Справочник витаминов

31

углеродных атомов. Накапливаясь в фосфолипидах мозга, такие жирные кислоты вызывают тяжелые нейрологические нарушения.

Угнетение активности бета-метилкротоноил-КоА-карбоксилазы приводит к нарушению распада лейцина на стадии карбоксилирования р-ме-тилкротонил-КоА. При этом врожденном нарушении развивается метаболический кетоацидоз. Из-

за экскреции аномальных продуктов превращения р-метилкротоноил-КоА моча приобретает своеобразный запах,

напоминающий запах кошачьей мочи. Проявляется заболевание неукротимой рвотой, не прекращающейся после перехода больного на низкобелковую диету. Состояние улучшается после приема больших доз биотина.

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬИ ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ БИОТИНА

Биотин синтезируется микрофлорой кишечника человека. Это в значительной мере удовлетворяет потребности организма в биотине. К гиповитаминозному состоянию может привести прием антибиотиков и лечение цитостатиками.

Суточная потребность точно не определена, вероятнее всего онасоставляет 150—200 мкг.

Витамином Н богаты бобовые, а также цветная капуста, грибы; из продуктов животного происхождения — печень, почки,

молоко, яичный желток.

Продукты,богатые витамином H

ВИТАМИН С (АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА), ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА

Витамин С был выделен в 1928 г., но связь между заболеваемостью цингой и недостатком витамина была доказана только в

1932 г. Витамин С является гамма-лактоном, близким по структуре к глюкозе. Его молекула имеет два ассимметрических атома углерода (4С и 5С) и четыре оптических изомера. Биологически активна только L-аскорбиновая кислота.

Аскорбиновая кислота образует редокс-пару с дегидроаскорбиновой кислотой, сохраняющей витаминные свойства.

32

Водные растворы аскорбиновой кислоты быстро окисляются в присутствии кислорода даже при комнатной температуре.

Скорость деградации возрастает с повышением температуры, при увеличении рН раствора, под действием УФ-лучей, в

присутствии солей тяжелых металлов. Аскорбиновая кислота разрушается в процессе приготовления пищи и хранения продуктов.

МЕТАБОЛИЗМ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ОРГАНИЗМЕ

Аскорбиновая кислота всасывается путем простой диффузии на всем протяжении желудочно-кишечного тракта, но преимущественно это происходит в тонком кишечнике. В крови и тканях она связывается с различными высокомолекулярными соединениями белковой и небелковой природы.

Дегидроаскорбиновая кислота, образующаяся в клетках из аскорбиновой кислоты ферментом аскорбаток-сидазой, является неустойчивым соединением и легко окисляется в водной фазе с образованием 2,3-дикетогулоновой кислоты, которая уже не обладает витаминной активностью. Восстановление дегидроас-корбиновой кислоты в аскорбиновую осуществляется дегидроаскор-батредуктазой с участием глутатиона-SH. Конечными продуктами деградации витамина С являются щавелевая, треоновая, ксилоновая и ликсоновая кислоты. Аскорбат и продукты его распада экскретируются с мочой.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Витамин С занимает доминирующее положение во внеклеточной антиоксидантной защите, значительно превосходящее в этом отношении глутатион-SH. Он является также важнейшим внутриклеточным антиоксидантом. Антиоксидантная функция аскорбиновой кислоты объясняется ее способностью легко отдавать два атома водорода, используемых в реакциях обезвреживания свободных радикалов. В высоких концентрациях этот витамин «гасит» свободные радикалы кислорода.

Важной функцией аскорбата является обезвреживание свободного радикала токоферола (витамина Е), благодаря чему предупреждается окислительная деструкция этого главного антиоксиданта клеточных мембран. Как антиоксидант аскорбиновая кислота необходима для образования активных форм фолиевой кислоты, защиты железа гемоглобина и оксигемоглобина от окисления, поддержания железа цитохромов Р450 в восстановленном состоянии.

Витамин С участвует во всасывании железа из кишечника и высвобождении железа из связи его с транспортным белком крови — транс-феррином, облегчая поступление этого металла в ткани. Он может включаться в работу дыхательной цепи митохондрий, являясь донором электронов для цитохрома С.

Очень важную роль играет аскорбат в реакциях гидроксилирования: О Гидроксилирование «незрелого» коллагена,

осуществляемое пролин-гидроксилазой с участием витамина С, ионов железа, а-кето-глутарата и кислорода. В этой реакции а-кетоглутарат окисляется до сукцината и СO2, один атом кислорода включается в сукци-нат, другой — в ОН-группу оксипролина. ОН-группы оксипроли-на участвуют в стабилизации структуры, формируя водородные связи между цепями триплетной спирали зрелого коллагена. Витамин С нужен также для образования оксилизина в коллагене. Остатки оксилизина в коллагене служат для образования участков связывания с полисахаридами.

Гидроксилирование триптофана в 5-гидрокситриптофан (в реакции синтеза серотонина).

Реакции гидроксилирования при биосинтезе гормонов корковой и мозговой части надпочечников.

Гидроксилирование р-гидроксифенилирувата в гомогентизиновую кислоту.

33

Гидроксилирование бета-бутиробетаина при биосинтезе карнитина.

Витамин С активно участвует в обезвреживании токсинов, антибиотиков и других чужеродных для организма соединений,

осуществляемых оксигеназной системой цитохромов Р450 В составе оксигеназной системы микросом витамин С играет роль прооксиданта, т. е., как и в реакциях гидроксилирования, обеспечивает образование свободных радикалов кислорода (так называемое Fe++-аскорбатстимулируемое ПОЛ, т. е. перекисное окисление липидов). Взаимодействие аскорбата с ионами железа или меди в присутствии пероксида водорода вызывает мощный прооксидантный эффект, поскольку при этом образуется гид-роксильный радикал (ОН), инициирующий реакции ПОЛ.

Усиление прооксидантного действия витамина С приводит к нежелательным последствиям, особенно в условиях

«перегрузки» организма железом.

В плазме крови и тканях ионы железа и меди находятся в связи с транспортными и депонирующими белками

(церулоплазмином, транс-феррином, ферритином и др.), которые препятствуют бесконтрольному развитию свободнорадикальных цепных реакций, катализируемых этими металлами и аскорбиновой кислотой. Помимо белков (в

плазме крови), эту роль может на себя брать мочевая кислота (в цереброспинальной жидкости) или восстановленный глутатион (в синовиальной жидкости). Однако основным антиоксидантом. препятствующим прооксидантному действию витамина С, является витамин Е. Необходимо подчеркнуть, что выраженный антиоксидантный эффект аскорбата проявляется только при совместном его введении с токоферолом, поскольку именно витамин Е способен эффективно устранять свободные радикалы жирных кислот и их перекиси, образующиеся в реакциях Fe++-аскорбатстимулируемого ПОЛ.

Таким образом, аскорбиновая кислота стабилизирует витамин Е, который легко разрушается, а витамин Е усиливает антиоксидант-ное действие витамина С. Помимо токоферола синергистом действия аскорбата является витамин А.

Витамин С является антиканцерогеном не только в силу его антиок-сидантных свойств, но и в силу способности непосредственно предотвращать нитрозаминовый канцерогенез (эти сильные канцерогены образуются в кислой среде желудка из нитритов и аминосоединений пиши). Однако аскорбат не защищает от влияния уже образовавшихся нитрозаминов, поэтому консервированные мясные продукты необходимо употреблять с овощами и зеленью, богатыми витамином С.

ГИПОВИТАМИНОЗ И ГИПЕРВИТАМИНОЗ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Гиповитаминоз

Уже незначительный дефицит витамина С проявляется ощущением усталости, снижением аппетита, подверженностью простудным заболеваниям. Характерно легкое появление синяков (кровоизлияний) на коже. Кровоточивость десен — уже достаточно позднее проявление гиповитаминоза С. Глубокий дефицит витамина С приводит к заболеванию цингой

(скорбутом). Главным симптомом цинги является нарушение проницаемости капилляров, обусловленное недостаточностью гидроксилирования пролина и лизина в коллагене, и нарушение синтеза хондроинтинсульфатов. Отсюда и такие клинические проявления гиповитаминоза как кровоточивость десен, расшатывание зубов, отеки и боли в суставах,

поражение костей, бледность кожных покровов, нарушение заживления ран. Смерть наступает обычно от кровоизлияния в полость перикарда.

34

Мышечная слабость цинготного больного является следствием быстро развивающейся недостаточности карнитина,

обеспечивающего энергетику миоцитов. При гиповитаминозе С развивается железо-дефицитная анемия из-за нарушения всасывания железа и использования его запасов при синтезе гемоглобина. При недостатке аскорбата снижается также участие фолиевой кислоты в пролиферации костномозговых клеток, что усугубляет симптоматику анемии.

Гиповитаминоз С всегда сопровождается ослаблением иммуноза-щитных сил организма, а также усилением реакций свободноради-кального окисления, лежащих в основе патогенеза множества заболеваний — лучевой болезни, рака,

атеросклероза, диабета и др.

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ И ИСТОЧНИКИ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ

В организме человека, обезьян, морских свинок, индийской плотоядной летучей мыши и некоторых птиц витамин С не синтезируется. В пищевом рационе человека аскорбиновая кислота должна присутствовать постоянно, так как она быстро расходуется, а ее избыток уже через 4 часа полностью выводится из организма.

Источником витамина С служит растительная пища. Особенно богаты им перец и черная смородина, далее идут укроп,

петрушка, капуста, щавель, цитрусовые, земляника, но чемпионом среди всех растений является шиповник: 1,2 г (!) на 100 г

сухих ягод. Для профилактики цинги следует ежесуточно получать 50 мг аскорбиновой кислоты, однако наиболее оптимальной для здорового человека вне стрессовой ситуации является доза 100—200 мг в сутки; при заболеваниях она может быть увеличена до 2-х г в сутки. Рекомендуемые Л. Полин-гом мегадозы витамина (до 10 г в сутки) не находят признания у клиницистов. Вместе с тем мнение о том, что такие дозы могут привести к образованию оксалатных камней в почках, оказалось, по данным клинических испытаний, беспочвенным.

Выраженный антиоксидантный эффект витамина С проявляется в составе антиоксидантного комплекса витаминов «АК»

(однократная дозировка 1 раз в 2—3 дня на протяжении срока, указанного врачом: витамин С — 2 г, витамин Е — 500—600

мг, витамин А — 100000 ME).

Продукты, богатые витамином C

Витамин А был открыт в 1940 г. и назван фактором роста, так как с его удалением при экстракции корма грызунов жирорастворителями наблюдалась остановка роста и гибель мышей-отьемышей.

Химическое строение и свойства витамина А.

Жирорастворимый витамин А представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из ретинолового кольца и боковой цепи из 2-х остатков изопрена и первичной спиртовой группы.

35

Спиртовая форма витамина А, ретинола, в организме окисляется до ретиналя (альдегид витамина А) и ретиноевой кислоты

(вместо спиртовой группы образуется карбоксильная). Депонируется витамин А в печени в форме эфиров пальмитиновой и уксусной кислот (ретинилпальмитата и ретинилацетата), а также в виде ретинилфосфата.

МЕТАБОЛИЗМ ВИТАМИНА А В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Витамин А может образовываться в слизистой кишечника и печени из провитаминов — альфа- , бета- и гамма-каротинов под воздействием каротиноксигеназы. Наибольшей активностью обладает р-каротин (из него образуются две молекулы ретинола, из других — по одной).

Всасывание витамина и его провитаминов происходит в составе мицелл, затем в энтероцитах они включаются в состав хиломикронов. В кровивитамин А связывается с ретинолсвязывающим белком (один из белков фракции альфа1-

глобулинов). Ретинолсвязывающий белок обеспечивает растворимость ретинола, его защиту от окисления, транспорт и доставку в различные ткани. В сетчатке глаза ретинол превращается в ретиналь, в печени — в ретиналь и затем в

ретиноевую кислоту, которая выводится с желчью в виде глюкуронидов.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ РЕТИНОЛА

Роль витамина А заключается в следующем:

Ретинол является структурным компонентом клеточных мембран

Регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, а также деление и дифференцировку быстро проли-ферируюших тканей, в первую очередь, эпителиальных, хряща и костной ткани. Он контролирует синтез белков цитоскелета, реакции распада и синтеза гликопротеинов. Синтез последних осуществляется в аппарате

Гольджи. Недостаток витамина А приводит к нарушению синтеза гликопротеинов (точнее, реакций гликозилирования,

т. е. присоединения углеводного компонента к белку), что проявляется потерей защитных свойств слизистых оболочек.

Участвует в фотохимическом акте зрения.

Является важнейшим компонентом антиоксидантной защиты организма.

Витамин А и ретиноиды стимулируют реакции клеточного иммунитета, в частности, увеличивают активность Т-

киллеров.

 Витамин А является антиканцерогеном, так как при его недостатке в организме увеличивается заболеваемость раком легкого и раком других локализаций.

37

помощью NAD±зависимой дегидрогеназы окисляется в цис-ретиналь, который также поступает в кровь. Этот комплекс улавливается пигментным эпителием сетчатки, и цис-ретиналь уже без участия ферментов связывается с опсином.

Отсутствие регенерации родопсина приводит к слепоте в сумерках.

Участие витамина А в антиоксидантной защите организма

Благодаря наличию сопряженных двойных связей в молекуле ретинол способен взаимодействовать со свободными радикалами различных типов, в том числе и со свободными радикалами кислорода. Эта важнейшая особенность витамина позволяет считать его эффективным антиоксидантом.

Антиоксидантное действие ретинола проявляется также в том, что он значительно усиливает антиоксидантное действие витамина Е. Вместе с токоферолом и витамином С он активирует включение Se в состав глутатионпероксидазы (фермента,

обезвреживающего перекиси липидов). Витамин А способствует поддержанию SH-rpyпп в восстановленном состоянии (SH-

группам многообразного класса соединений также присуща антиоксидантная функция). В частности, препятствуя окислению SH-содержащих белков и образованию в них поперечных S-S-сшивок в составе кератина, ретинол тем самым уменьшает степень кератинизации эпителия (усиление кератинизации кожи приводит к развитию дерматита и раннему старению кожи).

Однако витамин А может проявлять себя и как прооксидант, так как он легко окисляется кислородом с образованием высокотоксичных перекисных продуктов. Полагают, что симптомы гипервитамино-за А как раз и обусловлены его прооксидантным действием на биомембраны, особенно усиливается процесс ПОЛ в лизосомных мембранах, к которым витамин А проявляет выраженную тропность. Витамин Е, предохраняя ненасыщенные двойные связи ретинола от окисления и образования вследствие этого свободнорадикальных продуктов самого ретинола, препятствует проявлению его прооксилант-ных свойств. Необходимо отметить и синергичную с токоферолом роль аскорбиновой кислоты в этих процессах.

В настоящее время большое внимание в мировой литературе уделяется производным витамина А — ретиноидам. Полагают,

что их механизм действия сходен со стероидными гормонами. Ретиноиды действуют на специфические рецепторные белки в клеточных ядрах. Далее такой лиганд-рецепторный комплекс связывается со специфическими участками ДНК, которые контролируют транскрипцию специальных генов. Идентификация этих генов служит предметом активного научного поиска.

ГИПОВИТАМИНОЗ И ГИПЕРВИТАМИНОЗ РЕТИНОЛА

Гиповитаминоз витамина А

Наиболее ранним симптомом недостаточности витамина А является куриная слепота — резкое снижение темновой адаптации. Характерным является поражение эпителиальных тканей: кожи (фолликулярный гиперкератоз), слизистых оболочек кишечника (вплоть до развития язв), бронхов (частые бронхиты), мочеполовой системы (легкое инфицирование).

Дерматиты сопровождаются патологической пролиферацией, кератинизацией и ссушиванием эпителия. Десквамация эпителия слезных каналов может приводить к их закупорке и уменьшению смачивания роговицы глаза слезной жидкостью

— она высыхает (ксерофтальмия) и размягчается (кератомаляция) с образованием язв и «бельма». Поражение роговицы может развиваться очень быстро, так как нарушение защитных свойств эпителия приводит к присоединению вторичной инфекции.

38

Витамин А называется также витамином роста. Особенно демонстративно отставание в росте и гибель животного при недостатке ретинола прослеживаются у хищников, которые не способны синтезировать этот витамин из каротинов.

В качестве эффективного антиоксиданта витамин А защишает организм от «пероксидного стресса» — важнейшего патогенетического звена многих тяжелых заболеваний.

Гипервитаминоз витамина А

Для гипервитаминоза А характерны следующие симптомы: воспаление роговицы глаза, гиперкератоз, потеря аппетита,

тошнота (при остром отравлении — рвота), понос, головные боли, боли в суставах, увеличение печени. Развивается обшее истощение организма.

Хроническое отравление витамином наблюдается при регулярном употреблении высоких доз витамина, больших количеств рыбьего жира. Случаи острого отравления со смертельным исходом наблюдали при употреблении в пищу печени акулы,

белого медведя, морских животных (печень и жировая ткань — основные депо витамина).

Оценка обеспеченности организма ретинолом

Степень обеспеченности витамином определяется по содержанию его в крови. Используются также показатели темновой адаптации, электрорснограмма. Косвенным показателем является увеличение активности лизосомных ферментов.

ВРОЖДЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА РЕТИНОЛА

Гиперкаротинемия. Причиной заболевания является отсутствие кишечной р-каротиноксигеназы, катализирующей реакцию образования ретинола из каротинов. Основными симптомами являются куриная слепота и помутнение роговицы. Резко снижено содержание ретинола в крови.

Гиперкаротинемия

Фолликулярный кератоз Дарье. При этом наследственном заболевании наряду с изменениями кожи и слизистых оболочек отмечаются отставание умственного развития и психозы. Типичны продольная исчерченность и зазубренность ногтей.

Эффективно длительное назначение повышенных доз витамина А.

39

Фолликулярный кератоз Дарье

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ВИТАМИНА А, ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНА А

Ретинол присутствует только в животной пище, особенно много его в печени и жире морских рыб и млекопитающих.

Источником витамина для человека являются также каротины. Однако следует заметить, что р-каротины полностью заменить витамин А не могут, так как лишь ограниченное их количество способно превратиться в ретинол. И этого количества недостаточно для проявления характерных антноксидантных свойств витамина А.

Суточная потребность в витамине А составляет 800 мкт для женщин и 1000 мкг для мужчин.

Продукты, богатые витамином А

ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА КАРОТИНОВ (ПРОВИТАМИНОВ А)

Каротины являются изопреноидами и образуются в растениях при фотосинтезе. Известны 3 типа каротинов: альфа- , бета- и

гамма-каротины.

Впервые каротины были выделены из моркови, отсюда и их название (carota — морковь), альфа- , гамма-каротины содержат по одному бета-иононо-вому кольцу и при их окислительном распаде образуется одна молекула витамина А. В молекуле бета-каротина — два бета-иононовых кольца и он обладает большей биологической активностью, поскольку из него образуются 2 молекулы ретинола: