Vitamiinid

See artikkel räägib orgaaniliste biomolekulide ja mikrotoitainete rühmaga seonduvast; ansambli kohta vaata artiklit Vitamiin (ansambel); tänava kohta vaata artiklit Vitamiini tänav

See artikkel ootab keeletoimetamist. Kui oskad, siis palun aita artiklit keeleliselt parandada. (Kuidas ja millal see märkus eemaldada?)

See artikkel vajab toimetamist. Palun aita artiklit toimetada. (Kuidas ja millal see märkus eemaldada?)

Vitamiinid on väga erineva struktuuriga orgaaniliste bioaktiivsete biomolekulide rühmad ja asendamatud mikrotoitained, mis on mikrokogustes pidevalt vajalikud enamiku organismide peaaegu kõikide füsioloogiliste protsesside toimimiseks. Vitamiinid on orgaanilised ühendid.

Vitamiinid avastas Tartu Ülikoolis töötav arst Nikolai Lunin 1880. aastal.

Termini vitamine võttis 1912. aastal kasutusele poola päritolu USA biokeemik Kazimierz Funk. Termin on aja jooksul arenenud ning tänapäeval on vitamiine raske üheselt ja ammendavalt defineerida.

Enamik vitamiine ning vitamiinirühmade vitameere ja isomeere (sh fotoisomeere) on ka antioksüdandid, prohormoonid, eelvitamiinid, hormoonid (retinoidhormoonid ja D-vitamiini hormoonvormid), kasvufaktorid, kasvuregulaatorid, koensüümid, kofaktorid, kromoproteiinid, metaboliidid, prooksüdandid, ravimpreparaadid, toidulisaained, vitamiinipreparaadid (sh söödalisandid) ja nende sünteetilised derivaadid aga ka antivitamiinid ja vitamiinilaadsed biomolekulid.

Mitmed vitamiinid osalevad teatavate kudede ja elundite struktuuri kujundamisel, nii näiteks kujundab D-vitamiin luustumisprotsessi, A-vitamiin – epiteeli arenemist, C-vitamiin – sidekoe kasvu, E-vitamiin – loote arenemist jne.

Vitamiinide rühma kuuluvate ainete hulgas ei ole valgud, rasvad, süsivesikud, vesi, mineraalid, elektrolüüdid ja soolad.

Vitamiinid ei asenda muid looduslikke asendamatuid toitaineid. Vitamiinide täielik puudumine (ka bioaktiivsuse minetanuna) toidus või organismi kestev vitamiinivaegus võib põhjustada näiteks hüpovitaminoosi ja avitaminoosi ning vitamiiniliigsus hüpervitaminoosi.

Farmakoterapeutilised rühmad: ATC kood A11 Vitamiinid ja ATCvet kood QA11 Vitamiinid.

Termini kujunemine

Termini kujunemine ajaloo kaudu võttis kauem aega kui tänapäeval arvatakse, nii on kirjeldatud haiguslikku seisundit skorbuuti ja selle ravi juba üle 1500 a eKr – Ebersi papüüruses.

Vitamiini vajadus organismide füsioloogias

Vitamiinide vajalikkus looduslikust keskkonnast (vabast loodusest) eraldatud elusorganismidele võib tuleneda ensüümide, mis koensüümide biosünteesil osalevad, mutatsioonidest. Erinevatel organismidel võivad vitamiinidega lähedasi funktsioone täita pisut erinevad biomolekulid, samuti on eri organismidel erinev võime neid aineid sünteesida ja metaboliseerida.

Vitamiinid on vajalikud enamikule:

• taimedele – looduses kasvavad taimed on kemoautotroofid ja vajavad enamiku bioloogiliste protsesside normaalseks kulgemiseks ka mitmeid orgaanilisi aineid (sh vitamiinid) osaliselt ka edafoni kaudu (veetaimed veekeskkonnast).
• viirustele
• vetikatele – pikka aega peeti neid autotroofideks, kuid uuemad uurimused väidavad, et paljud vetikad on B₁-vitamiini, B₇-vitamiini ja B₁₂-vitamiinide jt korral auksotroofid, kuna neil puuduvad sünteesiks vajalikud ensüümid, geenid ja ka bioloogilised sünteesi rajad.
• bakteritele – grampositiivsed bakterid suudavad paljusid vitamiine sünteesida, kuid gramnegatiivsed bakterid ise paljusid vitamiine ei sünteesi (va E.coli); meditsiiniliselt olulised bakterid on enamikus heterotroofid
• seentele – enamik neist on looduses kemoheterotroofid ja suudavad paljusid bioloogilisteks protsessideks vajalikke vitamiine kas täielikult ja/või osaliselt (enamikku klassifitseeritud B-rühma vitamiine, D-vitamiini jms) ka mullakeskkonna kaudu sünteesida, aga näiteks pagaripärmi Saccharomyces cerevisiae rakud ei suuda looduslikult L-askorbaati sünteesida.
• selgrootutele :
• osadele lestalistele (klassifitseeritud üle 4000 liigi) Dermatophagoides pteronyssinus, Acarus siro jpt)
• putukatele – enamik taimetoidulisi (ingl phytophagous) putukaid vajavad toiduga C-vitamiini, B₁-vitamiini, B₂-vitamiini,B₄-vitamiini,B₅-vitamiini,B₆-vitamiini, B₇-vitamiini. Paljud putukad vajavad kasvuks, paljunemiseks ja arenguks ning haiguslike seisundite vältimiseks samuti rasvlahustuvaid vitamiine (ka sipelgad).;
• selgroogsete normaalsel elutegevusel. Enamik imetajaid vajab erinevaid vitamiinirühmadesse klassifitseeritud ained, kuid erinevalt nii liigiti kui ka indiviiditi, samuti on erinevusi nii kogustes, vitamiinides jms.
• inimestele – tänapäeval loetakse, et enamasti inimese organism ei sünteesi või ei sünteesi piisavas koguses: A-vitamiini, B₁-vitamiini, B₂-vitamiini, B₅-vitamiini, B₆-vitamiini, B₇-vitamiini, B₉-vitamiini, B₁₂-vitamiini, C-vitamiini, E-vitamiini ja K-vitamiini, kuid sünteesivad osaliselt B₃-vitamiini ja D-vitamiini. Originaalis ammutab organism D-vitamiini piisava koguse päikesevalgusest. Ainult vähesed toidud, näiteks rasvaste kalade liha, munakollane või kalamaksaõli sisaldavad loomulikult piisavas koguses D-vitamiini "Miks on vajalik tarbida piisavas koguses D-vitamiini?".

Mõningaid vitamiine sünteesitakse eelvitamiinidest ja fotosünteesi kaudu. Vitamiinid, mida elusorganismid ise ei sünteesi (kas puuduvad metabolismiks geneetilised faktorid (aminohapped, ensüümid, geenid, metaboolsed rajad jne) või sünteesivad ebapiisavas koguses, peavad olema sünteesitud teiste organismide poolt.

Kasvufaktorite ja vitamiinide avastuslugu

• 1881 – professor Gustav von Bunge õpilane Nikolai Lunin avastas, et looduslikud toitained sisaldavad, tuntud põhitoitainetele lisaks, tundmatuid ained, mis on eluks hädavajalikud. Ta lisas laborihiirte sünteetilisele toiduratsioonile kontsentreeritud piima. 2 hiirt kasvasid jõudsalt ja said 2,5 kuud hiljem vabadusse lastud.
• 1895–1896 – õnnestus Adolphe Guillaume Vordermanil tõestada, et haigus beribeeri on seotud pikemaajalise nn masintöödeldud (poleeritud)valge riisi söömisega, seda kinnitas William Leonard Braddon.
• 1896 – Gerrit Grijnsi katsed kodulindudega. Kodulinnud haigestusid polüneuriiti ehk mitmenärvipõletikku (eksperimentaalne beribeeri). Grijns arvas, et lisades kodulindude toidule riisikliisid ja/või ube (katjang-idjoe Phaseolus radiatus), saab nende haigestumist ära hoida. Ta leidis, et paljud looduslikud toitained sisaldavad teatavaid kompleksseid aineid, mis kaotavad oma jõu, kui neid kuumutada temperatuuril üle 120 °C ning milleta häirub katseloomade perifeerse närvisüsteemi metabolism (ainevahetus) ja lind haigestub.
• 1897 – Christiaan Eijkman avaldas kodulindudega läbi viidud katsetuste, mille käigus ta söötis kanadele, partidele, hanedele ja tuvidele järjekindlalt valget riisi, tulemused. Kodulinnud haigestusid polüneuriiti. Eijkman arvas, et riisikliide vesi-ekstrakt, sisaldab mingisugust "neutraliseerivat tegurit", mis aitab ära hoida haigestumist beribeerisse, kuna lisades riisikliisid kodulindude toidule nad tervenesid, selle kinnitas Grijns.
• 1906–1912 – Frederick Gowland Hopkins uuris toitainetega seotut ning leidis laboriloomade sünteetilisele toidule lisatavates looduslikes toitainetes (nt piimas) lisatoidufaktorid (accessory factors ja accessory food substances), mille puudumine võib põhjustada organismidel (katsete läbiviimise ajal albiinorotid, kanad, sead ning vabatahtlikud ja määratud inimkatsealused) haiguslikke seisundeid.
• 1907 – Henry Eraser ja Ambroise Thomas Stanton ekstraheerisid ja töötlesid riisitera koori kange alkoholiga. Elimineerides seejärel alkoholis lahustuvad valgud leidsid nad, et lisades saadud ainet toidule, on ainel raviv toime beribeerile.
• 1908 – Elmer Verner McCollum kaasati Wisconsini ülikoolis Edwin Bret Harti juhitavasse eksperimenti single-grain experiment, mille käigus eksperimenteeriti süsivesikute, rasvade ja valkude keemiliselt tasakaalustatud dieeti produktiivloomade (lehmad, vasikad) reproduktsiooni ning postnataalse arenguga seotult. Edaspidi otsustas McCollum katseid läbi viia rottidega. Katseid analüüsides leidis ta, et kasvufaktoriteks olid toiduainetes võis ja munakollases sisalduvad rasvained, kuid mitte loomarasvas ega oliiviõlis sisalduvad rasvained. McCollum nimetas tol ajal tundmatud toitumisfaktorid rasvlahustuvaks A-ks (fat-soluble A).
• 1909–1910 – Thomas Burr Osborne ja Lafayette Benedict Mendel katsetasid laborirottidel erinevaid toiduaineid ja avastasid kahte tüüpi lisafaktorid, milleta laborirotid ei kasva. Hiljem (1913) nimetati need faktorid McCollumi klassifikatsiooni järgides rasvlahustuvaks faktoriks A ja vesilahustuvaks faktoriks B.
• 1909 – Wilhelm Stepp viis samuti läbi loomkatseid, selgitamaks välja lipoididega seotud faktoreid, mis on tähtsad toitumisel.
• 1910 – Umetarō Suzuki eraldas koos kaastöötajate Odake ja Shimuraga riisiterade koorest (rice bran) kontsentreeritud aktiivse ekstrakti mille ta nimetas algselt aberi(c) acid'iks.Aru saades, et aine pole hape, nimetas ta aine Oryza sativa L. kaudu oryzanin'iks ja ühtlasi ka uueks mikrotoitaineks.Ta kasutas nimetatud ekstrakti (polüneuriidi ja beribeeri raviks. Tema avastus jäi aga tähelepanuta, kuna valitses arusaam, et beribeeri on bakteriaalse päritoluga haiguslik seisund.
• 1910–1912 – Kazimierz Funk uuris Listeri Instituudis mitmeid toiduainetes sisalduvaid faktoreid, mille puudumine toidus võib põhjustada haiguslikke seisundeid. Toetudes Christiaan Eijkmani, Frederick Gowland Hopkinsi, Umetarō Suzuki ja teiste teadlaste uurimistulemustele ning laboratoorsete katsetele, ekstraheeris ja töötles Kazimierz Funk esmalt riisiterade koortest (riisikliist) (katseid alustas ta 380 kg riisikliidega) väikese koguse kepikujulistest osadest koosnevat kristalset ainet. Riisikliist ja hiljem ka pagaripärmist (75 kilost kuivpärmist sai ta 0,6 g kristalset ainet) eraldatud ainel oli väikestes kogustes (4–5 mg intramuskulaarselt süstituna tuvidele, nende seisund muutus paremaks juba 2–3 tunni pärast) ravitoime mitmetele haigustele. Ta avaldas nn vitamiiniteooria (1912). Funk uuris ja katsetas ka teiste teadlaste pakutud hüpoteese sidrunimahlas leiduvate antiskorbuutsete ainete kohta. Tal õnnestus 400 liitrist sidrunimahlast eraldada üksnes ainete jäljed, millised ta arvas puriinide (ingl k purinen) hulka kuuluvateks:
• 1912 – Umetarō Suzuki, Shimamura ja Odake eraldasid Funki kirjeldatud metoodika alusel 300 g riisikliidest valmistatud vedelast ainest 1,2 g aktiivset ainet, mille nad nimetasid rohoryzanin I-ks.
• 1913 – Elmer Verner McCollum ekstraheeris võist ja munakollasest rasvlahustuva aine, mis sarnaselt Funki eraldatud kristalse ainega on vajalik kasvuks, lisaks ka haigusliku seisundi kuiva silma ennetamiseks ja raviks. Mcollum, keeldudes ainet Funki pakutud vitamiiniks nimetamast, nimetas aine tundmatuks rasvlahustuvaks toidufaktoriks A (unidentified dietary factor fat-soluble A).

Kuna erinevate teadlaste (Schaumann (Ergänzungstoffe), Umetaro Suzuki (oryzanin), W.B.Bottomley (auximones), Abderhalden (nutramines), Frederick Gowland Hopkins (accessory food substances), Ragnar Berg (complettines), Eijkman, Elmer Verner McCollum (rasvlahustuv A ja vesilahustuv B, jpt) uuritud fraktsioonid ei sisaldanud Kazimierz Funki nimetatud klassi kuuluvaid aineid (vita-amine) mitte alati, siis asendasid briti teadlaskonna liikmed Jack Cecil Drummondi ettepanekul sõna lõpu "-e" lõpuga "-ine". Sealt edasi hakati eeltoodud ainete klasse tähistama terminiga "vitamiin" ehk nimetustega A-, B-, C-vitamiin, tähistamaks sellega kuni ainete tegeliku olemuse selgitamiseni keemilist päritolu, kuid neutraalseid ja teadmata päritolu ühendite koostisosi.

Mõne tuntuma vitamiini ja kasvufaktori ning keemiliste vitamiinide avastamine

Vitamiinide nomenklatuur

 Pikemalt artiklis Vitamiinide nomenklatuur

Inimese vitamiiniallikad

Iga isiku geneetilised eripärad ja ka vanus, sugu, toitumine, elustiil jpt teised faktorid mõjutavad suuresti organismi võimekust vitamiine metaboliseerida. Inimene saab vitamiine eksogeensetest allikatest, enamasti taimset päritolu toiduga. Mõningaid vitamiine (nt K-vitamiin, biotiin, pantoteenhape, niatsiin) sünteesib inimese seedekulgla mikrofloora. Vajadusel suudab inimorganism mõnda vitamiini ka endogeenselt sünteesida (näiteks trüptofaani rohkuse korral sünteesitakse temast niatsiini, naharakkudes toimub ultraviolettkiirguse toimel D-vitamiini süntees). Kui toidus on piisavalt mingi vitamiini eelühendit ehk eelvitamiini, suudab organism seda vitamiini eelvitamiinidest piisavalt sünteesida (näiteks A-vitamiini laadset toimet omavatest taimsetest karotenoididest sünteesitakse A-vitamiini).

• toit annab põhiosa (enamiku vitamiine saab inimene taimsest toidust)
• seedekulgla mikrofloora tegevus.

Vastunäidustused

Kasvajavastast ravi (sh keemiaravi ja kiiritusravi) saavatel vähihaigetel ei soovitata eri põhjustel mitmeid vitamiine (nt A- ja E- ja C-vitamiini) manustada.

Nimetus

Termin vita-amine on moodustatud ladinakeelsest sõnast vīta ka vītae life + amine, algselt neis sisalduva lämmastiku tõttu.

Vaata ka

Tsitaadid Vikitsitaatides: Vitamiin

• Vitamiinilaadsed biomolekulid
• Vitaminoloogia
• Vitamiinide nomenklatuur
• Vitamiinide teooria

Viited

Kasutatud publikatsioonid

• Nikolai Lunin, Über die Bedeutung der anorganischen salze für die ernährung des Thieres. Zeitschrift für Physiologische Chemie 5, 31–39, 1880, 13.05.2013)
• Kazimierz Funk, Die Vitamine, ihre Bedeutung für die Physiologie und Pathologie : mit besonderer Berücksichtigung der Avitaminosen: (Beriberi, Skorbut, Pellagra, Rachitis): Anhang: Die Wachstumsubstanz und das Krebsproblem. Wiesbaden: J.F. Bergmann, (1914). 25.05.2013) (saksakeelne)
• Elmer Verner McCollum, THE SUPPLEMENTARY DIETARY RELATIONSHIPS AMONG OUR NATURAL FOODSTUFFS, The Journal of the American Medical Association Published Under the Auspices of the Board of Trustees, VOL. LXVIII, No. 19. Chicago, 1917, 13.05.2013) (PDF)
• Elmer Verner McCollum. The Newer Knowledge Of Nutrition. The use of Food for the preservation of Vitality and Health, 1918, The MacMillan Company,(vaadatud 14.05.2013 (PDF)
• Walter Hollis Eddy.The vitamine manual; a presentation of essential data about the new food factors, Baltimore, Williams & Wilkins Company, 1921, Chap 1. How Vitamines Were Discovered,7.05.2013)
• 1929. Viosterol(vaadatud 12.05.2013) (PDF)
• Brockhaus ABC Der Naturwissenschaft und Technik. Veb F.A. Brockhaus Verlag, Leipzig, 1957, lk 347, Nr 455 (150/33/57).
• Judith P. Swazey ja Karen Reeds,TODAY'S MEDICINE, TOMORROW'S SCIENCE ESSAYS ON PATHS OF DISCOVERY IN THE BIOMEDICAL SCIENCES(vaadatud 9.09.2013) (1978)
• Subcommittee on Vitamin Tolerance. Vitamin Tolerance of Animals. Subcommitte on Vitamin Tolerance Committee on animal Nutrition Board on Agriculture National Research Council. National academy Press, Waschington D.C., 1987, ISBN 0-309-03728-X. 21.05.2013)
• Gallop,PM, Paz,MA, Flückiger,R, Henson, E.,Is the antioxidant, anti-inflammatory putative new vitamin, PQQ, involved with nitric oxide in bone metabolism?. Connect Tissue Res. 1993, 29(2):153-61.Osaline(vaadatud 12.05.2013)
• The Landolt-Börnstein Substance Property Index. Springer materials,12.05.2013)
• Lee Russell McDowell,Vitamins in Animal and Human Nutrition., 2nd ed, Iowa State University Press, 2000, ISBN 0-8138-2630-6, 4.05.2013) (PDF)
• Berg, JM, Tymoczko, JL., Stryer,L.,Biochemistry, W H Freeman, New York, 5th edition, 2002; Section 8.6. Vitamins Are Often Precursors to Coenzymes., Osaline(vaadatud 16.04.2013)
• David A. Bender, "Nutritional Biochemistry of the Vitamins", 2nd ed, Cambridge University Press, 2003, ISBN 9780521803885, 29.05.2013) (PDF)
• Carpenter, K.J., The Nobel Prize and the Discovery of Vitamins., 2004, Nobelprize.org.,11.04.2013)
• Valerie Gertrud Senger.Wissenschaftliche Bewertung des Einsatzes von Vitaminen und ausgewählten Antioxidanzien in der Ernährung von Katzen, Hunden und Pferden:Anspruch und Wirklichkeit, Inaugural-Dissertation zur Erlangung der tiermedizinischen Doktorwürde der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München, 2004. 27.05.2013) (saksa keeles)
• Allen, L., Prentice, A., Harris, E.D., Encyclopedia of Human Nutrition., Elsevier, Oxford, 2 ed, 2005; chapter: COFACTORS,Organic, ISBN 0-12-150110-8 Osaline(vaadatud 21.04.2013)
• Soraya de Chadarevian,Harmke Kamminga.Molecularizing Biology and Medicine: New Practices and Alliances, 1920s to 1970s.Ch 3:Vitamins and the Dynamics of Moleculirazation: Biochemistry, Policy and Industry in Britain 1914–1939, pg 79–98, 2005, Harwood Academics Publischers, ISBN 90-5702-293-1, Google`i raamat osaline(vaadatud 5.05.2013)
• Meyers, R.A., Encyclopedia of Physical Science and Technology., Elsevier Science, Oxford, 3 ed, 2010; chapter Vitamins and Coenzymes, pages 509–528, ISBN 978-0-12-227410-7.Osaline(vaadatud 16.04.2013)
• Inimorganismi biomolekulid ja nende meditsiiniliselt olulisemad ülesanded Inimorganismi metabolism, selle häired ja haigused,Mihkel Zilmer, Ello Karelson,Tiiu Vihalemm, Aune Rehema, Kersti Zilmer, Biokeemia Instituut, Tartu Ülikool 2010, ISBN 978-9985-2-1540-1.
• Nathan Bushue, Yu-Jui Ywonne Wan.Retinoid Pathway and Cancer Therapeutics., Adv Drug Deliv Rev., 2010, October ; 62(13): 1285–1298., doi: 10.1016/j.addr.2010.07.003, PMCID: PMC2991380, NIHMSID: NIHMS229611, 4.05.2013)
• Earl Mindell, Hester Mundis. Earl Mindell's New Vitamin Bible, Grand Central Life & Style; Rev Upd edition, 2011, ISBN 0446614092. Kindle'i raamat (vaadatud 12.05.2013)