БХ методички 2 курс / Metodichki / методы / Витамины

5.Витамин Е является эффективным иммуномодулятором, способствующим укреплению иммунозащитных сил организма.

Гиповитаминоз витамина E. Недостаточность токоферола — весьма распространенное явление, особенно у людей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, а также подвергающихся воздействию химических токсикантов. Глубокий гиповитаминоз встречается редко. При Е-витаминной недостаточности наблюдается частичный гемолиз эритроцитов, в них снижается активность ферментов антиоксидантной защиты. Повышение проницаемости мембран всех клеток и субклеточных структур, накопление в них продуктов ПОЛ — главное проявление гиповитаминоза. Именно этим обстоятельством объясняется разнообразие симптомов недостаточности токоферола. Дефицит витамина Е в организме сопровождается снижением содержания иммуноглобулинов Е. После его введения нормализуется численность Т- и В-лимфоцитов в периферической крови и восстанавливается функциональная активность Т-клеток.

Гипервитаминоз. Витамин нетоксичен при значительных (10—20-кратных к суточной потребности) и длительных превышениях его дозировки, что обусловлено ограничением способности специфических токоферолсвязывающих белков печени включать витамин в состав ЛПОНП. Его избыток выводится из организма с желчью. В некоторых случаях длительный прием мегадоз токоферола (более 1 г в сутки) может привести к гипертриглицеридемии и повышению кровяного давления.

Оценка обеспеченности организма токоферолом. Основным методом является определение концентрации витамина Е в крови. Наиболее доступны клинической лаборатории функциональные тесты, позволяющие оценить глубину Е-витаминной недостаточности. Основными являются тесты на перекисную или гемолитическую устойчивость эритроцитов, определение суточной экскреции креатина (мышцы при Е- гиповитаминозе плохо «удерживают» креатин) и содержание продуктов ПОЛ в крови и эритроцитах.

5.4 Витамин К (нафтохиноны). Антигеморрагический витамин.

Химическое строение и свойства. За открытие витамина К Э. Дойзи и X. Дам в 1943 г. получили Нобелевскую премию.

Витамин К — это две группы хинонов: витамин К, (филлохиноны) и витамин К2 (менахиноны). Филлохиноны открыты в растениях, а менахиноны имеются также и у животных. Они различаются строением и количеством изопреновых единиц в боковой цепи.

Оба витамина не растворяются в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях; они разрушаются при нагревании в щелочной среде и на свету.

Суточная потребность. Пишевые источники. Витамина К много в капусте, зеленых томатах, шпинате, ягодах рябины. Из животных продуктов его источником является печень. Потребность — приблизительно 0,1 мг в сутки.

Метаболизм витамина K. Витамин К всасывается аналогично всем жирорастворимым витаминам, т. е. включается вначале в состав мицелл, а затем — хиломикронов. В плазме крови он связывается с альбуминами. Накапливается в печени, селезенке и сердце. В тканях образуется активная форма витамина — менахинон-4 (содержит четыре изопреноид-ные единицы). Конечные продукты обмена витамина выделяются с мочой. Биохимические функции. Единственная известная биологическая роль витамина К заключается в том, что он является коферментом у-глутаматкарбоксилазы, карбоксилирующей глутаминовую кислоту с образованием у-карбоксиглутаминовой кислоты.

32

6. Суточная потребность в витаминах

Потребность в витаминах зависит от возраста, пола, физической активности, наличия хронических заболеваний, уровня обмена веществ. Рекомендуемые нормы потребления витаминов представлены в таблице.

Суточная потребность в витаминах в разных возрастных группах

продолжение таблицы «Суточная потребность в витаминах в разных возрастных группах»

Особого внимания заслуживает возрастающая в 1,5 раза потребность в витаминах у женщин во время беременности.

Суточная потребность в витаминах у женщин в период беременности и лактации

34

МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН

Все живые организмы на 99% состоят из наиболее распространенных химических элементов, входящих в число первых 20-ти периодической системы. Это макроэлементы, содержание которых в организме колеблется от 0,02 до 70%. Кроме того, выделяют группу микроэлементов, которые содержатся в организме в очень малых количествах 10-3- 10-12 % . Микроэлементы по их биологической значимости подразделяются на: 1.Эссенциальные и условно эссенциальные (т.е. жизненно необходимые). В эту группу входят железо, йод, медь, цинк, кобольд, хром, молибден, никель, селен, ванадий, марганец, фтор, кремний, литий, мышьяк.

2.Физиологически инертные; 3.Токсические (алюминий, кадмий, ртуть, свинец, барий и др.)

7.ФУНКЦИИ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ

1.Структурная – входят в состав тканей, биомембран.

2.Влияют на коллоидное состояние высокомолекулярных соединений (белков, нуклеиновых кислот). От концентрации ионов зависит степень дисперсности, гидратации, растворимости и устойчивости внутри- и внеклеточных белков.

3.Участвуют в формировании третичной и четвертичной уровней структуры этих полимеров и тем самым определяют их биологическую активность.

4.Обеспечивают осмотическое давление.

5.Участвуют в поддержании рН (буферная функция).

7.1 ОБМЕН КАЛЬЦИЯ

Потребность – 0,6-0,8 г/сутки. Зависит от возраста и физиологического состояния. При беременности, у детей – до 2 г.

Источники: пища растительного происхождения (капуста, шпинат, щавель) – усваивается плохо вследствие плохой растворимости солей. Лучшие источники – молоко, сыр, молочнокислые продукты.

Основная часть кальция поступает в организм в виде плохо растворимых фосфорнокислых солей: Са3(РО4)2, СаНРО4, Са (Н2РО4)2 – ряд с возрастающей растворимостью. Всасывание кальция начинается в кислой среде желудка и слабокислой среде проксимальных отделов кишечника. В этих условиях образуется более растворимый хлористый кальций. В щелочной среде образуются нерастворимые соли. Нерастворимые соли кальция образуются также при взаимодействии с жирными кислотами, что также может нарушать всасывание этого макроэлемента. Нарушают этот процесс наличие щавелевой, инозитфосфорной, фитиновой кислот (образуются нерастворимый соли).

Для нормального всасывания кальция необходимо наличие Са-связывающего белка, синтезируемого в энтероцитах, Са-зависимой АТФ-азы, участвующей в переносе кальция через мембрану.

Растворимость солей кальция зависит от соотношения Са: Р. Избыток фосфатов приводит к образования нерастворимы солей. Оптимальное соотношение Са: Р. - 1:1,5 наблюдается в молоке, молочных продуктах. Способствуют всасыванию кальция образование лактата, цитрата Са.

Распределение в организме.

В организме взрослого здорового человека содержится до 2-х кг кальция. 98% находится в костной ткани. Остальная часть - внутриклеточная жидкость, кровь. Ткани. В костной ткани кальций находится в виде 2-х форм: 1. кристаллов гидроксиапатита Са10 (РО4)6(ОН)2. 2. аморфного кальцийфосфата Са 3 (РО4)2.

35

Гидроксиапатит – нерастворим. Его образование соответствует процессу минерализации кости. Аморфный кальцийфосфат более растворим. Его содержание подвержено значительным колебаниям в зависимости от возраста. Эта фракций выполняет лабильного резерва кальция для гидроксиапатита.

Физиологически активным является ионизированный кальций. Коллоидный Са – своеобразное депо в крови. При снижении Са в крови (ионизированного) кальций быстро освобождается из белков.

Внутриклеточный кальций:

Вцитозоле кальция мало: 10-7 М. Вне клетки – 10 -3 М. В клетке много кальция в связанном виде: с белками, фосфолипидами, гликопротеидами. Выделены Сасвязывающие белки (спектрин эритроцитов, секвестрин мышц, эластин хряща и т. д.)

Вклетку Са поступает по двум типам каналов:

1.«Быстрые», относительно специфичные, потенциал-независимые. Регулируются гормонами, БАВ, взаимодействие которых с мембраной не приводит к ее деполяризации;

2.«Медленные» - высокоспецифичные, потенциалзависимые. Деполяризация мембраны приводит к увеличению ее проницаемости.

Выведение Са из клетки происходит при участии Са АТФ-азы. Из организма Са выводится с потом, мочой, слюной, материнским молоком. В мочу фильтруется диализируемый кальций. Коллоидный кальций в норме не фильтруется.

Биологическая роль кальция:

1.Формирование костной ткани, минерализация.

2.Является 4-м фактором свертывающей система крови (участвует в образовании тромбина)

3.Мышечное сокращение.

4.Регулирует проницаемость мембран нейронов к одновалентным ионам, стабилизирует процессы возбуждения.

5.Участвует в процессах контактного узнавания клеток, их интеграции благодаря образованию кальциевых мостиков

6.Обеспечивает стабилизацию формы клеток и клеточных структур в результате взаимодействия с компонентами клеточных мембран и микрофиламентами.

7.Стимулирует биосинтетические и секреторные процессы в экзо - и эндокринных клетках.

8.Регулирует активность ферментов (АТФ-азы, ФДЭ и др.)

9.Является вторичным посредником гормонального действия на клетку. Проявления недостатка кальция: дезинтеграция тканей (рак, метастазирование), деформация клеток, нарушение проницаемости мембран, снижение свертываемости крови, остеомаляция, мышечная слабость.

Избыток кальция: кальцификация и склеротизация мягких тканей, снижение окислительного фосфорилирования, усиление камнеобразования (почки).

Регуляция уровня кальция в плазме крови: Уровень кальция в плазме крови и клетках находится в основном в зависимости от функционального состояния трех структур:

36

1.Костной ткани – депо Са, в котором остеоциты и остеобласты способствуют минерализации кости и отложению в ней кальция, а остеокласты обуславливают деминерализацию кости и выход из нее Са в кровь.

2.Тонкого кишечника, в котором происходит всасывание Са.

3.Почек, где осуществляется реабсорбция Са и фосфора.

Функционирование этих эффекторных органов специфически контролируется тремя гормонами: паратгормоном, кальцитонином и витамином Д (1,25-(ОН)2 холекальциферол). Паратгормон и витамин Д3 повышают уровень кальция в плазме крови, а тиреокальцитонин – понижает.

ГИПОКАЛЬЦИЕМИЯ (причины).

1.Алиментарная: недостаток Са в пище, преобладание растительной пищи, стеаторея, энтериты.

2.Дефицит витамина Д.

3.Снижение паратгормона.

4.Усиленные потери кальция через почки (патология почек, сопровождающаяся протеинурией)

5.Алкалоз → снижение ионизированного Са (гипервентиляция у детей→тетания, рвота, пилоростеноз)

ГИПЕРКАЛЬЦИЕМИЯ

1. Увеличение паратгормона 2.Гипервитаминоз витамина Д

7.2 ОБМЕН ФОСФОРА

Потребность 1600-200- мг/сутки.

Источники: молочные продукты (сыры), яйца, бобовые, хлеб, мясные продукты, рыба, икра, крабы.

Фосфат поступает в организм в виде либо неорганических, либо органических соединений, которые в пищеварительном тракте высвобождаются в неорганический фосфат. Всасывается неорганический фосфат ≈ 70-90%. В желудке фосфаты почти не всасываются. В тонком кишечнике – на всем протяжении.

Распределение в организме:

1.Костная ткань 75% (гидроксиапатит, аморфный кальций)

2.Кровь:

1.Кислоторастворимый фосфор (остается в фильтрате после осаждения белков): неорганический фосфор и фосфор, связанный с органическими соединениями (гексозофосфаты, глицерофосфаты, нуклеотиды и др.)

2.Кислотонерастворимый фосфор (фосфор нуклеиновых кислот, фосфолипидов)

3.Мягкие ткани (производные углеводов, глицерина, нуклеотиды, АТФ,

коферменты).

Выделение: 2/3 экскретируется почками, 1/3 выделяется через кишечник. Депо - костная ткань.

Биологическая роль:

1.Структура костной ткани

2.Буферная система

3.Образование нуклеотидов: нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения

коферменты

4.Образование активных форм (глюкоза-6-фосфат, глицерофосфат)

5.Синтез фосфолипидов → структура биомембран → проницаемость, активность связанных с мембраной ферментов, жидкокристаллические свойства.

6.Образование фосфопротеидов → ферменты.

37

7.3 ОБМЕН ЖЕЛЕЗА

Железо – микроэлемент с переменной валентностью.

Биологическая роль:

1.Обеспечивает транспорт и накопление О2.

2.Участвует в окислительно-восстановительных процессах (транспортирует электроны.)

3.Участвует в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов (гидроксилазы, СОД и др.)

Распределение железа:

Общее количество железа в организме взрослого здорового человека

3,7 г.

Транспортная форма железа – железо-трансферриновый комплекс.

Трансферрин - -глобулин. М.м. 83000. Хорошо растворим в воде, Синтезируется печенью. В настоящее время известно 15 генетических вариантов этого белка. Каждая молекула трансферрина связывает 2 атома железа, В норме трансферрин насыщен железом на 1/3.В составе этого белка Fe+3. Главная функция трансферрина – транспорт железа в костный мозг. На клетках существуют рецепторы к этому белку после связывания, с которыми происходит эндоцитоз, железо используется клеткой, белковая часть может вернуться в кровь.

Депонируется железо в печени, клетках РЭС, слизистой кишечника в составе двух белков ферритина и гемосидерина.

Ферритин – растворимый белок состоит из белковой части (апоферритина) и мицелл коллоидного железо-фосфатного комплекса. В составе этого белка Fe+2. Синтез ферритина в клетке начинается при поступлении в нее железа. Длительное существование ферритина в клетке приводит к постепенному превращению его в гемосидерин. Насыщение ферритина железом – 17-23%.

Гемосидерин. Белок нерастворимый. Насыщение железом – 25-30%. Увеличение гемосидерина в клетке происходит при снижении синтеза белка или поступлении в клетку избытка железа (гемосидероз). При этом снижается активность ферментов, происходит разрушение клеток с последующим разрастанием соединительной ткани. Причины развития гемосидероза:

1.повышенное освобождение железа из эритроцитов (гемолиз, кровоизлияния)

2.недостаточное использование железа (анемии)

3.нарушение транспорта.

38

Уникальной особенностью железа является реутилизация этого элемента, его многократное повторное использование, Атом железа, однажды попав в организм, включается в кругооборот, в котором циркулирует продолжительное время (до 6-ти лет). Однако организм теряет железо через кишечник, с потом, мочой, со слущивающимся эпителием, волосами, ногтями. Потери железа происходят при кровопотерях, беременности, лактации. Женщины теряют в среднем до 2,8 мг\сутки, мужчины – до 1,8 мг в сутки. Эти цифры определяют потребность организма в этом микроэлементе. У детей потребность зависит от возраста ребенка.

Новорожденный – 1-1,5 мг

Источники железа – пища животного происхождения (100 г мяса содержит в среднем 4 мг железа). Пища растительного происхождения: зерно, фрукты, овощи в 100 г содержится 1,5-2 мг железа. Усвоение этого микроэлемента из животной пищи – 24 %, из растительной – менее 10% Всасывание железа в значительной степени зависит от физического и химического его

состояния, как в пищевых продуктах, так и в просвете кишечника. В пищевых продуктах железо содержится как в окисной, так и в закисной формах, Лучше всасывается двухвалентное железо (более растворимые соли). В просвете желудка в условиях кислой среды происходит образование комплексных соединений железа с аминокислотами, небольшими пептидами, витаминами, что предотвращает гидролиз окисных соединений и образование нерастворимых (закись-окись). В желудочном соке обнаружен железосвязывающий белок гастроферрин, регулирующий всасывание. В энтероцит железо проникает или в виде иона, или в виде низкомолекулярных комплексов, которые всасываются целиком. Эффективными комплексообразователями являются витамин С, фруктоза, цистеин, метионин. Наиболее интенсивно всасывается железо, входящее в структуру гемма. Угнетается всасывание фитином (отруби), соевым белком, фосфатами, чаем, кофе.

Поступление в энтероцит – процесс пассивный, зависит от наличия в кишечнике мукозного апотрансферрина – белка, который синтезируется печенью и через желчь поступает в просвет кишечника, где связывает железо. На энтероците к этому белку есть рецептор, после связывания, с которым происходит эндоцитоз и железо поступает в энтероцит.

Транспортируется железо трансферрином плазмы крови. На клетках различных тканей к трансферрину имеются рецепторы. После поглощения железо включается в ферритин, Этот процесс сопряжен с затратой АТФ, которая вместе с аскорбиновой кислотой восстанавливает железо трансферрина, способствуя его освобождения из состава белковой молекулы и включению в ферритин. Освобождение железа из ферритина и переход его в плазму крови осуществляется ксантиноксидазой (содержит медь).

Железодефицитные состояния:

Причины:

1.Усиление потерь железа (острые и хронические кровопотери)

2.Алиментарный дефицит

3.Нарушение всасывания (хронический энтерит)

4.Усиление расхода внутри организма – эндогенный дефицит (беременность, лактация, рост у детей)

5.Нарушение транспорта (дефицит трансферрина)

6.Нарушение использования (снижение синтеза гема)

39

Проявления: 1. Гипохромная анемия (утомляемость, головные боли, повышенная возбудимость или депрессия, тахикардия, боли в области сердца, головокружение, снижение аппетита, сухость кожи, ринит, дисфагия.)

2. Тканевой дефицит (нарушение энергетического баланса клетки, приводящее к снижению синтеза белка, нуклеиновых кислот, функции секреции, подвижности, трофическим нарушением со стороны кожного эпителия, слизистых оболочек, извращению вкуса и обоняния.)

Гемохроматоз – отложение железа в различных органах и тканях. Причины:

1.генетически обусловленное повышение всасывания железа в кишечнике;

2.анемия с неэффективным эритропоэзом;

3.избыток железа в диете и неадекватная терапия препаратами железа;

4.многократные повторные переливания крови;

5.врожденная недостаточность трансферрина.

6.цирроз печени, развитие хронического панкреатита→усиление адсорбции железа. Существует два основных типа патологических изменений при гемохроматозе:

накопление железа в паренхиматозных органах и перегрузка ретикулоэндотелиальной системы.

Перегрузка железом паренхиматозных органов встречается и у больных с неэффективным эритропоэзом. Железо накапливается в печени, поджелудочной железе, миокарде и др. органах и сопровождается функциональными расстройствами и повреждением тканей.

Перегрузка железом ретикулоэндотелиальной системы наблюдается после парентерального введения препаратов железа в чрезмерных количествах или после многократных переливаний крови. Клинические эффекты при этом малочисленны, но существует вероятность перераспределения железа с повреждением паренхиматозных органов.

При развитии гемохроматоза, связанного с избытком железа в диете, возможно отложение этого микроэлемента как в РЭС, так и в паренхиматозных органах, что сопровождается явлениями цинги и остеопороза.

Особенности обмена железа в детском возрасте:

Удетей баланс железа положительный: ребенок абсорбирует больше, чем теряет. При этом обеспечиваются потребности роста, за время которого происходит накопление около 4 г этого микроэлемента. Адсорбция железа в желудочно-кишечном тракте выше, чем у взрослых (1-10%). У новорожденных – менее 10% всасывается и плохо утилизируется. 1-3 мес. всасывается 15-96%. В дальнейшем эта величина снижается до 17% и значительно возрастает в пубертатный период. Тормозит всасывание железа секрет поджелудочной железы.

При рождении распределение железа такое же, как у взрослого, но вскоре меняется: снижается количество железа в депо и гемоглобине. Со 2-го месяца жизни железо из депо расходуется и 5-6 месяцам полностью исчезает.

Унедоношенных детей количество железа в 2-3 раза меньше; в период новорожденности реутилизация микроэлемента из разрушаемых эритроцитов не происходит и ко второму месяцу жизни недоношенный ребенок остается практически без резерва.

Количество железа у новорожденных зависит от состояния матери. Обеспеченность этим микроэлементом плода снижается при хронических заболевания беременной, токсикозах второй половины (снижается число ворсинок плаценты). К концу 1-го полугодия ребенок исчерпывает все запасы, и последующая потребность в

40