Глава 6. Патология обмена витаминов

Витамины – это низкомолекулярные органические соединения, жизненно необходимые для осуществления обмена веществ в малых количествах (мг, мкг). Большинство витаминов в виде коферментов входят в состав ферментных систем, участвуют в белковом, жировом, углеводном обмене веществ. Некоторые витамины (например, витамин Д) превращаются в организме в гормоноподобные вещества и участвуют в регуляции биохимических процессов. Каждый витамин выполняет свою конкретную функцию в организме.

Витамины делят на два класса: ВОДОРОСТВОРИМЫЕ и ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ.

К водорастворимым относятся следующие витамины: В₁, В₂, В₆, В₁₂, РР, С, фолиевая, пантотеновая кислоты (рис. 41, 42). При избыточном поступлении они быстро экскретируются с мочой, менее токсичны, чем жирорастворимые.

К числу жирорастворимых витаминов относятся витамины А, Е, Д, К (рис.43). Способны накапливаться в организме, при неконтролируемом приеме могут приводить к развитию интоксикации – гипервитаминозам.

В результате длительного отсутствия или недостатка тех или иных витаминов возникают патологические процессы, называемые гиповитаминозами, а несбалансированное поступление в организм разных витаминов, расстройство транспорта, взаимодействия с рецепторами, внутриклеточного метаболизма отдельных витаминов, избирательное нарушение всасывания отдельных витаминов в желудочно-кишечном тракте и другие причины могут привести к развитию дисвитаминоза.

Гиповитаминозы

ГИПОВИТАМИНОЗЫ могут быть экзогенными и эндогенными. В первом случае гиповитаминоз развивается в результате недостаточности того или иного витамина в пище. Последнее может наблюдаться при несбалансированной диете (с дефицитом или избытком белка, углеводов, жиров и диете, не соответствующая возрасту) вследствие низкого экономического уровня жизни населения (A, b₁), раннего искусственного вскармливания детей (С, B₆), сниженном содержании витаминов в молоке матери (b_6, b₁₂, фолиевая кислота) и др.

Эндогенные гиповитаминозы возникают в результате нарушения всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте или же при патологии усвоения и использования витаминов клетками и тканями организма, а также при повышенной потребности организма (интенсивная мышечная работа, обильное потение, климатические условия и условия труда, стрессы, беременность, рост организма, лактация, опухолевые заболевания, неспецифический язвенный колит, спру и т. д.), нарушение эндогенного синтеза витаминов при дизбактериозе (дефицит витамина B₁₂), у недоношенных (дефицит витамина К).

Причинами гиповитаминоза может быть также нарушение фармакокинетики витаминов вследствие нарушения их всасывания, транспорта и распределения, метаболизма, повышенной экскреции.

1. К нарушению всасывания витаминов приводят:

• заболевания желудочно-кишечного тракта;

• гастрэктомия (b₁₂);

• резекция тонкого кишечника (А, D);

• заболевания поджелудочной железы и желчевыводящих путей с выраженной стеатореей (А, D, Е, К);

• энтеропатия и хронические диареи (В, С);

• лечение препаратами, нарушающими всасывание витаминов:

• вазелиновое масло (А, D)

• противосудорожные средства (фолаты),

2. К нарушению транспорта и распределения витаминов приводят:

• снижение синтеза транспортных и депонирующих белков в печени (А),

3. К нарушению метаболизма витаминов приводят:

• возрастная неполноценность ферментативных систем:

• у недоношенных детей в первые месяцы жизни (b₁₂, К, Е, D, С, фолаты),

• генетические или приобретенные дефекты ферментативных систем (b₁₂);

• тяжелые заболевания:

• почечная недостаточность (D),

• первичный биллиарный или алкогольный цирроз печени(D),

• нарушение белковосинтетической функции печени (витамин К),

• (витамины группы В),

• взаимодействие с другими препаратами: метотрексат, хлоридин, алкоголь, триметоприм (фолаты); противосудорожные средства (витамин D).

4. Повышение экскреции витаминов отмечается при сахарном диабете (водорастворимые витами­ны).

В развития витаминной недостаточности выделяют стадию субклинической недостаточности (снижение концентрации витаминов в плазме и в моче, в тканях и клетках, гипофункция ферментов и развитие функциональных дефектов, проявляющихся при стрессах) и стадию клинических проявлений, характеризующуюся симптомами дисфункции тканей и органов, патологическим повреждением тканей и органов, развернутым клиническим синдромом.

Патофизиология водорастворимых витаминов

ВИТАМИН В₁ (тиамин)

Витамин В₁ синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами. Животные и человек этот витамин не синтезируют, поэтому полностью зависят от его поступления из внешней среды. Содержится витамин в дрожжах, в зародышах и оболочках злаков, а, следовательно, в хлебе из муки грубого помола. Переработка растительного сырья (удаление отрубей) всегда сопровождается резким снижением уровня витамина в полученном продукте. Шлифованный рис совсем не содержит витамина.

Другими источниками витамина являются: горох, фасоль, овес, арахис, ткани органов млекопитающих, в меньших количе­ствах – овощи и фрукты, в незначи­тельных количествах тиамин синтезируется в кишечнике.

Введенный с пищей витамин В₁ всасывается в тонком кишечнике, в печени и почках фосфорилируется и превращается в дифосфотиамин (кокарбоксилазу). Распределяется тиамин по всем тканям (печень, сердце, мозг, почки, селезенка). Около 1 мг тиамина ежедневно метаболизируется.

Причинами гиповитаминоза, кроме недостаточного его поступления с пищей могут быть поражение печени с развитием цирроза, длительное несбалансированное питание, низкое содержание в грудном молоке, прием химиопрепаратов, являющихся анта­гонистами кокарбоксилазы.

Рис. 41. Водорастворимые витамины.

Особенно важную роль витамин В₁ играет в углеводном обмене. Активной формой этого витамина является тиамина пирофосфат, который выполняет функцию простетической группы декарбоксилаз, играющих важную роль в межуточном обмене углеводов. В виде кофермента пируватдегидрогеназы осуществляет окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, превращающее ее в ацетил-КоА. При недостатке витамина В₁ в организме накапливаются пируват и лактат, уменьшается содержание ацетил КоА, замедляется цикл Кребса, уменьшается образование ацетилхолина. Большая концентрация пирувата токсически действует на ЦНС.

Особого внимания заслуживает значение витамина В₁ для функционального состояния ЦНС и мышечной деятельности. Нарушение В₁-витаминного баланса лишает ЦНС возможности эффективно использовать глюкозу при одновременном воздействии на нее промежуточных продуктов обмена веществ, токсически влияющих на мозг. Витамин принимает участие в передаче возбуждения с нерва на исполнительный орган. Он угнетает холинэстеразу и тем самым усиливает действие ацетилхолина.

Другая коферментная форма витамина В₁ входит в состав фермента транскетолазы, участвующей в пентозофосфатном пути расщепления углеводов, одним из конечных продуктов которого является рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот. Нарушение образования ацетил КоА из пирувата приводит к снижению выработки энергии в цикле Кребса.

Также витамин обладает антиоксидантными и иммуностимулирующими свойствами.

При недостатке тиамина в пище развивается полиневрит (бери-бери – в переводе «я не могу»), главными признаками которого являются параличи, затем контрактуры конечностей, особенно кистей рук. Морфологически обнаруживается дегенерация нервных волокон, миелиновых оболочек и задних столбов спинного мозга.

Кроме того, отмечаются апатия, понижение аппетита, рвота, диспепсия, ригидность мышц, исчезновение рефлексов (подошвенных, коленных), нарушения памяти (синдром Корсакова при алкоголизме). Характерно развитие застойной сердечной недостаточности.

У детей наблюдается только "влажная" форма, развивающаяся в первые месяцы жизни. Состояние характе­ризуется сердечной недостаточностью с высоким сердечным выбросом, цианозом, тахикардией, судорогами, анорексией, рвотой, зеленоватым окрашиванием каловых масс и иногда заканчивается внезапной смертью.

При всех формах наблюдается повышенная нервная возбудимость, раздражительность и депрессия.

При тяжело протекающем дефиците развивается энцефалопатия Вернике, для которой типичны спутанность сознания, оф­тальмоплегия, нистагм, тремор и часто – периферичес­кая нейропатия.

Авитаминоз В₁ сопровождается угнетением синтеза липидов и стероидов, в результате чего может развиться гипофункция ряда желез внутренней секреции, а также задержка биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Азотистый баланс становится отрицательным, масса тела снижается.