ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра биохимии
ВИТАМИНЫ
ИЛЛЮСТРИРОВАННАЯ БИОХИМИЯ
(формулы, схемы, термины и алгоритм познавания предмета)
Учебное пособие для конспектирования лекций и самостоятельной подготовки к занятиям по биохимии
Тверь, 2018 г.
Витамины - это
органические
низкомолекулярные
незаменимые
требующиеся в малых количествах
биологически активные
вещества, принимающие участие в акте катализа.
Наиболее характерные признаки витаминов:
-не включаются в структуру тканей
-не используются в качестве источника энергии
-чаще всего выполняют роль кофермента в составе ферментов (В1,В2.В3,В5 и др.) или специализированные функции (А,Д,Е,К).
Витамин |
|
|
|
Кофермент |
Апофермент |
|
|
Активный фермент
Биологический катализ
Источники витаминов для человека:
-пищевые продукты
-синтез микрофлорой кишечника (К,В1,В3, В6,Н,В9,В12)
Провитамины (предшественники витаминов)
2
-Провитамины (β-каротин, 7-дегидрохолестерин)
-Данные провитамины превращаются в организме в витамины (А, Д3).
Антивитамины – к ним относят:
1.структурные аналоги витаминов
-дикумарин –аналог витамина К, снижает свертываемость крови;
-сульфаниамидные препараты - аналоги парааминобензойной кислоты. Конкурентно замещают ее в составе коферментных систем (тетрагидрофолевая кислота) патогенных микроорганизмов и потому являются бактериостатическими средствами при инфекционных заболеваниях;
2.вещества, которые связывают витамины и предотвращают образование активного фермента (авидин);
3.ферменты, которые разрушают витамин (тиаминазы, аскорбатоксидазы)
Формулы антивитаминов
дикумарин |
салициловая |
сульфаниламид |
|
|
|
3
Причины гипо- и авитаминозов
1.экзогенные:
-недостаточное поступление витаминов с пищей;
-разрушение витаминов при приготовлении пищи (t˚, консервирование и др.);
-изменение нормальной микрофлоры кишечника (действие антибиотиков и других бактериостатических веществ);
-действие антивитаминов.
2.эндогенные:
-повышенная потребность в витаминах при некоторых физиологических и патологических состояниях (интенсивный труд, беременность, заболевания);
-ускоренный распад витаминов и коферментов в тканях;
-нарушение всасывания витаминов;
-нарушение транспортировки витаминов с кровью;
-нарушение превращения витаминов в коферменты;
-нарушение взаимодействия коферментов с апоферментами;
-нарушение синтеза белковой части фермента (апофермента).
Причины гипервитаминозов
(характерны для жирорастворимых витаминов)
-избыточное поступление витаминов с пищей;
-передозировка витаминов при лечении гиповитаминозов.
Классификация витаминов
I Жирорастворимые
II Водорастворимые
III Витаминоподобные вещества (синтезируются из промежуточных продуктов обмена веществ и выполняют функции, сходные с витаминами)
Жирорастворимые витамины
-A (антиксерофтальмический), ретинол
-D (антирахитический), кальциферолы
-K (антигеморрарический), нафтохиноны
-E (витамин размножения), токоферолы
Водорастворимые витамины
-B1 (антиневритный), тиамин
-B2 (витамин роста), рибофлавин
-B3 (антидерматитный), пантотеновая кислота
4
-B5 (PP - антипеллагрический), никотинамид
-B6 (антидерматитный), пиридосин
-B9 (антианемический), фолиевая кислота
-B12 (антианемический), кобаламин
-H (антисеборейный), биотин
-C (антискорбутный), аскорбиновая кислота
-P (капилляроукрепляющий), биофлавоноиды
Витаминоподобные вещества («витамины»)
-F (линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты )
-B4 (холин)
-B8 (инозит)
-B13 (оротовая кислота)
-B15 (пангамовая кислота)
-Bт (карнитин)
-N (липоевая кислота)
-коэнзим Q (убихинон)
-Парааминобензойная кислота
-U (S-метил-метионин - противоязвенный фактор)
Жирорастворимые витамины и витаминоподобные вещества
Витамины группы А
ретинол (антиксерофтальмический)
Химическое строение витамина А
Провитамин А (β-каротин)
(каротиндиоксигеназа)
витамин А |
витамин А |
Биологическая роль
1. Участвует в свето- и цветовосприятии Светочувствительные клетки сетчатки глаза (палочки и колбочки) со-
держат пигмент (родопсин и йодопсин, соответственно – сложный белок, состоящий из белка (опсина) и витамина А (цис-ретиналя)..
В зрительном акте при фотохимической абсорбции света родопсин изменяет свою конформацию:
h деполяризация цис-ретиналь 
транс-ретиналь 
мембраны светочувтви-
тельных клеток сетчатки
При этом возникает нервный импульс (зрительное восприятие).
2.Участвует в окислительно-восстановительных реакциях
3.Участвует в синтезе гликопротеидов (компонентов мембран), регулируя этим барьерную функцию слизистых оболочек и кожи.
4.Участвует в синтезе ФАФС, т. е. в образовании хондроитинсульфатов – компонентов структур соединительной ткани (хрящей, костей и др.).
Симптомы, характерные для гиповитаминоза А
-гемералопия (нарушение сумеречного зрения)
-поражение эпителия кожи и слизистых (гиперкератоз)
-поражение глаз :
ксерофтальмия (сухость роговой оболочки глаза) кератомаляция (гнойный распад роговицы глаза)
Симптомы гипервитаминоза А
-воспаление глаз
-выпадение волос
-диспепсические явления
Суточная потребность: 1-3 мг
Продукты богатые витаминами и провитаминами А:
-рыбий жир
-яичный желток
-сливочное масло
-печень
-морковь (β-каротин)
6
Витамины группы D
кальциферол (антирахитический)
Химическое строение витаминов D2 и D3 и их предшественников
D2 – эргокальциферол – его предшественник – эргостерин.
D3 – холекальциферол – его предшественник – 7-дегидрохолестерин.
- Превращение провитамина 7-дегидрохолестерина в витамин D3
УФ
- разрыв связи в кольце В.
Витамин D2
7
- Превращение витамина в гормоноподобное вещество (кальцитриол)
Активные формы витамина D3
I 1, 25-(OH)2D3 (1, 25-
диоксихолекальциферол, кальцитриол)
II 24,25-(OH)2D3
Биологическая роль 1,25 (OH)2D3 и 24,25-(ОН)2-D3.
-регулируют обмен Ca и Р в организме (повышают их содержание):
стимулируют синтез белков, участвующих в транспорте Са и Р через мембраны , в результате:
а) усиливается всасывание Са и Р через клетки слизистой оболочки кишечника ; б) усиливается реабсорбция Са и Р через клетки канальцев почек;
в) усиливается всасывание из кишечника и отложение лимонной кислоты в костях.
Участвуют в синтезе коллагена и остеокальцина (главного неколлагенового белка кости).
(1,25 (OH)2D3) - усиливает резорбцию, (24,25 (OH)2D3) - ремоде-
лирование костной ткани
Симптомы D3 – гиповитаминоза
рахит (у детей)
-искривление ног (О и Х-образные ноги)
-куриная грудь
-большая голова
-увеличенный живот
-задержка прорезывания зубов и формирования дентина
остеомаляция (у взрослых)
Симптомы гипервитаминоза Д
избыточное отложение солей Са в легких, почках;
остеопороз с частыми переломами костей.
8
Суточная потребность для детей: 10-25 мкг
Продукты, богатые витамином D:
-рыбий жир
-яичный желток
-сливочное масло
-печень
-растительное масло
Витамин Е
(α-, β-, γ-, δ-токоферолы: витамин размножения, антистерильный)
Химическое строение витамина Е (α-токоферол).
Биологическая роль
1.Антиоксидантная: инактивирует свободные радикалы, останавливает цепные реакции перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот в липидах (ПОЛ) клеточных мембран, сохраняя их целостность.
2.Повышает активность витамина А, защищая его ненасыщенную боковую цепь от перекисного окисления.
3.Активирует синтез гема (гемоглобина, каталазы, пероксидазы, цитохромов).
4.Участвует в механизме тканевого дыхания (регулирует синтез коэнзима
Q).
Симптомы Е-гиповитаминоза (в эксперименте)
-нарушения репродуктивной функции (атрофия семенников, рассасывание плода при беременности);
-мышечная дистрофия;
-жировая инфильтрация печени;
-поражение нервной системы;
-гемолитическая анемия (гемолиз эритроцитов).
9
Суточная потребность: 5-30 мг
Продукты, богатые витамином Е:
-растительные масла
-семена злаковых
-яичный желток и др.
Витамин К
(нафтохинон, антигеморрагический)
К1 – филлохинон в растениях, К2 – менахинон – синтезируется микрофлорой кишечника.
Витамин К1
Нафтохинон
3
Витамин К2
10