Метаболизмы витаминов

Витамин В1

В желудочно-кишечном тракте различные формы ви­тамина гидролизуются с образованием свободного тиамина. Большая часть тиамина всасывается в тонком кишечнике с помощью специ­фического механизма активного транспорта, остальное его количе ство расщепляется тиаминазой кишечных бактерий. С током крови всосавшийся тиамин попадает вначале в печень, где фосфорилирует-ся тиаминпирофосфокиназой, а затем переносится в другие органы и

ткани.

ТПФ-киназа АТФ + тиамин ► тиаминпирофосфат + АМФ

Существует мнение, что основной транспортной формой тиамина является ТМФ.

Витамин B1 присутствует в различных органах и тканях как в форме свободного тиамина, так и его фосфорных эфиров: тиаминмонофос-фата (ТМФ), тиаминдифосфата (ТДФ, синонимы: тиаминпирофос­фат, ТПФ, кокарбоксилаза) и тиаминтрифосфата (ТТФ).

ТТФ — синтезируется в митохондриях с помощью фермента ТПФ-АТФ-фосфотрансферазы.

трансфераза ТПФ + АТФ ► ТТФ + АМФ

Основной коферментной формой (60—80 % от общего внутрикле­точного) является ТПФ.

ТТФ играет важную роль в метаболизме нервной ткани. При нару­шении его образования развивается некротизирующая энцефалопа­тия.

После распада коферментов свободный тиамин выделяется с мо­чой и определяется в виде тиохрома.

Витамин в2

В пище витамин В2 находится преимущественно в со­ставе своих коферментных форм, связанных с белками — флавопро-теинов. Под влиянием пищеварительных ферментов витамин высво­бождается и всасывается путем простой диффузии в тонком кишечнике. В энтероцитах рибофлавин фосфорилируется до FMN (флавин-моно-нуклеотида) и FAD (флавин-адениндинуклеотида). Реакции протека­ют следующим образом:

• 5-ОН-группа боковой цепи рибитола фосфорилируется флаво-киназой с образованием FMN.

• FMN с помощью фосфатных связей соединяется с аденозин-монофосфатом при участии фермента пирофосфорилазы.

Аналогичные реакции протекают в клетках крови, печени и других тканей.

Витамин В3

Всасываясь на всем протяжении тонкого кишечника и в толстой кишке, в зависимости от концентрации путем простой диф­фузии или активного транспорта, пантотеновая кислота с током кро­ви поступает в ткани.

Коферментными формами витамина В3, образующимися в цито­плазме клеток, являются 4'-фосфопантетеин, дефосфо-КоА и KoA-SH. Их синтез осуществляется следующим образом:

Основным продуктом распада коферментных форм витамина яв­ляется пантотеновая кислота, которая выводится из организма пре­имущественно с мочой, часть продуктов метаболизма выделяется с калом.

Витамин В4

Холин поступает с пищей. Частично он разрушается микрофлорой кишечника (с образованием триметиламина). При вы­соком содержании холина в диете он всасывается путем диффузии, при низком — путем активного транспорта. В энтероцитах холин фосфорилируется:

холинкиназа

холин + АТФ ---------------► фосфохолин + АДФ

Из кишечника фосфохолин (и частично свободный холин) в со­ставе липопротеинов с кровью разносится по тканям, где он включа­ется в обмен веществ.

Витамин В5

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 кофер-ментных форм — NAD и NADP. Коферменты через биомембраны не проникают.

Биосинтез NAD осуществляется в два этапа. Первый — в цитоплаз­ме с помощью фермента никотинмононуклеотид-пирофосфорилазы (ис­точником синтеза фосфорибозилпирофосфата служит рибозо-5-фос-фат, образующийся в пентозофосфатном пути окисления глюкозы):

Второй этап продолжается в ядре клетки, реакция катализируется NAD-пирофосфорилазой:

Синтез кофермента может осуществляться также митохондриями. NADP образуется из NAD в цитоплазме клетки с участием фер­мента NAD-киназы:

Часть никотинамидных коферментов синтезируется в организме животных из триптофана. Однако этот путь, в который вовлекается до 2 % метаболического пула триптофана, значительно уступает по эффективности первому (т. е. из прямого витаминного предшествен­ника).

Распад нуклеотидов катализируется ферментами гликогидролаза-ми (соответственно NAD-гликогидролаза и NADP-гликогидролаза), расщепляющими гликозидные связи с образованием никотинамида и АДФ-рибозы. Затем никотинамид окисляется и продукты его окисле­ния (преобладает N-метилникотинамид) выводятся с мочой.

Витамин В6

Всосавшись в тонком кишечнике, все формы витами­на с током крови разносятся к тканям и, проникая в клетки, фосфорилируются с участием АТФ и пиридоксалькиназ. Коферментные функции выполняют два фосфорилированных производных пираоксина: пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

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

Витамин В8

Инозит входит в состав инозитфосфатидов, содержащихся во всех тканях, особенно богата ими нервная ткань. Фофорилированные формы инозита, прежде всего ИТФ (инози-тол-1,4,5-трифосфат), являются посредниками в реализации дей ствия некоторых гормонов. ИТФ способствует высвобождению ионов кальция из кальцисом (замкнутых пузырьков, формируе­мых мембранами эндоплазматического ретикулума). Образуется ИТФ при действии фосфолипазы С на липид плазматической мем­браны фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат:

Витамин В9

Витамин В9, всасываясь в тонком кишечнике, восста­навливается в энтероцитах до тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) и N-метил-ТГФК. В крови основное количество витамина входит в состав эритроцитов. Депонируется он в печени, почках и слизистой оболочке кишечника.

В клетках организма фолиевая кислота восстанавливается в актив­ную форму - ТГФК - с помощью NАDН*H⁺-зависимых фермен­тов: фолатредуктазы (1) и дигидрофолатредуктазы (2):

1.ФК + NАDРН*Н⁺ ► ДГФК + NADР⁺

2. ДГФК + NADPH*Н⁺ ► ТГФК + NADP⁺

Оба фермента нуждаются в антиоксидантной (препятствующей окис­лительному разрушению) защите. Эту функцию выполняет витамин С. Отсюда становится понятным, почему проявления фолиевой недо­статочности могут быть ослаблены назначением аскорбиновой кисло­ты.

Активность дигидрофолатредуктазы блокируется конкурентными аналогами фолата — аминоптерином и метотрексатом, широко при­меняющимися в онкологической практике с целью угнетения раз­множения раковых клеток.

Избыток фолацина выводится с мочой, калом и потом.