Витамины в6 и рр их строение биологическая роль признаки авитаминозов

Витамин В₆ (пиридоксин, антидерматитный) как самостоятельный независимый пищевой фактор был открыт П. Дьерди в 1934 г. в результате того, что в отличие от известных к тому времени водорастворимых витаминов B₁, B₂и РР он устранял особую форму дерматита конечностей у крыс, названного акродинией. Впервые витамин В₆ был выделен в 1938 г. из дрожжей и печени, а вскоре был синтезирован химически. Он оказался производным 3-оксипиридина, в частности 2-метил-3-окси-4,5-диоксиме-тилпиридином. Термином «витамин В₆», по рекомендациям Международной комиссии по номенклатуре биологической химии, обозначают все три производных 3-оксипиридина, обладающих одинаковой витаминной активностью: пиридоксин (пиридоксол), пиридоксаль и пиридоксамин:

Как видно, производные 3-оксипиридина отличаются друг от друга природой замещающей группы в положении 4 пиридинового ядра. Витамин В₆ хорошо растворим в воде и этаноле. Водные растворы весьма устойчивы по отношению к кислотам и щелочам, однако они чувствительны к влиянию света в нейтральной зоне рН среды.

Недостаточность витамина В₆ наиболее подробно изучена на крысах, у которых самым характерным признаком является акродиния, или специфический дерматит с преимущественным поражением кожи лапок, хвоста, носа и ушей. Отмечаются повышенное шелушение кожи, выпадение шерсти, изъязвление кожи конечностей, заканчивающееся гангреной пальцев. Эти явления не поддаются лечению витамином РР, но быстро проходят при введении пиридоксина. При более глубоком авитаминозе В₆ у собак, свиней, крыс и кур отмечаются эпилептиформные припадки с дегенеративными изменениями в ЦНС.

У человека недостаточность витамина В₆ встречается реже, хотя некоторые пеллагроподобные дерматиты, не поддающиеся лечению никотиновой кислотой, легко проходят при введении пиридоксина. У детей грудного возраста описаны дерматиты, поражения нервной системы (включая эпилептиформные припадки), обусловленные недостаточным содержанием пиридоксина в искусственной пище. Недостаточность пиридоксина часто наблюдается у больных туберкулезом, которым с лечебной целью вводят изоникотинилгидразид (изониазид), оказавшийся, как и дезокси-пиридоксин, антагонистом витамина В₆.

Из биохимических нарушений при недостаточности витамина В₆ следует отметить гомоцистинурию и цистатионинурию, а также нарушения обмена триптофана, выражающиеся в повышении экскреции с мочой ксантуреновой кислоты и снижении количества экскретируемой кинуреновой кислоты (см. главу 12).

Биологическая роль. Оказалось, что, хотя все три производных 3-окси-пиридина наделены витаминными свойствами, коферментные функции выполняют только фосфорилированные производные пиридоксаля и пи-ридоксамина.

Фосфорилирование пиридоксаля и пиридоксамина является ферментативной реакцией, протекающей при участии специфических киназ. Синтез пиридоксальфосфата, например, катализирует пиридоксалькиназа, которая наиболее активна в ткани мозга. Эту реакцию можно представить следующим уравнением:

Доказано, что в животных тканях происходят взаимопревращения пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата, в частности в реакциях трансаминирования и декарбоксилирования аминокислот (см. главу 12).

Следует отметить, что в выяснение биологической роли витамина В₆ и пиридоксальфосфата в азотистом обмене существенный вклад внесли А.Е. Браунштейн, С.Р. Мардашев, Э. Снелл, Д. Мецлер, А. Майстер и др. Известно более 20 пиридоксалевых ферментов, катализирующих ключевые реакции азотистого метаболизма во всех живых организмах. Так доказано, что пиридоксальфосфат является простетической группой аминотранс-фераз, катализирующих обратимый перенос аминогруппы (NH₂-группы) от аминокислот на α-кетокислоту, и декарбоксилаз аминокислот, осуществляющих необратимое отщепление СО₂ от карбоксильной группы аминокислот с образованием биогенных аминов. Установлена кофер-ментная роль пиридоксальфосфата в ферментативных реакциях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодержащих аминокислот, взаимопревращения серина и глицина (см. главу 12), а также в синтезе δ-аминолевулиновой кислоты, являющейся предшественником молекулы гема гемоглобина, и др.

Пиридоксин относится к витаминам, коферментная роль которых изучена наиболее подробно. В последние годы число вновь открытых пиридокса-левых ферментов быстро увеличивалось. Так, для действия гликогенфос-форилазы существенной оказалась фосфорильная, а не альдегидная группа пиридоксальфосфата. Вследствие широкого участия пиридоксальфосфата в процессах обмена при недостаточности витамина В₆ отмечаются разнообразные нарушения метаболизма аминокислот.

Распространение в природе и суточная потребность. Витамин В₆ широко распространен в продуктах растительного и животного происхождения. Основными источниками витамина В₆ для человека служат хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень и др. Во многих продуктах животного происхождения пиридоксин химически связан с белком, но в пищеварительном тракте под действием ферментов он легко освобождается. Суточная потребность в пиридоксине для человека точно не установлена, поскольку он синтезируется микрофлорой кишечника в количествах, частично покрывающих потребности в нем организма. Косвенные расчеты показывают, что взрослый человек должен получать в сутки около 2 мг витамина В₆.

источник

Доброго времени суток, уважаемые посетители проекта «Добро ЕСТЬ!», раздела «Медицина»!

В сегодняшней статье речь пойдет о витаминах.

На проекте ранее уже была информация о некоторых витаминах, эта же статья посвящена общему пониманию этих, так сказать соединений, без которых жизнь человека имела бы множество трудностей.

Витамины (от лат. vita — «жизнь») — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы, необходимых для нормальной жизнедеятельности организмов.

Наука, которая изучает структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях называется – Витаминология.

Исходя из растворимости, витамины делят на:

Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень.

Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются и при избытке выводятся с водой. Это объясняет большую распространённость гиповитаминозов водорастворимых витаминов и гипервитаминозов жирорастворимых витаминов.

Наряду с витаминами, известна группа витаминоподобных соединений (веществ), которые обладают теми или иными свойствами витаминов, однако, всех основных признаков витаминов не имеют.

К витаминоподобным соединениям относят:

Основной функцией витаминов в жизни человека является регулирующее влияние на обмен веществ и тем самым обеспечение нормального течения практически всех биохимических и физиологических процессов в организме.

Витамины участвуют в кроветворении, обеспечивают нормальную жизнедеятельность нервной, сердечно-сосудистой, иммунной и пищеварительной систем, участвуют в образовании ферментов, гормонов, повышают устойчивость организма к действию токсинов, радионуклидов и других вредных факторов.

Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам. К витаминам не относят микроэлементы и незаменимые аминокислоты.

Витамин А (Ретинол) — необходим для нормального роста и развития организма. Участвует в образовании в сетчатке глаз зрительного пурпура, влияет на состояние кожных покровов, слизистых оболочек, обеспечивая их защиту. Способствует синтезу белков, обмену липидов, поддерживает процессы роста, повышает устойчивость к инфекциям.

Витамин В1 (Тиамин) – играет большую роль в функционировании органов пищеварения и центральной нервной системы (ЦНС), а также играет ключевую роль в обмене углеводов.

Витамин В2 (Рибофлавин) — играет большую роль в углеводном, белковом и жировом обмене, процессах тканевого дыхания, способствует выработке энергии в организме. Также рибофлавин обеспечивает нормальное функционирование центральной нервной системы, пищеварительной системы, органов зрения, кроветворения, поддерживает нормальное состояние кожи и слизистых.

Витамин В3 (Ниацин, Витамин PP, Никотиновая кислота) – участвует в метаболизме жиров, белков, аминокислот, пуринов (азотистых веществ), тканевом дыхании, гликогенолизе, регулирует окислительно-восстановительные процессы в организме. Ниацин необходим для функционирования пищеварительной системы, способствуя расщеплению пищи на углеводы, жиры и белки при переваривании и высвобождению энергии из пищи. Ниацин эффективно понижает уровень холестерина, нормализирует концентрацию липопротеинов крови и повышает содержание ЛПВП, обладающих антиатерогенным эффектом. Расширяет мелкие сосуды (в том числе головного мозга), улучшает микроциркуляцию крови, оказывает слабое антикоагулянтное воздействие. Жизненно важен для поддержания здоровой кожи, уменьшает боли и улучшает подвижность суставов при остеоартрите, оказывает мягкое седативное действие и полезен при лечении эмоциональных и психических расстройств, включая мигрень, тревогу, депрессию, снижение внимания и шизофрению. А в некоторых случаях даже подавляет рак.

Витамин В5 (Пантотеновая кислота) – играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также стимулирует в организме производство гормонов надпочечников, что делает его мощным средством для лечения артритов, колитов, аллергии и болезней сердечно-сосудистой системы.

Витамин В6 (Пиридоксин) — принимает участие в обмене белка и отдельных аминокислот, также жировом обмене, кроветворении, кислотообразующей функции желудка.

Витамин В9 (Фолиевая кислота, Bc, M) – принимает участие в функции кроветворения, способствует синтезу эритроцитов, активизирует использование организмом витамина В12, важны для процессов роста и развития.

Витамин В12 (Кобаламины, Цианокобаламин) — играет большую роль в кроветворении и работе центральной нервной системы, участвует в белковом обмене, предупреждает жировое перерождение печени.

Витамин С (Аскорбиновая кислота) – принимает участие во всех видах обмена веществ, активизирует действие некоторых гормонов и ферментов, регулирует окислительно-восстановительные процессы, способствует росту клеток и тканей, повышает устойчивость организма к вредным факторам внешней среды, особенно к инфекционным агентам. Влияет на состояние проницаемости стенок сосудов, регенерацию и заживление тканей. Участвует в процессе всасывания железа в кишечнике, обмене холестерина и гормонов коры надпочечников.

Витамин D (Калициферолы). Существует много разновидностей витамина D. Самые необходимые для человека витамин D2 (эркокальциферол) и витамин D3 (холекальциферол). Они регулируют транспорт кальция и фосфатов в клетках слизистой оболочки тонкой кишки и костной ткани, участвуют в синтезе костной ткани, усиливают ее рост.

Витамин E (Токоферол). Витамин Е называют витамином «молодости и плодовитости», так как являясь мощным антиоксидантом токоферол замедляет процессы старения в организме, а также обеспечивает работу половых гонад как у женщин, так и у мужчин. Кроме того, витамин Е необходим для нормального функционирования иммунной системы, улучшает питание клеток, благоприятно влияет на периферическое кровообращение, предотвращает образование тромбов и укрепляет стенки сосудов, необходим для регенерации тканей, снижая возможность образования шрамов, обеспечивает нормальную свертываемость крови, снижает кровяное давление, поддерживает здоровье нервов, обеспечивает работу мышц, предотвращает анемию, облегчает болезнь Альцгеймера и диабет.

Витамин К. Этот витамин называют противогеморрагическим так как он регулирует механизм свертывания крови ,что оберегает человека от внутренних и внешних кровотечений при повреждениях. Именно из-за этой его функции, витамин К часто дают женщинам во время родов и новорожденным детям для предотвращения возможных кровотечений. Также витамин К участвует в синтезе белка остеокальцина, тем самым обеспечивая формирование и восстановление костных тканей организма, предупреждает остеопороз, обеспечивает работу почек, регулирует прохождение многих окислительно-восстановительных процессов в организме, оказывает антибактериальное и болеутоляющее воздействие.

Витамин F (Ненасыщенные жирные кислоты). Витамин F важен для сердечно-сосудистой системы: предупреждает и снижает отложения холестерина в артериях, укрепляет стенки кровеносных сосудов, улучшает кровообращение, нормализует давление и пульс. Также витамин F участвует в регуляции жирового обмена, эффективно борется с воспалительными процессами в организме, улучшает питание тканей, влияет на процессы размножения и лактацию, оказывает антисклеротическое действие, обеспечивает работу мускулов, помогает нормализовать вес, обеспечивает здоровое состояние кожи, волос, ногтей и даже слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Витамин H (Биотин, Витамин B7). Биотин занимает важную роль в процессах обмена белков, жиров и углеводов, необходим для активации витамина С, с его участием протекают реакции активирования и переноса углекислого газа в кровеносной системе, формирует часть некоторых ферментных комплексов и необходим для нормализации роста и функций организма. Биотин, взаимодействуя с гормоном инсулином, стабилизирует содержание сахара в крови, также участвует в производстве глюкокиназы. Оба этих фактора важны при диабете. Работа биотина помогает сохранять кожу здоровой, защищая от дерматитов, уменьшает боли в мышцах, помогает предохранить волосы от седины и замедляет процессы старения в организме.

Конечно же, данный список полезных свойств можно продолжать, и в одну статью он не вместится, поэтому, по каждому отдельному витамину будет написана отдельная статья. Некоторые же из витаминов уже описаны на сайте.

Потребность в каком либо витамине рассчитывается в дозах.

• физиологические дозы — необходимый минимум витамина для здоровой жизнедеятельности организма;
• фармакологические дозы — лечебные, значительно превосходящие физиологические — используются как лекарства при лечении и профилактике ряда заболеваний.

Так же различают:

• суточную физиологическую потребность в витамине — достижение физиологической дозы витамина;
• потребление витамина — количество съеденного витамина с пищей.

Соответственно, доза потребления витамина должна быть выше, так как всасывание в кишечнике (биодоступность витамина) происходит не полностью и зависит от типа питания (состав и пищевая ценность продуктов, объём, и количество приёмов пищи).

Дополнительный прием витаминов необходим:

• людям с неправильными привычками питания, которые едят нерегулярно и питаются в основном однообразными и несбалансированными продуктами, преимущественно готовой едой и консервами.
• людям, которые соблюдают длительное время диету для снижения массы тела или часто начинают и прерывают диеты.
• людям в состоянии стресса.
• людям, страдающим хроническими заболеваниями.
• людям, страдающие непереносимостью молока и молочных продуктов.
• людям, в течение длительного времени принимающие лекарства, которые ухудшают усвоение в организме витаминов и минералов.
• во время заболеваний.
• для реабилитации после перенесенной операции;
• при усиленном занятии спортом.
• вегетарианцам, т.к. в растениях отсутствует весь комплекс витаминов, необходимых для здоровой жизни человека.
• при приеме гормонов и противозачаточных средств.
• женщинам после родов и в период кормления ребенка грудью.
• дети, вследствие усиленного роста, кроме витаминов, дополнительно должны получать в достаточном количестве такие компоненты рациона как: калий, железо, цинк.
• при высокой физической или умственной работах;
• пожилым людям, организм которых с возрастом хуже усваивает витамины и минералы.
• курильщикам и лицам, употребляющим алкогольные напитки.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок.

• витамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей;
• витамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света;
• Витамин B3, PP (Ниацин, Никотиновая кислота), предшественником которого является аминокислота триптофан.

Кроме того, витамины K и В3 обычно синтезируются в достаточных количествах бактериальной микрофлорой толстого кишечника человека.

Основные источники витаминов

Витамин А (Ретинол): Печень, молочные продукты, рыбий жир, оранжевые и зеленые овощи, обогащенный маргарин.

Витамин В1 (Тиамин): бобовые, хлебобулочные изделия, цельные зернопродукты, орехи, мясо.

Витамин В2 (Рибофлавин): зеленые листовые овощи, мясо, яйца, молоко.

Витамин В3 или Витамин PP (Ниацин, никотиновая кислота): бобовые, хлебобулочные изделия, цельные зернопродукты, орехи, мясо, птица.

Витамин В5 (Пантотеновая кислота): говядина и говяжья печень, почки, морская рыба, яйца, молоко, свежие овощи, пивные дрожжи, бобовые, зерновые, орехи, грибы, маточное молочко пчёл, цельная пшеница, цельная ржаная мука. Кроме того, если микрофлора кишечника нормальная, витамин B5 может вырабатываться и в нем.

Витамин В6 (Пиридоксин): дрожжи, печень, проросшая пшеница, отруби, неочищенное зерно, картофель, патока, бананы, сырой желток яиц, капуста, морковь, сухая фасоль, рыба, мясо курицы, орехи, гречневая крупа.

Витамин В9 (Фолиевая кислота, Bc, M): зелёный салат, петрушка, капуста, зелёная ботва многих овощей, листья чёрной смородины, шиповника, малины, берёзы, липы; одуванчик, подорожник, крапива, мята, тысячелистник, сныть, свекла, горох, фасоль, огурцы, морковь, тыква, злаки, бананы, апельсины, абрикосы, говядина, баранина, печень животных, курица и яйца, сыр, творог, молоко, тунец, лосось.

Витамин В12 (Цианокобаламин): печень (говяжья и телячья), почки, сельдь, сардина, лосось, кисломолочные продукты, сыры.

Витамин С (Аскорбиновая кислота): цитрусовые, дыня, шиповник, томаты, зеленый и красный перец, клюква, облепиха, грибы белые сушеные, хрен, укроп, черемша, рябина садовая красная, петрушка, гуаява.

Витамин D (Калициферолы): сельдь, лосось, скумбрия, овсянные и рисовые хлопья, отруби, кукурузные хлопья, сметана, сливочное масло, яичный желток, рыбий жир. Также витамин D вырабатывается в организме под действием ультрафиолетового света.

Витамин E (Токоферол): растительное масло, цельные зернопродукты, орехи, семена, зеленые листовые овощи, печень говяжья.

Витамин К: капуста, салат, треска, чай зеленый и черный листовой, шпинат, брокколи, баранина, телятина, печень говяжья. Также вырабатывается бактериями в толстой кишке.

Витамин F (линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты): растительные масла из завязи пшеницы, льняного семени, подсолнечника, сафлора, соевых бобов, арахиса; миндаль, авокадо, грецкий орех, семечки подсолнуха, черная смородина, сухофрукты, овсяные хлопья, кукуруза, неочищенный рис, рыбы жирных и полужирных сортов (лосось, макрель, сельдь, сардины, форель, тунец), рыбий жир.

Витамин H (Биотин, Витамин B7): говяжья печень, почки, сердце быка, желтки яиц, говядина, телятина, куриное мясо, коровье молоко, сыр, сельдь, камбала, консервированные сардины, помидоры, соевые бобы, неочищенный рис, рисовые отруби, пшеничная мука, арахис, шампиньоны, зелёный горошек, морковь, цветная капуста, яблоки, апельсины, бананы, дыня, картофель, свежий лук, цельные зёрна ржи. Кроме того, необходимый для клеток организма биотин, при условии правильного питания и хорошего здоровья синтезируется кишечной микрофлорой.

Гиповитаминоз — заболевание, возникающее при неполном удовлетворении потребностей организма в витаминах.

Гиповитаминоз развивается незаметно: появляется раздражительность, повышенная утомляемость, снижается внимание, ухудшается аппетит, нарушается сон.

Систематический длительный недостаток витаминов в пище снижает работоспособность, сказывается на состоянии отдельных органов и тканей (кожа, слизистые, мышцы, костная ткань) и важнейших функциях организма, таких как рост, интеллектуальные и физические возможности, продолжение рода, защитные силы организма.

В целях профилактики витаминной недостаточности надо знать причины ее развития, для чего следует обратится к врачу, которые сделает все необходимые анализы, и пропишет курс лечения.

Авитаминоз ― тяжелая форма витаминной недостаточности, развивающаяся при длительном отсутствии витаминов в пище или нарушении их усвоения, что приводит к нарушению многих обменных процессов. Особенно опасен авитаминоз для растущего организма — детей и подростков.

Симптомы авитаминоза

• бледная вялая кожа склонна к сухости и раздражению;
• безжизненные сухие волосы с тенденцией к сечению и выпадению;
• снижение аппетита;
• потрескавшиеся уголки губ, на которые не действуют ни крема, ни помады;
• кровоточащие при чистке зубов десны;
• частые простуды с трудным и долгим восстановлением;
• постоянное чувство усталости, апатии, раздражения;
• нарушение мыслительных процессов;
• нарушение сна (бессонница или сонливость);
• нарушение зрения;
• обострение хронических заболеваний (рецидивы герпеса, псориаза и грибковые инфекции).

Гипервитаминоз (лат. Hypervitaminosis) – острое расстройство организма в результате отравления (интоксикации) сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов, содержащихся в пище или витаминосодержащих лекарствах. Доза и конкретные симптомы передозировки для каждого витамина свои.

Возможно это будет и новость для некоторых людей, но все –же, у витаминов есть враги – антивитамины.

Антивитамины (греч. ἀντί — против, лат. vita — жизнь) — группа органических соединений, подавляющих биологическую активность витаминов.

Это соединения, близкие к витаминам по химическому строению, но обладающие противоположным биологическим действием. При попадании в организм антивитамины включаются вместо витаминов в реакции обмена веществ и тормозят или нарушают их нормальное течение. Это ведёт к витаминной недостаточности (авитаминоз) даже в тех случаях, когда соответствующий витамин поступает с пищей в достаточном количестве или образуется в самом организме.

Антивитамины известны почти для всех витаминов. Например, антивитамином витамина B1 (тиамина) является пиритиамин, вызывающий явления полиневрита.

Подробнее об антивитаминах будет написано в следующих статьях.

Важность некоторых видов еды для предотвращения определённых болезней была известна ещё в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты. Ныне известно, что куриная слепота может вызываться недостатком витамина A. В 1330 году в Пекине Ху Сыхуэй опубликовал трёхтомный труд «Важные принципы пищи и напитков», систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость для здоровья комбинировать разнообразные продукты.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу. В 1753 году Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики цинги. Однако эти взгляды получили признание не сразу. Тем не менее, Джеймс Кук на практике доказал роль растительной пищи в предотвращении цинги, введя в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. В результате он не потерял от цинги ни одного матроса — неслыханное достижение для того времени. В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков. Это послужило появлением крайне обидной клички для матросов — лимонник. Известны так называемые лимонные бунты: матросы выбрасывали за борт бочки с лимонным соком.

В 1880 году русский биолог Николай Лунин из Тартуского университета скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В то же время мыши, которых кормили молоком, нормально развивались. В своей диссертационной (дипломной) работе Лунин сделал вывод о существовании какого-то неизвестного вещества, необходимого для жизни в небольших количествах. Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом. Другие учёные не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный сахар, плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B.

В последующие годы накапливались данные, свидетельствующие о существовании витаминов. Так, в 1889 году голландский врач Христиан Эйкман обнаружил, что куры при питании варёным белым рисом заболевают бери-бери, а при добавлении в пищу рисовых отрубей — излечиваются. Роль неочищенного риса в предотвращении бери-бери у людей открыта в 1905 году Уильямом Флетчером. В 1906 году Фредерик Хопкинс предположил, что помимо белков, жиров, углеводов и т. д., пища содержит ещё какие-то вещества, необходимые для человеческого организма, которые он назвал «accessory food factors». Последний шаг был сделан в 1911 году польским учёным Казимиром Функом, работавшим в Лондоне. Он выделил кристаллический препарат, небольшое количество которого излечивало бери-бери. Препарат был назван «Витамайн» (Vitamine), от латинского vita — «жизнь» и английского amine — «амин», азотсодержащее соединение. Функ высказал предположение, что и другие болезни — цинга, пеллагра, рахит — тоже могут вызываться недостатком определенных веществ.

В 1920 году Джек Сесиль Драммонд предложил убрать «e» из слова «vitamine», потому что недавно открытый витамин C не содержал аминового компонента. Так «витамайны» стали «витаминами».

В 1923 году доктором Гленом Кингом была установлена химическая структура витамина С, а в 1928 году доктор и биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С, назвав его гексуроновой кислотой. Уже в 1933 швейцарские исследователи синтезировали идентичную витамину С столь хорошо известную аскорбиновую кислоту.

В 1929 году Хопкинс и Эйкман за открытие витаминов получили Нобелевскую премию, а Лунин и Функ — не получили. Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта. В 1934 году в Ленинграде состоялась Первая всесоюзная конференция по витаминам, на которую Лунин (ленинградец) не был приглашён.

В 1910-х, 1920-х и 1930-х годах были открыты и другие витамины. В 1940-х годах была расшифрована химическая структура витаминов.

В 1970 году Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал документальные свидетельства об эффективности витамина С. С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни. Исследовано и описано свыше 300 биологических функций этого витамина. Главное, что, в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно.

Хочу обратить Ваше внимание, дорогие читатели, что к витаминам следует относится очень внимательно. Неправильное питание, недостаток, передозировка, неправильные дозы приема витаминов могут серьезно навредить здоровью, поэтому, для окончательных ответов на тему о витаминах, лучше проконсультироваться с врачом – витаминологом, иммунологом.

источник

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

Витамины представляют собой сборную в химическом отношении группу низкомолекулярных органических веществ, жизненно необходимых для сбалансированного питания. Витамины не синтезируются в организме человека и животных или синтезируются, но в малых количествах, тканями, а также микрофлорой кишечника, присущей организму. Это недостаточно для нормальной жизнедеятельности. Для человека основными источниками витаминов являются высшие растения.

Между витаминами и другими составляющими частями пищи существуют тесные взаимоотношения, объясняемые общностью, единством обмена веществ. В животном мире имеется видовое различие в потребности в отдельных витаминах, что связано с возможностью или невозможностью их достаточного синтеза в организме. Так, аскорбиновая кислота является витамином для человека, обезьяны и морских свинок, тогда как крысы и собаки синтезируют его в процессе промежуточного обмена веществ.

В норме суточная потребность в витаминах мала, однако на потребность в витаминах могут существенно влиять увеличение физической нагрузки, интенсивность умственного труда, физиологическое состояние, возраст, пол, условия окружающей среды.

Поступая в организм с пищей, витамины (большинство из них) выполняют коферментную роль в ферментативных реакциях обмена. Кроме того, они являются компонентами биологическиактивных веществ, выступают в роли антиоксидантов. Анализ структуры коферментов позволяет выделить два функциональных центра, один из которых ответствен за связь с белком, а другой принимает участие непосредственно в каталитическом акте.

В витаминах нуждаются растения, которым эти вещества также необходимы для нормального развития и роста.

В ряде случаев в организм поступают предшественники витаминов, т.н. провитамины, которые в организме превращаются в активные формы витаминов.

Недостаток поступления витаминов с пищей, нарушение всасывания или их использования организмом приводит к развитию патологического состояния – первичные авитаминозы и гиповитаминозы. Напротив, чрезмерное потребление пищевых витаминных форм и/или несбалансированное питание может вызвать гипервитаминозное состояние, которое также является патологическим.

В медицинской и биологической литературе витамины подразделяются на две группы: растворимые в воде и растворимые в жирах. Отдельным витаминам присваивается буквенная, химическая и физиологическая номенклатура.

Жирорастворимые витамины приведены втаблице. 12.1.

Водорастворимые витамины приведены в таблице 12.2

Раскрытие причин авитаминозов и механизма их действий на организм обосновало использование витаминов как лекарственных средств. По лечебно-профилактическому действию была дана следующая групповая характеристика некоторых витаминов. Витамины В₁, В₂, В₃, В_5, А и С регулируют функциональное состояние центральной нервной системы, обмен веществ и трофику тканей, поэтому их используют как препараты, повышающие общую реактивность организма. Витамины С, Р, К обеспечивают нормальную проницаемость и устойчивость кровеносных сосудов, повышают свёртываемость крови, т.е. обладают антигеморрагическим эффектом. Витамины В₉, В₁₂, С нормализуют и стимулируют кроветворение; их используют как антианемические препараты. Витамины С и А повышают устойчивость организма к инфекциям путем стимулирования синтеза антител и противоспалительных веществ, усиления защиты эпителиев. Витамины А, В₂ и С усиливают остроту зрения, расширяют поле цветного зрения.

Среди витаминов есть «отношения» синергизма и антагонизма. Так, влияние витамина Р на проницаемость кровеносных сосудов усиливает витамин С; витамин А снижает токсическое действие антирахитического витамина D, что усиливает эффект последнего. Никотиновая кислота тормозит липотропное действие холина.

В отличие от витаминов есть вещества, обладающие антивитаминными свойствами. Примером может служить тиамин, имеющий высокую структурную специфичность. Если в тиамине изменить радикалы, образуется вещество вытесняющее тиамин из фермента, коферментом которого он является. Антивитаминами являются многие антибиотики и сульфаниамидные препараты.

Витамин В₁ (тиамин)

Его можно рассматривать как соединение, построенное из пиримидинового и тиазольного колец, соединеных метиновым мостиком (рис.12.1).

Рис. 12.1. Тиамин (витамин В₁)

Источником витамина В₁ являются продукты растительного происхождения. Особенно его много в пекарских и пивных дрожжах, оболочках семян хлебных злаков и риса, горохе, сое. В организме животных витамин В₁ содержится преимущественно в виде дифосфорного эфира. Фосфорилирование тиамина происходит в печени, почках, сердечной мышце, мозге при участии тиаминкиназы и АТР.

Суточная доза для взрослого человека в среднем составляет 2-3 мг витамина В₁. Преобладание углеводов в пищи повышает потребность организма в витамине; жиры, наоборот, резко уменьшают эту потребность.

Биологическая роль витамина В₁ определяется тем, что в виде тиаминдифосфата (ТDP) он входит в состав как минимум трёх ферментов и ферментативных комплексов: в составе пируват- и α-кетоглутаратдегидрогеназных коплексов он участвует в окислительном декарбоксилировании пирувата и α-кетоглутарата; в составе транскетолазы ТDP участвует в пентозофосфатном пути превращения углеводов.

При В₁-авитаминозе и гиповитаминозе развивается полиневрит, который проявляется в прогрессирующей дегенерации нервных окончаний проводящих пучков, следствием чего является потеря кожной чувствительности, нарушение сердечной деятельности, нарушение моторной и секреторной функций желудочно-кишечного тракта, нарушение водного обмена, приводящих к параличу (бери-бери). При чрезмерных и длительных приёмах тиамина наступает гипервитаминозное состояние, которое проявляется в виде аллергических реакций (крапивница, кожный зуд, отек, одышка, кровоизлияния, судороги), вплоть до анафилактического шока.

Витамин В₂ (рибофлавин)

В основе структуры витамина В₂ лежит изоаллоксазин, соединенный со спиртом рибитолом (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Рибофлавин (витамин В₂)

Молекула рибофлавина обладает окислительно-восстановительными свойствами, что выражается в способности присоединять два атома водорода (при этом восстанавливаясь) и легко отдавать два электрона и два протона (окисляясь). Рибофлавин функционирует в составе флавинмононуклеотида (FMN) или флавинадениндинуклеотида (FAD). Образование коферментов происходит в слизистой оболочке желудка после всасывания витамина В₂

У рибофлавина имеются антагонисты, которые блокируют витамин путем конкуренции с FAD. К ним относятся диэтильные производные рибофлавина, галактофлавины, тетрациклины, левомицитин.

Источником витамина В₂ для человека являются молоко и молочные продукты, яйца, печень, почки, сердце животных, пивные и пекарские дрожжи, в меньшей степени крупы и овощи.

Суточная потребность в витамине В₂ взрослого человека составляет 1,8-2,6 мг. Частично человек получает рибофлавин как продукт жизнедеятельности микрофлоры кишечника.

Полное отсутствие рибофлавина в пище вызывает острый авитаминоз, характеризующийся коматозным состоянием со смертельным исходом. При гиповитаминозе В₂ помимо задержки роста наблюдаются дерматиты на коже головы, выпадение волос, поражение слизистых оболочек, стоматиты, коньюктивиты, помутнение хрусталика, поражение нервной системы, трофические язвы и светобоязнь. Гипервитаминозных состояний не наблюдается, так как рибофлавин не токсичен.

Витамин В₃ (РР, никотиновая кислота, никотинамид)

Никотиновая кислота является β-пиридинкарбоновой кислотой, а никотинамид – амидом.

Никотиновая кислота Никотинамид

Никотиновая кислота широко распространена в растительных и особенно животных продуктах. Источником витамина РР являются печень, почки, сердце, мясо животных, рыба, из продуктов растительного происхождения – пшеничные и рисовые отруби, бобовые. Никотинамид может образовываться из триптофана при росте его дозы в пище.

Суточная потребность в этом витамине составляет 15-25 мг для взрослых, для детей – 15 мг.

Недостаточность витамина В₃ проявляется в особо болезненном состоянии называемом, пеллагрой, что в переводе с итальянского обозначает – «жесткая, шершавая кожа». Для пеллагры характерны 3 признака: дерматит, диарея, деменция («3Д»). Развитию клинической картины пеллагры предшествует гиповитаминозное состояние, характеризующееся вялостью, апатией, быстрой утомляемостью, бессонницей, цианозом лица, сухостью кожных покровов, падением массы тела и предрасположенностью к инфекциям. Начальная стадия заболевания пеллагрой выражается в воспалении слизистых оболочек рта, языка (глосситы) и желудочно-кишечного тракта (диарея, сменяемая запорами). Впоследствии появляются симметричные поражения кожи, развивается гипохромная анемия.

Биологическая роль никотиновой кислоты и её производного никотинамида связаны с коферментной функцией NAD и NADP различных дегидрогеназ, в которые она входит как составляющее звено. Недостаточность витамина РР вызывает нарушения азотистого, липидного и углеводного обменов. Отмечаются атрофия коркового слоя надпочечников и их гипофункция. Возникают глубокие нарушения центральной и периферической нервной системы, вплоть до паралича, мышечной атрофии и нарушений психики, что выражающееся в потери памяти, галлюцинациях и бреде.

Никотиновая кислота и её амид в больших дозах являются токсическими веществами и могут вызвать развитие аллергической реакции, сопровождающейся рвотой, судорогами, и даже вызвать жировую инфильтрацию печени.

Витамин В₅ (пантотеновая кислота)

По химическому строению витамин В₅ состоит из остатков D-2,4-дигидрокси-3,3-диметилмасляной кислоты и β-аланина, соединенных пептидной связью:

Витамин В₅ входит в состав кофермента А, в форме которого пантотеновая кислота выполняет свою биологическую функцию (рис. 12.3). Коэнзим А участвует в переносе ацильных радикалов при активации синтеза жирных кислот, холестерина, кетоновых тел, детоксикации чужеродных веществ в печени.

Пантотеновая кислота широко распространена в природе. Источником получения витамина В₅ для человека являются рисовые и пшеничные отруби, дрожжи, печень, почки, мясо животных, яичный желток, икра, цветная капуста, картофель, помидоры, яблоки, рыба.

Суточная потребность в этом витамине составляет для взрослых 10-15 мг. В кишечнике человека пантотеновая кислота в небольших количествах продуцируется кишечной палочкой.

Гиповитаминоз В₅ у человека встречается редко, т.к. содержание витамина достаточно в обычных продуктах питания. При недостаточности витамина В₅ у человека и животных поражаются кожные покровы, наблюдается потеря волос и перьев, их депигментация, поражаются слизистые оболочки внутренних органов, возникают дегенеративные изменения миелиновых оболочек спинного мозга, страдает центральная нервная система, сопровождающаяся параличами, а в крайних случаях наступает коматозное состояние и смерть. Низкий уровень витамина В₅ в крови часто сопровождается другими гиповитаминозами.

Витамин В₆ (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин)

В основе структуры витамина В₆ лежит пиридиновое кольцо. Известны 3 формы витамина В₆, отличающиеся строением замещающей группы у атома углерода в n-положении к атому азота. Все они обладают одинаковой биологической активностью:

Витамин В₆ в виде пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата, для образования которых расходуется АТР при участии фермента пиридоксалькиназы, выполняет коферментную функцию. Пиридоксалевые ферменты играют ключевую роль в обмене аминокислот, катализируя реакции трансаминирования и декарбоксилирования. Выявлена каталитическая функция пиридаксальфосфата в действии фосфорилазы, играющей, как известно, центральную роль в метаболизме гликогена в организме.

Витамин В₆ широко распространен в природе, синтезируется растениями и микроорганизмами, в том числе и микрофлорой кишечника. Однако того количества витамина В₆, которое продуцируется микроорганизмами недостаточно для полного обеспечения витамином организма человека. Поэтому основным источником пиридоксина являются продукты питания. Наиболее богаты витамином В₆ сухие дрожжи, печень, почки, сердце, мясо, рыба, цельное зерно злаковых и их отруби, горох, бобы, свежий зеленый перец.

Суточная потребность составляет 2-3 мг.

Витамин В₆ относится к антидерматитным витаминам. Недостаточность витамина В₆ сопровождается дерматитами, стоматитами, глосситами, конъюктивитами, гипохромной анемией, задержкой роста. Авитаминоз В₆ у детей проявляется повышенной возбудимостью. Развитие гиповитаминоза этого витамина может быть связано не только с недостаточным поступлением его в организм, но и с нарушением фосфорилирования пиридоксина в желудочнокишечном тракте при заболеваниях органов пишеварения.

Витамин В₉ (фолиевая кислота)

Фолиевая кислота состоит из трех структурных единиц: остатка птеридина (I), парааминобензойной кислоты (II) и глутаминовой кислоты (III).

Фолиевая (птероилглутаминовая) кислота

Витамин, полученный из разных источников, может содержать от трех до шести остатков глутаминовой кислоты. Фолиевая кислота метаболически неактивна, но после восстановления птеридинового кольца может превращяться в тетрагидрофолевую кислоту, обладающую коферментными свойствами ферментов, ответственных за перенос одноуглеродных групп (таких, как формил, метил, метилен, оксиметил). Присоединение одноуглеродных остатков к тетрагидрофолиевой кислоте происходит с помощью ковалентной связи. Эти коферменты участвуют в синтезе пуриновых нуклеотидов, в превращении dUMP в dTMP, обмене глицина и серина.

Источниками фолиевой кислоты служат свежие овощи: салат, шпинат, капуста, лук, помидоры, морковь. Из продуктов животного происхождения наиболее богаты фолиевой кислотой печень, почки, яичный желток, сыр, а также пивные и пекарские дрожжи.

Суточная потребность в фолиевой кислоте варьирует от 50 до200 мкг; из-за плохой всасываемости этого витамина рекомендуемая суточная доза – 400 мкг. Наиболее характерными признаками авитаминоза фолиевой кислоты являются нарушение кроветворения, вызывающее малокровие (макроцитарная анемия), наблюдаются нарушения деятельности органов пищеварения, органов размножения и кожи. Этот авитаминоз может возникнуть в случае подавления микрофлоры кишечника лекарственными препаратами сульфаниламидной природы – структурными аналогами парааминобензойной кислоты и/или при нарушении всасывания витамина в желудочно-кишечном тракте при его заболевании.

Тесная связь фолиевых коферментов с метаболизмом нуклеиновых кислот объясняет существенную роль витамина В₉ в жизнедеятельности организма. Некоторые производные птеридина тормозят пролиферацию клеток, в том числе и опухолевых, применяются для подавления опухолевого роста у онкологических больных.

Витамин В₁₂ (кобалами)

Структура цианкобаламина отличается большой сложностью, т.к. включает в свой состав металл кобальт (рис. 12.4).

Ни животные, ни растения не могут синтезировать витамин В₁₂. Это единственный витамин, который синтезируется почти исключительно бактериями, актиномицетами и сине-зелёными водорослями. Из животных тканей витамином В₁₂ наиболее богаты печень и почки.

Недостаточность витамина в тканях животных связана с нарушением всасывания кобаламина из-за нарушения синтеза внутреннего фактора Касла, в соединении с которым он всасывается. Фактор Касла синтезируется обкладочными клетками желудка и представляет собой гликопротеин. Для присоединения кобаламина к фактору Касла необходимы ионы кальция. Резекция желудка или повреждение его слизистой оболочки приводит к гиповитаминозу витамина В₁₂.

Рис. 12.4. Структура цианкобаламина (витамин В₁₂)

Витамин В₁₂ участвует в образовании двух коферментов: метилкобаламина в плазме и дезоксиаденозилкобаламина в митохондриях. Метилкобаламин как кофермент участвует в образовании метионина из гомоцистеина. Кроме того, метилкобаламин необходим для превращений производных фолиевой кислоты и, в конечном итоге, для синтеза нуклеиновых кислот. Дезоксиаденозилкобаламин в качестве кофермента участвует в метаболизме жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и аминокислот с разветвленной углеводородной цепью.

Гипо – и авитаминозные состояния приводят к нарушениям нормального кроветворения в костном мозге и развитию анемии (мегалобластная анемия), признаками которой являются снижение числа эритроцитов, увеличение их размеров, снижение концентрации гемоглобина. Нарушение кроветворения связано, в первую очередь, с нарушением обмена нуклеиновых кислот в быстроделящихся клетках кроветворной системы. Кроме того, наблюдаются расстройства деятельности нервной системы. Для гипервитаминоза витамина В₁₂ характерны токсические эффекты.

Суточная доза очень мала и составляет всего 1-2 мкг.

Источником цианкобаламина, кроме микрофлоры кишечника, являются печень, почки, сыр и рыбные продукты.

Витамин Н (биотин)

В основе строения биотина лежит тиофеновое кольцо, к которому присоединена молекула мочевина, а боковая цепь представлена валерьяновой кислотой.

Биотин устойчив к действию молекулярного кислорода и серной кислоты, но разрушается под действием пероксида водорода, бромной воды и некоторых неорганических кислот и щелочей.

Универсальным ингибитором биотина служит авидин – гликопротеин, содержащийся в сыром яичном белке. Авидин образует с биотином прочный комплекс, который не расщепляется ферментами пищеварительного тракта и не всасывается.

Биотин широко распространен в природе. Наиболее богаты биотином печень, почки, сердце быка, яичный желток, бобы, рисовые отруби, пшеничная мука, цветная капуста, соя. В обычных условиях человек получает достаточное количество биотина в результате бактериального синтеза в кишечнике. Суточная доза биотина не превышает 10 мкг.

Биологическая функция биотина связана с выполнением коферментной функции, в составе карбоксилазы, участвующей в образовании активной формы СО₂. В организме биотин используется для образования малонил-СоА из ацетил-СоА, в синтезе пуринового кольца, а также в реакциях карбоксилирования пирувата с образованием оксалоацетата.

Недостаток биотина может наблюдаться при чрезмерном употреблении сырого яичного белка и нарушении всасывания при дисбактериозе кишечника, после приема больших количеств антибиотиков или сульфамидных препаратов, вызывающих гибель микрофлоры кишечника. При этом у человека наступает ряд патологических изменений, сопровождающихся выпадением волос, дерматитами, усиленным выделением жира сальными железами и развитием себореи. Наблюдается также поражение ногтей, часто отмечаются боли в мышцах, сонливость, быстрая утомляемость, депрессия.

Витамин С (аскорбиновая кислота)

Аскорбиновая кислота по своему строению является производным углеводов. Существует четыре оптических изомера аскорбиновой кислоты, два из которых обладают биологической активностью и имеют L-конфигурацию. В организме человека и животных восстановленная форма аскорбиновой кислоты (АК) и окисленная форма – дигидроаскорбиновая кислота (ДАГ) – могут быстро и обратимо переходить друг в друга, участвуя в окислительно-восстановительных реакциях.

L-Аскорбиновая кислота Дигидроаскорбиновая кислота

Аскорбиновая кислота легко окисляется кислородом воздуха, пероксидом водорода и другими окислителями. Дигидроаскорбиновая кислота восстанавливается цистеином, глютатионом, сероводородом.

Витамин С синтезируется растениями и подавляющим большинством животных. Человек, обезьяны и морские свинки не синтезируют его.

Суточная потребность человека в витамине С является предметом спора. По рекомендациям одних исследователей необходимо принимать 50-75 мг аскорбиновой кислоты в сутки, другие считают, что суточная доза витамина – 100-500 мг.

Источником витамина С для человека являются плоды и корни шиповника, черная смородина, лимоны, апельсины, яблоки, свежий картофель, томаты, молоко, мясо.

В живых системах АК и ДАК образуют окислительно-восстановительную пару с редокс-потенциалом +0,139 В. Благодаря этой способности, аскорбиновая кислота участвует во многих реакциях гидроксилирования (и прежде всего, пролина и лизина) при синтезе коллагена – основного белка межклеточного вещества соединительной ткани. Витамин С необходим при гидроксилировании дофамина и синтезе гормонов коры надпочечников. В кишечнике аскорбиновая кислота восстанавливает Fe 3+ в Fe 2+ , способствуя его всасыванию, ускоряет освобождение железа из ферритина и превращение фолата в коферментную форму. При определенных концентрациях может выступать в роли про – и антиоксиданта. Л. Полинг рекомендовал использовать для профилактики и лечения простудных заболеваний большие дозы аскорбиновой кислоты (2-3 г/сут).

Недостаточность аскорбиновой кислоты приводит к заболеванию, называемому цингой или скорбутом. Вначале болезнь проявляется повышенной ломкостью кровеносных сосудов, общей слабостью, повышенной утомляемостью, кровоточивостью дёсен и повышенной восприимчивостью к инфекциям. Дальнейшее развитие заболевания сопровождается изъязвлением десен, расшатыванием и выпадением зубов, кровоизлияниями в кожу и толщу мышечной ткани, кровотечениям, разрушением костей нижних конечностей.

Витамин Р (рутин)

Понятие «витамин Р» включает семейство бифлованоидов (катехины, флавононы, флавоны), являющихся растительными полифенольными соединениями. В растениях флавоноидные соединения кроме катехинов и лей-антоцианов встречаются в форме гликозидов. В частности, таким гликозидом, обладающим Р-витаминной активностью, является рутин. Рутин – гликозид, состоящий из кверцетина, глюкозы и рамнозы. Флавоноидные соединения с Р-витаминной активностью содержатся в растительном сырье, часто в комплексе с витамином С. Много витамина Р содержится в цветах и листьях гречихи, плодах цитрусовых и шиповника, ягодах черноплодной рябины, винограде, черной смородине, бруснике, чернике, клюкве, сливе, вишне.

Биологическая роль флавоноидов заключается в стабилизации межклеточного матрикса соединительной ткани и уменьшении проницаемости капилляров. У витамина Р есть антивитамины, к которым относится ацетилсалициловая кислота. Физиологическое влияние биофлавоноидов на сосудистую стенку связывают с их участием в тканевом дыхании, со способностью воздействовать на некоторые ферментные системы через эндокринные же-лезы. Многие представители группы витамина Р обладают гипотензивными свойствами.

Суточная потребность в витамине Р равняется 30-50 мг.

Клиническое проявление гиповитаминоза витамина Р характеризуется повышенной кровоточивостью дёсен, точечными подкожными кровоизлияниями (синдром «тесной одежды»), общей слабостью, быстрой утомляемостью и болями в суставах.

Синергистом витамина Р является аскорбиновая кислота, которая усиливет эффективность проявления витаминных свойств витамина Р. В медицинской практике часто при ломкости сосудов и кровоизлиях используют препарат аскорутин.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

Витамин А (ретинол)

Витамин А объединяет группу родственных соединений: β-каротин, ретинол, ретиналь, ретиноевую кислоту и их эфиры. Ретинол представляе собой циклический, ненасыщенный, одноатомный спирт, в основе химической структуры которого лежит β-иононовое кольцо, к которому присоединена боковая алифатическая цепь, содержащая два остатка изопрена и спиртовую группу.

При окислении ретинол превращается в ретиналь. В тканях организма витамин часто находится в форме сложных эфиров с разными кислотами, чаще с уксусной, пальмитиновой, янтарной.

Витамин А содержится только в животных продуктах. Особенно им богаты рыбий жир, сливочное масло, печень, яичный желток.

В растениях, главным образом в овощах, содержатся провитамины, к которым относятся α-, β- и γ-каротины. Под воздействием каротиндиоксигеназы провитамины витамина А в организме человека и животных превращаются в ретинол. Каратиноиды отличаются друг от друга числом и характером иононовых колец. При гидролитическом расщеплении молекулы β-каротина, основного источника витамина А, образуются две молекулы последнего.

Суточная потребность в витамине А взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг или 2-5 мг β-каротина. Обычно активность витамина А в пищевых продуктах выражается в международных единицах (МЕ), одна международная единица витамина А эквивалентна 0,6 мкг β-каротина и 0,3 мкг витамина А.

При отсутствии в пище витамина А в организме животного и человека развивается ряд специфических патологических изменений: ослабление зрения (сумеречная или куриная слепота), поражение эпителиальных тканей, выражающееся в слущиваемости и ороговевании эпителия, в том числе и роговицы глаза, нарушение формирования скелета, торможение роста, уменьшение устойчивости к инфекциям (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Схема зрительного цикла

Охарактеризуем зрительный цикл подробнее: на первом этапе цис-ретиналь в темноте соединяется с белком опсином, образуя родопсин; на втором под действием кванта света происходит фотоизомеризация 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь; на третьем транс-ретиналь-опсин распадается на транс-ретиналь и опсин; поскольку пигменты встроены в мембраны светочувствительных пигментов сетчатки, то на четвертом этапе это приводит к местной деполяризации мембраны и возникновению нервного импульса, распространяющегося по нервному волокну; на пятом заключительном, этапе процессаидет регенерация исходного пигмента при участии ретиналь-изомеразы транс-ретиналь – транс-ретинол – цис-ретинол – цис-ретиналь). В конце концов, цис-ретиналь соединяется с опсином, образуя родопсин.

Ранним признаком гиповитаминоза витамина А служит снижение скорости адаптации к темноте. Недостаток витамина А сказывается и на развитии растений, на нормальное прорастание пыльцы. Хорошо изучена роль витамина А в фоторецепции. Попадающий на сетчатку свет адсорбируется и трансформируется пигментами сетчатки в другую форму энергии. У человека сетчатка содержит 2 типа рецепторных клеток: палочки и колбочки.

Палочки реагируют на слабое (сумеречное) освещение, а колбочки – на хорошее освещение (дневное). Палочки содержат зрительный пигмент родопсин, колбочки – йодопсин. Оба пигмента – сложные белки, отличающиеся своей белковой частью. В качестве кофермента оба белка содержат 11-цис-ретиналь – альдегидное производное витамина А.

Ретиноевая кислота, подобно стероидным гормонам, взаимодействует с рецепторами в ядре клеток мишеней. Образовавшийся комплекс связывается с определенным участком ДНК и стимулирует транскрипцию генов. Белки, образовавшиеся в результате экспрессии генов, влияют на рост, дифференцировку, репродукцию и эмбриональное развитие.

Витамин D (кальциферол)

Кальциферолы – группа химически родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Наиболее биологически активные витамины – D₂ и D₃. Витамин D₂ (эргокальциферол), производное эргостерина – растительного стероида, встречающегося в некоторых грибах, дрожжах и растительных маслах.

При УФ-облучении пищевых продуктов из эргостерина получается витамин D₂, используемый в лечебных целях. Витамин D₃, имеющийся у человека и животных, – холекальциферол, образующийся в коже человека из 7-дегидрохолестерина под действием УФ-лучей. Наибольшее количество витамина D₃ содержится в продуктах животного происхождения: сливочном масле, желтке яиц, рыбьем жире.

Суточная потребность для детей 12-25 мкг (500-1000 МЕ), для взрослого человека потребность значительно меньше.

В организме человека витамин D₃ гидроксилируется в положениях 25 и 1, превращаясь в биологически активное соединение 1,25-дигидрохолекальциферол (кальцитриол). Кальцитриол выполняет гормональную функцию, участвуя в регуляции обмена Са 2+ и фосфатов, стимулируя всасывание Са 2+ в кишечнике и кальцификацию костной ткани, реабсорбцию Са 2+ и фосфатов в почках. При низкой концентрации Са 2+ или высокой концентрации D₃ он стимулирует мобилизацию Са 2+ из костей.

При недостатке витамина D у детей развивается заболевание «рахит», характеризуемое нарушением кальцификации растущих костей, что вызывает деформацию скелета с характерными изменениями костей (Х– или О-образная форма ног, «четки» на ребрах, деформация костей черепа, задержка прорезания зубов). Избыточное поступление витамина D₃ приводит к гипервитаминозному состоянию, характеризующемуся избыточным отложением солей кальция в тканях лёгких, почек, сердца, стенок сосудов, а также остеопорозом с частыми переломами костей.

Витамин Е (токоферол)

Токоферол существует в виде нескольких витамеров. Семейство токоферолов и токотриелов являются метильными производными соединения токола. Наибольшую биологическую активность проявляет α-токоферол.Это соединение оптически активно, легко образует эфиры с органическими кислотами. Токоферолы отличаются высокой устойчивостью и выдерживают нагревание до 170 о С, а эфиры токоферола ещё более устойчивы, чем свободные.

Под действием УФ-лучей витамин Е разрушается и теряет свои витаминные свойства. Источником витамина Е для человека являются растительные масла, салат, капуста, семена злаков, сливочное масло, ягоды шиповника, яичный желток. Суточная потребность в витамине у взрослого человека составляет, по разным рекомендациям от 5 до 10 мг. Е-авитаминозы и Е-гиповитаминозы – явление редкое, тем более что витамин Е откладывается во многих тканях и может использоваться из этих депо при отсутствии его в пище.

Долгое время считалось, что значение витамина Е исчерпывается лишь его влиянием на процессы размножения, т. к. при отсутствии или недостатке витамина Е у человека и животных нарушается сперматогенез и эмбриогенез, а также наблюдаются дегенеративные изменения репродуктивных органов. В настоящее время витамину Е уделяется большое внимание как антиоксиданту, который ингибирует свободнорадикальные процессы в клетке и, таким образом препятствует развитию цепных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот, защищает молекулы ДНК от повреждений. Токоферол предотвращает окисление боковой цепи витамина А. Клиническое проявление недостаточности витамина Е выражается в повторяющихся непроизвольных абортах, некоторых формах мышечной дистрофии, дегенерации спинного мозга, жировом перерождении печени, гемолитической анемии у детей.

Витамин К (нафтохинон)

Витамин К в природе существует в двух витамерных формах: филлохинон (К₁), выделенный из растений и менахинон (К₂) в клетках кишечной флоры. По химической структуре витамин К₁ представляет собой 2-метил-1,4-нафтохинон, имеющий боковую алифатическую цепь в виде фитильного радикала, состоящую из двадцати атомов углерода и одной двойной связи.

Витамин К₁ отличается от витамина К₂ строением своей боковой цепи. Витамин К₁оптически активен, неустойчив при нагревании и действии УФ-лучей.

Источником витамина К служат продукты растительного происхождения, к которым относятся: капуста, шпинат, корнеплоды. Источником витамина К также служит печень.

Суточная потребность в витамине К составляет 1-2 мг. Авитаминозное и гиповитаминозное состояние по витамину К часто развивается не из-за его недостаточного поступления с пищей, а из-за нарушений всасывания витамина в кишечнике.

Биологическая функция витамина К связана с его участием в процессе свертывания крови (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Роль витамина К в свертывании крови

В этой многокомпонентной системе витамину К отведена роль активатора факторов свертывания крови, приводящих в конечном итоге к образованию тромбина.

Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 3714 | Нарушение авторских прав

источник