витамины собранное

Вопросы по витаминам 1.26-1.41

1.26. История развития витаминов:

1880 г. - российский ученый Н.И. Лунин впервые обратил внимание на то, что помимо белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды, животным необходимы некие особые факторы питания, без которых они заболевают и гибнут.

1912 г. - польский исследователь К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, предохраняющее от заболевания бери-бери, и назвал его витамин (от лат. vita–жизнь и амин, поскольку это вещество содержало NH2-группу).

Общая характеристика витаминов:

1)обладают исключительно высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольших количествах – от нескольких мкг до нескольких десятков мг в день.

2)участвуют в обмене веществ в основном как участники биокатализа

3)почти все водорастворимые витамины и жирорастворимый витамин К являются коферментами или кофакторами биохимических реакций

4)витамины А, Д, Е способны регулировать работу генетического аппарата клетки. Витамины – это необходимые для жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых у организма данного вида отсутствует или ограничен (за исключением витамина Д, который может синтезироваться в коже человека).

Классификация витаминов.

По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: а) водорастворимые (витамины группы В, витамины С, Н, Р)

б) жирорастворимые (витамины А, Е, Д, К).

в) витаминоподобные вещества (В4 – холин, В8 – инозит, В13 – оротовая кислота, В15 – пангамовая кислота, N – липоевая кислота, Р

– рутин, ПАБК и т.п.)

Для обозначения каждого из них существует 1) буквенный символ 2) химическое название 3) название с учетом излечиваемого этим витамином заболевания с приставкой “анти”. Кроме того, для некоторых витаминов сохранено наименование, данное им открывшими их авторами.

Водорастворимые витамины 1) в тканях не накапливаются (за исключением витамина В12), должны поступать в организм ежедневно. Жирорастворимые витамины способны накапливаться в тканях, при передозировке витамины А и Д проявляют токсичность.

Гиповитаминозы - состояние недостаточности витамина. Авитаминоз – полное отсутствие витамина в клетках

Гипервитаминозы - состояние избыточного поступления или образования витаминов. В основном характерны лишь для витаминов А и Д.

Причины дисбаланса витаминов в организме.

Причиной гипервитаминозов А и Д является избыточное потребление этих витаминов в составе препаратов (чаще всего – спиртового раствора витамина Д) либо с экзотической пищей (печень акулы и белого медведя).

Причины гиповитаминозов многообразны.

1.Недостаточное питание..

2.Заболевания желудочно-кишечного тракта и изменение состава нормальной кишечной микрофлоры (дисбактериоз).

3.Антивитамины - аналоги витаминов, действующие как антикоферменты. Обычно это производные витаминов, но они не способны выполнять их функции в ферментативных реакциях. Специфическое антикоферментное действие антивитаминов позволило широко использовать их в лечебной практике:

противотуберкулезные препараты (гидразиды изоникотиновой кислоты)

антидепрессанты (аминазин – подавляет утилизацию витамина В2, нарушая синтез его коферментной формы)

противораковые препараты (аминоптерин, метотрексат вытесняют фолиевую кислоту из фолатзависимых ферментов, блокируя тем самым синтез нуклеиновых кислот и размножение клеток)

сульфаниламиды включаются вместо ПАБК в структуру фолиевой кислоты

кумарины – дикумарол, тромексан – замещают витамин К в реакциях превращения неактивных факторов свертывания крови в активные

4.Увеличение потребности в витаминах при физических нагрузках, умственном напряжении, беременности, у растущего организма, при старении (из-за худшего их усвоения). Воздействие ионизирующего излучения, хронические заболевания, применение диуретиков также увеличивают потребность в витаминах.

5.Дефицит одного витамина может оказывать существенное влияние на утилизацию других витаминов.

Методы количественного определения витаминов.

1. Физико-химические.

а) при взаимодействии с рядом химических соединений наблюдаются характерные цветные окраски, интенсивность окраски которых пропорциональна содержанию витамина в растворе (ФЭК)

б) флуорометрические методы в) титромитрические методы

2.Биологические – основаны на определении того минимального количества витаминов, которые при добавлении к искусственной диете, лишенной только данного изучаемого витамина, предохраняет животное от развития авитаминоза или излечивает его от уже развившейся болезни. Это кол-во витамина условно принимают за единицу

3.Микробиологические – основаны на измерении скорости роста МБ, которое пропорционально концентрации витаминов в исследуемом растворе.

1.27 Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический, витамин роста).

Строение: жирорастворимый, циклический непредельный одноатомный спирт.

Биохимические функции:

1)структурный компонент клеточных мембран

2)регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, деление и дифференцировку быстро пролиферирующих тканей, в первую очередь, эпителиальных, хряща и костной ткани.

3)участвует в фотохимическом акте зрения

1

4)важнейший компонент антиоксидантной защиты организма (взаимодействует со свободными радикалами различных типов благодаря наличию сопряженных двойных связей, усиливает АО действие токоферола, активирует включение Se в состав глутатионпероксидазы)

5)витамин А и ретиноиды стимулируют реакции КИО (увеличивают активность Т-к)

6)витамин А является антиканцерогеном

7)может проявлять себя как прооксидант (легко окисляется кислородом с образованием высокотоксичных перекисных продуктов)

Гиповитаминоз.

Наиболее ранний симптом недостаточности - «куриная слепота» - резкое снижение темновой адаптации. Характерным является поражение эпителиальных тканей: кожи, слизистых оболочек кишечника, бронхов, мочеполовой системы. Десквамация эпителия слезных каналов может приводить к их закупорке и уменьшению смачивания роговицы глаза слезной жидкостью – она высыхает (ксерофтальмия) и размягчается (кератомаляция) с образованием язв и «бельма».

Гипервитаминоз.

Характерны следующие симптомы: воспаление роговицы глаза, гиперкератоз, потеря аппетита, тошнота (при остром отравлении – рвота), понос, головные боли, боли в суставах, увеличение печени, общее истощение организма.

Пищевые источники: присутствует только в животной пище (особенно много в печени и жире морских рыб и млекопитающих), источников витамина А для человека являются также каротины.

Суточная потребность в витамине А составляет 1,5-2 мг.

Каротины (провитамины А).

Химическое строение и свойства: являются изопреноидами и образуются в растениях при фотосинтезе. 3 типа каротинов: α-, β- и γ-каротины. Главным местом превращения каротина в витамин А является стенка кишечника.

Каротины легко окисляются кислородом воздуха; чувствительны к свету. Процесс их окисления идет аутокаталитически с образованием свободных радикалов. Витамин Е способен предохранять двойные связи в молекуле β-каротина от окисления. Биохимические функции: 1) β-каротин - АО, перехватывает активные формы кислорода (О2˙, ОН˙, Н2О2), является наиболее важным гасителем синглетного кислорода 2) радиозащитное соединение, антиканцероген, антимутаген.

При избыточном потреблении каротинов у человека возможно пожелтение ладоней, подошв стоп и слизистых, однако даже в таких крайних случаях выраженных симптомов интоксикации не отмечалось.

Пищевые источники: наибольшее количество β-каротинов содержится в моркови, хорошим источником каротинов также являются красный перец, зеленый лук, салат, тыква и томаты.

Суточная потребность в β-каротинах составляет 5 мг. 1.28. Витамин Д (кальциферол, антирахитический).

Химическое строение и свойства: наиболее важным из группы витаминов Д является витамин Д3 –1,25- дигидроксихолекальциферол. Холекальциферол образуется из 7-дегидрохолестерола в клетках кожи человека под влиянием УФлучей.

Витамин Д3 (холекальциферол)

Всасываются подобно витамину А, в печени витамины подвергаются гидроксилированию микросомной системой оксигеназ по С- 25 , затем переносятся с помощью специфического транспортного белка с током крови в почки, где осуществляется вторая реакция гидроксилирования по С-1 с помощью митохондриальных оксигеназ. В реакциях гидроксилирования принимает участие витамин С. Витамин Д3 накапливается в жировой ткани.

Биохимические функции:

1)витамин Д3 можно рассматривать как прогормон, превращающийся в 1,25(ОН)2-Д3, действующий аналогично стероидным гормонам. Отвечает за синтез Са2+-АТФ-азы в энтероцитах и других клетках.

2)ускоряет всасывание кальция и фосфора в кишечнике.

3)в костной ткани стимулирует деминерализацию (синергично с паратирином).

4)в почках увеличенивает реабсорбцию кальция и фосфатов

5)участвует в регуляции роста и дифференцировке клеток костного мозга.

6)обладает антиоксидантным и антиканцерогенным действием.

Гиповитаминоз.

Недостаток витамина Д у детей – рахит: деформация скелета конечностей (искривление их в результате размягчения – остеомаляции), черепа (позднее заращение родничков), грудной клетки (появление своеобразных «четок» на костно-хрящевой границе ребер), задерживается прорезывание зубов, развивается гипотония мышц (увеличенный живот), возрастает нервно-мышечная возбудимость (у младенца выявляется симптом облысения затылочка из-за частого вращения головкой), возможно появление судорог.

У взрослого: кариес и остеомаляция (размягчение кости); у пожилых – развитие остеопороза. Разрушение неорганического матрикса объясняется усиленным «вымыванием» кальция из костной ткани и нарушением реабсорбции кальция в почечных канальцах при дефиците витамина Д:

Гипервитаминоз.

Избыточный прием витамина Д интоксикация, сопровождается выраженной деминерализацией костей вплоть до их переломов. Содержание кальция в крови повышается. Это сопровождается кальцификацией мягких тканей, особенно склонны к этому процессу почки (образование камней, развитие почечной недостаточности).

Пищевые источники. Витамин Д3 содержится исключительно в животной пище. Особенно богат им рыбий жир, также печень, желтки яиц.

Суточная потребность для детей колеблется от 10 до 25 мкг (500-1000 МЕ), у взрослых она ниже.

1.29. Витамин Е (токоферол, витамин размножения)

Химическое строение и свойства: жирорастворимый, имеет гидрофобный хвост и ядро, содержащее ОН-группу. Токоферолы – прозрачные, светло-желтые, вязкие масла, хорошо растворимые в большинстве органических растворителей. Медленно окисляются на воздухе, разрушаются под действием УФ-лучей.

Биохимические функции:

1. универсальный протектор клеточных мембран от окислительного повреждения:

а) занимает такое положение в мембране, которое препятствует контакту кислорода с ненасыщенными липидами б) его подвижный гидроксил ядра способен непосредственно взаимодействовать со свободными радикалами кислорода (О2˙, НО˙, НО2˙), свободными радикалами ненасыщенных жирных кислот (RO˙, RO2˙) и пероксидами жирных кислот

2

в) способен предохранять от окисления SH-группы мембранных белков

г) способен защищать от окисления двойные связи в молекулах каротина и витамина А.

д) совместно с аскорбиновой кислотой способствует включению селена в состав активного центра глутатионпероксидазы, тем самым он активизирует ферментативную антиоксидантную защиту (глутатионпероксидаза обезвреживает гидропероксиды липидов).

2.является антигипоксантом, что объясняется его способностью стабилизировать митохондриальную мембрану и экономить потребление кислорода клетками.

3.контролирует биосинтез убихинона – компонента дыхательной цепи и главного антиоксиданта митохондрий.

4.контролирует синтез нуклеиновых кислот (на уровне транскрипции), а также гема, микросомных цитохромов и других гемсодержащих белков.

5.обладает способностью угнетать активность фосфолипазы А2 лизосом, разрушающей фосфолипиды мембран.

6.является эффективным иммуномодулятором.

Гиповитаминоз.

Недостаточность токоферола – весьма распространенное явление, особенно у людей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, а также подвергающихся воздействию химических токсикантов.

Гиповитаминоз витамина Е повышение проницаемости мембран всех клеток и субклеточных структур, накопление в них продуктов ПОЛ, снижение активности АО защиты частичный гемолиз эритроцитов, мышечная дистрофия, бесплодие, креатинурия, снижение содержания иммуноглобулинов E.

Витамин не токсичен при значительных и длительных превышениях его дозировки, что обусловлено ограничением способности специфических токоферолсвязывающих белков печени включать витамин в состав ЛПОНП. Его избыток выводится из организма с желчью.

Основные пищевые источники: растительные масла (только свежие), орехи, семечки, гречневая крупа, проросшие ростки пшеницы, листьях салата и капусты. Из продуктов животного происхождения более всего токоферолов в сливочном масле, сале, мясе, желтке яиц, мало в молоке.

Суточная потребность – 10 мг.

Окислительной деструкции витамина Е препятствует витамин С. Тем самым витамин С экономит фонд витамина Е. С целью усиления антиоксидантного эффекта токоферола его следует назначать с аскорбиновой кислотой.

1.30. Витамин К (нафтохиноны, антигеморрагический)

Химическое строение и свойства: это две группы хинонов с боковыми изопреноидными цепями: витамин К1 (филлохиноны – есть только у растений) и витамин К2 (менахиноны). Не растворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях, разрушаются при нагревании в щелочной среде и на свету. Витамин К синтезируется микрофлорой кишечника.

Биохимические функции:

1) является коферментом γ-глутамилкарбоксилазы, карбоксилирующей глутаминовую кислоту с образованием γ- карбоксиглутаминовой кислоты.

-карбоксиглутаминовая кислота является Са++-связывающей аминокислотой, которая необходима для функционирования кальцийсвязывающих белков. К таковым относятся:

факторы свертывающей системы крови: IX, VII, X и протромбин;

регуляторные белки (протеин С и протеин S), нуждающиеся в -карбоксиглутаминовой кислоте для Са-индуцированного взаимодействия с поверхностью клеточной мембраны;

белки минерализации костной ткани (костный -карбоксиглутаминовый протеин и другие). Поскольку при дефекте синтеза костного -карбоксиглутаминового белка кальцифицируются артерии и хрящи, возможно, что его функцией является также контроль за внекостной кальцификацией;

витамин К-зависимый белок Gas 6, активирующий рост гладкомышечных клеток; витамин К-зависимый сократительный белок хвостика сперматозоида;

некоторые нейротоксины (например, содержащиеся в яде улитки).

Общей особенностью всех витамин-К-зависимых белков является формирование белковой сеточки, образованной γ- карбоксиглутаминовой кислотой, связанной с кальцием. Такая сеточка впервые была описана для протромбина. Протромбин в присутствие Са++ связывается с биомембраной, что является необходимым условием для реализации процесса свертывания крови.

Гиповитаминоз.

Признак недостаточности - повышенная кровоточивость, особенно при травмах. Недостаток витамина К играет роль в развитии остеопороза.

Пищевые источники: много в капусте, зеленых томатах, шпинате, ягодах рябины, в печени. Суточная потребность – приблизительно 0,1 мг/сутки.

Викасол – синтезированный водорастворимый аналог витамина К, широко применяющийся в медицинской практике. Антикоагулянтная система – ряд ингибиторов свертывания, осуществляющий контроль скорости активирования факторов и реакций между ними.

Физиологические антикоагулянты:

а) первичные – постоянно синтезируются в организме и с постоянной скоростью выделяются в кровоток, взаимодействуют только с активными факторами коагуляции, нейтрализуя их (антитромбин III, гепарин, α2-макроглобулин, протеины С и S, ЛАКИ и др). б) вторичные – образуются из факторов свертывания и других белков в процессе свертывания крови, фибринолиза и активации других протеолитических систем (антитромбин I, метафактор Va, метафактор XIа, продукты фибринолиза, продукты деградации фибриногена)

Наиболее значимые естественные антикоагулянты:

а) антитромбин III – необратимо ингибирует большинство сериновых протеаз свертывающей системы (ф. IIa, IXa, Xa, XIa, XIIa), основной плазменный кофактор гепарина, особенно ингибирует тромбин.

б) гепарин – в 1000 раз повышает активность антитромбина III.

в) протеины C и S – разрушают факторы ф.Va, VIIIa и ингибируют образование фактора Xa и тромбина.

3

г) α2-макроглобулин – препятствует действию тромбина на фибриноген

д) ЛАКИ – ингибирует внешний механизм свертывания, связываясь с факторами VIIa и Xa. 1. 31. Витамин Н (биотин, антисеборрейный)

Химическое строение и свойства: состоит из имидазольного и тетрагидротиофенового колец, боковая цепь представлена валериановой кислотой. Плохо растворяется в воде, хорошо в спирте. Устойчив при нагревании.

Биотин способен образовывать с авидином – гликопротеином белка куриного яйца - прочный комплекс, который не может расщепляться пищеварительными ферментами. Поэтому при частом употреблении сырых яиц прекращается всасывание присутствующего в пище биотина.

Биохимические функции:

Коферментная форма – биотин (карбоксибиотинлизин – в тканях, карбоксибиотин – в крови).

Витамин Н способствует усвоению тканями ионов бикарбоната (но не СО2) и активирует реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования в составе следующих карбоксибиотинил-ферментов:

1. Пируваткарбоксилазы – фермента, катализирующего АТФ-зависимое образование оксалацетата из пирувата и НСО3- (ключевого митохондриального фермента глюконеогенеза)

пируват ЩУК + AДФ + Фн

2. Ацетил-КоА-карбоксилазы – первого фермента в реакциях биосинтеза жирных кислот. ацетил-КоА + АТФ + СО2 + Н2О малонил-КоА + АДФ + Фн

3. Пропионил-КоА-карбоксилазы – фермента, участвующего в окислении жирных кислот с нечетным числом атомов углерода. пропионил-КоА + АТФ + СО2 + Н2О метилмалонил-КоА + АДФ + Фн сукцинил-КоА (в результате изомеризации при участии витамина В12)

Гиповитаминоз.

Проявляется дерматитом, жирной себореей, алопецией (очаговым облысением), сонливостью, усталостью, болями в мышцах. Пищевые источники: синтезируется микрофлорой кишечника, это в значительной мере удовлетворяет потребности организма в нем; бобовые, цветная капуста, грибы, печень, почки, молоко, яичный желток.

Суточная потребность: 150–200 мкг.

1.32. Витамин В1 (тиамин, антиневритный витамин).

Химическое строение и свойства: водорастворимый, состоит из двух гетероциклических колец – аминопиримидинового и тиазолового. Хорошо сохраняется в кислой среде и выдерживает нагревание до высокой температуры, быстро разрушается в щелочной среде.

Витамин В1 присутствует в различных органах и тканях как в форме свободного тиамина, так и в форме его фосфорных эфиров: тиаминмонофосфата (ТМФ), тиаминдифосфата (ТДФ, синонимы: тиаминпирофосфат, ТПФ, кокарбоксилаза) и тиаминтрифосфата (ТТФ – важная роль в метаболизме нервной ткани). Основной коферментной формой (60–80 % от общего внутриклеточного содержания) является ТПФ.

Биохимические функции:

1) витамин В1 в форме ТПФ является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот а) прямое декарбоксилирование ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы:

ПВК СО2 + ацетальдегид б) окислительное декарбоксилирование ПВК с помощью пируватдегдрогеназы:

ПВК + КоА-SH + НАД+ ацетил-КоА + НАДН+Н+

в) окислительное декарбоксилирование α-кетоглутатарата катализирует α–кетоглута-ратдегидрогеназа (в составе α- кетоглутаратдегидрогеназного комплекса)

г) окислительное декарбоксилирование кетокислот с разветвленным углеродным скелетом (продукты дезаминирования валина, изолейцина и лейцина)

2)ТПФ – кофермент транскетолазы – фермента пентозофосфатного пути окисления углеводов, являющегося основным поставщиком НАДФH + H+ и рибозо-5-фосфата.

3)принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА – субстрата ацетилирования холина

4)может выполнять и некоферментные функции, конкретный механизм которых еще нуждается в уточнении (участие в кроветворении)

Гиповитаминоз.

Основные симптомам недостаточности: физическая слабость, снижение аппетита (витамин В1 необходим для стимуляции желудочной секреции), стойкие запоры; расстройство функции нервной системы (онемение пальцев, чувство «ползания мурашек», утрата периферических рефлексов, боль по ходу нервов); нарушения психической деятельности (раздражительность, забывчивость, страх, иногда галлюцинации, снижение интеллекта). Позже развивается глубокое поражение нервной системы, характеризующееся потерей чувствительности конечностей, развитием параличей.

Значительный дефицит - болезнь бери-бери («кандальная болезнь») - характеризуется крайне тяжелым течением: походка больного похожа на поступь овцы, тяжела, скованна (симптом симметричного опускания стоп), поражения сердечно-сосудистой и нервной системы.

В настоящее время дефицит витамина В1 становится одной из проблем питания, так как из-за высокого потребления сахара и кондитерских изделий, а также белого хлеба и шлифованного риса существенно увеличивается расход этого витамина в организме. Пищевые источники: много в пшеничном хлебе из муки грубого помола, в оболочке семян хлебных злаков, в сое, фасоли, горохе, в дрожжах, в печени, нежирной свинине, яичных желтках.

Использовать дрожжи в качестве источника витамина не рекомендуется из-за высокого содержания в них пуринов, что может приводить к возникновению обменного артрита (подагры).

Суточная потребность: 1,1 –1,5 мг.

1.33. Витамин В2 (рибофлавин)

Химическое строение и свойства: водорастворимый, гетероциклическое изоаллоксазиновое ядро, к которому присоединен в 9 положении спирт рибитол (производное D-рибозы). Окисленная форма желтого цвета. Хорошо растворим в воде, устойчив в кислой среде, легко разрушается под действием видимого и УФ-облучения.

Биохимические свойства:

4

В пище находится преимущественно в составе своих коферментных форм, связанных с белками, – флавопротеинов. В энтероцитах рибофлавин фосфорилируется до ФМН (флавин-мононуклеотида) и ФАД (флавин-аденин-динуклеотида).

Входит в состав флавиновых коферментов – ФМН и ФАД.

Роль этих коферментов заключается в следующем:

1)коферменты оксидаз, переносящих электроны и Н+ с окисляемого субстрата на кислород (участвуют в распаде аминокислот (оксидазы D- и L-аминокислот), нуклеотидов (ксантиноксидаза), биогенных аминов (моно- и диаминоксидазы)

2)промежуточные переносчики электронов и протонов в дыхательной цепи: ФМН входит в состав I-го комплекса цепи тканевого дыхания, ФАД – в состав II-го комплекса.

3)ФАД – кофермент пируват- и α-кетоглутаратдегидрогеназных комплексов (наряду с ТПФ и другими коферментами ФАД осуществляет окислительное декарбоксилирование соответствующих кетокислот), а также единственный кофермент сукцинатдегидрогеназы.

4)ФАД – участник реакций окисления жирных кислот в митохондриях (он является коферментом ацил-КоА- дегидрогеназы).

Гиповитаминоз.

Проявляется слабостью, повышенной утомляемостью и склонностью к простудным заболеваниям, специфические проявления - воспалительные процессы в слизистых, язык ярко-красный, в углу рта появляются трещины, отмечается помутнение роговицы и катаракта.

Хронический недостаток рибофлавина в питании существенно увеличивает риск развития рака пищевода и других орга-

нов.

Пищевые источники: печень, почки, желток куриного яйца, творог, в кислом молоке больше, чем в свежем. Частично дефицит рибофлавина восполняется кишечной микрофлорой.

Суточная потребность в витамине – 1-3 мг.

1.34. Витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный витамин, «король обмена аминокислот»).

Химическое строение и свойства. производные пиридина (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), отличающихся друг от друга наличием спиртовой, альдегидной или аминогруппы. Пиридоксин хорошо растворяется в воде и этаноле, устойчив в кислой и щелочной средах, легко разрушается под действием света при рН=7,0.

Коферментные функции выполняют 2 фосфорилированных производных пиридоксина: придоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

Биохимические функции:

а) Коферментные формы витамина В6 входят в состав следующих ферментов:

1.аминотрансфераз АК, катализирующих переаминирование

2.декарбоксилаз АК (образование биогенных аминов - гистамина, серотонина, ГАМК), а также моноаминоксидаз, гистаминазы (диаминооксидаза) и аминотрансферазы ГАМК, обезвреживающих (окисляющих) биогенные амины

3.изомераз АК (превращает D-АК в L-АК)

4.аминотрансфераз иодтирозинов и иодтиронинов, участвующих в синтезе гормонов щитовидной железы и распаде этих гормонов в периферических тканях

5.синтазы δ–аминолевуленовой кислоты, участвующей в биосинтезе гема гемоглобина и других гем-содержащих белков (из глицина и сукцинил~ КоА)

6.кинурениназы и кинуренинаминотрансферазы, обеспечивающих синтез витамина РР из триптофана

7.цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы – ферментов, катализирующих синтез и распад цистатионина

8.синтетазы 3-кетодигидросфингозида, участвующей в реакциях биосинтеза сфинголипидов (из серина и пальмитил~ КоА)

б) участвует в процессе активного транспорта некоторых АК через клеточные мембраны в) регулятор конформационного состояния гликогенфосфорилазы.

Гиповитаминоз.

Основные проявления: гипохромная анемия и судороги, сухой себорейный дерматит, стоматит и глоссит.

Чаще всего пиридоксиновая недостаточность наблюдается у маленьких детей при искусственном вскармливании стерилизованным молоком (разрушается витамин В6), у беременных при токсикозах, а также у взрослых при длительном лечении противотуберкулезным препаратом изониазидом (антагонист пиридоксаля).

Пищевые источники: бобовые, зерновые культуры, мясные продукты, рыба, картофель. Он синтезируется кишечной микрофлорой, частично покрывая потребность организма в этом витамине.

Суточная потребность: 2–2,2 мг пиридоксина.

1.35. Витамин В12 (кобаламин, антианемический витамин)

Химическое строение и свойства: водорастворимый, кобальтсодержащее порфироподобное ядро, связанное координационной связью с 4 атомами азота и с атомом азота 5,6-диметилбензимидазола.

Содержащийся в пище витамин В12 в желудочном соке связывается с вырабатываемым обкладочными клетками слизистой желудка белком – гликопротеином, получившим название “внутренний фактор Касла”. Одна молекула этого белка избирательно связывает одну молекулу витамина; далее в подвздошной кишке этот комплекс взаимодействует со специфическими рецепторами мембран энтероцитов и всасывается путем эндоцитоза. Без внутреннего фактора Касла витамин не всасывается.

Биохимические функции: Коферментные формы – метилкобаламин, дезоксиаденозилкобаламин.

1)синтез метионина из гомоцистеина (явно не удовлетворяющий потребностям организма) с помощью метионинсинтазы: гомоцистеин + метил-В12 метионин + В12.

2)изомеризация D-метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА с помощью метилмалонил-КоА-мутазы:

метилмалонил-КоА + дезоксиаденозин-В12 сукцинил-КоА

Гиповитаминоз.

Проявляется злокачественной мегалобластической анемией Аддисон–Бирмера (пернициозной анемией): нарушения кроветво-

рения, поражение задних и боковых столбов спинного мозга вследствие нарушения синтеза миелина, дегенеративные изменения ПНС и головном мозге, парестезии, ощущения онемения кистей и стоп, неустойчивость походки, ослабление памяти вплоть до спутанности сознания.

Пищевые источники: печень, мясо (в нем кобаламина 20 раз меньше, чем в печени), морские продукты (крабы, лососевые, сардины), молоко, яйца. Может синтезироваться кишечной микрофлорой.

Суточная потребность – 3 мкг.

5

1.36. Витамин С (аскорбиновая кислота, антицинготный)

Химическое строение: γ–лактон (по структуре подобен глюкозе), имеет 4 оптических изомера. Биологически активна только L– аскорбиновая кислота.

Свойства: разрушается в присутствии кислорода при комнатной температуре, с повышением температуры, под действием УФ лучей, в процессе приготовления пищи.

Биологическое значение:

1)играет значительную роль во внеклеточной антиоксидантной (АО) защите (превосходя глутатион-SH) благодаря а) способности легко отдавать 2 атома H в реакциях обезвреживания свободных радикалов б) обезвреживать свободный радикал токоферола, предупреждая окислительную деструкцию этого главного АО клеточных мембран (витамин Е в свою очередь усиливает антиоксидантное действие витамина С)

2)необходима для образования активных форм фолиевой кислоты, защиты железа гемоглобина и оксигемоглобина от окисления, поддержании железа цитохромов Р450 в восстановленном состоянии

3)участвует во всасывании железа из кишечника и освобождении железа из связи его с транспортным белком крови– трансферрином, облегчая поступление этого металла в ткани.

4)может включаться в работу дыхательной цепи митохондрий, являясь донором электронов для цитохрома С.

5)играет важную роль в реакциях гидроксилирования: гидроксилирование “незрелого” коллагена, триптофана в 5- гидрокситриптофан (в реакции синтеза серотонина), п-гидроксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту; β–бутиробетаина при биосинтезе карнитина; реакции гидроксилирования при биосинтезе гормонов корковой и мозговой части надпочечников

6)активно участвует в обезвреживании токсинов, АБ и других ксенобиотиков, осуществляемых оксигеназной системой цитохромов Р450 (играет роль прооксиданта, т.е. обеспечивает образование свободных радикалов кислорода)

7)антиканцероген (способен непосредственно предотвращать нитрозаминовый канцерогенез)

Гиповитаминоз.

а) незначительный: ощущение усталости, снижением аппетита, подверженностью к простудным заболеваниям, легкое появление синяков (кровоизлияний) на коже.

б) значительный - цинга (скорбутом): нарушение проницаемости капилляров, обусловленное недостаточностью гидроксилирования пролина и лизина в коллагене, и нарушение синтеза хондроитинсульфатов.

Клинические проявления:

1)кровоточивость десен, расшатывание зубов, отеки и боли в суставах, поражение костей, бледность кожных покровов, нарушение заживления ран.

2)мышечная слабостьследствие недостаточности карнитина, обеспечивающего энергетику миоцитов.

3)железодефицитная анемия - из-за нарушения всасывания железа и использования его запасов при синтезе гемоглобина, снижения участия фолиевой кислоты в пролиферации клеток костного мозга.

Смерть наступает обычно от кровоизлияния в полость перикарда.

Суточная потребность вне стрессовой ситуации: 100–200 мг в сутки В организме человека витамин С не синтезируется. В пищевом рационе человека аскорбиновая кислота должна присут-

ствовать постоянно, так как она быстро расходуется, а ее избыток уже через 4 ч полностью выводится из организма.

Источник: растительная пища (особенно перец и черная смородина, далее идут укроп, петрушка, капуста, щавель, цитрусовые, земляника, но чемпионом среди всех растений является шиповник).

1.37. Витамин В3 (пантотеновая кислота)

Химическое строение и свойства: водорастворимый, пантоил-β-аланин. Светло-желтая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде и этаноле.

Коферментные формы: 4′-фосфопантетеин, дефосфо-КоА и КоА-SH.

Биохимические функции:

Значение пантотеновой кислоты определяется исключительно важной ролью ее коферментных форм в ключевых реакциях метаболизма, а также способностью производных витамина, таких как, S-сульфопантетеин, поддерживать рост бифидобактерий – важного компонента биоценоза кишечника.

1)фосфопантетеин - активной субъединицей АПБ (ацил-переносящего белка) синтазы ЖК

2)дефосфо-КоА – кофермент цитратлиазы и N-ацетилтрансферазы.

3)КоА-SH – главный кофермент клетки, с участием которого протекают многочисленные реакции метаболизма:

Активирование ацетата (СН3-СО~S-KoA). Ацетил-КоА - субстратом для синтеза жирных кислот, холестерина и стероидных гормонов, ацетоновых тел, ацетилхолина, ацетилглюкозаминов. С него начинаются реакции главного метаболического пути клетки - цикла Кребса. Ацетил-КоА принимает участие в реакциях обезвреживания (ацетилирование биогенных аминов и чужеродных соединений).

Активирование жирных кислот (образование ацил-КоА). Ацил-КоА используется для синтеза липидов, окисляясь, он служит также источником энергии.

Транспорт жирных кислот в митохондрии.

Окислительное декарбоксилирование кетокислот – пировиноградной (при этом образуется ацетил-КоА) и α–кетоглутаровой

(при этом образуется сукцинил-КоА, используемый в реакциях синтеза гема гемоглобина и простетической группы цитохромов).

Пищевые источники: широко распространен в продуктах растительного и животного происхождения, особенно в пчелином маточном молочке и пивных дрожжах, в печени животных, яичном желтке, гречихе, овсе, бобовых.

Суточная потребность – 10– 15 мг.

1.38. Витамин РР (витамин В5 , никотиновая кислота, никотинамид, ниацин, антипеллагрический витамин).

Химическое строение и свойства: никотиновая кислота - пиридин-3-карбоновая кислота, никотинамид – ее амид никотиновой кислоты. Оба соединения в организме легко превращаются друг в друга и поэтому обладают одинаковой витаминной активностью. Витамин РР плохо растворяется в воде, но хорошо – в водных растворах щелочей.

Коферментные формы – НАД и НАДФ. Коферменты через биомембраны не проникают.

Биохимические функции:

Почти весь имеющийся в клетках и жидких средах организма витамин РР представлен в виде никотинамида, включенного в состав коферментов – НАД и НАДФ.

6

1.НАД - кофермент дегидрогеназ (реакции окисления глюкозы, жирных кислот, глицерола, аминокислот, цикла Кребса, кроме сукцинатдегидрогеназы). В этих реакциях кофермент выполняет функцию промежуточного акцептора электронов и протонов.

2.НАД – переносчик протонов и электронов в дыхательной цепи митохондрий (от окисляемого субстрата к первому комплексу цепи тканевого дыхания).

3.НАД – субстрат ДНК-лигазной реакции при синтезе и репарации ДНК, а также субстрат для синтеза поли-АДФ-рибозы в поли- (АДФ)-рибозилировании белков хроматина

4.НАДФН – донор водорода в реакциях синтеза жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов и некоторых других соединений.

5.НАДФН – компонент монооксигеназной цепи микросомного окисления, выполняющей функцию детоксикации антибиотиков и других чужеродных веществ.

6.НАД и НАДФ – аллостерические регуляторы ферментов энергетического обмена, в частности, ферментов цикла Кребса, а также реакций новообразования глюкозы (глюконеогенеза).

7.Никотинамид и его метаболиты являются участниками процесса метилирования т-РНК и белков.

Гиповитаминоз.

Характерный признак - симптомокомплекс “трех Д” - пеллагра: дерматит, диарея, деменция. В основе заболевания лежит нарушение пролиферативной активности и энергетики клеток.

Дерматит чаще всего отмечается на открытых участках кожи, которая под действием солнечных лучей краснеет, покрывается пигментными пятнами (в виде крыльев бабочки) и шелушится. Язык становится ярко-красным и болезненным, утолщается, на нем появляются трещины (глоссит). Слизистые оболочки полости рта (стоматит, гингивит) и кишечника воспаляются, затем изъязвляются. Расстройство пищеварения проявляется тошнотой, отсутствием аппетита, болями в животе, поносами. Нарушается функция периферических нервов и центральной нервной системы. Появляется головокружение, головные боли. Апатия сменяется депрессией. Тугодумие – вплоть до умственной отсталости – тоже проявление болезни. Развиваются психозы, психоневрозы, в тяжелых случаях отмечаются галлюцинации.

Пищевые источники: печень, мясо, рис, хлеб, картофель. Витамин РР способен синтезироваться клетками организма из триптофана, но этот процесс малоэффективен – из десятков молекул триптофана образуется только одна молекула витамина.

Суточная потребность: 20–25 мг

1.39. Фолиевая кислота (фолацин, витамин В9, витамин Вс, фактор роста, птероилглутаминовая кислота).

Химическое строение и свойства: водорастворимый, состоит из трех компонентов: гетероциклического остатка птеридина, парааминобензойной кислоты (ПАБК) и глутаминовой кислоты (несколько остатков). Плохо растворима в воде и органических растворителях, хорошо в щелочных растворах. Разрушается под действием света, при обработке и консервировании овощей.

Биохимические функции:

Коферментная форма фолиевой кислоты – ТГФК – необходима для мобилизации и использования в реакциях метаболизма одноуглеродных функциональных групп: метильной (- СН3), метиленовой (- СН2 -), метенильной (-СН =), формильной (– СНО) и формиминогруппы (СН=NH).

Важнейшими реакциями с участием одноуглеродных фрагментов, связанных с ТГФК, являются:

1)N5,N10-метенил-ТГФК и N10-формил ТГФК служат донорами соответствующих одноуглеродных радикалов при синтезе пуриновых нуклеотидов;

2)N5-метил-ТГФК вместе с витамином В12 участвуют в переносе метильной группы в реакциях синтеза дезокси-ТМФ и метионина;

3)ТГФК вовлекается в метаболизм аминокислот: серина, глицина и метионина.

Гиповитаминоз.

Основное проявление - мегалобластическая, макроцитарная анемия. В крови появляются большие незрелые кроветворные клетки - мегалобласты. Снижается количество эритроцитов и гемоглобина, причем эритропения выражена в большей степени, чем снижение уровня гемоглобина (в отличие от железодефицитной анемии). Характерно появление в крови гиперсегментированных многоядерных лейкоцитов с большим числом тяжей между сегментами ядер.

При недостаточности фолатов отмечаются слабость, головная боль, обмороки, бледность кожи, красный саднящий язык, диарея. Больные раздражительны, враждебны, у них плохая память, паранойя.

Пищевые источники: много в лиственных овощах (шпинате), салате, капусте, томатах, землянике, в печени и мясе, яичном желтке.

Суточная доза: 150– 200 мкг, лечебная доза – до 2 мг в сутки.

1.40. Витамин Р (рутин, биофлавоноиды, витамин проницаемости)

Химическое строение и свойства: разнообразная группа растительных полифенольных соединений, в основе структуры которых лежит дифенилпропановый углеродный скелет:

Биохимические функции:

1)биофлавоноиды используются для построения в клетке убихинона.

2)рутин и квертецин – являются эффективными антиоксидантами.

3)флавоноиды (катехины) зеленого чая способны оказывать выраженное цитопротекторное действие, в основе которого лежит их свойство перехватывать свободные радикалы кислород.

4)биофлавоноиды кроме прямого антирадикального действия, могут также связывать ионы металлов с переменной валентностью, ингибируя тем самым процесс ПОЛ биомембран.

5)капилляроукрепляющее действие витамина Р, обусловленное его способностью регулировать образование коллагена (синергизм с витамином С) и препятствовать деполимеризации основного вещества соединительной ткани гиалуронидазой.

Гиповитаминоз.

Явления повышенной проницаемости и ломкости капилляров, петехии (точечные кровоизлияния), кровоточивость десен. Пищевые источники: Р–витаминные вещества содержатся в тех же растительных продуктах, что и витамин С (черноплодная рябина, черная смородина, яблоки, виноград, лимоны, чайный лист и плоды шиповника).

Суточная потребность – 25–50 мг.

1.41. Витаминоподобные вещества.

Инозитол (Витамин В8)

Химическое строение и свойства: шестиатомный циклический спирт, хорошо растворим в воде.

Метаболизм и функции:

7

1.Инозит входит в состав инозитолфосфатидов, содержащихся во всех тканях, особенно богата ими нервная ткань.

2.Фофорилированные формы инозитола, прежде всего ИФ3, являются посредниками в реализации действия некоторых гормонов. ИТФ способствует высвобождению ионов кальция из кальцисом (замкнутых пузырьков, формируемых мембранами эндоплазматического ретикулума).

Липоевая кислота (витамин N)

Химическое строение и свойства: тиопроизводное валериановой кислоты.

Биохимические функции:

кофермент (один из пяти) пируват – и α- кетоглутаратдегидрогеназ. В этих реакциях липоевая кислота выполняет роль переносчика электронов и ацильных групп.

идеальный антиоксидант. Она устраняет свободные радикалы, образующиеся при окислении пирувата в митохондриях, реактивирует другие антиоксиданты – витамины Е и С, а тиоредоксин и глутатион, предохраняет от перекисной модификации атерогенные липопротеины (ЛПНП). Синергичное действие липоевой кислоты с витаминами Е и С является мощной протекцией атеросклероза.

играет определенную роль в профилактике рака.

увеличивает эффективность утилизации глюкозы клетками (путем влияния на белок-транспортер глюкозы Т1), ингибирует распад инсулина, снижает уровень гликозилирования белков.

п-Аминобензойная кислота Свойства: плохо растворяется в воде, хорошо – в спирте и эфире; химически устойчива.

Участие в метаболизме:

1)входит в состав молекулы фолиевой кислоты, следовательно, ПАБК принимает участие во всех реакциях метаболизма, где необходим витамин ВС

2)большинство микроорганизмов не могут синтезировать ПАБК, в связи с чем ее структурные аналоги (сульфаниламиды) широко используются в качестве антибактериальных средств.

3)обладает способностью активировать тирозиназу – ключевой фермент при биосинтезе меланинов кожи (необходима для нормальной пигментации волос и кожи)

Витамин U.

Химическое строение и свойства: S-метилметионин. Хорошо растворим в воде. При варке пищи легко разрушается.

Метаболизм и функции:

1)донор метильных групп в реакциях синтеза холина (холинфосфатидов) и креатина, в синтезе метионина и некоторых других соединений, нуждающихся в метильных группах.

2)липотропное действие на печень (участвует в синтезе холина – липотропного вещества).

Холин (витамин В4).

Химическое строение и свойства: аминоэтиловый спирт, содержащий три метильные группы у атома азота. Сиропообразная жидкость с сильно выраженными щелочными свойствами.

Биохимические функции.

1.метаболический предшественник нейромедиатора – ацетилхолина:

2.фосфохолин используется для синтеза фосфатидилхолина (лецитина)

3.необходим для синтеза другого липида – сфингомиелина

4.Холин является донором метильных групп в реакциях трансметилирования

Пангамовая кислота (витамин В15).

Химическое строение и свойства: эфир глюконовой кислоты и диметилглицина.

Участие в метаболизме:

1)проявляет антиоксидантное действие

2)подобно метионину служит источником метильных групп

3)участвует в биосинтезе холина, креатина, снижает уровень холестерина

4)активирует иммунные процессы

5)средство, снижающее потребность в алкоголе и предотвращающее похмелье.

8