Витамины

К витаминам относят вещества высокой физиологической активности, имеющие различную химическую природу и выполняющие разнообразные функции. Зеленые растения не испытывают в норме недостатка в витаминах, ибо сами способны их синтезиро­вать. Вместе с тем многие микроорганизмы, грибы, а в особенности животные, нуждаются в экзогенных (по­ступающих извне) витаминах.

По мере открытия и изучения отдельных витами­нов им давались названия букв латинского алфавита. Такая классификация, естественно, совершенно не от­ражала ни химическую специфику, ни функциональ­ные особенности и свойства витаминов. Затем была принята классификация, основанная на растворимос­ти витаминов в жирах (витамины А, Е, К, Д и др.) и в воде (витамины В₁, В₂, В_з, В_б, РР, С, Н и др.). Данная классификация также не увязывает строение и функ­ции витаминов в клетке.

После уточнения химического строения витаминов (их около 30) появилась возможность принять хими­ческую классификацию, включающую 4 класса:

1. Витамины алифатической или ациклической при­роды (атомы углерода в молекулах соединены меж­ду собой в прямые или разветвленные цепи) - ­витамины С, В₃ и др.

2. Витамины ароматической природы с бензольным кольцом - витамин К.

3. Витамины ациклической природы (молекулы со­держат одно или несколько колец неароматичес­кого характера) - витамин А, провитамин А (каро­тин) и др.

4. Витамины гетероциклического ряда (в кольцах молекулы содержатся не только атомы углерода, но и других элементов, например серы, азота, фос­фора и др.) - витамины Е, РР, В₁ В₂, В₆ и некото­рые другие.

Большинство витаминов входит в состав фермен­тов, чем и определяется их основная физиологическая роль. Некоторые витамины являются промежуточны­ми продуктами биохимических реакций, переносчика­ми химических групп, факторами роста микроорганиз­мов.

Bumaмин С (аскорбиновая кислота) весьма широко распространен в растениях. Особенно богаты им пло­ды шиповника, незрелые грецкие орехи, черная смо­родина, барбарис, хвоя сосны, ели, пихты и др. Физиологическая роль витамина С в растениях связана с его редуцирующими (восстанавливающими) свойства­ми: отдавая два атома водорода, аскорбиновая кислота превращается в дегидроаскорбиновую кислоту:

В клетках растений витамин С принимает актив­ное участие в восстановлении различных окисленных форм органических веществ, в том числе ферментов. При хранении плодов, овощей, хвои содержание вита­мина С резко понижается. Максимального содержа­ния аскорбиновая кислота в листьях растений дости­гает к цветению, затем количество ее быстро умень­шается.

Пантотеновая кислота (витамин В₃) образуется толь­ко в молодых листьях и кончиках корней. Она входит в состав кофермента А, с чем и связана физиологическая функция этого витамина: активирование и перенос различных кислотных остатков в процессе дыхания, участие в синтезе жирных кислот, стеролов и других соединений. В проростках растений витамин В₃ синте­зируется позднее многих других витаминов, так как его биосинтез связан с процессом фотосинтеза.

Вимамин А в растениях не встречается и представ­лен провитамином А (каротином). Наибольшее количе­ство провитамина А наблюдается в корнеплодах мор­кови, в листьях растений, особенно овощных.

Витамин К (точнее комплекс витаминов К) содер­жится в зеленых частях растений, особенно бобовых. Длинная боковая цепь молекулы витамина является остатком спирта фитола, входящего в состав хлорофил­ла. Играет важную роль в процессе фотосинтеза.

Витамин Е - комплекс изомеров токоферолов. В больших количествах накапливается в зародышах злаков, а также в листьях растений. В молекуле токоферо­лов наряду с циклическим соединением триметилгидро­хиноном находится остаток фитола. Основная физиоло­гическая роль витамина Е сводится к предохранению от окисления жирных кислот, каротина и некоторых других веществ, участию в процессе дыхания и обмене некото­рых углеводов.

Витамин РР (никотиновая кислота) представляет собой гетероциклическое соединение. Физиологичес­кой активностью обладает и амид никотиновой кисло­ты. Никотиновая кислота входит в состав более чем 100 различных ферментов, особенно дегидрогеназ, принимающих участие в процессах дегидрирова­ния - отщепления водорода от окисляющихся ве­ществ. Биосинтез витамина РР начинается сразу же после прорастания семян, и уже через неделю коли­чество витамина увеличивается у некоторых растений более чем в 20 раз.

Гетероциклическим является и витамин B₁ (тиа­мин). В молекуле тиамина содержится атом серы. В ра­стениях синтезируется также сразу после прорастания семян. Максимальное содержание витамина В₁ отме­чено в период цветения растений. В корни растений поступает из надземных частей. Тиамин входит в со­став ряда ферментов, участвующих в процесс е ды­хания, обмене углеводов в растениях, в виде фосфор­нокислого эфира тиаминпирофосфата.

Bитaмuн В₂ (рибофлавин) в химическом отношении представляет собой азотистое гетероциклическое ос­нование диметилизоаллоксазин, соединенное с остат­ком пятиуглеродного спирта рибита. Соединяясь с фосфорной кислотой, рибофлавин входит в состав ряда окислительно-восстановительных ферментов, а также ферментов, участвующих в азотном обмене растений.

Bитaмuн В₆ (пиридоксин) является производным азотистого основания пиридина. В форме своего фос­форилированного производного пиродоксалъфосфата входит в состав ферментов трансаминаз, катализиру­ющих реакции переаминирования (переноса аминог­руппы с первичных аминокислот на органические кислоты с образованием новых аминокислот), декарбоксилирования (отщепления углекислоты) и дезами­нирования (отщепления аминогруппы). Участие в белковом обмене - основная функция пиродоксина в растениях.