Справочник витаминов

11

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВИТАМИНА PP

Витамин РР выделен К. Эвельгеймом в 1937 г. Его введение предохраняло от заболевания пеллагрой или излечивало ее. РР означает противопеллагрический (preventive pellagra).

Никотиновая кислота является пиридин-3-карбоновой кислотой, никотинамид — ее амидом. Оба соединения в организме легко превращаются друг в друга и поэтому обладают одинаковой витаминной активностью.

Витамин РР плохо растворяется в воде, но хорошо в водных растворах шелочей.

МЕТАБОЛИЗМ ВИТАМИНА PP

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 коферментных 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 кофсрмснтов 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).

12

Распад нуклеотидов катализируется ферментами гликогидролаза-ми (соответственно NAD-гликогидролааза и NADP-

гликогидролаза), расщепляющими гликозилные связи с образованием никотинамида и АДФ-рибозы. Затем никотинамид окисляется и продукты его окисления (преобладает N-метилникотинамид) выводятся с мочой.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Почти весь имеющийся в клетках и жидких средах организма витамин РР представлен в виде никотинамида, включенного в состав коферментов — NAD и NADP. Поэтому значение ниацина определяется ролью этих коферментов, которая является чрезвычайно многогранной:

NAD* — кофермент дегидрогеназ, участвующий в реакциях окисления глюкозы, жирных кислот, глицерина,

аминокислот, является коферментом дегидрогеназ цикла Кребса (исключая сукцинатдегидрогеназу). В этих реакциях

кофермент выполняет функцию промежуточного акцептора электронов и протонов.

NAD* — переносчик протонов и электронов в дыхательной цепи митохондрий (от окисляемого субстрата к первому комплексу цепи тканевого дыхания).

NAD* — субстрат ДНК-лигазной реакции при синтезе и репарации ДНК, а также субстрат для синтеза поли-АДФ-

рибозы в поли- (АДФ) -рибозилировании белков хроматина.

NADPH-H+ — донор водорода в реакциях синтеза жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов и некоторых

•NADPH-H+ — компонент монооксигеназной цепи микросомного окисления, выполняющей функцию дстоксикации

антибиотиков и других чужеродных веществ.

NAD’ и NADPH’H* — аллостерические регуляторы ферментов энергетического обмена, в частности, ферментов

цикла Кребса, а также реакций новообразования глюкозы (глюконсогенеза).

Никотинамид и N-метилникотинамид (метаболит никотинамида) являются участниками процесса метилирования т-

РНК и белков.

Гиповитаминоз витамина B5

Характерным признаком недостаточности ниаиина является симптомокомплекс «три Д»:

дерматит,

диарея,

деменция.

Так проявляется заболевание пеллагрой (от ит. pelle agra — шершавая кожа). Болезнь, свирепствовавшая в Испании и Португалии в XVI веке, быстро распространилась по странам Средиземноморья после того, как там стали интенсивно возделывать кукурузу. Поскольку кукуруза намного продуктивнее, чем прочие зерновые культуры, она завоевала огромную популярность и постепенно стала основным продуктом питания для бедных слоев населения. Однако в кукурузе витамин РР

13

содержится в трудно усвояемой для человека форме, она бедна триптофаном, из которого способен синтезироваться этот витамин.

Пеллагра, нехватка витамина B5

В основе заболевания лежит нарушение пролиферативной активности и энергетики клеток.

Дерматит чаше всего отмечается на открытых участках кожи, которая под действием солнечных лучей краснеет,

покрывается пигментными пятнами (на лице в виде крыльев бабочки) и шелушится. Язык становится ярко-красным и болезненным, утолщается, на нем появляются трещины (глоссит). Слизистые оболочки полости рта (стоматит, гингивит) и

кишечника воспаляются, затем изъязвляются.

Расстройство пищеварения проявляется тошнотой, отсутствием аппетита, болями в животе, поносами. Нарушается функция периферических нервов и центральной нервной системы. Появляются головокружение, головные боли. Апатия сменяется депрессией. Тугодумие — вплоть до умственной отсталости — тоже проявление болезни. Развиваются психозы,

психоневрозы, в тяжелых случаях отмечаются галлюцинации.

Симптомы пеллагры чаще наблюдаются улиц с недостатком белка в диете. Объясняется это тем, что животные белки содержат оптимальное количество аминокислоты триптофана, витамина В6 и некоторых других, необходимых для биосинтеза ниацина.

Гипервитаминоз витамина B5

У млекопитающих состояния гипервитаминоза РР вызвать не удалось. Данные о способности ниацина накапливаться в тканях отсутствуют. Избыток никотиновой кислоты быстро выводится с мочой.

Оценка обеспеченности организма витамином PP

Обеспеченность организма ниацином достаточно хорошо характеризуется величиной экскреции основных продуктов его катаболизма — N-метилникотинамида и метил-2-пиридон-5-карбоксиамида. В нормальных физиологических условиях концентрация выводимых с мочой метаболитов никотиновой кислоты и никотинамида невелика, но резко возрастает при их избыточном поступлении в организм. Определение количественного содержания N-метилникотинамида и его пиридонов в моче после применения нагрузочных доз витамина РР до настоящего времени служит единственным критерием обеспеченности организма этим витамином. Таким критерием не могут быть уровни самого витамина РР или его коферментных форм в крови, так как даже при тяжелой пеллагре их содержание мало отличается от нормы.

14

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ И ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНА B5

Суточная потребность в витамине составляет 20—25 мг.

Источником витамина являются животные (особенно печень, мясо) и многие растительные продукты, в первую очередь, рис,

хлеб, картофель. Молоко и яйцо содержат следы ниацина. Правда, витамин РР способен синтезироваться клетками организма из триптофана, но этот процесс малоэффективен — из десятков молекул триптофана образуется только одна молекула витамина. Тем не менее продукты, богатые этой аминокислотой (молоко и яйцо), могут компенсировать недостаточное поступление никотинамида с пищей.

ПРОДУКТЫ,БОГАТЫЕ ВИТАМИНОМ PP (B5)

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ПИРИДОКСИНА (ВИТАМИНА B6)

Химическое строение и свойства. Витамин В6 включает группу трех природных производных пиридина, обладающих одинаковой витаминной активностью: пиридоксина, пиридоксаля, пиридоксамина, отличающихся друг от друга наличием соответственно спиртовой, альдегидной или аминогруппы.

А. Сент-Дьёрдьи

Витамин В6 открыт в 1934 г. А. Сент-Дьёрдьи и вскоре был синтезирован химически.

15

МЕТАБОЛИЗМ ПИРИДОКСИНА (ВИТАМИНА B6)

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 пиридоксина: пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

Распад коферментов осуществляется путем дефосфорилирования и окисления в тканях. Основным пролуктом катаболизма

является 4-пиридоксиловая кислота, которая экскретируется с мочой.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ВИТАМИНА B6

Витамин В6 часто называют «королем обмена аминокислот»; вместе с тем его коферментные формы участвуют в реакциях,

катализируемых почти всеми классами ферментов. Механизм действия всех пиридоксальфосфатзависимых ферментов сходен:

Вначале образуются шиффовы основания между аминокислотой и коферментом, при этом нитрофильный азот пиридонового кольца действует как своеобразный электронный сток, уводя электроны от аминокислоты и стабилизируя промежуточный интермедиат — карбаиион;

будучи неустойчивыми, шиффовы основания (альдимины) далее модифицируются в процессах трансаминирования,

декарбоксилирования, изомеризации и во многих других превращениях боковой цепи аминокислот.

Коферментные формы витамина В6 входят в состав следующих ферментов:

аминотраисфераз аминокислот, катализирующих обратимый перенос NHj-группы от аминокислоты на а-

кетокислоту, при этом образуются новые а-кетокислоты и заменимые аминокислоты;

 декарбоксилаз аминокислот, отщепляющих карбоксильную группу аминокислот, что приводит к образованию биогенных аминов (гистамина, серотонина, ГАМК и других), а также моно-аминоксидаз, гистаминазы

(диаминооксидаза) и аминотрансферазы ГАМК, обезвреживающих (окисляющих) биогенные амины;

изомераз аминокислот, с помощью которых организм разрушает D-аминокислоты (в состав тканевых белков млекопитающих входят L-аминокислоты);

синтазы дельта-аминолевуленовой кислоты, участвующей в биосинтезе гема гемоглобина и других гемсодержащих белков;

аминотраисфераз иодтирозипов и иодтиронинов, участвующих в синтезе гормонощитовидной железы и распаде этих гормонов в периферических тканях;

17

ГИПОВИТАМИНОЗ ПИРИДОКСИНА (ВИТАМИНА B6)

Основными проявлениями недостаточности витамина В6 являются гипохромная анемия и судороги. Отмечается развитие сухого себорейного дерматита, стоматита и глоссита. Чаще всего пиридоксиновая недостаточность наблюдается у маленьких детей при искусственном вскармливании стерилизованным молоком (разрушается витамин В6), у беременных при токсикозах, а также у взрослых при длительном лечении противотуберкулезным препаратом изониа-зидом (антагонист пиридоксаля). Повышенная возбудимость и склонность к судорогам объясняются недостаточным образованием ГАМК

(гамма-аминомасляной кислоты) — медиатора торможения нейронов. Поражения кожи частично обусловлены недостаточностью витамина РР, в синтезе которого принимает участие витамин В6. По данным клинических наблюдений,

дефицит пиридоксаля предрасполагает к инфаркту миокарда.

ГИПЕРВИТАМИНОЗ ПИРИДОКСИНА (ВИТАМИНА B6)

Какого-либо выраженного побочного действия при длительном приеме высоких доз витамина (в 10—20 раз превышающих суточную потребность) отмечено не было. Доза 200—5000 мг может вызвать онемение, покалывание и кратковременную потерю чувствительности в конечностях.

ВРОЖДЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ВИТАМИНА B6

Наиболее хорошо изученными энзимопатиями, связанными с дефектом пиридоксальзависимых ферментов, являются врожденная гомоиистинурия, врожденная цистатионинурия, наследственная ксантуренурия, пиридоксин-зависимый

судорожный синдром и пирилоксинзависимая анемия.

Гомоцистинурия

При этом заболевании имеется недостаточность цистатионинсинтазы — витамин В6-зависимого фермента,

катализирующего конденсацию гомоцистеина и серина с образованием цистатионина (при других формах гомоцистинурии страдают другие ферменты, участвующие в обмене гомоцистеина). В крови и тканях больных накапливаются аминокислоты гомоцистеин и метионин (предшественник гомоцистеина), первая легко экскретируется почками в виде своей окисленной формы — гомоцистина. Обнаружение гомоцистеина в крови и гомоцистина в моче служит диагностическим тестом на гомоцистинурию.

Заболевание обнаруживается у детей или подростков, проявляясь своеобразным симптомокомплексом: эктопией хрусталика

(иногда подвывих хрусталика является единственным начальным симптомом заболевания); генерализованным остеопорозом и деформациями скелета (у ребенка — «паучьи» конечности, т. е. длинные и тонкие, наблюдается искривление позвоночника, а также плоскостопие, неправильный прикус зубов); своеобразной походкой (негнущаяся походка из-за дефекта зрения и костных аномалий); замедлением физического развития (ходить дети начинают с 1,5—2 лет). Дети с гомоцистину-рией, как правило, светловолосы и голубоглазы (нарушение пигментации). Задержка умственного развития наблюдается не всегда. Основной причиной гибели больных является тромбоз артерий или вен; тромбообразование может происходить в различных участках тела.

Лечение заключается в длительном назначении высоких доз пиридоксина — до 0,5—1,0 г в сутки. Прекращение приема витамина приводит к появлению всех характерных симптомов заболевания. Однако при пиридоксинрезистентной гомоцистинурии (полное отсутствие апофермента цистатионинсинтазы либо грубый дефект ее структуры) не эффективны даже высокие дозы витамина В6; положительное терапевтическое действие оказывает ограничение метионина в диете,

дополнительный прием L-цистина и фолиевой кислоты.

19

ОЦЕНКА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ПИРИДОКСИНОМ

Наиболее популярным методом оценки обеспеченности организма витамином В6 является флуориметрическое определение содержания в моче 4-пиридокси-ловой кислоты — продукта деградации витамина. При гиповитаминозе В6 суточная экскреция 4-пиридоксиловой кислоты снижается (в норме — 3—5 мг). Однако более точную информацию дает измерение содержания самого витамина (особенно пиридоксальфосфата) в плазме крови и моче.

ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНА B6, СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ

Витамином В6 богаты бобовые, зерновые культуры, мясные продукты, рыба, картофель. Он синтезируется кишечной микрофлорой, частично покрывая потребность организма в этом витамине.

В сутки человек должен получать 2—2,2 мг пиридоксина. Потребность в витамине возрастает при увеличении количества белка в рационе, а также во время беременности и лактации. Прием алкоголя и курение уменьшают содержание пиридоксальфосфата в тканях.

Продукты,богатые витамином B6

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВИТАМИНА B9

Витамин обнаружили в 1930 г., когда было показано, что люди с определенным типом мегалоблас-тической анемии могли быть излечены принятием в пищу дрожжей или экстракта печени. В 1941 г. фолиевая кислота была выделена из зеленых листьев (лат. folium — лист, отсюда и название витамина). Витамином Вс это соединение назвали из-за его способности излечивать анемию у цыплят (от англ. chicken — цыпленок).

Витамин состоит из трех компонентов: гетероциклического остатка птеридина, парааминобензойной кислоты (ПАБК),

которая может самостоятельно регулировать рост многих бактерий, и глутаминовой кислоты (несколько остатков). В

организме человека птеридиновое кольцо не синтезируется, поэтому удовлетворение потребности в фолацине полностью зависит от его поступления с пищей.

20

Фолиевая кислота плохо растворима в воде и органических растворителях, но хорошо в щелочных растворах. Разрушается под действием света, при обработке и консервировании овощей.

МЕТАБОЛИЗМ ФОЛИЕВОЙ КИСЛОТЫ

Витамин В9, всасываясь в тонком кишечнике, восстанавливается в энтероцитах до тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) и

N5-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 NADPH-H+ -

зависимых ферментов: фолатредуктазы (1) и дигидрофолатредуктазы (2):

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.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА ВИТАМИНА B9

Коферментная форма фолиевой кислоты — ТГФК — необходима для мобилизации и использования в реакциях метаболизма одноуглеродных функциональных групп: метильной(-СН3), метиленовой (- СН2-), метенильной (-СН=), формальной (-СНО)