Витамин рр (витамин в5 , никотиновая кислота, никотинамид, ниацин). Антипеллагрический витамин

Химическое строение и свойства. Витамин РР был выделен К. Эвельгеймом в 1937г., его введение предохраняло от заболевания пеллагрой или излечивало ее. «РР» означаетпротивопеллагрический (preventive pellagra).

Никотиновая кислота является пиридин-3-карбоновой кислотой, никотинамид –ее амидом. 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.

Метаболизм. Поступающий с пищей витамин РР быстро всасывается в желудке и кишечнике в основном путем простой диффузии. С током крови никотиновая кислота легко попадает в печень и другие органы, несколько медленнее проникает в них никотинамид. В тканях оба соединения преимущественно используются для синтеза коферментных форм – 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. Поэтому значение ниацина определяется ролью этих коферментов, которая является чрезвычайно многогранной:

1. НАД - кофермент дегидрогеназ, участвующих в реакциях окисления глюкозы, жирных кислот, глицерола, аминокислот; является коферментом дегидрогеназ цикла Кребса (исключая сукцинатдегидрогеназу). В этих реакциях кофермент выполняет функцию промежуточного акцептора электронов и протонов.

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

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

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

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

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

Никотинамид и N-метилникотинамид (метаболит никотинамида) являются участниками процесса метилирования т-РНК и белков.

Гиповитаминоз. Характерным признаком недостаточности ниацина является симптомокомплекс “трех Д”: дерматит, диарея, деменция. Так проявляется заболеваниепеллагрой (от итал.pelle agra–шершавая кожа). Болезнь, свирепствовавшая в Испании и Португалии вXVIв., быстро распространилась по странам Средиземноморского побережья после того, как там стали интенсивно возделывать кукурузу. Поскольку кукуруза намного продуктивнее, чем прочие зерновые культуры, она завоевала огромную популярность и постепенно стала основным продуктом питания для бедных слоев населения. Однако в кукурузе витамин РР содержится в трудноусвояемой для человека форме, она бедна триптофаном, из которого способен синтезироваться этот витамин..

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.

Симптомы пеллагры чаще всего наблюдаются у лиц с недостатком белка в диете. Объясняется это тем, что животные белки содержат оптимальное количество аминокислоты триптофана, витамина В₆и некоторых других, необходимых для биосинтеза ниацина.

Гипервитаминоз. У млекопитающих состояния гипервитаминоза РР вызвать не удалось. Данные о способности ниацина накапливаться в тканях отсутствуют. Избыток никотиновой кислоты быстро выводится с мочой.

Оценка обеспеченности организма витамином РР. Обеспеченность организма ниацином достаточно хорошо характеризуется величиной экскреции основных продуктов его катаболизма –N-метилникотинамида и метил-2-пиридон-5-карбоксиамида. В нормальных физиологических условиях концентрация выводимых с мочой метаболитов никотиновой кислоты и никотинамида невелика, но резко возрастает при их избыточном поступлении в организм. Определение количественного содержанияN-метилникотинамида и его пиридонов в моче после применения нагрузочных доз витамина РР до настоящего времени служит единственным критерием обеспеченности организма этим витамином. Таким критерием не могут быть уровни самого витамина РР или его коферментных форм в крови, так как даже при тяжелой пеллагре их содержание мало отличается от содержания у здоровых лиц.

Суточная потребность. Пищевые источники. Суточная потребность составляет 20–25 мг. Источником витамина являются животные (особенно печень, мясо) и многие растительные продукты, в первую очередь, рис, хлеб, картофель. Молоко и яйцо содержат следы ниацина. Правда, витамин РР способен синтезироваться клетками организма из триптофана, но этот процесс малоэффективен – из десятков молекул триптофана образуется только одна молекула витамина. Тем не менее продукты, богатые этой аминокислотой (молоко и яйцо) могут компенсировать недостаточное поступление никотинамида с пищей.

Витамин В₆ (пиридоксин). Антидерматитный витамин

Химическое строение и свойства. Витамин В₆включает в себя группу трех природных производных пиридина, обладающих одинаковой витаминной активностью: пиридоксина, пиридоксаля, пиридоксамина, отличающихся друг от друга наличием спиртовой, альдегидной или аминогруппы. Витамин В₆был открыт в 1934 г.Н.Сент-Дьерди и вскоре синтезирован химически.

Пиридоксин хорошо растворяется в воде и этаноле, устойчив в кислой и щелочной средах, но легко разрушается под действием света при рН=7,0.

Метаболизм. Всосавшись в тонком кишечнике, все формы витамина B₆ током крови разносятся к тканям и, проникая в клетки, фосфорилируются с участием АТФ и пиридоксалькиназ. Коферментные функции выполняют 2 фосфорилированных производных пиридоксина: придоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

Распад коферментов осуществляется путем дефосфорилирования и окисления в тканях. Основным продуктом катаболизма является 4-пиридоксиловая кислота, которая экскретируется с мочой.

Биохимические функции. Витамин В₆ часто называют «королем обмена аминокислот; вместе с тем его коферментные формы участвуют в реакциях, катализируемых почти всеми классами ферментов. Механизм действия всех пиридоксальфосфат-зависимых ферментов сходен: 1) вначале образуются шиффовы основания между аминокислотой и коферментом, при этом нитрофильный азот пиридинового кольца действует как своеобразный электронный сток, уводя электроны от аминокислоты и стабилизируя промежуточный интермедиат – карбанион; 2) будучи неустойчивыми, шиффовы основания (альдимины) далее модифицируются в процессах трансаминирования, декарбоксилирования, изомеризации и многих других превращениях боковой цепи аминокислот.

Коферментные формы витамина В₆ входят в состав следующих ферментов:

1. Аминотрансфераз аминокислот, катализирующих обратимый перенос NH₂-

группы от аминокислоты на α-кетокислоту. Вэтой реакции образуются новые α-кетокислоты и заменимые аминокислоты.

2. Декарбоксилаз аминокислот, отщепляющих карбоксильную группу аминокислот, что приводит к образованию биогенных аминов (гистамина, серотонина, ГАМК и др.), а также моноаминоксидаз, гистаминазы (диаминооксидаза) и аминотрансферазы ГАМК, обезвреживающих (окисляющих) биогенные амины.

3. Изомераз аминокислот, с помощью которых организм разрушает D-аминокислоты (в состав тканевых белков млекопитающих входят L-аминокислоты).

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 (а) и цистатионинлиазы (б) – ферментов, катализирующих синтез и распад цистатионина.

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

Таким образом, витамин В₆ характеризуется исключительно широким спектром биологического действия. Он принимает участие в регуляции белкового, углеводного и липидного обмена, биосинтезе гема и биогенных аминов, гормонов щитовидной железы и других биологически активных соединений. Помимо каталитического действия, пиридоксальфосфат участвует в процессе активного транспорта некоторых аминокислот через клеточные мембраны; ему присуща функция регулятора конформационного состояния гликогенфосфорилазы – главного регулируемого фермента, осуществляющего распад гликогена.

Гиповитаминоз. Основными проявлениями недостаточности витамина В₆ являются гипохромная анемия и судороги. Отмечается развитие сухого себорейного дерматита, стоматита и глоссита. 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). Повышенная возбудимость и склонность к судорогам объясняются недостаточным образованием ГАМК (γ-аминомасляной кислоты) – медиатора торможения нейронов. Поражения кожи частично обусловлены недостаточностью витамина РР, в синтезе которого принимает участие витамин В_6. По данным клинических наблюдений, дефицит пиридоксаля предрасполагает к инфаркту миокарда.

Известно несколько болезней, связанных с врожденными нарушениями обмена пиридоксина. Наиболее типичными являются гомоцистинурия, пиридоксинзависимый судорожный синдром и анемия.

Гомоцистинурия. При этом заболевании имеется недостаточность цистатионинсинтазы – витамин В₆-зависимого фермента, катализирующего конденсацию гомоцистеина и серина с образованием цистатионина (при других формах гомоцистинурии страдают другие ферменты, участвующие в обмене гомоцистеина). В крови и тканях больных накапливаются аминокислоты гомоцистеин и метионин (предшественник гомоцистеина), первая легко экскретируется почками в виде своей окисленной формы – гомоцистина. Обнаружение гомоцистеина в крови и гомоцистина в моче служит диагностическим тестом на гомоцистинурию.

Заболевание обнаруживается у детей или подростков, проявляясь своеобразным симптомокомплексом: эктопией хрусталика (иногда подвывих хрусталика является единственным начальным симптомом заболевания); генерализованным остеопорозом и деформациями скелета (у ребенка – “паучьи” конечности, т.е. длинные и тонкие, наблюдается искривление позвоночника, а также плоскостопие, неправильный прикус зубов); своеобразной походкой (негнущаяся походка из-за дефекта зрения и костных аномалий); замедлением физического развития ( начинают ходить с 1,5–2 лет). Дети с гомоцистинурией, как правило, светловолосы и голубоглазы (нарушение пигментации). Задержка умственного развития наблюдается не всегда. Основной причиной гибели больных является тромбоз артерий или вен; тромбообразование может происходить в различных участках тела.

Лечение заключается в длительном назначении высоких доз пиридоксина – до 0,5–1,0 г в сутки.

Пиридоксинзависимая анемия. Анемия, возникающая при недостатке витамина В₆, является гипохромной (показатель гематокрита и содержание гемоглобина низки), микроцитарной (форма эритроцитов изменена, продолжительность их жизни укорочена), сидеробластической (железо накапливается в эритробластах костного мозга и внутренних органах). Концентрация железа в плазме крови повышена. Анемия не поддается лечению другими витаминами.

Развитие гипохромной анемии объясняется нарушением биосинтеза гема вследствие низкой активности синтетазы δ-аминолевулиновой кислоты, коферментом которой является фосфопиридоксаль. Из-за нарушения образования гема снижается и содержание гемоглобина в эритроцитах, а неутилизируемое железо откладывается в тканях. Роль витамина В₆ в кроветворении, скорее всего, не ограничивается только этой его способностью.

Гипервитаминоз. Какого-либо выраженного побочного действия при длительном приеме высоких доз витамина (10–20 раз превышающих суточную потребность) отмечено не было. Доза 200–5000 мг может вызвать онемение, покалывание и кратковременную потерю чувствительности в конечностях.

Оценка обеспеченности организма пиридоксином. Наиболее популярным методом оценки обеспеченности организма витамином В₆ является флуориметрическое определение содержания в моче 4-пиридоксиловой кислоты – продукта деградации витамина. При гиповитаминозе В₆ суточная экскреция 4-пиридоксиловой кислоты снижается (в норме – 3–5 мг). Однако более точную информацию дает измерение содержания самого витамина (особенно пиридоксальфосфата) в плазме крови и моче.

Суточная потребность. Пищевые источники. Витамином В₆ богаты бобовые, зерновые культуры, мясные продукты, рыба, картофель. Он синтезируется кишечной микрофлорой, частично покрывая потребность организма в этом витамине.

В сутки человек должен получать 2–2,2 мг пиридоксина. Потребность в витамине возрастает при увеличении количества белка в рационе, а также во время беременности и лактации. Прием алкоголя и курение уменьшают содержание пиридоксальфосфата в тканях.