4. Витамин к (нафтохиноны, антигеморрагический витамин), химическая природа, биологическая функция, авитаминоз, распространение в природе.

Химическая природа. Витамин К существует в нескольких формах. По химической природе это хиноны с боковыми изопреноидными цепями.

В растениях как филлохинон (К₁), в клетках кишечной флоры как менахинон (К₂).

Более активным и распространенным является витамин К₁. Имеется синтетический аналог витамина К – викасол, водорастворимый, синтез которого осуществил академик Палладин.

Биологическая функция витамина К связана с его участием в процессе свертывании крови. Он участвует в активации факторов свертывания крови: протромбина (факторП), проконвертина (фактор VП), фактора Кристмаса (фактор 1Х) и фактора Стюарта (факторХ). Эти белковые факторы синтезируются как неактивные предшественники. Витамин К является коферментом γ-глутаматкарбоксилазы, карбоксилирующей глутаминовую кислоту с образованием γ-карбоксиглутаминовой кислоты, которая является Са²⁺-связывающей аминокислотой, необходимой для функционирования кальцийсвязывающих белков.

Авитаминоз – Важнейшим проявлением авитаминоза К является геморрагическая болезнь новорожденных (melaena neonatorum), которая связана с нехваткой витамина К в печени и незаселенностью кишечника флорой, синтезирующей витамин. При авитаминозе наблюдаются частые носовые кровотечения, кровоизлияния в суставы, кожу, мышцы. Вторичный авитаминоз может развиться при недостатке желчных кислот, например, при желчекаменной болезни и циррозе, при недостаточном поступлении жиров с пищей. Дефицит витамина К приводит к уменьшению протромбинового индекса ниже 70%.

Суточная потребность и распространение в природе: Витамин К₂ синтезирует-ся микрофлорой кишечника. Много витамина К₁ находится в шпинате, цветной капусте, шиповнике, крапиве, корке цитрусовых, хвое.

Суточная доза для взрослых мужчин составляет 2мг/сут, для женщин, беременных и кормящих – 15мг/сут. Отдельно назначение витамина не требуется, однако при беременности, перед родами и после них, перед операцией и после нее, при риске травматизации, при длительной антибиотикотерапии, при болезнях печени, желчевыводящих путей и кишечника следует назначать названные дозы витамина.

При гипервитаминозе отмечается гемолиз, разобщается биологическое окисление и окислительное фосфорилирование.

5. Витаминоподобные вещества – это соединения, которые синтезируются в тканях животных и человека, их отсутствие не дает характерной картины внешнего проявления авитаминоза, но недостаточное образование этих веществ ведет к нарушению обменов в организме человека и животных. Классифицируются на:

- Водорастворимые (Холин, инозит, липоевая кислота, карнитин, оротовая кислота, пангамовая кислота, Ѕ-метилметионин, парааминобензойная кислота)

- Жирорастворимые (КоQ, витамины группы F)

Водорастворимые витаминоподобные вещества

Холин

Аминоэтиловый спирт, содержащий три метильные группы у атома азота. Холин является метаболическим предшественником важного нейромедиатора – ацетилхолина. Фосфохолин, активируясь с помощью ЦДФ, используется для синтеза фосфатидилхолина, сфингомиэлина. Холин является донатором метильных групп в реакциях трансметилирования.

Холиновая недостаточность описана в эксперименте и проявляется в виде жировой инфильтрации печени и других нарушений синтеза липидов.

Инозит

По химическому строению шестиатомный циклический спирта. Витаминными свойствами обладает фитин – соль инозитфосфорной кислоты. Инозит входит в состав инозитфосфатидов, содержащихся во всех тканях, особенно богата им нервная ткань. Фосфорилированные формы инозита, прежде всего ИТФ (инозитол- 1,4,5-трифосфат) являются посредниками в реализации действия некоторых гормонов. ИТФ спосорбствует высвобождению ионов кальция из кальцисом. ИТФ образуется при действии фосфолипазы С на липиды плазматической мембраны - фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат.

Недостаточность инозита у животных проявляется жировой дистрофией печени и падением содержания в ней фосфолипидов, а также облысеним и анемией, у молодых наблюдается задержка роста.

Инозит находится во всех продуктах животного и растительного происхождения, особенно много его в печени, мозге, мясе, яичном желтке, также в хлебе, картофеле, зеленом горохе, грибах.

Липоевая кислота

По химическому строению является тиопроизводным валериановой кислоты, которая легко подвергается окислительно-восстановительным превращениям.

Липоевая кислота является одним из коферментов пируват- и α-кетоглутаратдегидрогеназы. В реакциях, катализируемой указанными ферментами, липоевая кислота выполняет роль переносчика электронов и ацильных групп.

Липоевая кислота – идеальный антиоксидант. Обнаружена ее высокая эффективность в защите организма от повреждающего действия радиации и токсинов. Липоевая кислота предохраняет от перекисной модификации атерогенные липопротеины (ЛПНП). Синергичное действие липоевой кислоты с витаминами Е и С является мощной протекцией атеросклероза. Липоевая кислота играет определенную роль в профилактике рака. Липоевая кислота увеличивает эффективность утилизации глюкозы клетками, ингибирует деградацию инсулина, снижает уровень гликозилированных белков.

Наиболее богаты липоевой кислотой дрожжи, мясные продукты, молоко.

Карнитин

По химическому строению является γ-триметиламино-β-оксибутиратом. Основная роль карнитина заключается в том, что он участвует в транспорте жирных кислот внутрь митохондрий, где они окисляются с высвобождением заключенной в них энергии. Аналогичную роль выполняет карнитин при транспорте ацетил-КоА – однако, направленность противоположная. Введение карнитина животным повышает образование энергии в митохондриях, стимулирует регенераторные процессы в миокарде. Известно, что карнитин стимулирует внешнесекреторную функцию поджелудочной железы, активирует сперматогенез. Карнитиновая недостаточность проявляется мышечной слабостью, дистрофией и истончением мышечных волокон. Развитию карнитиновой недостаточности способствует дефицит лизина и аскорбиновой кислоты. Основным источником карнитина являются мясные продукты.

Оротовая кислота

По химической природе представляет собой урацил-4-карбоновую кислоту. Оротовая кислота необходима для синтеза пиримидиновых оснований нуклеотидов. Стимулирует синтез белка, деление клеток, рост и развитие животных. Участвует в превращении галактозы, влияет на активность ферментов, например, ксантиноксидазы. Недостаточности оротовой кислоты не бывает. Однако повышенная потребность в оротовой кислоте отмечается для растущего организма в период регенерации отдельных тканей. В лечебной практике оротовую кислоту применяют как стимулятор роста недоношенных детей, для повышения регенеративных процессов в пораженных органах, например, при инфаркте миокарда, дистрофии мышц и др. Оротовая кислота широко распространена в животных продукта

Пангамовая кислота (витамин В₁₅)

ОН Н ОН ОН СН₃

   

НООССССССН₂ОСОСН₂N

   

Н ОН Н Н СН₃

По химической природе представляет собой эфир глюконовой кислоты и N-диметилглицина. Пангамовая кислота является источником метильных групп, участвует в биосинтезе метилированных соединений (холина, фосфатидилхолина, креатина и т.д.). Установлено, что при введении пангамовой кислоты повышается переносимость к кислородному голоданию, усиливается утилизация кислорода тканями, сохраняется гликоген печени и предотвращается избыточное накопление молочной кислоты при физических нагрузках, замедляется жировая дистрофия печени, отмечается детоксикационный эффект, тормозится развитие экспериментального атеросклероза. Содержится во многих продуктах питания, но потребность человека в ней неизвестна.

Ѕ-метилметионин (витамин U)

По химической природе является активированной формой метионина с высоким энергетическим действием. Подобно метионину витамин U является донором метильных групп в реакциях синтеза холина, креатина. Показано его участие в синтезе метионина и некоторых других соединений, нуждающихся в метильных группах. Недостаточность этого витамина у человека не описана. Показана эффективность назначения этого витамина при лечении язвенной болезни желудка у человека. Источниками витамина U являются свежая капуста, петрушка, морковь, лук, перец, зеленый чай, свежее молоко.

Парааминобензойная кислота (ПАБК).

Н₂N СООН

р-аминобензойная кислота

Витаминные свойства ПАБК связаны с тем, что она входит в состав молекулы фолиевой кислоты, следовательно, принимает участие во всех реакциях метаболизма, где необходим витамим В_с. Большинство микроорганизмов не могут синтезировать ПАБК, в связи с чем ее структурные аналоги (сульфаниламиды) широко используются в качестве антибактериальных средств. ПАБК обладает способностью активировать тирозиназу – ключевой фермент при биосинтезе меланинов кожи - она необходима для нормальной пигментации волос и кожи. Симптомы недостатка ПАБК схожи с таковыми при дефиците фолатов. ПАБК содержится практически во всех продуктах питания. Наиболее богаты ею печень, мясо, молоко, яйца, дрожжи.

Жирорастворимые витаминоподобные вещества

Витамин F (эссенциальные жирные кислоты).

Витамином F называют полиненасыщенные жирные кислоты, которые не могут синтезироваться тканями организма. К ним относятся линолевая и линоленовая кислоты. Линолевая (ώ₆) и линоленовая (ώ₃) 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.

Линолевая кислота является предшественником арахидоновой кислоты, из которой, в свою очередь синтезируются простагландины и тромбоксаны П группы. Линоленовая кислота служит предшественником эйкозопентаеновой, из которой синтезируются простагландины и тромобоксаны III группы. Последние оказывают противоположный по отношению к дериватам ώ₆ эффект, т.е. 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 развивается фолликулярный гиперкератоз, у животных наблюдается бесплодие. Четких критериев недостаточности витамина F не имеется. Источником витамина F являются растительные масла, содержатся они и в животных жирах. Большей биологической ценностью обладают ώ₃ жирные кислоты. Из животных продуктов эссенциальные ώ₃ жирные кислоты содержатся в свежем рыбьем жире.

Убихинон (КоQ)

Убихинон представляет собой хинон с боковой изопреноидной цепью. У человека и животных убихинон встречается только с 10 изопреновыми остатками.

Убихинон способен к обратимым окислительно-восстановительным превращениям и участвует в переносе электронов и протонов в дыхательной цепи митохондрий от дегидрогеназ на цитохромы. Убихинон в основном находится в мембранах митохондрий и благодаря своей растворимости в жирах осуществляет перенос водорода через липидный слой мембран.

КоQ синтезируется в организме. Потребность в нем для человека неизвестна. Однако при ряде патологических состояний: при мышечной дистрофии, нарушениях сократительной функции сердца, некоторых типах анемии применение убихинона является эффективным