Витамины. Какие витамины содержатся в продуктах?


C давних времен люди страдали от тяжелых болезней, вызываемых неправильным питанием. Эти болезни не похожи друг на друга. Цингой обычно болеют жители Крайнего Севера. Бери-бери — бич южных стран, где население питается почти одним рисом. Пеллагрой заболевали люди, питавшиеся по преимуществу одной кукурузой. Часто встречалось заболевание куриная слепота: человек перестает видеть в сумерках, а иногда совсем слепнет. Дети, родившиеся совершенно нормальными, нередко заболевали рахитом. Их кости становились мягкими, ноги искривлялись, зубы появлялись очень поздно.

Все эти болезни были совершенно непонятны врачам.

Н. И. Лунин.
Н. И. Лунин.

Одни считали, что такие болезни заразные и вызываются микробами; другие полагали, что эти болезни возникают от недостатка в пище белков, углеводов и жиров. Но многочисленные факты опровергали и то и другое мнение. Цингой, например, заболевали люди, регулярно употребляющие в пищу много мяса и жиров. Те, кто питался в основном овощами, не заболевали этими болезнями.

Лишь в 1880 г. русский ученый Н. И. Лунин впервые открыл общую причину всех этих заболеваний. Своими замечательными опытами Лунин доказал, что в естественных пищевых продуктах, кроме белков, жиров, углеводов и минеральных веществ, содержатся еще какие-то вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности животных. Если этих веществ в пищевых продуктах мало и их не хватает организму, возникает тяжелое заболевание. Впоследствии такие вещества назвали витаминами (от латинского слова «вита» — жизнь и научного обозначения соединений азота — «амин»). Потом, правда, было обнаружено, что азот входит не во все витамины, но ученые оставили за ними это название.

Витамины — органические соединения разнообразной химической природы. Они имеют огромное значение для нормальной жизнедеятельности человека и животного. По сравнению с основными питательными веществами витамины нужны организму в ничтожных количествах.

Ученые уже давно получили некоторые витамины в чистом виде. Например, еще в 1831 г. из моркови было получено вещество каротин (по-латыни «морковь» — карота). Но никто еще тогда и даже долгие годы спустя не подозревал, что это вещество — чудесное средство для лечения тяжелых заболеваний. Только в начале XX в. было установлено, что в животном организме каротин превращается в витамин А. Говоря научным языком, каротин оказался провитамином витамина А. Отсутствие каротина в организме вызывает заболевание роговицы глаза, а также куриную слепоту. Применение каротина как лекарства восстанавливает зрение.

В наше время известно около 30 витаминов. Большинство из них изучено, выявлена их физиологическая роль в жизни человека, животных и растений. Оказалось, что многие витамины входят в состав биологических катализаторов — ферментов, регулирующих в организме важнейшие процессы обмена веществ. При недостатке в организме витаминов задерживается образование ферментов, а это в свою очередь приводит к нарушению обмена веществ и к расстройству взаимодействия отдельных органов. Зная роль каждого витамина в обмене веществ и нарушения, возникающие при недостатке витамина, врач может рекомендовать соответствующее лекарство или диету и тем самым ликвидировать заболевание.

Ученые определили нормы потребности в витаминах у человека и животных. Эти нормы зависят от физиологического состояния организма и от условий внешней среды. Интересно, что для работников некоторых профессий — паровозных машинистов, летчиков, шоферов — труд которых требует особой остроты зрения, необходимы повышенные дозы витамина А, а жители севера нуждаются в больших дозах витамина В. Если в пище нет витамина В, человек сначала теряет аппетит, затем у него появляется воспаление нервных стволов и нарушается деятельность сердца.

У животных потребность в витаминах повышена зимой и весной, особенно у беременных и кормящих детенышей самок. Если они в это время получают недостаточно витаминов А и Д, детеныши рождаются слепыми, слабыми, болезненными, а иногда и мертвыми.

Слева — кристаллы витамина РР. Справа — кристаллы каротина (провитамина А). (Сильно увеличено.)
Слева — кристаллы витамина РР. Справа — кристаллы каротина (провитамина А). (Сильно увеличено.)

Но не всегда человек может получить нужное количество витаминов из обычной для него пищи. Отсутствие пищевых продуктов, богатых витаминами, приводит к заболеваниям и даже к смерти. Ученые предприняли поиски растений и животных, содержащих большие количества витаминов. Были разработаны также способы получать витамины в чистом и концентрированном видах. В наше время существуют специальные заводы, на которых из растительного и животного сырья извлекают все основные витамины. Из плодов шиповника получают витамин С, из печени кита и некоторых рыб добывают витамин А. Знаменитые китобойные флотилии «Алеут», «Слава» и «Советская Украина» обеспечивают нашу страну витамином А. В одном центнере китовой печени около 100 Г этого витамина, а такого количества достаточно на день для 50 000 человек. Из специальных сортов моркови на заводах получают каротин. Для получения витамина Д, излечивающего рахит, используют дрожжи и мицелий грибов. В наше время разработаны способы получать витамины химическим путем. Эти способы эффективны и экономически более выгодны, чем извлечение витаминов из естественных продуктов. Концентраты и кристаллические витамины помогают врачам не только лечить, но и предупреждать авитаминозы — болезни, вызванные недостатком витаминов.

Так же как и животным, витамины необходимы бактериям и грибкам для регулирования обмена веществ. Многие микроорганизмы сами создают в своем теле витамины в достаточном количестве, они не нуждаются в получении витаминов из окружающей их среды. Но есть бактерии, дрожжи и грибки, которые получают витамины из той среды, в которой обитают: почвенные бактерии — из почвы; микробы, живущие в теле животных и растений — из тканей тела своих «хозяев». Известны случаи, когда микроорганизмы разных видов обеспечивают друг друга витаминами. Например, гриб Ашбия госипи производит в своем теле витамин В, но не способен создать витамин Н. Гриб Полиспорус адусхис, наоборот, создает только витамин Н и не может создать витамин В.

Если посеять эти грибы на питательной среде врозь и не добавлять к ней витаминов, ни тот, ни другой гриб не будет развиваться. Если же на питательной среде посеять оба эти гриба вместе, они будут снабжать друг друга недостающими витаминами и прекрасно развиваться.

Авитаминоз Н у крысы. Слева — больная крыса, справа — та же крыса через 26 дней, излеченная витамином Н (биотином).
Авитаминоз Н у крысы. Слева — больная крыса, справа — та же крыса через 26 дней, излеченная витамином Н (биотином).

На семенах некоторых орхидей поселяется гриб, который получает из семян необходимые ему питательные вещества, а сам дает прорастающим семенам витамины. Многие высшие растения также получают витамины от почвенных бактерий.

Бактерии выделяют эти витамины в почву, а растения поглощают витамины корневой системой. Эти витамины способствуют энергичному росту растений. Но корни растений также выделяют в почву витамины, которые нужны для развития микроорганизмов.

Для нормального развития растения нужно определенное количество витаминов. Если в растении задержано образование витаминов, то обмен веществ в нем нарушается и рост растения тормозится. Например, если обработать семена кукурузы белым стрептоцидом, он разрушит в семенах один из необходимых им витаминов. В результате развитие проростков будет резко подавлено и вскоре они погибнут. Если же одновременно с белым стрептоцидом ввести в семена добавочные дозы этого витамина, проростки будут развиваться нормально.

Так же действует белый стрептоцид на микроорганизмы, живущие в теле человека: он связывает необходимый им витамин, и они погибают.

Витамины образуются главным образом в надземных частях растений. Корни иногда не в состоянии образовывать витамины. Недостающие им витамины они получают из надземных частей. Если корни отделить от растения и выращивать их на питательной среде, можно наглядно увидеть, как необходимы для их роста витамины. Когда в питательную среду не добавляются нужные корням витамины, корни не растут; это явление уже используется в растениеводстве. Черенки некоторых трудно укореняемых растений — чая, лимона, казанлыкской розы, кокаинового дерева, карельской березы — обрабатывают витаминами, и это усиливает образование корней, что в свою очередь способствует более энергичному росту растений.

Влияние недостатка витамина РР на развитие цыплят. Слева—нормально развивающийся цыпленок; справа—цыпленок того же возраста, не получавший в пище витамина РР.
Влияние недостатка витамина РР на развитие цыплят. Слева—нормально развивающийся цыпленок; справа—цыпленок того же возраста, не получавший в пище витамина РР.

Растения не могут в некоторые периоды жизнедеятельности обеспечить себя витаминами и потому нуждаются в дополнительном витаминном питании. Это усиливает в них обмен веществ и ускоряет рост. Например, тунговое дерево, получавшее через каждые два дня по 0,5 мГ витамина В, выросло за 70 дней вдвое больше, чем контрольные деревья, не получавшие витамина. Опрыскивание снотворного мака раствором витамина В, ускоряет его рост и увеличивает вес коробочек.

Некоторые витамины непосредственно участвуют в процессах оплодотворения животных и растений. Если в пыльце цветка недостаточно каротина, она плохо прорастает и процесс оплодотворения задерживается. Если же пыльцу обогатить этим провитамином, она прорастает нормально. Хорошие результаты дает смешивание пыльцы, в которой витамина очень мало, с пыльцой, богатой витамином.

Все эти примеры показывают, что микроорганизмы и зеленые растения не только дают витамины человеку и животным, но и сами нуждаются в витаминах.