БХ

Единицы ферментативной активности:

•Международная единица (МЕ) активности ферментов – это количество фермента, способного превратить 1 мкмоль субстрата в продукты реакции за 1 мин при 25 °С и оптимуме рН.

•Катал соответствует количеству катализатора, способного превращать 1 моль субстрата в продукт за 1 сек при 25 °С и оптимуме рН.

•Удельная активность фермента – число единиц ферментативной активности фермента в расчете на 1 мг белка.

•Молярная активность – это отношение числа каталов (МЕ) к числу молей фермента (30

мин).

Классификация и номенклатура ферментов.

Различают несколько способов называть ферменты:

Тривиальная номенклатура – название ферментам дают по случайным признакам. Например: пепсин (от греч. пепсис – пищеварение), трипсин (от греч. трипсис – разжижаю), цитохромы (от лат. citos

– клетка и chroma – цвет) и т.д.

Рациональная номенклатура – название фермента составляется из названия субстрата и характерного окончания -аза. Например: фермент, ускоряющий реакцию гидролиза крахмала – амилаза (амилон

–крахмал), гидролиза жиров – липаза (от греч. липос – жир), белков (протеинов) – протеаза, мочевины

–уреаза (от греч. уреа – мочевина) и т. д.

Систематическая номенклатура - название фермента составляют из химического названия субстрата (субстратов), на который действует фермент, типа катализируемой реакции и окончания -аза. Например: фермент, осуществляющий гидролиз мочевины (рациональное на звание – уреаза), по систематической номенклатуре – карбамидамидогидролазой.

10. Строение ферментов. Структура и функции активного центра. Механизм действия ферментов. Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты, их участие в работе ферментов. Активаторы ферментов: механизм действия. Ингибиторы ферментативных реакций: конкурентные, неконкурентные, необратимые. Лекарственные препараты – ингибиторы ферментов (примеры).

Строение ферментов:

Все ферменты являются белками. Ферменты, как и белки могут быть простыми и сложными. У сложных ферментов белковая часть молекулы называется апофермент, а небелковая часть – кофактор. Роль кофактора могут играть как неорганические вещества (ионы железа, магния, цинка, меди и др.), так и органические вещества – коферменты. Для работы ряда ферментов необходимы и кофермент, и ион металла (кофактор).

Коферменты – низкомолекулярные органические вещества небелковой природы, связанные с белковой частью фермента временно и непрочно. В случае, когда небелковая часть фермента связана с белковой прочно и постоянно, то такую небелковую часть называют простетической группой. Важными коферментами являются производные витаминов. Например, витамин В1 (тиамин) преобразуется в тиаминпирофосфат, который участвует в окислительном декарбоксилировании α-кетокислот; витамин В2 (рибофлавин) является предшественником флавинов ФАД и ФМН, которые участвуют в ОВР; пантотеновая кислота превращается в КоА~SH, который необходим для активации различных органических кислот (уксусной, янтарной, жирных кислот). Вместе апофермент и кофактор образуют холофермент (от англ. whole – весь, целый). Характерной особенностью сложных ферментов является то, что ни апофермент, ни кофактор по отдельности не обладают каталитической активностью; активность проявляет холофермент. Причем добавочная группа стабилизирует белковую часть и делает ее менее уязвимой к действию денатурирующих агентов.

В исполнении каталитической функции непосредственно участвует простетическая группа, т.к. она входит в состав каталитического центра фермента.

21

Активный центр:

Способность фермента катализировать биохимическую реакцию обусловлена наличием в его структуре активного центра. Активный центр фермента формируется на третичном уровне организации белковой молекулы фермента. К активному центру фермента присоединяется органическое вещество (субстрат), которое

входе катализа превращается в продукт реакции.

Вактивном центре фермента выделяют:

-«контактный, якорный, субстратный» участок – участок,

притягивающий и удерживающий субстрат в активном центре ферменте благодаря своим функциональным группам

-«каталитический» участок, функциональные группы которого непосредственно участвуют в реакции.

У простых ферментов функцию контакта с субстратом выполняет часть белковой молекулы, которая может быть представлена уникальным сочетанием нескольких аминокислотных остатков, которые располагаются в определенной части белковой молекулы фермента и непосредственно участвует в акте катализа (cульфгидрильная группа цистеина, гидроксильная группа серина, имидазольное кольцо гистидина, аминогруппа лизина и аргинина, карбоксильная группа аспартата и глутамата и др.).

Субстрат присоединяется к активному центру фермента слабыми связями (ионными или водородными). У сложных ферментов в состав активного центра входит кофактор, который принимает непосредственное участие в катализе.

Аллостерический центр:

Аллостерическими ферментами называют ферменты, активность которых регулируется веществами, называемыми эффекторами. Эффекторами часто являются различные клеточные метаболиты (например, конечные продукты реакций синтеза и распада). Аллостерические ферменты обычно олигомерные белки, состоящие из нескольких протомеров; они имеют аллостерический центр, пространственно удаленный от каталитического активного центра.

Некоторые ферменты функционируют как мультиферментные комплексы – надмолекулярные структуры, состоящие из нескольких ферментов, каждый из которых катализирует определенную реакцию (синтаза жирных кислот, пируватдегидрогеназный комплекс, αкетоглутаратдегидрогеназный комплекс).

Механизм действия ферментов:

В основу теории механизма действия ферментов положено образование ферментсубстратного ком-

плекса: En + S→ [EnS] + P

Механизм действия фермента, исходя из работ Брауна, Михаэлиса и Ментен можно представить поэтапно:

1. Образование фермент-субстратного комплекса

(субстрат прикрепляется к активному центру фермента). На 1 стадии ферментативного процесса может меняться не только конформация фермента, изменению подвергается и субстрат. В субстрате возникают дополнительные связи.

2. На второй стадии ферментативного процесса, которая протекает медленно, происходят электронные пере-

стройки в ферментсубстратном комплексе. Фермент

(En) и субстрат (S) начинают сближаться, чтобы вступить

вмаксимальный контакт и образовать единый фермент-

субстратный комплекс. Продолжительность второй стадии зависит от энергии активациисубстрата. Энергия ак-

тивации – энергия, необходимая для перевода всех молекул 1 моля субстрата (S) в активированное состояние при данной температуре.

22

3. На третьей стадии происходит сама химическая реакция с образованием продуктов реакции.

Третья стадия процесса непродолжительна. В результате реакции субстрат превращается в продукт реакции; ферментсубстратный комплекс распадается и фермент выходит неизмененным из ферментативной реакции.

Кофакторы:

Активаторы:

1.Активаторами ферментов являются их суб-

страты.

2.Активаторами могут быть кофакторы, т.к. они важные участники ферментативного процесса. Например, металлы, входящие в состав каталитического центра фермента: амилаза слюны активна в присутствии ионов кальция, лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – Zn, аргиназа – Mn, пептидаза – Mg. Витамин PP входит в состав НАД, НАДФ; витамин С в состав цитохромоксидазы. Они обеспечивают связывание активного центра фермента с субстратом.

3.Анионы также могут оказывать активирующее

влияние на активность фермента (анионы Сl - активируют слюнную амилазу).

4.Активаторами могут служить также вещества, создающие оптимальную рН для проявления ферментативной активности (НСl для создания оптимальной среды желудочного содержимого для активации пепсиногена в пепсин).

5.Активаторами являются также вещества, переводящие проферменты в активный фермент (энтерокиназа кишечного сока активирует превращение трипсиногена в трипсин).6. Активаторами могут быть разнообразные метаболиты, которые связываются с аллостерическим центром фермента и способствуют формированию активного центра фермента.

Ингибиторы:

Ингибиторы – это вещества, которые тормозят активность ферментов. Различают два основных типа ингибирования:

- необратимое, - обратимое.

1.Необратимое

При необратимом ингибировании ингибитор прочно (необратимо) связывается с активным центром фермента ковалентными связями, изменяет конформацию фермента. Таким образом могут действовать на ферменты соли тяжелых металлов (ртути, свинца, кадмия и др.), соединения мышьяка и другие токсические вещества, способные привести к необратимой денатурации апофермента.

Ингибирование ацетилсалициловой кислотой фермента синтеза простагландинов – циклооксигеназы. Присоединение ацетильной группы к гидроксильной группе серина в активном центре фермента вызывает инактивацию последнего и прекращение синтеза простагландинов.

2. Обратимое ингибирование

Это такой тип ингибирования, когда активность ферментов может восстанавливаться. Обратимое ингибирование бывает 2-х типов:

А) конкурентное

При таком виде ингибирования ингибитор по своей структуре похож на субстрат фермента. Поэтому он соперничает с субстратом за активный центр (за контактный участок), что приводит к уменьшению связывания субстрата с ферментом и нарушению катализа.

Пример:

23

- Ингибирование фермента цикла трикарбоновых кислот сукцинат-дегидрогеназы малоновой кислотой, структура которой схожа со структурой субстрата этого фермента – янтарной кислоты (сукцината).

Б) неконкурентное

Данный вид ингибирования связан с присоединением ингибитора не в активном центре, а в другом месте молекулы. Но при этом меняется структура активного центра и связь с субстратом становится невозможной.

Пример:

-синильная кислота (цианиды) связывается с гемовым железом ферментов дыхательной цепи и блокирует клеточное дыхание;

-связывание ионов тяжелых металлов (Cu2+, Hg2+, Ag+) с SH-группами белков.

Вкачестве других примеров лекарственных конкурентных ингибиторов можно привести

•ингибитор синтеза холестерина ловастатин, обратимо ингибирующий ГМГ-S-КоАредуктазу,

•противоопухолевый препарат метотрексат, необратимо подавляющий дигидрофолатредуктазу,

•непрямой антикоагулянт дикумарол, конкурент витамина К,

•антигипертензивный препарат метил-ДОФА, подавляющий активность ДОФАдекарбоксилазы,

•средство для лечения подагры аллопуринол, ингибирующий ксантиноксидазу.

11. Регуляция действия ферментов. Аллостерический центр, аллостерические ингибиторы и активаторы (примеры). Регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования (примеры).

Регуляция активности ферментов:

1. Аллостерический центр и аллостерическая регуляция

С аллостерическим центром взаимодействуют различные вещества, чаще всего метаболиты химических реакций клеток (эффекторы). Модуляторы могут быть положительные – активаторы или отрицательные – ингибиторы. Соединение модуляторов с аллостерическим центром приводит к изменению конформации фермента. Аллостерический центр ещё называют центром регуляции активности фер-

мента.

В качестве отрицательного регулятора может выступать конечный или промежуточный метаболит биохимического процесса, т.е. включается механизм обратной отрицательной связи. Если регуляторами являются начальный метаболит или субстрат реакции, то говорят о прямой регуляции, она может быть как положительной, так и отрицательной.

Например:

•АТФ и НАДН – это конечные продукты реакций цикла Кребса ингибирует аллостерические ферменты цитратсинтазу, изоцитратдегидрогеназу.

•фермент энергетического окисления глюкозы, фосфофруктокиназа, регулируется промежуточными и конечными продуктами этого распада. При этом АТФ, лимонная кислота, фрук- тозо-1,6-дифосфат являются ингибиторами, а фруктозо-6-фосфат и АМФ – активаторами фермента.

24

2. Ковалентная модификация

Ковалентная модификация заключается в обратимом присоединении или отщеплении определенной группы, благодаря чему изменяется активность фермента. Чаще всего такой группой является фосфорная кислота, реже метильные и ацетильные группы.

Фосфорилирование фермента происходит по остаткам серина и тирозина. Присоединение фосфорной кислоты к белку осуществляют ферменты протеинкиназы, отщепление – протеинфосфатазы.

Ферменты могут быть активны как в фосфорилированном, так и в дефосфорилированном состоя-

нии.

Например, в мышцах ферменты гликогенфосфорилаза и гликогенсинтаза:

•при нагрузке фосфорилируются, при этом фосфорилаза гликогена становится активной и начинает расщепление гликогена и сжигание глюкозы, а гликогенсинтаза при этом неактивна.

•во время отдыха при синтезе гликогена оба фермента дефосфорилируются, синтаза при этом становится активной, фосфорилаза – неактивной.

3. Компартментализация

Компартментализация – это сосредоточение ферментов и их субстратов в одном компартменте (одной органелле) – в эндоплазматическом ретикулуме, митохондриях, лизосомах, ядре, плазматической мембране и т.п.

Например, ферменты цикла трикарбоновых кислот и β-окисления жирных кислот расположены в митохондриях, ферменты синтеза белка – в рибосомах.

4. Генетическая регуляция

Генетическая регуляция (изменение количества фермента) может происходить в результате увеличения или снижения его синтеза. С этой точки зрения ферменты можно подразделить на три группы:

1. Конституитивные – такие ферменты, которые образуются в клетке постоянно, независимо от наличия субстрата (ферменты гликолиза, β-окисления жирных кислот, репарации ДНК).

2. Индуцируемые – синтез этих ферментов возрастает при наличии соответствующих стимулов - индукторов.

3. Репрессируемые – образование таких ферментов в клетке при необходимости подавляется. Изменение скорости синтеза фермента (индукция или репрессия) обычно зависит от количества

определенных гормонов или метаболитов процесса. Примеры индуцируемых ферментов:

•гормоны глюкокортикоиды стимулируют синтез ферментов глюконеогенеза,

•при беременности и после родов в молочной железе индуцируется синтез фермента лактозосинтазы под воздействием лактотропного гормона,

•токсические субстраты (например, этанол и барбитураты) стимулируют в печени синтез

"своего" изофермента цитохрома Р450, который окисляет и обезвреживает эти вещества, Примеры репрессируемых ферментов:

25

•в печени репрессия фермента синтеза холестерола ГМГ-SKoA-редуктазы под влиянием холестерина и желчных кислот,

•в печени репрессия синтеза ферментов глюконеогенеза под действием инсулина,

5.Регуляция частичным протеолизом

Ограниченный (частичный) протеолиз проферментов подразумевает, что синтез некоторых ферментов осуществляется в виде более крупного предшественника и при поступлении в нужное место этот фермент активируется через отщепление от него одного или нескольких пептидных фрагментов. Подобный механизм защищает внутриклеточные структуры от повреждений.

Пример:

Активация протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта (трипсиноген, пепсиноген, прокарбоксипептидазы), факторов свертывающей системы крови, лизосомальных ферментов (катепсины).

6. Механизм ассоциации-диссоциации

Это разновидность белок-белкового взаимодействия.

Активатором для протеинкиназы А является цАМФ. Присоединение цАМФ к регуляторным субъединицам фермента вызывает их отхождение от каталитических субъединиц. Каталитические субъединицы при этом активируются.

12. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифические ферменты, изоферменты (на примере ЛДГ, МДГ и др.). Изменения активности ферментов при патологии. Энзимопатии, энзимодиагностика и энзимотерапия.

Выделяют ферменты по локализации в организме:

1. Общие ферменты обнаруживаются во всех клетках, обеспечивают основные процессы жизнедеятельности клетки:

-Синтез АТФ

-Метаболизм белков, жиров, углеводов

-Цикл Кребса

-Окислительного фосфорилирования.

2. Органоспецифические ферменты

-Костная ткань (Щелочная фосфатаза)

-Почки (Трансамидиназа, щелочная фосфатаза)

-Печень (Аргиниза, АЛТ (её больше, чем АСТ), АСТ, ЛДГ5 и ЛДГ4, щелочная фосфатаза, холинэстераза, гамма-глутамилтранспептидаза, глутаматдегидрогенеза)

-Миокард (АСТ (её больше, чем АЛТ), КФК, ЛДГ1, ЛДГ2)

-Поджелудочная железа ( -амилаза, липаза, гамма-глутамилтранспептидаза)

-Простата (кислая фосфатаза)

Изоферменты:

Изоферменты – это ферменты, катализирующие одну и ту же реакцию, но различающиеся по первичной структуре белка.

•К примеру, молекула ЛДГ (лактатдегидрогеназа) состоит из 4-х субъединиц – M (muscle)

иH (heart). Комбинация из этих субъединиц дает 5 изоферментов

НННННННМ ННММ НМММ ММММ

Таким образом, активность ЛДГ1 и ЛДГ2 повышается при инфаркте миокарда, при заболеваниях печени ЛДГ5, при опухолях, лейкозах, заболеваниях селезенки ЛДГ3 и ЛДГ4.

26

•МДГ (малатдегидрогеназа) и его изоформы встречаются в печени, сердце, скелетных мышцах и головном мозге.

•КФК (креатинфосфокиназа). Выделяют 3 изоформы:

Энзимодиагностика:

Энзимодиагностика – это исследование активности ферментов плазмы крови, мочи, слюны с целью диагностики тех или иных заболеваний. В основе энзимодиагностики лежат два факта:

1.Заболевание органа приводит к понижению синтеза ферментов в клетках. Если некоторые ферменты секретируются клетками наружу, то их активность в биологической жидкости снижается. Примером является снижение активности факторов гемостаза, церулоплазмина и псевдохолинэстеразы в крови при заболеваниях печени.

2.При воспалении или некрозе ткани происходит разрушение клеток, в результате чего внутриклеточные ферменты (органоспецифичные) оказываются в плазме крови или в моче, их активность здесь повышается.

Примером для второго случая может служить фермент лактатдегидрогеназа, определение её активности в сыворотке крови необходимо при заболеваниях сердца, печени, скелетной мускулатуры. Увеличение активности α-амилазы в плазме крови и моче наблюдается при воспалительных процессах

вподжелудочной и слюнных железах.

Энзимопатии:

Это заболевания, вызванные нарушением синтеза ферментов.

Различают энзимопатии:

1.наследственные (первичные)

2.приобретенные (вторичные).

Наследственные энзимопатии связаны с нарушением в генетическом аппарате клетки, приводящим к отсутствию синтеза определенных ферментов. К наследственным (первичные)относятся эн-

зимопатии, связанные с нарушением превращения аминокислот:

1.Фенилкетонурия – наследственное нарушение синтеза фермента фенилаланингидроксилаза, который катализирует превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин. При этой патологии происходит увеличение концентрации в крови фенилаланина и патологических продуктов его метаболизма

-фенилпирувата и фениллактата, которые оказывают токсическое действие на головной мозг. Фенилпируват выделяется с мочой, и это явление называется фенилкетонурией. Фенилкетонурия сопровождает наследственное заболевание, при котором развивается слабоумие – фенилпировиноградная олигофрения. При этом заболевании у детей необходимо исключить из рациона аминокислоту фенилаланин.

2.Альбинизм – заболевание, связанное с генетическим дефектом фермента тирозиназы. При потере меланоцитами способности синтезировать этот фермент (окисляет тирозин в ДОФА и ДОФА-хинон) в коже, волосах и сетчатке глаза не образуется меланин.

3.Алкаптонурия – выделение с мочой у детей больших количеств гомогентизиновой кислоты, которая окисляется кислородом воздуха и придает моче темное окрашивание («темная моча»). Этот дефект связан с отсутствием фермента печени и почек диоксигеназы гомогентизиновой кислоты. Данная патология может осложниться у детей охронозом – отложением темного пигмента в тканях (нос, уши, склера).

4.Дефект лактазы у новорожденных – вызывается наследственными нарушениями синтеза лактазы – фермента, участвующего в гидролизе лактозы на глюкозу и галактозу. Лактаза вырабатывается железистыми клетками тонкого кишечника. В отсутствие фермента лактоза не расщепляется, и ее используют для питания бактерии кишечника. При сбраживании лактозы бактериями образуется органические кислоты и СО2. Скопление этих веществ в кишечнике приводит к вздутию и расстройствам кишечника (диарея). Дети, имеющие дефицит лактазы, не могут употреблять молоко в пищу. Заболевание встречается у 10-15% населения.

5.Галактоземия – отсутствие или низкая активность у детей фермента галактозо-1-фосфатуриди- лтрансфераза. В результате у детей в крови накапливается галактоза, которая выводится с мочой

27

(галактозурия). Заболевание характеризуется помутнением хрусталика глаза (катаракта), замедленным умственным развитием ребенка.

6. Фруктозурия – врожденный недостаток фермента фруктокиназы у детей. У ребенка не образуется фруктозо-1-фосфат. Фруктоза накапливается в крови и выводится с мочой (фруктозурия).

Приобретенные энзимопатии, т.е. нарушение синтеза ферментов, могут возникать в результате:

1)перенесенных соматических заболеваний, например, кишечника, поджелудочной железы;

2)перенесенных инфекционных заболеваний;

3)длительного применения лекарств (антибиотиков, сульфаниламидов);

4)вследствие авитаминозов (отсутствие их в качестве кофакторов);

5)злокачественных опухолей (из-за активной пролиферации опухолевых клеток активность ферментов увеличивается).

Энзимотерапия:

1)Самыми распространенными ферментативными препаратами являются многочисленные комплексы пищеварительных ферментов (Ацидин-пепсин, Фестал, Энзистал, Панкреатин, Мезим форте, Вобэнзим, Креон), содержащие пепсин, трипсин, амилазу, лактазу, и используемые для заместительной терапии при нарушениях переваривания веществ в желудочно-кишечном тракте.

2)Тканевой фермент гиалуронидаза нужна организму для обратимого изменения проницаемости межклеточного вещества, в основе которого находится гиалуроновая кислота. Лекарственную форму гиалуронидазы вводят для размягчения рубцов, появления подвижности в суставах, рассасывания гематом.

3)Коллагеназу применяют для ускорения отторжения некротизированных тканей, для очистки трофических язв.

4)Цитохром с – белок, участвующий в процессах тканевого дыхания. Его применяют при асфиксии новорожденных, при гипоксии тканей – астматические состояния, сердечная недостаточность, нарушения мозгового и периферического кровообращения и т.п.

5)Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза входят в состав глазных капель для лечения вирусных конъюнктивитов, также при нанесении на рану они разжижают гной, при ингаляциях уменьшают вязкость слизи, деполимеризуя нуклеиновые кислоты в мокроте.

6)Урокиназа, щелочная и кислая фосфатазы используются как активаторы фибринолиза при тромбозах. Также используется тромбин.

7)Трипсин ингалируют при бронхолегочных заболеваниях для разжижения густой и вязкой мок-

роты.

8)Фицин используется в фармацевтической промышленности в качестве добавки к зубным пастам для удаления зубного налета.

13. Витамины, классификация витаминов (по растворимость и функциональная). История открытия и изучения витаминов. Функции витаминов. Авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы, их причины и особенности проявления.

Первым выделил витамин в кристаллическом виде польский ученый Казимир Функ в 1911 году. Год спустя он же придумал и название - от латинского "vita" - "жизнь".

Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, необходимые для осуществления жизненно важных биохимических и физиологических процессов в живых организмах.

Общие свойства витаминов:

1.Витамины должны поступать с пищей. В организме витамины не образуются, или их образование недостаточно для покрытия нужд организма (витамин РР синтезируется из триптофана, витамин D (холекальциферол) - синтезируемый из холестерола).

2.Витамины не являются пластическим материалом. Исключение – витамин F.

3.Витамины не служат источником энергии. Исключение – витамин F.

4.Витамины биологически активны уже в малых количествах и необходимы для всех жизненных процессов.

28

5.Витамины неспецифичны по органам. При поступлении в организм они оказывают влияние на биохимические процессы, протекающие в любых тканях и органах.

6.В повышенных дозах могут использоваться в лечебных целях в качестве неспецифических средств: при сахарном диабете – B1, B2, B6, при простудных и инфекционных заболеваниях – витамин С, при бронхиальной астме – витамин РР, при язвах ЖКТ – витаминоподобное вещество U и никотиновая кислота, при гиперхолестеринемии – никотиновая кислота.

Классификация витаминов:

Провитамины:

Некоторые витамины поступают в организм в виде провитаминов. В организме провитамины превращаются в активные формы, например:

•каротиноиды, в частности β-каротин, превращаются в витамин А,

•пищевой эргостерол или 7-дегидрохолестерол под действием ультрафиолетовых лучей превращаются соответственно в эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин

D3).

Антивитамины:

Соединения, препятствующие проявлению эффектов витамина тем или иным образом, получили название антивитамины. Их подразделяют на две основные группы:

1.Вещества, которые инактивируют витамин путем его расщепления, разрушения или связывания его молекул в неактивные формы. Примером служит яичный белок авидин или фермент тиаминаза, которые препятствуют усваиванию витамина Н.

2.Вещества, похожие по структуре на тот или иной витамин. Эти вещества конкурентно вытесняют витамины из ферментов, препятствуют образованию их коферментных форм или участию в реакциях. Примером являются антибактериальные препараты группы сульфаниламидов (антифолаты), дикумарол (антивитамин К), изониазид (антивитамин РР).

Нарушение обмена витаминов:

1. Авитаминоз – комплекс симптомов, развивающихся в результате достаточно длительного или полного отсутствия одного из витаминов в рационе питания животных или человека.

2. Полиавитаминоз – совместная недостаточность нескольких витаминов.

3. Гиповитаминоз – комплекс симптомов, характеризующих частичную недостаточность витамина.

4. Дисвитаминоз – антагонистические взаимодействия между витаминами, когда один из них препятствует действию или всасыванию другого.

5. Гипервитаминоз – комплекс биохимических нарушений, возникающих вследствие длительного избыточного введения в организм любого из витаминов.

Причины:

Экзогенные причины гипо- и авитаминоза:

1)однообразие пищи, с недостаточным содержанием витаминов,

2)изменение нормальной микрофлоры кишечника (дисбактериоз),

3)длительное лечение антибиотиками, сульфаниламидами (ряд витаминов продуцируются кишечной микрофлорой: К, Н, В3, В6, В12, Вс).

29

Эндогенные причины:

1)нарушение всасывания и транспорта витаминов,

2)нарушение образования из витамина кофермента,

3)усиленный распад витамина,

4)растущий организм, который нуждается в большем количестве витаминов.

5)беременность

Функции витаминов:

Витамины, в зависимости от участия витаминов в основных видах обмена веществ разделяют на 6 групп:

•Витамины, участвующие в окислительно-восстановительных процессах:А, Е, К; В2, РР, С.

•Витамины, участвующие в углеводном обмене: В1, В2, В3, РР, Н.

•Витамины, участвующие в липидном обмене: В2, В3, РР, Н, F.

•Витамины, участвующие в обмене простых белков и аминокислот – В6.

•Витамины, участвующие в минеральном обмене – D.

•Витамины, участвующие в реакциях синтеза – Н, Bc, В3, В12.

Кроме того, витамин в виде кофакторов участвуют в каталитических реакциях.

14. Витамин А, структура, участие в обменных процессах. Гипо- и авитаминоз А, их причины и особенности проявления. Пищевые источники, суточная потребность.

Витамин А (ретинол) - 1,5-2,5 мг.

Строение

Ретиноиды представляют собой ароматическое кольцо с метильными заместителями и

изопреновой цепью. В организме спиртовая группа ретинола окисляется в свои активные формы: альдегидную (ретиналь) или карбоксильную (ретиноевая кислота) группы. РЕТИНОЛ всасывается в тонком кишечнике вместе с эмульсией жиров и ненасыщенных жирных кислот. При недостаточном выделении желчи всасывание его будет нарушено. В энтероцитах каротины превращаются в ретинол. Наибольшей метаболической активностью обладает бета-каротин.

В организме спиртовая группа ретинола окисляется в свои активные формы: альдегидную (ретиналь) или карбоксильную (ретиноевая кислота) группы.

Функции

1.Антиоксидантная функция. Благодаря наличию двойных связей в изопреновой цепи витамин осуществляет нейтрализацию свободных кислородных радикалов, особенно существенно эта функция проявляется у каротиноидов.

2.Регуляция экспрессии генов. Ретиноевая кислота стимулирует экспрессию генов многих рецепторов к факторам роста. Иными словами, повышает чувствительность клеток к ростовым стимулам. Благодаря этому она:

· регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, · регулирует деление и дифференцировку быстро делящихся тканей – хряща, костной ткани, спер-

матогенного эпителия, плаценты, эпителия кожи, слизистых, иммунной системы.

3.Ретинол является структурным компонентом клеточных мембран.

4.Регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, а также деление и дифференцировку быстро пролиферирующих тканей, в первую очередь, эпителиальных, хряща и костной ткани. Он контролирует синтез белков цитоскелета, реакции распада и синтеза гликопротеинов. Синтез последних осуществляется в аппарате Гольджи. Недостаток витамина А приводит к нарушению синтеза гликопротеинов (точнее, реакциях гликозилирования, т.е. присоединения углеводного компонента к белку), что проявляется потерей защитных свойств слизистых оболочек.

5.Участвует в фотохимическом акте зрения.

6.Является важнейшим компонентом антиоксидантной защиты организма.

7.Витамин А и ретиноиды стимулируют реакции клеточного иммунитета, в частности, увеличивают активность Т-киллеров.

30