Меню Рубрики

В состав каких коферментов входит витамин в12

Ферменты – это биологические катализаторы. По химической природе ферменты являются белками.

Отличие ферментов от небиологических катализаторов (железо, платина и т.д.) заключается в следующем:

· скорость ферментативных реакций выше, чем реакций, катализируемых небелковыми катализаторами.

· ферменты обладают высокой специфичностью

· ферменты катализируют реакции в»мягких» условиях, т.е. при нормальном атмосферном давлении, физиологическом значении pH и температуре тела

· скорость ферментативного катализа может регулироваться

Вещество, которое превращаетсяпод действием фермента, называется «субстрат».

Структурно-функциональная организация ферментов

Так как по химической природе ферменты являются белками, то для них характерны все особенности структурной организации белков. Большинство ферментов имеют четвертичную структуру и являются сложными белками. Они состоят из белка – апофермента и кофактора. В роли кофакторов выступают ионы металлов или коферменты. Коферменты – это небольшие органические молекулы, которые принято разделять на 2 большие группы: витаминные и невитаминные. Исходными веществами для образования витаминных коферментов являются витамины. Поэтому недостаточное поступление их с пищей приводит к снижению синтеза этих коферментов и нарушению функционирования соответствующих ферментов. Невитаминные коферменты образуются в организме из промежуточных продуктов обмена веществ. Поэтому недостатка этих коферментов в физиологических условиях не бывает.

Классификация коферментов

I. Витаминные коферменты

1. Тиаминовые коферменты (производные витамина В1). ТМФ, ТДФ, ТТФ (тиаминмонофосфат, тиаминдифосфат и тиаминтрифосфат).

2. Флавиновые коферменты (производные витамина В2). ФМН (флавинмононуклетид), ФАД (флавинадениндинуклеотид)

3. Пантотеновые коферменты (производные витамина В3). КоА (кофермент А).

4. Никотинамидные коферменты (производные витамина В5) НАД (никотинамидадениндинуклеотид), НАДФ (никотинамидадениннуклеотидфосфат).

5. Пиридоксиновые коферменты (производные витамина В6). ПАЛФ (пиридоксальфосфат), ПАМФ (пиридоксаминфосфат).

6. Фолиевые коферменты (производные витамина В9). ТГФК (тетрагидрофолиевая кислота).

7. Биотиновые коферменты (производные витамина Н). Карбоксибиотин.

8. Кобамидные коферменты (производные витамина В12). Метилкобаламин, дезоксиаденозилкобаламин.

9. Липоевые коферменты (производные витамина N). Амид липоевой кислоты.

10. Хиноновые коферменты. Убихинон или кофермент Q.

11. Карнитиновые коферменты (производные витамина Вт). Карнитин.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8418 — | 7323 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Витамин В12 (кобаламин; антианемический витамин) выделен из печени в кристаллическом виде в 1948 г. Задолго до этого было известно, что в печени животных содержится особое вещество, регулирующее процесс кроветворения и оказывающее лечебный эффект при пернициозной (злокачественной) анемии у людей. Однако только в 1955 г. Д. Ходжкин расшифровала его структуру, включая трехмерную пространственную конфигурацию, главным образом при помощи физических методов исследования (рентгенографическая кристаллография). На основании этих данных, а также результатов изучения химического состава для витамина В12 было предложено следующее строение:

В молекуле витамина В12 центральный атом кобальта соединен с атомами азота четырех восстановленных пиррольных колец, образующих порфириноподобное корриновое ядро, и с атомом азота 5,6-диметил-бензимидазола . Кобальтсодержащая часть молекулы витамина представляет собой планарную (плоскостную) фигуру; по отношению к ней перпендикулярно расположен нуклеотидный лиганд, который, помимо 5,6-диметилбензимидазола, содержит рибозу и остаток фосфата у 3-го атома углерода. Вся структура получила название «кобаламин». Были получены производные витамина В12, содержащие ОН-группу (оксикобаламин), хлор (хлоркобаламин), Н2О (аквакобаламин) и азотистую кислоту (нитрито-кобаламин). Из природных источников были выделены, кроме того, аналоги В12, которые вместо 5,6-диметилбензимидазола содержали 5-окси-бензимидазол, или аденин, 2-метиладенин, гипоксантин и метилгипок-сантин. Все они обладали меньшей биологической активностью, чем ко-баламин. Обычно витамин В12 выделяют из микробной массы или животных тканей, используя растворы, содержащие ионы цианида, которые выполняют роль 6-го лиганда кобальта. Однако цианокобаламин метаболически неактивен. В состав В12-коферментов вместо CN входит остаток 5-дезоксиаденозина или метильная группа.

У человека и животных недостаток витамина В12 приводит к развитию злокачественной макроцитарной, мегалобластической анемии. Помимо изменений кроветворной функции, для авитаминоза В12 специфичны также нарушения деятельности нервной системы и резкое снижение кислотности желудочного сока. Оказалось, что для активного процесса всасывания витамина В12 в тонкой кишке обязательным условием является наличие в желудочном соке особого белка – гастромукопротеина, получившего название внутреннего фактора Касла, который специфически связывает витамин В12 в особый сложный комплекс. Точная роль этого фактора во всасывании В12 не выяснена. Предполагают, что в связанном с этим фактором комплексе витамин В12 поступает в клетки слизистой оболочки подвздошной кишки, затем медленно переходит в кровь портальной системы, а внутренний фактор подвергается гидролизу (распаду). Следует указать, что В12 поступает в кровь портальной системы не в свободном состоянии, а в комплексе с двумя белками, получившими название транскобаламинов I и II, один из которых выполняет функцию депо В12 (I), поскольку он более прочно связывается с витамином В12. Поэтому нарушение синтеза внутреннего фактора в слизистой оболочке желудка приводит к развитию авитаминоза В12 даже при наличии в пище достаточного количества кобаламина. В подобных случаях витамин с лечебной целью обычно вводят парентерально или с пищей, но в сочетании с нейтрализованным желудочным соком, в котором содержится внутренний фактор. Подобный метод лечения эффективен при пернициозной анемии. Это указывает на существование определенной связи между развитием злокачественной анемии у человека и нарушением функций желудка. Можно, вероятно, утверждать, что пернициозная анемия, хотя и является следствием авитаминоза В12, но развивается на фоне органических поражений желудка, приводящих к нарушению синтеза в клетках слизистой оболочки желудка внутреннего фактора Касла, или после тотального удаления желудка хирургическим путем.

Витамин В12 используется в клинике для лечения не только перни-циозной анемии, но и других ее форм – мегалобластических анемий с неврологическими нарушениями, которые обычно не поддаются лечению другими витаминами, в частности фолиевой кислотой.

Биологическая роль. Выявлены ферментные системы, в составе которых в качестве простетической группы участвуют не свободный витамин В12, а так называемые В12-коферменты, или кобамидные коферменты. Последние отличаются тем, что содержат 2 типа лигандов: метильную группу и 5′-дезоксиаденозин. Соответственно различают метилкобаламин СН312 и дезоксиаденозилкобаламин. Превращение свободного витамина В12 в В12-коферменты, протекающее в несколько этапов, осуществляется в организме при участии специфических ферментов в присутствии в качестве кофакторов ФАД, восстановленного НАД, АТФ и глутатиона. В частности, при образовании 5-дезоксикобаламинового кофермента АТФ подвергается необычному распаду с отщеплением три-фосфатного остатка по аналогии еще с одной единственной реакцией синтеза 5-аденозилметионина из метионина и АТФ (см. главу 12). Впервые В12-коферменты были выделены Г. Баркером и сотр. в 1958 г. из микроорганизмов, позже было доказано их существование в тканях животных.

Химические реакции, в которых витамин В12 принимает участие как кофермент, условно делят на 2 группы в соответствии с его химической природой. К первой группе относятся реакции трансметилирования, в которых метилкобаламин выполняет роль промежуточного переносчика метильной группы (реакции синтеза метионина и ацетата).

Синтез метионина требует, помимо гомоцистеина, наличия N 5 -метил-ТГФК и восстановленного ФАД и протекает согласно уравнению:

Фермент, катализирующий эту реакцию, был открыт в печени человека и ряда животных, а также у микроорганизмов. Получены доказательства, что механизм реакции включает перенос метильной группы N 5 -СН3-ТГФК на активный центр фермента с образованием метил-В12-фермента и последующий перенос этой группы на гомоцистеин. Блокирование этой реакции, наблюдаемое при авитаминозе В12, приводит к накоплению N 5 -СН3-ТГФК и соответственно выключению из сферы химических реакций еще одного важного кофермента.

Вторая группа реакций при участии В12-коферментов заключается во внутримолекулярном переносе водорода в реакциях изомеризации. Механизм этих реакций соответствует схеме:

Видно, что протон водорода движется (перемещается) между двумя соседними атомами углерода и не обменивается с протонами воды. Предполагают, что сначала водород от субстрата переносится на 5-дезокси-кобаламин, а затем обратно на субстрат, меняя местоположение. Например, глутаматмутазная реакция (взаимопревращения глутаминовой и β-метиласпарагиновой кислот), метилмалонилмутазная реакция (обратимое превращение метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА), глицерол- и диол-дегидратазные реакции, ферментативные реакции восстановления рибо-нуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов и др. В организме человека из указанных процессов открыта только реакция изомеризации метил-малонил-КоА в сукцинил-КоА.

Следует подчеркнуть, что реакция изомеризации метилмалонил-КоА требует наличия 5′-дезоксиаденозилкобаламина в качестве кофермента, в то время как реакция метилирования (см. ранее) нуждается в метилкобала-мине. Этими обстоятельствами могут быть объяснены некоторые биохимические симптомы недостаточности витамина В12, в частности метил-малонилацидурия и гомоцистинурия. Кроме того, описаны болезни, обусловленные наследственными дефектами синтеза только дезоксиаденозил-кобаламина или обоих В12-коферментов; в этих случаях даже 1000-кратная доза витамина В12 не оказывала лечебного эффекта. В настоящее время высказывается предположение о более широком участии В12-коферментов в ферментативных реакциях трансметилирования, дезаминирования (например, этаноламиддезаминазная реакция) и др. Предстоит, однако, приложить немало усилий, чтобы выяснить молекулярные механизмы действия витамина В12 на процесс кроветворения. Положительный эффект при лечении пернициозной анемии полусырой печенью обусловлен, как стало известно, наличием витамина В12, хотя следует указать, что большего лечебного эффекта можно добиться при одновременном введении внутреннего фактора слизистой оболочки желудка.

Распространение в природе и суточная потребность. Витамин В12 является единственным витамином, синтез которого осуществляется исключительно микроорганизмами; ни растения, ни ткани животных этой способностью не наделены. Основные источники витамина В12 для человека – мясо, говяжья печень, почки, рыба, молоко, яйца. Главным местом накопления витамина В12 в организме человека является печень, в которой содержится до нескольких миллиграммов витамина. В печень он поступает с животной пищей, в частности с мясом, или синтезируется микрофлорой кишечника при условии доставки с пищей кобальта. Суточная потребность в витамине В12 для взрослого человека составляет около 3 мкг (0,003 мг).

источник

Витамин -самый сложный из витаминов — имеет не совсем обычную историю. В 1926 г. два американских врача Джордж Мино и Уильям Мэрфи обнаружили, что включение в пищевой рацион больших количеств полусырой печени оказывает лечебное действие при злокачественной анемии — тяжелом заболевании, которое часто приводит к летальному исходу. У животных не наблюдается аналогичного заболевания. Ощутимых успехов в выделении из печени антианемического фактора удалось достичь лишь в конце 40-х годов, когда Мэри Шорб обнаружила один вид бактерий, рост которых зависел от этого фактора. Таким образом, скорость роста бактерий можно было использовать в качестве простого и быстрого теста для оценки содержания активного фактора. В 1948 г. Э. Лестер Смит (Англия), а также Эдвард Рикес и Карл Фолкерс (США) получили витамин В12 в кристаллическом виде.

Однако потребовалось еще 10 лет для того, чтобы методом рентгеноструктурного анализа установить его структуру, которая оказалась очень сложной (рис. 10-15).

Витамин В12 отличается от всех остальных витаминов не только сложностью своего строения, но и тем. что он содержит важный для организма микроэлемент кобальт. Производное витамина В12, которое обычно получают при его выделении, называется цианкобаламином, так как в нем содержится циано-группа, связанная с атомом кобальта. Сложная корриновая циклическая система витамина В12 (рис. 10-15), с которой координационно связан атом кобальта, по химическому строению сходна с порфириновой циклической системой гема и гемопротеинов (разд. 8.2).

Рис. 10-15. Витамин и ею коферментная форма, называемая аденозилкобаламином (или коферментом ). Цианогруппа (выделена красным цветом) заменена в коферменте на -дезоксиаденозильную группу (изображена в верхней части рисунка).

В коферментной форме витамина В12, которая называется -дезоксиаденозилкобаламином, цианогруппа замещена на -дезоксиаденозильную группу (рис. 10-15).

Витамин В12 не вырабатывается ни растениями, ни животными; его синтезируют только некоторые виды микроорганизмов. Суточная потребность здорового человека в этом витамине ничтожна — она составляет около 3 мкг. Роль витамина В12 в лечении злокачественной анемии будет рассмотрена в гл. 26.

Рис. 10-16. Реакции, происходящие с участием коферментных форм витамина В12. А. Кофермент В12 — зависимые ферменты катализируют перенос атома водорода от атома С, к атому в обмен на группу X. Б. Кофермент В12 — зависимая реакция, катализируемая метиласпартатмутазой. Обратите внимание на то, что группы Н и X, присоединенные к соседним атомам углерода, обмениваются местами.

Все ферменты, нуждающиеся в коферменте В12, обладают способностью осуществлять обмен между связанным с углеродом атомом водорода и какой-нибудь группой (алкильной, карбоксильной, гидроксильной или аминогруппой), связанной с соседним атомом углерода (рис. 10-16). На рис. 10-16 показана типичная реакция, для осуществления которой необходим кофермент В12 (кобамид). Другая коферментная форма витамина В12, метилкобаламин, участвует в некоторых реакциях, протекающих с переносом метальных групп.

источник

Более двух десятилетий назад, Doll и Peto (The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today) показали, что 35% всех случаев смерти от рака в Соединенных Штатах и Европе может быть предотвращено с помощью изменений в диете, это на 5% больше, чем для табака и на 25% больше, чем для инфекций.

Это говорит о том, что питание, являющееся неотъемлемой частью нашей жизни, важно не только для нашей фигуры, здоровья сердечно-сосудистой системы и интеллектуального долголетия, но и для защиты от онкологической патологии.

Остановимся подробнее на отдельных составляющих нашего привычного рациона, для этого заглянем в настольную книгу современного онколога Devita, Hellman, and Rosenberg’s cancer: principles & practice of oncology.

Наиболее важное влияние диеты на риск развития рака опосредовано массой тела. Избыточный вес, ожирение и пассивный образ жизни являются основными факторами риска развития рака.

В большом исследовании Американского онкологического общества, тучные люди имели значительно более высокую смертность от всех видов рака и, в частности, от колоректального рака, рака молочной железы в постменопаузе, рака тела матки, рака шейки матки, рака поджелудочной железы и рака желчного пузыря, чем у их сверстников с нормальной массой тела.

Ожирение и, в частности, окружность талии являются предикторами заболеваемости раком толстой кишки у женщин и мужчин. Увеличение веса на 10 кг или более связано со значительным увеличением в постменопаузе заболеваемости рака молочной железы среди женщин, которые никогда не использовали заместительную гормональную терапию, в то время как потеря веса после менопаузы существенно уменьшает риск рак молочной железы. Избыточный вес тесно связан с эндогенным уровнем эстрогена, который, вероятно, способствует избыточному росту эндометрия и риску рака молочной железы в постменопаузе.

Причины возникновения других видов рака менее ясна, но избыточный вес тела также связан с более высоким уровнем циркулирующего инсулина, инсулиноподобного фактора роста (IGF) -1, и С-пептида (маркер секреции инсулина), низким уровнем связывания белков с половыми гормонами и IGF-1, а также с более высокими уровнями различных воспалительных факторов, все из которых могут гипотетические быть связаны с риском развития различных видов рака.

Международным агентством по изучению рака алкоголь классифицируется как канцероген. Потребление алкоголя увеличивает риск многочисленных видов рака, в том числе печени, пищевода, глотки, полости рта, гортани, молочной железы и колоректального рака в зависимости от дозы.Фактические данные доказывают, что чрезмерное потребление алкоголя увеличивает риск первичного рака печени, возможно, через цирроз и алкогольный гепатит.

Механизмы могут включать в себя прямое повреждение клеток в верхних отделах желудочно-кишечного тракта; модуляцию метилирования ДНК, который влияет на восприимчивость ДНК к мутациям; и увеличению количества ацетальдегида, основного метаболита спирта, который усиливает пролиферацию эпителиальных клеток, образуют агенты, повреждающие ДНК, и является признанным канцерогеном.

Читайте также:  В каких витаминах много селена и цинка

Связь между потреблением алкоголя и раком молочной железы примечательна тем, что небольшой, но значительный риск был обнаружен даже при потреблении одного напитка в день. Механизмы могут включать в себя взаимодействие с фолиевой кислотой, увеличение уровня эндогенных эстрогенов, и повышение концентрации ацетальдегида.

Интерес к пищевому жиру в качестве причины раки начался в первой половине 20-го века, когда исследования “Танненбаум” показали, что диета с высоким содержанием жира может способствовать росту опухоли у животных. Особенно сильные корреляции были замечены с риском развития рака молочной железы, толстой кишки, простаты и эндометрия, которые являются наиболее важными видами рака не по причине курения в развитых странах.

Эти корреляции были характерны для животного жира (особенно для красного мяса), но не для растительного жира.

Фрукты и овощи гипотетически должны вносить существенный вклад в профилактику рака, потому что они богаты веществами, обладающими потенциально противораковыми свойствами. Фрукты и овощи содержат антиоксиданты и минералы и являются хорошими источниками клетчатки, калия,каротиноидов, витамина С, фолиевой кислоты и других витаминов.

Несмотря на то, что фрукты и овощи составляют менее 5% от общего калоража в большинстве стран по всему миру, концентрация микроэлементов в этих продуктах больше, чем в большинстве других.

Связь между потреблением фруктов и овощей и заболеваемостью раком толстой или прямой кишки рассматривалась по крайней мере в шести крупных исследованиях. В некоторых из этих проспективных исследований наблюдалась обратная зависимость для отдельных продуктов или подгруппы фруктов или овощей.

Результаты крупнейшего исследования среди медсестер “Health Study”и среди медицинских работников “Follow-Up Study” не показывают никакой важной связи между потреблением фруктов и овощей и уменьшением количества случаев рака толстой или прямой кишки во время 1,743,645 наблюдений. В этих двух больших популяциях диета постоянна анализировалась в течение периода наблюдения с помощью подробного анкетирования участников об их каждодневном рационе.

Аналогичным образом, в проспективном исследовании “Pooling Project”, включающем 14 исследований, 756217 участников и 5838 случаев рака толстой кишки, никакой связи с общим риском развития рака толстой кишки не было найдено.

Анализ исследований Health Study и Follow-Up Study, включающих более 9000 случаев заболевания раком, не выявил существенной пользы потребления фруктов и овощей для общей заболеваемости раком. Несмотря на то, что обильное потребление овощей и фруктов не может снизить риск развития опухолей, тем не менее есть существенная польза для защиты организма от сердечно-сосудистых заболеваний.

Под термином “пищевые волокна” с 1976 года понимается “совокупность всех полисахаридов растений и лигнин, которые устойчивы к гидролизу пищеварительными ферментами человека”. Волокна, как растворимые, так и нерастворимые, ферментируются просветными бактериями толстой кишки.

Среди всех свойств волокон, важным для профилактики рака являются их эффект «набухания», что сокращает время прохождения химуса по ободочной кишке и позволяет связывать потенциально канцерогенные химические вещества. Волокна могут также помогать просветным бактериям в производстве жирных кислот с короткой цепью, которые могут непосредственно обладать антиканцерогенными свойствами.

Некоторые исследователи считают, что пищевые волокна могут снизить риск развития рака молочной железы за счет снижения кишечной абсорбции эстрогенов и прохождения их через билиарную систему.

Регулярное потребление молока связано с незначительным снижением риска развития колоректального рака, что было показано в крупном мета-анализе когортных исследований, возможно из-за содержания в нём кальция. По результатам нескольких рандомизированных исследований, добавление кальция в рацион снижает риск развития колоректального рака и аденом.

С другой стороны, в нескольких исследованиях высокое потребление кальция или молочных продуктов было ассоциировано с повышенным риском рака простаты, в частности, со смертельным исходом рака простаты. Употребление трех или более порций молочных продуктов продуктов в день было связано с раком эндометрия у женщин в постменопаузе, не использующих гормональную терапию.

Высокое потребление лактозы из молочных продуктов также было связано с умеренно высоким риском развития рака яичников.

В 1980 году Гарленд выдвинул гипотезу, что солнечный свет и витамин D может снизить риск развития рака толстой кишки. С тех пор, существенное количество исследований было проведено по поводу обратной связи между циркулирующим 25-гидроксивитамином D(25 [OH] D) и риском колоректального рака. Было показано, что уровень витамина D может, в частности влиять на прогноз колоректального рака; смертность от колоректального рака составила на 72% ниже среди лиц с концентрацией 25 (OH) D 80 нмоль / л или выше.

Высокая плазменная концентрация витамина D связаны с уменьшением риска развития некоторых других видов рака, включая рак молочной железы, простаты, особенно со смертельным исходом, и яичника.

Вышеизложенные факты доказывают, что в мире онкологии вопрос о рациональном и профилактическом питании остаётся открытым. Однако, на основании уже имеющихся данных мы можем сформулировать некоторые рекомендации, сформулированные Американским Обществом против рака:

  1. Не пренебрегайте регулярными физическими нагрузками. Физическая активность является основным способом контроля веса, а это, как мы уже выяснили, снижает риск развития некоторых видов рака, особенно рака толстой кишки.
  2. Избегайте избыточного веса. Положительный энергетический баланс приводит к избыточному отложению жира в организме, что является одним из наиболее важных факторов риска развития рака.
  3. Ограничьте потребление алкоголя. Это способствует уменьшению риска развития многих видов рака, а также уменьшает смертность (в том числе и онкологических больных) от несчастных случаев.
  4. Потребляйте много фруктов и овощей. Частое потребление фруктов и овощей во взрослой жизни, вероятно, не играет существенной роли в заболеваемости раком, но уменьшает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.
  5. Потребляйте цельное зерно и избегайте рафинированных углеводов и сахаров. Регулярное потребление цельного зерна вместо продуктов из рафинированной муки и низкое потребление рафинированного сахара снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.
  6. Замените красное мясо рыбой, орехами и бобовыми, ограничьте потребление молочных продуктов. Потребление красного мяса увеличивает риск развития колоректального рака, диабета и ишемической болезни сердца, и должно быть в значительной степени снижено. Частое потребление молочных продуктов может увеличить риск развития рака простаты. Рыба, орехи и бобовые являются отличными источниками моно- и полиненасыщенных жиров и растительных белков и может способствовать снижению темпов развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.
  7. Рассмотрите вопрос о потреблении добавок с витамином D. Значительная часть населения, особенно тех, кто живет в более высоких широтах, испытывают дефицит витамина D. Большинство взрослых людей могут извлечь пользу от принятия 1000 МЕ витамина D3 в день в течение месяца при низкой интенсивности солнечного света. Витамин D будет, как минимум, снижать частоту переломов костей, и, вероятно, частоту рака ободочной и прямой кишки.

Подробнее с этими и многими другими рекомендациями можно ознакомиться в оригинальной статье American Cancer Society Guidelines on nutrition and physical activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity.

1) Devita, Hellman, and Rosenberg’s cancer : principles & practice of oncology / editors, Vincent T. DeVita, Jr.,Theodore S. Lawrence, Steven A. Rosenberg ; with 404 contributing authors.—10th edition.

2) Doll R, Peto R. The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today. J Natl Cancer Inst 1981

3) Kushi LH, Doyle C, McCullough M, et al. American Cancer Society Guidelines on nutrition and physical activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity. CA Cancer J Clin 2012.

источник

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. Большинство водорастворимых витаминов относятся к группе В и обладают коферментными функциями (входят в состав коферментов и простетических групп)

Большинство водорастворимых витаминов относятся к группе В и обладают коферментными функциями (входят в состав коферментов и простетических групп). Некоферментные свойства витаминов характеризуются способностью участвовать в регуляции метаболизма, проявлять антимутагенное действие, усиливать защитные свойства организма, повышать свертываемость крови и др.

Витамин В1 (тиамин). Молекула тиамина состоит из пиримидинового и тиазолового колец, соединенных метиленовой группой (рис. 33).

Коферментной формой витамина является тиаминдифосфат (тиаминпирофосфат), который участвует в двух важнейших реакциях:

1) в составе декарбоксилаз кетокислот обеспечивает окислительное декарбоксилирование a-кетокислот (пирувата, a-кетоглутарата, кетоаналогов аминокислот);

2) в составе транскетолаз, катализирующих реакции переноса альдегидной группы, осуществляет транскетолазные реакции пентозофосфатных путей и цикла Кальвина.

Рис. 33. Структура витамина В1

Витамин В2 (рибофлавин).Молекула рибофлавина представляет собой гетероциклическое соединение изоаллоксазин (сочетание бензольного, пиразинового и пиримидиновых колец), к которому присоединен 5-атомный спирт – рибитол (рис. 34).

Рис. 34. Структура витамина В1

Коферментными формами витамина являются ФАД и ФМН, структура которых приведена ранее. Флавиновые коферменты служат переносчиками восстановительных эквивалентов и входят в состав дегидрогеназ и оксидаз, катализирующих различные окислительно-восстановительные реакции. ФМН синтезируется из свободного рибофлавина и АТФ, а ФАД – из ФМН и АТФ при участии соответствующих ферментов.

Витамин В3 (пантотеновая кислота). Коферментной формой витамина является кофермент А, или коэнзим А (СоА). Это соединение служит коферментом ацилпереносящих ферментов, принимающих участие в реакциях цикла трикарбоновых кислот, b-окисления жирных кислот и др. Структура витамина представлена на рис. 35.

Рис. 35. Структура витамина В3

Реакционноспособной группой кофермента А служит сульфгидрильная (-SH) группа (рис. 36), расположенная на конце длинной, относительно гибкой цепи. По этой группе с помощью тиоэфирной связи осуществляется присоединение ацильных остатков. Образующиеся в результате производные носят название ацил-СоА. Простейшим ацильным производным является ацетил-СоА, который характеризуется высоким потенциалом переноса ацетильной группы. Он занимает центральное место в реакциях метаболизма углеводов, аминокислот и жирных кислот.

Рис. 36. Структура кофермента А

Витамин В5 (никотинамид, никотиновая кислота, витамин РР). В природе витамин В5 встречается в двух формах: в виде никотиновой кислоты и никотинамида, представляющих собой соединения пиридинового ряда (рис. 37).

Рис. 37. Структура витамина В5

Коферментными формами витамина являются НАД + и НАДФ + , структура которых приведена ранее. Никотинамидные коферменты служат переносчиками восстановительных эквивалентов и входят в состав дегидрогеназ, катализирующих различные окислительно-восстановительные реакции.

Витамин В6 (пиридоксин). Он включает три производных пиридина: пиридоксаль, пиридоксин и пиридоксамин (рис. 38). Каждое из этих соединений способно превращаться в коферментную форму – пиридоксальфосфат. Он входит в состав аминотрансфераз, катализирующих реакции трансаминирования аминокислот. При участии пиридоксальфосфат-зависимых декарбоксилаз происходит декарбоксилирование аминокислот. Коферментные функции пиридоксальфосфата проявляются также в реакциях дезаминирования, изомеризации и синтеза аминокислот, фосфорилирования углеводов, метаболизма жирных кислот и липидов.

Рис. 38. Структура витамина В6

Витамин В9 (фолиевая кислота). Представляет собой птероилмоно-глутаминовую кислоту, которая состоит из производного птеридина, п-аминобензойной и глутаминовой кислот (рис. 39).

Рис. 39. Структура фолиевой кислоты

Коферментной формой фолиевой кислоты является тетрагидрофолиевая, которая осуществляет перенос одноуглеродных фрагментов (рис. 40).

Рис. 40. Структура тетрагидрофолиевой кислоты

Витамин В12 (кобаламин). Это единственный металлсодержащий витамин. Группа кобаламинов представляет собой сложные соединения, состоящие из следующих частей: атома кобальта, двух связанных с кобальтом лигандов (верхнего и нижнего), тетрапиррольного кольца коррина и аминопропанолового мостика (рис. 41).

Атом кобальта связан с четырьмя атомами азота пиррольных колец, которые образуют планарную структуру. Верхний лиганд Х может быть представлен цианид-ионом (цианкобаламин), гидроксильной группой (гидроксикобаламин), ионами нитрита, нитрата, хлора и др. Нижний лиганд представлен нуклеотидом, состоящим из 5,6-диметилбензимидазола, остатков a-D-рибозы и фосфорной кислоты, и расположенным перпендикулярно плоскости коррина. Нуклеотид через аминопропаноловый мостик связан в цикл с заместителем атома углерода одного из пиррольных колец.

Рис. 41. Структура тетрагидрофолиевой кислоты

Коферментной формой витамина является 5’-дезоксиаденозил-кобаламин (кобамамидный кофермент), у которого верхний лиганд представлен остатком 5’-дезоксиаденозина, связанного с атомом кобальта необычной кобальт-углеродной связью.

Биохимические функции аденозилкобаламина состоят в изомеризации соединений, имеющей место в углеводном, азотистом, нуклеиновом и липидном обмене, в биосинтезе метионина из гомоцистеина, восстановлении рибонуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов и других процессах.

Витамин С (аскорбиновая кислота). Представляет собой g-лактон 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты. Молекула витамина имеет четыре оптических изомера. Биологически активным соединением является только L-аскорбиновая кислота, которая в организме присутствует также и в виде окисленной формы – L-дегидроаскорбиновой кислоты (2,3-дикето-L-гулоновой кислоты), служащей транспортной формой витамина (рис. 42).

Рис. 42. Структура витамина С

Одним из основных свойств аскорбиновой кислоты является ее способность к обратимым окислительно-восстановительным превращениям, которая лежит в основе физиологической активности витамина: L-аскорбиновая кислота – сильный восстановитель, а образующаяся при этом L-дегидроаскорбиновая кислота легко восстанавливается с помощью редуктазы. Среди множества реакций, протекающих с участием витамина С, можно упомянуть гидроксилирование предшественников некоторых гормонов, синтез коллагена и желчных кислот, расщепление тирозина и лизина и др.

Аскорбиновая кислота служит сильным антиоксидантом, предохраняющим биологически активные вещества клетки от действия свободных радикалов, а также увеличивает всасывание железа и ингибирует образование нитрозаминов (канцерогенов).

Витамин Н (биотин). Молекула биотина состоит из имидазольного и тиофенового колец, являющихся гетероциклической частью, а боковая цепь представлена остатком валериановой кислоты (рис. 43).

Коферментной формой биотина служит N5-карбоксибиотин («активный карбоксил»), который ковалентно связан с белковой частью фермента (рис. 44).

Биотин служит простетической группой ферментов карбоксилаз, катализирующих реакции переноса карбоксильной группы, которые лежат в основе биосинтеза жирных кислот, превращения пирувата в оксалоацетат, синтеза пуриновых оснований, аминокислот и других процессах.

Витамин Р (биофлавоноиды). Это группа соединений фенольной природы, представляющих собой производные флавона (рис. 45). К ним относятся рутин, кверцетин, цитрин, катехины, кумарины, галловая кислота и ее производные.

Биологическое действие биофлавоноидов обусловлено их взаимосвязью с аскорбиновой кислотой. Они препятствуют окислению L-аскорбиновой кислоты в L-дегидроаскорбиновую, а также восстанавливают последнюю при участии глутатиона. Витамин Р регулирует проницаемость и повышает прочность кровеносных капилляров, а также обладает антиоксидантным и противоопухолевым действием.

Дата добавления: 2015-12-22 ; просмотров: 1592 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

Витамины-коферменты В12, фолиевая кислота участие в метаболических процессах, биохимические проявления гиповитаминозов

ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА (ВИТАМИН ВС, ВИТАМИН B9)

Структура. Фолиевая кислота состоит из трёх структур­ных единиц: остатка птеридина, парааминобензойной и глутаминовой кислот. Витамин, полученный из разных источников, может содержать 3—6 остатков глутаминовой кис­лоты.

Фолиевая кислота была выделена в 1941г. из зелёных листьев растений, в связи, с чем и получила своё название (от лат. folium — лист).

Физико-химические свойства.

Источники.Значительное количество этого витамина содержится в дрожжах, печени, почках, мясе и других продуктах животного происхождения. Этот витамин в достаточной степени синтезиру­ется кишечной микрофлорой.

Суточная потребностьв фолиевой кислоте ко­леблется от 0,05-0,4мг; однако, вслед­ствие плохой всасываемости этого витами­на рекомендуемая суточная доза — 400 мкг.

Активация.Активная форма фолиевой кислоты – ТГФК. Она образуется в печени при восстановлении фолиевой кислоты с участием фолатредуктазы и дигидрофолатредуктазы, коферментом которых служит НАДФН2.

Биологическая роль.ТГФК принимает от АК одноуглеродные фрагменты: серин и глицин дают метиленовый фрагмент (-СН2-), гистидин – формимино- и формильный фрагменты.

В составе ТГФК одноуглеродные фрагменты могут подвергаться взаимопревращениям: метиленовая группа превращаться в метенильную (-СН=), формильную (-НС=О), метильную (-СН3) и формиминогруппу (-CH=NH).

Затем ТГФК отдает одноуглеродные фрагменты на:

· синтез пуриновых оснований

· синтез тимидиловой кислоты

· превращение гли­цина в серина и т.д.

Нарушение обмена.Гиповитаминоз фолиевой кислоты возникает редко, его вызывает ис­пользование сульфаниламидных препаратов. Сульфаниламиды — структурные аналоги парааминобензойной кислоты, они ингибируют синтез фолиевой кислоты у микроорганизмов, вызывая их гибель. Некоторые производные птеридина (аминоптерин и метотрексат) тормо­зят рост почти всех организмов, нуждаю­щихся в фолиевой кислоте, их используют для подавления опухолевого роста у онко­логических больных.

Читайте также:  Какие витамин с для мужчины качество сперма

Гиповитаминоз фолиевой кислоты приводит к:

1. мегалобластической (макроцитарной) анемии. Она характеризуется уменьшением количества эритроцитов, снижением содержания в них гемоглобина, что вызывает увеличение размера эритроцитов. Причина — нарушение синтеза ДНК и РНК из-за недостатка тимидиловой кислоты и пуриновых нуклеотидов.

4. наруше­нию регенерации эпителия, особенно в ЖКТ (связано с недостатком нуклеотидов для синтеза ДНК в постоянно делящихся клетках слизистой оболочки).

ВИТАМИН В12 (КОБАЛАМИН)

Структура. Витамин В12 — единственный витамин, содержащий в своём составе металл кобальт.

Физико-химические свойства.

Источники.Витамин В12 синтезируют только микроорганизмы: бактери­и, актиномицеты и сине-зелёные во­доросли. Из животных тканей наиболее богаты витамином В12 печень и почки.

Суточная потребностьв витамине В12 крайне мала и составляет всего 0,001-0,002мг.

Активация.Из витамина В12 образуются 2 кофермента: метилкобаламин в ци­топлазме и дезоксиаденозилкобаламин в митохондриях.

Биологическая роль. Метилкобаламин участвует: в образовании метионина из гомоцистеина и в превращениях одноуглеродных фрагментов в составе ТГФК, необходимых для синтеза нуклеотидов.

Дезоксиаденозилкобаламин участвует: в метаболизме ЖК с нечётным числом углеродных атомов и АК с разветвлённой углеводородной цепью.

Нарушение обмена.Гиповитаминоз возникает при нарушении всасывании В12 из-за дефицита фактора Касла. Фактор Касла — гликопротеин с молекулярной массой 93000Да, который синтезируется обкладочными клетками желудка. В ЖКТ фактор Касла соединяется с витамином B12 при учас­тии Ca 2+ , защищает его от разрушения и обеспечивает всасывание. Дефицит фактора Касла возникает при пониженной кислотности желудочного сока (может быть ре­зультатом повреждения слизистой оболочки желудка), после тотального удаления желудка при хирургических операциях.

Гиповитаминоз В12 сопровождается:

1. макроцитарной (мегалобластической) анемией: снижение числа эритроцитов, гемоглобина, увеличение размера эритроцитов. Причина — нарушение синтеза нуклеиновых кислот в быстроделящихся клетках кро­ветворной системы.

2. расстройствами деятельности нервной системы. При катаболизме жирных кислот с нечетным количеством атомов С и разветвленных АК из-за дефицита В12 накапливается нейротоксичная метилмалоновая кислота.

источник

Содержание страницы:

Витаминами B12 называют группу кобальтсодержащих биологически активных веществ, называемых кобаламинами , относящихся к т.н. корриноидам , древним природным биокатализаторам. К ним относят собственно цианокобаламин, гидроксикобаламин и две коферментные формы витамина B12: метилкобаламин и аденозилкобаламин . В более узком смысле витамином B12 называют цианокобаламин , не упуская из вида то, что он не синоним с B12, и несколько других соединений также обладают B12-витаминной активностью. Цианокобаламин — лишь один из них. Следовательно, цианокобаламин всегда витамин B12, но не всегда витамин B12 является цианокобаламином.

В12 — это комплекс из нескольких веществ, оказывающих сходное биологическое действие. Основным среди них является цианокобаламин — твёрдые кристаллы темно-красного цвета. Такая окраска обусловлена содержанием в каждой большой молекуле цианокобаламина атома кобальта . Именно этот атом и создаёт всю уникальность витамина В12. Ни один другой витамин в живой природе не содержит атомов металлов. Кроме того, только в молекуле данного витамина имеется особая химическая связь между атомами кобальта и углерода, не встречающаяся больше нигде в живой природе. Молекула цианокобаламина — самая большая и громоздкая среди молекул всех витаминов. В каждой молекуле витамина В12 имеется участок, в котором могут находиться разные атомы. В зависимости от типа этих атомов различают разные виды витамина В12 — уже известный нам цианокобаламин, а также гидроксикобаламин, метилкобаламин и аденозинкобаламин. В дальнейшем всех их мы будем называть собирательными именами «витамин В12».

Истинный витамин B12 (кобаламин)

Яркой особенностью метаболизма классических пропионовокислых бактерий является высокий уровень образования корриноидов, соединений группы витамина B12 (снизу слева представлена структура коррина — Коррин является родительской структурой корриноидов и ряда коферментов.)

Корриноиды представляют собой группу метилированных и восстановленных тетрапиррольных соединений, содержащих в центре корринового кольца атом кобальта, который образует уникальную ковалентную связь с углеродом β-лиганда, существенную для химических и биохимических реакций (см. рисунок пространственной структуры аденозилкобаламина — кофермента витамина B12).

В природе все корриноиды синтезируются только прокариотическими микроорганизмами – представителями обоих филогенетических доменов (империй): Bacteria и Archaea. Следовательно, все нуждающиеся в корриноидах организмы, включая человека, зависят от синтезирующих их микроорганизмов. Всю группу корриноидных соединений часто называют «витамин B12». Вместе с тем, существует понятие «истинный витамин B12», относящееся к кобаламину.

Последний характеризуется наличием «нижнего» α-лиганда атома кобальта с нуклоеотидом, специфическим основанием которого служит 5,6-диметилбензимидазол (5,6-ДМБ). Именно этот корриноид (кобаламин) функционирует в организме человека в двух коферментных формах (как аденозил- или метилкобаламин, β-лиганды), что определяет медицинский аспект изучения биохимии кобаламина. Цианокобаламин, содержащий CN-группу в качестве «верхнего» β-лиганда атома кобальта, — коммерческая форма витамина B12. Классические ПКБ синтезируют истинный витамин B12 (кобаламин) в большом количестве (500-1500 мкг/г).

В организме человека есть только два фермента с коферментами B12:

  1. Метилмалонил-КоА-мутаза, фермент, использующий в качестве кофактора аденозилкобаламин, катализирует перестановку атомов в углеродном скелете. В результате реакции из L-метилмалонил-КоА получается сукцинил-КоА. Эта реакция является важным звеном в цепи реакций катаболизма белков и жиров.
  2. 5-Метилтетрагидрофолат-гомоцистеин-метилтрансфераза, фермент из группы метилтрансфераз , использующий в качестве кофактора метилкобаламин, катализирует превращение аминокислоты гомоцистеина в аминокислоту метионин.

Витамин B12 (цианокобаламин) является одним из наиболее спорных членов семьи витаминов B-комплекса. Хотя полная химическая структура витамина В12 была выявлена только в 1960-х годах, уже исследования с участием этого витамина отмечены двумя Нобелевскими премиями.

Как известно, дефицит витамина В12 приводит к развитию злокачественной анемии, которая в середине XIX века звучала, как приговор и не подлежала лечению. Способы избавления от данного заболевания были обнаружены случайно, в ходе эксперимента на собаках. Американский врач, Джордж Уиппл (George Whipple)провоцировал развитие пернициозной анемии (злокачественного малокровия) у подопытных животных, вызывая кровотечение, а затем кормил собак разнообразными продуктами с целью выявления, какая еда ускоряет выздоровление. Во время эксперимента, ученый обнаружил, что поедание печени в большом количестве быстро излечивает болезнь, вызванную потерей крови. На основании этих данных, Джордж Уиппл предположил, что ежедневный прием данного продукта ведет к устранению злокачественной анемии.

Дальнейшие клинические исследования, проводимые врачами Уильямом Мерфи (William Parry Murphy) и Джорджом Ричардс Майнотом (George Richards Minot), были направлены на изолирование «лечащего» вещества из печени. В ходе испытаний патофизиологи выявили, что лечить анемию у собак, людей способны абсолютно разные вещества печени. В результате, Мерфи и Майнот в 1926 году открыли специфический фактор, находящийся в соке печени. Это стало первым толчком в изучении «рокового» недуга.

В течение последующих 2-х лет, больным на анемию полагалось ежедневно выпивать сок и съедать «плоть» печени в большом количестве (до 3 кг). Однако, длительное употребление сырой печени вызывало отвращение у пациентов и поиск альтернативного лекарства приобрел острый характер. В 1928 году, впервые, химиком Эдвином Коном, выведен печеночный экстракт, который был в 100 раз концентрированее субпродукта животного происхождения. Полученная вытяжка стала первым действующим средством в борьбе с беспощадным заболеванием.

В 1934 году «за открытия, связанные с применением печени в лечении пернициозной анемии» три американских врача, Уильям Парри Мёрфи, Джордж Майкот, а также Джордж Уиппл, получили Нобелевскую премию. Данное событие в конечном итоге привело к появлению на свет растворимого витамина В12. Спустя 14 лет, в 1948 г. Лестер Смит (Англия), а также Эдвард Рикес и Карл Фолкерс (США) впервые получили чистый цианокобаламин в кристаллическом виде. Однако потребовалось еще несколько лет для того, чтобы методом рентгеноструктурного анализа определить его структуру, которая оказалась чрезвычайно сложной. В конце 1950 годов ученые также разработали метод получения витамина в большом количестве из бактериальных культур. Благодаря этому, смертельное заболевание того времени, под названием «злокачественная анемия», стала поддаваться лечению. В 1955 году английский химик и биохимик Дороти Кроуфут-Ходжкин (Dorothy Mary Crowfoot Hodgkin) определила пространственную конфигурацию, химическую структуру молекулы, за что в 1964 г. была удостоена Нобелевской премии.

Витамин В12 является необычным в отношении своего происхождения. Практически все витамины могут быть извлечены из разнообразных растений или конкретных животных но, ни одно растение или животное не способно производить витамин B12. Исключительным источником этого витамина, по современным данным, являются крошечные микроорганизмы: бактерии, дрожжи, плесень и водоросли. Однако несмотря на то, что продуцируют В12 лишь немногие микроорганизмы, сам витамин требуется всему микробному сообществу благодаря своим уникальным свойствам. Подробнее об этом см. в статье: Витамин В12 — ключевое звено в регуляции метаболизма фолиевой кислоты, убихинона и метионина . Дополнительно см.:

Пропионовокислые бактерии синтезируют большое количество витамина В12 , который регулирует основные обменные процессы в организме, способствуют повышению иммунного статуса организма, улучшают общее самочувствие за счет активизации белкового, углеводного и жирового обмена, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям, улучшает качество крови, участвует в синтезе различных аминокислот, нуклеиновых кислот. Однако синтез витамина В12 собственной кишечной флорой человека незначителен. При недостатке витамина В12 возникают желудочно-кишечные заболевания, дисбактериоз, анемия. Поэтому важную роль в профилактике и лечении этих заболеваний могут играть пробиотические продукты, содержащие пропионовокислые бактерии — продуценты витамина В12.

ПРИМ.: Следует особо отметить, что содержание витамина В12 в продуктах , ферментированных разработанными заквасками пропионовокислых бактерий в тысячи (!) раз превышает его количество в продукции на традиционных заквасках, содержащих аналогичные культуры, но с добавлением молочнокислых бактерий. Среди современных способов обогащения кисломолочных продуктов витаминами, именно такой микробный сверхсинтез витамина В12 является самым оправданным, так как последние исследования врачей и микробиологов подтвердили, что наиболее эффективно использование витаминов в коферментной (связанной с белком микробной клетки) легкоусвояемой форме. Следует при этом отметить, что витамин В12 локализуется внутри клеток ПКБ, для которых он является эндометаболитом. В пространство желудочно-кишечного тракта витамин поступает только в результате автолиза клеток ПКБ. Этот процесс достаточно выражен, т.к. определенная часть клеток (около 30%) погибает в агрессивной среде ЖКТ (усваивается В12 в основном в подвздошной кишке). Тем самым обеспечивается снабжение организма человека дополнительным витамином В12. В этом плане особое значение приобретают ферментированные ПКБ продукты, где можно увеличить накопление микробной биомассы и, соответственно, количество усвояемого витамина В12.

О ферментации см. тут: Особенности ферментирования

Как и большинство витаминов, В12 может существовать в различных формах и принимать различные наименования. Названия для витамина B12 содержат словоформу «кобальт», так как кобальт — минерал, найденный в центре витамина: кобринамид, кобинамид, кобамид, кобаламин, гидрокскобаламин, метилкобаламид, аквакобаламин, нитрокобаламин, и цианокобаламин.

Витамин В12 необычен тем, что он зависит от второго вещества, называемого «внутренним фактором Касла», который позволяет поступать витамину из желудочно-кишечного тракта в остальные части организма. Без внутреннего фактора, которым является уникальный белок (точнее, соединение, состоящее из белковой части и мукоидов — секрета, выделяемого клетками слизистой оболочки желудка ) , вырабатываемый в желудке , витамин В12 не может получить доступ к тем частям тела, где он необходим.

Факторы Касла (Прим.: Названы в честь американского физиолога и гематолога У.Б.Касла) – это вещества, необходимые для поддержания нормального кроветворения. Витамин В12 относится к внешним факторам Касла. Внутренний же фактор Касла связывает витамин В12 и способствует его адсорбции кишечной стенкой (всасывании эпителиальными клетками подвздошной кишки). Секреция внутреннего фактора Касла может снизиться (или даже полностью прекратиться) при поражении желудочно-кишечного тракта (например, при воспалительном процессе, при атрофическом гастрите , раке), при удалении части желудка или тонкой кишки и т. д. Выделение его усиливается под влиянием инсулина и уменьшается под влиянием алкоголя. При нарушении выделения внутреннего фактора нарушается связывание и всасывание витамина B12, что приводит к развитию B12-дефицитной мегалобластной, или пернициозной, анемии.

Витамин В12 участвует в переводе фолиевой кислоты в активную форму, в синтезе метионина, коэнзима А, антиоксиданта глутатиона, янтарной кислоты, миелина. Он контролирует синтез ДНК (следовательно, деление клеток), созревание эритроцитов, увеличивает уровень Т-супрессоров, что способствует ограничению аутоиммунных процессов. О функциях витамина В12 см. также здесь по стрелке-ссылке →

Формирование эритроцитов.

Пожалуй, наиболее хорошо известной функцией B12 является его роль в развитии эритроцитов. Как было уже отмечено выше, витамин В12 относится к внешним факторам Касла, которые отвечают в организме за поддержание нормального кроветворения. Когда красные кровяные клетки созревают, им требуется информация, содержащаяся в молекулах ДНК (ДНК или дезоксирибозы нуклеиновые кислоты, вещество в ядре нашей клетки, которое содержит генетическую информацию). Без витамина B12, синтез ДНК выходит из строя, и невозможно получить информацию, необходимую для образования красных кровяных телец. Клетки становятся плохих негабаритных форм, и начинают функционировать неэффективно, такое состояние называется злокачественной анемией (или «пернициознной анемией»). Чаще всего, злокачественная анемия вызвана не отсутствием B12, а уменьшением его поглощения из-за отсутствия внутреннего фактора.

Витамин В12 и нервная система

Второй большой задачей витамина В12 является его участие в развитии нервных волокон. Витамин В12 участвует в строительстве белковых и жировых структур защитного миелинового слоя. Миелиновая оболочка, которая покрывает нейроны, формируется менее успешно при дефиците витамина В12. Хотя витамин играет косвенную роль в этом процессе, была отмечена эффективность в облегчении боли и других симптомов расстройств нервной системы при введении витамина В12 пищевыми добавками.

Одной из главных задач витамина B12 является участие в процессах производства метионина — аминокислоты, которая влияет на умственную деятельность и формирование эмоционального фона человека. Витамин B12, фолиевая кислота и метионин (а также витамин С) образуют своего рода рабочую группу, которая специализируется, главным образом, на работе мозга и всей нервной системы. Эти вещества участвуют в выработке так называемых моноаминов — стимуляторов работы нервной системы, определяющих состояние нашей психики.

Также, витамин В12 и фолиевая кислота способствуют выработке холина (витамина В4), который существенно влияет на умственную деятельность и психику. В процессе обмена веществ из него в т.н. холинэргических волокнах вырабатывается нейротрансмиттер ацетилхолин — вещество, передающее нервные импульсы. Когда человеку необходимо сосре­доточится, накопленный холин преобразуется в ацетилхолин, который активизирует работу мозга.

Нехватка холина грозит самым настоящим распадом психики. Холестерин при дефиците холина окисляется, соединяется с белковыми отходами и закупоривает «проходы» в клеточных мембранах, поэтому в клетку не могут попадать необходимые вещества. Мозг пытается передавать сигналы, но проходные каналы закупориваются, и человек теряет способность ясно мыслить, «впадает в депрессию». При этом сон нарушается, а клетки мозга и нервные окончания начинают быстро отмирать: чем больше холестерина накапливается в крови, тем быстрее происходит этот процесс. Поскольку при нехватке холина отмирают целые колонии холинергических нейронов, в конце концов, возникает опасность неизлечимой болезни Альцгеймера, которая сопровождается абсолютной потерей памяти и распадом личности. Современные нейрофизиологи придерживаются мнения, что значительная часть людей старше 40 лет в западных странах уже вплотную подошла к этой болезни.

Витамин В12 и костно-мышечная система

В самое последнее время получены данные, что витамин B12 имеет большое значение и для образования костей. Рост костей может происходить лишь в том случае, когда в остеобластах (клетках, из которых создаются кости) имеется достаточный запас витамина B12. Это особенно важно для детей в период активного роста, а также для женщин в климактерическом периоде, у которых происходит гормонально обусловленная потеря костной массы — остеопороз.

Витамин В12 влияет на рост мышц, поскольку участвует в процессах белкового обмена и синтеза аминокислот. Он активизирует энергообмен в организме. Немаловажно и то, что он поддерживает жизнедеятельность нервных клеток спинного мозга, через которые происходит централизованное управление мускулатурой тела.

Читайте также:  Какой витамин входит в состав зрительного пигмента входит витамин

Витамин В12 и обмен веществ

Для циркуляции по телу белков, необходимых для роста и восстановления клеток, требуется витамин В12. Многие из ключевых компонентов белка, так называемые аминокислоты, становятся недоступными для использования в отсутствие В12. Витамин В12 оказывает влияние на движение углеводов и жиров в организме.

В сочетании с фолиевой кислотой (витамином В9) и пиридоксином (витамином В6) витамин В12 нормализует обмен метионина и холина, тем самым оказывает благоприятное воздействие на печень, предупреждая ее жировое перерождение. Это связано с тем, что холин и незаменимая аминокислота метионин относятся к очень сильными липотропным веществам. Липотропные вещества – это очень важные факторы, способствующие нормализации обмена липидов и холестерина в организме, стимулирующие мобилизацию жира из печени и его окисление, что ведёт к уменьшению степени выраженности жировой инфильтрации печени.

Также, по последним данным, дефицит витамина B12 приводит к нехватке карнитина, так называемого квазивитамина (витамина Вт или В11) — вещества, являющегося кофактором метаболических процессов, обеспечивающих поддержание активности КоА. Карнитин способствует проникновению через мембраны митохондрий и расщеплению длинноцепочных жирных кислот (пальмитиновой и др.) с образованием ацетил-КоА, мобилизует жир из жировых депо. Иными словами, карнитин участвует в транспортировке молекул жира из крови в митохондрии — «энергетические станции» клеток, где жир окисляется и дает энергию всему организму. Без карнитина содержание продуктов распада в крови повышается, так как жир остается непереработанным. Также, это вещество оказывает нейротрофическое действие, тормозит апоптоз (процесс программируемой клеточной гибели), ограничивает зону поражения и восстанавливает структуру нервной ткани, нормализует белковый и жировой обмен, в т.ч. повышенный основной обмен при тиреотоксикозе, восстанавливает щелочной резерв крови, способствует экономному расходованию гликогена и увеличению его запасов в печени и мышцах.

Физиологические потребности в витамине В12 согласно Методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 о нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации:

  • Верхний допустимый уровень не установлен.
  • Физиологическая потребность для взрослых – 3 мкг/сутки

Водорастворимый витамин В12 не токсичен. Инъекции витамина B12 так же признаны безопасными. Поскольку витамин не токсичен, он широко используется в повышенных дозах при многих типах неизлечиваемых хронических недугах, как артриты и псориазы. Его также используют как средство, снимающее утомление, недомогания и боли. Верхний предел поглощения B12 в нормальных условиях в среднем составляет 1,5 мкг при поступлении с пищей до 50 мкг витамина. При поступлении витамина B12 выше связывающей способности избыток выводится с мочой (и калом). Прим. ред.: при некоторых патологиях витамин В12, поступивший с пищей, может вообще не поглощаться и полностью выводиться из организма — о причинах дефицита В12 будет сказано отдельно.

Таблица 1. Рекомендуемые минимальные суточные нормы потребления цианокобаламина (витамина В12) в зависимости от возраста (мкг):

Скорость изменения уровня B12 зависит от того, сколько B12 поступает из рациона, сколько выводится и сколько поглощается. У детей раннего возраста дефицит B12 может проявиться гораздо быстрее. У пожилых из-за снижения кислотности желудочного сока, снижения функции париетальных (обкладочных) клеток высок риск развития дефицита B12. При этом до 100 % B12, поступившего с пищей, может выводиться с калом.

Симптомы потенциально связанные с дефицитом витамина В12: перхоть, снижение свертывания крови, онемение ног, снижение рефлексов, красный язык, трудности при глотании, язвы языка, усталость, покалывание в ногах, нарушение менструального цикла.

Признаки дефицита витамина В12 очень разные. Его недостаточное количество проявляется как сложный синдром, который включает в себя физические, неврологические и психические расстройства. Физические расстройства проявляются как слабость, быстрая утомляемость, нарушение памяти, головные боли, тахикардия, бледность кожных покровов, головокружение, перхоть, снижение свертывания крови, онемение ног, снижение рефлексов, красный язык, трудности при глотании, язвы языка, усталость, покалывание в ногах, нарушение менструального цикла. Они также включают проблемы с пищеварением: отсутствие ощущения вкуса, потеря аппетита и в конечном итоге потеря веса. Неврологические расстройства часто появляются в первую очередь. К ним относятся:

  • парестезия пальцев;
  • постоянная слабость;
  • нарушения чувствительности;
  • мышечная слабость и понижение мышечного тонуса;
  • атрофия зрительного нерва (ослабление зрение, что может закончиться слепотой);
  • пирамидальный синдром.

Психическими расстройствами являются когнитивные нарушения, слабоумие, нарушения поведения, апатия, раздражительность, спутанность сознания, или депрессия. Дефицит витамина В12 выявляется более часто у людей, подверженных депрессиям, нежели у «нормальных» (т. е. не склонных к депрессиям). Хотя дефицит B12 не единственная причина возникновения перечисленных симптомов, недостаток B12 нужно рассматривать как возможный основной фактор всякий раз, когда любой из упомянутых симптомов присутствует.

Причиной дефицита витамина В12 у 50–70% пациентов (чаще – у лиц молодого и среднего возраста, несколько чаще – у женщин) является недостаточная секреция слизистой желудка внутреннего фактора Кастла (ВФК), вызванная образованием антител к париетальным клеткам желудка, продуцирующим ВФК, или к участку связывания ВФК с витамином В12. Примерно в 20% случаев отмечается наследственная отягощенность в отношении дефицита ВФК. В этих случаях следствием дефицита витамина В12 является развитие так называемой пернициозной анемии. Кроме того, дефицит витамина В12 может быть обусловлен опухолью желудка, гастрэктомией, синдромом мальабсорбции, гельминтозами и дисбактериозом, несбалансированным питанием. К другим причинам относятся наследственные заболевания, характеризующиеся нарушением продукции белков, связывающихся с витамином В12, или дефектом образования активных форм витамина; нарушения метаболизма и/или повышенная потребность в витамине (тиреотоксикоз, беременность, злокачественные новообразования), а также длительный прием блокаторов Н2-рецепторов и ингибиторов протонной помпы. Следует отметить, что резерва витамина В12 в организме даже при ограниченном его поступлении хватает на 3–4 года.

Проблемы с желудком. Как было уже указано (см. выше), нарушения в работе желудка могут способствовать недостатку витамина В12. Это может произойти по двум причинам:

Во-первых, заболевания желудка могут вызвать нарушение функционирования клеток желудка. Клетки могут прекратить производство веществ, необходимых для поглощения B12 называемых «внутренним фактором Касла» Без внутреннего фактора витамин В12 не может всасываться из желудочно-кишечного тракта в клетки организма.

Во-вторых, недостаточная секреция желудочного сока. Отсутствие желудочного сока (состояние, которое называется гипохлоргидрия) снижает поглощение витамина В12, так как большинство B12 в продуктах питания крепится к белкам пищи, и желудочные кислоты необходимы для отделения В12 от этих белков.

В-третьих, синдром избыточного бактериального роста в тонком кишечнике (СИБР), который вызывается снижением секреции соляной кислоты в желудке и нарушением моторики тонкой кишки. При развитии СИБР различные анаэробные и факультативные грамотрицательные аэробы конкурентно утилизируют пищевой кобаламин. Внутренний фактор ингибирует утилизацию кобаламина грам­отрицательной аэробной флорой, но не способен противодействовать грамотрицательной анаэробной флоре, поглощающей этот витамин.

Дисбактериоз кишечника. Об исключительной важности микрофлоры кишечника в регуляции обменных процессов в организме сегодня известно всем. Как показывает практика, основной причиной дефицита В12 является не отсутствие в рационе сбалансированного питания, а нарушения процессов всасывания микронутриентов в тонком кишечнике, которые регулируются собственной микрофлорой ЖКТ хозяина. Поэтому дисбиоз кишечника, также является одной из основных причин дефицита В12. Причины дисбаланса микрофлоры бывают разными (как правило вторичны), начиная от описанных выше заболеваний, до таких как: последствия пренесенных кишечных инфекций, вредные привычки, иные заболевания, в т.ч. стрессового характера, антибиотикотерапия и т.п. Известно, что кроме патогенных бактерий, вызывающих заболевания, существуют бактерии использующие кобаламин в своих целях, тем самым мешая его усвоению организмом человека. Исходя из вышеизложенного было бы разумным предположить, что в современных условиях пробиотикотерапия, в т.ч. с применением пропионовокислых бактерий — продуцентов В12, является эффективным инструментом в профилактике гиповитаминоза В12 .

Вегетарианство. Способность строгой вегетарианской диеты на поставку достаточного количества витамина В12 является весьма спорной. Кобаламин является необычным витамином, поскольку он не вырабатывается растениями, а синтезируется исключительно бактериями и археями (Roth et al., 1996).

Хотя корриноиды в толстой кишке имеются в изобилии из-за активности кишечной микробиоты, многие факторы препятствуют приобретению человеком значительных уровней кобаламина из этого источника. Во-первых, кобаламин, вырабатываемый кишечными микробами, составляет менее 2% от общего содержания корриноидов в кале (Allen and Stabler, 2008). Кроме того, кобаламин, продуцируемый в толстой кишке, где число микроорганизмов является наивысшим, не является биодоступным, поскольку рецепторы, необходимые для поглощения витамина, находятся в тонкой кишке, выше по течению от места образования корриноидов (Seetharam and Alpers, 1982). Подробнее о микробиоме и витамине В12 см. по ссылке → .

Большинство животных, включая человека, способно накапливать и хранить витамин B12. Главным местом накопления витамина В12 в организме человека является печень, в которой содержится до нескольких миллиграммов данного витамина. В печень он поступает с животной пищей.

Какие лекарства влияют на витамин В12?

К категории препаратов, которые могут снизить поставки витамина В12 в организм, относятся: антибиотики (канамицин, неомицин), противоопухолевые препараты (метотрексат), противосудорожные средства (фенитоин, примидон), анти-подагровые препараты (колхицин), гипотензивные средства (метилдопа), препараты для лечения болезни Паркинсона (леводопа), нейролептики (аминазин), противотуберкулезные препараты (изониазид), препараты понижающие холестерин (клофибрат), хлористый калий, сазароснижающее средство метформин .

Курение и витамин B12

Здесь мы не будем рассматривать взаимосвязь курения и дефицита B12, а лишь дадим комментарий об одном исследовании, на основании которого некоторые читатели утверждают, что длительное употребление больших количеств B12 может повысить риск онкологических заболеваний. Мы просто обязаны внести уточнение, так как подобные домыслы преподносятся как доказательства, правда, неизвестно чего. Речь идет вот об этом исследовании: Theodore M. Brasky, et. al. Long-Term, Supplemental, One-Carbon Metabolism–Related Vitamin B Use in Relation to Lung Cancer Risk in the Vitamins and Lifestyle (VITAL) Cohort. Journal of Clinical Oncology, 2017. В данной работе было сделано предположение, что у мужчин длительное потребление большого кол-ва витаминов В6 и В12 может способствовать повышению риска развития рака легких (для женщин этот вывод в данном статистическом исследовании не подтвердился).

Однако стоит подробно описать условия исследования: мужчины, принимавшие участие в статистическом (!) исследовании ежедневно (!) в течении (!) 10 лет потребляли высокие дозы витаминных препаратов, были в возрасте от 50 до (!) 76 лет и имели долгий (!) анамнез табакокурения, что само по себе вызывает много вопросов относительно уровня достоверности сделанных выводов о причинно-следственной связи повышения риска рака легких. Точку в отношении к полученным результатам поставил сам автор работы, Теодор М. Браски. Он отметил, что планирует провести второе более масштабное исследование для подтверждения результатов первого. Именно поэтому, преподносить указанные статистические выводы как доказательство чего бы то ни было, просто недопустимо. В заключение отметим, что сама задача ежедневного многолетнего поглощения высоких доз витамина В12 вообще не ставится, т.к. без научного интереса это никому не нужно и при употреблении пищевых продуктов (даже ферментированных ПКБ ) или микробиологических биодобавок (не инъекций или спецвитпрепаратов) проникновение в органы и ткани избыточного кол-ва B12 физически невозможно. Более того, витамин B12 не токсичен и его излишки выводятся из организма ( см. выше ).

Источники витамина В12

Итак, что мы имеем? Человек и животные обычно обеспечивают себя витамином В12 в результате потребления продуктов питания животного происхождения и продуцирования его микрофлорой рубца (для жвачных животных). Однако, учитывая, что синтез витамина В12 кишечной флорой незначителен (и кобаламин из толстого кишечника не является биодоступным), витамин должен обязательно поступать в организм извне.

Следовательно, отличные источники витамина B12, ограничиваются лишь животной пищей? Нет. И здесь, к сожалению, не всегда можно получить достаточное количество витамина В12. Это прежде всего связано с качеством продуктов и их промышленной обработкой. Если говорить о надежных пищевых источниках В12, то на сегодняшний день таковыми являются продукты ферментированные микроорганизмами — продуцентами кобаламина (В12). Разработанные технологии позволяют в настоящее время получать В12-содержащие продукты практически из любых видов пищевого сырья, как растительного так и животного происхождения. При этом в качестве мощных продуцентов В12 используются пропионовокислые бактерии.

Например, проведенные исследования показали, что при производстве хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки, применение концентрата закваски с пропионовокислыми бактериями способствует увеличению количества витаминов группы В, особенно витамина В12, как в ржаной закваске, так и в готовом хлебе — установлено, что при выпечке сохраняется более половины витаминов, содержащихся в полуфабрикате. (Показатели готового хлеба: В1 — 0,53-0,57 мкг/100г, В2 — 0,40-0,43 мкг/100г, В12 — 0,65-0,85 мкг/100г).

Отмечено, что пропионовокислые бактерии являются бесспорными лидерами по синтезу витамина В12 , а также основными поставщиками цианокобаламина в фармакологии Ферментирование пищевого сырья с использованием пропионовокислых бактерий стало перспективным и доступным направлением в создании витаминизированных пробиотических продуктов, благодаря исследованиям проведенным в ВСГУТУ. Если конкретно говорить о еде, то идеальными, по содержанию витамина В12, являются приготовленные на наших бактериальных ( пробиотических ) заквасках , т.е. ферментированные именно пропионовокислыми бактериями , следующие биопродукты: кисломолочные напитки , квасные напитки , твердые сорта сыра , хлебобулочные изделия , колбасные изделия и др. продукты, как растительного так и животного происхождения. Сферы применения пробиотиков — продуцентов витаминов группы В постоянно расширяются.

АЛЬЦГЕЙМЕРА БОЛЕЗНЬ , дегенеративное заболевание головного мозга, проявляющееся прогрессирующим снижением интеллекта. Впервые описанное немецким врачом А.Альцгеймером в 1907, заболевание является одной из распространенных форм приобретенного слабоумия (деменции). Только в США болезнью Альцгеймера страдают примерно 1,5 млн. человек. Из общего числа в 1,3 млн. человек, находящихся в США в домах престарелых, 30% составляют лица с болезнью Альцгеймера.

В этой же связи следует рассмотреть роль микрофлоры кишечника в развитии старческого слабоумия (болезни Альцгеймера). Как известно, деменция является одной из серьезнейших проблем пожилых людей в развитых странах, 10% людей в возрасте старше 65 лет, 20% лиц старше 75 лет и 30% пожилых людей в возрасте старше 85 лет страдают в той или иной степени этим заболеванием.

Имеются указания на взаимосвязь деменции с дефицитом витамина В12. В клетках макроорганизма витамин В12 превращается в метилкобаломин и аденозилкобаламин. Последний является коэнзимом L-метилмалонил-СоА мутазы, фермента, катализирующего первый этап метаболизма пропионовой кислоты, во время которого метилмалонил-СоА трансформируется в сукцинил-СоА. В случае дефицита витамина В12 резко возрастает количество метилмалоновой кислоты. Метилкобаломин является коэнзимом метионин-синтетазы, участвующей в превращении гомоцистеина в метионин. В отсутствие необходимого количества витамина В12 количество гомоцистеина резко возрастает. Хотя до настоящего времени нет ясности, в какой энзиматической системе или в обеих одновременно это приводит к нейрологическим нарушениям, нет сомнения, что дефицит витамина В12, и, возможно, фолиевой кислоты ответствен за болезнь Альцгеймера, а также других более легких форм неврологических нарушений (повышенной раздражительности, бессонницы и др.).

Поскольку пул витамина В12 в организме в значительной степени определяется жизнедеятельностью определенных кишечных микроорганизмов, не приходится сомневаться, что дисбаланс кишечной микрофлоры, наблюдаемый в пожилом возрасте у подавляющего большинства людей, затрагивает и те группы микроорганизмов, которые участвуют в синтезе, транспорте и метаболизме витамина В12 . См. также: Пробиотики полезны для пациентов с болезнью Альцгеймера

Дополнительно см.:

О других витаминах:

  • Тиамин (Витамин В1)
  • Рибофлавин (Витамин В2)
  • Ниацин (витамин В3)
  • Пантотеновая кислота (Витамин В5)
  • Пиридоксин (витамин В6)
  • Биотин (Витамин В7)
  • Фолиевая кислота (Витамин В9)

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

источник