Обмен веществ

Смотрите также:

Медицинская библиотека

Производство витаминов

Витамины для здоровья

АВИТАМИНОЗ и гипоавитоминоз...

Минеральные вещества, витамины, биостимуляторы

Биология

Авитаминоз

признаки недостаточности витаминов

Уход за больными

Медицинская энциклопедия

Медицинский справочник

Судебная медицина

Физиология человека

Биогеронтология – старение и долголетие

Биология продолжительности жизни

Внутренние болезни

Внутренние болезни

Болезни желудка и кишечника

Болезни кровообращения

Болезни нервной системы

Инфекционные болезни

Гинекология

Микробиология

Палеопатология – болезни древних людей

Психология

Общая биология

Ревматические болезни

Лечебное питание

Лекарственные растения

Валеология

Естествознание

История медицины

Медицина в зеркале истории

Биографии врачей, биологов, ботаников

Пособие по биологии

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ВИТАМИНОВ

Когда же на Земле появились витамины? Исходя из того, что общая функция витаминов заключается в регуляции процессов обмена веществ, казалось, можно было сделать вывод, что они могли возникнуть лишь тогда, когда появился обмен веществ, то есть с возникновением жизни. Долгое время так и полагали.

Однако постепенно стали накапливаться материалы, поставившие эту точку зрения под сомнение. Было доказано, что еще в предбиологический период развития нашей планеты происходил синтез многих органических соединений, молекулы которых по величине и сложности пе уступают витаминам и даже превосходят их. Кроме того, выяснилось, что большинство витаминов имеет такое же всеобщее распространение* в мире растений и животных, какое имеют другие низкомолекулярные соединения, необходимые для осуществления процессов обмена веществ. Оказалось, что витамины или их производные (продукты превращений и усложнений их молекул) участвуют в очень сходпых биохимических реакцпЛ в растительных и животных клетках. Все это приводит к мысли, что вита- мпиы, во всяком случае некоторые из них, следует отнести к соединениям, включившимся в состав живой материи на самых древних этапах ее формирования.

Академик Р. В. Чаговец считает, что большинство витаминов — такой же древний продукт синтеза, осуществлявшегося в предбиологическом периоде развития Земли, какими являются простые углеводы (сахара), аминокислоты и многие другие органические соединения. Витамины и витаминоподобные вещества, по-видимому, принадлежат к тем органическим компонентам первичного «бульопа», ::а счет которых формировались живые структуры.

Возможность абиотического синтеза витаминов или витаминоподобных соединении была недавно подтверждена. Экспериментаторы искусственно создавали условия, имитирующие предонологпческпп этап развития Земли и подвергали исследованию продукты, образующиеся при этом из неорганических соединении. Среди множества таких продуктов были обнаружены птеридины — соединения из группы фолиевой кислоты, которая является одним из противоанемических (предохраняющих от малокровия) витаминов. В другой группе экспериментов среди продуктов абиогенного синтеза нашли вптамино- подобные л при дины — соединения, близкие к противопел- лагрическому витамину PP.

Однако, конечно, это не означает, что уже на самых ранних этапах формирования органических соединений и первичных форм жизни природа создала точно такие же молекулы витаминов, какие присутствуют в ныне существующих организмах. Подобно другим первично синтезированным тогда соединениям, структуры, родственные современным витаминам, на протяжении многих миллионов лет эволюционировали в соответствии с изменениями среды обитания и потребностями развивавшихся живых организмов. Многие витамины (A, D и некоторые другие), скорее всего, возникли значительно позже и явились продуктами биологического синтеза. В ходе эволюции живых организмов изменялись п функции, выполняемые одним и тем же витамином. При этом его структура, оставаясь в принципе той же самой, подвергалась различным модификациям. Об этом говорят данные сравнительной биохимии и физиологии.

Исследуя особенности биохимических и физиологических процессов у ныне существующих организмов, стоящих па разных стадиях эволюционного развития, мы имеем возможность судить о направлениях и путях развития функций организмов и структур, обеспечивающих эти функции. Для иллюстрации приведем примеры, касающиеся функций витаминов А и К (их природа и функции подробнее будут рассмотрены в специальных разделах книги, здесь же мы остановимся лишь на некоторых их свойствах).

Витамин А обнаруживается у тех высших беспозвоночных животных, которые имеют специализированные аппараты фоторецепции (световосприятия), и у всех позвоночных животных. У животных, не имеющих глаз, например у кальмара, витамин А не найден. У омара и ракообразных до 90% всего витамина А, имеющегося в теле, сосредоточивается в сетчатке глаза. Значит, первоначальной функцией витамина А (или его производных) в животном организма была лишь функция фоторецепции.

У высших позвоночных, включая человека, витамин а, наряду с участием в фоторецепции, выполняет еще иные функции, которые мы рассмотрим в свое время. При этом максимальные количества витамина А присутствуют у них не в сетчатке (где его содержание также весьма высоко), а в других тканях, особенно в печени., В ходе эволюции сформировался специализированный аппарат фоторецепцин (глаз), появились механизмы, обеспечивающие биосинтез важного компонента световоспринимающего пигмента (зрительного пурпура),— и появился витамин А. У более высокоорганизованных животных и человека витамин А сохранил ту же функцию, что и у имеющих глаза беспозвоночных, по приобрел наряду с этим некоторые новые функции. Он сохранился в составе зрительного пурпура в той же форме — в виде альдегида, который обнаруживается в глазу у всех животных. Но в других тканях его молекула имеет несколько иное строение. Так, в иечепи витамин А присутствует в двух других формах: в виде спирта и в виде эфира.

Ещё один пример. Витамин К у бактерии и в зеленых растениях принимает участие и окислительно-восстановительных процессах и энергии, освобождающейся из молекул окисляемых веществ. У человека и животных, имеющих кровеносную систему, этот витамин тоже принимает участие в генерировании энергии окисления пищевых веществ, но па передний план выступает иная его функция: он необходим для нормального осуществления процесса свертывания крови. По-видимому, наиболее древней, общей для любых живых организмов функцией витамина К является его участие в генерировании энергии.

Что же касается влияния на процесс свертывания крови, то эта его функция является более молодой. Она, очевидно, сформировалась с появлением в ходе эволюции животных, обладающих кровеносной системой и нуждающихся в механизме, останавливающем кровотечение при повреждении кровеносных сосудов. Этот механизм очень сложен, в нем принимает участие множество веществ (факторов свертывания крови) и физиологических систем; в их число включился п витамин К. Надо заметить, что строение молекулы витамина К у человека и животных, где он несет двойную функцию, несколько отличается от ее строения у растений, в которых он только принимает участие в генерировании энергии.

Таким образом, в ходе развития живых организмов эволюционируют также химические соединения и химические процессы, обеспечивающие выполнение новых функций. Эта общая для живого мира закономерность распространяется, как мы видим, и на витамины.

К содержанию книги: Значение витаминов для организма