Βιταμίνες

     Το θεμέλιο της διατροφικής επιστήμης τέθηκε κατά τη διάρκεια του 19^ου αιώνα, όταν ο Liebig απέδειξε ότι τα τρόφιμα αποτελούνται από τρία κύρια στοιχεία. Αυτά τα στοιχεία είναι οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες και τα λίπη. Και την ίδια περίοδο ο Voit και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι οι υδατάνθρακες “καίγονται” μέσα στο σώμα για την παραγωγή ενέργειας, οι πρωτεΐνες χρησιμοποιούνται για την δημιουργία ιστών και τα λίπη αποτελούν ένα ενεργειακό απόθεμα, το οποίο το σώμα χρησιμοποιεί σε περίπτωση ενέργειας. Είναι δύσκολο να προσδιοριστεί πότε αυτή η απλή γενική ιδέα κατέληξε να θεωρηθεί ως ανεπαρκής ως βάση για την εκτίμηση της σπουδαιότητας των διαφόρων διατροφικών ειδών.

        Η ανθρωπότητα αντιμετώπιζε από την αρχαιότητα αρρώστιες οι οποίες είχαν σχέση με την ποιότητα των τροφίμων. Οι αρρώστιες αυτές αντιμετωπιζόταν αρχικά με εμπειρικούς τρόπους. Από τον 18^ο αιώνα ακόμη οι ναυτικοί γνώριζαν ότι το σκορβούτο μπορούσε να προβλεφθεί με τη κατανάλωση χυμού λεμονιού και φρέσκων λαχανικών, ενώ το 1885 ο Γιαπωνέζος ναύαρχος Takaki εξάλειψε την νόσο μπέρι-μπέρι από το Ιαπωνικό ναυτικό με την βελτίωση της διατροφής των ναυτών. Η πιο σημαντική ίσως χρονολογία στην ιστορία των βιταμινών είναι το 1897, όταν ο Dr. C. Eijkman ένας Ολλανδός γιατρός ο οποίος εργαζόταν σε μια αποικία της Ιάβας, άρχισε να μελετά την νόσο μπέρι-μπέρι, μια κοινή ασθένεια των γηγενών η οποία έως εκείνη την εποχή αποδιδόταν σε μια βακτηριακή μόλυνση. Παρατήρησε λοιπόν αυτός τότε ότι τα κοτόπουλα στην αυλή της φυλακής υπέφεραν από ένα είδος αδυναμίας στα πόδια, όμοια με την παράλυση από μπέρι-μπέρι, από την οποία υπέφεραν οι κρατούμενοι. Αν οποιοσδήποτε άλλος είχε προσέξει αυτή την ομοιότητα θα είχε οδηγηθεί στο συμπέρασμα το οποίο ήταν προφανές: ότι τα κοτόπουλα είχαν μολυνθεί από τον άνθρωπο! Ωστόσο ο Eijkman έκανε ακόμη μια παρατήρηση: όταν η τροφή των κοτόπουλων άλλαξε από απροσεξία από αποφλοιωμένο ρύζι, με το οποίο τρεφόταν οι κρατούμενοι, σε μη αλεσμένο ρύζι η παράλυση των πτηνών θεραπεύτηκε. Αυτό οδήγησε τον Eijkman στο συμπέρασμα ότι η μπέι-μπέρι συνδεόταν με κάποιο τρόπο με την διατροφή και όχι με μόλυνση. Μετά ταύτα ο Eijkman άρχισε να πειραματίζεται και διαπίστωσε ότι μπορούσε να προκαλέσει παράλυση στα κοτόπουλα, ταΐζοντας τα με αποφλοιωμένο ρύζι, και στη συνέχεια να θεραπεύσει την παράλυση, με την προσθήκη των φλοιών του ρυζιού στην τροφή τους. Ο συνεργάτης του Grijns μεταγενέστερα απέδειξε ότι τα φασόλια προλάμβαναν επίσης την παράλυση των πτηνών και της ασθένειας μπέρι-μπέρι. Ο παράγοντας ο οποίος με αυτό τον τρόπο αποδείχθηκε ότι ήταν παρών σε αυτά τα διατροφικά προϊόντα αργότερα έγινε γνωστός ως βιταμίνη Β. Έτσι ένα τέταρτο απαραίτητο στοιχείο για τη διατροφή αναγνωρίσθηκε και προστέθηκε από τους διαιτολόγους του 19^ου αιώνα στα άλλα τρία – υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και λίπη – οι βιταμίνες.

         Το 1930, λίγους μήνες πριν από τον θάνατο του, ο Eijkman τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ ως αναγνώριση για της ανακαλύψεις του. Το βραβείο το μοιράστηκε με έναν άλλο πρωτοπόρο της επιστήμης των βιταμινών, τον Sir Fredric Gowland Hopkins. Ο τελευταίος ήταν για μια περίοδο πρόεδρος της Royal Society. Ο Hopkins έδειξε ότι ο ρυθμός ανάπτυξης των αρουραίων οι οποίοι τρεφόταν με καθαρή τροφή ελαττωνόταν ταχέως έως το θάνατο των ζώων. Με την προσθήκη γάλακτος στην διατροφή τους, σε ποσότητες οι οποίες περιείχαν ασήμαντα ποσοστά πρωτεϊνών και υδατανθράκων, ρυθμιζόταν η πτώση του ρυθμού ανάπτυξης και έδινε τη δυνατότητα στα ζώα να ζήσουν και να αναπτυχθούν. Το κλασικό πείραμα του Hopkins επαναλήφθηκε, με κατάλληλη τροποποίηση, από όλους του μεταγενέστερους, οι οποίοι μελέτησαν παράγοντες ανάπτυξης των ανώτερων ζώων. Ένα άλλο όνομα στενά σχετιζόμενο με την ιστορία των βιταμινών είναι αυτό του Πολωνού Casimir Funk, ο οποίος εργαζόταν στο Ινστιτούτο Lister, στο Λονδίνο. Αυτός έκανε γνωστή την εργασία του Eijkman σε ένα μεγαλύτερο επιστημονικό κοινό και προέβλεψε την ύπαρξη και άλλων ασθενειών έλλειψης. Το 1911 δημοσίευσε μια σειρά εγγράφων τα οποία περιέγραφαν την απομόνωση από τον φλοιό του ρυζιού μιας ουσίας, η οποία θεράπευε την μπέρι-μπέρι. Ένα χρόνο αργότερα, το 1912, εισήγαγε τη λέξη “vitamine” για την περιγραφή του παράξενου παράγοντα ο οποίος ήταν υπεύθυνος για τη θεραπεία των ασθενειών έλλειψης. Χαρακτηριστικά έγραψε:“Οι ελλιπείς ουσίες οι οποίες είναι της φύσης των οργανικών βάσεων θα τις αποκαλούμε ‘vitamine’ και θα μιλάμε για την μπέρι-μπέρι ή τη σκορβούτο βιταμίνη, η οποία είναι μια ουσία η οποία προλαμβάνει την συγκεκριμένη ασθένεια”. Η λέξη ‘vitamine’ παρέμεινε σε χρήση έως το 1920, οπότε και έγινε αντιληπτό ότι μόνο μερικές από αυτές τις ουσίες είναι οργανι-κές βάσεις. Τότε προτάθηκε ότι θα έπρεπε να αλλάξει το όνομα σε “vitamin” με την έννοια ότι μια βιταμίνη είναι “μια ουδέτερη ουσία με απροσδιόριστη σύσταση”.

         Ο όρος ‘vitamine’ ή ’vitamin’ επομένως προέρχεται από τις αγγλικές λέξεις ‘vital’και ‘amine’, δηλαδή ζωτικής σημασίας αμίνη. Αυτό δικαιολογείται από την αρχική εκτίμηση ότι οι βιταμίνες θα έπρεπε να είναι όλες αμίνες.

         Χημικά οι βιταμίνες έχουν μικρή ομοιότητα μεταξύ τους και έτσι δεν είναι εύκολη η ταξινόμηση τους. Είναι όμως όλες απαραίτητες οργανικές ενώσεις, οι οποίες είτε δεν συντίθενται στον ανθρώπινο οργανισμό και των ανώτερων ζώων είτε σχηματίζονται μόνο σε ανεπαρκείς ποσότητες. Για το λόγο αυτό οι βιταμίνες θα πρέπει να λαμβάνονται τακτικά με την τροφή, είτε αυτούσιες είτε με τη μορφή πρόδρομων ουσιών (προβιταμίνες), οι οποίες μπορούν εύκολα να μετατραπούν μέσα στο σώμα σε βιταμίνες. Συνεπώς συνοψίζοντας θα μπορούσε να ειπωθεί ότι ο όρος βιταμίνη απευθύνετε σε κάθε ένωση ή ομάδα συγγενών ενώσεων η οποία ικανοποιεί τα ακόλουθα κριτήρια:

1.      Είναι μια οργανική ένωση, παρά ανόργανη ή στοιχείο.

2.      Δεν είναι δυνατόν να συντεθεί εξολοκλήρου (ή τουλάχιστον σε επαρκή ποσά) στον οργανισμό και πρέπει να απαντάται στην τροφή.

3.      Η απουσία της προκαλεί μια συγκεκριμένη ασθένεια έλλειψης  της βιταμίνης.

4.      Η παρουσία της είναι απαραίτητη για την φυσιολογική ανάπτυξη και υγεία του οργανισμού.

5.      Είναι παρούσα στα τρόφιμα σε μικρές συγκεντρώσεις και δεν είναι υδατάνθρακας, σαπονοποιήσιμο λιπίδιο, αμινοξύ ή πρωτεΐνη.

         Ο Lipmann σχολίασε ότι:“οι γιατροί αρέσκονται να γράφουν συνταγές για βιταμίνες σε εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά χρειάζεται πολύ καλή γνώση της βιοχημείας για να κατανοήσουμε που χρειάζονται και πως τις αξιοποιεί ο οργανισμός”. Πολλές βιταμίνες συμμετέχουν στις βιοχημικές αντιδράσεις των θηλαστικών ως συμπαράγοντες ή συνένζυμα. Τα μόρια των βιταμινών διαδραματίζουν περίπου τους ίδιους ρόλους για όλες τις μορφές ζωής, αλλά τα πιο εξελιγμένα ζώα έχουν χάσει την ικανότητα να τα συνθέτουν.  Συνεπώς οι μεταβολικές λειτουργίες των βιταμινών είναι κυρίως καταλυτικές ή ρυθμιστικές. Σε αντίθεση με τα θρεπτικά τα οποία εξασφαλίζουν ενέργεια, οι βιταμίνες απαιτούνται μόνο σε εξαιρετικά μικρά ποσά (μικροθρεπτικά). Μια ανεπαρκής κάλυψη των αναγκών σε μια βιταμίνη οδηγεί σε ένα τυπικό παθολογικό σύμπτωμα έλλειψης, το οποίο μπορεί να αναστραφεί με τη χορήγηση της ελλιπούς βιταμίνης.

         Στην βάση των προηγούμενων ορισμών, δεκατρείς ενώσεις ή ομάδες ενώσεων έχουν καταταγεί ως βιταμίνες για τον άνθρωπο. Οι βιταμίνες μπορούν να ομαδοποιηθούν σύμφωνα με τη διαλυτότητα τους στο νερό ή σε μη πολικούς διαλύτες. Οι λιποδιαλυτές βιταμίνες Α, Ε, D₃ και Κ προκύπτουν από το βιοσυνθετικό μονοπάτι του ισοπρενίου. Οι υδατοδιαλυτές βιταμίνες, σύμπλεγμα βιταμινών Β και βιταμίνη C, έχουν πολύ λιγότερο κοινή βιοσυνθετική καταγωγή. Το σύμπλεγμα των βιταμινών Β περιλαμβάνει την θειαμίνη, τη ριβοφλαβίνη, την πυριδοξίνη, την κυανοκοβαλαμίνη, το παντοθενικό οξύ τη βιοτίνη, τη νιασίνη και το φολικό οξύ.