Гипервитаминоз Причина

Избыточное потребление с препаратами (не менее 1,5 млн МЕ в сутки).

Клиническая картина

Ранними признаками передозировки витамина D являются тошнота, головная боль, потеря аппетита и веса тела, полиурия, жажда и полидипсия. Могут быть запоры, гипертензия, мышечная ригидность.

Хронический избыток витамина D приводит к гипервитаминозу, при котором отмечается:

• деминерализация костей, приводящая к их хрупкости и переломам.

• увеличение концентрации ионов кальция и фосфора в крови, приводящее к кальцификации сосудов, ткани легких и почек.

Лекарственные формы

Витамин D – рыбий жир, эргокальциферол, холекальциферол, аквадетрим, детримакс, кальций-Д3 никомед.

Активные формы витамина D (1α-оксикальциферол, кальцитриол) – альфакальцидол, остеотриол, оксидевит, рокальтрол, форкал.

Эргокальциферол (витамин D2), составляющий основу некоторых препаратов, не способен длительно удерживать в крови уровень активной формы витамина D, и плохо подходит пациентам со средним и тяжелым дефицитом.

Витамин К (нафтохиноны, антигеморрагический)

Источники

Хорошими источниками витамина К являются капуста, крапива, рябина, шпинат, тыква, арахисовое масло, печень (филлохинон). Также витамин образуется микрофлорой в кишечнике (менахинон).  Запасы витамина в печени составляют около 30 суточных доз.

Суточная потребность

Около 2 мг.

Строение

Витамины содержат функциональное нафтохиноновое кольцо и алифатическую изопреноидную боковую цепь.

Выделяют три формы витамина: витамин К1 (филлохинон), витамин К2 (менахинон), витамин К3 (менадион). После всасывания менадион превращается в активную форму – менахинон.

Строение двух форм витамина К

Биохимические функции

К настоящему времени у человека обнаружено 14 витамин К-зависимых белков, играющих ключевые роли в регулировании физиологических процессов.

Витамин К является коферментом микросомальных ферментов печени, осуществляющих γ-карбоксилирование (греч. γ – "гамма") глутаминовой кислоты в составе белковой цепи (полная реакция).

Участие витамина К в реакциях γ-карбоксилирования белков

Благодаря своей функции витамин обеспечивает посттрансляционную модификацию ("созревание") соответствующих белков:

1. Факторов свертывания крови в печени – Кристмаса (ф.IX), Стюарта (ф.X), проконвертина (ф.VII), протромбина (ф.II);

2. Белков костной ткани, например, остеокальцина.

3. Протеина C и протеина S, участвующих в работе антисвертывающей системы крови.

Гиповитаминоз K

Причина

Возникает при подавлении микрофлоры лекарствами, особенно антибиотиками, при заболеваниях печени и желчного пузыря. У взрослых здоровая кишечная микрофлора полностью удовлетворяет потребность организма в витамине.

Клиническая картина

Наблюдается кровоточивость, снижение свертываемости крови, легкое возникновение подкожных гематом, у женщин отмечаются обильные mensis.

Профилактическое назначение препаратов витамина К сразу после рождения привело в развитых странах к исчезновению геморрагической болезни новорожденных.

Лекарственные формы

Викасол, менадион (провитамин), настои крапивы.

Антивитамины

Вещества варфарин и дикумарол связываются с ферментом редуктазой и блокируют восстановление неактивной формы витамина К в активную (см "Биохимические функции" витамина К).

Витамин Е (токоферол, антистерильный)

Источники

Растительные масла (кроме оливкового), пророщенное зерно пшеницы, бобовые, яйца.

Cуточная потребность

20-50 мг.

Строение

Молекула токоферола состоит из хроманольного кольца с HO- и CH₃-группами и изопреноидной боковой цепью. Различают несколько форм витамина E, характеризующихся разной биологической активностью (в зависимости от числа CH3-групп и наличия двойной связи в боковой цепи).

 

Строение α-токоферола

Строение токотриенола (R₁, R₂, R₃ - метильные группы, которые могут присутствовать в разном сочетании)

Биохимические функции

Витамин, встраиваясь в фосфолипидный бислой мембран, выполняет антиоксидантную функцию, т.е. препятствует развитию свободнорадикальных реакций. При этом:

1. Лимитирует свободнорадикальные реакции в быстроделящихся клетках – слизистые оболочки, эпителий, клетки эмбриона. Этот эффект лежит в основе положительного действия витамина в репродуктивной функции у самцов (защита сперматогенного эпителия) и у самок (защита плода).

2. Защищает витамин А от окисления, что способствует проявлению ростстимулирующей активности витамина А.

3. Защищает ненасыщенные жирнокислотные остатки мембранных фосфолипидов от перекисного окисления и, следовательно, любые клетки от разрушения.

В прежние времена использовался диагностический тест на обеспеченность организма витамином Е, который заключался в определении устойчивости "отмытых" эритроцитов к осмотическому шоку. Эритроциты помещали в растворы с концентрацией NaCl от 0,9% и меньше. При дефиците витамина Е наблюдалось понижение устойчивости эритроцитов - происходил их гемолиз при меньших отклонениях от изотонической концентрации (0,9% NaCl), чем в эритроцитах, обеспеченных витамином Е.

Гиповитаминоз E

Причина

Кроме пищевой недостаточности и нарушения всасывания жиров, причиной гиповитаминоза Е может быть недостаток аскорбиновой кислоты.

Клиническая картина

Укорочение времени жизни эритроцитов in vivo, пониженная устойчивость и их легкий гемолиз, развитие анемии, увеличение проницаемости мембран, мышечная дистрофия, слабость. Также со стороны нервной ткани отмечены арефлексия, снижение проприоцептивной и вибрационной чувствительности, парез взора вследствие поражения задних канатиков спинного мозга и миелиновой оболочки нервов.

В эксперименте у животных при авитаминозе развивается атрофия семенников и рассасывание плода (греч. tokos – потомство, phero – несу, т.е. антистерильный), размягчение мозга, некроз печени, жировая инфильтрация печени.

Лекарственные формы

α-Токоферола ацетат.

Витамин F (полиненасыщенные жирные кислоты)

Источники

Растительные масла (кроме пальмового и оливкового).

Суточная потребность

5-10 г.

Строение

Витамин F представляет собой группу незаменимых полиненасыщенных жирных кислот. Так как все эти жирные кислоты имеют двойную связь возле 6-го атома углерода с последнего метильного углерода, то они также называются ω-6-жирные кислоты (омега-6).

• линолевая (С18:2, Δ9,12),

• линоленовая (С18:3, Δ6,9,12),

• арахидоновая (С20:4, Δ5,8,11,14).

Строение жирных кислот группы витамина F

Биохимические функции

Полиненасыщенные жирные кислоты обладают весьма широкими функциями:

1. Структурная - являются составной частью фосфолипидов клеточных мембран и транспортных липопротеинов.

2. Предшественники регуляторных соединений, носящих название эйкозаноиды – простагландинов (в том числе простациклинов), тромбоксанов, лейкотриенов. Простациклины, тромбоксаны, лейкотриены являются "местными гормонами", т.е. после синтеза действуют только на соседние клетки. (подробнее)

• функцией простагландинов является регуляция тонуса гладких мышц сосудов, ЖКТ, бронхолегочной системы, мочеполовой системы.

• функция простациклинов – уменьшение агрегации тромбоцитов и расширение мелких сосудов.

• функция тромбоксанов – усиление агрегации тромбоцитов и сужение мелких сосудов.

• функция лейкотриенов – активация лейкоцитов, увеличение их подвижности, а также регуляция тонуса гладких мышц сосудов и бронхов.

Гиповитаминоз F

Причина

Пищевая недостаточность, нарушение желчеотделения, ухудшение переваривания и всасывания жиров.

Клиническая картина

Единственным четко доказанным проявлением нехватки витамина F является фолликулярный гиперкератоз.

Фолликулярный гиперкератоз – процесс, локализующийся в области волосяных фолликулов. Здесь возникают изолированные мелкие покрытые роговыми чешуйками узелки, в центре которых часто находятся скрученные волоски. При поглаживании создается впечатление терки.

Также с недостатком полиненасыщенных жирных кислот в настоящее время связываются воспалительные поражения кожи (возникновение некротических очагов, экзема, выпадение волос), поражение почек, потеря способности к размножению, жировая инфильтрация печени, атеросклероз, иммунодефициты, затягивание и хроническое течение воспалительных заболеваний.

Лекарственные формы

Гепатопротекторы и антиатерогенные препараты: эссенциале, линетол, линол.

Витамин В1 (тиамин, антиневритный)

Источники

Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи.

Суточная потребность

2,0-3,0 мг.

Строение

В составе тиамина определяется пиримидиновое кольцо, соединенное с тиазоловым кольцом. Коферментной формой витамина является тиаминдифосфат.

 

Строение витамина В₁ 

 

Строение тиаминдифосфата

Метаболизм

Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина. Витамин фосфорилируется непосредственно в клетке-мишени. Примерно 50% всего В₁ находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится не более 30 суточных доз витамина.

Биохимические функции

1. Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который

• является коферментом транскетолазы - фермента пентозофосфатного пути. 

 

Пример реакции  с участием тиаминдифосфата (пентозофосфатный путь)

• входит в состав ферментов декарбоксилирования α-кетокислот пируватдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназы, которые участвуют в энергетическом обмене.

• входит в состав дегидрогеназы разветвленных α-кетокислот, необходимой для катаболизма лейцина, валина, изолейцина.

2. Входит в состав тиаминтрифосфата, который изучен еще недостаточно. Имеются разрозненные сведения об участии ТТФ в передаче нервного импульса, в генерации клеточного сигнала, в реакциях клеточного биоэлектрогенеза, в регуляции активности ионных каналов.

Гиповитаминоз B1

Причина

Основной причиной является недостаток витамина в пище, избыток алкоголь-содержащих напитков, которые снижают всасывание и повышают экскрецию витамина, или углеводных продуктов, повышающих потребность в тиамине.

Также причиной гиповитаминоза может быть потребление сырой рыбы (треска, форель, сельдь), сырых устриц, поскольку в них содержится антивитамин – фермент тиаминаза, разрушающий витамин. В кишечнике человека присутствует бактериальная тиаминаза.

Клиническая картина

Болезнь "бери-бери" или "ножные кандалы" – нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем из-за недостаточного энергетического и пластического обмена.

Со стороны нервной ткани наблюдаются:

• полиневриты: снижение периферической чувствительности, утрата некоторых рефлексов, боли по ходу нервов,

• энцефалопатия: - синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции, - синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость.

Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается нарушение сердечного ритма, боли в сердце и увеличение его размеров.

В желудочно-кишечном тракте нарушается секреторная и моторная функция, возникает атония кишечника и запоры, исчезает аппетит, уменьшается кислотность желудочного сока.

Антивитамины В1

В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза, разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, сырых устрицах.

Пиритиамин, структурный аналог и антиметаболит тиамина, обнаружен в некоторых растениях (папоротник). Он конкурирует за переносчик тиамина на мембранах клеток: в кишечнике подавляет его всасывание, в тканях "вытесняет" витамин из клеток.

Лекарственные формы

Свободный тиамин и ТДФ (кокарбоксилаза).

Витамин В2 (рибофлавин, витамин роста)

Источники

Достаточное количество содержат мясные продукты, печень, почки, молочные продукты, дрожжи. Также витамин образуется кишечными бактериями.

Суточная потребность

2,0-2,5 мг.

Строение

В состав рибофлавина входит флавин – изоаллоксазиновое кольцо с заместителями (азотистое основание) и спирт рибитол.

Строение витамина В₂

Коферментные формы витамина дополнительно содержат либо только фосфорную кислоту – флавинмононуклеотид (ФМН), либо фосфорную кислоту, дополнительно связанную с АМФ – флавинадениндинуклеотид.

Строение окисленных форм ФАД и ФМН

Метаболизм

В кишечнике рибофлавин освобождается из состава пищевых ФМН и ФАД, и диффундирует в кровь. В слизистой кишечника и других тканях вновь образуется ФМН и ФАД.

Биохимические функции

Кофермент оксидоредуктаз – обеспечивает перенос 2 атомов водорода в окислительно-восстановительных реакциях.

Механизм участия флавинового кофермента в биохимической реакции

Витамин содержат:

1. Дегидрогеназы энергетического обмена – пируватдегидрогеназа (окисление пировиноградной кислоты), α-кетоглутаратдегидрогеназа и сукцинатдегидрогеназа (цикл трикарбоновых кислот), ацил-SКоА-дегидрогеназа (окисление жирных кислот), митохондриальная α-глицеролфосфатдегидрогеназа (челночная система).

Пример дегидрогеназной реакции с участием ФАД

2. Оксидазы, окисляющие субстраты с участием молекулярного кислорода. Например, прямое окислительное дезаминирование аминокислот или обезвреживание биогенных аминов (гистамин, ГАМК).

Пример оксидазной реакции с участием ФАД (обезвреживание биогенных аминов)

Гиповитаминоз B2

Причина

Пищевая недостаточность, хранение пищевых продуктов на свету, фототерапия, алкоголизм и нарушения ЖКТ.

Клиническая картина

В первую очередь страдают высокоаэробные ткани – эпителий кожи и слизистых. Проявляется как сухость ротовой полости, губ и роговицы; хейлоз, т.е. трещины в уголках рта и на губах ("заеды"), глоссит (фуксиновый язык), шелушение кожи в районе носогубного треугольника, мошонки, ушей и шеи, конъюнктивит и блефарит.

Сухость конъюнктивы и ее воспаление ведут к компенсаторному увеличению кровотока в этой зоне и улучшению снабжения ее кислородом, что проявляется как васкуляризация роговицы.

Антивитамины В₂

1. Акрихин (атебрин) – ингибирует функцию рибофлавина у простейших. Используется при лечении малярии, кожного лейшманиоза, трихомониаза, гельминтозов (лямблиоз, тениидоз).

2. Мегафен – тормозит образование ФАД в нервной ткани, используется как седативное средство.

3. Токсофлавин – конкурентный ингибитор флавиновых дегидрогеназ.

Лекарственные формы

Свободный рибофлавин, ФМН и ФАД (коферментные формы).

Витамин В3 (PP, ниацин, антипеллагрический)

Название витамина PP дано от итальянского выражения preventive pellagra – предотвращающий пеллагру.

Источники

Хорошим источником являются печень, мясо, рыба, бобовые, гречка, черный хлеб. В молоке и яйцах витамина мало. Также синтезируется в организме из триптофана – одна из 60 молекул триптофана превращается в одну молекулу витамина.

Таким образом, можно считать, что 60 мг триптофана равноценны примерно 1 мг никотинамида. Если принять, что физиологическая норма потребления триптофана составляет 1 г, то в организме образуется около 17 мг никотинамида в сутки.

Суточная потребность

15-25 мг.

Строение

Витамин существует в виде никотиновой кислоты или никотинамида.

Две формы витамина РР

Его коферментными формами являются никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и фосфорилированная по рибозе форма – никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ).

Строение окисленных форм НАД и НАДФ

Биохимические функции

Перенос гидрид-ионов Н^– (атом водорода и электрон) в окислительно-восстановительных реакциях.

Механизм участия НАД и НАДФ в биохимической реакции

Благодаря переносу гидрид-иона витамин обеспечивает следующие задачи:

1. Метаболизм белков, жиров и углеводов. Так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ, то они участвуют в реакциях

• при синтезе и окислении карбоновых кислот,

• при синтезе холестерола,

• обмена глутаминовой кислоты и других аминокислот,

• обмена углеводов: пентозофосфатный путь, гликолиз,

• окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты,

• цикла трикарбоновых кислот.

Пример биохимической реакции с участием НАД

2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот.

3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФ-рибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК.

4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной системы клетки.

5. НАДФН участвует в реакциях

• ресинтеза тетрагидрофолиевой кислоты (кофермент витамина B9) из дигидрофолиевой после синтеза тимидилмонофосфата,

• восстановления белка тиоредоксина при синтезе дезоксирибонуклеотидов,

• для активации "пищевого" витамина К или восстановления тиоредоксина после реактивации витамина К.

Гиповитаминоз B3

Причина

Пищевая недостаточность ниацина и триптофана. Синдром Хартнупа.

Клиническая картина

Проявляется заболеванием пеллагра (итал.: pelle agra – шершавая кожа) как синдром трех Д:

• дерматиты (фотодерматиты),

• диарея (слабость, расстройство пищеварения, потеря аппетита).

• деменция (нервные и психические расстройства, слабоумие),

При отсутствии лечения заболевание кончается летально. У детей при гиповитаминозе наблюдается замедление роста, похудание, анемия.

В США в 1912-1216 гг. число заболевших пеллагрой составляло 100 тысяч человек в год, из них около 10 тысяч умирало. Причиной являлось отсутствие животных продуктов питания, в основном люди питались кукурузой и сорго, которые бедны триптофаном и содержат неусвояемый связанный ниацин. Интересно, что у индейцев Южной Америки, у которых с древних времен основу питания составляет кукуруза, пеллагра не встречается. Причиной такого феномена является то, что они отваривают кукурузу в известковой воде, при этом ниацин высвобождается из нерастворимого комплекса. Европейцы, взяв у индейцев кукурузу, не потрудились также позаимствовать и рецепты.

Антивитамины

Производное изоникотиновой кислоты изониазид, используемый для лечения туберкулеза. Механизм действия точно не выяснен, но по одной из гипотез – замена никотиновой кислоты в реакциях синтеза никотинамидаденин-динуклеотида (изо-НАД вместо НАД). В результате нарушается протекание окислительно-восстановительных реакций и подавляется синтез миколевой кислоты, структурного элемента клеточной стенки микобактерий туберкулеза.

Лекарственные формы

Никотинамид и никотиновая кислота.

Витамин В5 (пантотеновая кислота)

Источники

Любые пищевые продукты, особенно бобовые, дрожжи, животные продукты.

Суточная потребность

10-15 мг.

Строение

Витамин существует только в виде пантотеновой (греч.: παντού (pantou) - всюду) кислоты, в ее составе находится β-аланин и пантоевая кислота (2,4-дигидрокси-3,3-диметилмасляная).

Строение пантотеновой кислоты

Его коферментными формами являются кофермент А (коэнзим А, HS-КоА) и 4-фосфопантетеин.

Строение коэнзима А, коферментной формы витамина В₅

Биохимические функции

Коферментная форма витамина, коэнзим А, не связана с каким-либо ферментом прочно. Он перемещается между разными ферментами, обеспечивая перенос жирных кислот (ацильных остатков (ацил-SKoA), в том числе остатков уксусной кислоты (ацетил-SKoA)):

• в реакциях энергетического окисления глюкозы и многих аминокислот, например, в работе ферментов пируватдегидрогеназы, α-кетоглутаратдегидрогеназы в цикле трикарбоновых кислот),

• как переносчик ацильных групп (в виде ацил-SKoA) при окислении жирных кислот и в реакциях синтеза жирных кислот, при синтезе триацилглицеролов и фосфолипидов.

Пример реакции с участием пантотеновой кислоты 

• в реакциях синтеза ацетилхолина и гликозаминогликанов, образования гиппуровой кислоты и желчных кислот.

Гиповитаминоз B5

Причина

Пищевая недостаточность.

Клиническая картина

Проявляется в виде педиолалгии (эритромелалгии) – поражение малых артерий дистальных отделов нижних конечностей, симптомом является жжение в стопах. В эксперименте проявляется поседение волос, поражение кожи и ЖКТ, дисфункции нервной системы, дистрофия надпочечников, стеатоз печени, апатия, депрессия, мышечная слабость, судороги.

Но так как витамин есть во всех продуктах, гиповитаминоз встречается очень редко.

Лекарственные формы

Пантотенат кальция, коэнзим А.

Витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный)

Источники

Витамином богаты злаки, бобовые, дрожжи, печень, почки, мясо, также синтезируется кишечными бактериями.

Суточная потребность

1,5-2,0 мг.

Строение

Витамин существует в виде пиридоксина. Его коферментными формами являются пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

Строение пиридоксина и его коферментных форм

 Биохимические функции

1. Является коферментом фосфорилазы гликогена (50% всего витамина находится в мышцах), участвует в синтезе гема, сфинголипидов.

2. Наиболее известная функция пиридоксиновых коферментов – перенос аминогрупп и карбоксильных групп в реакциях метаболизма аминокислот:

• кофермент декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных аминов из аминокислот – серотонина, гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), гистамина,

• кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы между аминокислотами и кетокислотами (механизм реакции трансаминирования с участием пиридоксальфосфата показан здесь),

Пример реакции с участием пиридоксальфосфата

Гиповитаминоз B6

Причина

Пищевая недостаточность, хранение продуктов на свету и консервирование, использование ряда лекарств (антитуберкулезные средства, L-ДОФА, эстрогены в составе противозачаточных средств), беременность, алкоголизм.

Клиническая картина

Повышенная возбудимость ЦНС, эпилептиформные судороги (из-за недостатка синтеза ГАМК), полиневриты, пеллагроподобные дерматиты, эритемы и пигментация кожи, отеки, анемии.

Лекарственные формы

Пиридоксин и пиридоксальфосфат.

Витамин В9 (Вс, фолиевая кислота, витамин роста)

Источники

Растительные продукты, дрожжи, мясо, печень, почки, желток яиц. Витамин активно синтезируется дружественной кишечной микрофлорой.

Суточная потребность

400 мкг.

Строение

Витамин представляет собой комплекс из трех составляющих – птеридина, пара-аминобензойной кислоты и глутаминовой кислоты. Остатков глутамата, соединенных через γ-карбоксильную группу, может быть разное количество.

Строение фолиевой кислоты

Коферментной формой витамина является тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК, Н₄-ФК).

Строение тетрагидрофолиевой кислоты

Биохимические функции

Непосредственная функция тетрагидрофолиевой кислоты – перенос одноуглеродных фрагментов, которые присоединяются к атомам N⁵ или N¹⁰:

• формила – в составе N⁵-формил-ТГФК и N¹⁰-формил-ТГФК,

• метенила – в качестве N⁵,N¹⁰-метенил-ТГФК,

• метилена – в виде N⁵,N¹⁰-метилен-ТГФК,

• метила – в форме N⁵-метил-ТГФК,

• формимина – в составе N⁵-формимино-ТГФК.

Строение и взаимопревращение активных форм тетрагидрофолиевой кислоты (часть структуры ТГФК не показана)

Благодаря способности переносить одноуглеродные фрагменты, витамин:

• в виде N¹⁰-формил-ТГФК и N⁵,N¹⁰-метенил-ТГФК участвует в синтезе пуриновых нуклеотидов,

• в виде N⁵,N¹⁰-метилен-ТГФК участвует в образовании тимидинмонофосфата, и, следовательно, в синтезе ДНК,

• участвует в обмене аминокислот – обратимое превращение глицина и серина,

Пример реакции с участием фолиевой кислоты

• N⁵-метил-ТГФК взаимодействует с витамином В₁₂, являясь донором метильной группы при превращении гомоцистеина в метионин.

В клетке N⁵-метил-ТГФК образуется в необратимой реакции из N⁵,N¹⁰-метилен-ТГФК. При этом единственным способом получить свободную ТГФК для других клеточных нужд является реакция превращения гомоцистеина в метионин. При дефиците витамина В₁₂ эта реакция нарушается и возникает внутриклеточный дефицит витамина B₉, хотя и в клетке и в крови его (в виде метил-ТГФК) может быть много. Такое явление получило название "ловушка для фолата".

Гиповитаминоз B9

Причина

Пищевая недостаточность, кислые продукты, тепловая обработка пищи, прием лекарств (барбитураты, сульфаниламиды и антибиотики, некоторые цитостатики – аминоптерин, метотрексат), алкоголизм и беременность.

Клиническая картина

Дефицит фолиевой кислоты в организме тормозит синтез тимидилтрифосфата, что приводит к снижению синтеза ДНК в быстроделящихся клетках – костного мозга, эпителиальных тканей. 

В первую очередь затрагиваются органы кроветворения: так как клетки не теряют способности расти, но в них происходит нарушение синтеза ДНК с остановкой деления, то это приводит к образованию мегалобластов (крупных незрелых клеток) и мегалобластической анемии. По той же причине наблюдается лейкопения.

Аналогично развивается поражение слизистых желудка и кишечного тракта (гастриты, энтериты), глоссит. Отмечается замедление роста, конъюнктивит, ухудшение заживления ран, иммунодефициты, оживление хронических инфекций и субфебрилитет.

Лекарственные формы

Фолинат кальция.

Антивитамины

Антивитамином В₉ является группа лекарственных антибактериальных соединений сульфаниламидов структурно схожих с компонентом фолиевой кислоты - парааминобензойной кислотой (ПАБК). В бактериальной клетке происходит конкуренция за активный центр фермента и нарушается использование ПАБК для синтеза фолиевой кислоты, что ведет к прекращению синтеза тимидилового нуклеотида, подавлению синтеза ДНК и размножения бактерии.

Сходство строения сульфаниламидов и парааминобензойной кислоты

Витамин В12 (кобаламин, антианемический)

Источники

Из пищевых продуктов витамин содержат только животные продукты: печень, рыба, почки, мясо. Также он синтезируется кишечной микрофлорой, однако не доказана возможность всасывания витамина в нижних отделах ЖКТ.

Суточная потребность

2,5-5,0 мкг.

Строение

Содержит 4 пиррольных кольца, ион кобальта (с валентностью от Co³⁺ до Co⁶⁺), группу CN^–. В организме при синтезе коферментных форм цианидная группа CN^– заменяется метильной или 5'-дезоксиаденозильной.

Метаболизм

Для всасывания в кишечнике необходим внутренний фактор Касла – гликопротеин, синтезируемый обкладочными клетками желудка. Комплекс "витамин В12+внутренний фактор" медленно всасывается в подвздошной кишке. В крови витамин транспортируется в виде гидроксикобаламина вместе с транскобаламином и транспортными белками (α- и β-глобулинами).

Биохимические функции

Витамин В₁₂ участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования.

1. Основой изомеризующего действия витамина В₁₂ является возможность способствовать переносу атома водорода на атом углерода в обмен на какую-либо группу.

Общая схема реакции изомеризации

Эта функция имеет значение в процессе окисления остатков жирных кислот с нечетным числом атомов углерода, на последних реакциях утилизации углеродного скелета валина, лейцина, изолейцина, треонина, метионина, боковой цепи холестерола. В результате этих реакций образуется метилмалонил-SКоА, который при участии витамина В12 превращается в сукцинил-SКоА  и в дальнейшем сгорает в цикле трикарбоновых кислот.

Пример реакции изомеризации с участием витамина В₁₂

Метилмалонил-SKoA образуется из пропионил-SКоА в реакции карбоксилирования при участии витамина Н (биотина). Пропионил-SKoA, в свою очередь, образуется в реакциях окисления указанных выше аминокислот.

Накопление метилмалоната является абсолютным диагностическим признаком дефицита витамина В12.

2. Участие в трансметилировании аминокислоты гомоцистеина при синтезе метионина. Метионин в дальнейшем активируется и используется для синтеза адреналина, креатина, карнитина, холина, фосфатидилхолина и др.

Пример реакции метилирования с участием витамина В₁₂ (показана роль метил-ТГФК как донора метильной группы для кобаламина)

Данная реакция обеспечивает удержание свободной фолиевой кислоты в клетке. При нехватке кобаламина метил-ТГФК не используется в данной реакции, легко проникает через плазматическую мембрану и выходит из клетки. Возникает внутриклеточная недостаточность фолиевой кислоты, хотя в крови ее может быть много.

Роль и место витамина В12 и фолиевой кислоты в метаболизме

Гиповитаминоз В12

Причина

Пищевая недостаточность – как правило, наблюдается у вегетарианцев. В то же время, если человек какое-то время жизни питался мясными и другими животными продуктами, то запасы витамина в печени бывают настолько велики, что их хватает на несколько лет.

Однако чаще причиной гиповитаминоза В₁₂ является не отсутствие витамина в пище, а плохое всасывание при заболеваниях желудка (атрофический и гипоацидный гастрит и недостаток внутреннего фактора Кастла) и при заболеваниях кишечника (гельминтоз, целиакия, резекция части кишечника).

Также иногда встречаются аутоиммунные нарушения, при которых образуются антитела против обкладочных клеток желудка и против внутреннего фактора Касла, что препятствует всасыванию витамина. При этом развивается анемия, называемая пернициозной.

Клиническая картина

1. Макроцитарная анемия, при которой количество эритроцитов снижено в 3-4 раза. Она возникает чаще у пожилых, но может быть и у детей. Непосредственной причиной анемии является потеря фолиевой кислоты клетками при недостаточности витамина В₁₂ и, как следствие, замедление деления клеток из-за снижения синтеза инозинмонофосфата и, соответственно пуриновых нуклеотидов, и уменьшения синтеза тимидилмонофосфата, а значит и ДНК.

Нехватка витамина В₁₂ без гематологических нарушений поразительно широко распространена, особенно среди пожилых.

2. Неврологические нарушения:

• замедление окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и накопление токсичного метилмалоната вызывает жировую дистрофию нейронов и демиелинизацию нервных волокон. Это проявляется картиной периферической полиневропатии: онемение кистей и стоп, снижение кожной чувствительности, ощущение "ползающих мурашек", покалывание, нарушение сухожильных рефлексов (ахиллов, коленный). Реже - парезы и периферические параличи, нарушение функции тазовых органов.

• недостаточный ресинтез метионина (из гомоцистеина) приводит к снижению объема реакций метилирования, в частности, уменьшается синтез нейромедиатора ацетилхолина.

Галлюцинации и ухудшение памяти, нарушение ориентации в пространстве развиваются в результате анемии и не связаны с поражением ЦНС.

Лекарственные формы

Цианокобаламин, кобамамид, оксикобаламин, метилкобаламин.

В медицине цианокобаламин используют для лечения различных хронических анемий и нормализации кроветворения, при полиневритах, рассеянном склерозе, радикулитах, для нормализации липидного обмена при жировой дистрофии печени. Витамин проявляет анаболические свойства и используется в педиатрии для лечения новорожденных с недостаточной массой тела.

Витамин Н (витамин B7, биотин, антисеборейный)

Источники

Из пищевых продуктов витамин содержат печень, почки, горох, соя, цветная капуста, грибы. Также он синтезируется кишечной микрофлорой.

Суточная потребность

150-200 мкг.

Строение

Гетероциклическая часть молекулы состоит из имидазольного и тиофенонового циклов. К последнему присоединена валериановая кислота, которая связывается с лизином белковой части молекулы. Биотин-лизиновый конъюгат носит название биоцитин.

Перемещение СООН-группы при ферментативной реакции происходит при участии "рычага", состоящего из валериановой кислоты и радикала лизина.

Строение биотина

Роль биотина в переносе COOH-группы

 

Биохимические функции

Биотин участвует в переносе СО₂ либо из НСО₃^– (реакции карбоксилирования), либо от R-СООН (реакция транскарбоксилирования). Такая реакция необходима:

• при синтезе оксалоацетата – биотин находится в составе пируваткарбоксилазы, что обеспечивает поддержание активности цикла трикарбоновых кислот и глюконеогенеза,

• в синтезе жирных кислот – биотин находится в составе ацетил-SКоА-карбоксилазы, ключевого фермента синтеза,

• на последних стадиях утилизации разветвленных углеродных цепей валина, лейцина, изолейцина (катаболизм Вал, Лей, Иле), треонина, метионина, боковой цепи холестерола и некоторых жирных кислот, в которых образуется пропионил-SKoA.  Витамин находится в составе пропионил-SКоА-карбоксилазы, образующей метилмалонил-SКоА.

Пример реакции карбоксилирования с участием биотина

В дальнейшем метилмалонил-SКоА метаболизирует в реакции изомеризации с участием витамина B12.

Гиповитаминоз H

Причина

Дисбактериоз и комплексное нарушение поступления витаминов, например, при длительном парентеральном питании. В эксперименте может быть вызван потреблением больших количеств сырых яиц (12 штук в день) в течение длительного времени (2 недели), т.к. в них содержится гликопротеин авидин – антивитамин, связывающий биотин в ЖКТ и препятствующий его всасыванию.

Клиническая картина

У человека практически не встречается. В эксперименте обнаруживаются дерматиты, выделение жира сальными железами кожи (себорея), поражение ногтей, выпадение волос, анемия, анорексия, депрессия, усталость, сонливость.

Витамин С (аскорбиновая кислота, антицинготный)

Источники

Свежие овощи и фрукты (по убыванию количества): шиповник, смородина, клюква, брусника, перец сладкий, укроп, капуста, земляника, клубника, апельсины, лимоны, малина.

При составлении рациона необходимо учитывать реальные условия. Например, несмотря на высочайшее содержание аскорбиновой кислоты в шиповнике (около 500 мг на 100 г свежей ягоды), на практике он несущественный источник, т.к. мало кто ест свежий шиповник как таковой, а при температурной обработке, длительном хранении и на свету большая часть витамина разрушается. Такая же ситуация с лимонами (400 мг на 100 г, один лимон среднего размера) и 1 долька в кружке горячего чая), различной зеленью, вареньем из ягод. 

Суточная потребность

• младенцы – 30-35 мг,

• дети от 1 до 10 лет – 35-50 мг

• подростки и взрослые – 50-100 мг.

Строение

Витамин является производным глюкозы. Его синтез осуществляют все организмы, кроме приматов и морских свинок.

Строение аскорбиновой кислоты

Биохимические функции

Витамин С не является коферментом в привычном понимании. Он используется как донор электронов, например, для восстановления ионов металлов (железо, медь), входящих в состав активного центра оксидоредуктаз, после осуществления ферментом своей реакции.

Окисление аскорбиновой кислоты в биохимической реакции

1. Реакции гидроксилирования:

• пролина и лизина в их гидроксиформы при "созревании" коллагена,

• при синтезе гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата, желчных кислот,

• при синтезе гормонов надпочечников (кортикостероидов и катехоламинов) и тиреоидных гормонов,

Пример реакции с участием аскорбиновой кислоты

• при синтезе биогенного амина нейромедиатора серотонина,

• при синтезе карнитина (витаминоподобное вещество В_т), необходимого для окисления жирных кислот.

2. Восстановление неорганического иона железа Fe³⁺ в ион Fe²⁺ в кишечнике для улучшения всасывания и в крови (высвобождение из связи с трансферрином).

3. Участие в иммунных реакциях:

• повышает продукцию защитных белков нейтрофилов,

• высокие дозы витамина стимулируют бактерицидную активность и миграцию нейтрофилов.

Видимо, именно данная функция повышает потребность организма в аскорбиновой кислоте при простудных и инфекционных заболеваниях до 1,0-1,5 г.

4. Антиоксидантная роль сводится к:

• восстановлению окисленного витамина Е,

• лимитирование свободнорадикальных реакций благодаря взаимодействию с супероксид-анион-радикалом, гидроксил-радикалом, синглетным кислородом,

• снижает окисление липопротеинов в плазме крови и, таким образом, оказывает антиатерогенный эффект.

Показано, что прием аскорбиновой кислоты в дозе 300 мг/сут понижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний на 30%.

Гиповитаминоз С

Причина

Пищевая недостаточность, тепловая обработка пищи (потери от 50 до 80%), длительное хранение продуктов (каждые 2-3 месяца количество витамина сокращается наполовину). 

В весенне-зимний период дефицит витамина захватывает, в зависимости от региона, 25-75% населения России.

Клиническая картина

Так как особенно интенсивно аскорбиновая кислота накапливается в надпочечниках и тимусе, то ряд симптомов связана со сниженной функцией этих органов. Отмечается нарушение иммунитета, особенно легочного, развивается общая слабость, быстрая утомляемость, похудание, одышка, боли в сердце, отек нижних конечностей. У мужчин происходит слипание сперматозоидов и возникает бесплодие.

Снижается всасываемость железа в кишечнике, что вызывает снижение синтеза гема и гемоглобина и железодефицитную анемию. Уменьшается активность фолиевой кислоты – это приводит к мегалобластической анемии.

У детей дефицит аскорбиновой кислоты приводит к болезни Меллера-Барлоу, проявляющуюся в поражении костей: разрастание и минерализация хряща, торможение рассасывания хряща, корытовидное западение грудины, искривление длинных трубчатых костей ног, выступающие четкообразные концы ребер. Цинготные четки, в отличие от рахитических, болезненны.

Полное отсутствие витамина приводит к цинге – самому известному проявлению недостаточности аскорбиновой кислоты. При этом наблюдается нарушение синтеза коллагена, гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата, что приводит к поражению соединительной ткани, ломкости и проницаемости капилляров и к ухудшению заживления ран. Сопровождается дегенерацией одонтобластов и остеобластов, ухудшается состояние зубов.

Все животные способны синтезировать витамин С самостоятельно, только приматы и морские свинки утратили эту способность и должны получать аскорбиновую кислоту с пищей.

Лекарственные формы

Аскорбиновая кислота чистая или с глюкозой. Аскорутин (в комплексе с биофлавоноидом рутином).