.

Экономические трудности, переживаемые нашей страной, сопровождаются углублением экологических проблем, обусловленных техногенными факторами, неблагополучной радиологической обстановкой в ряде регионов. Снижение уровня жизни населения привело к серьезному ухудшению структуры питания, «вымыванию» из рациона продуктов с повышенным содержанием ценных биологически активных веществ, особенно витаминов и микроэлементов.

Массовые обследования, проводимые НИИ питания РАМН, показывают, что в России широко распространены скрытые формы витаминной недостаточности, так называемые гиповитаминозы. При этом человек получает лишь минимальные количества микронутриентов, которые хотя и препятствуют развитию тяжелых авитаминозов, но совершенно недостаточны для полного удовлетворения потребностей организма. Одновременно исследования показали весьма низкий уровень образования населения в вопросах здорового, рационального питания.

Дефицит витаминов обнаруживается у обследованных россиян во всех возрастных группах на протяжении всего года и поэтому может считаться постоянно действующим неблагоприятным фактором. У значительной части детей, беременных женщин и кормящих матерей поливитаминный дефицит сочетается с недостатком железа, кальция, йода и ряда других макрои микроэлементов. Следует отметить, что если жирорастворимые витамины способны в определенной степени накапливаться в организме, то, в отличие от них, водорастворимые витамины — а это вся группа витаминов В и аскорбиновая кислота — и микроэлементы довольно быстро выводятся из организма и поэтому должны постоянно поступать с пищей.

Как отмечалось выше, недостаточное потребление витаминов и жизненно необходимых минеральных веществ снижает умственную и физическую работоспособность, сопротивляемость различным заболеваниям, усиливает отрицательное воздействие на организм неблагоприятных экологических условий, вредных факторов производства, нервно-эмоциональных напряжений и стрессов, повышает профессиональный травматизм, чувствительность организма к воздействию радиации, сокращает продолжительность активной трудоспособной жизни, препятствует формированию здорового поколения.

Дополнительный прием витаминов и жизненно важных минеральных веществ через пищу нужен каждому человеку. Он совершенно необходим детям, школьникам, студентам, беременным и кормящим женщинам, людям, подвергающимся повышенной физической или нервно-психической нагрузке, действию вредных факторов производства и окружающей среды.

Согласно концепции государственной политики, питание должно не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в пищевых компонентах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные цели. В связи с продолжающимся глобальным загрязнением воздуха, водоемов и почв питание должно способствовать защите организма человека от неблагоприятных условий окружающей среды.

Ограниченное поступление витаминов, макрои микроэлементов с пищей — общая проблема всех цивилизованных стран. Она явилась следствием снижения энергозатрат и соответствующего уменьшения общего количества пищи, потребляемой современным человеком. В настоящее время рацион человека, вполне достаточный по калорийности, не в состоянии покрыть потребности организма в витаминах и минеральных веществах.

Изменить к лучшему нынешнюю ситуацию можно обогащением витаминами и минеральными веществами, прежде всего, наиболее массового продукта питания — пшеничного хлеба. Во многих странах, в том числе развивающихся, имеются государственные программы витаминизации продуктов питания. В США, например, уже более 50 лет практически вся производимая мука обогащается витаминами и минеральными веществами. Эта практика поддерживается федеральными стандартами и законодательством большинства штатов.

Наша страна не осталась в стороне от современных тенденций. В свое время в СССР тоже обогащали пшеничную муку витаминами В1, В2 и РР. К сожалению, в силу ряда технологических причин витаминизация в то время проводилась в основном на бумаге. Потом к технологическим причинам добавились экономические. В настоящее время разработаны и утверждены главным санитарным врачом РФ новые, научно обоснованные нормы ввода в пшеничную муку наиболее дефицитных для всех групп населения витаминов (В1, В2, РР, Вс, С) и минеральных веществ (кальция и железа). Эти нормы легли в основу Изменения № 5 к ГОСТу на муку хлебопекарную.

Глава 1. Витамины и их значение в жизни

Витамины необходимы для жизни. Мы должны получать их с полноценной пищей или в виде пищевых добавок. Когда мы говорим о витаминах, у многих возникает представление о «таблетках». Такое представление вызывает в уме образы лекарств и медикаментов. Хотя, безусловно, витамины могут, и часто действительно используются в качестве лекарственных средств, они таковыми не являются.

Проще говоря, витамины — это необходимые для жизни органические вещества, способствующие нормальной жизнедеятельности нашего организма, однако, за редкими исключениями, в организме они не синтезируются. Витамины нужны для роста, жизнеспособности и общего нормального самочувствия. В естественном состоянии, в относительно небольших количествах, витамины содержатся во всех продуктах питания органического происхождения. Мы получаем их вместе с этими продуктами или в виде пищевых добавок.

Поддерживать жизнь без всех необходимых витаминов невозможно.

1.1 История развития витаминологии

Учение о витаминах — витаминология — в настоящие время выделено в самостоятельную науку, хотя еще 100 лет назад считали, что для нормальной жизнедеятельности организма человека и животных вполне достаточно поступления белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды. Практика и опыт показали, что для нормальных роста и развития организма человека и животных одних этих веществ недостаточно. История путешествий и мореплаваний, наблюдения врачей указывали на существование особых болезней, развитие которых непосредственно связано с неполноценным питанием, хотя оно как будто содержало все известные к тому времени питательные вещества. Некоторые болезни, высказанные недостатком в пище каких-либо веществ, носили даже эпидемический характер. Так, широкое распространение в XIX в. получило заболевание, названное цингой (или скорбутом); летальность достигала 70−80%. Примерно в это же время большое распространение, особенно в странах Юго-Восточной Азии и Японии, получило заболевание бери-бери. В Японии около 30% всего населения было поражено этой болезнью. Японский врач К. Такаки пришел к заключению, что в мясе, молоке и свежих овощах содержатся какие-то вещества, предотвращающие заболевание бери-бери. Позже голландский врач К. Эйкман, работая на о. Ява, где основным продуктом питания был полированный рис, заметил, что у кур, получавших тот же полированный рис, развивалось заболевание, аналогичное бери-бери у человека. Когда К. Эйкман переводил кур на питание неочищенным рисом, наступало выздоровление. На основании этих данных он пришел к выводу, что в оболочке риса (рисовые отруби) содержится неизвестное вещество, обладающее лечебным эффектом. И действительно, приготовленный из шелухи риса экстракт оказывал лечебное действие на людей, больных бери-бери. Эти наблюдения свидетельствовали, что в оболочке риса содержатся какие-то питательные вещества, которые необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма человека.

Развитие учения о витаминах, однако, справедливо связывают с именем отечественного врача Н. И. Лунина, открывшего новую главу в науке о питании. Он пришел к заключению, что, кроме белков (казеина), жиров, молочного сахара, солей и воды, животные нуждаются в каких-то еще неизвестных веществах, незаменимых для питания. В своей работе «О значении минеральных солей для питания животных» (1880) Н. И. Лунин писал: «Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания». Это важное научное открытие позже (1912) было подтверждено работами Ф. Гопкинса. Поскольку первое вещество, выделенное К. Функом (1912) в кристаллическом виде из экстрактов оболочек риса, которая предохраняла от развития бери-бери, оказалось органическим соединением, содержащим аминогруппу, К. Функ предложил называть эти неизвестные вещества витаминами (от лат. vita — жизнь), т. е. аминами жизни. Действительно, витамины оказались обязательными дополнительными пищевыми факторами, и, хотя некоторые из них не содержат аминогруппы и вообще азот, термин «витамины» прочно укоренился в биологии и медицине.

Таким образом, внимание исследователей первой трети 20- го столетия в области физиологической химии было сосредоточено вокруг изолирования и идентификации витаминов — незаменимых для человека и животных пищевых факторов, которые не могли быть синтезированы в организме.

В определении понятия «витамины» до сих пор существуют разногласия, поскольку имеется ряд примеров, когда витамины оказываются незаменимыми факторами питания для человека, но не для некоторых животных. В частности, известно, что цинга развивается у человека и морских свинок, но нет у крыс, кроликов и ряда других животных при отсутствии в пище витамина C, т. е. в последнем случае витамин C не является пищевым или незаменимым фактором. С другой стороны, некоторые аминокислоты, как и ряд растительных ненасыщенных жирных кислот (линолевая, линоленовая и др.), оказались незаменимыми для человека, поскольку они не синтезируются в его организме. Однако в последнем случае перечисленные вещества не относятся к витаминам, так как витамины отличаются от всех других органических пищевых веществ двумя характерными признаками:

1) не включаются в структуру тканей;

2) не используются организмом в качестве источника энергии.

Таким образом, витамины — это незаменимые пищевые факторы, которые, присутствуя в небольших количествах в пище, обеспечивают нормальное развитие организма животных и человека и адекватную скорость протекания биохимических и физиологических процессов. Нарушения регуляции процессов обмена и развитие патологии часто связанны с недостаточным поступлением витаминов в организм, полным отсутствием их в потребляемой пище либо нарушениями их всасывания, транспорта или, наконец, изменениями синтеза коферментов с участием витаминов. В результате развиваются авитаминозы — болезни, возникающие при полном отсутствии в пище или полном нарушении усвоения какого-либо витамина. Известны так называемые гиповитаминозы, обусловленные недостаточным поступлением витаминов с пищей или неполным их усвоением.

1.2 Значение различных витаминов для здоровья

Витамины, группа незаменимых для организма человека и животных органических соединений, обладающих очень высокой биологической активностью, присутствующих в в ничтожных количествах в продуктах питания, но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности.

Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые синтезируются в кишечнике обитающими в нём полезными микроорганизмами, однако и в этом случае их бывает не всегда достаточно. Современная научная информация свидетельствует об исключительно многообразном участии витаминов в процессе обеспечения жизнедеятельности человеческого организма. Одни из них являются обязательными компонентами ферментных систем и гормонов, регулирующих многочисленные этапы обмена веществ в организме, другие являются исходным материалом для синтеза тканевых гормонов. Витамины в большой степени обеспечивают нормальное функционирование нервной системы, мышц и других органов и многих физиологических систем.

От уровня витаминной обеспеченности питания зависит уровень умственной и физической работоспособности, выносливости и устойчивости организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, включая инфекции и действия токсинов. В пищевых продуктах могут содержатся не только сами витамины, но и вещества-предшественники — провитамины, которые только после ряда превращений в организме становятся витаминами.

Нарушения нормального течения жизненно важных процессов в организме из-за длительного отсутствия в рационе того или иного витамина приводят к возникновению тяжёлых заболеваний, известных под общим названием авитаминозы. В настоящие время такие ситуации практически не встречаются. В редких случаях авитаминозы возможны в следствии заболеваний, результатом которых является прекращение всасывание витамина или его усиленное разрушение в желудочно-кишечном тракте.

Для авитаминозов характерна выраженная клиническая картина со строго специфическими признаками. Достаточно распространённым явлением остаётся частичная витаминная недостаточность в той или иной степени выраженности-гиповитаминозы. Они протекают более легко, их проявления нечётки, менее выражены, к тому же существуют и скрытые формы такого состояния, когда ухудшается самочувствие и снижается работоспособность без каких либо характерных симптомов. Распространённость явно выраженных гиповитаминозных состояний и их скрытых форм обусловлена многими причинами, но чаще всего — ориентацией индивидуального питания исключительно на удовлетворение вкусовых запросов без учёта конкретной значимости витаминов для здоровья, потребностей в них организма и содержания их в продуктах питания, не говоря уже о последствии использования тех или иных приёмов кулинарной обработки, способных разрушать витамины.

Следует также учитывать, что гиповитаминозные состояния могут возникнуть при длительном или неправильном приёме антибиотиков, сульфаниламидов и других медицинских средств, которые подавляют деятельность полезной микрофлоры кишечника, синтезирующей существенные количества некоторых витаминов, либо непосредственно связывающих и разрушающих витамины. Причиной гиповитаминозов может быть и повышенная потребность в витаминах при усиленной физической и умственной работе, при воздействии на организм неблагоприятных факторов.

Таковыми могут быть переохлаждения, перегревания, стрессовые ситуации и т. п. Аналогично их причиной могут быть и физиологические состояния, предъявляющие к организму повышенные требования, например, беременность и кормление ребёнка. Приём витаминов следует проводить в строгом соответствии с рекомендациями или под контролем медицинских работников. Избыточное потребление пищевых продуктов, чрезвычайно богатых витаминами, или самостоятельный излишний приём витаминных препаратов могут привести к гипервитаминозам.

Недостаточное потребление витаминов ведет к нарушениям зависящих от них биохимических (главным образом ферментативных) процессов и физиологических функций организма, обусловливает серьезные расстройства обмена веществ, поэтому исследование витаминной обеспеченности человека имеет важное диагностическое значение. С этой целью обычно определяют содержание витаминов и продуктов их обмена в крови и моче, исследуют активность ферментов, в состав которых в виде кофермента или простетической группы входит конкретный витамин, а также другие биохимические и физиологические показатели, характеризующие осуществление тем или иным витамином его специфических функций.

Значительный дефицит тех или иных витаминов в организме (авитаминоз) в настоящее время довольно редок. Значительно чаще встречается субнормальная обеспеченность витаминами, что не сопровождается яркой клинической картиной авитаминоза, но все же отрицательно сказывается на общем состоянии: ухудшается самочувствие, уменьшается сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям, снижается работоспособность. Субнормальная обеспеченность витаминами, выявляемая специальными ферментными и радиоизотопными методами исследования, отражается на общем физическом развитии ребенка или подростка. Доказано, что рациональный пищевой рацион не во всех случаях обеспечивает должное поступление витаминов в организм человека; нередко это требует периодического дополнительного их введения в виде поливитаминных препаратов.

1.3 Этиология и патогенез

Различают гиповитаминозы первичные (экзогенные, обусловленные дефицитом поступления витаминов в организм с пищей) и вторичные (эндогенные, связанные с нарушением всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте или их усвоением, избыточной потребностью в витаминах при лечении некоторыми антибиотиками). Способствуют возникновению витаминной недостаточности чрезмерно низкая или высокая температура окружающей среды, длительное физическое или нервно-психическое напряжение, заболевание эндокринных желез, некоторые профессиональные вредности и другие факторы. Особое значение имеют ограниченность рациона питания (при недостаточном содержании витаминов в продуктах, например, в консервах), некоторые гельминтозы (потребление большого количества витаминов гельминтами), беременность и период лактации у женщин (повышенная потребность в витаминах для плода и грудного ребенка).

Полигиповитаминозы часто наблюдались в различных странах в период социальных и стихийных бедствий (войны, неурожаи), при нерациональном (несбалансированном) питании как групп людей (во время длительных походов, путешествий и т. д.), так и отдельных лиц (питание консервами, сушеными продуктами, длительное однообразное питание). В некоторых развивающихся странах болезни витаминной недостаточности все еще встречаются очень часто. Многие заболевания желудочно-кишечного тракта, сопровождающиеся синдромами недостаточности пищеварения и недостаточности всасывания, ведут к витаминной недостаточности. Заболевания печени и нарушение проходимости внепеченочных желчных протоков (опухоль, закупорка камнем и др.), сопровождающихся прекращением поступления желчи в кишечник, приводят к нарушению всасывания жирорастворимых витаминов. Кишечный дисбактериоз (при острых и хронических заболеваниях кишечника, длительном лечении антибиотиками) нарушает эндогенный синтез некоторых витаминов бактериальной флорой кишечника (особенно В1, В2, В6 и РР). В детском возрасте (вследствие повышенной потребности растущего организма) и старческом возрасте (вследствие нарушения усвоения) витаминная недостаточность встречается чаще и имеет свои особенности. При тяжелых инфекционных заболеваниях повышается потребность в некоторых витаминах. Следует учитывать синергизм ряда витаминов, задерживающий развитие витаминной недостаточности (аскорбиновой кислоты с тиамином, фолиевой кислотой, тиамина — с рибофлавином и пиридоксином и др.), а также их антагонизм (токоферола с пиридоксином, никотиновой кислоты с тиамином, холином и т. д.). Клинические проявления болезней витаминной недостаточности возникают постепенно, по мере расходования витаминов, депонированных в различных органах и тканях (запасы большинства витаминов, за исключением, А и В12, в организме невелики). Различают 3 стадии развития болезней витаминной недостаточности.

Стадия I — прегиповитаминоз (субнормальная обеспеченность витаминами) — проявляется малоспецифическими общими изменениями некоторых функций внутренних органов, снижением тонуса, общей сопротивляемости организма, работоспособности. Наличие витаминной недостаточности на этой стадии подтверждается лишь специальными лабораторными исследованиями. Стадия II — гиповитаминоз — является следствием относительного дефицита витамина (витаминов). Характеризуется явными клиническими проявлениями, зависящими от преимущественного дефицита того или иного витамина; последнее подтверждается лабораторными исследованиями (определением содержания витамина в сыворотке крови, выделения его или продуктов метаболизма с мочой и др.). Стадия III — авитаминоз — крайняя степень витаминной недостаточности вследствие полного (или почти полного) отсутствия поступления витаминов в организм. Проявляется характерной яркой клинической картиной и значительным снижением содержания витаминов в организме (при лабораторных исследованиях). Различают также моногипои моновитаминоз, развивающийся при недостаточности в организме какого-то одного витамина, и полигипои поливитаминоз, развивающийся при недостаточности нескольких или многих витаминов. Следует особо отметить, что стертые эндогенные формы гиповитаминозов, особенно наблюдающиеся при хронических заболеваниях органов пищеварения и нарушениях процессов всасывания кишечной стенкой, встречаются достаточно часто и представляют известные трудности для ранней диагностики. 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 простатических 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 возможным 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.

Глава 2. Классификация и номенклатура витаминов и их специфические функции в организме

2.1 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: витамины, растворимые в жирах, 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

џ Витамин A (антиксерофталический).

џ Витамин D (антирахитический).

џ Витамин E (витамин размножения).

џ Витамин K (антигеморрагический)

2. Витамины, растворимые в воде

џ Витамин В1 (антиневритный).

џ Витамин В2 (рибофлавин).

џ Витамин PP (антипеллагрический).

џ Витамин В6 (антидермитный).

џ Пантотен (антидерматитный фактор).

џ Биотин (витамин Н, фактор роста для грибков, дрожжей и бактерий, антисеборейный).

џ Инозит. Пара-аминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор пигментации).

џ Фолиевая кислота (антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий).

џ Витамин В12 (антианемический витамин).

џ Витамин В15 (пангамовая кислота).

џ Витамин С (антискорбутный).

џ Витамин Р (витамин проницаемости).

Все вышеперечисленные — растворимые в водевитамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат азот в своей молекуле, и их часто объединяют в один комплекс витаминов группы В.

2.2 Номенклатура витаминов

В прошлом, когда химическая структура витаминов была неизвестна, по мере их открытия витамины обозначали соответствующими буквами (латинского) алфавита.

Хотя многие витамины еще предстоит открыть, сегодня уже известны следующие витамины:

1. витамин, А (ретинол, каротин);

2. витамины В-группы: В₁ (тиамин), В₂ (рибофлавин, обозначается также как витамин G), В₃ (ниацин, никотинамид, витамин РР), В₄ (аденин) — пуриновое основание, которое входит в состав РНК, ДНК, нуклеотидов и играет важную роль в метаболизме, В₅ (пантотеновая кислота), В₆ (пиридоксин), В₁₀, В₁₁ (факторы роста), В₁₂ (кобаламин, цианкобаламин), В₁₃ (оротовая кислота), В₁₅ (пангамовая кислота), В₁₇ (амигдалин), Вс (фолиевая кислота) — фолиевая кислота, известна также как витамин В₉ или витамин М, Вt (карнитин) — Триметиламмониевое (бетаиновое) производное гамма-амино-бета-гидроксимасляной кислоты; ингибитор деятельности щитовидной железы, присутствующий в мышцах и печени, В_х или ПАБК (парааминобензойная кислота), холин, инозит;

3. витамин — С (аскорбиновая кислота);

4. D (кальциферол, эргокальциферол, эргостерол, виостерол);

5. Е (токоферол);

6. F (жирные кислоты);

7. G (рибофлавин);

8. Н (биотин) известный также как витамин В₈;

9. К (менадион);

10. L (фактор лактации, необходимый для выработки молока);

11. М (фолиевая кислота), Р (биофлавоноиды), Р₄ (троксерутин), Т (вещества, способствующие росту);

12. витамин U, содержащийся в капустном соке.

Существует и другая классификация витаминов, по которой наряду с витаминами известна группа витаминоподобных соединений. К ним относят холин, инозит, оротовую, липоевую и парааминобензойную кислоты, карнитин, биофлавоноиды (рутин, кверцетин, чайные катехины) и ряд других соединений, обладающих теми или иными свойствами витаминов. Витаминоподобные соединения не имеют, однако, всех основных признаков, присущих истинным витаминам, и, следовательно, таковыми не являются. В частности, холин и инозит, входя в состав соответствующих фосфолипидов, выполняют в организме пластическую функцию. Оротовая и липоевая кислоты, а также карнитин синтезируются в организме. Парааминобензойная кислота является витамином только для микроорганизмов, для человека и животных она биологически неактивна. Метил-метионинсульфония хлорид (витамин U) обладает терапевтическим эффектом при ряде заболеваний, но не выполняет каких-либо жизненно важных функций в организме. То же в значительной мере относится и к биофлавоноидам (витамин Р) — растительным фенолам, обладающим капилляроукрепляющим действием.

Таблица 1

Классификация, номенклатура витаминов и их специфические функции в организме человека

Глава 3. Производство и получение витаминов

3.1 Развитие витаминной промышленности

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 содержатся в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза. Витаминная промышленность, вырабатывает синтетические витамины, коферменты в виде чистых кристаллических веществ и готовых к применению форм (драже, таблетки, ампулы, капсулы, гранулы, концентраты) и в небольших количествах витаминные препараты из растительного и животного сырья. Витамины повышают пищевую ценность продуктов питания, применяются в лечебной практике и для витаминизации кормов с целью повышения продуктивности животноводства.

Производство витаминов в СССР было организовано в начале 30-х гг. Вначале выпускались витаминные препараты из натурального сырья. Затем было освоено производство синтетических витаминов С и K₃. С 1949 по технологии, разработанной советскими учёными, в промышленном масштабе стал осваиваться синтез других витаминов, например тиамина (витамин B₁). В 1950 производство витаминов в СССР увеличилось по сравнению с 1940 в 5,6 раза. К 1955 в СССР были разработаны схемы синтеза всех известных основных витаминов. Дальнейшее развитие В. п. в СССР связано главным образом с разработкой и внедрением синтетических методов производства витаминов. Эти методы по характеру технологических процессов значительно сложнее, чем метод извлечения витаминов из натурального сырья, но они позволяют получать продукцию в химически чистом виде, что имеет большое значение для их лечебного применения и точных дозировок при изготовлении кормовых концентратов. Кроме того, издержки на производство синтетических витаминов ниже издержек на получение соответствующих витаминов из натурального сырья.

За 1959;65 в промышленном масштабе освоен синтез всех известных витаминов и витаминных препаратов, введены в строй крупные витаминные предприятия: Белгородский витаминный и Болоховский (Тульская область) химические комбинаты, а также значительно увеличены мощности ранее действовавших предприятий. В 1965 объём производства витаминной продукции в СССР увеличился по сравнению с 1958 в 2,8 раза, а в 1970 по сравнению с 1965 в 2,6 раза. В 1970 выпуск синтетических витаминов и их готовых форм составил более 99% всего объёма производства витаминной продукции.

К специфическим особенностям синтеза витаминов относятся: многостадийность процессов; значительная материалоёмкость, обусловливающая необходимость размещения предприятий В. п. вблизи сырьевых баз; применение специальной аппаратуры, предназначенной для работы с агрессивными средами; необходимость выработки высокочистой продукции. Витаминные заводы — специализированные предприятия. Преобладает предметная специализация — осуществление синтеза витаминов на каждом предприятии по полной схеме их производства, включая и выпуск всех полупродуктов. С конца 60-х гг. расширяется более эффективная — технологическая специализация производства полупродуктов.

Научно-технические проблемы получения витаминов и их применения разрабатываются в СССР в основном во Всесоюзном научно-исследовательском витаминном институте, а также в научно-исследовательских организациях АМН СССР, АН СССР и АН союзных республик, министерств и ведомств. Вопросы совершенствования действующих производств решаются центральными заводскими лабораториями.

Главные направления дальнейшего развития витаминной промышленности:

создание новых высокоэффективных препаратов;

џ совершенствование технологии производства и разработка новых, улучшенных схем синтеза, основанных на использовании дешёвых видов отечественного сырья;

џ увеличение выработки витаминов, коферментов и их готовых форм до уровня, обеспечивающего полное удовлетворение потребностей народного хозяйства, расширение ассортимента продукции;

џ строительство новых и реконструкция действующих производств;

џ механизация и автоматизация технологических процессов;

џ совершенствование и организация производства отдельных полупродуктов на предприятиях других отраслей промышленности; повышение качества продукции;

џ углубление технологической специализации;

џ внедрение автоматизированных систем управления отраслью промышленности и производством.

Производство витаминов получило значительное развитие также в других странах. В свое время СССР оказывал техническую помощь этим странам в организации исследований и крупнотоннажного производства, предоставлял проектную документацию, образцы препаратов. В Болгарии, Венгрии, ГДР, Польше, Румынии, Чехословакии быстрыми темпами развивается производство синтетических витаминов и их готовых форм. По советскому проекту построен крупный цех синтеза аскорбиновой кислоты в Болгарии.

В наиболее развитых капиталистических странах, особенно в США, Японии, Великобритании, ФРГ, Франции, Швейцарии, производство витаминов достигло больших размеров. Как правило, оно сосредоточено в руках химико-фармацевтических фирм.

По технической документации, разработанной в СССР, построены цехи синтеза витаминов на химико-фармацевтическом заводе в Хайдарабаде (Индия). Большая Советская Энциклопедия, 2 изд., т. 8, М., 1951, с. 180−85;

Березовский В. М., Химия витаминов, М., 1959; Витамины. Научный обзор, в. 1, М., 1968.

3.2 Получение и сырье для витаминов

Большинство витаминов выделяют из натуральных пищевых продуктов. Ведь витамины — это натуральные вещества, содержащиеся в продуктах питания, поэтому пищевые добавки, будь то в виде капсул, таблеток, порошков или жидкостей, тоже производят из пищевых продуктов. Хотя многие витамины можно получить путем синтеза, тем не менее их выделяют, как правило, из натуральных источников.

Витамин А, например, получают из масла печени рыб, а витамины группы В — из дрожжей или печени. Самый полноценный витамин С получают из плодов розы — из тех ягод, которые остаются после того, как опадают лепестки. Натуральный витамин Е получают из соевых бобов, зародышей пшеницы или других зерновых культур.

Индивидуальные потребности в витаминах отличаются и по этой причине производители выпускают витамины в разной форме.

Таблетки — общепринятая, привычная и удобная для применения форма выпуска. Таблетки можно дольше хранить, чем порошки или жидкости.

Капсулы также удобны для хранения и являются общеприняты ми формами выпуска жирорастворимых витаминов А, D и Е.

Порошки — поскольку в них отсутствуют наполнители, связующие и другие, не имеющие отношение к витаминам вещества, могут быть предпочтительной формой применения при наличии у кого-то аллергических реакций. И, кроме того, порошки могут «вмещать» большие дозировки витаминов. Одна чайная ложка порошка витамина С может содержать до 4.000 мг витамина.

Жидкости — хороши тем, что легко смешиваются с напитками и удобны для тех, кто не может глотать капсулы и таблетки.

Вдыхание витаминов через нос — обеспечивает весьма быстрое усвоение витаминов С и группы В.

Пластыри и имплантанты, содержащие витамины, удобны тем, что могут обеспечить продолжительное и дозированное применение, и в скором времени, возможно, будут более широко применяться.

Жирорастворимые витамины А, D, Е и К могут быть произведены в «сухом», то есть в водорастворимом виде. Такие формы выпуска этих витаминов рекомендуются тем, кто страдает расстройством желудка после приема масел или имеет некоторые кожные расстройства, проявляющиеся, например, в виде сыпей или прыщей. Указанные формы выпуска показаны и тем, кто соблюдает диету с исключением из рациона большинства жиров. Поскольку для нормальной ассимиляции, то есть усвоения, жирорастворимым витаминам нужен жир, то лучше использовать «сухую» форму витаминов А, D, Е, К обязательно в том случае, если пациент находится на диете с низким содержанием жира.

Приобретение и прием синтетических витаминов не сказывается на бюджете, но может неблагоприятно отозваться на желудке, в то время как натуральные витамины, принимаемые даже в больших дозировках, ничего подобного не вызывают. Хотя прием синтетических витаминов и минеральных веществ приносит определенную пользу, польза от приема натуральных витаминов во всех отношениях значительно больше. Химическая структура витаминов в том и другом случае может выглядеть одинаково, но не одним лишь этим обусловлена эффективность натуральных витаминов, но и тем, что связано с этими веществами в природе.

Синтетический витамин С — это лишь аскорбиновая кислота и ничего больше. Натуральный же витамин С, получаемый из плодов шиповника, содержит еще и биофлавоноиды, то есть целый комплекс витамина С, что делает его намного более эффективным. Натуральный витамин Е, который может включать в себя не только альфа-токоферол, но и другие токоферолы, оказывается более эффективным, чем его синтетический аналог.

Вот что говорит по этому поводу известный аллерголог доктор Герон П. Рандольф: «Синтетически полученное вещество может вызвать реакцию у людей, чувствительных к химическим соединениям, в то время как-то же вещество натурального происхождения переносится хорошо, хотя химическая структура этих двух веществ идентична». Что особенно важно: в отличие от синтетических препаратов натуральные витамины не вызывают токсических реакций, даже когда они принимаются в дозах, превышающих рекомендуемые.

Шагом вперед в производстве витаминов была разработка добавок в пролонгированной (time release) форме. Пролонгирование — это процесс, при помощи которого витамины заключаются в микрокапсулы, затем связываются в специальной основе, что обеспечивает их постепенное непрерывное выделение, всасывание и усвоение в течение 8−12 часов. Большинство витаминов — водорастворимые — и поэтому не могут накапливаться в организме. Если они используются не в пролонгированной форме, то быстро всасываются, попадают в кровоток и независимо от дозы в течение 2−3 часов выделяются с мочой.

Добавки в пролонгированной форме могут обеспечить оптимальную эффективность витаминов, уменьшить их потерю с мочой и поддерживать стабильные уровни витаминов в крови круглосуточно. В состав витаминных препаратов иногда входит гораздо больше всяких дополнительных веществ, чем мы можем догадываться, а иногда и гораздо больше, чем указано на этикетке. Наполнители, связующие, смазывающие вещества и т. п. не обязательно должны указываться изготовителем на этикетке и, действительно, зачастую так и происходит.

Разбавители или наполнители. Эти нейтральные вещества добавляются в таблетки для увеличения их объема с тем, чтобы их размеры подходили для прессования. В лучшем случае для этого используется дикальция фосфат, являющийся превосходным источником кальция и фосфора. Это белый порошок, который получают из очищенной горной породы. Иногда с этой целью используются сорбитол и целлюлоза (растительное волокно).

Связующие вещества. Эти вещества называют еще и грануляторами, они придают порошкообразным материалам способность к сцеплению, удерживают все ингредиенты таблетки вместе. Наиболее часто с этой целью применяются целлюлоза — главная составляющая часть растительного волокна и этилцеллюлоза. Используются и другие связующие вещества.

Камедь (гуммиарабик) — растительная смола (одного из видов акации) содержится в перечне веществ, которые можно добавлять в продукты питания. Однако оказалось, что она может вызывать сильные приступы бронхиальной астмы и высыпания на коже, особенно у тех, кто страдает аллергией, и у беременных женщин.

Альгин (альгиновая кислота или альгинат натрия) — растительные углеводы, получаемые из морских водорослей, которые, как оказалось, также могут быть вредны для здоровья, так как обладают мутагенными свойствами, то есть могут вызывать пороки развития в ходе беременности или угнетать репродуктивную функцию (ухудшать работу детородных органов).

Лецитин и сорбитол также иногда используются в качестве связующих средств. Смазывающие вещества. Их добавляют в таблетки, чтобы не было прилипания таблеток в процессе штампования. Чаще с этой целью применяются кальция стеарат, который получают из натурального растительного масла, и оксид кремния, используется также и стеарат магния.

Расщепители — вещества, родственные гуммиарабику или альгину, которые добавляют в таблетки, чтобы облегчить их распад (расщепление) после проглатывания.

Красящие вещества. Используются для того, чтобы таблетки выглядели более красочными и эстетичными. Самые лучшие красители — натуральные, такие, как хлорофилл. Ароматические и подслащивающие добавки. В качестве подслащивающих добавок, которые чаще применяются в жевательных таблетках, обычно используют фруктовый сахар — фруктозу, солодовый декстрин, сорбитол или солодовый сахар. В производстве качественных витаминных препаратов сахароза (сахар) используется редко.

Покровные вещества. Это материал для оболочки таблеток, защищающий их от влаги, маскирующий неприятный запах или привкус и облегчающий проглатывание таблетки. Одним из таких веществ является зеин — натуральный продукт, получаемый из зернового белка. Это прозрачное вещество, образующее обволакивающую пленку. Используется также бразильский воск — натуральный продукт, получаемый из пальмового дерева.

Осушающие вещества. Эти вещества не позволяют гигроскопичным, то есть поглощающим влагу материалам, впитывать ее в процессе обработки. Наиболее часто с этой целью применяется силикагель.

3.3 Условия хранения и срок годности витаминов

Витамины и минеральные вещества нужно хранить в прохладном, темном месте, защищенном от прямых солнечных лучей, в плотно закрывающемся, желательно светонепроницаемом контейнере. Чтобы предохранить витамины и минералы от излишней влажности, можно поместить на донышко контейнера в качестве натурального адсорбента несколько рисовых зерен. Если витамины хранить в прохладном, темном месте, в хорошо закрытой емкости, они сохраняют свои свойства два-три года. После того, как емкость с витаминами была открыта, их можно хранить не более 12 месяцев. Наш организм имеет свойство выделять с мочой принятые внутрь вещества в среднем через четыре часа и это особенно наглядно в отношении водорастворимых витаминов, таких, как витамины группы В и С, а если указанные витамины были приняты на пустой желудок, они выводятся из организма еще быстрее — через два часа после приема.