Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2 модуль / витамины

.pdf
Скачиваний:
88
Добавлен:
07.06.2017
Размер:
596.05 Кб
Скачать

ВИТАМИНЫ

Понятием витамины в настоящее время объединяется группа низкомолекуляр-

ных веществ разнообразной природы, которые необходимы для биохимических ре-

акций, обеспечивающих рост, выживание и размножение организма. Витамины обычно выступают в роли коферментов – таких молекул, которые непосредственно

участвуют в работе ферментов. Витамины называют <пламень жизни>, так как жизнь

без витаминов невозможна.

Различают следующие группы витаминов:

1.Жирорастворимые А, D, E, K, F

2.Водорастворимые B1, B2, B3, B5, B6, B9= ВС, B12 , H, C

3.Также выделяют витаминоподобные вещества: жирорастворимые – Q, водо-

растворимые – B4, P, B8, U, N, BT B13, B15

Общая характеристика

Независимо от своих свойств витамины характеризуются следующими общебио-

логическими свойствами:

1.Биосинтез осуществляется вне организма человека, т.е. витамины должны

поступать с пищей. Тех витаминов, которые синтезируются кишечной микрофлорой обычно недостаточно для покрытия потребностей организма (строго говоря, это то-

же внешняя среда). Исключением является витамин РР, который может синтезироваться из триптофана;

2.Витамины не являются пластическим материалом. Исключение – витамин F;

3.Витамины не служат источником энергии. Исключение – витамин F;

4.Витамины необходимы для всех жизненных процессов и биологически активны уже в малых количествах;

5.При поступлении в организм они оказывают влияние на биохимические процессы, протекающие в любых тканях и органах, т.е. они неспецифичны по органам;

6.В повышенных дозах могут использоваться в лечебных целях в качестве не-

специфических средств: при сахарном диабете – B1, B2, B6, при простудных и инфекционных заболеваниях – витамин С, при бронхиальной астме – витамин РР, при язвах ЖКТ – витаминоподобное вещество U;

7.Жирорастворимые витамины при увеличении дозы накапливаются и могут вызывать гипервитаминозы с рядом общих симптомов (потеря аппетита, расстройство ЖКТ, сильные головные боли, повышенная возбудимость нервной системы, выпадение волос, шелушение кожи) и со специфическими признаками. Яркая картина гипервитаминозов отмечается только для витаминов А. и D;

Дополнение

Витамины А и Е при избыточном потреблении оказывают канце-

рогенный эффект, что выяснилось после массового использования непроверенных методик профилактики опухолей в западных странах в 1980-х годах.

6. Нехватка витаминов ведет к развитию патологических процессов в виде специфических гиповитаминозов или авитаминозов. Скрытые формы витаминной

недостаточности не имеют каких-либо внешних проявлений и симптомов, но оказы-

вают отрицательное влияние на работоспособность, общий тонус организма и его

устойчивость к разным неблагоприятным факторам.

Причины нехватки витаминов могут быть:

а. Экзогенные:

2

нерациональное питание, т.е. недостаточное потребление с пищей;

Дополнение

Установлено, что в сравнении с серединой XX века содержание витаминов в продуктах питания в среднем снизилось примерно на

50%. Это связывают с интенсивным земледелием и истощением почв, с селекцией овощей и фруктов в пользу повышения зеленой массы и красивого внешнего вида.

гельминтозы, лямблиозы, дизентерия

дисбактериоз кишечника б. Эндогенные:

нарушение всасывания (энтероколиты, гастроэнтериты различного проис-

хождения). Например, пернициозная анемия Аддисон-Бирнера;

заболевания печени и желчного пузыря (для жирорастворимых витаминов);

повышенная потребность (беременность, лактация, физические нагрузки);

генетические дефекты кофермент-образующих ферментов.

Дополнение

В России 89% населения испытывают дефицит витамина С даже летом, 43% - дефицит витамина В1, 44% - витамина В2, 68% - витамина В6, 22% - витамина В12. У 39% женщин обнаружен дефицит фолиевой кислоты (одна из основных причин недоношенности и уродств будущих детей); 45% страдают от нехватки β- каротина (провитамина А), у 21% отсутствует витамин Е в достаточном количестве.

7.Некоторые витамины поступают в организм в виде провитаминов. В организме провитамины превращаются в активные формы, например.

¾каротиноиды превращаются в витамин А;

¾пищевой эргостерин или метаболит 7-дегидрохолестерин под действием ультрафиолетовых лучей превращаются соответственно в эргокальциферол (D2) и холекальциферол (витамин D3).

8.Вещества, которые замещают витаминные коферменты в биохимических реакциях, или препятствуют синтезу кофермента или еще каким-либо образом препятствуют действию витамина, получили название антивитамины, например:

¾дикумарол (антивитамин К) – препятствует образованию активной формы витамина К, что блокирует синтез факторов свертывания крови,

¾изониазид (антивитамин РР) – образует «неправильные» коферменты, аналогичные НАД и НАДФ, что блокирует протекание

окислительно-восстановительных реакций,

¾птеридины (антифолаты) – вытесняют витамин В9 из реакций и препятствуют синтезу пуриновых и пиримидиновых оснований и,

как следствие, нуклеиновых кислот.

¾авидин (антивитамин Н) – связывается с витамином в кишечнике и не допускает его всасывания в кровь.

3

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

ВИТАМИН А ( РЕТИНОЛ, АНТИКСЕРОФТАЛЬМИЧЕСКИЙ)

Суточная потребность

1,0-2.5 мг или 5000ЕД

Источники

рыбий жир (19 мг%), печень морских рыб (4-14 мг%), крупного рогатого скота,

свиньи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, сметана), желток яиц

(0,6 мг%);

каротиноиды имеются в моркови, красном перце, томатах (красные овощи),

пальмовое масло (80 мг%), облепиховое масло (40 мг%),

Метаболизм

Всасывается только 1/6 часть потребленных каротиноидов. После всасывания

каротиноиды превращаются в ретинол, при этом из β-каротина образуется 2 молеку-

лы витамина А, из других только по одной молекуле.

Строение

H3Ñ ÑH3

 

 

H3Ñ ÑH3

 

 

 

(ÑÍ=ÑÍ

 

Ñ=ÑH)2–ÑÍ=ÑÍ–(ÑÍ=Ñ

 

ÑÍ=ÑH)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH

 

 

H3Ñ

3

 

 

 

 

 

 

 

 

β-каротин

H3Ñ ÑH3

11

 

 

 

 

 

ÑÍ=ÑÍ

 

 

Ñ=ÑH–ÑÍ=ÑÍ

 

 

Ñ=ÑH–ÑÍ2ÎÍ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

ÑH3

Ретинол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В организме спиртовая группа ретинола окисляется в альдегидную (ретиналь) или карбоксильную (ретиноевая кислота)

группы.

R

Î

R

 

C

Î

 

C Í

 

 

 

Ретиналь Ретиноевая кислота

Биохимические функции

1.Повышает считывание генов рецепторов к факторам роста. Благодаря этому:

регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма;

регулирует деление и диф-

ференцировку быстро делящихся тканей – хряща, костной тка-

ни, сперматогенного эпителия,

плаценты, эпителия кожи, слизистых, иммунной системы.

2. Участвует в фотохимическом акте зрения. Родопсин находится преимущественно в палочках, отвечающих за черно-белое зрение..

 

Возникновение нервного

Ñâåò

импулься в зрительных клетках

 

Родопсин

Опсин

Полностью

(опсин +

транс-ретиналь

11-цис-ретиналь)

Редуктаза 11-öèñ- Изомераза

ретиналь

4

3. Антиоксидантная функция, особенно это относится к каротиноидам.

Гиповитаминоз

1.При сильном гиповитаминозе и авитаминозе происходит нарушение темновой

адаптации – куриная слепота;

2.Задержка роста, похудание, истощение;

3.Специфические поражения глаз, слизистых оболочек, кожи.

ГЛАЗА — ороговение эпителия слезного канала (ксерофальмия) приводит к его за-

купорке. Это порождает во-первых, сухость роговой оболочки глаза, т.к. нет слезы, во-вторых, влечет за собой воспаление роговой оболочки из-за отсутствия лизоцима

(антибактериального фермента слезы). Оба фактора приводят к кератомаляции

отек, изъязвление, размягчение роговой оболочки; СЛИЗИСТЫЕ ОБОЛОЧКИ —из-за снижения синтеза гликопротеинов и нарушения барь-

ерной функции слизистых оболочек происходит поражение эпителия желудочно-

кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы (также нарушение сперматогенеза);

Дополнение

– наблюдается возникновение порочного круга: нехватка витамина А вызывает поражение слизистых ЖКТ, а это провоцирует ухудшение всасывания веществ, в том числе и витамина А.

– поражение дыхательных путей приводит к снижению местного

иммунитета, вплоть до ларинготрахеобронхита и пневмонии.

Было показано, что коррекция содержания витамина А в диете детей тропических стран снижала смертность от инфекций на

30%(!)

КОЖА — гиперкератоз (пролиферация и патологическое ороговение кожи, сухость и

шелушение – т.н. «жабья кожа») приводит к вторичным гнойным процессам

4. Стерильность – желтое тело беременности накапливает каротиноиды

Дополнение

Помимо пищевой недостаточности, причиной гиповитаминоза А

может быть нехватка витаминов Е и С, защищающих ретинол от

окисления.

Лекарственные формы

Ретинолацетат, ретинолпальмитат (функциональная ОН-группа защищена жир-

ными кислотами)

ВИТАМИН D ( КАЛЬЦИФЕРОЛ, АНТИРАХИТИЧЕСКИЙ)

Суточная потребность

дети — 12-25 мкг или 500-1000 МЕ

взрослые — гораздо меньше

Источники

печень, дрожжи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, смета-

на), желток яиц;

образуется в коже при ультрафиолетовом облучении из 7-дегидрохолестерола

5

Активация

После всасывания или образования в коже в составе хиломикронов попадает в печень. Здесь гидроксилируется по С25 и кальциферолтранспортным белком пере-

носится к почкам, где еще гидроксилируется по С1. Реакция в почках стимулируется

паратгормоном и подавляется высокими концентрациями фосфатов.

Строение

 

 

H2Ñ

 

 

 

 

 

 

 

 

H2Ñ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÍÎ

 

1

 

 

 

 

 

 

 

ÍÎ

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эргокальциферол (D2)

 

 

Холекальциферол (D3)

Активная форма

1,25-дигидрооксикальциферол

Биохимические функции

1. Увеличение концентрации кальция и фосфатов в плазме крови. Для этого кальцитриол:

стимулирует всасывание ионов Ca2+ и PO4в тонком кишечнике.

стимулирует реабсорбцию ионов Ca2+ и PO4в почечных канальцах.

стимулирует мобилизацию ионов Ca2+ из костной ткани.

Втонком кишечнике и почках эффекты опосредуются индукцией синтеза каль-

ций-связывающего белка и компонентов Са2+-АТФазы.

2. Участие в стимуляции легочных макрофагов и в выработке ими азотсодержа-

щих свободных радикалов, губительных для микобактерий туберкулеза.

Гиповитаминоз

Проявляется в виде рахита

несмотря на поступление с пищей, кальций не усваивается в кишечнике, а в почках теряется. Это ведет к снижению концентрации кальция в плазме кро-

ви, нарушению минерализации костной ткани и, как следствие, к остеома-

ляции (размягчение кости). Остеомаляция проявляется деформацией костей черепа (бугристость головы), грудной клетки (куриная грудь), искривление голени, рахитические четки на ребрах, увеличение живота из-за гипотонии мышц.

Дополнение

Помимо пищевой недостаточности, причиной гиповитаминоза могут быть заболевания печени и почек, при которых нарушается

1,25-гидроксилирование кальциферола и образование его активной

формы.

Гипервитаминоз

Избыточное потребление препаратов витамина D приводит к гипервитаминозу при котором отмечается:

деминерализация костей, приводящая к их хрупкости и переломам.

увеличение концентрации ионов кальция и фосфора в крови, приводящая к кальцификации сосудов, ткани легких и почек.

6

Лекарственные формы

Рыбий жир, эргокальциферол, холекальциферол.

ВИТАМИН К ( НАФТОХИНОНЫ, АНТИГЕМОРРАГИЧЕСКИЙ)

Суточная потребность

Около 2 мг.

Источники

филлохиноны – капуста, крапива, рябина, шпинат, тыква, арахисовое масло, печень;

нафтохиноны – образуются микрофлорой в тонком кишечнике.

Строение

Î

ÑH3

(ÑÍ2–ÑÍÑ–ÑH2)6–Í

ÑH3

Менахинон (К2)

Î

ÑH3

ÑÍ2–ÑÍÑ–ÑH2–(ÑÍ2–ÑÍ2 ÑÍ–ÑH2)3–Í

ÑH3

ÑH3

Филлохиноны (К1)

Биохимические функции

γ-Карбоксилирование глутаминовой кислоты при синтезе

1.факторов свертывания крови Кристмаса (ф.IX), Стюарта (ф.X), проконвертина

(ф.VII), протромбина (ф.II).

2.Белков костной ткани,

NH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Карбоксилаза

 

 

 

NH

 

 

CÎÎ

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

CÎÎ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

 

 

 

CH

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

CÎÎ

C

 

 

 

O

ÑÎ2

 

 

 

 

 

 

C

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Î2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Препротромбин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Протромбин

 

 

 

 

 

 

 

ÎÍ

 

 

 

Î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активный витамин К

Неактивный витамин К

 

 

 

 

 

 

 

(восстановленный)

(окисленный)

Редуктаза

Варфарин,

дикумарол

7

3. Специфических протеинов C и S,

Гиповитаминоз

Наблюдается кровоточивость, снижение свертываемости крови, легкое возник-

новение подкожных гематом,.у женщин отмечаются обильные mensis.

Дополнение

Возникает при подавлении микрофлоры лекарствами, особенно антибиотиками, при заболеваниях печени и желчного пузыря. У взрослых здоровая кишечная микрофлора полностью удовлетво-

ряет потребность организма в витамине.

Лекарственные формы

Викасол, настои крапивы

Антивитамины К:

Вещества варфарин и дикумарол связыва-

ются с ферментом редуктазой и блокируют восстановление неактивной формы витамина К

в активную (см схему в «Биохимические функ-

ции» витамина К).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

 

ÎÍ

ÎÍ

 

 

 

 

 

ÎNa

–C–CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

Î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Î

 

 

 

 

Î Î

 

 

 

Дикумарол

 

 

 

Варфарин

 

 

ВИТАМИН Е ( ТОКОФЕРОЛ, АНТИСТЕРИЛЬНЫЙ)

Суточная потребность

20-50 мг

Источники

Растительные масла (60-120 мг%) (кроме оливкового), пророщенное зерно пшеницы (25 мг%), бобовые, яйца.

Строение

R1 ÍÎ

 

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

Î

 

 

ÑÍ2–(ÑÍ2–ÑÍ2

 

 

ÑÍ–ÑH2)3–Í

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

Токоферол

 

 

 

ÍÎ

R1

 

 

 

ÑH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

Î

 

 

ÑÍ2–(ÑÍ2–ÑÍ2=Ñ–ÑH2)3–Í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

ÑH3

Токотриенол

Биохимические функции

Встраивается в фосфолипидный бислой мембран и выполняет антиоксидант-

ную функцию, т.е. препятствует развитию свободнорадикальных реакций. При этом:

1. Защищает жирнокислотные остатки мембранных фосфолидов, а, следовательно, и мембраны клетки.

8

Дополнение

Существует диагностический тест на обеспеченность организма витамином Е, который заключается в определении устойчивости

«отмытых» эритроцитов к осмотическому шоку: Эритроциты помещают в растворы концентрацией NaCl от 0,9% и меньше. При

дефиците витамина Е наблюдается гемолиз при меньших отклонениях от физиологической концентрации, чем у здорового организма.

2.Защищает витамин А от окисления, что способствует проявлению активности

витамина А.

3.Лимитирует свободнорадикальные реакции в быстроделящихся клетках (слизистые, эпителий, опухоли) – противоопухолевое действие.

Гиповитаминоз

Пониженная устойчивость и гемолиз эритроцитов in vivo, анемия, увеличение

проницаемости мембран, мышечная дистрофия, слабость. В эксперименте у живот-

ных при авитаминозе — атрофия семенников, рассасывание плода, размягчение мозга, некроз печени, жировая инфильтрация печени.

Дополнение

Кроме пищевой недостаточности, причиной гиповитаминоза Е мо-

жет быть недостаток аскорбиновой кислоты, защищающей то-

коферол от окисления.

Лекарственные формы

α-токоферола ацетат

ВИТАМИН F

Суточная потребность

5-10 г

Источники

Растительные масла

Строение:

Линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты.

Биохимические функции

HOOC 9 12 18

Линолевая кислота

HOOC 6 9 12 18

Линоленовая кислота

HOOC

5

 

8

11

14

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Арахидоновая кислота

1.Составная часть фосфоли-

пидов мембран;

2.Защита витамина А от окисления;

3.Предшественник простагландинов (в том числе простациклинов), тромбокса-

нов, лейкотриенов.

Дополнение

Простациклины, тромбоксаны, лейкотриены являются «местными гормонами», т.е. после синтеза действуют только на соседние

клетки.

9

Функцией простагландинов является регуляция тонуса гладких мышц сосудов, ЖКТ, бронхолегочной системы, мочеполовой системы.

Функция простациклинов – уменьшение агрегации тромбоцитов и расширение мелких сосудов.

Функция тромбоксанов – усиление агрегации тромбоцитов и сужение мелких сосудов.

Функция лейкотриенов – активация лейкоцитов, увеличение их

подвижности.

Гиповитаминоз

Единственным четко доказанным проявлением нехватки витамина F является

фолликулярный гиперкератоз. Однако с недостатком полиненасыщенных жирных кислот в настоящее время связывается. воспалительное поражение кожи (возникно-

вение некротических очагов, экзема, выпадение волос), поражение почек, потеря

способности к размножению, жировая инфильтрация печени, атеросклероз, иммунодефициты, хроническое течение воспалительных заболеваний.

Лекарственные формы

Гепатопротекторы и антиатерогенные препараты: эссенциале, линетол, линол.

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

ВИТАМИН В1 ( ТИАМИН, АНТИНЕВРИТНЫЙ)

Суточная потребность

2,0-3.0 мг

Источники

Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи

Строение

Строение коферментной

 

формы

Метаболизм

Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина, Витамин осфори-

лируется непосредственно в клетке-мишени, Около 50% всего В1 находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится около 30 суточ-

ных доз витамина.

Биохимические функции

1.Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который является коферментом:

фермента транскетолазы пентозофосфатного пути, в котором образуется

рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот ДНК и РНК (а они, как известно, обеспечивают синтез белка и рост тканей).

10

ферментов пируватдекарбоксилазы и α-кетоглутаратдекарбоксилазы,

являющихся компонентами соответственно пируватдегидрогеназного и

α-кетоглутаратдегидрогеназного полиферментных комплексов, которые участвуют в энергетическом обмене.

2.Входит в состав тиаминтрифосфата в нервной ткани, участвующего в пере-

даче нервного импульса.

3.Производные витамина являются ингибитором МАО, что способствует пролон-

гированному действию катехоламинов в ЦНС.

Гиповитаминоз

Продукты питания, богатые углеводами повышают потребность

в витамине.

Болезнь «бери-бери» или «ножные кандалы» — нарушение метаболизма пище-

варительной, сердечно-сосудистой и нервной систем из-за недостаточности энерге-

тического и пластического обменов.

Со стороны нервной ткани наблюдается снижение периферической чувстви-

тельности, утрата некоторых рефлексов, боли по ходу нервов, энцефалопатия (син-

дром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции), синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспо-

собность усваивать новую информацию, болтливость.

Антивитамины В1

В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза, разрушающая тиамин. Также

этот фермент активен в сырой рыбе, устрицах.

Лекарственные формы

Свободный тиамин и ТДФ (кокарбоксилаза).

ВИТАМИН В2 ( РИБОФЛАВИН, ВИТАМИН РОСТА)

Суточная потребность

2,0-2,5 мг

Источники

мясные продукты, печень, почки, молочные продукты, дрожжи; образуется кишечными бактериями.

Строение

Î

H3Ñ N N

H3ÑN NÎ CH2 (CH–ÎÍ)3 CH2ÎÍ

Рибофлавин

Соседние файлы в папке 2 модуль