Вітамін d2 (ергокациферол)

Антирахітичний вітамін D представлений двома вітамерами – вітаміном D₂ (ергокациферолом) і вітаміном D₃ (холекальциферолом). Вони утворюються з попередників – провітамінів при дії на них ультрафіолетового опромінення.

Вітамін D₃(холекальциферол)

Ергокальциферол вважається вітаміном рослинного походження, а холекальциферол тваринного.

Вітаміни групи D схожі за будовою та властивостями, є безбарвними кристалами, вони оптично активні, добре розчиняються в ацетоні та нерозчинні у воді. Температура плавлення складає 120 і 90ºС відповідно, максимум поглинання в ультрафіолеті при λ= 265 нм.

Для вітаміну D₂ провітаміном є виділений з дріжджів ергостерин.

Ергостерол Вітамін D₂

Для вітаміну D₃, що міститься в шкірі провітаміном є 7-дегідрохолестерол.

7-Дегідрохолестерол Вітамін D₃,

Провітаміни групи D широко розповсюджені в природі. Особливо багато їх в печінці риб і тварин, вершковому маслі, яйцях, молоці.

Добова потреба в цьому вітаміні для дорослих складає 2,5 мкг, для новонароджених – 10 мкг, для дітей і підлітків – 12,5 мкг.

Слід зазначити, що ні ерго-, ні холекальциферол біологічно не активні і не можуть виконувати свої регуляторні функції. Їх біологічно активні форми утворюються в ході метаболізму.

Таблиця 11. Вміст вітаміну D в продуктах харчування

Харчовий продукт	Вміст вітаміну D, мкг/ г
Печінка скумбрії	1400
Печінка камбали	80
Печінка тріски	3,0
Печінка яловича	0,025
Яйце куряче	0,05
Масло вершкове	0,03

Промислове виробництво вітаміну D₂ полягає у фотоізомерізації ергостиролу, який добувають з дріжджів або міцелію грибів (відходів виробництва пеніциліну з вмістом стеролів 0,5%).

У новонароджених і недоношених дітей запаси вітаміну D невеликі або відсутні. У жіночому молоці міститься тільки 4% добової потреби немовляти у вітаміні D. Тому вже з перших днів необхідно за рекомендацією лікаря-педіатра вводити в раціон дитини вітамін D. Якщо цього не робити, то, зазвичай, до третього тижня життя у дитини розвивається рахіт. При цьому падає вміст кальцію в крові.

Розвиток симптомів гіпервітамінозу обумовлений надлишковим споживанням вітаміну та його здатність акумулюватися в організмі. Серед чинників, що сприяють розвитку гіпервітамінозу, слід відзначити білкове голодування, А- і С-гіповітамінози та підвищену чутливість дитячого організму до високих доз вітаміну D. Особливо високу чутливість до токсичної дії вітаміну D мають діти, хворі на рахіт. У дорослих при D-гіпервітамінозі відзначається погане самопочуття, гострі головні болі, анорексія, анемія, втрата апетиту, болі в шлунку, м'язах, суглобах, оніміння та тремтіння рук і ніг, потіння. Спостерігаються порушення жирового обміну, підвищення Са²⁺ в крові і сечі.

Вітамін D не руйнується під час кулінарної обробки, проте дуже чутливий до світла, дії кисню, іонів металів.

Вітамін Е (α-токоферол) був відкритий як антистерильний фактор. Токофероли – група вітамінів, здатних запобігати розвитку безпліддя у тварин та підтримувати функцію розмноження (від грец. Tokos – потомство, phero – несу).

α-Токоферол

Вперше вплив вітамінної активності речовини з листя салату на здатність деяких тварин відновлювати потомство помітили Г.Еванс і А.Бішо, які в 1922р. відкрили жиророзчинний вітамін, названий ними токоферолом (дослівно «сприяючий пологам»»). Пізніше він дістав назву вітаміну Е. У 1936 р їм вдалося з олії зародків пшениці виділити дві речовини з властивостями вітаміну Е, яким дали назву α- і β-токофероли.

Вітаміни групи Е містяться в рослинних оліях (соняшниковій, соєвій, арахісовій, кукурудзяній), салаті, капусті, насінні злаків, у меншій мірі в м'ясі, вершковому маслі, яєчному жовтку.

Таблиця 12. Вміст вітаміну Е в харчових продуктах

Харчовий продукт	Вітамін Е, мкг/г	Харчовий продукт	Вітамін Е, мкг/г
Олія із зародків пшениці	2620 – 2740	Зародки пшениці	158
Олія соєва	1150	Висівки дрібні	32
Олія бавовникова	830 – 1100	Борошно пшеничне І сорту	15
Олія соняшникова	510	Зерна пшениці	9
Олія арахісова	340	Висівки великі	3

За хімічною будовою токофероли можна розглядати як метильні похідні токолу або 2-метил-2-(4'R, 8'R,12'-триметилтридецил)-6-гідроксихроману, який, у свою чергу, є похідним хроману (бензо-γ-дигідропірану), до якого в положенні 2 приєднані три гідровані ланки ізопрену.

Хроман Токол

Усі природні токофероли, що проявляють біологічну активність, є похідними ароматичної сполуки токола і відрізняються один від одного тільки кількістю і місцем розташування метильних груп та деякими особливостями бічного ланцюга. Позначаються різні токофероли грецькими літерами α-, β-, γ-, δ-, ε-, η-, ξ-токофероли. Найактивнішу вітамінну дію має: токоферол(5,7,8-триметилтокол).

Природні токофероли мають три хіральні атоми Карбону (2,4', 8') з R-конфігурацією. Це забезпечує можливість існування для кожної форми токоферолів восьми енантіомерів і чотирьох пар рацематів.

Токофероли розчиняються в етанолі, ацетоні, хлороформі, оліях, повільно окислюються при нагріванні або значно швидше в присутності лугу. Стійкі до дії кислот і лугів при температурі до 100ºС, темніють на світлі та чутливі до УФ-опромінювання. Естери токоферолів (ацетати, п-нітрофенілуретани) значно стабільніші до дії оксигену та світла.

Головна біологічна роль вітамінів Е полягає в їхній антиоксидантній дії, особливо при пер оксидному окисненні ліпідів клітинних мембран, точніше ненасичених вищих карбонових кислот, які входять до їх складу. При цьому токофероли здатні зв’язувати активні проміжні радикали в процесах окиснення внаслідок передачі радикального ланцюга на молекулу токоферолу з утворенням стабільних феноксильних радикалів:

Токоферол Феноксильний радикал

токоферолу

Традиційно вітаміни групи Е виділяють з рослинних олій. Розроблено також декілька методів синтез вітамінів групи Е.

У тварин недостача токоферолу приводить не тільки до безпліддя, але і до враження міокарду та інших м’язових тканин. У людей гіповітаміноз Е проявляється рідко й добова потреба (біля 5мг для дітей і 10 – 25мг для дорослих, особливо для вагітних і мам, що годують немовлят) легко задовольняється при нормальному харчування.

Вітамін К – це велика група вітамінів коагуляції, або антигеморрагічних вітамінів (філохінон, менахінони), Вітамін К (від англійського «коагуляція» -згортання), було відкрито в 1929 р. датським біохіміком Х. Дамом як антигеморрагічний фактор у курчат. Геморрагія – захворювання, яке пов’язане з порушенням цілісності стінок кровоносних судин і підшкірною та внутрім'язовою кровотечею, зумовленою низькою швидкістю згортання крові. Його рослинний різновид – К₁ (філохінон), виділений з люцерни в лабораторії П. Каррера в 1939 р. З рибного борошна було виділено та охарактеризовано групу вітамінів К₂ (менахінони), які відрізняються лише довжиною бічного ланцюга та класифікуються за числом ізопреноїдних залишків або за кількістю атомів карбону в ланцюзі. На довершення Дойзи синтезував штучний вітамін К₃ – медіон.

Вітамін К представлений, здебільшого, двома сполуками – вітамінами К₁ (філохінон) і К₂ (фарнохінон або менахінон).

Вітамін К₁ (філохінон)

Вітамін К₂ (менахінони)

Вітамін К₁ – це світло-жовта рідина, нестійка при нагріванні в лужному середовищі та опроміненні. Вітамін К₂ – жовтий кристалічний порошок, який також нестійкий у зовнішньому середовищі. Обидва препарати не розчиняються у воді, але розчиняються в органічних розчинниках: бензолі, хлороформі, гексані. Активність вітаміну К знижується за умов дії радіації та рентгенівських променів, заморожування, прийманні аспірину.

Вітаміни К₁ і К₂ необхідні людині для нормалізації або прискорення процесу згортання крові. Вітамін К застосовують також при захворюваннях шлунково-кишкового тракту, перед великими оперативними втручаннями для зменшення крововтрат, у разі виражених явищ променевої хвороби.

Окрім природних вітамінів К₁ і К₂, відома велика кількість їх синтетичних аналогів, які часто виявляють більш високу біологічну активність.

На вітаміни К особливо багаті зелені частини рослин, крім того, він синтезується в достатній кількості бактеріями тонкого кишечнику (мікрофлорою шлунку). З тваринних тканин і органів найбільш багатою цим вітаміном є печінка. Тому дефіцит вітамінів К буває тільки у новонароджених; у дорослих дефіцит може бути зумовлений або знешкодженням шлункових мікроорганізмів сульфамідними препаратами, або антибіотиками.

Денною нормою споживання вітаміну К для чоловіків від 19 до 30 років – 70 мкг, старших за 30 років – 80 мкг; для жінок від 19 до 30 років – 60 мкг, старших за 30 років – 65 мкг.

Таблиця 14. Вміст вітаміну К в харчових продуктах

Харчовий продукт	Вміст вітаміну, мг %	Харчовий продукт	Вміст вітаміну, мг %
Олія соєва	542	Морква	3,2
Боби соєві (свіжі)	189	Шпинат	4,4
Капуста білокачанна (свіжа)	148	Печінка свиняча	0,8
Яєчний жовток	147	Томати	0,6
Брокколі (варена)	131

Вітамін К стійкий до підвищених температур, руйнується під дією світла та в ужному середовищі.

Вітамін N (ліпоєва кислота) відкритий в 1951 р. як фактор росту дріжджів, як чинник зростання молочнокислих бактерій, ряду інших мікроорганізмів, міститься в багатьох рослинних і тваринних організмах. Це кристалічний порошок світло-жовтого кольору, помірно розчинний у воді і значно краще в нижчих спиртах, бензені. Солі лужних металів ліпоєвої кислоти у воді розчиняються добре.

За хімічною будовою ліпоєва кислота або 5-(1,2-ди-тіолан-3-іл)пентанова кислота є циклічним дисульфідом.

Ліпоєва кислота

Завдяки здатності переходити з сульфідної форми (окисненого стану) до сульфгідрильної форми (відновленого стану) ліпоєва кислота бере участь в окисно-відновних реакціях, а також в процесах перенесення атомів гідрогену та ацильних груп. Крім того ліпоєва кислота виявляє властивості антиоксиданта, бере участь в регулюванні вуглеводного, ліпідного та холестеролового обміну речовин, детоксикації при різних отруєннях тощо. За біохімічною дією наближається до вітамінів групи В.

(+)-Ліпоєва кислота досить поширена в рослинах, тваринах, мікроорганізмах. В організмі міститься переважно в печінці, серці, нирках. Тому добувається з печінки великої рогатої худоби шляхом гідролізу розведеною сульфатною кислотою, наступною екстракцією органічним розчинником та кінцевим очищення на оксиді алюмінію.

Розроблений Е. Брауде і Р. Лінстедом в 1956 р. метод синтезу ліпоєвої кислоти полягає в конденсації 6-гептенової кислоти з формальдегідом у кислому середовищі за реакцією Г. Прінса.

Ліпоєва кислота

Для людини добова потреба в ліпоєвій кислоті становить 1 – 2 мг. Ця кількість утворюється мікрофлорою кишковика.

Ліпоєва кислота знаходить застосування в медицині для нормалізації ліпідного обміну, лікування деяких захворювань печінки (цироз, хвороба Боткіна), цукрового діабету, атеросклерозу, деяких отруєнь.

Вітаміноподібні сполуки.

ВІТАМІНОПОДІБНІ СПОЛУКИ

Вітаміноподібні сполуки – це різноманітні хімічні сполуки, які виявляють властивості вітамінів, і які частково синтезуються в організмі та іноді входять до складу тканин. Це біологічно активні речовини, дефіцит яких не призводить до явно виражених порушень, і які за своїми функціями ближче до незамінних нутрієнтів.

До таких сполук можна віднести:

- інозитол (мезоінозитол, міоінозитол). Це шестиатомний циклічний спирт(похідна циклогексану), який дуже поширений у тваринному та рослинному світі. Найчастіше він входить до складу рослин у вигляді фосфорних ефірів –фітину, , утворюється в результаті циклізації глюкози. Фітин є сумішшю кальцієвих і магнієвих солей інозитолу.

- вітамін Р (біофлавоноїди, поліфеноли) – це група речовин, до складу яких входить дифеніл пропановий вуглецевий «скелет». До них належать катехіни, лейкоантиціани, флавонони, флавоноли (наприклад), антоціани.

- холін – входить до складу фосфоліпідів (фосфотидхоліни). Бере участь у синтезі метіоніну, адреналіну,нуклеїнових кислот. При авітамінозі відбувається жирове переродження печінки, крововиливи у внутрішніх органах.

-біфлавоноїди – гесперидин, катехін, рутин. Це група речовин, які укріплюють підтримують еластичність стінок капілярів, зменшується їх проникливість.

- гесперидин – глікозид, що складається з глюкози та рамнози, міститься у цедрі лимону.

- катехіни містяться у листі чаю, бобах, какао, винограді. Представники катехінів – рутин і епікатехін.

- рутин – глікозид, що складається з кварцетину, глюкози та рамнози, часто використовується сумісно з вітаміном С, який оберігає його від окиснення.