Тема 5.4. Биохимия витаминов

Цель занятия.Сформировать знания о химическом строении, метаболизме, коферментных функциях и практическом применении препаратов жирорастворимых и водорастворимых витаминов. Ознакомиться с качественными реакциями на витамины.

Исходный уровень. Изопреноиды, каратиноиды, стероиды (курс биоорганической химии). Строение ферментов.

Повторить. Обмен фосфора и кальция. Транспорт липидов. Строение и функции коферментов. Строение мультиферментного дегидрогеназного комплекса. Тканевое дыхание (полная и неполная дыхательные цепи). Трансаминирование и декарбоксилирование аминокислот.

Содержание теоретического материала. 1. История открытия и изучения витаминов. Определение витаминов и их классификация. Гипо- гипер- и авитаминозы. 2. Водорастворимые витамины, их характеристика (по таблице). 3. Жирорастворимые витамины, их характеристика. 4. Причины возникновения гиповитаминозных состояний. 5. Антивитамины, механизм действия. Витаминоподобные вещества. Для изучения строения, функций и роли витаминов в обмене веществ, рекомендуется составить таблицу.

Название витамина (второе название).

Химическое строение

Коферментная форма

Роль в обмене веществ

Недостаточность

Источники, суточная потребность

(*)5. Потребности в витаминах детей. Биохимическая характеристика патогенеза рахита. Биохимическая характеристика гипервитаминозоа А и D. ВитаминF, его значение и потребность для детского организма.

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) Витамины относительно низкомолекулярные органические соединения, биологические активны в малых количествах, они не являются пластическим материалом и не служат источником энергии.

2) Витамины не синтезируются клетками человека и животных или синтезируются в количествах недостаточных для осуществления биологических функций.

3) Витамины необходимы для образования коферментов, поэтому недостаточность поступления их с пищей сказывается на синтезе этих кофакторов, что ведет к расстройству функций соответствующих сложных ферментов, в результате чего нарушается обмен веществ в организме.

4) При резко выраженной недостаточности витаминов в организме развивается специфический для каждого витамина симптомо-комплекс.

5) Существуют следующие причины нарушения функции витаминов:

• нарушение всасывания в тонком кишечнике;

• нарушение транспорта кровью и через клеточные мембраны;

• нарушение биосинтеза витаминов;

• нарушение превращения витаминов в активные формы (коферменты);

• нарушение включения коферментов в активные центры фермента;

• усиление катаболизма витаминов;

• усиление выделения витаминов из организма;

• нарушение структуры апофермента;

Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы

1. Что такое витамины (дайте определение)? Назовите источники витаминов для человека.

2. Какие витамины могут синтезироваться в организме человека? Назовите витамины, синтезируемые микрофлорой кишечника.

3. Какие организмы полностью обеспечивают себя витаминами? Одинакова ли потребность различных животных в витаминах? Приведите данные в отношении аскорбиновой кислоты.

4. Перечислите водо- и жирорастворимые витамины. Укажите их названия и буквенные обозначения.

5. Подберите соответствующие пары витамин-кофермент:

А. ТГФК 1. Производное витамина В₂.

Б. ТПФ 2. Производное витамина В₁.

В. КоА 3. Производное витамина В₆.

Г. ФАД 4. Производное витамина В₃.

Д. ПФ 5. Производное витамина В₅.

Е. НАД 6. Производное фолиевой кислоты.

6. Назовите и кратко охарактеризуйте причины недостаточности витаминной функции в организме.

7. Назовите витамины, при нарушении функции которых развивается анемия. Объясните механизм возникновения анемии в каждом случае.

8. Что такое антивитамины? Каковы особенности их структуры? Каков механизм действия? Приведите примеры нескольких антивитаминов.

9. Вспомните и напишите реакции, для катализа которых необходима активная форма тиамина. Назовите ферменты. Каковы важнейшие признаки В₁-авитаминоза?

10. Назовите активную форму пантотеновой кислоты и приведите примеры 2-3 реакций, для которых необходима ее активная форма. Назовите важнейшие проявления недостаточности пантотеновой кислоты.

11. Назовите витамины, являющиеся физиологическими антиоксидантами.

12. Недостаток никотиновой кислоты в пище приводит к возникновению пеллагры. Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте уменьшается, если в пище содержится большое количество триптофана. Что можно сказать о взаимосвязи между никотиновой кислотой и триптофаном на основе этого наблюдения? Назовите витамин, недостаток которого препятствует реализации эффекта триптофана.

13. Укажите соответствие: Коферменты переносящие

1. Ацетильную группу. а. Кофермент-А.

2. Глюкозу. б. Биотин.

3. Метильную группу. в. УДФ.

4. Карбоксильную группу. г. S-аденозилметионин.

14. Назовите коферменты, необходимые для функционирования дыхательной цепи.

15. Назовите витамин необходимый для превращения ацетил-КоА в малонил-КоА.

16. Синдром Вернике-Корсакова, проявляющийся нарушением тонуса мышц конечностей, снижением умственной способности и дезориентацией, связан с нарушением прочной связи апофермента и кофермента в ферменте транскетолазе. Симптомы этого синдрома могут проявляться у алкоголиков вследствие снижения поступления в организм витамина. Назовите этот витамин и его коферментные формы.

17. Что такое внешний и внутренний факторы Кастла? Какова химическая природа, место образования и роль внутреннего фактора? Почему пернициозная анемия может развиваться при заболеваниях желудка?

18. При недостаточности и нарушении функции фолиевой кислоты возникает мегалобластическая анемия. Объясните биохимические механизмы ее возникновения.

19. Назовите витаминоподобное соединение, являющееся компонентом дыхательной цепи: 1. Карнитин; 2. Инозин; 3. Коэнзим Q; 4. Липоевая кислота.

20. Назовите коферменты, катализирующие следующие типы реакций: а) декарбоксилирование аминокислот; б) окислительное декарбоксилирование альфа-кетокислот; в) трансметилирование; г) трансформилирование; е) карбоксилирование.

21. Изучите содержание и подготовтесь к выполнению лабораторной работы «Качественные реакции на витамины».

Литература для самоподготовки.  Лекционный материал; (1) – С. 70-77, 180-186, 236-237, 351-356, 424-425, 549-550; (2) – С. 204-247; (4) – 2т. С. 278-282.