Глава 2. Витаминоподобные вещества

2.1. Основные представления о витаминоподобных веществах

Витаминоподобные вещества близки к обычным витаминам и необходимы организму в сравнительно малых количествах. Несмотря на это, они обладают достаточно сильным воздействием на организм человека - усиливают действие основных витаминов и микроэлементов. Их основное отличие от классических витаминов состоит в том, что недостаток витаминоподобных веществ не приводит к патологическим изменениям организма, как это происходит при нехватке микро- и макроэлементов. Витаминоподобные вещества безвредны и обладают низкой токсичностью.

В натуральных продуктах питания витаминоподобные вещества содержатся в достаточном количестве, но, тем не менее, из-за низкого качества продуктов в настоящее время многие испытывают их дефицит. Поэтому их часто можно встретить во многих биологически активных добавках. Главные представители витаминоподобных веществ это: холин, витамин U, витамин Н (биотин), В₁₅ (пангамовая кислота), В₁₃ (оротовая кислота), N (липоевая кислота, липамид), F (смесь эфиров линолевой и линоленовой кислот).

Основные сведения о витаминоподобных веществах кратко изложены в таблице 5 (приложение, таблица 5).

2.2. Характеристика витаминоподобных веществ

Витамин В₁₃, или оротовая кислота, впервые выделен в 1931 году из коровьего молока. Обнаружен он также в женском молоке, печени и многих других животных и растительных продуктах; особенно богаты им дрожжи. По своему строению оротовая кислота является 4-карбоксиурацилом.

Оротовая кислота

Биологическая роль витамина В₁₃ связана с тем, что он является важнейшим биосинтетическим предшественником пиримидиновых нуклеотидов; потребность в нем человеческого организма довольно велика: 1 – 1,5 г/сут. Обычно недостатка в оротовой кислоте, которая биосинтезируется из аспарагиновой кислоты, в организме человека не ощущается. Но К-соль оротовой кислоты широко используется в медицинской практике при заболеваниях, связанных с нарушениями белкового обмена, для нормализации функций печени, при инфарктах миокарда и других сердечнососудистых заболеваниях, а также при длительном применении стероидных гормонов и для ускорения адаптации к гипоксии; кроме того, она является и выраженным анаболиком.

Витамин В₁₅ (6-О-диметилглициновый эфир D-глюконовой кислоты) открыт в 1950 году в семенах различных растений и назван пангамовой кислотой (от греч. παν – все и γαμετη, γαμετηζ – супруга, супруг), а позднее обнаружен в рисе, дрожжах, бычьей крови и печени лошади.

Пангамовая кислота

Биологическая роль пангамовой кислоты связана с активацией процесса переноса кислорода и дыхательных ферментов, благодаря чему увеличивается устойчивость человека и животных к кислородному голоданию. Она участвует также в реакциях метилирования, являясь донором метильных групп при биосинтезе холина, метионина, адреналина, креатина и стероидных гормонов. Это её свойство тесно связано с липотропным действием, то есть способностью нормализовать жировой обмен и препятствовать отложению холестерина на стенках сосудов. Пангамовая кислота в виде кальциевой соли (пангамат кальция) применяется при ишемической болезни сердца, атеросклерозе, инфаркте миокарда, гепатите, стенокардии и часто рекламируется как средство против быстрого старения. Известна также способность пангамовой кислоты оказывать детоксицирующее действие при отравлениях алкоголем, наркотиками и некоторыми лекарственными препаратами. Среди используемых в медицине синтетических аналогов витамина В₁₅ наиболее известен дихлорацетат диизопропиламина (дипромоний, или DADA). Строго говоря, не доказано, что пангамовая кислота является витамином, так как неизвестны последствия гипо- или авитаминоза В₁₅, но характер её биологического действия определённо указывает на правомерность такого опасения.

К другим витаминам группы В относят ещё несколько веществ. Так, у некоторых насекомых роль витамина (витамин В_Т или витамин «роста») может играть L-карнитин (β-гидрокси-γ-триметилбутиробетаин). У млекопитающих он нормально участвует в липотропных процессах окисления жирных кислот как переносчик их активированных (в виде ацильных производных коэнзима А) форм через мембраны. В медицине карнитин применяется для лечения психических и неврологических расстройств и как анаболик.

L-карнитин

Витамином В₈ (биос I, липотропный фактор) называют также мезо-инозит, широко распространенный в растительном и животном мире и необходимый для нормального развития животных: в частности, его недостаток вызывает у мышей алопецию – своеобразную форму плешивости, а также дисфункцию нервной системы и желудочно-кишечного тракта. Как и карнитин, он принимает участие в процессах окисления жирных кислот; в качестве одной из наиболее важных функций можно назвать его использование в организме для построения второго по значимости внутриклеточного медиатора – фосфатидилинозитдифосфата. Суточная потребность человека в инозите составляет около 1 г.

К витаминам группы В относят также холин (холинхлорид), известный с позапрошлого века как составная часть фосфолипидов. Он также проявляет липотропное действие, входит, кроме того, в состав важнейшего нейромедиатора – ацетилхолина, а после биохимического окисления до бетаина участвует в биосинтезе метионина, адреналина, креатина, нуклеиновых оснований и других биологически важных веществ как донор метильных групп. Симптомы холинавитаминоза проявляются в жировом перерождении печени, кровоизлияниях в почках и других органах и в измененной условнорефлекторной деятельности. Суточная потребность человека в холине 1-4 г.

Холин

Витамином В₄ в 1957 году было названо известное с 1885 года нуклеиновое основание аденин, который является биосинтетическим предшественником аденозина и его фосфатов, необходимых для огромного числа важнейших процессов.

Витамином F называют ненасыщенные жирные кислоты, которые не могут синтезироваться тканями организма. К ним относятся линоленовая и линолевая кислоты.

Линолевая (ω₆) и линоленовая (ω₃) жирные кислоты всасываются и транспортируются в составе хиломикронов подобно всем длинноцепочечным жирным кислотам. В клетке они встраиваются в биомембраны, а также принимают участие в метаболизме и его регуляции. В реакциях биотрансформации часть их двойных связей восстанавливается. Витамин F крайне нестоек, легко подвергается процессу перекисной модификации на свету и при хранении. При этом образуются весьма токсичные продукты. Естественным стабилизатором витамина F является витамин Е. Разработан эффективный способ стабилизации ненасыщенных жирных кислот с помощью β-каротинов и витаминов антиоксидантного действия.

Линолевая кислота

Линоленовая кислота

Биохимические функции витамина F многообразны. Как уже упоминалось, витамин F – структурный компонент клеточных мембран. Ненасыщенные жирные кислоты входят в состав сложных липидов. Линолевая кислота является предшественником арахидоновой кислоты, из которой, в свою очередь, синтезируются простагландины и тромбоксаны II группы. Линоленовая кислота служит предшественником эйкозапентоеновой кислоты, из которой синтезируются простагландины и тромбоксаны III группы. Последние оказывают противоположный по отношению к дериватам ω₆ эффект, то есть не только снижают свертываемость крови, агрегацию тромбоцитов и стимулируют иммунозащитные реакции и противоопухолевый иммунитет, но и препятствуют высвобождению арахидоновой кислоты из фосфолипидов биомембран. Так как простагландины являются тканевыми гормонами, очевидно, что витамин F играет регуляторную роль в жизнедеятельности клеток.

При недостаточности эссенциальных жирных кислот, которая обычно является следствием голодания или нарушения процесса всасывания липидов в кишечнике, развивается фолликулярный гиперкератоз (избыточное ороговение кожного эпителия вокруг волосяных фолликулов), у животных наблюдается бесплодие. Страдают многие звенья метаболизма, однако четких критериев недостаточности витамина F не имеется.

Источником витамина F являются растительные масла, содержатся они в животных жирах. Качественный и количественный состав входящих в растительные масла незаменимых жирных кислот имеет принципиальное значение в питании. Несомненно, большей биологической ценностью обладают ω₃ жирные кислоты. В подсолнечном масле содержится лишь около 1 % линоленовой кислоты, в то время как в льняном – 70-75 %. Ни одно растительное масло не может конкурировать с льняным в качестве пищевого источника ω₃ жирных кислот. Из животных продуктов эссенциальные ω₃ жирные кислоты в достаточном количестве содержатся лишь в свежем рыбьем жире, но и в последнем их в 1,5-2 раза меньше, чем в льняном масле. Клинические испытания, проведённые во многих странах, показали высокую эффективность льняного масла как средства профилактики и лечения атеросклероза (снижение уровня холестерина и триглицеридов, антитромботическое действие). Его с успехом применяют при онкологических заболеваниях, расстройствах иммунитета, в дерматологии, при сахарном диабете, в качестве желчегонного средства.

Суточная потребность в витамине F составляет 10 г, причём не менее половины из этого количества должно приходиться на ω₃ жирные кислоты.

Витамин N (липоевая кислота) был выделен в 1951 году как вещество, которое активно участвовало в обмене пирувата и ацетил~SKoA – ключевых метаболитов клетки. Оно было названо липоевой кислотой, так как хорошо растворялось в жирорастворителях. По химическому строению липоевая кислота является тиопроизводным валериановой кислоты, способным легко подвергаться окислительно-восстановительным превращениям.

Липоевая кислота

Липоевая кислота легко всасывается и в клетках организма включается в состав ферментов (липоевая кислота своей карбоксильной группой присоединяется к εNH₂-группе лизина фермента) в качестве кофермента.

До настоящего времени дискутируется вопрос о том, следует ли считать липоевую кислоту витамином для человека (в печени крысы она может синтезироваться в незначительных количествах).

Липоевая кислота является коферментом (одним из пяти) пируват- и α-кетоглутарат-дегидрогеназ. Эти мультиферменты осуществляют реакции окислительного декарбоксилирования названных кетакислот. Пируватдегидрогеназная реакция является ключевой в обмене глюкозы, а α-кетоглутаратдегидрогенеза – один из ферментов центрального метаболического пути клетки (цикла Кребса). В этих реакциях липоевая кислота выполняет роль переносчика электронов и ацильных групп.

Липоевая кислота – идеальный антиоксидант. Обнаружена её высокая эффективность в защите организма от повреждающего действия радиации и токсинов. Она устраняет свободные радикалы, образующиеся при окислении пирувата в митохондриях, реактивирует другие антиоксиданты – витамин Е и С, а также тиоредоксин и глутатион. Липоевая кислота предохраняет от перекисной модификации атерогенные липопротеины. Синергичное действие липоевой кислоты с витаминами Е и С является пощной протекцией атеросклероза.

Липоевая кислота увеличивает эффективность утилизации глюкозы клетками (путём влияния на белок-транспортёр глюкозы Т₁), ингибирует деградацию инсулина, снижает уровень гликозирования белков – отсюда понятна эффективность применения липоевой кислоты при сахарном диабете.

Гипо- и гипервитаминозы липоевой кислоты для человека не описаны. Липоевая кислота малотоксична, её наиболее распространённой профилактической формой назначения является липоамид.

Наиболее богаты липоевой кислотой дрожжи, мясные продукты, молоко. Суточная потребность предположительно 1 – 2 мг.

Парааминобензойная кислота (ПАБК) плохо растворяется в воде, хорошо – в спирте и эфире; химически устойчива.

Витаминные свойства ПАБК связаны с тем, что она входит в состав молекулы фолиевой кислоты, следовательно, ПАБК принимает участие во всех реакциях метаболизма, где необходим витамин В_С.

Парааминобензойная кислота

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

Поскольку ПАБК обладает способностью активировать тирозиназу – ключевой фермент при биосинтезе меланинов кожи, - она необходима для нормальной пигментации волос и кожи.

Симптомы недостатка сходи с таковыми при дефиците фолатов. ПАБК содержится практически во всех продуктах питания. Наиболее богаты ею печень, мясо, молоко, яйца, дрожжи. Суточная потребность не установлена.

Витамин Р (рутин, биофлавониды). В 1936 году А. Сент-Дьёрдьи из кожуры лимона выделил действующее начало, уменьшающее ломкость, проницаемость капилляров у больных с геморрагическим диатезом и у цинготных морских свинок. Оно получило название витамин Р (от permeability – проницаемость).

Биофлавоноиды – разнообразная группа растительных полифенольных соединений, в основе структуры которых лежит дифенилпропановый углеродный скелет. Биофлавоноиды быстро всасываются из желудочно-кишечного тракта. В тканях организма они превращаются в фенольные кислоты, которые выделяются с мочой. Частично флавоноиды могут выделяться в неизменном виде или в конъюгатах с глюкуроновой и серной кислотами.

Биофлавоноиды могут использоваться для построения биологически важных соединений в клетке, в частности убихинона.

Симптоматика недостаточности биофлавоноидов сводится к явлениям повышенной проницаемости и ломкости капилляров, петехиям (точечным кровоизлияниям), кровоточивости десен. Гипервитаминоз не описан. Р-витаминные вещества содержатся в тех же растительных продуктах, что и витамин С. Наиболее богаты ими черноплодная рябина, черная смородина, яблоки, виноград, лимоны, чайный лист и плоды шиповника. Потребление флавоноидов в составе натуральных продуктов (фруктов, соков и виноградных вин), где они могут находиться в виде комплексов с металлами, может быть более эффективным, чем использование очищенных витаминных препаратов. Суточная потребность – 25-50 мг.

Витамин U был обнаружен в 1950 году в сырых овощах. Поскольку сок сырых овощей, особенно капусты, обладал способностью предотвращать или задерживать развитие экспериментальных язв желудка, выделенный из него витамин назвали противоязвенным, или витамином U (от лат. ulcus – язва). Витамин U хорошо растворим в воде. При варке пищи легко разрушается, особенно в нейтральной щелочной среде.

Подобно метионину витамин U является донором метильных групп в реакциях синтеза холина и кератина. Показано его участие в синтезе метионина и некоторых других соединений, нуждающихся в метильных группах. Вероятно его липотропное действие на печень (поскольку он участвует в синтезе холина – липотропного вещества).

Втамин U

Недостаточность витамина у человека не описана. Цыплята, которым скармливался алкалоид цинкофен с целью моделирования язвы желудка, излечивались, если им в корм добавлялся свежий овощной сок. Показана эффективность назначения этого витамина при лечении язвенной болезни желудка у человека.

Источниками витамина U являются свежая капуста, петрушка, морковь, лук, перец, зелёный чай, свежее молоко, печень.