Пропионил-КоА Метилмалонил-КоА

Следует отметить, что ион бикарбоната может утилизироваться клеткой без участия биотина, как,например,это имеет место в карбомоилфосфатсинтетазной реакции при синтезе пиримидинов:

КарбомоилфосфатсинтетазаII

Глютамин + АТФ + НСО₃^-глютамат + AДФ + Фн

1. β–метилкротоноил-КоА-карбоксилазы– фермента, участвующего в реакциях окислительного распада лейцина.

5. Метилмалонил-ЩУК-транскарбоксилазы– фермента, катализирующего реакцию транскарбоксилирования, а именно, обратимое превращение пирувата и оксалацетата (другие транскарбоксилазные реакции также протекают с участием биотина):

Транскарбоксилаза

НООС – СН - СО~SКоА + СН₃ СН₃ + СООН – СН₂ – СО - СООН

СН₃ СО СН₂

СООН СО~SКоА

Метилмалонил-КоА Пируват Пропионил-КоА Оксалацетат

Гиповитаминоз. Биотиновый гиповитаминоз проявляется дерматитом, жирной себореей, алопецией (очаговым облысением), сонливостью, усталостью. Часто отмечаются боли в мышцах.

К наиболее часто встречающимся врожденным нарушения обмена биотинаотносится дефект пропионил-КоА-карбоксилазы и β–метилкротоноил-КоА-карбоксилазы.

При врожденном дефекте пропионил-КоА-карбоксилазы в первые недели жизни ребенка отмечается кетоацидоз, приступы которого провоцируются кормлением (белком пищи). Приступы сопровождаются частой рвотой, мышечной слабостью, гипотонией, сонливостью, обезвоживанием организма и заканчиваются в большинстве случаев летальным исходом. При биохимическом исследовании в крови обнаруживается повышенная концентрация пропионовой кислоты, в моче выявляются длинноцепочечные кетоны. Избыточное накопление в тканях пропионовой кислоты приводит к тому, что она включается в биосинтез жирных кислот (вместо ацетил-КоА), при этом образуются аномальные жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов. Накапливаясь в фосфолипидах мозга, такие жирные кислоты вызывают тяжелые нейрологические нарушения.

Гипервитаминозне описан.

Суточная потребность. Пищевые источники. Биотин синтезируется микрофлорой кишечника человека, это в значительной мере удовлетворяет потребности организма внем. К гиповитаминозному состоянию может привести прием антибиотиков и лечение цитостатиками.

Витамином Н богаты бобовые, а также цветная капуста, грибы; из продуктов животного происхождения –печень, почки, молоко, яичный желток.

Суточная потребность точно не определена, вероятно, она составляет 150–200 мкг.

Витамин с (аскорбиновая кислота), антицинготный

Химическое строение и свойства. Витамин С был выделен в 1928 г., но связь между заболеваемостью цингой и недостатком витамина была доказана в 1932 г. Витамин С является γ–лактоном, близким по структуре к глюкозе. Его молекула имеет 2 асимметрических атома углерода и 4 оптических изомера. Биологически активна только L– аскорбиновая кислота. Аскорбиновая кислота образует редокс-пару с дегидроаскорбиновой кислотой, сохраняющей витаминные свойства.

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 хранении продуктов.

Метаболизм. 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 аскорбатоксидазой, является неустойчивым соединением и легко окисляется в водной фазе с образованием 2,3-дикетогулоновой кислоты, которая уже не обладает витаминной активностью. Восстановление дегидроаскорбиновой кислоты в аскорбиновую осуществляется дегидроаскорбатредуктазой с участием глутатиона-SH. Конечными продуктами деградации витамина С являются щавелевая, треоновая, ксилоновая и ликсоновая кислоты. Аскорбат и продуты его распада экскретируются с мочой.

Биохимические функции. Витамин С занимает доминирующее положение во внеклеточной антиоксидантной защите, значительно превосходящее в этом отношении глутатион-SH. Антиоксидантная функция аскорбиновой кислоты объясняется ее способностью легко отдавать 2 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, поддержании железа цитохромов Р₄₅₀ в восстановленном состоянии.

Витамин С участвует во всасывании железаиз кишечника и освобождении железа из связи его с транспортным белком крови– трансферрином, облегчая поступление этого металла в ткани.

Витамин С может включаться в работу дыхательной цепи митохондрий, являясь донором электроновдля цитохрома С.

Очень важную роль играет аскорбат в реакциях гидроксилирования:

• гидроксилирование “незрелого” коллагена, осуществляемое пролингидроксилазой с участием витамина С, ионов железа, α-кетоглутарата и кислорода. В этой реакции α–кетоглутарат окисляется до сукцината и СО₂; один атом кислорода включается в сукцинат, другой – в ОН-группу оксипролина. ОН-группы оксипролина участвуют в стабилизации структуры, формируя водородные связи между цепями триплетной спирали зрелого коллагена. Витамин С нужен также для образованияоксилизинав 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;

• гидроксилированиеп-гидроксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту;

• гидроксилирование β–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 Fе⁺⁺-аскорбат-стимулируемое 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 гидроксильный 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, трансферрином, 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⁺⁺-аскорбат-стимулируемого ПОЛ.

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

Витамин С является антиканцерогеном не только в силу его антиоксидантных свойств, но и в силу способности непосредственно предотвращать нитрозаминовый канцерогенез (эти сильные канцерогены образуются в кислой среде желудка из нитритов и аминосоединений пищи). Однако аскорбат не защищает от влиянияуже образовавшихсянитрозаминов, поэтому консервированные мясные продукты необходимо употреблять с овощами и зеленью, богатыми витамином С..

Гиповитаминоз. Уже незначительный дефицит витамина С проявляется ощущением усталости, снижением аппетита, подверженностью к 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 хондроитинсульфатов. 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.

Мышечная слабость цинготного больного является следствием быстро развивающейся недостаточности карнитина, обеспечивающего энергетику миоцитов. При гиповитаминозе С развивается железодефицитнаяанемия из-за нарушения всасывания железа и использования его запасов при синтезе гемоглобина. При недостатке аскорбата снижается также участиефолиевой кислотыв пролиферации костномозговых клеток, что усугубляет симптоматику анемии.

Гиповитаминоз С всегда сопровождается ослаблением иммунозащитных сил организма, а также усилением реакций свободнорадикального окисления, лежащих в основе патогенеза множества заболеваний – лучевой болезни, рака, атеросклероза, диабета и др.

Суточная потребность. Лечебные дозы. 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 ч полностью выводится из организма.

Источником витамина Cслужит 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 граммов в сутки. Рекомендуемые Л. Полингом 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 витаминаС проявляется в составе антиоксидантного комплекса витаминов “АК” (однократная дозировка 1 раз в 2– 3 дня на протяжении срока, указанного врачом: витамин С – 2 гр., витамин Е – 500-600 мг, витамин А – 100 000 МЕ).