кишечного і дихального трактів, сечовивідних та статевих шляхів, очне яблуко, сльозних каналів, тому недостатність вітаміну А й викликає сухість цих слизових оболонок.
Важливе значення вітамін А й, особливо, його попередник β-каротин, має як антиоксидант, який захищає мембрани від радикалів кисню
Вітамін А знаходиться лише в продуктах тваринного походження: яєчний жовток, печінка, вершкове масло, риб’ячий жир, в рослинних продуктах (морква, томати) містяться каротини. Для всмоктування вітаміну А і каротинів потрібен жир.
Добова потреба: 1,5 –2,5 мг (3 –5 мг каротинів)
Основним проявом недостатності вітаміну А є гемералопія (куряча сліпота) – порушення темнового зору, подовжєння періоду темнової адаптації, патологія епітеліальних тканин - кератомаляція, ороговіння. Дефіцит веде до підвищення ризику злоякісних утворень.
Гіпервітаміноз: запалення очей, гіперкератоз, випадіння волосся, гіпердози можуть призвести до смерті.
Вітаміни групи К
Це похідні нафтохінону. Вітамін К1 – філохінон. Вітамін К2 – фарнохінон менш активний. Володіє вітамінною активністю і синтетичний водорозчинний аналог К3 - без бічного ланцюга – вікасол (український вчений Палладін,1942 р.).
Вітамін К – антигеморагічний вітамін, його дефіцит супроводжується кровотечами. Дефіцит зустрічається рідко, через достатню кількість вітаміну К в харчових продуктах і поповненням за рахунок синтезу кишечною мікрофлорою. Гіповітаміноз може розвиватись при хворобах печінки та жовчовивідних шляхів внаслідок порушення надходження жовчі в кишечник; при прийомі великої дози антибіотиків і сульфамідів та антагоністів вітаміну (пелентан, дикумарин, які застосовується для попередження утворення тромбів, саліцилова кислота, аспірин).
Біологічна роль і механізм дії: вітамін К є кофактором γ-глутамілкарбоксилази, яка вводить в γ-положення глутамінової кислоти білків - факторів згортання крові ( протромбін, фактори УІІ, ІХ Х, протеїн С та протеїн S), 5 білків кісткової тканини (серед них остеокальцин і матриксний протеїн) додаткову карбоксильну групу
Наявність двох карбоксильних груп дає можливість білкам зв’язувати двохвалентний іон кальцію, який є активатором вітамін К-залежних білків.
Добова потреба 200-300 мкг.
Вітаміни групи Е, токоферол
Ці вітаміни є похідними токола. Tokos –потомство, phero – несу, така назва відображає його біологічну дію. У авітамінозних тварин порушується ембріогенез і виникають дегенеративні зміни репродуктивних органів, що призводить до стерильності. Має місце м’язева дистрофія, некрозно-дистрофічні процеси в печінці. Типовими проявами недостатності токоферолу є активація процесів перекисного окислення ліпідів і пошкодження ліпідного бішару мембрани, з розвитком мембранної патології – атеросклероз, рак, анемії і т.д.У людини глибока недостатність зустрічається рідко, оскільки з жирами організм отримує достатню кількість вітаміну Е. Однак гіповітаміноз явище розповсюджене.
Біологічна роль і механізм дії вітаміну Е
∙Вітамін Е – головний жиророзчинний антиоксидант: може знешкоджувати вільні радикали кисню, радикали жирних кислот.
∙Стабілізує ліпідний бішар мембран.
∙Метаболіт токоферолу – токоферолхінон є коферментом десатурази жирних кислот в мітохондріях. Мязеву дистрофію, що виникає при дефіциті вітаміну Е пов’язують саме з порушеннями цього ферменту.
∙Гормональна функція вітаміну Е полягає в його здатності інгібувати протеїнкіназу С, а через неї впливати на ріст клітин, впливати на експресію генів коллагенази, альфа-тропоміозину.
Джерела: рослинні олії. Більш за все у проросших зернах пшениці. Добова потреба 10 мг.
Вітамін Д (кальциферол, антирахітичний)
Вітамінну активність мають дві речовини: вітамін D3 (холекальциферол) і D2 (ергокальциферол).
Метаболізм та функції вітаміну Д. Вітамін Д3 перетворюється в гормональні форми гідроксилюванням під впливом цитохромів Р-450. Спочатку в печінці утворюється кальцідіол - 25(ОН)Д3 Потім в нирках - кальцітріол 1,25-(ОН)2Д3 або 24,25 (ОН)2-Д3. Головними органами-мішенями цих гормональних форм є тонкий кишечник, нирки і кістки. Гормони на рівні геному регулюють синтез Са-зв’язуючого білка, який необхідний для всмоктування кальцію в кишечнику, реабсорбції його в нирках і мобілізації кальцію і фосфору з кісток. Окрім того важливою функцією вітаміну Д є регуляція диференціації і проліферації клітин. Зокрема 1,25-(ОН)2Д3 стимулює диференціацію остеобластів в кістках і гематопоетичних клітин.
Дефіцит вітаміну Д – рахіт спостерігається у дітей внаслідок недостатнього надходження холекальцеферолу з їжею, або внаслідок зниженого сонячного опромінення шкіри. Має місце остеомаляція – розмягчення кісток, гіпотонія м’язів; у дорослих – спостерігається остеопороз (вимивання солей з кісток). Біохімічними ознаками рахіту є зниження вмісту кальція і фосфора в крові, підвищення активності лужної фосфатази. Рахіт звичайно легко виліковується вітаміном Д. Однак є форми рахіту, які не піддаються лікуванню. Це наштовхнуло на думку, що активністю володіє не сам вітамін Д, а продукти його перетворення. “Оксидевіт” – гідроксильована форма вітаміну для лікування генетично обумовленого рахіту, пов’язаного з дефектом цитохрому Р450 в нирках дітей.
Гіпервітаміноз Д веде до збільшення відкладання гідроксиапатиту в кістках і кальцифікації внутрішніх органів. При передозуванні смерть.
Джерела вітаміну: продукти тваринного походження – вершкове масло, яєчний жовток, печінка, риб’ячий жир, олії, дріжджі, УФ-опромінення.
Добова потреба для дітей 10-25 мкг (500-1000 МО)
Вітаміни
Більш ніж 100 років тому вважали, що для нормальної життєдіяльності людині потрібні лише білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини і вода. Однак виявилось, що цих речовин недостатньо для життя. Ще в 1880 р. М.Лунін виявив, що харчові продукти, крім відомих на той час поживних речовин, містять якісь незамінні харчові фактори.
Вітаміни були відкриті при вивченні таких хвороб як цинга, бері-бері, пелагра тощо. Японський лікар Такакі знайшов, що в свіжих овочах і фруктах, м ясі, молоці містяться речовини, що попереджають поширену в Азії хворобу “бері-бері). 1897 р. лікар Ейкман відмітив, що згодовування курчатам очищеного (білого) рису викликає захворювання схожі на “бері-бері”. Якщо ж їм давати неочищений рис або дерть, то вони одужували.
1912 р. поляк Функ виділив з екстрактів висівок рису речовину, що попереджувала бері-бері. Назвав її “вітаміном”, оскільки хімічний аналіз показав наявність в ній аміногрупи.
З часом були відкриті інші вітаміни і сформувалась наука вітамінологія.
Основні поняття вітамінології Вітаміни – це низькомолекулярні органічні речовини, які не синтезуються в організмі,
або синтезуються в недостатній кількості і повинні надходити з їжею. Вітаміноподібні речовини, це такі фактори, які синтезуються в організмі в недостатніх кількостях і в більшій чи меншій мірі мають надходити з їжею
Гіповітаміноз – це стан пов’язаний з недостатнім надходженням вітамінів в організм, або поганим їх засвоєнням.
Авітаміноз – це хвороба, що виникає при повній відсутності вітамінів в їжі, або повного порушення їх засвоєння в організмі (цинга, бері-бері, рахіт).
|
Причини гіпота авітамінозів |
екзогенні |
ендогенні |
Недостатня або повна |
а) підвищена потреба в вітамінах |
відсутність вітамінів |
(вагітність, лактація, кахексія) |
в їжї |
б) посилений розпад вітамінів |
|
в) порушення всмоктування при |
|
захворюваннях ШКТ та хворобах печінки |
|
г) вродженні порушення обміну вітамінів |
д) стрес е) інфекційні хвороби
Гіпервітаміноз – це захворювання, що викликане надходженням нефізіологічних кількостей вітамінів. Відомий лише для вітамінів А і Д.
Антивітаміни – це антагоністи вітамінів, які здатні викликати гіпоабо авітамінози (частіше це конкурентні інггібітори залежних від вітамінів ферментів).
Класифікація вітамінів
Водорозчинні: B1, B2, B3, B5 , B6 , B8 В9, В12, С, Р. Жиророзчинні: А, D, E, K.
Вітаміноподібні речовини
Інозит – складова частиною мембранних фосфоліпідів. Інозитфосфати приймають участь в передачі нервового імпульсу, у внутрішньоклітинній сигналізації, викликаючи мобілізацію кальцію. Інозит володіє ліпотропним ефектом - запобігає жировій дистрофії печінки.
Холін –входить до складу фосфатидилхоліну, запобігає жировому переродженню печінки. Є складовою ацетилхоліну – нейромедіатору, приймає участь в реакціях трансметилювання при біосинтезі метионіну, пуринових та піримідинових нуклеотидів. Джерела - печінка, нирки, м’ясо, риба, капуста
ПАБКпараамінобензойна кислота
Входить до складу фолієвої кислоти. Фактор розмноження мікроорганізмів. Активує тирозиназу – фермент синтезу меланіну.
В15 (пангамова к-та) - ефір глюконової к-ти та диметилгліцину - джерело метильних груп при синтезі холіну, метионіну, креатину.
КоQ, убіхінон (всюдисущий хінон). Компонент дихального ланцюга. Нестача у дітей викликає анемію. Застосовується при лікуванні м’язової дистрофії
Вітамін U – противиразковий фактор. Приймає участь в синтезі холіну, креатину як донор метильних груп. Багато в сирих овочах, особливо в капусті.
Ліпоєва к-та. Входить до складу мультиферментних комплексів, що беруть участь у окислювальному декарбоксилюванню α-кетокислот Таурин. Функція – кон’югація жовчних кислот, детоксикація ксенобіотиків, нейромедіаторна
функція в мозку, сітківці ока, серці. Дефіцит таурину викликає дегенерацію сітківки, затримку росту, кардіоміопатію.
Карнітин – переносчик жирних кислот в мітохондріях.
Флавоноїди – вітамін Р – поліфеноли рослинного походження – кверцитин, рутин, феноли чая, цитрусових – епікатехін, нарінген та інші. Є факторами, які посилюють міцність кровоносних судин, стабілізують глікозаміноглікани сполучної тканини. Є потужними антиоксидантами. Широко представлені в складі лікарських препаратів.
Структура і функції ліпідів. Мембрани
Ліпіди (Lіроs - жир, грецьк.) - це біоорганічні речовини, які нерозчинні у воді і розчинні у неполярних органічних розчинниках - ефірі, хлороформі, ацетоні, бензолі тощо.
Головні функції ліпідів: 1. Енергетична - окислення 1 г жиру дає 39,1 кДж. 2. Пластична - ліпіди у вигляді ліпопротеїнів і гліколіпідів складають основу мембранних структур клітин. 3. Механічний захист - ліпіди утворюють жирові капсули деяких внутрішніх органів. 4. Термоізолююча - підшкірний жир відіграє роль термоізолятора. 5.
Електроізолююча – мієлінові оболонки нервових клітин. 6. Джерело ендогенної води - окислення 100 г жиру дає 106-108 г води. 7. Регуляторна - ліпіди і їх похідні утворюють велику групу регуляторів - статеві гормони, кортикостероїди, простагландини.8. Вітамінна - жири є розчинником і носієм вітамінів А, D, К і Е і Q10
Класифікація ліпідів Біологічна класифікація. Ліпіди поділяють на резервні і структурні. Резервні ліпіди
(тригліцериди) накопичуються в жирових депо, складають 10-15% маси тіла і є джерелом енергії. Структурні входять до складу мембран.
Структурна класифікація - ґрунтується на хімічній будові ліпідів. Відповідно до неї ліпіди поділяються на три великі групи: прості, складні та похідні ліпідів.
1.Попередники і похідні ліпідів: жирні кислоти, гліцерол, стероїди, кетонові тіла, жиророзчинні вітаміни і гормони.
П. Прості ліпіди:
1. Нейтральні жири ; 2. Стерини та стериди; 3. Воски.
Ш. Складні ліпіди:
1.Фосфоліпіди: а) гліцерофосфоліпіди ;б) сфінголіпіди.
2.Гліколіпіди ( цереброзиди, гангліозиди, сульфатиди). Класи ліпідів
І. Жирні кислоти. - це карбонові кислоти, що мають більш ніж 4 атоми вуглецю в
радикалі (4-12 - нижчі, більше 14 - вищі жирні кислоти). За наявністю чи відсутністю подвійних зв’язків жирні кислоти поділяють на насичені і ненасичені (моноєнові і полієнові) (скорочений запис формули кислот - число атомів вуглецю та кількість подвійних зв’язків).
1 Насичені - С3Н7СООН або С4:0 – масляна (бутанова), С15Н31СООН, або С16:0 - пальмітинова, С17Н35СООН, або С18:0 - стеаринова
2.Моноєнові - С17Н33СООН або С18:1 - олеїнова
3.Полієнові (містять від 2до 6 подвійних зв’язків): С17Н31СООН, або С18:2 – лінолева;
С17Н29СООН, або С18:3 – ліноленова;С19Н31СООН, або С20:4 – арахідонова; С19Н29СООН, або С20: 5 – ейкозапентаєнова; С21Н31СООН, або С22:6 – докозагексаєнова Полієнові жирні кислоти не синтезуються в організмі або синтезуються в недостатній
кількості, є ессенціальними (незамінними), повинні надходити з їжею (рослинні олії). Ще їх називаються вітаміном F, недостатність якого у тварин супроводжується припиненням росту, облисінням. Біохімічні ознаки дефіциту вітаміну F: порушення обміну холіну, холестерину, фосфору. Ці кислоти також є попередниками простагландинів та лейкотрієнів.
Прості ліпіди - у хімічному відношенні є складними ефірами різних спиртів та жирних кислот. Залежно від спиртового компонента вони діляться на такі підгрупи:
1. Нейтральні жири, або гліцериди (ацилгліцерини) - складні ефіри трьохатомного спирту гліцерину та вищих жирних.
Якщо до складу жирів входять переважно ненасичені жирні кислоти, то жири рідкі (олії), якщо насичені – тверді. В складі жирів підшкірної клітковини – 50-60% олеїнової кислоти, тому вони плавляться при кімнатній температурі.
2. Стерини і стериди. Стерини - одноатомні циклічні спирти - 3-гідроксипохідні стерану (циклопентанпергідрофенатрену). Стериди - складні ефіри стеринів і вищих жирних кислот.
Велике значення має холестерин (ол), що був виділений із жовчних каменів, звідки його назва (сhоlе - жовч, лат.). Холестерин - це циклічний ненасичений одноатомний спирт. З жирними кислотами утворює складні ефіри - холестериди. Є складовою частиною мембран і основою для синтезу стероїдних гормонів, жовчних кислот, вітаміну D.
3. Воски - складні ефіри вищих одноатомних спиртів і вищих жирних кислот. Основа для приготування кремів і мазей. Ланолін – жир шерсті вівці – жирнокислотні ефіри ланостерину і агностерину. Спермацет - цетилпальмітат – входить до складу спермацетого масла. Бджолиний віск – мірицилпальмітат.
Складні ліпіди - ефіри вищих жирних кислот і спиртів, але мають у своїй структурі ще залишки вуглеводів, фосфорної кислоти, амінокислоти та інше.
І. Фосфоліпіди. Поділяються на гліцерофосфоліпіди та сфінгофосфоліпіди.
1. Гліцерофосфоліпіди (фосфогліцериди) - складні ефіри гліцеролу та вищих жирних кислот; є похідними фосфатидної кислоти, естерифікованої аміноспиртами: холіном (фосфатидилхоліни або лецитини), етаноламіном (фосфатидилетаноламіни, або
кефаліни), серином, інозитолом.
2. Сфінгофосфоліпіди - жирнокислотні ефіри багатоатомного аміноспирту сфінгозину. N- ацильні похідні сфінгозину та жирних кислот мають назву цераміди. Сфінгофосфоліпіди - це фосфорні ефіри церамідів та аміноспиртів - холіну, етаноламіну, серину. В нервовій тканині людини та вищих тварин присутні сфінгомієліни:
ІІ. Гліколіпіди - складні ефіри вищих жирних кислот та гліцеролу (глікозилгліцероли) або сфінгозину (глікосфінголіпіди), що містять вуглеводний компонент ( глюкозу, галактозу та їх похідні або олігосахаридну групу).
Глікосфінголіпіди - ефіри N-ацилсфінгозинів (церамідів). Входять до складу мембран, їх багато в нервовій тканині. Залежно від вуглеводу поділяють на кілька класів: цереброзиди,
гангліозиди, сульфатиди та глобозиди:
Хімічний склад та будова мембран Мембрани – це молекулярні структури, що відділяють клітину від зовнішнього середовища і
розділяють її внутрішній простір на компартменти. В клітині виділяють плазматичну мембрану; мембрани ендоплазматичного ретикулума; мітохондрій; ядер; комплексу Гольджі; лізосом та пероксисом.