Биохимия водо- и жирорастворимых витаминов

Витамины - это низкомолекулярные органические вещества разнообразной природы, которые необходимы для биохимических реакций, обеспечивающих рост, выживание и размножение организма.

Общая характеристика витаминов

1) Поступают в организм извне с пищей или синтезируемые в организме в небольших количествах.

2)Обеспечивают нормальное протекание биохимических и физиологических процессов путем участия в регуляции обмена веществ в целостном организме на уровне ферментов.

3)Не используются для пластических и энергетических нужд организма

(исключение витамин F).

4) Недостаточное поступление витаминов с пищей ведет к его дефициту в организме и развитию нарушений со стороны обмена веществ.

Все витамины называются тремя способами:

1)по предложению Мак-Коллума (1913 г.) их называют латинскими буквами А, В, С, Е, D, К и др.;

2)наименование по физиологическому эффекту – к названию болезни,

которую предупреждает или излечивает витамин, добавляется приставка

«анти» (антискорбутный, антигеморрагический, антистерильный и др).; 3) химическое наименование.

В 1974 году принята классификация витаминов:

1.Витамины, растворимые в воде: витамины группы (В, РР, Н С

2.Витамины, растворимые в жирах: (А; D; Е; К, F).

3.Витаминоподобные вещества: холин; липоевая кислота; витамин В15;

инозит; ПАБК (парааминобензойная кислота); карнитин; витамин U.

Существует и функциональная классификация витаминов:

1) Витамины, участвующие в ферментативных реакциях в качестве ко факторов ферментов (В1, В2, В6, В12, РР, фолиевая кислота, биотин,

пантотеновая кислота, К.

2) Витамины-антиоксиданты (С, Е, каротиноиды).

Гипо- и авитаминоз.

Причина. Недостаток в пище, а также избыток алкоголь-содержащих

напитков или углеводных продуктов питания, которые повышают потребность в витамине.

Клиническая картина. Болезнь "бери-бери",что в переводе с индийского означает овца, так как походка больного человека напоминает поступь овцы ("ножные кандалы"). Характеризуется нарушением метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем

из-за недостаточного энергетического и пластического обмена.

Со стороны нервной ткани наблюдаются:

o полиневриты: снижение периферической чувствительности, утрата

некоторых рефлексов, боли по ходу нервов,

o энцефалопатия: синдром Вернике – спутанность сознания.

Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается нарушение сердечного ритма, боли в сердце и увеличение его размеров.

В желудочно-кишечном тракте нарушается секреторная и моторная

функции, возникает атония кишечника и запоры, исчезает аппетит,

уменьшается кислотность желудочного сока.

Витамин В2 (рибофлавин, витамин роста)

Источники: достаточное количество содержат мясные продукты, печень,

почки, молочные продукты, дрожжи. Также витамин образуется кишечными бактериями.

гетероциклического изоаллоксазинового ядра, к которому в 9-м

положении присоединен спирт рибитол

Рис. 2 Структура витамина В2

Коферментные формы: ФМН и ФАД

Биологическая роль.

1) Кофермент оксидоредуктаз – обеспечивает перенос 2 атомов водорода в окислитель-но-восстановительных реакциях.

Рис. 3 Механизм действия ФАД и ФМН

Витамин содержат:

Дегидрогеназы: энергетического обмена –ПДК,α-

кетоглутаратдегидрогеназный комплекс, сукцинатдегидрогеназа, ацил-

КоА-дегидрогеназа, митохондриальная α-глицеролфосфатдегидрогеназа. 2) Кофермент оксидаз, окисляющих субстраты с участием молекулярного кислорода

Гиповитаминоз

Причина. Пищевая недостаточность, хранение пищевых продуктона свету, фототерапия, алкоголизм и нарушения ЖКТ.

Клиническая картина. В первую очередь страдают высокоаэробные ткани – эпителий кожи и слизистых. Проявляется как сухость ротовой полости, губ и роговицы; хейлоз, т.е. трещины в уголках рта и на губах

("заеды"), глоссит (фуксиновый язык), шелушение кожи в районе носогубного треугольника, мошонки, ушей и шеи, конъюнктивит и блефарит.

Сухость конъюнктивы и ее воспаление ведут к компенсаторному увеличению кровотока в этой зоне и улучшению снабжения ее кислородом,

что проявляется как васкуляризация роговицы.

Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксол, антидерматитный витамин)

Источники: любые пищевые продукты, особенно бобовые, дрожжи,

животные продукты.

Суточная потребность: 10-15 мг.

Химическая природа: витамин В6 включает три природных производных пиридина, обладающих одинаковой витаминной активностью: пиридоксина,

пиридоксаля, пиридоксамина, отличающихся друг от друга наличием соответственно спиртовой, альдегидной или аминогруппы.

Рис. 4 Активные формы витамина В6

Коферменты образуются путём фосфорилирования по гидроксиметильной группе в пятом положении пиридинового кольца при участии фермента пиридоксалькиназы и АТФ как источника фосфата.

Биологическая роль

1) Кофермент фосфорилазы гликогена (50% всего витамина находится в мышцах), участвует в синтезе гема, сфинголипидов.

2). Кофермент аминотрансфераз,

3) Кофермент декарбоксилаз амитокислот, участвующих в образовании биогенных аминов в тканях и гниении беков в толстом кишечнике.

Гиповитаминоз

Причина. Пищевая недостаточность, хранение продуктов на свету и консервирование, использование ряда лекарств (антитуберкулезные средства,

L-ДОФА, эстрогены в составе противозачаточных средств), беременность,

алкоголизм.

Клиническая картина. Повышенная возбудимость ЦНС, эпилепти

формные судороги (из-за недостатка синтеза ГАМК), полиневриты,

пеллагроподобные дерматиты, эритемы и пигментация кожи, отеки, анемии.

Витамин В12 (кобаламин, антианемический витамин)

Источники

Из пищевых продуктов витамин содержат только животные продукты:

печень, рыба, почки, мясо. Также он синтезируется кишечной микрофлорой, однако не доказана возможность всасывания витамина в нижних отделах ЖКТ.

Суточная потребность

2,5-5,0 мкг.

Для всасывания в кишечнике необходим внутренний фактор Касла – гликопротеин, синтезируемый обкладочными клетками желудка. В крови транспортируется в виде гидрок-сикобаламина специфическими транспортными белками (α- и β-глобулинами).

Химическая природа

В молекуле витамина В12

центральный атом кобальта соединен с атомами азота четырех восстановленных пиррольных колец, образующих порфириноподобное корриновое ядро.

Кобальтсодержащая часть молекулы витамина представляет собой планарную (.плоскостную) фигуру; по отношению к ней перпендикулярно расположен нуклеотидный лиганд, который, помимо 5,6-

диметилбензимидазола, содержит рибозу и остаток фосфата у 3-го атома углерода. Вся структура получила название кобаламин

служит источником образования двух коферментов: метилкобаламина в цитоплазме и дезоксиаденозилкобаламина в митохондриях.

Биологическая роль

Витамин В12 участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования.

1. Основой изомеризующего действия витамина В12 является возможность способствовать переносу атома водорода на атом углерода в обмен на какую-

либо группу.

Это имеет значение в процессе окисления остатков жирных кислот с нечетным числом атомов углерода, при утилизации углеродного скелета треонина, валина, лейцина, изолейци-на, метионина, боковой цепи холестерола.

2) Участие в трансметилировании аминокислоты гомоцистеина при синтезе метионина. Метионин в дальнейшем активируется и используется для синтеза адреналина, креатина, холина, фосфатидилхолина.

Гиповитаминоз.

Причина. У вегетарианцев – пищевая недостаточность, однако чаще причиной является не отсутствие в пище, а плохое всасывание в результате заболеваний желудка и кишечника (атрофический гастрит и энтериты).

Также иногда встречаются аутоиммунные нарушения, при которых образуются антитела против обкладочных клеток желудка и против внутреннего фактора Касла (пернициозная анемия), что препятствует всасыванию витамина.

Клиническая картина.

1. Макроцитарная анемия, при которой количество эритроцитов снижено в

3-4 раза. Она возникает чаще у пожилых, но может быть и у детей.

Непосредственной причиной анемии является потеря фолиевой кислоты клетками при недостаточности витамина В12 и, как следствие, замедление деления клеток из-за снижения синтеза пуриновых нуклеоти-дов и ТМФ.

2. Неврологические нарушения:

o замедление окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и накоп-ление токсичного метилмалоната вызывает жировую дистрофию