Vitamiini

Vitamiinit ovat eliön pienessä määrin tarvitsemia  orgaanisia yhdisteitä, joita eliö ei itse kykene tuottamaan lainkaan tai riittävästi ja jotka niin ollen on saatava ravinnosta. Poikkeuksen muodostaa D-vitamiini eli kolekalsiferoli, jota ihmisen elimistö kykenee tuottamaan vain silloin, kun iho altistuu säännöllisesti ja riittävän suuressa määrin auringonvalolle, jonka sisältämä ultraviolettisäteily saa ihon tuottamaan tätä kalsitrioli-hormonin esiastetta. Maapallon alueilla, joissa valon määrä vähenee oleellisesti kaamosaikaan on suositeltavaa hankkia D-vitamiinia joko ravinnosta tai ravintolisänä.  
Vitamiineihin ei lueta välttämättömiä aminohappoja eikä rasvahappoja eikä myöskään hivenaineita tai kivennäisaineita (jotka ovat epäorgaanisia aineita). Ihminen tarvitsee 13 eri vitamiinia. Vitamiinit jaetaan fysikokemiallisten ominaisuuksiensa puolesta kahteen ryhmään eli vesiliukoisiin vitamiineihin ja rasvaliukoisiin vitamiineihin.

Sanan alkuperä

Sanan vitamiini loi puolalainen biokemisti Kazimierz Funk vuonna 1912. Sanassa yhdistyy vita (lat. elämä) ja amiini. Funkin todettua B1-vitamiinin eli tiamiinin olevan amiini, hän päätteli virheellisesti muidenkin vitamiinien olevan amiineja. Vaikka nykyään tiedetään, että näin ei ole, nimi on kuitenkin säilynyt.

Vitamiinien merkintätavat

Tutkimuksen varhaisvaiheessa vitamiinit nimettiin vain isoilla kirjaimilla. Kun myöhemmin osoittautui, että B-vitamiineja on useita, lisättiin kirjaimen jälkeen alaviitteeksi numero. Näitä nimiä käytetään edelleen, mutta niiden ohella vitamiineille on myöhemmin annettu myös erityisnimiä. B-vitamiinien numeroinnissa on kuitenkin aukkoja, koska aikaisemmin vitamiineina pidettiin myös eräitä aineita, jotka nykyisen käsityksen mukaan eivät sellaisia ole.

Tutkimushistoria

Vitamiinit opittiin tuntemaan vasta 1900-luvun alkupuolella. Niiden puutostaudit on tunnettu satoja, jopa tuhansia vuosia, ja joitakin ruoka-aineita, joiden nykyisin tiedetään sisältävän runsaasti vitamiineja, on jo vanhastaan pidetty terveellisinä. Muinaiset egyptiläiset tiesivät, että hämäräsokeus, jonka nykyisin tiedetään tavallisimmin johtuvan A-vitamiinin puutteesta, voitiin parantaa syömällä maksaa. Kun renessanssiaikana alettiin tehdä suuria löytöretkiä ja muita entistä pidempiä meri­matkoja, niihin osallis­tuneet eivät pitkään aikaan saaneet syödäkseen tuoreita hedelmiä tai vihanneksia, mistä aiheutui vitamiinien puutos­tauteja.
Vuonna 1747 skotlantilainen kirurgi James Lind havaitsi, että sitrushedelmät ehkäisivät tehokkaasti keripukkia, erityisen tuhoisaa tautia, jossa kollageenia ei muodostu normaaliin tapaan, mikä johtaa haavojen heikkoon paranemiseen, veren­vuotoon ikenistä, vakavaan kipuun ja lopulta kuolemaan. Vuonna 1753 Lind julkaisi tutkielmansa Treatise on the Scurvy, jossa hän suositteli sitruunaa keri­pukilta välttymiseksi. Britannian kuninkaallinen laivasto alkoi pian noudattaa suositusta. Sitä eivät kuitenkaan noudattaneet monet laivaston arktisten tutkimus­retki­kuntien jäsenet 1800-luvulla, sillä monet heistä uskoivat, että keri­pukki voitaisiin välttää paremmin noudattamalla tarkkaa hygieniaa, säännöllisiä ruumiin­harjoituksia ja korkeaa moraalia laivalla oltaessa kuin minkään tietyn ruoka­valion avulla. Tämän vuoksi arktisten retkikuntien vitsauksena pysyivät edelleen keri­pukki ja muut puutos­taudit. Kun Robert Falcon Scott 1900-luvun alussa teki kaksi tutkimus­retkeä Etelä­mantereelle, vallitseva lääke­tieteellinen teoria oli, että keri­pukki aiheutui "tahriintuneiden" säilykkeiden syömisestä.
Kun puutos­tauteja alettiin 1800-luvun lopulla tutkia tarkemmin, tiedemiehet pystyivät vähitellen eristämään ja tunnistamaan joukon vitamiineja. Eläin­kokeissa todettiin, että rottien riisitauti voitiin parantaa kalaöljystä saadulla lipidillä, jonka sen vuoksi oletettiin sisältävän ainetta, joka sai aluksi nimen "antirachitic A". Nykyään siinä esiintyvää vaikuttavaa ainetta kuitenkin sanotaan D-vitamiiniksi. Vuonna 1881 venäläinen kirurgi Nikolai Lunin tutki keripukin vaikutuksia Tarton yliopistossa. Hän ruokki hiiriä keino­tekoisella seoksella, joka sisälsi kaikkia tuolloin tunnettuja maidon aineksia: proteiinia, rasvaa, hiili­hydraatteja ja suoloja. Hiiret, jotka saivat näitä eristettyjä aineksia, kuolivat, kun taas maitoa sellaisenaan saaneet yksilöt jäivät henkiin. Tästä hän päätteli, että "luontaisessa ruoassa kuten maidossa täytyy sen vuoksi olla, tunnettujen pääainesten lisäksi, myös pieniä määriä tunte­mattomia aineita, jotka ovat välttä­mättömiä elämälle."   
Itä-Aasiassa, jossa kiillotettu valkoinen riisi oli keskiluokan yleinen päivittäinen ruoka, esiintyi endeemisenä tautina beriberiä, joka johtuu B₁-vitamiinin puutteesta. Vuonna 1884 japanilainen, Britanniassa opiskellut Japanin keisarillisen laivaston lääkäri Takaki Kanehiro totesi, että beriberiä esiintyi erityisen runsaasti laivaston miehistöllä, joka ei useinkaan syönyt mitään muuta kuin riisiä, mutta ei upseereilla, jotka noudattivat länsi­maisen kaltaista ruoka­valiota. Japanin laivaston tuella hän teki kokeita kahden taistelulaivaston miehistöllä, joista toisen miehistö sai ravinnokseen vain valkoista riisiä, kun taas toisessa syötiin riisin lisäksi myös lihaa, kalaa, ohraa ja papuja. Edellisellä laivalla 161 miehistön jäsentä sairastui beri­beriin ja 25 kuoli, kun taas jälkimmäisessä vain 14 sairastui beri­beriin eikä yksikään kuollut. Tästä Takaki ja Japanin laivasto tulivat vakuuttuneeksi, että beriberi johtui ruoka­valiosta, mutta he uskoivat virheellisesti, että se aiheutuisi proteiinin puutteesta. Puutostauteja tutki tarkemmin Christiaan Eijkman, joka vuonna 1897 havaitsi, että jos kanoja ruokittiin kuorimattomalla riisillä kuoritun sijasta, ne eivät sairastuneet beri­beriin. Seuraavana vuonna Frederick Hopkins esitti, että jotkin ruoat sisälsivät "lisä­ravinto­aineita" - aineita, jotka tunnettujen ravinto­aineiden kuten proteiinien, hiili­hydraattien ja rasvojen lisäksi olivat myös välttämättömiä elimistön toiminnalle. Hopkins ja Eijkman saivat vuonna 1929 Nobelin lääke­tieteen palkinnon useiden vitamiinien löytämisestä.
Vuonna 1910 japanilainen tutkija Umetaro Suzuki eristi ensimmäisen vitamiini­kompleksin uutatamalla riisin kuoresta siinä pienenä määränä esiintyvän vesi­liukoisen aineen, jota hän nimitti abeeri­hapoksi, myöhemmin nimellä Orizanin. Hän julkaisi löytönsä eräässä japanilaisessa tieteellisessä aika­kaus­kirjassa.  Kun artikkeli käännettiin saksaksi, käännöksestä puuttui alku­peräisessä artikkelissa esiintynyt tieto, että kyseessä oli vastikään löydetty ravinto­aine, ja sen vuoksi se ei saanut osakseen julkisuutta. Vuonna 1912 puolalainen biokemisti Casimir Funk eristi saman aine­kompleksin ja ehdotti sille nimeä "vitamiini". Nimi tuli nopeasti käyttöön, vaikka myöhemmin ilmenikin, etteivät kaikki vitamiinit ole amiineja.
Vuonna 1930 Paul Karrer selvitti beetakaroteenin, A-vitamiinin esiasteen rakenteen ja tunnisti muut karotenoidit. Karrer ja Norman Hawort tutkivat ansiokkaasti myös flaviineja, mikä johti laktoflaviinin tunnistamiseen. Karotenoidien ja flaviinien sekä A- ja B₂-vitamiinien tutkimuksesta he molemmat saivat Nobelin kemian­palkinnon vuonna 1937.
Vuonna 1931 Albert Szent-Györgyi ja Josef Svirbely esittivät, että tuolloin "heksuronihappona" tunnettu aine oli sama kuin C-vitamiini. Hän antoi siitä näytteen Charles Glen Kingille, joka todensi sen parantavan keri­pukin tutkittuaan asiaa marsuilla. Myös Karrer ja Norman Hawort vahvistivat asian oikeaksi. Vuonna 1937 Szent-Györgyi sai löydöstään Nobelin lääke­tieteen palkinnon.  Vuonna 1943 palkinto myönnettiin Edward Adelbert Doisylle ja Henrik Damille K-vitamiinin löytämisestä ja sen kemiallisen rakenteen selvittämisestä. Vuonna 1967 palkinnon sai George Wald havainnostaan, että A-vitamiini saattaa suoraan osallistua erääseen fysio­logiseen prosessiin.