Раздел 6 Витамины


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

3

ВИТАМИНЫ (АМИНЫ ЖИЗН
И)

Витамины


это низкомолекулярные органические соединения, являющиеся нез
а-
менимыми пищевыми компонентами, которые в ничтожно малых количествах обесп
е-
чивают нормальное функционир
о
вание организма.

По физико
-
химическим свойствам витамин
ы делятся на две группы:
водораствор
и-
мы
е
и

жирорастворимые
. В обеих группах выделяют
витаминоподобные вещества
,
которые по биологическим свойствам похожи на витамины, но синтезируются в орг
а-
низме и требуются в больших колич
е
ствах [1
-
13].

Пути метаболизма
витаминов


Некоторые витамины поступают в организм в виде провитаминов, а затем в клетках
эпителия кишечника или в тканях превращаются в биологически активные вещества
(БАВ).

После всасывания жирорастворимые витамины депонируются в клетки органов
(главным
образом в печени), а большинство водорастворимых превращаются фермент
а-
тивным путем в коферменты и активно участвуют в метаболизме. Те и другие со врем
е-
нем подвергаются катаболизму и выводятся из организма, поэтому необходимо постоя
н-
ное поступление их с пищ
ей в строго определенных кол
и
чествах.

При нарушении баланса витаминов развиваются состояния
гипервитаминоза, гип
о-
витаминоза
или

ав
и
таминоза.

Причины гипо
-

и авитаминозов

I
. Экзогенные:

1)

нерациональное, однообразное питание;

2)

дисбактериоз ( изменение состав
а микрофлоры кишечника), вызванный длител
ь-
ным применением антибиотиков или сульфаниламидных преп
а
ратов.

II

.Эндогенные:

1)

нарушение всасывания жирорастворимых витаминов при заболевании печени или
желчекаменной болезни ( не поступает желчь в тонкий к
и
шечник)
.

2)

нарушение всасывания витамина В
12

при тотальной резекции желудка (не выраб
а-
тывается гастромукопр
о
теин).

3)

нарушение образования коферментов (вследствие генетически обусловленных
дефектов апофермента или ферментов, которые участвуют в синтезе кофе
р
ментов).

4)

усиление распада витаминов в организме.

5)

физиологически обусловленная высокая потребность в витаминах (растущий о
р-
ганизм, беременность).


Отдельные представители витаминов разбирать
по схеме
:

1.

Название (может быть несколько).

2.

Распространение в пищевом сырье
и суточная потребность.

3.

Структура витамина и кофактора.

4.

Биологическая роль (участие в метаболических реакциях).

5.

Симптомы гипо
-
, гипер
-
, авитаминозов и механизмы этих н
а
рушений.


4

1. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ В
ИТАМИНЫ

1.1. ВИТАМИН В
5

(РР, НИКОТИНОВАЯ КИС
ЛОТА,


НИКОТИН
А
МИД, НИАЦИН)

1.1.1. Общая характеристика

РР


противопеллагрический.

Суточная потребность



25 мг.

Распространение в природе.

Много содержится в мясе, печени, почках, зе
р-
нах злаков, отрубях, дрожжах; мало


в молоке и яйц
ах, но эти продукты соде
р-
жат большое количество триптофана, из которого может синтезироваться никот
и-
намид (из 60 молекул триптофана может быть синтезирована 1 молекула витам
и-
на РР).

Структура витамина и кофактора.

Витамин РР входит в состав никотин
а-
мидных

коферментов
НАД
+



никотинамидадениндинуклеотид

и
НАДФ
+



н
и-
котинамидадениндинуклеотид фосфат
.



Кофакторы с белками связаны водородными связями (н
е
прочно).

1.1.2. Биохимические функции

Биохимические функции витамина РР связаны с коферментами НАД
+

и
НАДФ
+
, которые входят в состав окислительно
-
восстановительных ферментов


дегидр
о
геназ:

1)

функция переноса протонов и электронов

в окислительно
-
восстановительных реакциях в составе НАД
+
-

и НАДФ
+
-
зависимых дегидрогеназ
(НАД
+
ДГ и НАДФ
+
ДГ);


5

2)

функция субстратная



о
пределяется участием НАД
+

в качестве су
б
страта
в ДНК
-
лигазной реакции при репликации и репарации ДНК. Недостаток НАД
+

в
быстро регенерирующих тканях приводит к замедлению процесса дел
е
ния клеток
и исправлению дефектных учас
т
ков ДНК;

3)

регуляторная функция



в качестве аллостерического эффектора ферме
н-
тов (регуляция активности ферментов в клетке зависит от соотношения в цит
о-
плазме или митохондриях НАД
+
/НАД+Н
+
и НАДФ
+
/НАДФН+Н
+
). Увеличение
концентрации в клетке окисленной формы НАД
+



активирует аэробные проце
с-
сы и, наоборот, увеличение восстановленной формы НАДФН+Н
+



активирует
анаэробные пр
о
цессы:


НАД
+

и НАДФ
+



в составе дегидрогеназ (ДГ) окисляют или дегидрируют ра
з-
ные субстраты (
RH
2
): лактат, малат, пируват, α
-
кетоглутарат, изоцитрат, гл
у
тамат.
Дегидрир
ующие их ферменты имеют названия (соответственно): лактат ДГ, малат
ДГ, пируват ДГ, α
-
кетоглутарат ДГ, изоцитрат ДГ. Все НАД
+
-

и НАДФ
+
-
дегидрогеназы имеют один кофактор но отличаются
апоферментом
(апофермент
отвечает за специфичность де
й
ствия).

Исключител
ьная роль данных процессов заключается
в поддержании энерг
е-
тических ресурсов клетки
. НАД
-
дегидрогеназные реакции являются первым
этапом в сложном процессе тканевого дыхания. Тканевое дыхание (биологич
е-
ское окисление) представлено полиферментной цепью пере
носа электронов и
протонов от субстрата (донора атомов водорода) к кислороду (акцептору электр
о-
нов и протонов), и локализовано во внутренних мембранах м
и
тохондрий:

RH
2
→ НАД
+
-
ДГ→ ФМН
-
ДГ → КоQ→ цb → цc
1
→ цс
2
→ ца→ ца
3

1
/
2
О
2
→ Н
2
О.


Примечание: ц
b
, ц
c
1
, ц
c
2
, ц
a
, ц
a
3



это железосодержащие гемопротеины


переносчики электронов по дыхательной цепи.


НАД
+
-

и НАДФ
+
-
дегидрогеназы всегда первичные в дыхательной цепи и вс
е-
гда неаутооксидабельные, т.е. никогда не связаны с кислородом, а принимают
протоны и электро
ны от окисляющегося субстрата и передают их флавиновым
ферментам (ФМН
-
ДГ или ФАД
-
ДГ).

1.1.3. Авитаминоз

Гипервитаминоз
:

витамин РР выводится из организма в виде
метилированного прои
з
водного:


6

При передозировке РР наблюдается деметилирование орг
а
низма. Эт
о объясн
я-
ется тем, что СН
3
-
группы входят в состав х
о
лина, а он в свою очередь в ацетилх
о-
лин (медиатор нервных окончаний). В результате при демет
и
лировании тканей
наблюдаются нарушения вегетативных фун
к
ций.

Авитаминоз

проявляется как
аферментоз
.

Наблюдается

развитие специфич
е-
ского заболевания


пеллагра (шершавая кожа), или си
м
птомы трех ©Дª:

1)

дерматит

(на участках кожи, доступных солне
ч
ному свету);

2)

деменция

(нарушение психики);

3)

диарея

(понос, кровоизлияния в слизистой оболочке желудочно
-
кишечного
тракта);

4)

дистрофия
, как общее проявление всех авитаминозов.

Пеллагра наблюдается у людей, односторонне питающихся кукурузой. В к
у-
курузе очень низкое содержание витамина РР и триптофана.

1.2. ВИТАМИН В
2

(РИБОФЛАВИН)

1.2.1. Общая характеристика

От греч. Flavus


желт
ый.

Суточная потребность



1

3 мг.

Распространение в природе
.

Печень, почки, желток яйца, творог, мало в ра
с-
тительных пр
о
дуктах.

Структура витамина и кофактора
.

В основе витамина В
2
лежит ядро
изоаллоксазина
,
соединенное со спиртом
рибитолом

(6,7
-
диметил
-
9
-
рибитилизоалло
к
сазин):



При всасывании из кишечника в кровь рибофлавин фосфорилируется в кле
т-
ках эпителия кишечника и образуется сначала кофермент
флавинмононуклеотид

(ФМН), а затем
флавинадениндинукле
о
тид

(
ФАД):







Р

и

б

о

ф

л

а

в

и

н



































Ф

М

Н



































Ф

А

Д





А

Т

Ф

А

Д

Ф

А

Т

Ф

Р

~

Р

Ф
ф

л

а

в

о

-

к

и

н

а

з

а

Ф

А

Д

-

п

и

р

о

-

ф

о

с

ф

о

р

и

л

а

з

а


7

ФМН и ФАД входят в состав простетической группы флавиновых ферментов
(ФФ) или флавиновых дегидрогеназ (ФМНДГ и ФАДДГ). В настоящее время их
известно около 30. В состав кофермента входят металлы (Мо, Сu). Связь апоф
е
р-
мента с кофактором прочная (ковален
т
ная связь).

1.2.2. Биохимические функции ФМН и ФАД

В составе флавиновых ферментов ФАД и ФМН участвуют в многочисленных
окислительно
-
восстановительных реакциях в клетках:

1)

участвуют в переносе электронов и прот
о
нов в ды
хательной цепи;

2)

в составе пируватдегидрогеназ и α
-
кетоглутаратдегидрогеназ участвуют в
окислительном декарбоксилировании пирувата и α
-
кетоглутарата;

3)

участвуют в окислении жирных кислот в митохон
д
риях;

4)

важная роль флавиновых дегидрогеназ заключается в обес
печении клеток
энергией.

Активность флавиновых ферментов осуществляется за счет изоаллоксазинов
о-
го ядра:



ФАД (ФМН)


окисленная ФАДН
2

(ФМНН
2

)


восстановленная


форма (желтая)

форма (бесцветная)

По положению в дыхательной цепи различают следующие четыре типа флав
и-
новых дегидрог
е
наз.


1.

Вторичные неаутооксидабельные
:

RH
2
→ НАД
+
ДГ → ФМНДГ → Ко
Q

→ цитохромы →
1
/
2

О
2
→ Н
2
О.


(
ПВК
,
α
-
К
Г
,
коэнзим

Q (b, c, c
1
, a, a
3
)


малат) (убихинон)



2.

Первичные неаутооксидабельные
:


RH
2
→ ФАДДГ → Ко
Q

→ цитохромы →
1
/
2

О
2


Н
2
О.


(сукцинат) (сукцинат
-
ДГ)


3.

Вторичные аутооксидабельные
:


Н
2
О + О
2

RH
2
→ НАД
+
ДГ → ФМНДГ+О
2
→ Н
2
О
2



Н
2
О + О.


Каталаза

Пероксидаза


8

4.

Первичные аутооксидабельны
е
:



Н
2
О + О
2

RH
2
→ ФАДДГ → О
2
→ Н
2
О



Н
2
О + О.

1.2.3. Авитаминоз

Снижение содержания коферментных форм витамина
В
2

в тканях сопровожд
а-
ется сухостью и поражением эпителия слизистых губ, полости рта, и роговицы
глаз. Слизистая ярко красного цвета, в углу рта и на губах образуются трещины.
Повышено шелушение кожи, особенно лица, из
-
за пониженного обновления эп
и-
телия. Н
аблюдается сухость конъюнктивы, ее воспаление, светобоязнь, прораст
а-
ние роговицы сосудами (васкуляризация), а затем ее помутн
е
ние.

Если учесть, что рибофлавин участвует в окислительно
-
восстановительных
процессах, многие из которых протекают с образованием
энергии, то становится
понятным, почему проявление недостаточности витамина сказывается, прежде
всего, на быстро регенерирующих тканях. Васкуляризация облегчает поступление
кислорода в центральную бессосудистую зону роговицы, как бы компенсируя н
е-
достаток
дыхательной функции роговицы, который в свою очередь вызван деф
и-
цитом флавопротеинов, участвующих в окислительно
-
восстановительных проце
с-
сах.

1.2.4. Практическое применение

Рибофлавин и коферментные препараты (ФМН) применяются в клинике при
лечении заболев
аний кожи и глаз, при себорейном дерматите, плохо заживающих
ранах и язвах, кератитах (воспаление роговицы), конъюнктивитах (воспаление
конъюнктивы), а также при отравлении угарным газом (СО), поражении печени,
изнур
и
тельной мышечной работе.

1.3. ВИТАМИН В
1

(ТИАМИН, АНТИНЕВРИТН
ЫЙ)

1.3.1. Общая характеристика

Был впервые выделен в кристаллическом виде Функом.

Суточная потребность



1

3мг.

Распространение в природе.

Хлеб грубого помола, горох, фасоль, мясные
продукты. В кислой среде В
1

стоек к нагреванию и ки
пячению, но легко разруш
а-
ется при нагревании в нейтральной и щелочной среде. Вследствие этого, В
1

мало
разрушается при обработке пищевых продуктов теплом, например при варке п
и-
щи или выпечке хлеба, но чрезвычайно быстро разрушается при выпечке мучных
конди
терских изделий с использованием щелочных разрыхлителей (сода или у
г-
лекислый амм
о
ний).

Структура витамина и кофактора
.
В пищеварительном тракте на путь вс
а-
сывания в кровь встает свободный тиамин. Всасывание осуществляется простой
диффузией. В печени и дру
гих тканях тиамин фосфорилируется с участием ти
а-
Каталаза

Пероксидаза


9

минфосфокиназы до ТМФ, ТДФ, ТТФ. Тиаминдифосфат в клетках связывается с
с
о
ответствующим апоферментом:


1.3.2. Биохимические функции

Тиаминдифосфат (ТДФ) участвует в метаболических процессах в тканях в с
о-
ст
аве пируватдегидрогеназного комплекса (ПДГ) или α
-
кетоглутаратдегидрогеназного комплекса (α
-
КГДГ) или транскетолазы. Благодаря
этому ТДФ способс
т
вует окислительному декарбоксилированию пирувата и α
-
кетоглутарата (2
-
оксоглутарата) в митохондриях и, следоват
ельно, образованию
энергии из углеводов и амин
о
кислот.

В составе транскетолазы ТДФ обеспечивает деятельность неокислительной
фазы пент
о
зофосфатного цикла и синтез в тканях рибозо
-
5
-
фосфата и НАДФН
2
.


В нервной ткани тиаминтрифосфат (ТТФ) может участвовать
в синаптич
е
ской
передаче нервного импульса (н
е
ферментативная функция).

1.3.3. Авитаминоз

Тиаминовая недостаточность, называемая болезнью
бери
-
бери
, проявляется
нарушениями метаболизма и функций пищеварительной, сердечно
-
сосудистой и
нервной систем.

Развити
е заболевания
: снижение периферической чувствительности, боли по
ходу нервов, судороги, расстройство высшей нервной и сердечной деятельности,
развивается отрицательный азотистый баланс, повышена концентрация кетоки
с-
лот (ПВК и α
-
КГ) в тканях и крови, также
усилено выделение их с мочой.

Однако, с другой стороны, уменьшается использование этих кетокислот на
процессы энергообеспечения тканей (образуется недостаточное количество АТФ),
см. уравнение реакции окислительного декарбоксилирования пирувата:

Пирим
идин
о
вое
производное

Тиазоли
е
вое
кол
ь
цо


10

Снижение с
одержания в клетках продуктов транскетолазной реакции


риб
о-
зо
-
5
-
фосфата и НАДФН
2

при тиаминовой недостаточности сопровождается нар
у-
шением ряда процессов, так как:

1)


рибозо
-
5
-
фосфат является субстратом для синтеза дезоксирибозо
-
5
-
фосфата, а, следовательно,

нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), нуклеотидов
(АМФ, АДФ, АТФ, 3',5'
-
АМФ и других), нуклеотидных коферментов (НАД
+
,
НАДФ
+
, ФАД, КоА
SH
, кобаламины);

2)


НАДФН
2

является источником протонов и электронов в реакциях биоси
н-
теза жирных кислот, холестерина и соединени
й стероидной природы (провитам
и-
на
D
3
, желчных кислот, гормонов надпочечников и половых желез).

Цепь метаболических нарушений, вызванных недостатком тиамина в клетках,
приводит к патологии функций различных систем. Снижена секреция желудочн
о-
го сока и солян
ой кислоты (
атония
). Наблюдается мышечная слабость, уменьш
а-
ется сила сердечных сокращений. Тиаминовая недостаточность часто наблюдае
т-
ся у хронических алкоголиков в форме энцефалопатического синдрома (наруш
е-
ние координации движения, зрительных функций, спу
танность сознания). И
з-
вестно, что этанол угнетает всасывание витамина В
1

из кишечника, что ведет к
авитаминозу и повышению концентрации кетокислот в крови и тканях (ПВК и α

КГ).

Высокая концентрация пирувата и α
-
КГ в нервных клетках вызывает ингиб
и-
рование
фермента ацетилхолинэстеразы,
расщепляющего ацетилхолин. В норме
ацетилхолин является медиатором, т.е. участвует в передаче нервного импульса с
синапса на рецепторы мышечных клеток. В синаптической щели идет гидролиз
ацетилхолина на холин и уксусную кислот
у. Затем комплекс ацетилхолин
-
рецептор диссоциирует, и постсинаптическая мембрана возвращается в исходное
состояние покоя. Только после этого возникает новый потенциал действия, и 200

300 экзоцитозных пузырьков освобождают в синаптическую щель большое кол
и-
чество ацетилхолина


достаточное для проведения 2

5 тыс. нервных импульсов;
этого хватает на несколько минут работы при сильной стимуляции. Если ацети
л-
холинэстераза ингибирована, мышцы пр
и
ходят в тонус.




11

1.4. ВИТАМИН В
3

(ПАНТОТЕНОВАЯ КИСЛОТ
А)

1.4.1. Общ
ая характеристика

От греч. pantoten


повсюду.

Суточная потребность



10 мг.

Распространение в природе.

Для человека источником витамина В
3

являются
кишечные бактерии, дрожжи, печень, куриные яйца, рыба, молоко, мясо, бобовые
и т.д.

Структура пантотенового

кофермента КоАSH
:



1


α,γ
-
дигидрокси
-
β,β
-
диметилмасляная кислота


2


β
-
аланин


Группа
SH
-

тиоэтиламина

всех коферментов пантотеновой кислоты является
якорным участком. Атом водорода
SH
-
группы может быть замещен каким л
ибо
ацилом (остатком органической кислоты), например, ацетилом, малонилом, су
к-
цинилом или остатком жирной кислоты. При этом образуется тиоэфирная выс
о-
коэнергетическая связь (энергетически она эквивалентна макроэргической связи в
АТФ).

Всасывание пантотена
та происходит в тонком кишечнике путем простой ди
ф-
фузии, где он фосфорилируется с участием АТФ. Затем с кровью всосавшийся в
и-
тамин поступает к тканям. В цитоплазме клеток имеется набор ферментов, нео
б-
ходимый для синтеза коферментов (коэнзима А).

Основным п
родуктом гидролитического распада витамина В
3

является св
о-
бодная пантотеновая кислота, которая на 90% (приблизительно) выделяется с м
о-
чой.

1.4.2. Биохимические функции

Активность пантотеновых ферментов главным образом связана с функцией
кофермента А (коэнз
има А), при участии которого происходит активирование и
перенос кислотных остатков. Коэнзим А обеспечивает:

1)

активирование ацетата и жирных кислот (ацетил~SКoA и ацил~SКoA);

2)

окисление жирных кислот, ацетата, пирувата и α
-
кетоглутарата;


12

3)

синтез холестерина и

других стероидных соединений из ацетил~SКoA и
малонил~SКoA;

4)

синтез кетоновых тел (ацетоацетата и β
-
оксимасляной кислоты);

5)

образование цитрата и превращение сукцинил~SКoA в цикле Кребса;

6)

синтез гема (простетической группы), гемопротеинов


гемоглобина, ми
о-
глобина, цитохромов, каталазы, пероксидазы с использованием сукцинил ~SКoA;

7)

синтез ацетилхолина;

8)

синтез ацетилглюкозаминов (см. гликопротеины и протеогликаны);

9)

реакции ацетилирования биогенных аминов (обезвреживание гистамина,
серотонина и др.);


10) в
составе ацилпереносящего белка пальмитилсинтазы пантотеновая кислота
участвует в синтезе жирных кислот с четным числом углеродных атомов (напр
и-
мер, пальмитиновой


С
16
; стеарин
о
вой


С
18
).

1.4.3. Авитаминоз

Недостаточность пантотената не обнаружена. Однако

при введении в организм
животным и людям


добровольцам антагонистов пантотеновой кислоты был в
ы-
явлен пантотеновый гиповитаминоз, который проявляется в снижении акти
в
ности
окисления пирувата, ацетилирования биогенных аминов и чужеродных соедин
е-
ний, а такж
е в поражении кожи, поседении волос, нарушении функции нервной
системы.

1.4.4. Практическое применение

Препараты пантотената кальция назначают при заболевании кожи и волос, при
поражении печени, дистрофии сердечной мышцы.

1.5. ВИТАМИН В
6

(ПИРИДОКСИН)

1.5.1
. Общая характеристика

Суточная потребность



2

3 мг.

Распространение в природе
.

Кишечные бактерии, зерновые и бобовые, мя
с-
ные проду
к
ты, рыба.

Структура витамина и кофакторов
. Известны 3 родственных витамина
(произво
д
ные пиридина):


Пиридоксин

Пиридоксаль Пиридоксамин



В клетках организма из них образуются биологически активные коферме
н
ты:


13


ПАЛФ


пиридоксальфосфат ПАМФ


пиридоксаминфосфат

Распад коферментов п
роисходит путем дефосфорилирования и окисления в
тканях (микросомальное окисление при участии цитохрома Р
450
). Продуктом к
а-
таболизма является 4
-
пиридоксиловая кислота, которая выдел
я
ется с мочой.

1.5.2. Биохимические функции

Основной коферментной формой яв
ляется ПАЛФ. Он входит в состав ферме
н-
тов почти всех классов: оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз, лиаз, изомераз
(табл. 1). Слишком большая численность пиридоксальзависимых ферментов с
о-
здает во
з
можность возникновения многочисленных нарушений в обмене вещ
еств
при пищевом дефиците пиридоксина или врожденных нарушен
и
ях его обмена.

Таблица 1

Биохимические функции пиридоксиновых ферментов

Ферменты

Биохимическая функция

Моноаминооксидаза, диаминооксидаза
(например, ги
с
таминаза)

Окисление (обезвреживание) биог
енных
аминов

Аминотрансферазы аминокислот (АЛТ,
АСТ)

Взаимопревращение и катаболизм амин
о-
кислот; обеспечивают взаимосвязь углево
д-
ного и белк
о
вого обменов

Аминотрансферазы иодтирозинов и
иодтиронинов

Биосинтез гормонов щитовидной железы и
их катаболизм в
тканях

Аминотрансфераза γ
-
аминобут
и
рата

Окисление (обезвреживание) γ
-
аминомасляной кислоты (медиатор торм
о-
жения ЦНС)

Кинурениназа и кинуренинамин
о-
трансф
е
раза

Синтез никотинамида (витамин РР) из три
п-
тофана

Декарбоксилазы аминоки
с
лот

Образование биогенных

аминов (тканевых и
нервных медиаторов)

Синтетаза δ
-
аминолевуленовой кисл
о-
ты из глицина и сукц
и
нил~SКoA

Биосинтез гемоглобина, миоглобина, цит
о-
хромов и других гемсодержащих фе
р
ментов

Синтетаза 3
-
кетодигидросфингоз
и
на из
серина и пал
ь
митил~SKoA

Биосинтез
сфингозина и, следовательно,
сфинголипидов

Изомеразы аминокислот (рацем
а
зы)

Утилизация в организме D
-
аминокислот
(превращение их в
L
-
оптические изом
е
ры)

Фосфорилаза гликогена (каждая субч
а-
ст
и
ца в димере фосфорилазы имеет по
остатку ПАЛФ)

Гликогенолиз (ра
спад гликогена в кле
т
ках)


14

1.5.3. Авитаминоз

Пиридоксиновая недостаточность
у детей

сопровождается повышенной во
з-
будимостью ЦНС и периодическими судорогами, что, по
-
видимому, связано с н
е-
достаточным образованием γ
-
аминомасляной кислоты (тормозной медиатор
нейронов мозга).

У взрослых

людей недостаточность В
6

наблюдается при длительном лечении
противотуберкулезными препаратами (изониазид является антагонистом пир
и-
доксаля). При этом также возникают повышенная возбудимость нервной системы,
полиневриты и поражен
ия кожи, характерные для недостаточности витам
и
на РР.

1.5.4. Практическое применение

В
6

используется для профилактики и лечения побочного действия изониазида,
при полиневритах, дерматитах, токсикозах у беременных (усиливает обезвреж
и-
вание биогенных аминов
), нарушениях функции печени, пиридоксинзависимой
врожде
н
ной анемии у детей.

1.6. ВИТАМИН С (АСКО
РБИНОВАЯ КИСЛОТА)

1.6.1. Общая характеристика

Суточная потребность



100

200 мг.

Распространение в природе
.

Свежие овощи и фрукты


это основные исто
ч-
ники аско
рбиновой кислоты для человека. Особенно богаты этим витамином ци
т-
русовые и плоды шипо
в
ника.

В растениях


капусте, редьке, рапсе и редисе


наряду со свободной аскорб
и-
новой кислотой содержится связанная форма


аскорбиген:


При гидролизе аскорбигена обра
зуется свободная аскорбиновая кислота и с
о-
единение с индольной группой. Обмен аскорбигена в растениях связан с обменом
триптофана и синтезом стимуляторов роста растений (индолилуксусной кислоты).


Структура витамина С.

Аскорбиновая кислота имеет два асимм
етричных
атома углерода и является оптически активным соединением, образуя четыре о
п-
тических изомера. Наиболее активной формой является
L
-
аскорбиновая кислота.
Коферментные фо
р
мы не выявлены.



15

1.6.2. Биохимические функции

Аскорбино
вая кислота является донором атомов водорода в окислительно
-
восстановительных реакциях. Она образует редокс
-
пару с дегидроаскорбиновой
кислотой:


Аскорбиновая кислота участвует в следующих процессах
биологического
окисления:

1)

гидроксилирование триптофана
в 5
-
гидрокситриптофан (при биосинтезе
серотонина в реакциях микросомального окисления);

2)

превращение 3,4
-
дигидроксифенилэтиламина в норадреналин (микрос
о-
мальное окисл
е
ние);

3)

гидроксилирование пара
-
гидроксифенилпирувата в гомогентизиновую ки
с-
лоту в реакциях
катаболизма тирозина (микросомальное окисл
е
ние);

4)

гидроксилирование стероидов (холестерола) при биосинтезе гормонов коры
надпочечников, половых гормонов, провитамина D
3
;

5)

детоксикация ксенобиотиков в реакции микросомального окисления (фе
р-
мент НАДФН
2
-
цитохро
м
-
Р
450
-
редуктаза);

6)

гидроксилирование β
-
бутиробетаина при биосинтезе карнитина;

7)

восстановление ионов Fe
3+
до Fe
2+

в кишечнике, необходимое для всасыв
а-
ния ж
е
леза в двухвалентном состоянии;

8)

освобождение железа из связи его с транспортным белком


трансферр
и-
но
м, что обеспечивает поступление железа из крови в ткани (например, для си
н-
теза гемоглобина и миоглобина);

9)

превращение фолиевой кислоты в коферментные формы;


10) гидроксилирование остатков пролина и лизина при ©созреванииª коллагена
после его биосинтеза

на рибосомах:

Остатки пролина и лизина в полипептидных цепях коллагена


О
2



Гидроксилаза


Fe
2+

α
-
кетоглут
арат


Аскорбиновая кислота



СО
2



Сукцинат


16

Остатки 4
-
гидроксипролина и 5
-
гидроксилизина в составе

полипептидных ц
е
пей коллагена

Гидроксилированные радикалы пролина участвуют в формировании стабил
ь-
ной трехспиральной структуры коллагена (тропоколлагена). Лизин

и гидроксил
и-
зин участвуют в формировании ковалентных связей между молекулами коллагена
при сборке коллагеновых фибрилл. При недостатке витамина С образуются менее
стабильные и прочные коллагеновые в
о
локна.

Таким образом, аскорбиновая кислота участвует в
процессах превращения
ароматических аминов с образованием некоторых нейромедиаторов, в синтезе
гормонов стероидной природы, в процессах кроветворения и в образовании ко
л-
лагена, являющегося главным внеклеточным компонентом соединительной ткани,
а также в об
езвреживании токсичных веществ.

1.6.3. Авитаминоз

Недостаточность аскорбиновой кислоты приводит постепенно к заболеванию,
называемому
цингой
. При тяжелых формах этого заболевания наблюдаются в
ы-
раженные признаки нарушений биохимических процессов. Они проявл
яются в
нарушении образования коллагена и хондроитинсульфата соединительной ткани,
постепенного разрушения её вследствие деполимеризации и гидролиза волокн
и-
стых структур этой ткани. В результате повышается проницаемость и ломкость
капилляров и возникают по
дкожные точечные кровоизлияния (петехии), кровот
о-
чивость десен, расшатывание и выпадение зубов, похудение, общая слабость,
одышка, боли в сердце, сердцебиение


это первые проявления цинги.

При недостатке витамина С снижается возможность использования запа
сов
железа для синтеза гемоглобина в клетках костного мозга и участия фолиевой
кислоты в пролиферации (делении) кроветворных клеток. Все это приводит к ра
з-
витию ан
е
мии и бледности кожных покровов.

Нарушение образования коллагена и хондроитинсульфатов являе
тся причиной
боли в суставах и поражения костей. Снижена сопротивляемость организма к и
н-
фекционным заболеваниям, появляются гнойнички, нарушено заживление ран
(снижен процесс синтеза кортикостероидов, которые выполняют противовоспал
и-
тел
ь
ную функцию).

Больн
ые цингой чаще всего погибают от пневмонии, инфекционных заболев
а-
ний и кровоизлияний с
о
судов (аорты и крупных артерий).





1.6.4. Практическое применение

В медицинской практике аскорбиновую кислоту применяют для лечения гип
о-
витаминозов, стимуляции кровет
ворения вместе с фолиевой кислотой, витамином
В
12

и железом, для укрепления капилляров при повышенной их кровоточивости
при различных заболеваниях, для стимуляции регенеративных процессов, пор
а-
жениях соединительной ткани, при острых заболеваниях дыхательны
х путей, и
н-
фекционных заболев
а
ниях и других.


17

1.6.5. Всасывание и выведение из организма

Всасывается аскорбиновая кислота в кишечнике путем диффузии, а затем в
тканях связывается с белками. Больше всего витамин С утилизируется надпоче
ч-
никами, половыми жел
езами, печенью и легкими.
L
-
аскорбиновая кислота синт
е-
зируется растительными и животными
клетками (например крыс и м
ы
шей) из
D
-
глюкозы через стадии образования
D
-
глюкуроновой и
L
-
гулоновой кислот.
Одн
а
ко, у человека витамин С не синт
е-
зируется из
-
за отсутст
вия фермента


L
-
гул
о
нооксидазы.

Продуктами окислительного распада
витамина С являются дегидроаскорб
и-
новая кислота, дикетогулоновая кислота,
щавелевая.

Избыток аскорбиновой кислоты и
продукты ее ра
с
пада выводятся с мочой.

1.7. ВИТАМИН В
9


С
, ФОЛИЕВАЯ

КИСЛОТА, ФОЛАЦИН)

1.7.1. Общая характеристика

Суточная потебность



400 мкг, у беременных в 2 раза больше.

Распространение в природе
.
Листовые овощи (салаты, капуста), томаты, зе
м-
ляника, шпинат, печень, мясо, яичный желток. Фолиевая кислота синтезируется
растительными и микробными клетками. Потребности человека в витамине в о
с-
новном восполняются микрофлорой кишечника.

Структура витамина и кофермента
.
Фолацин объединяет группу родстве
н-
ных витаминов, главный представитель которых


фолиевая кислота
. В орг
а-
н
изме (тканях) из нее образуется кофермент
тетрагидрофолиевая кислота

(ТГФК).


18



1.7.2. Метаболизм и биохимические функции

При всасывании в слизистой тонкого кишечника происходит образование
ТГФК и N
5
-
метил
-
ТГФК. В крови основная часть фолацина (87%) содерж
ится в
эритроцитах, а остальная в плазме. Депонируется фолацин в печень, почки, сл
и-
зистую кишечника. Из организма выводится с мочой, калом и потом.

Биохимические функции фолацина определяются его коферментами: N
5
-
формил
-
ТГФК, N
10
-
формил
-
ТГФК (

СОН); N
5
-
,N
10
-
метенил
-
ТГФК (≡СН); N
5
-
,
N
10
-
метилен
-
ТГФК (

СН
2

); N
5
-
метил
-
ТГФК (

СН
3
).

Все коферменты взаимопревращаются друг в друга:


N
5
-
формил
-
ТГФК ↔ N
10
-
формил
-
ТГФК ↔ N
5
,N
10
-
метенил
-
ТГФК ↔ N
5
,N
10
-
метилен
-
ТГФК ↔ N
5
-
метил
-
ТГФК
.


Одноуглеродный остаток может переда
ваться от одной коферментной формы
к другой, и использоваться в различных реакциях синтеза пуринов, пиримидинов
и некоторых аминокислот (глицина из серина, метионина из гомоцистеина) и бе
л-
ков (образование формилметионил
-
тРНК).

Идентифицировано более двадца
ти реакций, в которых принимает участие
фолиевая кислота и ее производные, причем одной из наиболее важных из них я
в-
ляется синтез пуриновых азотистых оснований (аденина и гуанина).

Коферменты фолацина участвуют в биосинтезе второго и восьмого углеро
д-
ных а
томов пур
и
нового кольца, а также, в реакции метилирования:


.


19


Поэтому фолацин играет исключительную роль в биосинтезе нуклеиновых
кислот, процессах деления клеток и регенерации тканей.

1.7.3. Авитаминоз

Недостаточное пост
упление фолиевой кислоты с пищей или нарушение ее вс
а-
сывания приводит к мегалобластической анемии. Причиной ее служит нарушение
биосинтеза пуриновых оснований и дТМФ, дТДФ, дТТФ, что вызывает угнет
е
ние
синтеза ДНК и пролиферации (деления) кроветворных
к
лет
ок.

При этой анемии наблюдается снижение количества эритроцитов и гемогл
о-
бина в крови. В периферической крови и костном мозге появляются крупные
клетки


мегалобласты.

При этом имеет место также понижение количества ле
й-
коцитов (лейкопения), т. к. для их об
разования в костном мозге также необходим
акти
в
ный синтез ДНК.

Кроме того, гипо
-

и авитаминоз фолацина может быть вызван косвенными
причинами, подавляющими развитие микрофлоры (недостаток белковой пищи,
антибиотики, сульфаниламидные препараты и др. токсичн
ые вещества).

1.7.4. Практическое применение

В медицинской практике используют препараты фолиевой кислоты для леч
е-
ния мегалобластической анемиии, стимуляции пролифер
а
ции клеток и т. д.

1.8. ВИТАМИН В
12

(КОБАЛАМИН)

1.8.1. Общая характеристика

Суточная потре
бность



2

5 мкг.

Распространение в природе.

В организм человека поступает с пищевыми
продуктами. Богаты кобаламинами животные продукты


печень, почки, в то вр
е-
мя как растительные продукты бедны кобаламинами. Единственным источником
В
12

в природе явл
я
ются

микроорганизмы (например, почвы), синтезирующие В
12

из других веществ. Через почву он попадает в растения, а с растениями в орг
а-
низмы животных. В печени животных около 100 мкг В
12

на 100 г печени, в гов
я-
жьем мясе содержится 5 мкг витамина на 100 г мяса.



20

Структура Витамина В
12
.



Макроцикл
коррин

состоит из четырех восстановленных пиррольных колец,
несущих различные заместители. Кобальт может иметь степень окисления от Со
3+

до Со
6+
. Он связан одной ковалентной и тремя координационными связями с ат
о-
мами а
зота пиррольных колец. Другая коо
р
динационная связь образуется с 5,6
-
диметилбензимидазолилриботидом. Последняя (шестая) связь устанавливается с
лигандом ( или с

СН
3
, или с 5
-
дезоксиаденозил, или с

СN). В тканях он нах
о-
дится в виде коферментных форм.


Кристаллы В
12

имеют красный цвет, вследствие наличия ионов кобальта.

Порфирин

(коррин, хр
о-
мофорная
часть)

Нуклеотидная часть 5,6
-
диметилбезимидазолр
и-
ботида

Цианкобаламин

Метилкобал
а
мин

5

-
Дезоксиаденозил
-

коб
а
ламин


21

1.8.2. Метаболизм В
12

Для всасывания кобаламинов необходим внутренний фактор Касла, который
продуцируется железистыми клетками слизистой желудка. В настоящее время
данное вещество выдел
ено


это гликопротеин с молекулярной массой около 93
тысяч.

Этапы всасывания кобаламинов:

1)

образование в желудке комплекса В
12

+ внутренний фактор Касла;

2)

связывание комплекса с мембранными рецепторами эпителия слизистой
подвздошной ки
ш
ки с участием ионов
Са
2+
;

3)

транспорт комплекса (витамин В
12

+ внутренний фактор) через слизистую
путем эндоц
и
тоза;

4)

освобождение В
12

в кровь воротной вены (судьба внутреннего фактора н
е-
ясна);

5)

транспорт в крови осуществляется с помощью двух плазменных белков:
транскобаламина I и

II (ТК
-
I

и ТК
-
II

соответственно). Выделены: ТК
-
I из фракции
α
-
глобулинов плазмы крови, молекулярная масса 12 тысяч (это своеобразное ци
р-
кулирующее депо В
12

в организме); ТК
-
II относится к β
-
глобулинам, молекуля
р-
ная масса 35 тысяч (это основной транспортны
й белок, облегчающий доставку В
12

к тк
а
ням);

6)

в тканях транспортная форма НО
-
В
12

(гидроксикобаламин) превращается в
коферментные формы


метилкобаламин (СН
3
-
В
12
) и дезоксиаденозилкобал
а
мин
(ДА
-
В
12
). Образование коферментов происходит главным образом в печен
и и
почках, а затем распределяется по остальным органам. Выводится кобаламин
преимущес
т
венно с мочой.

1.8.3. Биохимические функции

Метилкобаламин является коферментом гомоцистеинметилтрансферазы (фе
р-
мент локализован в цитозоле), участвующей в переносе

СН
3

группы с N
5
-
метил
-
ТГФК на гомоцистеин с образованием метионина. В этой реакции действует как
с
и
нергист (усилитель) ТГФК.

ДА
-
В
12

является коферментом метилмалонил
-
КоА
-
мутазы (фермент локализ
о-
ван в митохондриях), катализирующей превращение метилмалонил~SКоА

в су
к-
цинил~SКоА. Эта реакция является “ключевой” при сгорании в цикле Кребса
остатков пропионил~SКоА, образующихся при β
-
окислении жирных кислот с н
е-
четным числом углеродных атомов, при окислении боковой цепи холестерина и
углеродных радикалов ряда аминок
ислот (метионина, изолейцина, треонина, в
а-
лина), а также при окислении тиамина.

Участвует в образовании коферментных форм фолиевой кислоты, и опосред
о-
вано через фолиевую кислоту участвует в синтезе ДНК и пролиферации кров
е-
творных клеток.


22

1.8.4. Авитаминоз

Проявляется в виде
мегалобластической анемии

или
анемии Аддисона
-
Бирмера.

Нарушение кроветворения сопровождается теми же признакми, что и
при недостатке фолиевой кислоты.

В развитии злокачественной или пернициозной анемии основная роль прина
д-
лежит дефициту

метилкобаламина, который участвует в синтезе нуклеиновых
кислот. Нарушение синтеза нуклеиновых кислот проявляется, прежде всего, в
тканях с интенсивной клеточной пролиферацией (делением). К их числу относи
т-
ся и кроветворная ткань. Деление и созревание кле
ток эритроцитарного ряда
наруш
а
ются, размеры клеток превышают нормальные (макроциты), значительная
часть клеток


предшественников эритроцитов


разрушаются еще в костном мо
з-
ге, в циркулирующей крови количество эритроцитов резко уменьшено, размеры
их увели
чены (“незрелые” эритроциты). Введение 100

200 мкг В
12

ежедневно
(внутримышечно) в течении двух недель и
з
лечивает болезнь.

При дефиците другой коферментной формы ДА
-
В
12

в организме накапливае
т-
ся метилмалоновая кислота и в больших количествах выводится с мо
чой. Ее
определение в моче используется для диагностики злокачественной анемии. М
е-
тилмалоновая кислота токсична для нервной ткани, и при отсутствии лечения в
ы-
зывает д
е
генерацию заднебоковых столбов спинного мозга.

Обнаружены врожденные дефекты обмена кобал
аминов, связанные также с
недостаточным образованием внутреннего фактора транскобаламинов, дефектом
метилмалонил
-
КоА
-
мутазы. Причины недостаточности могут быть вызваны р
е-
зекцией желудка, нарушением всасывания при энтеритах и воспалении кишечн
и-
ка, нарушение
м процесса комплексообразования при рецепции клетками слиз
и-
стой кишечника.

1.8.5. Практическое применение


В медицинской практике используют цианкобаламин и дезоксиаденозилкоб
а-
ламин. Эти препараты применяются при лечении
мегалобластической анемии,

поражени
ях спинного мозга и периферических нервов, врожденных нарушениях
обмена витамина В
12

и других состояниях. Применение кобаламинов необходимо
в сочетании с фолиевой кислотой, железом и аскорбиновой кислотой.


23

2. ВИТАМИНОПОДОБНЫЕ
ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВЕЩЕ
СТВА

2.1.

ВИТАМИН Р (БИОФЛАВОН
ОИДЫ)

2.1.1. Общая характеристика

Суточная потребность


около 25

50 мг (точно потребность не установлена)

Распространение в природе.

Свежие фрукты, ягоды, особенно богата черн
о-
плодная рябина, черная смородина, яблоки, виноград, лимон,

а также листья чая и
плоды шиповника.

Химическая природа
.
Флавоноиды (Р
-
витаминные вещества)

представляют
собой растительные полифенольные соед
и-
нения. Одним из первых был выделен
рутин

из кожуры лимона (см. структурную форм
у-
лу).

Эта группа очень разноо
бразна. В раст
е-
ниях обнаружено до 2000 флавоноидных
веществ и родственных им соединений.

Р
-
витаминными свойствами обладают
антоксантины, антоцианы и катехины.

В организме человека флавоноиды пр
е-
вращаются в фенольные кислоты. Выводя
т-
ся из организма преиму
щественно с мочой в виде коньюгатов с глюкуроновой
или серной кислотами.

2.1.2. Биохимические функции

Флавоноиды снижают проницаемость и ломкость капилляров. Р
-
витаминные
вещества взаимодействуют с аскорбиновой кислотой, участвуя в регуляции обр
а-
зования к
оллагена соединительной ткани, препятствуют деполимеризации гиал
у-
роновой кислоты гиалуронидазой. Тем самым они снижают проницаемость к
а-
пилляров. Р
-
витаминные вещества активируют тканевое дыхание.

2.1.3. Авитаминоз

Авитаминоз биофлавоноидов проявляется сим
птомами повышенной ломкости
и проницаемости капилляров, точечными кровоизлияниями и кровоточивостью
десен.

2.1.4. Применение

В медицинской практике применяют Р
-
витаминные препараты


сумма кат
е-
хинов чайного листа, флавоноидов из рябины черноплодной, а так
же рутин, кве
р-
цетин и гесперидин. Используют и комбинированные препараты с витамином С


аскорутин и галаскорбин.


24

Назначают при лучевом поражении, ожоговой болезни, отравлении ядами, при
пониженной свертываемости крови, при кровоточивости десен, кровоизл
иянии в
сетчатку глаз, ревматизме, инфекционных заболеваниях.

2.2. ВИТАМИН Н (БИОТ
ИН)

2.2.1. Общая характеристика

Суточная потребность



150

200 мкг.

Распространение в природе.

Б
огаты биотином


горох, соя, цветная капуста,
грибы, яичный желток, печень и
др. Однако, основная потребность организма ч
е-
ловека в биотине покрывается за счет биосинтеза его кишечными бактериями.

Структура витамина и кофермента:


2.2.2. Метаболизм и биохимические функции

Поступающий с пищей биотин освобождается с помощью
протеаз

к
ишечника
от связи с белками и в свободном виде всасывается в тонком кишечнике. В крови
он связывается с альбумином и поступает в ткани. Задерживается биотин главным
образом в печени и почках. Выводится из организма в неизмененном виде с м
о-
чой или калом.

В
тканях свободный биотин связывается с ε
-
NH
2
-
группой лизина, находящег
о-
ся в активном центре “биотиновых” ферментов. Его коферментной формой счит
а-
ется
N
5
-
карбоксибиотин
. Кофермент биотина способствует усвоению тканями
углекислоты (точнее ионов гидрокарбоната
). Карбоксибиотин участвует в синтезе
пуринов (аденина и гуанина) реакция карбоксилирования, при переносе СО
2
, в
составе пируваткарбоксилазы (см. процесс глюконеогенеза), ацетил~КоА
-
карбоксилазы (синтез малонил~SKoA), пропионил~КоА
-
карбоксилазы, а также в

других многочисленных реакциях. Тем самым, биотин обеспечивает протекание
глюконеогенеза, синтез жирных кислот, окисление остатков пропионовой кисл
о-
ты в цикле Кребса (т.е. окисление жирных кислот с нечетным числом атомов у
г-
лерода).

Биотин образует специфи
ческий комплекс с токсичным белком гликопроте
и-
ном


авидином

(его много в белке куриного яйца) и тем самым обезвреживает

25

его. Однако, при употреблении сырых яиц в больших количествах происходит
связывание пищевого биотина и всасывание витамина прекращается
. Таким сп
о-
собом можно вызывать биотиновую недостаточность.

2.2.3. Авитаминоз

Недостаточность биотина у человека не выявлена, но ее можно вызвать иску
с-
ственно (см. выше). В медицинской практике биотиновые препараты пока широко
не используют, хотя осуществл
яются попытки к его применению при дерматитах.

2.3. ЛИПОЕВАЯ КИСЛОТ
А (ВИТАМИН
N

ИЛИ ТИОКТОВАЯ КИСЛОТ
А)

2.3.1. Общая характеристика

Распространение в природе
.

Липоевая кислота поступает с пищей. Более б
о-
гаты ею дрожжи, мясные продукты, молоко. Потребность в

ней человека не уст
а-
новлена.

Структура витамина.

Представляет собой циклический дисульфид:


2.3.2. Биохимические функции

Липоевая кислота, поступая в ткани, связывается ковалентно с аминогруппой
лизина полипептидной цепи липоевых ферментов (например,
дегидролипо
и-
лтрансацетилаза). К ним относятся полиферментные комплексы, участвующие в
окислительном декарбоксилировании пирувата и α
-
кетоглутарата (2
-
оксоглутарата).

В составе пируват
-

и α
-
кетоглутаратдегидрогеназных комплексов липоевая
кислота участвует
в окислительно
-
восстановительных реакциях:



Участие липоевой кислоты в процессе окислительного декарбоксилирования
пировиноградной кислоты рассмотрено в теме ©Обмен углеводовª.


26

2.3.3. Авитаминоз

Недостаточность липоевой
кислоты у человека не описана. Но этот витамин
назначают при поражении печени, сахарном диабете, интоксикации тяжелыми
металлами (за счет
SH
-
групп связывает металлы). Считается, что липоевая кисл
о-
та улучшает углеводный и энергетический обмены.

2.4. ПАРА
-
А
МИНОБЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТ
А (ПАБК)

2.4.1. Общая характеристика

Пара
-
аминобензойная кислота (ПАБК) содержится практически
во всех пр
о
дуктах питания. Наиболее богаты ею печень, молоко,
дрожжи.

Структура ПАБК.

Не является витамином для человека, но
служит витами
ном для микроорганизмов. У человека ПАБК, во
з-
можно, используется кишечными бактериями для образования ф
о-
лиевой кислоты (фолацин), которая и поступает в организм. Ее
применяют для восстановления нормальной микрофлоры кишечн
и-
ка.

2.5. ВИТАМИН В
8
(ИНОЗИТ)

2.5.
1. Общая характеристика

Суточная потребность



1,0

1,5 г

Распространение в природе.

Присутствует в пище животного и растительн
о-
го происхождения. Наиболее богаты им печень, мясные продукты, мозг, яичный
желток, а также хлеб, картофель, зеленый горох, грибы.


Структура инозита

(миоинозита). Шестиатомный циклический спирт:

2.5.2. Биохимические функции

Биологической активностью обладает только одна из оптических форм


ми
о-
инозит
.

Инозит входит в состав инозитфосфатидов, содержащихся во всех тканях, но
особенн
о много их в нервной ткани. Инозит обладает липотропным действием,
т.к. препятствует накоплению триацилглицеролов в печени (предупреждает ж
и-
ровую инфильтрацию печени).


27

Добавление к пище инозита препятствует

жировому перерождению печени.
Однако, липотропное действие инозита слабее, чем фосфатидилхолина (лецит
и-
на).

2.5.3. Авитаминоз

У человека инозитовый авитаминоз не описан. Нехватка инозита приводит к
задержке роста молодняка, облысению и анемии у мышей и к
рыс, нарушениям
нервной системы у голубей.

В практике инозит используют как липотропный препарат.

2.6. ВИТАМИН В
13
(ОРОТОВАЯ КИСЛОТА)

2.6.1. Общая характеристика

Распространение.

Широко распространена в животных продуктах.

Структура
.

Оротовая кислота яв
ляется предшественником при биосинтезе
пиримидиновых оснований (урацила, тимина и цитозина):


2.6.2. Биохимические функции

Биологически активная форма оротидин
-
5‱
-
фосфат, который включается в
синтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Благодаря этому оротов
ая кислота
стимулирует синтез белка, деление клеток, рост и развитие животных и растений.

2.6.3. Авитаминоз

Недостаточности у человека не выявлено, но повышена потребность в ней ра
с-
тущего организма, или отдельных тканей в период регенерации.

2.6.4. Практи
ческое применение

В медицинской практике оротовую кислоту применяют как стимулятор роста
недоношенных детей для усиления процессов кроветворения при анемиях, для
повышения регенеративных процессов в пораженных органах (например, в леч
е-
нии инфаркта миокарда
, дистрофии мышц) и др.


28

2.7. ВИТАМИН
U

(
S
-
МЕТИЛМЕТИОНИН)

2.7.1. Общая характеристика

От латинского
Ulcus



язва, поэтому витамин назвали антиязвенным фактором.

Распространение.

Содержится в сырых овощах, особенно много его в кап
у-
сте. Капустный сок обладае
т способностью задерживать развитие экспериме
н-
тальной язвы желудка.

Структура
.

По химическому строению является метилированным произво
д-
ным метионина (метилметионинсульфоний хлорид):

2.7.2. Биохимические функции

Витамин
U
, как и метионин, является активн
ым донором метильных групп,
тем самым, способствуя синтезу в тканях организма холина и холинфосфатидов
(лецитина), креатина и других групп веществ содержащих метильные группы.

2.7.3. Применение

Витамин
U

применяют для лечения язвенной болезни желудка и дв
енадцат
и-
перстной кишки, гастритов. Возможно липотропное действие этого витамина.

2.8. КАРНИТИН (ВИТАМ
ИН В
Т
)

2.8.1. Общая характеристика

Суточная потребность



500 мг.

Распространение

в природе.

Широко распространенное вещество, особенно
много содержится в

мясных продуктах.

Биосинтез и структура карнитина
..
Биосинтез карнитина происходит в о
с-
новном в печени. Сначала метилируется лизин белка, с образованием ε
-
N
-
триметиллизина. Затем укорачивается углеродная цепь лизина, за счет потери
первого и второго атом
ов углерода и образуется γ
-
бутиробетаин, который в печ
е-
ни при участии γ
-
бутиробетаингидроксилазы гидроксилируется с образованием
карнитина.


29


γ
-
Бутиробетаин α
-
Кетоглутарат Карнитин Сукцинат



(ациклическая форма) (янтарная кислота)


2.8.2. Биохимические функции

Карнитин участвует в переносе длинноцепочечных ацилов жирных кислот и
ацетильных групп через липидную фазу ме
мбран митохондрий, а возможно и
других органоидов. Поэтому он оказывает выраженное влияние на процессы
окисления жирных кислот и образование из них энергии, а также на использов
а-
ние ацетильных остатков, образующихся в митохондриях, в биохимических реа
к-
циях

в цитоплазме.

Карнитин может находиться в организме, как в развернутой, так и в циклич
е-
ской формах. Поскольку циклическая форма более жирорастворима (вследствие
экранирования зарядов метильными группами), то именно в такой циклической
форме карнитин спос
обен диффундировать через липидный слой мембраны и п
е-
реносить ацилы.

Ацилы присоединяются к ОН
-
группе карнитина с образованием ацилкарнит
и-
на:

Процесс обратимого переноса ацила между КоА
SH

и карнитином на внешней
и внутренней сторонах мембраны осуществляет
ся ферментом
ацил
-
КоА
-
карнитин
-
трансферазой

(см. схему):




30

Рис. 1. Схема транспорта жирных кислот через

мембрану митохондрий

Имеются данные, что карнитин стимулирует внешнесекреторную функцию
поджелудочной железы, оказывает положительный эффект на спер
матогенез и
подвижность сперматозоидов. Введение карнитина животным повышает образ
о-
вание энергии в дыхательной цепи митохондрий различных органов, стимулирует
регенеративные процессы в пораженном миокарде и сперматогенном эпителии
семенников.

2.8.3. Авита
миноз


Карнитиновая недостаточность проявляется в виде поражения мышц, что с
о-
провождается мышечной слабостью, дистрофией и истончением мышечных вол
о-
кон. Дефицит лизина в пище ухудшает обеспеченность организма карнитином.

2.8.4. Практическое применение

В м
едицинской практике карнитин используется для стимуляции мышечной
деятельности, внешней секреции поджелудочной железы, при дистрофических
процессах в миокарде.

2.9. ВИТАМИН В
15

(ПАНГАМОВАЯ КИСЛОТА)

2.9.1. Общая характеристика

Суточная потребность



потребн
ость для человека не известна.

Распространение в природе.

Содержится во многих продуктах питания.

Химическая структура
. В
15

является
N
-
диметилглициновым эфиром глюк
о-
новой кислоты. Соединение нестойкое и легко гидролизуется.







31


2.9.2. Биохимические ф
ункции.

Пангамовая кислота подобно метионину служит источником подвижных м
е-
тильных групп. Она участвует в биосинтезе метилированных соединений: холина,
холинфосфатидов, ацетилхолина, креатина и других.

2.9.3. Применение


В медицинской практике препараты
пангамовой кислоты применяют как л
и-
потропное средство при жировой инфильтрации печени, атеросклерозе и некот
о-
рых других заболеваниях.

2.10. ВИТАМИН В
4

(ХОЛИН)

2.10.1. Общая характеристика

Суточная потребность



250

600 мг.

Распространение в природе.

Хо
лином богаты мясо и продукты, получаемые
из злаков. Частично холин образуется микрофл
о-
рой кишечника.

Химическое строение.

По химической природе
это производное амина


ги
д
роксид
-
(2
-
гидроксиэтил)
-
триметиламмония.


2.10.2. Метаболизм и биологические функ
ции

Всасывание холина происходит в тонком кишечнике путем простой диффузии
и, возможно, путем активного транспорта. В клетках эпителия кишечника и тк
а-
нях он фосфорилируется до фосфохолина и участвует в образовании фосфатиди
л-
холина (лецитина).

C

O

O

H

H

C

O

H

C

H

H

O

H

C

O

H

H

C

O

H

C

H

2

O

C

O

C

H

2

N

C

H

3

C

H

3

Г

л

ю

к

о

н

о

в

а

я



к

и

с

л

о

т

а

N

-

Д

и

м

е

т

и

л

г

л

и

ц

и

н

о

в

а

я



к

и

с

л

о

т

а


32

Основная тра
нспортная форма холина в крови


в составе фосфатидилхолина
липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) (см. тему ©Липиды и липопроте
и-
ныª).

Кроме того, холин участвует в синтезе ацетилхолина и является донором м
е-
тильных групп в реакции трансметилирования.

2.
10.3. Авитаминоз

У человека холиновая недостаточность не описана. У экспериментальных ж
и-
вотных холиновая недостаточность проявляется в виде жировой инфильтрации
печени и других нарушениях синтеза липидов.

2.10.4. Применение

В медицинской практике исполь
зуются препараты холина для лечения пор
а-
жений печени, вызванных различными заболеваниями и интоксикациями.

3. ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ В
ИТАМИНЫ

3.1. ВИТАМИН А (РЕТИ
НОЛ)

3.1.1. Общая характеристика

Суточная потребность



1,5 мг (5000 мЕ)

Распространение в природе
.
Продукты животного происхождения: печень
рыб (трески и морского окуня), много в свиной и говяжьей печени, желтке яиц,
сметане, цельном молоке. В растительных продуктах: моркови, томатах, свекле,
салате содержатся
каротиноиды
, являющиеся провитаминами А. По
этому ч
а-
стичное обеспечение витамином А происходит за счет растительных продуктов.

Структура и биологическая активность формы витамина А.
Витамин А


это непредельный одноатомный спирт, состоящий из
β
-
иононого

кольца и бок
о-
вой цепи из двух остатков
изопрен
а
,

имеющей первичную спиртовую группу. В
и-
тамин А имеет витамеры А
1

и А
2
. Витамин А
2

содержит в кольце дополнительную
двойную связь (обнаружен у пресноводных рыб):


В организме
ретинол

(спиртовая ОН
-
группа в боковой цепи) превращается в
ретиналь

(альдегид)

и
ретиноевую кислоту
. Происходит последовательное
окисление спиртовой группы ретинола. В тканях образуются производные вит
а-
мина А


ретинилпальмитат
,
ретинилацетат

и
ретинилфосфат
. Витамин А и

33

его производные в тканях находятся в транс
-
конфигурации, за ис
ключением се
т-
чатки глаза, где образуются
11
-
цис
-
ретинол

и
11
-
цис
-
ретиналь
.

Известны три провитамина А: α
-
, β
-
, γ
-
каротины, отличающиеся по химич
е-
скому строению и биологической активности. Наиболее активен
β
-
каротин
, к
о-
торый в клетках слизистой кишечника по
двергается окислению по центральной
двойной связи с участием фермента
каротиндиоксигеназы,
при этом образуется
две молекулы активного ретиналя (в отличие от α
-

и γ
-
каротинов):


3.1.2. Метаболизм

Витамин А всасывается вместе с липидами, поэтому для осущес
твления мех
а-
низма всасывания необходимо участие желчных кислот.

В слизистой оболочке кишечника ретинол образует эфиры с жирными кисл
о-
тами и транспортируется в составе хиломикронов. В плазме ретинол связывается
с ретинолсвязывающим белком (фракция α
-
глобули
на) и доставляется к тканям. В
сетчатке ретинол превращается в ретиналь, который входит в состав
родопсина

и
играет важную роль в восприятии света. В печени эфиры ретинола депонируются,
где часть его может превращаться в ретиналь и ретиноевую кислоту. Конъ
югир
о-
ванная форма ретиноевой кислоты с глюкуроновой кислотой может выводиться с
желчью.

3.1.3. Биохимические функции

Все формы витамина А и их эфиры регулируют следующие биохимические
процессы:

1)

нормальный рост и дифференцировку клеток развивающегося органи
зма
(эмбриона, растущего организма);

2)

регуляцию деления и дифференцировки быстро пролиферирующих тканей:
хрящевой, костной, сперматогенного эпителия и плаценты, эпителия кожи и сл
и-
зистых;

3)

участие в фотохимическом акте зрения.

Ретиноевая кислота
не принимает

участия в зрительном акте и осуществл
е-
нии функции размножения, т.е. нормальном развитии плаценты при беременности
и созревании сперматозоидов. Однако ретиноевая кислота стимулирует рост к
о-
стей и мягких тканей. Остальные формы витамина А обеспечивают все о
сновные
его биологические функции.

Окончательно, механизм регуляции витамином А, процессов деления и ди
ф-
ференцировки клеток не выяснен. Возможно, данный процесс связан с запуском

34

механизма репликации, а выраженное влияние на рост тканей


с регуляцией си
н-
т
еза хондроитинсульфата в клетках хряща. Многие метаболические функции в
и-
таминов А в настоящее время неясны.


Наиболее детально изучено
участие ретиналя в акте зрения
. Как известно,
сетчатка человека имеет два типа клеток


палочки и колбочки. Палочки реаг
и-
руют на слабое сумеречное освещение, а колбочки на дневное и обеспечивают
различение цветов.

Палочки содержат зрительный пигмент
родопсин
, а колбочки
иодопсин
. По
своей природе эти пигменты являются сложными белками, состоящими из 11
-
цис
-
ретиналя и белка о
псина. Однако, по строению родопсин и иодопсин различаю
т-
ся.

Родопсин находится в мембранных структурах


дисках, заполняющих нару
ж-
ный сегмент палочки (рис. 2).


Рис. 2. Строение зрительной палочки:

1


наружный сегмент;

2


прилегающий сегмент с митохонд
риям;

3


тело клетки и ядро;

4


аксон


Каждый диск представляет собой замкнутый уплощенный мембранный пуз
ы-
рек; палочка содержит около тысячи дисков, уложенных в стопку. Диски синтез
и-
руются в прилегающем сегменте палочки и отсюда поступают в наружный се
г-
м
ент. С противоположного конца наружного сегмента время от времени отдел
я-
ются частицы и фагоцитируются клетками пигментного эпителия. Процесс обр
а-
зования новых дисков и удаления старых происходит на протяжении всей жизни.

В мембранных дисках на долю родопс
ина приходится около 80% от всех бе
л-
ков мембраны. Молекулы родопсина пронизывают мембрану насквозь.


В зрительном акте можно выделить
три процесса
:

1)

фотохимическая абсорбция света;

2)

фотохимическая абсорбция света пигментом, в ходе которой он измен
я-
ется;

3)

ре
генерация исходного пигмента.

Кванты света, поглощаемые родопсином (или иодопсином), вызывают фот
о-
изомеризацию 11
-
цис
-
ретиналя в транс
-
ретиналь:




35



После этого происходит диссоциация транс
-
ретиналя и опсина и пигмент
обесцвечивается. Поскольку пигменты
встроены в мембраны светочувствител
ь-
ных клеток, то фотоизомеризация ретиналя приводит к местной деполяризации
мембраны и возникновению электрического импульса, распространяющегося по
нервному волокну. Регенерация исходного пигмента возможна прямым путем с
участием ретинальизомеразы в сетчатке, но главным образом в печени. На свету в
сетчатке этот процесс протекает медленно. В темноте регенерация родопсина
максимальна, и протекает через образование транс
-
ретинола, цис
-
ретинола и 11
-
цис
-
ретинола. Отсутствие р
егенерации родопсина приводит к слепоте в ночное
время.

3.1.4. Авитаминоз

Раннее проявление


это нарушение темновой адаптации, задержка роста в
молодом возрасте, фолликулярный гиперкератоз, избыточное ороговение кожи,
вызванное задержкой смены эпителия,
сухость слизистых (как следствие заме
д-
ленного обновления эпителия), ксерофтальмия (сухость конъюнктивы глаз), п
о-
мутнение роговицы и ее размягчение (кератомаляция), также нарушение функции
размножения (оплодотворяющей активности сперматозоидов).

3.1.5. Прак
тическое применение витамина А

Как средство профилактики у людей, работа которых связана с напряжением
зрения, также применяют для стимуляции роста и развития у детей, усиления р
е-
генерации плохо заживающих тканей, повышения сопротивляемости инфекциям,
проф
илактики бесплодия.

3.2. ВИТАМИН Е (ТОКО
ФЕРОЛ)

3.2.1. Общая характеристика

Суточная потребность



20

50 мг.

Распространение в природе.

Источником витамина Е для человека служат
растительные масла: подсолнечное, кукурузное, хлопковое, оливковое. Особенно
вы
соко его содержание в масле, полученном из зародышей пшеницы. Продукты
животного происхождения, в том числе молочные, бедны токоферолами.

H

O

h


H

7

9

1

1

7

9

1

1

1

3

1

5

1

1

-

Ц

и

с

-

р

е

т

и

н

а

л

ь

(

п

у

р

п

у

р

н

о

-

к

р

а

с

н

ы

й

)















































Т

р

а

н

с

-

р

е

т

и

н

а

л

ь











+



о

п

с

и

н

(

б

л

е

д

н

о

-

ж

е

л

т

ы

й

)






36

Химическая природа.

К витамину Е относятся метильные производные
ток
о-
ла

и
токотриенолы
. Витамин Е:
α
-
,
β
-
,
γ
-

и
δ
-
токо
феролы

и
токотриенолы
. С
а-
мый активный α
-
токоферол.


3.2.2. Метаболизм витамина Е

Для всасывания пищевого витамина Е необходимо присутствие липидов и
желчных кислот. Всасывание происходит в тонком кишечнике путем простой
диффузии, затем в составе хиломикро
нов они транспортируются через лимфат
и-
ческую систему в кровь и из состава липопротеинов крови (хиломикронов) пост
у-
пают в органы и ткани. В их клетках токоферолы включаются в состав липидов
мембран, где они концентрируются. Наибольшее количество витамина Е
в орг
а-
низме содержится в жировой ткани, печени и скелетных мышцах. Не всосавшийся
токоферол выводится с калом в виде токофероловой кислоты и ее водораствор
и-
мых глюкуронидов


с мочой.

3.2.3. Биохимические функции

Токоферол
регулирует интенсивность свободн
орадикальных реакций оки
с-
ления

в живых клетках, поскольку препятствует развитию цепных неуправля
е-
мых реакций перекисного окисления полиненасыщенных жирных кислот (лип
и-
дов и фосфолипидов) в биологических мембранах.

По своему механизму действия токоферол явл
яется
биологическим антио
к-
сидантом
, благодаря чему обеспечивает стабильность биологических мембран
клеток организма. Существует тесная связь между токоферолом и селеном в рег
у-
ляции перекисного окисления липидов (ПОЛ), поскольку селен является кофакт
о-
ром
гл
утатионпероксидазы,

инактивирующей гидропероксиды липидов.

Антиоксидантное действие витамина Е обусловлено тем, что токоферол сп
о-
собен переносить свой фенольный атом водорода на пероксидный радикал:


ROO
*

+ Ток
-
ОН →
ROOH

+ Ток
-
О
*
.





ROO
*

+ Ток
-
О
*


ROOH

+ Нерадикальный продукт


окисления витамина Е.


Пероксидный

радикал жи
рной кисл
о-
ты

Витамин Е

рад
и
кал


37

Таким образом, токоферол останавливает реакцию свободно
-
радикального
окисления полиненасыщенных жирных кислот и сам пре
вращается в продукт
нерадикального типа

(механизм перекисного окисления липидов см. тему ©Би
о-
логическое окислениеª).

Кроме того, токоферол повышает биологическую активность витамина А, з
а-
щищая его ненасыщенную боковую цепь от перекисного окисления. Возмож
но,
имеются и другие стороны действия токоферолов, но они пока не раскрыты.

3.2.4. Авитаминоз


Гиповитаминоз Е у человека почти не встречается. Лишь у недоношенных д
е-
тей встречаются признаки гиповитаминоза, приводящие к гемолитической анемии
(из
-
за низкой

устойчивости мембран эритроцитов и их распада).

Патология мембран тканей при гиповитаминозе Е, очевидно, служит причиной
разнообразия симптомов заболевания: склонность эритроцитов к пероксидному
гемолизу, атрофия семенников, рассасывание плаценты и плода

при беременн
о-
сти, мышечная дистрофия, а также потеря внутриклеточных азотистых компоне
н-
тов и белков мышц, некроз печени, размягчение участков мозга, особенно мо
з-
жечка.

3.2.5. Практическое применение

Препараты токоферола используют как антиоксиданты при р
азличных патол
о-
гических состояниях: для профилактики бесплодия, при заболеваниях печени,
инфаркте миокарда, при ожогах, лучевом поражении и т.д.

3.3. ВИТАМИН
D
3

(КАЛЬЦИФЕРОЛ)

3.3.1. Общая характеристика

Суточная потребность



д
ля детей от 12 до 25 мкг (5
00

1000 МЕ), для
взрослых 40 мкг.

Распространение в природе
. Содержится в продуктах животного происхо
ж-
дения (в печени, сливочном масле, молоке, дрожжах и растительном масле).
Наиболее богата витамином
D

печень рыб. Рыбий жир используется для проф
и-
лактики
и лечения
D
-
витаминной недостаточности.

Структура витамина и его биологически активные формы
.

По химической
природе витамины
D



стерины. Существует несколько витамеров витамина
D
:

38

эргокальциферол



витамин
D
2
,
холекальциферол



D
3

и
дигидроэргокальц
и-
феро
л



D
4
.

При облучении УФ светом витамин
D
2

образуется из растительного предш
е-
ственника (провитамина
D
)


эргостерина
, а витамин
D
3



из
7
-
дегидрохолестерина
, синтезирующегося из холестерола в коже человека и ж
и-
вотных. Витамин
D
3

биологически более актив
ен:



В природе существуют и менее активные формы витамина
D



D
4
,
D
5
,
D
6
,
D
7
.

Однако, ни эрго
-
, ни холекальциферолы биологически не активны. Биологич
е-
ски активные формы образуются в ходе
метаболизма
. Пищевые кальциферолы
всасываются в тонком кишечнике в

присутствии липидов и желчных кислот и в
составе хиломикронов по лимфатической системе поступают в кровь, а далее в
печень. Сюда же с кровью поступает из кожи эндогенный холекальциферол (
D
3
)
(см. схему метаболизма витамина
D
3
).

3.3.2. Метаболизм витамина
Д
3

в печени и почках

Метаболизм витамина
D

связан с образованием биологически активных форм
(рис.3).

Специфические гидроксилазы печени и почек, которые катализируют эти р
е-
акции, активируются паратгормоном (паратиреоидный гормон или паратирин),
который вы
рабатывается паращитовидной железой.

У

Ф

О

C

H

3

H

O

C

H

3

C

H

C

H

3

C

H

2

C

H

2

C

H

2

C

H

C

H

3

C

H

3

7

-

Д

е

г

и

д

р

о

х

о

л

е


с

е

т

р

и

н

(

п

р

о

в

и

т

а

м

и

н



D

3

)

Х

о

л

е

к

а

л

ь

ц

и

ф

е

р

о

л

(

в

и

т

а

м

и

н



D

3

)

C

H

3

C

H

C

H

3

C

H

2

C

H

2

C

H

2

C

H

C

H

3

C

H

3

3

5

1

7

H

O

C

H

3

7

7
-
Дегидрохолестерин (пров
и-
тамин
D
3
)


39


Рис. 3. Схема метаболизма витамина
D
3

в печени и почках

3.3.3. Биохимические функции 1,25
-
гидроксикальциферола (кальцитриола)

Органы мишени кальцитриола


тонкий кишечник, кости и почки, на уровне
которых он регулируе
т обмен кальция и фосфора в организме.

Эта регуляция основана, главным образом, на трех процессах и направлена на
поддержание уровня кальция в крови (в норме концентрация кальция в крови
2,29

2,99 ммоль/л или 9

11 мг/100 мл):

1)

транспорт ионов кальция и фос
фата через эпителий слизистой тонкого к
и-
шечника;

2)

мобилизация кальция из костной ткани (это наблюдается при снижении с
о-
держания кальция в крови);

3)

реабсорбция кальция и фосфора в почечных канальцах.

Подобно другим стероидным гормонам (витамин
D

обладает горм
ональным
эффектом) кальцитриол взаимодействует с хроматином ядра, изменяя скорость

40

синтеза определенных белков, участвующих в связывании и всасывании ионов
Са
2+

в тонком кишечнике. Кальцитриол индуцирует образование в клетках эпит
е-
лия кишечника кальций свя
зывающего белка и белковых компонентов кальций
зависимой АТФ
-
азы (Са
2+
-
АТФ
-
азы). По
-
видимому, подобная стимуляция вит
а-
мином
D

Са
2+
-
АТФ
-
азы мембран почек приводит к реабсорбции в них ионов
кальция (т.е. сохранению кальция в крови). Однако еще не выяснены ме
ханизмы
участия витамина
D

в трансмембранном переносе фосфата в кишечнике и почках
и мобилизации кальция из костной ткани.

Регуляция механизмов поддержания уровня ионов кальция в крови.
В да
н-
ном процессе паратиреоидный гормон и кальцитриол действуют как
синергисты.
Паратиреоидный гормон реализует свой гормональный эффект на фосфорно
-
кальциевый обмен опосредовано через активацию синтеза кальцитриола из вит
а-
мина
D
3

(он активирует гидроксилазы в печени и почках). В свою очередь стим
у-
ляция синтеза паратиреоид
ного гормона происходит в ответ на снижение конце
н-
трации Са
2+

в крови (рис. 4):

Рис. 4. Схема регуляции механизмов поддержания уровня кальция в крови


При повышении концентрации кальция в крови по принципу обратной связи
подавляется секреция паратиреоидно
го гормона
.

1,25
-
Диоксикальциферол
(кальцитриол)

Снижение содержания ионов

кальция в крови

Паращитовидная
железа

Паратиреоидный гормон (пов
ы
шается
концентрация гормона в крови)

Действует на тк
а
ни

мишени и а
к
тивирует
синтез ферментов в
мембранах ЭПР

Холекальциферол (
D
3
)

кальциол

25
-
Гидроксилаза

(в печени)

25
-
Оксикальциферол
(кальцидиол в печени)

Транспортируется в почки

В клетках слизистой
кишечника активирует
всасывание кальция и
фосфатов

В почках участвует
в реабсорбции кал
ь-
ция и фосфатов

Способ
ствует моб
и-
лизации кальция из
костной ткани


41

3.3.4. Недостаточность витамина
D

При недостаточности витамина
D

у детей развивается
рахит.

Основной пр
и-
знак этой болезни


нарушение минерализации растущих костей. Вследствие эт
о-
го кости не имеют нормальной жесткости и у детей, страдающих рах
итом, набл
ю-
даются различные деформации скелета


выгнутые наружу голени, вывернутые
внутрь колени, четки на ребрах, птичья грудь и т.д.

Рахит обычно излечивается витамином
D
, но есть такие формы, которые не
поддаются такому лечению. Они, по
-
видимому, связ
аны с нарушением превращ
е-
ния витамина
D
3

в организме в кальцитриол. Причина


генетически обусловле
н-
ное нарушение синтеза ферментов


гидроксилаз в печени и почках, рецепторов
для связывания паратиреоидного гормона на поверхности клеточных мембран
тканей м
ишеней и др.

Продолжительное поступление избыточного количества витамина
D

(гиперв
и-
таминоз) приводит к деминерализации костей и переломам, повышению конце
н-
трации кальция в крови и его отложению в мягких тканях, образованию камней в
мочевых путях.

3.4. ВИ
ТАМИН К (НАФТОХИНОН)

3.4.1. Общая характеристика

Суточная потребность



2 мг.

Распространение в природе.

В зеленых хлоропластах растительных проду
к-
тов


капусты, шпината, в корнеплодах и фруктах. В животных продуктах


в п
е-
чени. Кроме того, витамин К синт
езируется бактериальными ферментами тонкого
кишечника.

Химическая природа и биологически активные формы витамина К
.
Вит
а-
мин К представляет собой
хинон

с боковой
изопреноидной цепью
. Существует
две формы нафтохинонов:
филлохиноны

(витамины К
1

ряда) и
менахи
ноны

(витамины К
2

ряда).



Филлохиноны и их производные содержатся в растениях и поступают с п
и-
щей, а менахиноны образуются в кишечнике или в ходе метаболизма нафтохин
о-
нов в тканях организма. Синтетические препараты витамина К


менадион, вик
а-
сол и синка
вит. В организме из них образуются активные менахиноны.

Витамин К
1

(2
-
метил
-
3
-
фитил
-
1,4
-
нафтохинон)


42

Для всасывания пищевого витамина К в тонком кишечнике необходимы лип
и-
ды и желчные кислоты. Транспортируется в кровь хиломикронами. Накапливае
т-
ся в печени, селезенке и сердце.

3.4.2. Биохимические фу
нкции

Витамин К регулирует в организме процесс свертывания крови путем участия
в образовании компонентов ее свертывающей системы: фактора (
II
)


протромб
и-
на, фактора (
VII
)


проконвертина, фактора (
IX
)


фактор Кристмаса и фактор (
X
)


фактор Стюарта. Вита
мин К участвует в превращении препротромбина в пр
о-
тромбин. Этот процесс происходит в печени.

Витамин К в составе кофактора микросомальной карбоксилазы стимулирует γ
-
карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты в пептидных цепях препр
о-
тромбина и других ф
акторов свертывающей системы крови (рис. 5).


Рис. 5. Пример посттрансляционной модификации белка


Реакции в которых участвуют белковые факторы
II
,
VII
,
IX
,
X
, активируются
ионами Са
2+

и фосфолипидами. Радикалы γ
-
карбоксиглутаминовой кислоты обр
а-
зуют цен
тры связывания Са
2+

на этих белках. По
-
видимому, перечисленные фа
к-
торы, а также факторы
V
‱ и
VIII
‱ прикрепляются к бислойным фосфолипидам
мембраны и друг к другу при участии ионов Са
2+
, и в таких комплексах происх
о-
дит активация факторов
II
,
VII
,
IX

и
X
.

И
он Са
2+

активирует также и некоторые другие реакции свертывания. Декал
ь-
цинированная кровь не свертывается.

3.4.3. Авитаминоз

Гиповитаминоз, вызванный в эксперименте у животных, проявляется пов
ы-
шенной кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияния
ми. Это

43

связано с тем, что в отсутствие витамина К образуются факторы
II
,
VII
,
IX

и
X
, не
содержащие γ
-
глутамильных остатков. Такие проферменты не могут превращат
ь-
ся в активные ферменты, т.к. не способны связывать Са
2+
.

Препараты группы кумарина ингибируют

витамин
-
К
-
зависимое карбоксил
и-
рование остатков глутаминовой кислоты, приводящее к образованию γ
-
карбоксиглутаминовой кислоты в
N
-
концевой части молекул факторов
II
,
VII
,
IX

и
X
. Таким образом, введение кумарина (дикумарола) вызывает такие же после
д-
ствия,
как недостаточность витамина К.

4. ВИТАМИНОПОДОБНЫЕ
ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВЕЩЕ
СТВА

4.1. УБИХИНОН (КОЭНЗ
ИМ
Q
)

4.1.1. Общая характеристика

Распространение в природе



много убихинона содержится в мембранах м
и-
тохондрий, эндоплазматического ретикулума и ядер клет
ок.

Относится к липофильным витаминоподобным веществам. Синтезируется в
тканях человека. Источником его образования служит мевалоновая кислота и
продукт обмена фенилаланина и тирозина:

Мевалоновая кислота


Источником для синтеза мевалоновой кислоты служ
ит ацетил коэнзим А.
Признаки недостаточности убихинона для человека не описаны, но при некот
о-
рых состояниях отмечается повышенная потребность в нем. Потребность в уб
и-
хиноне для чел
о
века не и
з
вестна.

Убих
и
нон отн
о
сится к р
я
ду хинон
о
вых к
о
ферментов. Его а
налог
пластох
и
нон
,
с
о
держится в растител
ь
ных кле
т
ках.

Стро
е
ние.

По химическому строению убихинон представляет собой хинон с
боковой изопреноидной цепью. Наиболее часто встречаются убихиноны с числом
изопреноидных звеньев от шести до десяти и обозначаются

Q
6

Q
10
.


4.1.2. Биохимические функции

Убихиноны способны к обратимым окислительно
-
восстановительным пр
е-
вращениям:



44


Убихинон участвует в переносе электронов и протонов в дыхательной цепи и
локализован в липидном слое внутренней мембраны митохо
н
дрий (
см. структуру
и функции дыхательной цепи в теме ©Биологическое окисл
е
ниеª).

4.1.3. Примен
е
ние


Как лекарственное средство убихинон применяют при мышечной дистрофии,
нарушениях сократительной функции миокарда, некоторых типах анемии и др.

4.2. ВИТАМИН
F

(
ЭССЕНЦИАЛЬНЫЕ ЖИРНЫЕ

КИСЛОТЫ)

4.2.1. Общая характеристика

Суточная потребность



потребность взрослого человека в этом витамине
составляет 5

10 г.

Распространение в природе.

Источником витамина
F

являются растительные
масла.

Строение.

Строение жирных ки
слот рассмотрено в теме ©Липиды. Липопр
о-
теиныª.

Химическая природа и биологически активные формы витамина
F
.

Вит
а-
мин
F

представляет собой сумму полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК),
которые не могут быть синтезированы в тканях организма и, следовательно,
я
в-
ляются незаменимыми компонентами пищи. Они необходимы для нормального
роста и регенерации кожного эпителия, а также для построения таких важных р
е-
гуляторов как простагландины, тромбоксаны и лейкотриены (гормоны местного
действия).


45

Полиеновые жирные кисл
оты всасываются в тонком кишечнике и транспорт
и-
руются по лимфатической системе и крови в составе хиломикронов к органам. В
тканях организма они используются для образования важнейших липидов, вх
о-
дящих в биологические мембраны.

Витамин
F

поддерживает запа
сы витамина А и облегчает его действие на о
б-
мен веществ в тканях. Для сохранения биологической активности незаменимых
ПНЖК необходим токоферол (витамин Е), препятствующий их перекисному
окислению. Витамин
F

снижает содержание холестерина в крови.

4.2.2. А
витаминоз

Сопровождается фолликулярным гиперкератозом, т.е. избыточным ороговен
и-
ем кожного эпителия, вокруг волосяных фолликулов. Эти симптомы напоминают
недостаточность витамина А. У животных гиповитаминоз
F

может привести к
бесплодию.

Из группы витамин
а
F

истинно полиненасыщенной кислотой является арах
и-
доновая кислота, а также другие


с пятью и шестью двойными связями.


ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГ
ОТОВКИ

1.

Назовите две группы витаминов различающихся по физико
-
химическим
свойствам.

2.

Назовите основные источники по
ступления в организм витаминов и пути их
метаболизма.

3.

Какие состояния развиваются в организме при нарушении баланса витам
и-
нов? Каковы их причины.

4.

Представьте схему, которой необходимо пользоваться при разборе витам
и-
нов.

5.

Перечислите витаминные кофакторы (
при подготовке см. тему ©Ферме
н-
тыª).

6.

Перечислите витаминные кофакторы, входящие в состав ферментов след
у-
ющих классов:

а) оксидоредуктаз;

б) трансфераз;

в) лиаз;

г) изомераз;

д) лигаз (при подготовке см. тему ©Ферментыª).

7.

Перечислите, какие витамины п
реимущественно содержатся:

а) в мясе;



ж) в зерновых культурах;

б) в печени;




з) в бобовых культурах;

в) в мозге;




и) во фруктах и ягодах;

г) в рыбе;




к) в овощах;

д) в молоке;



л) синтезируются в тканях;

е) в яйцах;



м) синтезируются кишечной микрофлорой


46

(записать в тетради для лекций).

8.

Назовите витаминные кофакторы дыхательной цепи митохондрий и их уч
а-
стие в метаболизме.

9.

Назовите витаминные кофакторы и витамины, участвующие в метаболизме
пировиноградной кислоты и д
айте название данному процессу.

10.


Недостаток каких витаминов вызывает дерматит (пеллагру или поражение
эпителия)?

11.


Перечислите авитаминозы, вызывающие нарушения зрения и заболевание
глаз. Объясните биохимические основы этих нарушений.

12.


Почему при авитамин
озе тиамина развиваются расстройства нервной с
и-
стемы?

13.


Назовите витамины, участвующие в метаболизме жирных кислот (лип
и-
дов).

14.


Назовите витамины, участвующие в обмене аминокислот (белков) и их к
о-
факторы.

15.


Назовите витамины, отвечающие за синтез гемоглобин
а (эритроцитов). В
каких продуктах они содержаться?

16.


Перечислите авитаминозы, сопровождающиеся ломкостью кровеносных
сосудов.

17.


Назовите витамины, участвующие в реакциях метилирования и их кофа
к-
торы.

18.


Назовите витамины, участвующие в реакциях декарбоксили
рования и ка
р-
боксилирования.

19.


Назовите витамины, предупреждающие жировое перерождение печени
(жировую инфильтрацию).

20.


Назовите витамины, стимулирующие рост и деление (пролиферацию) кл
е-
ток, регенерацию тканей (заживление пораженных тканей).

21.


Недостаток ка
ких витаминов влияет на снижение репродуктивных фун
к-
ций человека и животных?

22.


Назовите витамины, которые входят в состав биомембран и обеспечивают
их функцию и целостность.

23.


Назовите витамины, отвечающие за синтез костной и хрящевой ткани и их
функциональ
ную активность.

24.


Какие витамины регулируют в организме процесс свертывания крови?



47

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ

САМОПОДГОТОВКИ

1.

В качестве структурных элементов изопреноидные фрагменты соде
р-
жат витамины:

1) эргокальциферол



г) ретинол

2) токоферол




д) аско
рбиновая кислота

3) рутин


2. α,γ
-
диокси
-
β,β
-
диметил
-
β
-
аланинмасляной кислотой является:

1) пантотеновая кислота


4) биотин

2) пангамовая кислота


5) аскорбиновая кислота

3) карнитин


3.

Производными стеролов являются:

1) цианкобаламин



4) холе
кальциферол

2) эргокальциферол



5) токоферол

3) ретинальацетат


4.

Витамин К в своей структуре содержит:

1) кольцо пиримидина и тиазола

2) метилбензохинон

3) производное хинона, имеющее гидроксильные группы и остаток
ацетата

4) производное бензопирана

5)
сульфогруппу


5.

К группе жирорастворимых витаминов относятся:

























48

6.

Витамин В
12
:

1) широко распространен в тканях высших растений

2) содержится в продуктах животного происхождения (печень, почки)

3) продуцируется кишечными бактерия
ми

4) содержится в овощах, фруктах


7
.
Установить соответствие:


витамин особенность структуры

1) цианкобаламин


а) алкилированное производное нафтохинона

2) убихинон



б)
N
,
N
-
диметилглицил
-
6
-
глюконовая кислота

3) филлохинон


в) производное диметкосибензохинона

4) пангамовая кислота

г) содержит восстановленные пиррольные


кольца, диметилбензимидазол


8.

Для нормального световосприятия необходи
м:

1) ретинол



4) пиридоксаль

2) токоферол



5) биотин

3) рибофлавин


9.

Антигеморрагическим действием обладает витамин:

1) эргокальциферол



4) рутин

2) ретинол




5) аскорбиновая кислота

3) филлохинон




10.

В реакциях карбоксилирования принима
ет участие витамин:

1) тиамин



4) пантотеновая кислота

2) рибофлавин



5) карнитин

3) биотин


11. В животном организме из триптофана синтезируется


1) амид никотиновой кислоты



4) викасол

2) рибофлавин






5) токоферол

3) пантотеновая
кислота



49

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СП
ИСОК

1.

Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия.


М.: Медицина, 1982.


650 с.

2.

Витамины/ Под ред. М.И. Смирнова.


М.: Медицина, 1974.


108 с.

3.

Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия.


М.: Высшая школа, 1992.

34
0 с.

4.

Кольман Я., Рем К.
-
Г. Наглядная биохимия.


М.: Мир, 2000.

539 с.

5.

Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия: Учеб. для вузов.


М.: Дрофа, 2004.


640 с.

6.

Марри Р., Греннер Д. Биохимия человека. В 2
-
х т./ Пер. с англ.


М., Мир,
1992.

7.

Пищевая химия/ А.П. Неча
ев, С.Е. Траунберг, А.А. Кочеткова и др.; Под ред.
А.П. Нечаева.


СПб.: ГИОРД, 2001.


592 с.

8.

Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии.


Ростов
-
на
-
Дону: Изд
-
во ©Ф
е-
никсª, 1999.


544 с.

9.

Строев Е.А. Биологическая химия.


М.: Высшая школа, 1986.


520 с.



10. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии: Учеб. для хим. и биол. спец.


3
-
е
изд., перераб. и доп.


М.: Высшая школа, 1993.


540 с.


11. Филиппович Ю.Б., Егорова Т.А., Севастьянова Г.А. Практикум по общей
биохимии.


М.: Просвещение, 1986.


221 с.


12. Филиппович Ю.Б., Севастьянова Г.А., Щеголева Л.И. Упражнения и задачи
по биологической химии.


М.: Просвещение, 1986.


98 с.


13. Экологическая химия: основы и концепции/ Под ред. Ф. Корте.


М.: Мир,
1997.


143 с.



50

ПРИЛОЖЕНИЕ

Содержание неко
торых витаминов в сырье и продуктах питания (в мкг/г)


Продукт

Витамины

РР

В
2

В
1

В
6

В
9

В
12

С

Н

А

Е

D

Мясо и рыба

50
-
60







0,01
-
0,2




баранина



1,7
-
20









говядина



1,7
-
21

5,0





0,04



мышцы







0,9





печень


10
-
25

5,0
-
6,3


1,5

1,2


0
,96
-
1,12



0,2
-
1,2

почки


10
-
20

5,0
-
6,3









птица









0,04



селезенка












сердце






0,5






рыба



0,6
-
1,2

3,4


0,12






Овощи:


0,1
-
0,5

1,0
-
2,0









Капуста белокоча
н-
ная












Картофель:

5
-
20

0,3
-
0,9





30
-
40

0,006




молодой







20
-
40





старый







7
-
10





Кукуруза












Морковь красная









90



Перец







100
-
400





5
0


51

Продолжение приложения

Продукт

Витамины

РР

В
2

В
1

В
6

В
9

В
12

С

Н

А

Е

D

Томаты







20
-
40


20



Фасоль





1,5







Зелень:












Лук
-
перо





0,10


16,5
-
33





Лук
-
репка







2
-
10





Петрушка





1,16







Салат









25
-
50



Укроп







135





Шпинат









25
-
50



Зеленые части раст
е-
ний












Листья люцерны









100



Хвоя ели и сосны







150
-
250





Отруби:

50











пшеничные



8,0
-
10









пивные












рисовые



11
-
15

20








Дрожжи:

50
-
400



50

14







сухие пивные


30

50





0,07



12,5
-
25 тыс.
после УФ

сухие пекарские


40

30









Зерновые и мука:












5
1


52

Прод
олжение приложения


Продукты

Витамины

РР

В
2

В
1

В
6

В
9

В
12

С

Н

А

Е

D

Зародыши пшеницы

27
-
90

0,6

15,6
-
62

16






150
-
300


Зерна злаков












Пшеница

45
-
63

0,5
-
1,7

4,5
-
60

3
-
6




0,05

0
-
0,2

9


Пшеничная 1/с








0,007

0
-
0,2

2,2


Пшеничная 30% вых.



0,7









Пшеничная 72% вых.



1,9









Пшеничная 85% вых.



4,1









Пшеничная обойная



5,2









Пшеничная, в/с

10









0,3


Ржаная обойная



3,5
-
4,7









Рис полированный




1,6








Рожь


1,8










Фрукты, ягоды:












Абрикосы









20



Виноград







0,4
-
12





Лимон







55





Мандарин







25
-
45





Плоды шиповника







2000
-
4500





Смородина красн.







8,0
-
16,0





Смородина черн.





0,15


100
-
400





5
2


53


Продолжение приложения


Продукты

Витам
ины

РР

В
2

В
1

В
6

В
9

В
12

С

Н

А

Е

D

Яблоки северные







20
-
40





Яблоки южные







5,0
-
17,0





Жиры и масла












Растительное масло












Масло из зародышей
пшеницы












Масло подсолнечное












Масло сливочное









12


1
-
2 л.
0,3
-
0,5 з.

Масло хлопковое












Растительное масло
после облучения УФ











25
-
50

Жир из печени трески









300


125

Жир из печени акулы









750



Жир из печени мо
р-
ского окуня









900



Жир из печени каш
а-
лота









60 тыс.



5
3


54

Окончание приложения


Продукты

Витамины

РР

В
2

В
1

В
6

В
9

В
12

С

Н

А

Е

D

Молоко и яичные
продукты












Молоко


1


1,3



0,7

2,6

0,01
-
0,03

1

0,02
-
0,1

0,02

0,1

Кумыс







20
-
25





Яичный желток


2,5

4


4,5







12,5 л.;

3,5 з.

Яйцо






0,015


0,09




Орехи












Орехи грецкие (незр
е-
лые)







до 3000






Примечание: л.


летом


з.


зимой


5
4


55

ОГЛАВЛЕНИЕ

Витамины (амины жизни)…………………………………………………………...

1. Водорастворимые витамины


1.1. Витамин В
5

(РР, н
икотиновая кислота, никотинамид, ниацин)……………


1.2. Витамин В
2

(рибофлавин)……………………………………………..……..


1.3. Витамин В
1

(тиамин, антиневритный)………………………………..……..


1.4. Витамин В
3

(пантотеновая кислота)…………………………………………


1.5. Витамин В
6

(пиридоксин)………………………
……………………..……..


1.6. Витамин С (аскорбиновая кислота)………………………………......……..


1.7. Витамин В
9


с
, фолиевая кислота, фолацин)………………………………


1.8. Витамин В12 (кобаламин)……………………………………………………

2. Витаминоподобные водорастворимые вещества


2.1. Витамин Р (био
флованоиды)…………………………………………………


2.2. Витамин Н (биотин)…………………………………………………………..


2.3. Липоевая кислота (витамин
N
, тиоктовая кислота)………………………...


2.4. пара
-
Аминобензойная кислота (ПАБК).……………………………..……...


2.5 Витамин В
8

(инозит)…………………………………………………………
..


2.6. Витамин В
13

(оротовая кислота)……………………………………………..


2.7. Витамин
U

(
S
-
метилметионин)………………………………………………


2.8. Витамин В
т

(карнитин)……………………………………………………….


2.9. Витамин В
15

(пангамовая кислота)…………………………………………..


2.10. Витамин В
4

(холин)……………………
……………………………..……..

3. Жирорастворимые витамины


3.1. Витамин А (ретинол)…………………………………………………..……..


3.2. Витамин Е (токоферол)………………………………………………..……..


3.3. Витамин
D
3

(кальциферол)…………………………………………….……..


3.4. Витамин К (нафтохинон)……………………………………………………..

4. Витаминоподобные жирорастворимые вещества


4.1. Убихинон (коэнзим
Q
)………………………………………………………..


4.2. Витамин
F

(эссенциальные жирные кислоты)………………………………

Вопросы для самоподготовки……………………………………………………….

Тестовые задания для самоподготовки………………………………………
……..

Библиографический список…………………………………………………………

Приложение…………………………………………………………………………..


3




4


6


8

11

12

14

17

19


23

24

25

26

26

27

28

28

30

31


32

35

37

41


43

44

4
5

47

49

5
0





Приложенные файлы

  • pdf 3698709
    Размер файла: 632 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий