ВІТАМІНИ ЯК КОМПОНЕНТИ ХАРЧУВАННЯ: ЕКЗОГЕННІ ТА ЕНДОГЕННІ ГІПОВІТАМІНОЗИ. ВОДОРОЗЧИННІ (КОФЕРМЕНТНІ) ВІТАМІНИ. ЖИРОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ. ВІТАМІНИ ЯК АНТИОКСИДАНТИ

 

Історія відкриття вітамінів

У кінці ХІХ ст. в медицині закріпився погляд, що для забезпечення здоров'я людині і тваринам, крім білків, жирів, вуглеводів та мінеральних речовин, обов'язково необхідні інші додаткові речовини, що надходять у невеликій кількості з різними продуктами харчування.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://byaki.net/uploads/posts/1178598436_0.jpg

Вперше Маженді в 1816 році висловив думку, що "тварини не можуть залишатися здоровими, якщо вони одержують тільки основні речовини, які підтримують життя, – цукор, жироподібні та альбуміноїдні речовини". Було доведено, що в людей, які довго споживали одноманітну й консервовану їжу (солоне м'ясо, сухарі) і не одержували свіжих продуктів (фруктів, овочів, молока), виникали захворювання, серед яких найчастіше були цинга, або скорбут, куряча сліпота, рахіт, поліневрит. Під час морських експедицій при одноманітному харчуванні моряки хворіли на цингу, від якої гинуло нерідко більше людей, ніж під час морських битв. Наприклад, із 160 учасників експедиції Васко де Гама, що прямувала в Індію, від цинги загинуло 100 чоловік. У Європі цинга мала характер епідемій зі смертністю 70-80 %. Було помічено, що включення в раціон свіжих овочів і фруктів рятувало хворих людей від смерті.

У Південно-Східній Азії та Японії було поширене захворювання, що мало масовий характер і супроводжувалося поліневритами (бері-бері). Лікар Такакі в 1887 році довів, що захворювання бері-бері у японських моряків можна попередити, зменшуючи в раціоні кількість полірованого рису і збільшуючи кількість м'яса, овочів, молока.

Український біохімік із Празького університету І. Горбачевський, досліджуючи Буковину та Південно-Західне Поділля, встановив, що поширення в краю пелагри пов'язане з неповноцінним харчуванням, зокрема, переважанням в їжі кукурудзи. Голландський лікар Ейкман у 1897 році довів, що кури, котрі їли очищений рис, захворювали на поліневрит, як і люди, що харчувалися таким рисом. Годування курей неочищеним рисом або додавання до очищеного рису висівок попереджувало захворювання, а хворих виліковувало. Так було встановлено, що в оболонці рисового зерна міститься якийсь фактор, що попереджує поліневрит або лікує хворих на цю недугу. В 1912 році польський учений К. Функ виділив із оболонки рису активну антиполіневритну речовину. В складі її було виявлено аміногрупу. Виходячи з цього і враховуючи значення ­подібних речовин для життя, Функ назвав ці сполуки вітамінами (від латинського vita – життя). Цей термін закріпився в медицині і біології, хоча в більшості відомих вітамінів аміногрупи немає.

Вітамін, що лікував і запобігав захворюванню бері-бері, дістав назву вітаміну В1 (антиполіневритного).

Майже одночасно із вершкового масла і яєчного жовтка був виділений жиророзчинний фактор, названий вітаміном А. Було доведено, що як жиророзчинний (вітамін А), так і водорозчинний фактори (вітамін В) є необхідними для росту молодих щурів. Наступними були відкриті протицинговий вітамін, який назвали вітаміном С, та протирахітний фактор, названий вітаміном D.

Згодом було виявлено, що "вітамін В" – це комплекс компонентів, які зустрічаються в природі разом і мають відмінну структуру та механізм дії. Тому з'явились назви вітамінів В2, В3, В4, В5 і т. д., а першому вітаміну із комплексу В було присвоєно назву вітаміну В1. Зараз із харчових продуктів виділено більше 20 вітамінів і сформувалася ціла галузь знань – вітамінологія. Вітаміни широко використовуються для профі­лактики та лікування захворювань.

Що ми називаємо вітамінами? Вітаміни – це низькомолекулярні органічні сполуки, необхідні для нормальної життєдіяльності, що потрапляють у незначній кількості в організм із продуктами харчування. Як правило, синтез вітамінів в організмі не відбувається. Не всі вітаміни є обов'язковими для різних видів тварин.

Так, вітамін С є необхідним для людини, людиноподібних мавп та морських свинок, а для кроликів, щурів, мишей він не є вітаміном, бо синтезується в організмі. Оскільки добова потреба людини у вітамінах виражається в міліграмах, то їх нерідко називають мікрокомпонентами їжі, на противагу макрокомпонентам – білкам, жирам, вуглеводам, потреба в яких знаходиться в межах від десятків до сотень грамів.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://vitamini.org.ru/vitamin.jpg

Надходять в організм людини вітаміни переважно з продуктами рослинного походження, в яких вони синтезуються, менше з тваринними продуктами.

При обмеженому або надмірному надходженні в організм вітамінів розвиваються патологічні стани, які називають відповідно гіпо- та гіпервітамінозами; коли вони зовсім не надходять в організм, то розвивається стан авітамінозу. В людей авітамінози бувають рідко. За походженням гіповітамінози бувають екзогенними та ендогенними. Причиною перших є недостатнє надходження в організм вітамінів з їжею. Другі, ендоген­ні, гіповітамінози спостерігаються внаслідок незасвоєння вітамінів в організмі.

 

Класифікація та номенклатура вітамінів

 

За фізико-хімічними властивостями та відношенням до обміну речовин вітаміни поділяють на дві групи: вітаміни, розчинні у воді, і вітаміни, розчинні у жирах. Водорозчинні вітаміни безпосередньо беруть участь в обміні речовин як коферменти або складові компоненти коферментів. Жиророзчинні вітаміни не входять до складу ферментів і впливають на обмін речовин опосередковано, створюючи умови для оптимальної дії ферментів на мембранних структурах. Вони виконують роль модуляторів структури і функцій мембран. У зв'язку з цим, жиророзчинні вітаміни в організмі виконують ще антимутагенну функцію, захищаючи генний апарат від пошкоджень хімічними та фізичними факторами. Це зв'язано із вираженими антиоксидантними властивостями жиророзчинних вітамінів: вони здатні знешкоджувати активні форми кисню та вільні радикали й гальмувати процеси пероксидного окиснення біополімерів (нуклеїнових кислот, білків, ліпопротеїнових комплексів).

http://www.youtube.com/watch?v=rbhIcOnAAFo

 

Вони також впливають на процеси тканинного дихання (безпосередньо або опосередковано), стабілізують клітинні мембрани, регулюють їх вибіркову проникність для речовин. Для деяких жиророзчинних вітамінів у ядрі клітин виявлені специфічні рецептори, за допомогою яких вони активують експресію генів, що призводить до диференціації клітин. За таким принципом діють вітаміни А, D та Е. Останній активує біосинтез гемсинтезуючих ферментів.

За сучасною тривіальною номенклатурою, назви вітамінів складаються із 3 частин: буквений символ, хімічна та біологічна назви. Остання нерідко містить префікс "анти", що вказує на здатність даного вітаміну попереджувати відповідне захворювання.

 

Вітаміни, розчинні у жирах

1. Вітамін А, ретинол, ретиноєва кислота, антиксерофтальмічний.

2. Вітамін D, антирахітний.

3. Вітамін Е, токофероли, антистерильний, вітамін розмноження, антиоксидант.

4. Вітамін К, нафтохінони, антигеморагічний.

5. Вітамін F, есенціальні жирні кислоти, антисклеротичний.

 

Вітаміни, розчинні у воді

1. Вітамін В1, тіамін, антиневритний.

2. Вітамін В2, рибофлавін, вітамін росту.

3. Вітамін В3, пантотенова кислота, антидерматитний.

4. Вітамін В5, РР, нікотинамід, нікотинова кислота, антипелагричний.

5. Вітамін В6, піридоксин, піридоксамін, піридоксаль, антидерматитний.

6. Вітамін В10, Вс, фолієва кислота, фоліацин, фактор росту, антианемічний.

7. Вітамін В12, ціанкобаламін, антианемічний.

8. Вітамін Н, біотин, антисеборейний.

9. Вітамін С, аскорбінова кислота, антискорбутний.

10. Вітамін Р, біофлавоноїди, фактор проникності, капілярозміцнюючий.

 

Вітаміноподібні речовини

Убіхінон, кофермент Q.

В4, холін, фосфохолін.

В8, інозит.

N, ліпоєва кислота.

Вт, карнітин.

В13, оротова кислота, фактор росту.

В15, пангамова кислота, антианоксичний.

U, S-метилметіонін, антивиразковий.

ПАБК, параамінобензойна кислота, вітамін для росту мікроорганізмів.

Відокремлення від вітамінів групи вітаміноподібних речовин часто умовне. Останні за біологічними функціями подібні до вітамінів, але потрібні в значно більших кількостях.

 

Водорозчинні вітаміни

 

Описание: Описание: Описание: Описание: http://vitaminka.org.ua/images/vitamin.jpg

До водорозчинних відносяться вітаміни групи В та інші вітаміни (С, Р, Н) і вітаміноподібні водорозчинні сполуки. На противагу жиророзчинним вітамінам, які відіграють у клітинах роль модуляторів клітинних мембран, водорозчинні вітаміни є основними коферментами або входять до складу коферментів різних ферментних систем. Водорозчинні вітаміни в тканинах зв'язані з білками, не мають провітамінів і не викликають гіпервітамінозів. Розглянемо вітаміни групи В.

 

Вітамін В1

Вітамін В1 – тіамін, антиневритний фактор. Саме він, як сказано вище, був першим вітаміном, одержаним у кристалічному стані Функом і який спричинив назву всієї групи речовин. Його молекула складається з піримідинового та тіазолового кілець, зв'язаних між собою через ­СН2‑групу:

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.bsmu-all.narod.ru/mats/biochem/col2_biochem.files/image001.gif

http://www.youtube.com/watch?v=Q5BCmsixuqM

http://www.youtube.com/watch?v=PD_CoEngu4M&feature=related

 

Добова потреба в тіаміні для дорослої людини складає 1-3 мг. Міститься він в хлібі грубого помолу, горосі, квасолі, а також  тваринних продуктах: печінці, м'ясі та інших. Всмоктується в тонкому кишечнику і кров'ю заноситься в печінку, де під впливом ферменту тіамінфосфокінази фосфорилюється до тіамінфосфату, тіаміндифосфату та тіамінтрифосфату. Найбільш вивчена роль тіаміндифосфату. Із печінки тіамін розноситься в різні органи. Найбільше його є в м'язах (до 50 %), а решта – в печінці та інших органах і тканинах.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image005.jpg

Тіаміндифосфат (кокарбоксилаза) входить як кофермент до складу піруватдегідрогенази, альфа-кетоглутаратдегідрогенази і транскетолази. Завдяки цьому бере участь в окисненні пірувату й альфа-кетоглутарату в мітохондріях, а отже, у вилученні енергії з продуктів розщеплення вуглеводів, білків та жирів. Транскетолаза забезпечує перебіг неокиснювальної фази пентозофосфатного циклу, який призводить до нагромадження НАДФН2 і рибозо-5-фосфату. За рахунок цього вітамін В1 необхідний для синтезу жирних кислот, холестерину, стероїдних гормонів, знешкодження токсичних речовин, ліків тощо. А рибозо-5-фосфат використовується для синтезу нуклеїнових кислот, нуклеотидних коферментів, нуклеотидів. У мозковій тканині знаходиться в достатній кількості тіамінтрифосфат, що має відношення до синаптичної передачі нервових імпульсів.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://biofarma.kiev.ua/img/shop/6_1.gif

Гіповітаміноз В1 характеризується зниженням вмісту названих вище коферментів у тканинах і, як наслідок, послабленням активності транскетолази та дегідрогеназ кетокислот. Саме тому вміст піровиноградної та альфа-кетоглутарової кислот підвищується в крові й сечі, зменшується використання їх в енергозабезпеченні тканин, насамперед мозку (мозкова тканина живиться переважно вуглеводами). Через нестачу НАДФН2 і рибозо-5-фосфату, що викликано пригніченням транскетолазної реакції, загальмовуються процеси біосинтезу, зокрема замінних амінокислот. Тому в обміні речовин процеси катаболізму будуть переважати над анаболізмом.

Описание: Описание: Описание: Описание: картинка: eijkman.jpg


Эйкман (Eijkman), Христіан (11 серпня 1858 р. – 5 листопада 1930 р.), вперше в дослідах на курах встановив причину хвороби „бері-бері”, яка була поширена на острові Ява. Харчування „полірованим” рисом призводить до виникнення гіповітамінозу В1, який міститься у висівка, шкаралупі злакових.

Через нестачу вітаміну В1 в організмі розвивається ряд патологічних проявів, які називаються бері-бері. Зміни спостерігаються з боку метаболізму і функцій органів травлення, серцево-судинної, нервової та м'язової систем. Розлади шлунково-кишкового тракту проявляються у вигляді різкого зменшення апетиту, зниження секреції шлункового соку і соляної кислоти, атонії кишечника, в'ялих закрепів. Характерними рисами бері-бері є різка атрофія м'язової тканини, зниження скоротливої здатності скелетних м'язів (виражена м'язова слабкість)

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.pticevod2.narod.ru/imeges/lech/avitominozB1.jpg

 

Рис. Авітаміноз В1

 

Спостерігаються зменшення сили серцевих скорочень, розширення правого шлуночка, тахікардія і гостра серцево-судинна недостатність. Неврологічними ознаками недостачі вітаміну В1 найчастіше є такі зміни: поступове зниження периферичної чутливості, втрата деяких периферичних рефлексів, сильний біль по ходу нервів, корчі, розлади вищої нервової діяльності (страх, зниження інтелекту, галюцинації). Але зараз вважається, що бері-бері в країнах, де харчуються полірованим рисом, не є проявом чистого гіповітамінозу В1. Більш правдоподібним є погляд, що бері-бері є наслідком нестачі в продуктах харчування цілого ряду вітамінів (поліавітаміноз), зокрема В1, В2, РР, С та інших. У Європі гіповітаміноз описаний у вигляді енцефалопатій (синдром Верніке) або ураження серцево-судинної системи (синдром Вейса). При гіповітамінозі В1 швидше виникають розлади в шлунково-кишковій системі й порушення психіки, настають зміни серцево-судинної і м'язової систем. Дещо пізніше розвиваються ураження периферичної нервової системи (розлади чутливості, біль по ходу нервів та інші). Ці зміни завершуються контрактурами, атрофією та паралічами нижніх, а потім і верхніх кінцівок.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2008/05/07/031.jpg

Окремою формою тіамінової недостатності є уроджені порушення метаболізму вітаміну, наприклад тіамінзалежна анемія.

У медицині використовуються тіамін і тіаміндифосфат (кокарбоксилаза) для покращання засвоєння вуглеводів, у лікуванні цукрового діабету, гіповітамінозів, дистрофій міокарда, уражень м'язів та центральної і периферичної нервової системи.

 

Вітамін В2 (рибофлавін)

Рибофлавін складається з трициклічної сполуки ізоалоксазину та спирту рибітолу (похідного рибози), звідки і походить його назва.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image010.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=qpvNaGIJMzw

 

Надходить в організм із продуктами харчування, частково синтезується кишковими мікроорганізмами. Найбільше вітаміну В2 міститься в печінці, нирках, домашньому сирі, жовтку курячого яйця. Добова потреба його для дорослої людини становить 1-3 мг. Всмоктується рибофлавін у тонкому кишечнику за допомогою простої дифузії. У тканинах організму він перетворюється на ФМН і ФАД.

 

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image011.jpg

ФМН і ФАД як коферменти входять до складу флавінових ферментів, що беруть участь у багатьох окиснювальних реакціях клітин: передачі електронів і протонів у дихальному ланцюзі, окисненні пірувату, альфа-кетоглутарату, жирних кислот, біогенних амінів, альдегідів тощо.

Зараз відомо приблизно 30 флавінових ферментів, з яких тільки деякі містять як кофермент ФМН; небілкова частина решти флавопротеїнів представлена ФАД. Усі флавінові коферменти в окисненій формі забарвлені в жовто-оранжевий колір, мають характерні смуги поглинання з максимумом у ділянках 370 і 450 нм. При відновленні флавінових коферментів два атоми водню приєднуються до двох атомів азоту ізоалоксазинового кільця:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image012.jpg

 

Відновлені ферменти можуть окиснюватися киснем повітря. Флавінові коферменти входять до складу двох різновидів ферментів: перші з них (цитохромредуктази) не взаємодіють із киснем повітря й окиснюються за допомогою системи цитохромів; другі – легко взаємодіють із киснем, утворюючи при цьому пероксид водню. Сюди відносяться альдегідоксидазксантиноксидаза, оксидази амінокислот. У клітинах кінцевим акцептором електронів від флавінових дегідрогеназ служить цитохромна система. Деякі флавінові дегідрогенази, крім ФМН і ФАД, містять ще комплексно зв'язані метали, наприклад молібден або залізо.

Гіповітаміноз В2 характеризується зниженням вмісту коферментів, насамперед ФМН, що проявляється пригніченням процесів тканинного дихання і спричиняє затримку росту, посилений розпад тканинних білків.

Досить специфічними симптомами для гіповітамінозу В2 є ураження епітелію слизових, шкіри і рогівки ока: сухість слизових губ, порожнини рота. Слизова рота яскраво-червоного кольору, в його кутиках і на губах тріщини, лущення шкіри на обличчі, сухість кон'юнктиви, її запалення, проростання судинної сітки в рогівку. Васкуляризація рогівки ­полегшує надходження кисню в її центральну безсудинну зону та є проявом компенсації функції рогівки, викликаної дефіцитом флавінових коферментів, необхідних для окисно-відновних процесів.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://contlenses.com/images/.jpg_400.jpg

 

Сухість кон'юнктиви, її запалення, проростання судинної сітки в рогівку при нестачі вітаміну В2

 

Практичне використання. У медицині рибофлавін застосовується при гіповітамінозі В2, а також для лікування захворювань шкіри, очей, спричинених іншими чинниками, для прискорення загоювання ран, виразок, а також для лікування уражень печінки, при отруєнні чадним газом тощо.

 

Вітамін В3 (пантотенова кислота, антидерматитний)

Назва вітаміну В3 (від грец. pantothen – скрізь присутній, всеохоплюючий) свідчить про його значне поширення в природі. Він необхідний для життєдіяльності мікроорганізмів, комах, рослин, тварин і людини.

За хімічною структурою пантотенова кислота являє собою сполуку, утворену з масляної кислоти, яка в альфа- і гамма-положеннях містить ОН-групи, а в бета-положенні – дві СН3-групи, з’єднану амідним зв'язком із бета-аланіном:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image014.jpg

Джерелом пантотенової кислоти для людини є кишкові мікроорганізми і продукти харчування. Найбільше її міститься в дріжджах, печінці, курячих яйцях, молоці, м'ясі, стручкових тощо. Добова потреба у вітаміні В3 для дорослої людини складає приблизно 10 мг.

Біологічна функція пантотенової кислоти: вона входить до складу коферменту А (кофермент ацилювання). Кофермент А утворюється в результаті приєднання до СООН-групи бета-аланіну пантотенової кислоти залишку тіоетиламіну та залишку АДФ до гамма-ОН-групи масляної кислоти.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image015.jpg

 

Функціонально активною групою коензиму А (КоА) є кінцева сульфгідрильна група, яка може зазнавати ацилювання з утворенням ацил-КоА або знаходитися в деацильованому стані КоА-SH. Крім того, вітамін В3 входить до складу фосфопантотеїну, що є коферментом ацилпереносного білка синтетази жирних кислот.

Таким чином, значення пантотенової кислоти пояснюється участю 2-х коферментів у багатьох каталітичних процесах, зокрема таких, як окиснення жирних кислот, кетокислот, біосинтез жирних кислот, холестерину, стероїдних гормонів, кетонових тіл, ацетилхоліну. Саме за участь коферменту А в багатьох процесах обміну вуглеводів, жирів і білків його називають основним коферментом у клітинах. Гіповітамінозу В3 у людини не виявлено. Але шляхом введення тваринам і людям-добровольцям антивітамінів, які заміщують у ферментативних реакціях пантотенові коферменти і викликають дефіцит пантотенової кислоти, встановлено, що її недостатність проявляється сповільненням окиснення піровиноградної й альфа-кетоглутарової кислот, ураженням шкіри, посивінням волосся, порушенням функцій центральної нервової системи, зниженням пристосування до факторів зовнішнього середовища.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image016.jpg

Практичне застосування. У медицині використовують пантотенат кальцію і КоА для лікування захворювань шкіри, уражень печінки, міокардіодистрофій, а також у парфумерії.

 

Вітамін В5 (РР, нікотинамід, протипелагричний)

Вітамінну дію проявляє нікотинова кислота (умовно її називають ніацином, щоб не плутати з нікотином, що знаходиться в тютюні й ніколи не перетворюється в нікотинову кислоту). Фізіологічна назва вітаміну РР походить від італ. слова preventive pelagra – попереджує пелагру, – оскільки при його відсутності розвивається захворювання, відоме під назвою пелагра. За структурою вітамін РР є похідним гетероциклічної сполуки піридину:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image017.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=MLFZ8CsrJqU&feature=related

 

Нікотинова кислота досить поширена в рослинних і тваринних продуктах. Для людини основним її джерелом є хліб, картопля, рис, м'ясо, печінка, нирки, морква та інші продукти. Добова потреба в ніацині для дорослої людини складає приблизно 25 мг.

Горбачевський та ін. встановили, що гіповітаміноз В5 розвивається в тих людей, котрі харчуються переважно продуктами, виготовленими з кукурудзи, і дуже мало вживають молочних і м'ясних продуктів. Пізніше було виявлено, що в молочних і особливо в м'ясних продуктах є багато незамінної амінокислоти триптофану, з якої може утворюватись нікотинова кислота. Отже, в продуктах тваринного походження знаходиться в підвищеній концентрації як сам вітамін РР, так і речовини, з яких він утворюється.

Всмоктується вітамін РР у тонкій кишці простою дифузією. З ентероцитів він потрапляє в кров, якою переноситься в печінку та інші органи. У клітинах нікотинова кислота перетворюється в НАД+ і НАДФ+.

 

Біосинтез НАД+ із нікотинаміду здійснюється таким способом:

а)нікотинамід+фосфорибозилпірофосфатОписание: Описание: Описание: Описание: C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\матер_практ81013_\укр\10ВІТАМІНИ ЯК КОМПОНЕНТИ ХАРЧУВАННЯ..files\image018.jpgнікотинамід-мононуклеотид+Н4Р2О7;

б) нікотинамід-мононуклеотид+АТФ Описание: Описание: Описание: Описание: C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\матер_практ81013_\укр\10ВІТАМІНИ ЯК КОМПОНЕНТИ ХАРЧУВАННЯ..files\image018.jpg НАД++пірофосфат.

Процес утворення НАД+ здійснюється під впливом специфічних пірофосфорилаз, розміщених як у цитоплазмі, так і в мітохондріях.

НАДФ утворюється в цитоплазмі з НАД+ за допомогою специфіч­ної кінази:

                                 НАД+ + АТФ Описание: Описание: Описание: Описание: C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\матер_практ81013_\укр\10ВІТАМІНИ ЯК КОМПОНЕНТИ ХАРЧУВАННЯ..files\image018.jpgНАДФ+ + АДФ.

НАД+ і НАДФ виявлені в усіх типах клітин. У клітинах печінки приблизно 60 % усього вмісту НАД+ знаходиться в мітохондріях, а 40 % – у цитоплазмі.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image018.jpg

Обидва коферменти легко окиснюються і відновлюються за допомогою специфічних дегідрогеназ.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.xumuk.ru/biologhim/bio/img664.jpg

 В окисненому стані НАД+ має вузьку смугу поглинання в ультрафіолетовій частині спектра з максимумом на довжині хвилі 260 нм. У відновленому стані виникає друга смуга при 340 нм, при одночасному зменшенні інтенсивності смуги при 260 нм. Окиснені форми НАД+ і НАДФ+ проявляють виражену флюорисценцію з довжиною хвилі 440 нм.

Біологічні функції. У складі НАД+ і НАДФ+ ніацин бере участь в обміні речовин. Є приблизно сотня нікотинамідзалежних ферментів. НАД+ і НАДФ+ є коферментами багатьох дегідрогеназ, необхідних для вироблення енергії в клітині: виступають акцепторами і проміжними переносниками атомів водню на початкових стадіях окиснення вуглеводів, жирних кислот, амінокислот, гліцерину, на стадії циклу Кребса і в термінальних стадіях дегідрування в дихальному ланцюзі та монооксигеназному ланцюзі.

Таким чином, вітамін В5 бере участь в енергозабезпеченні клітин і в знешкодженні шляхом окиснення природних та чужорідних речовин (монооксигеназний ланцюг окиснення).

НАДФН2 як донор атомів водню використовується в біосинтетичних відновних реакціях (синтез жирних кислот, холестерину, стероїдних гормонів та ін.).

Крім того, НАД+ є субстратом для реакції синтезу полі-АДФ-рибози. Цей процес має відношення до регуляції утворення нуклеїнових кислот у клітинному ядрі. НАД+ і НАДФ+ виступають також у ролі алостеричних ефекторів ферментів енергетичного обміну. Так, НАДН є алостеричним інгібітором ферментів циклу Кребса (ізоцитратдегідрогенази, малатдегідрогенази та ін.). Надлишок НАДФН викликає інгібування глюкозо-6-фосфатдегідрогенази.

Недостатність ніацину проявляється захворюванням, що називається пелагрою. Важливо зазначити, що гіповітаміноз В5 супроводжується одночасним гіповітамінозом В2 та В6. Це пов'язано з тим, що для утворення нікотинової кислоти з триптофану потрібні коферменти рибофлавіну та піридоксину.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Starved_girl.jpg/300px-Starved_girl.jpg

 

Дитина, хвора на дитячу пелагру, в таборі для біженців під час Нігерійської громадянської війни (1967 — 1970)

http://www.youtube.com/watch?v=QeloeutvsqM 

http://www.youtube.com/watch?v=UrDeVyiXzyg&feature=related

 

У хворих на пелагру мало змінюються окисні енергозабезпечувальні процеси. Очевидно, для їх здійснення в клітинах треба незначна кількість коферментів. Оскільки НАД+ і НАДФ+ беруть участь у синтетичних процесах відтворення нуклеїнових кислот, то нестача нікотинової кислоти позначається на нормальному поділі клітин швидко проліферуючих тканин (шкіра, слизові). Тому пелагра супроводжується дерматитами на ділянках шкіри, доступних дії сонячних променів (фотодерматити), порушенням травлення (діарея), атрофією і болючістю язика. При тяжких формах хвороби спостерігаються крововиливи протягом усього шлунково-кишкового тракту.

Описание: Описание: Описание: Описание: Файл:Pellagra NIH.jpg

Важка форма пелагри (виражений фотодерматит)

 

Частими проявами гіповітамінозу є також порушення інтелекту (деменція) і функції периферичних нервів (неврити).

Практичне застосування. У медицині нікотинову кислоту та її амід використовують для лікування пелагри, дерматитів, викликаних іншими чинниками, невритів, дистрофій серцевого м'яза, а також у клініці як судинорозширювальний засіб.

 

Вітамін В6 (піридоксин, антидерматитний)

Під терміном вітамін В6 мають на увазі три речовини – піридоксол (піридоксин), піридоксаль, піридоксамін:



Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image022.jpg

 

 

Як бачимо, всі вони відрізняються між собою функціональними групами в 4 положенні піридинового ядра: піридоксол має спиртову групу, піридоксаль містить альдегідну групу, а піридоксамін – амінометильну.

http://www.youtube.com/watch?v=Q9yBs6wvMFc 

http://www.youtube.com/watch?v=zwUc5gHoF_U&feature=related

 

Вітамін В6 у великій кількості міститься в продуктах рослинного і тваринного походження. Для людини джерелом вітаміну В6 є кишкові бактерії, а також хліб, горох, квасоля, картопля, м'ясо, печінка, нирки й ін.; менше його в капусті й моркві. Добова потреба у вітаміні В6 для дорослої людини складає в середньому 2-3 мг.

Всмоктується вітамін у тонкій кишці простою дифузією. З ентероцитів він потрапляє в кров, а звідси переноситься до різних тканин, де під впливом специфічних кіназ піридоксаль і піридоксамін фосфорилюються і перетворюються в піридоксальфосфат та піридоксамінфосфат.

Реакцію фосфорилювання піридоксалю під впливом піридоксалькінази можна представити таким рівнянням:

                            піридоксаль+АТФ ® піридоксальфосфат+АДФ

Біологічні функції. Біологічна роль вітаміну В6 пов'язана з коферментами (піридоксальфосфатом та піридоксамінфосфатом), які знаходяться в усіх клітинах організму. З участю вітаміну В6 у складі коферменту піридоксальфосфату відбуваються реакції трансамінування амінокислот та окиснення біогенних амінів, декарбоксилювання амінокислот та їх ізомеризація, синтез нікотинаміду з триптофану, біосинтез гему, гамма-аміномасляної кислоти й ін. Піридоксальфосфат входить до складу майже всіх класів ферментів. Звідси зрозуміло, що при нестачі вітамі­ну В6 можуть спостерігатися численні порушення обміну речовин, зокрема амінокислот.

 

Гіповітаміноз В6

Піридоксинова недостатність може спостерігатися в дітей і проявлятися підвищеною збудливістю центральної нервової системи і періодичними судомами. Причиною таких змін є недостатня кількість галь­мівного медіатора центральної нервової системи гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК), що утворюється з глутамінової кислоти під впливом ферменту декарбоксилази з участю коферменту піридоксальфосфату. В дорослих людей гіповітаміноз може виникати при тривалому лікуванні туберкульозу протитуберкульозним препаратом ізоніазидом, який за своєю природою є антагоністом (антивітаміном) піридоксалю. У цих хворих також підвищена збудливість центральної нервовї системи, виникають поліневрити і спостерігаються ураження шкіри, характерні для гіповітамінозу РР.

Практичне застосування. У медицині піридоксин використовують для лікування хворих на гіповітаміноз В6, для профілактики побічної дії ізоніазиду, лікування невритів, дерматитів, токсикозів вагітності (знешкоджує біогенні аміни), порушень функції печінки, піридоксинзалежних уроджених анемій.

Вітамін В10 (фолієва кислота, фоліацин, антианемічний)

Іноді фолієву кислоту називають ще вітамінами В10. За хімічною природою це птероїлглутамінова кислота. В основі її будови лежать залишки циклічної сполуки птерину, параамінобензойної та глутамінової кислот:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image023.jpg

 

http://www.youtube.com/watch?v=4-pMZRxyasU&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=TLDodF9kkRo&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=_QFl7BnWhpQ&feature=related

 

Назва фолієва кислота походить від латинського слова foliun, що означає лист. Уперше була виділена з листя шпинату, потім – з печінки. Вона потрібна для нормального росту тварин і мікроорганізмів, звідки пішла ще одна її назва – фактор росту. Фолієву кислоту, або вітамін В10, називають ще вітаміном М, необхід­ним для нормального кровотворення в мавп; вітаміном Вс, необхідним для нормального росту курчат (індекс "С" від англ. chicken – курча). Зараз доведено, що стимулювання росту під впливом вітаміну В10 відбувається за рахунок параамінобензойної кислоти, що входить до складу вітаміну В10. На рис. пока­за­­на фолієва недостатність в індичат.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image024.jpg

Для дорослої людини добова потреба в цьому вітаміні складає 0,2‑0,5 мг. Основним джерелом фолієвої кислоти для людини є рослинна і тваринна їжа. Багато її міститься в листках рослин, овочах, фруктах, а також у печінці та м'ясі. Додатковим джерелом фолієвої кислоти є і мікрофлора кишечника. В організмі дорослої людини міститься 7-12 мг цієї кислоти, з них більше половини – в печінці, нирках і слизовій кишечника.

Всмоктується фолієва кислота в тонкій кишці, де з неї утворюється тетрагідрофолієва кислота (ТГФК). Процес відбувається у дві стадії. Спочатку за допомогою ферменту фолатредуктази утворюється дигідрофолієва кислота (ДГФК), яка з участю іншого ферменту – дигідрофолатредуктази – відновлюєтьсяя до ТГФК:

Після відновлення фолієвої кислоти в 5, 6, 7, 8 положеннях вона, перетворившись у ТГФК, набуває властивостей коферменту:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image025.jpg

У такій активній формі фолієва кислота бере участь в обміні одновуглецевих залишків: метильних – СН3, оксиметильних – СН2ОН, формільних – НСО та ін., які, приєднуючись до ТГФК, переносяться на різні сполуки (рис. 3.12). Саме тому ця кислота має відношення до біосинтезу азотистих основ нуклеїнових кислот, креатину, метіоніну, гліцину, серину й ін. ­Оскільки ці речовини є необхідним компонентом біосинтезу білків і нуклеїнових кислот, стає зрозумілим значне порушення обміну речовин, поділу клітин та зупинка росту організму при нестачі фолієвої кислоти.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image026.jpg

 

Гіповітаміноз В10

При нестачі фолієвої кислоти порушується обмін одновуглецевих груп, що проявляється у вигляді мегалобластичної анемії. Спостерігаються зменшення кількості еритроцитів, зниження вмісту гемоглобіну в периферичній крові, з’являються великі клітини (мегалобласти), настає зменшення кількості лейкоцитів (лейкопенія). Мегалобластична анемія найчастіше є результатом нестачі вітаміну В10 чи В12 або одночасно обох. Нестача цих вітамінів відбивається, насамперед, на біосинтезі ДНК у кровотворних клітинах, що зазнають швидкого поділу і проліферації (не утворюються тимідилова кислота, пуринові нуклеотиди, порушується метилювання нуклеїнових кислот і, як наслідок, змінюється еритропоез).

Практичне застосування. У практичній медицині фолієву кислоту використовують для лікування мегалобластичної анемії, отруєнь метиловим спиртом (включає в обмін формільний радикал), для стимуляції проліферації клітин.

 

Вітамін В12 (ціанокобаламін, антианемічний)

Вітамін В12 – один із найскладніших за структурою вітамінів. Молекула його складається із двох частин: хромофорної (тетрапірольна сполука, подібна до гему, так зване коринове ядро, що містить кобальт) і нуклеотидної. Пірольні кільця містять як замінники різні радика­ли – метильні, ацетамідні (СН3СОNН2), пропіонамідні (СН3CH2СОNН2). Атом кобальту зв'язаний із чотирма азотами пірольних кілець. Під час виділення вітаміну одержують ще і ціановий радикал (-СN), але це артефакт виділення. Нуклеотидна частина представлена 5,6-диметилбензімід-азолрибонуклеотидом:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image027.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=DQ7IHIgw1ic&feature=related

 

Вітамін В12 не синтезується ні в рослинах, ні в тваринних організмах. Його здатні утворювати тільки мікроорганізми.

Основним джерелом вітаміну В12 для людини є продукти тваринного походження – печінка, нирки, серце, м'ясо та ін. Частково він синтезується мікрофлорою кишечника за умов надходження з їжею кобальту. Добова потреба у вітаміні В12 для дорослої людини складає 2,5-5 мкг.

Всмоктування кобаламіну відбувається в тонкій кишці. Але для цього необхідний так званий внутрішній фактор Кастла, що утворюється в обкладкових клітинах шлунка. За своєю природою він являє собою глікопротеїн, який має здатність вибірково зв'язуватись з вітаміном В12. Комплекс вітамін В12 – внутрішній фактор заноситься в кишечник, тут відбувається приєднання його до специфічних рецепторів мембран ентероцитів, перенесення через мембрану і всмоктування. При потраплянні кобаламіну в кров глікопротеїн відщеплюється від комплексу. У крові кобаламін переноситься спеціальними транспортними білками (транскоба­ламіном І і транскобаламіном ІІ), що відносяться до альфа- і бета-глобулінів.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image028.jpg

Коферментними формами в тканинах організму є метилкобаламін (метил-В12) і дезоксиаденозилкобаламін (ДА-В12), які утворюються за рахунок приєднання СН2- чи ДА до атома кобальту (у 6-му координаційному положенні) кобаламіну переважно в печінці та нирках і розносяться до решти органів.

Біологічні функції. Вітамін В12 бере участь у багатьох хімічних перетвореннях, але механізм їх ще недостатньо вивчений. Встановлено, що кофермент метилкобаламін входить до складу ферменту, який переносить метильну групу 5-метилтетрагідрофолієвої кислоти на гомоцистеїн з утворенням метіоніну:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image029.jpg

Таким чином, вітамін В12 функціонально тісно пов'язаний із фолієвою кислотою. Разом з нею він сприяє синтезу метіоніну, утворенню креатину, пуринових і піримідинових основ, амінокислот, білків, нуклеїнових кислот і ін. Кофермент дезоксиаденозилкобаламін у складі ферменту метилмалоніл КоА-мутази перетворює метилмалоніл-КоА в сукциніл-КоА. Ця реакція має місце в завершальній стадії окиснення жирних кислот з непарною кількістю вуглецевих атомів у циклі Кребса, окисненні бокового ланцюга холестерину, тиміну, амінокислот (метіонін, ізолейцин, треонін, валін). Встановлено, що кобаламін сприяє депонуванню та утворенню коферментних форм фолієвої кислоти і за рахунок цього бере участь в синтезі ДНК і проліферації кровотворних клітин.

Гіповітаміноз В12 виникає найчастіше як ускладнення гастриту, зокрема при гіпо- або анацидних гастритах, після оперативного видалення шлунка чи частини його, де виробляється внутрішній фактор. Тому вітамін В12 не всмоктується, він виводиться з калом і як наслідок розвивається злоякісна анемія Адісона-Бірмера, або мегалобластична. Порушення кровотворення при цьому гіповітамінозі аналогічні тим, що мали місце у хворих з дефіцитом фолієвої кислоти. Але при нестачі кобаламіну спостерігається підвищення виділення з сечею метилмалонової кислоти, яка не засвоюється; можливі також ураження задніх і бокових стовпів спинного мозку (фунікулярний мієлоз).

Практичне застосування. Кобаламіни застосовуються для лікування мегалобластичної анемії, уражень спинного мозку і периферичних нервів. Найдоцільніше використовувати кобаламіни в поєднанні з фолієвою кислотою і залізом, позаяк вони необхідні для синтезу гемо­глобіну в кровотворних органах.

 

Вітамін С (аскорбінова кислота, антискорбутний)

За хімічною структурою аскорбінова кислота (антицинготний фактор) являє собою лактон диенолгулонової кислоти, тобто в її складі містяться дві енольні групи біля 2-го і 3-го вуглецевих атомів:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image030.jpg

 

Аскорбінова кислота, як видно із формул, близька до гексоз, має 6 атомів вуглецю. За рахунок дисоціації 2-х гідроксилів біля 2- і 3-го вуглецевих атомів аскорбінова кислота проявляє сильнокислотні властивості. Втрачаючи два атоми водню, аскорбінова кислота переходить в дегідроаскорбінову, тобто може вступати в оксидно-відновні реакції, при яких буде віддавати або приєднувати від інших сполук атоми водню.

http://www.youtube.com/watch?v=cI5h2Dlmqfg 

http://www.youtube.com/watch?v=ACBQQOUcn-Y&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=o3uSmyYSBJ8&feature=related

 

Аскорбінова кислота наявна в тканинах всіх тварин і вищих рослин. У людини, мавпи та морських свинок аскорбінова кислота не синтезується. Середньодобова потреба людини у вітаміні С складає 80-100 мг. Основним його джерелом є овочі, фрукти, ягоди. Най­більше аскорбінової кислоти міститься в шипшині, чорній смородині; з овочів багаті нею капуста, помідори, червоний перець, картопля і ін.

Всмоктується вона у всьому шлунково-кишковому тракті, але найкраще в тонкій кишці простою дифузією. У тканинах аскорбінова кислота зв'язується з білками. Вона буває вільною і вступає в окисно-відновні реакції. Найбільшу кількість аскорбінової кислоти виявлено в печінці, надниркових залозах, легенях.

У процесі метаболізму аскорбінова кислота перетворюється в дегідроаскорбінову, що спричиняється різними чинниками, зокрема киснем, метиленовою синькою, перекисом водню та ін. Цей процес не супроводжується зниженням вітамінної активності. Але дегідроаскорбінова кислота є не дуже стійкою сполукою і тому в слабколужному або нейтральному середовищі перетворюється в дикетогулонову кислоту, що не проявляє вітамінних властивостей. Дикетогулонова кислота підлягає дальшому окисненню з розривом вуглецевого ланцюга і утворенням щавлевої і L-треонової кислот, що виділяються з сечею як кінцеві продукти метаболізму:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image031.jpg

Біологічну роль аскорбінової кислоти найчастіше пов'язують з участю в окисно-відновних процесах. Але ферментів, у яких кислота відігравала б роль коферменту, досі не виявлено. Встановлено, що вона служить донором водню для відновлення різних біологічних субстратів. Зокрема відомо, що аскорбінова кислота може відновлювати дисульфідні зв'язки до сульфідних груп, активуючи цим самим ряд ферментів. В свою чергу дегідроаскорбінова кислота може ферментативно відновлюватись у тканинах організму за участю глутатіону. Біологічна роль аскорбінової кислоти тісно пов'язана з обміном білків, вуглеводів, мінеральних речовин. За участю аскорбінової кислоти перебігають процеси гідроксилювання з утворенням цілого ряду біологічно активних речовин. Так, через гідроксилювання триптофан перетворюється в 5-гідрокситриптофан, який служить основою для утворення медіатора серотоніну. Аскорбінова кислота необхідна для процесів гідроксилюванняя під час перетворення холестерину в стероїдні гормони, для перетворення 3,4-дигідроксифенілетиламіну в норадреналін. Вона сприяє звільненню заліза із феритину та трансферину, що забезпечує проникнення його в тканини. В кишечнику за участю аскорбінової кислоти відбувається відновлення Fe3+ до Fe2+, що необхідно для його всмоктування. Відновлення фолієвої кислоти до коферментної форми ТГФК також відбувається за участю аскорбінової кислоти. Без аскорбінової кислоти не відбувається процес гідроксилювання проліну і лізину, а отже, і перетворення проколагену в колаген, який є головним позаклітинним компонентом сполучної тканини.

 

Гіповітаміноз С

Завдяки участі аскорбінової кислоти в багатьох біохімічних процесах при обмеженому її надходженні розвивається ряд метаболічних порушень та клінічних проявів. Нестача в організмі аскорбінової кислоти відома під назвою цинги, або скорбуту, яка в минулі століття нерідко мала характер епідемій (рис.).

Описание: Описание: Описание: Описание: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1a/Scorbutic_tongue.jpg/300px-Scorbutic_tongue.jpg

 

Рис. Виражений стоматит при С авітамінозі

 

Найхарактернішою ознакою гіповітамінозу С є втрата організмом здатності виробляти основну міжклітинну "цементуючу" речовину – колаген. Порушується також синтез глікопротеїнів (мукополісахаридів), що призводить до ураження судинних стінок і опорних тканин. Зміни спостерігаються в першу чергу в кровоносній системі: судини стають ламкими і проникними, що супроводжується дрібними крововиливами під шкіру і в шкіру – так звані петехії. Можливі крововиливи в слизові оболонки та внутрішні органи. Одночасно з'являється кровоточивість із ясен, деполімеризація і руйнування одонтобластів і остеобластів, що призводить до розхитування та випадання зубів.

Описание: Описание: Описание: Описание: Файл:Scorbutic gums.jpg

Рис. Ураження десен при скорбуті

У хворих на цингу, крім цього, спостерігаються набряки нижніх кінцівок, болі під час ходьби, болі в серці, серцебиття, задишка, загальна слабкість, схуднення. Як ускладнення гіповітамінозу С у хворих може розвинутись анемія – не використовується залі­зо і фолієва кислота в процесі гемопоезу.

Практичне застосування. В медицині аскорбінову кислоту застосовують для стимуляції регенеративних процесів, ураження сполучної тканини і, звичайно, для профілактики та лікування цинги.

 

Вітамін Р (біофлавоноїди, фактор проникності, капілярозміцнювальний)

Вітамін Р (біофлавоноїди) – це група речовин рослинного походження, що відносяться до поліфенолів. У рослинах знайдено більше тисячі флавоноїдів. Назва вітаміну Р походить від угорського слова paprika, що означає червоний перець, в якому він знаходиться, та англійського слова permeation – проникність, що вказує на дію вітаміну. В основі будови вітаміну Р лежить флавон – циклічна сполука, що містить в своєму складі фенольні залишки, кетогрупи, гідроксигрупи в циклах. Зараз біофлавоноїди інтенсивно вивчаються для з’ясування механізму їх біологічної дії. Представниками цієї групи можуть бути гесперидин (або цитрин), який одержують із цедри цитрусових; рутин, що добувається із листя гречки; катехіни, що одержують із листя чаю. Всі вони використовуються в практичній охороні здоров'я.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image034.jpg

Біофлавоноїдами організм людини забезпечується в основному за рахунок рослинної їжі. Їх багато в ягодах і фруктах, зокрема в чорній смородині, чорноплідній горобині, яблуках, лимонах, шипшині, чаю і ін. Добова потреба людини у вітаміні Р складає близько 50-75 мг, але в клініці з лікувальною метою вітамін Р призначають в дозі 100-200 мг.

Біохімічні функції. Механізми впливу біофлавоноїдів на обмін речовин ще досконало не вивчений. В тканинах біофлавоноїди можуть використовуватись на побудову біологічно активних сполук і через них впливати на обмін речовин. Припускають можливість утворення з біо­флавоноїдів убіхінону, якому належить важлива роль в окисно-відновних процесах у мітохондріях. Доведено, що Р-вітамінні речовини функ­ціонально пов'язані з аскорбіновою кислотою. Обидва вітаміни створюють єдину окисно-відновну систему, в якій кожен із них доповнює дію іншого. Так, якщо вітамін С сприяє утворенню колагену, то вітамін Р, інгібуючи гіалуронідазу, захищає гіалуронову кислоту і колаген від деполімеризації (розщеплення); якщо вітамін С сприяє утворенню адреналіну, то вітамін Р захищає його від окиснення. Крім того, вітамін Р захищає від окиснення і саму аскорбінову кислоту, чим створює умови для її тривалішої дії. Таким чином, капіляроскріплюючі кровоспинні механізми в організмі людини функціонують завдяки поєднаній дії обох вітамінів – Р і С. Подібну дію вони мають і на тканинне дихання та вільнорадикальне окиснення. Якщо на перше обидва вітаміни мають стимулювальний вплив, то стосовно перекисного окиснення вони виступають як антиоксидники.

Практичне застосування. Біофлавоноїди застосовують для лікування захворювань, що супроводжуються ламкістю судин і підвищеною проникністю капілярів, наприклад капіляротоксикозу, алергічних васкулітів, променевої хвороби.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.forum.nedug.ru/attachment.php?attachmentid=819&stc=1&d=1208982241

 

Рис. Алергічний васкуліт

Застосовують як самі флавоноїди (рутин, гесперидин, кверцетин), так і їх комплекси з аскорбіновою кислотою – аскорутин, галаскорбін, катехіни чаю з аскорбіновою кислотою. Встановлено, що поєднане застосування вітамінів С і Р покращує лікувальний ефект і є добрим засобом для профілактики гіповітамінозів.

 

Вітамін Н (біотин, анти себорейний)

На початку ХХ ст. було встановлено, що згодовування тваринам сирого яєчного білка викликає токсичні зміни в їх організмі з вираженими явищами гострого дерматиту. Захворювання супроводжувалось відшаруванням і лущенням шкіри, випаданням шерсті і ненормальною позою тварин. Речовину, яку вдалось виділити із яєчного жовтка, що послаблювала або і виліковувала тварин з названими токсичними проявами, було названо біотином (від грецького "біос" – життя), або вітаміном Н (від нім. hаut – шкіра). Трохи пізніше цей вітамін було отримано із дріжджового екстракту та печінки. Щодо речовини, яка міститься в сирому яєчному білку, то нею виявився глікопротеїн, названий авідином. Він проявляє лужні властивості і утворює з біотином нерозчинний у воді комплекс, що не перетравлюється в шлунково-кишковому тракті.

За хімічною природою вітамін Н являє собою сполуку, що складається із тіофену та імідазолу, до яких приєднана валеріанова кислота. Можна також розглядати біотин як сполуку, що утворилася в результаті конденсації сечовини із тіофенвалеріановою кислотою (2'-кето,3,4-імідазолідо-2-тетрагідротіофенвалеріанова кислота).

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image036.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=o9lJoKoF4DE

 

Біотин міститься майже в усіх продуктах рослинного і тваринного походження. У значній кількості знаходиться він в печінці, нирках, жовтку яйця, молоці. З рослинних продуктів біотин є в горосі, квасолі, шпинаті, цибулі, помідорах, картоплі. Крім того, він синтезується мікрофлорою кишечника. Добова потреба дорослої людини в біотині складає приблизно 150-200 мкг. Біотин їжі всмоктується в ентероцити після відщеплення від нього білка, з яким він зв'язаний в продуктах харчування. В крові біотин зв'язується з альбуміном і потрапляє в тканини, накопичується в печінці і нирках. Виводиться з організму з сечею і калом в незміненому вигляді.

Біохімічні функції біотину. Біотин є коферментом у реакціях приєднання СО2 (точніше, іонів гідрокарбонату). В "біотинових" ферментах молекула біотину приєднана до апоферменту амідним зв'язком із кінцевою NH2-групою лізину, що входить в активний центр ферменту. Коферментною формою біотину вважається N5-карбоксибіотин:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image037.jpg

Він входить до складу піруват­карбоксилази, ацетил-КоА-карбоксилази, пропіоніл-КоА-карбоксилази та інших ферментів. Отже, біотин має відношення до утворення щавлевооцтової кислоти, глюконеогенезу, утворення жирних кислот, окиснення пропіонової кислоти в циклі Кребса. Розглянемо приклад утворення щавлевооцтової кислоти за участю ферменту піруваткарбоксилази:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image038.jpg

Гіповітаміноз Н

У людини клінічні прояви біотинової недостатності вивчені мало. Це зв'язано з тим, що біотин в достатній кількості знаходиться в харчових продуктах, а також синтезується мікрофлорою кишечника. Біотинова недостатність може виникнути у людей, що вживають багато сирого яєчного білка або тривалий час лікуються сульфаніламідами чи антибіотиками, які пригнічують ріст бактерій в кишечнику. В таких випадках у людини розвивається запальне ураження шкіри (дерматит), що супроводжується надмірним виділенням сальними залозами сала, випаданням волосся, ураженням нігтів, болями у м'язах, сонливістю, депресією, втратою апетиту, іноді анемією. Але ці явища швидко минають після щоденного введення біотину. В медичній практиці ­вітамін Н використовують для лікування уражень шкіри, зокрема дерматозів.

Вітаміноподібні речовини

Як уже було сказано, поділ речовин на вітаміни і вітаміноподібні має суто умовний характер, але він досить часто використовується у науковій літературі. За біологічною роллю вітаміноподібні речовини близькі до вітамінів, але вони потрібні організмові в значно більшій кількості, що досягається за рахунок як надходження із продуктами харчування, так і біосинтезу в тканинах організму.

 

Убіхінон (кофермент Q)

Убіхінон в перекладі означає “скрізь присутній”. Його виявляють в усіх живих організмах – рослинах, тваринах, грибах, мікроорганізмах. Він знаходиться тільки в мітохондріях клітин та аналогічних їм структурах бактерій.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://works.tarefer.ru/10/100086/pics/image006.gif

В структурі убіхінону (коферменту Q), крім хінонового кільця, міститься ще довгий ізопреноїдний ланцюг.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image040.jpg

 Кількість ізопреноїдів знаходиться в межах від 6 до 10. У ссавців їх 10.

Убіхінон називають ще коферментом Q, але досі не знайдено ферменту, для якого б убіхінон був коферментом. Назва коферменту Q закріпилась історично, позаяк до встановлення структури всі відкриті хінони назвали коферментами Q. Таким чином, убіхінон і його похідне, гідрохінон – поширена оксидно-відновна пара, що не зв'язується із специфічним апоферментом, але, будучи в розчинному стані в ліпідній фазі мембрани, служить проміжним переносником протонів і елек­тро­нів – приймає від одних ферментів і передає іншим. Інакше, убіхінон являє собою рухомий жиророзчинний субстрат, що, наче човник, руха­ється між сусідніми ферментами, які жорстко вмонтовані в мембрані, і приймає або передає їм відновні компоненти (протони й електрони). При цьому убіхінон може брати участь у переносі одного електрона або 2-х, утворюючи відповідно семіхінон або гідрохінон.

В організмі людини здійснюється повний синтез убіхінону із мевалонової кислоти та продуктів обміну фенілаланіну. Ознак нестачі убіхінону в людини не виявлено, але в деяких випадках убіхінон знаходить собі практичне застосування в медицині. Так, при деяких формах анемій в дітей, що важко піддаються лікуванню, використання убіхінону приводить до позитивних результатів. Застосовують його і для лікування м'язових дистрофій і серцевої недостатності.

 

Вітамін В4 (холін)

За хімічною структурою вітамін В4 (холін) – це триметил-аміно­етанол:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image041.jpg

Холін входить до складу фосфоліпідів-холінфосфатидів, які є головними компонентами біологічних мембран. В організмі холін синтезується в складі холінфосфатиду із серинфосфатиду. Донатором метильних груп для утворення холіну служить метіонін або гліцин і серин. В нормі він синтезується в достатній кількості і тому не є справжнім вітаміном, але при нестачі білка в їжі розвивається вторинна холінова недостатність. Нестача холіну проявляється жировою інфільтрацією печінки, геморагічною дегенерацією нирок, порушенням процесів згортання крові. Отже, холін є важливим компонентом ліпотропної системи, що попереджує ожиріння печінки. Сюди відносяться ще метіонін, серин, треонін, вітаміни В6, В10, В12 та інші. Він входить до складу медіатора нервової системи ацетилхоліну. Крім того, холін бере участь в реакціях трансметилювання під час біосинтезу метіоніну, фосфоліпідів та пуринових і піримідинових нуклеотидів. Холін також стимулює обмін жирів. Основним джерелом холіну для людини є м'ясо, печінка, нирки, багато його в таких рослинних продуктах, як капуста та злакові. Добова доза холіну для дорослої людини складає 250-600 мг. Частина потреб задовольняється за рахунок утворення його мікрофлорою кишечника.

У практичній медицині холін застосовується для лікування уражень печінки, викликаних різними токсичними факторами або ­іншими причинами.

 

Вітамін В8 (інозит)

Інозит, або вітамін В8, за хімічною структурою є шестиатомним циклічним спиртом, похідним циклогексану.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image042.jpg

 Найбільше його міститься в печінці, м'ясі, яєчному жовтку, а також у зеленому горошку, грибах, картоплі, хлібі. Точна потреба людського організму у вітаміні В8 не ­встановлена. Припускають, що на добу людині потрібно його 1,0-1,5 г. Інозит входить до складу інозитфосфатидів усіх тканин, особливо багато його в мозку. Вітамін В8 може також утворюватись в організмі людини. Він потрібний для росту мікроорганізмів та для нормального розвитку і життєдіяльності тварин і людини. Встановлено, що вітамінну дію проявляє тільки один із багатьох ізомерів – міоінозит, що виділений із м'язів, та фітин – сіль інозитфосфорної кислоти. Біологічна роль інозиту, мабуть, зв'язана із його участю в побудові біологічних мембран у складі інозитфосфатидів. Саме з цим пов'язана його ліпотропна дія. При нестачі інозиту в їжі у тварин розвивається жирове переродження печінки, яке швидко минає при додаванні його в раціон тварин. Таким чином, є підстави стверджувати, що основне на побудову фосфатидів, які сприяють транспортуванню жирів з печінки і стимулюють їх окиснення. Крім того, за участю інозиту відбувається перетворення урацилу в цитозин, що спостерігається під час біосинтезу нуклеотидів та нуклеїнових кислот. У людини інозит-гіповітаміноз не виявлений. У медицині застосовується як ліпотропний фактор, а також для лікування м'язових дистрофій.

 

Вітамін N (ліпоєва кислота)

За хімічною структурою ліпоєва кислота являє собою монокарбо-нову кислоту, побудовану з 8 атомів вуглецю, з яких шостий і восьмий зв'язані із сіркою (6,8-дитіолоктанова кислота):

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image043.jpg

Завдяки здатності переходити із окисненої форми (-S-S) у відновлену ліпоєва кислота проявляє властивості коферменту в складі оксидоредуктаз. Амід ліпоєвої кислоти служить простетичною групою поряд з тіамінпірофосфатом та КоА складних поліферментних комплексів – піруват- і альфа-кетоглутаратдегідрогеназної систем, тобто вона бере пряму участь в окисненні піровиноградної та альфа-кетоглутарової кислот. Для людини нестача ліпоєвої кислоти, як і добова потреба, не вивчені. В медицині застосовується ліпоєва кислота і її амід у хворих на цукровий діабет, з ураженнями печінки.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.vitaminglobal.ru/bmz_cache/4/4b022bd659a42874e429ac617e7d8b0d.image.120x120.jpg

Ліпоєва кислота надходить з продуктами харчування, найбільше її міститься в дріжджах, м'ясних продуктах, молоці.

 

Вітамін Вт (карнітин)

За хімічною природою карнітин являє собою гама-триметиламін-бета-гідро­ксимасляну кислоту:

         (СН3)3N+–СН2–СН(ОН)–СН2–СООН

 Вітамін Вт (карнітин) – розповсюджена речовина, найбільше якої міститься у м'ясних продуктах (назва походить від італ. caro – м'ясо). Добова потреба в ньому для людини – приблизно 500 мг. Як вітаміноподібна речовина синтезується в організмі із лізину гамма-бутиробетаїну. Карнітин сприяє процесам окиснення жирних кислот і вилучення із них енергії в мітохондріях. Це здійснюється завдяки участі карнітину в перенесенні залишків довголанцюгових жирних кислот через ліпідну фазу мембрани до матриксу мітохондрії (див. "Транспорт жирних кислот в мітохондрії"). Припускають, що карнітин бере участь в переносі метильних груп.

При деяких ураженнях скелетних м'язів може настати карнітинова недостатність. Застосування вітаміну Вт у великих дозах сприяє легшому перебігу захворювання. Призначають карнітин для стимуляції м'язової діяльності, зовнішньої секреції підшлункової залози.

 

Вітамін В15 (пангамова кислота, антианоксичний)

Вітамін В15 (пангамова кислота) був виділений із насіння багатьох рослин. Звідси і пішла назва кислоти (від грец. pan – всюди, gami – насіння). За хімічною структурою пангамова кислота являє собою ефір глюконової кислоти і диметилгліцину:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image045.jpg

 

Пангамова кислота може служити донором метильних груп. Тому вона проявляє ліпотропну дію, тобто захищає печінку від жирової інфільтрації та жирового переродження. Вона активує окиснювальні процеси в організмі. Крім того, пангамова кислота має здатність зменшувати токсичну дію, викликану алкоголем, хлороорганічними сполуками, антибіотиками тетрациклінового ряду. Відомо, що вона має відношення до біосинтезу холіну, метіоніну та креатину. Джерелом пангамової кислоти для людини є печінка, насіння рослин, дріжджі і ін. Потреба людини в цьому вітаміні для людини не встановлена. З лікувальною метою його вводять у дозі 100-300 мг на добу. Застосовують пангамову кислоту як ліпотропний засіб при атеросклерозі, жировій інфільтрації печінки та в інших випадках.

 

Вітамін U (S-метилметіонін, антивиразковий)

Назва вітаміну походить від латинського слова ulcus, що означає виразка. Назва така пояснюється тим, що із капустяного соку було виділено речовину, яка призупинює розвиток експериментальної виразки шлунка. Пізніше ця речовина була виділена в кристалічному стані. За хімічною будовою вона являє собою S-метилметіонін:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image046.jpg

 Вітамін, одержаний в кристалічному стані із соку капусти, значно ефективніший для лікування виразкової хвороби, ніж сам сік.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.nikblo.ru/WO/zap008.jpg

Він стимулює загоювання виразки, зменшує болі, покращує стан хворого, тому широко застосовується для лікування виразки шлунка, дванадцятипалої кишки та гастритів. Вітамін U служить активним донором метильних груп і, подібно до метіоніну, сприяє синтезу холіну, креатину, холінфосфатидів. Джерелом вітаміну для людини є свіжа капуста, петрушка, редька, цибуля, перець, фрукти й ін.

 

Вітамін В13 (оротова кислота, фактор росту)

Вітамін В13 (оротова кислота) – похідне піримідину. Його формула така:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image048.jpg

Оротова кислота синтезується в організмі із аспарагінової кислоти та карбамоїлфосфату на шляху утворення піримідинових нуклеотидів. Завдяки цьому вона стимулює синтез білка, поділ клітин, ріст і розвиток тваринних і рослинних організмів. Свою анаболічну дію оротова кислота проявляє разом із вітаміном В12 і фолієвою кислотою. Недостатності оротової кислоти для людини не встановлено. В практичній медицині оротову кислоту застосовують для стимуляції росту недоношених дітей, для підсилення регенеративних процесів під час лікування інфаркту міокарда, дистрофій м'язів.

Відоме захворювання, в основі якого лежить спадкове порушення перетворення оротової кислоти в уридинмонофосфат, що йде на побудову ДНК. Ця хвороба – оротацидурія, при якій з сечею людина втрачає дуже багато оротової кислоти. При цьому спостерігається "піримідиновий голод". Лікують таке захворювання постійним введенням уридину.

 

Параамінобензойна кислота (ПАБК)

ПАБК не є вітаміном для людини. Вона служить вітаміном для мікроорганізмів і стимулює їх ріст. Входить у структуру фолієвої кислоти, необхідної як для мікроорганізмів, так і для тварин і людини. У людини ПАБК використовується мікрофлорою кишечника для побудови фоліацину. Якщо мікроорганізми, в тому числі і патогенні, не будуть одержувати ПАБК, то в них призупиниться вироблення фоліацину, а отже, ріст і розмноження. Таке явище спостерігається при введенні в середовище існування мікроорганізмів лікарського засобу – сульфаніламідного препарату (аналога ПАБК). Сучасна медицина використовує велику кількість різних сульфаніламідних препаратів для лікування багатьох інфекційних захворювань.

 

Антивітаміни

 

Речовини, що здатні пригнічувати дію вітамінів і викликати стан авітамінозу навіть за умов достатнього забезпечення організму вітамінами, називаються антивітамінами. Антивітаміни найчастіше блокують активні центри ферментів, витісняючи з них відповідні вітаміни, що виконували роль коферментів. До недавнього часу антивітамінами вважались речовини – структурні аналоги вітамінів, які після введення в організм викликали стан гіпо- або авітамінозу.

Зараз серед антивітамінів розрізняють дві групи: 1) речовини, структурно подібні до нативних вітамінів; 2) речовини, що відрізняються за структурою від вітамінів, але здатні модифікувати хімічну природу вітамінів і пригнічувати їх біологічну дію. Отже, антивітаміни можуть мати різні структуру та механізм дії на нативні вітаміни, тому до антивітамінів можна віднести і деякі ферменти, що мають здатність розщеплювати або зв'язувати вітаміни і цим позбавляти їх здатності проявляти свою дію. Наприклад, тіаміназа розщеплює молекулу вітаміну В1, аскорбатоксидаза розщеплює вітамін С, авідин зв'язує біотин в біологічно неактивний комплекс.

Структурно подібні антивітаміни є антиметаболітами, бо при взаємодії з апоферментами утворюють неактивний ферментний комплекс, нездатний до продовження реакції. Багато з них застосовується в лікувальній справі. Так, антивітамін (антагоніст) вітаміну К застосовується для пригнічення згортання крові з метою профілактики тромбозів; сульфаніламіди як антагоністи ПАБК – для лікування інфекційних захворювань; птеридини (антивітаміни фоліацину) – для лікування лейкозів; гідразид ізонікотинової кислоти (антивітамін нікотинової кислоти) – для лікування туберкульозу.

Деякі антивітаміни застосовуються для викликання експериментальних моделей гіпо- або авітамінозів. Наприклад, антивітамін вітаміну В1 гідрокситіамін використовують в експериментах для відтворення тіамінової недостатності. Аналогічно дезоксипіридоксин та гомопантотенова кислота викликають в експериментальних тварин відповідні гіповітамінози В6 і В3.

Доцільно підкреслити, що антивітаміни, які структурно подібні до нативних вітамінів (структурно подібні антивітаміни) є різновидністю антиметаболітів, до яких відносять ще антагоністи гормонів, ферментів, медіаторів нервової системи та інші. Антивітаміни широко застосовують в медицині.

 

 

Жиророзчинні вітаміни

Вітамін А (антиксерофтальмічний фактор)

Під назвою вітамін А об'єднують групу похідних від рослинних пігментів – каротинів. За структурою вітамін А – циклічний ненасичений одноатомний спирт, що складається із 6-членного кільця –бета-іонону, (2-х залишків ізопрену та первинної спиртової групи).

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image049.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=dcw1m31zuTE

 

Вітаміни А1 і А2 мають однакову біологічну дію і фізико-хімічні властивості, але активність вітаміну А2 менша. Вітамін А термостабільний, але на повітрі він швидко окиснюється в місцях подвійних зв'язків, при цьому втрачається біологічна активність. У натуральних харчових продуктах окиснення не відбувається завдяки дії антиоксидантів, зокрема токоферолу. В анаеробних умовах, будучи стійким до окиснення, він проявляє властивості антиоксиданта.

Вітамін А міститься тільки в тваринних продуктах. В рослинах містяться його попередники – провітаміни. Провітамінами вітаміну А є рослинні пігменти каротини (від лат. carota – морква).

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.tolk-i-polza.ru/images/C5474C6690B53B37C593AC4D12E7D4E5.jpg

Розрізняють 3 різновиди каротинів: альфа, бета і гама. Для людини найціннішим є бета-каротин, у складі якого є два бета-іононові кільця. У слизовій кишечника під впливом ферменту каротиноксигенази він окиснюється у місці центрального подвійного зв'язку, при цьому утворюються 2 молекули активного ретинолу.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image051.jpg

Каротини альфа- і гама містять тільки по одному бета-іононовому кільцю, тому при розщепленні в кишечнику утворюють по одній молекулі вітаміну А.

Обмін вітаміну А

Добова потреба вітаміну А для дорослої людини дорівнює в середньо­му 1,5-2,0 мг (5-6 тисяч МО), для дітей до 1 року – 0,5 мг.

Для вагітних жінок та матерів, що годують грудьми немовлят, дозу збільшують вдвоє. При інфекційних хворобах, пораненнях, а також при роботах, пов'язаних із напруженням зору, кількість вітаміну А також треба збільшувати.

Найбільше вітаміну А міститься в печінці морських риб, в печінці рогатої худоби, нирках і дещо менше у яєчному жовтку, вершковому маслі. Відповідно каротину багато є в червоному перці, моркві, цибулі, салаті, шпинаті, капусті, помідорах, ягодах обліпихи, горобини, абрикосах. Для всмоктування вітаміну А, як і інших жиророзчинних вітамінів, необхідні жовчні кислоти та жири. Каротини в слизовій кишечника і печінці частково перетворюються у вітамін А. У слизовій кишечника ретинол утворює складні ефіри з жирними кислотами, що мають довгий вуглецевий ланцюг. Ці ефіри транспортуються в складі хіломікронів ­через лімфатичну систему в кров. У плазмі крові ретинол зв'язується з ретинолтранс­портним білком (фракція альфа1-глобулінів) і доставляється до тканин. У сітківці ретинол перетворюється в ретиналь, що входить до складу родопсину і бере участь у зоровому процесі. Відкладається ретинол у печінці, частина його тут окиснюється в ретиналь, далі в ретиноєву кислоту, яка виділяється із жовчю у вигляді глюкуронідів. Усі форми вітаміну А (ретинол, ретиналь, ретиноєва кислота та ефірні форми) беруть участь у біохімічних процесах організму. За рахунок подвійних зв'язків вітамін А має відношення до регуляції окисно-відновних процесів, легко окиснюючись у складі мембран, змінює їх проникність та біосинтез компонентів мембран. Він стимулює бар'єрну функцію та проліферацію шкіри і всіх слизових, загальмовує перетворення циліндричного епітелію в плоский зроговілий; регулює нормальний ріст та диференціацію клітин ембріона і молодого організму, сприяє нормальному розвитку сперматозоїдів та плаценти під час вагітності. Реалізація цих функцій здійснюється за допомогою всіх форм вітаміну А, крім ретиноєвої кислоти. Ретиноєва кислота стимулює ріст кісток та м'яких тканин, що реалізується через активацію експресії генів. В ядрі клітин ретиноєва кислота зв'язується із внутрішньоядерним рецептором (рис. ). Утворений комплекс взаємодіє з хроматином, активує транскрипцію відповідних генів, що призводить до синтезу відповідних білків.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image052.jpg

Але цілковито механізми участі вітаміну А в метаболічних процесах, що забезпечують його функції, не досліджені. Найбільш вивчена роль вітаміну А в акті зору. В цьому процесі він бере участь у формі цис-ретиналю – компонента, що входить до складу білка родопсину. Родопсин – хромопротеїн, що складається з білка опсину і простетичної групи – ретиналю. Відіграє роль фоторецептора плазматичних мембран світлочутливих клітин сітківки ока. У людини сітківка ока має 2 види світлочутливих клітин – палички і колбочки. Палички сприймають слабке освіт­лення (забезпечують сутінковий і нічний зір), колбочки реагують на добре освітлення (забезпечують кольоровий і денний зір). У колбочках замість родопсину є йодопсин, вони відрізняються між собою білковою частиною.

Під впливом світла ретиналь змінюється (із цис- переходить у трансформу). Одночасно поглинутий квант світла призводить до дисоціації родопсину на опсин та транс-ретиналь, що супроводжується деполяризацією мембран та виникненням потенціалу дії. Останній, поширюючись по зоровому нерву, зоровому перехресті, несе інформацію в ­мозок, у ділянку fissura calcarina, де здійснюється первинний аналіз світ­ло­відчуття (вищий аналіз відбувається у корі головного мозку цієї ділянки).

Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0923.jpg

Відновлення родопсину здійснюється в темряві. Тут під впливом алкогольдегідрогенази за участю коферменту НАД транс-ретиналь відновлюється в транс-ретинол. Останній за допомогою ізомерази перетворюється в цис-ретинол, який через посередництво вже згаданої алкогольдегідрогенази окиснюється в цис-ретиналь. Цис-ретиналь, взаємодіючи з опсином, регенерує родопсин, який може далі брати участь у сприйнятті світлового сигналу. Перетворення родопсину на світлі і в темряві у вигляді схеми показані на таблиці. Існує думка, що транс-ретиналь може перетворюватися на світлі в цис-ретиналь під впливом ізомерази. Але значення цього процесу другорядне.

Під час відщеплення ретиналю від родопсину частина його руйнується, у зв'язку з чим для ресинтезу родопсину потрібні нові молекули вітаміну А. Тому при відсутності вітаміну А буде обмежений процес утворення цис-ретиналю та родопсину, що проявлятиметься зниженням здатності бачити ввечері та вночі – розвивається "куряча сліпота" (гемералопія), тобто знижується темнова адаптація, що є ранньою ознакою гіповітамінозу А. При гіповітамінозі порушується структура і функція епітелію – він орогіває, злущується. Це проявляється сухістю шкіри (ксеродермія), ороговінням епідермісу (гіперкератоз). Внаслідок ороговіння циліндричного епітелію та закупорювання слізних каналів настає сухість кон'юнктиви ока (ксерофтальмія), яка під впливом інфекції може швидко призводити до розм'якшення рогівки (кератомаляція) (рис.).

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image054.jpg

Одночасно спостерігається ороговіння та злущення епітелію дихальних шляхів, травного та сечовидільного трактів, що нерідко супроводжується закупорюванням видільних проток.

Хронічна нестача вітаміну А в молодому віці проявляється сповільненням росту, частими запаленнями дихальних шляхів. Надмірне потрапляння в організм вітаміну А супроводжується збільшенням проникності або руйнуванням мембран. Тому із лізосом в навколишнє середовище виходять кислі протеази та кисла фосфатаза, із мітохондрій – малатдегідрогеназа. Змін зазнають і ядерні мембрани. Гострий гіпервітаміноз А проявляється важкою інтоксикацією. Як антагоніст вітаміну А призначають тироксин та аскорбінову кислоту.

 

Вітамін D (кальциферол, антирахітний)

 

Вітамін D – спільна назва групи речовин рослинного і тваринного походження, що відносяться до стероїдів і проявляють антирахітну дію. Серед них найактивнішим є вітамін D2 (ергокальциферол) і D3 (холекальциферол).

Перший утворюється із рослинного попередника (провітаміну D2) – ергостеринy, а вітамін D3 – із 7-дегідрохолестерину, що міститься в шкірі людини і тварин. Під впливом ультрафіолетового випромінювання ергосте­рин перетворюється в ергокальциферол (вітамін D2), а 7‑дегідрохолестерин – в холекальциферол (вітамін D3). В основі їх будови лежить циклічний вуглеводень стеран, який є стереоізомером циклопентанпергідрофенантрену.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image055.jpg

Треба мати на увазі, що у здорової людини, яка постійно піддається сонячному опроміненню, вітамін D у шкірі утворюється в достатній кількості. Щодо цього вітамін D не є типовим вітаміном.

Ці вітаміни стійкі до дії високої температури, але руйнуються під впливом мінеральних кислот та окисників. Вагітним та малим дітям рекомендується приймати сонячні ванни або опромінення кварцовими лампами з метою вироблення в шкірі вітаміну D.

Встановлено, що вітамін D не є біологічно активним. Біологічно активні форми його утворюються в печінці і нирках. Кальцифероли, що надходять з їжею, всмоктуються в тонкій кишці за допомогою жовчних кислот. Після всмоктування вони транспортуються в складі хіломікронів у кров, а далі – в печінку. В печінці під впливом ендоплазматичної гідро­ксилази в місці 25-го вуглецевого атома приєднується кисень з утворенням гідроксильної групи, тобто холекальциферол перетворюється в 25‑гідро­кси­холекальциферол. Останній кров'ю заноситься в нирки, де відповідна гідроксилаза приєднує кисень в першому положенні й утворює 1,25-ди­гідроксихолекальциферол. Це діюча форма вітаміну D, що має властивості гормону.

http://www.youtube.com/watch?v=JwPVibQ6_3Y&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=onSPZ0aBUKM&feature=related

 

Таким чином, у шкірі під дією ультрафіолетового ­випромінювання 7‑дегідрохолестерин перетворюється в холекальциферол, з нього у печінці утворюється 25-гідроксихолекальциферол, а в нирках – 1,25-дигідрокси­холекальциферол. Таких перетворень зазнає як вітамін D2, так і вітамін D3. Формула 1,25-дигідроксихолекальциферолу має такий вигляд:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image056.jpg

 

На обмін речовин вітамін D діє як синергіст паратгормону та антагоніст гормону щитовидної залози – тиреокальцитоніну. Є навіть думка, що активна форма вітаміну D є складовим ліпідним компонентом, який зв'язується з білковою частиною паратгормону. На рис. показана роль вітаміну D3 в обміні кальцію і фосфору.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0924.jpg

Активна форма вітаміну D підтримує постійний рівень кальцію і фосфору в крові. У крові здорових людей вміст Са в середньому складає 2,2-2,7 ммоль/л, фосфору – 1,2-2,2 ммоль/л. Вітамін D стимулює всмоктування кальцію і фосфору в кишечнику за допомогою кишкової Са2+-АТФази та кальційзв'язувального білка.

Є припущення, що вплив вітаміну D на активний транспорт кальцію і фосфору реалізується опосередковано шляхом біосинтезу Са-АТФази та кальційзв'язувального білка в кишечнику та ниркових канальцях. Вітамін D сприяє посиленню тканинного дихання і окисного фосфорилювання, а також окисненню вуглеводів до лимонної кислоти. Крім цього, вітамін D стимулює мобілізацію кальцію з кісткової тканини. Таким чином, в загальному дія вітаміну D спрямована на підвищення вмісту іонів кальцію і фосфору в крові (рис. ).

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image058.jpg

Нестача вітаміну D в організмі дітей проявляється у вигляді захворювання, яке називається рахітом. В основі цього захворювання лежать зміни обміну фосфору і кальцію, порушення відкладання їх солей у кістковій тканині. Чим молодший вік дитини, тим вища можливість захворювання на рахіт. Це пов'язано з тим, що молодші діти (грудного віку) одержують менше вітаміну D з їжею та меншу дозу ультрафіолетового опромінення. При рахіті загальмовані процеси всмоктування іонів кальцію і фосфатів у кишечнику і реабсорбція їх у нирках. Тому рівень їх у крові знижується (фосфору – на 50 %, кальцію – на 30 % від норми), загальмовується мінералізація кісток, тобто не відбувається відкладання мінеральних речовин на колагенову основу кісток, що ростуть. При рахіті зростає (більш як на порядок) вміст лужної фосфатази крові. Можливо, що це є компенсаторна реакція, спрямована на вирівнювання зниженого вмісту неорганічного фосфату.

http://www.youtube.com/watch?v=n7vybcT9_F4

http://www.youtube.com/watch?v=IQ0Aet8FVVU&feature=related

 

Раннім проявом гіповітамінозу D є функціональні розлади центральної нервової системи в дитини, що проявляється переважанням процесів збудження. Трохи пізніше зміни торкаються м'язової системи (знижується тонус м'язів) та кістково-хрящового апарату.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.mamashkam.ru/uploads/stat/detskiy_rahit2.jpgОписание: Описание: Описание: Описание: http://www.medzone.ru/arch/img/5_71.jpg

Добова доза вітаміну D для дітей знаходиться в межах 12-25 мкг (500-1000 МО). Для дорослої людини потреба у вітаміні D в десятки разів менша, ніж для дітей. Джерелом вітаміну D є риб'ячий жир, печінка, вершкове масло, жовток яйця.

Починається промисловий випуск активних форм вітаміну D-25-гідроксихолекальциферолу та інших, що мають виражену антирахітну дію. Вітамін D застосовується для профілактики і лікування рахіту та деяких інших захворювань (туберкульоз кісток, шкіри).

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.mr.ru/img/photos/normal/2016.jpg

При вживанні надмірних кількостей вітаміну D у дітей і дорослих розвивається гіпервітаміноз D. Він проявляється демінералізацією кісток і їх переломами, збільшенням вмісту кальцію і фосфатів у крові. Вони мобі­лізуються із кісток, всмоктуються із кишечника, реабсорбуються в нирках. Підвищення рівня кальцію і фосфору в крові призводить до кальцифікації внутрішніх органів – легень, нирок, судин тощо.

 

Вітамін Е (токоферол, вітамін розмноження)

 

Назва токоферолу походить від двох грецьких слів "токос" – потомство і "феро" – несу. При дефіциті в кормах вітаміну Е в експериментальних тварин настає втрата здатності до відтворення потомства, переродження скелетних м'язів та міокарда, розлади нервової системи. У самиць плід гине в лоні від крововиливів, а в самців настає переро­дження статевих залоз (припиняється продукція сперматозоїдів). У той же час було показано, що сік із салату та олія із зародків зерен пшениці запобігає таким змінам. Для людини джерелом токоферолу є рослинні олії (соняшникова, кукурудзяна, оливкова та інші).

Продукти тваринного походження містять мало вітаміну Е. Добова доза для людини – 20-50 мг Е. Вітамінну дію мають метильні похідні токолу і токотрієнолу. Вони дуже близькі між собою за структурою і містять хроманове біциклічне ядро та залишок спирту фітолу із 16-ти атомів вуглецю.

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image062.jpg

Боковий вуглецевий ланцюг токоферолу, на противагу токотрієнолу, повністю гідрогенізований і не містить подвійних зв'язків.

http://www.youtube.com/watch?v=8oRUF_g-J3k&feature=related

 

Найкращу вітамінну активність проявляє α-токоферол. Всмоктування токоферолу, як і інших жиророзчинних вітамінів, відбувається у тонкому кишечнику при наявності жирів та жовчних кислот. У складі хіло­мікронів через лімфатичні капіляри він надходить в кров, а з ліпопро­теїнами крові заноситься в органи і тканини. Токоферол включається у склад клітинних мембран жирової тканини, печінки, скелетних м'язів.

Прояви гіповітамінозу Е у людини не описані, бо вона отримує цей вітамін у до­статній кількості. Правда, є дані, що в деяких тропічних країнах, де люди харчуються переважно рослинною їжею і мало вживають жирів, можуть спостерігатися гіповітамінози Е. Описані випадки ускладнень цирозу печінки, що проявляються зниженням вмісту вітаміну Е в сироватці крові, м'язовою слабкістю, креатинурією та посиленням гемолізу еритроцитів. Зміни ці зв'язані із погіршанням всмоктування жирів у кишках. Вітамін Е широко використовується в медицині.

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.mr.ru/img/photos/superbig/7001.jpg

Зараз промисловість випускає синтетичний препарат – токоферолу ацетат. Його вживають для запобігання самовільним викидням у жінок, при виснаженні центральної нервової системи, при перевтомах, для лікування опікової та променевої хвороб, уражень печінки, м'язової системи, для стимуляції імунної системи тощо.

Біологічна роль. Вітамін Е для людини і вищих тварин є потужним і головним жиророзчинним антиоксидантом. Його дія спрямована на посилення тканинного дихання й утримування на стаціонарному рівні вільнорадикального перекисного окиснення. Опосередковано як кофактор бере участь у транспорті електронів і протонів у дихальному ланцюзі, стимулює синтез убіхінону. Токоферол служить "пасткою" для вільних радикалів – утворює з ними неактивні форми, які обривають вільнорадикальний ланцюг. Цим він захищає від перекисного окиснення поліненасичені жирні кислоти в складі клітинних мембран. Мембранозахисна функція токоферолу тісно пов'язана із біологічною роллю селену, який є кофактором глутатіонпероксидази, що руйнує пероксидрадикали. Токоферол, інактивуючи першим вільні радикали, знижує потребу в глутатіонпероксидазі. Він також ­підвищує біологічну активність вітаміну А, ­захищаючи його боковий ненасичений ланцюг від окиснення. Звідси зрозуміло, чому саме гіповіта­міноз Е супроводжується патологією мембран у вигляді схильності еритроцитів до перекисного гемолізу, атрофії сім'яників, що призводить до безпліддя, розсмоктування плода під час вагітності, м'язової дистрофії, втрати внутрішньоклітинних компонентів та білків м'язів, некрозу печінки, розм'якшення мозку. Гіпервітамінозу Е в людини не виявлено. Відомо, що при надмірному надходженні вітаміну Е в організмі активується пероксидне окиснення ліпідів, яке приводить до підвищення використання вітаміну Е та зниження його вмісту до нормального рівня.

 

Вітамін К (нафтохінони, антигеморагічний,
або вітамін коагуляції)

До вітаміну К відносять дві групи хінонів, в яких бічні радикали – ізопренові ланцюги різної довжини. Вітамін К1 (філохінон) має бічний ланцюг із чотирьох ізопренових ланок, знаходиться в рослинах. Вітамін К2 (менахінон), виявлений у тварин, містить у бічному ланцюзі 6 ізопренових ланок. Вітамін К1 (філохінон) вперше був виділений із люцерни. За структурою це 2-метил-1,4-нафтохінон, що містить у положенні 3 фітильний радикал із 20 вуглецевих атомів:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image064.jpg

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image065.jpg

Вітамін К2 (менахінон) вперше був одержаний із гнилої рибної муки, де він синтезується мікрофлорою. Обидві різ­новидності вітаміну К нестійкі до нагрі­вання в лужному середовищі та опромі­нення. Вітамін К2 відрізняється від К1 тільки довжиною бічного ланцюга.

http://www.youtube.com/watch?v=DVGsnlVCoeA

 http://www.youtube.com/watch?v=WI24c2LYFug&feature=related

 

Існує синтетичний аналог вітаміну К, який не містить бічного ланцюга в 3-му положенні. Його називають вітаміном К3 (2-метил-1,4-нафто­хінон). На його основі були одержані інші водорозчинні препарати з ­вітамінною дією, зокрема вікасол, який являє собою натрієву сіль бісульфітного похідного вітаміну К3. Будова його така:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image066.jpg

 

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.farmshop.ru/imgprod/f03288_full.jpg

Вітамін К – антигеморагічний фактор, що має пряме відношення до згортання крові. При нестачі вітаміну К виникають геморагії (крововиливи). Вони можуть бути підшкірні, внутрішньом'язові, внутрішньоорганні. Навіть незначні пошкодження судин можуть викликати великі кровотечі. У грудних дітей нерідко бувають значні підшкірні крововоливи і кровотечі. Схильність до геморагій у дітей найчастіше спостерігається в перші 5 днів від народження. Проте через 7-10 днів прояви гіповітамінозу минають, що пов'язано із заселенням кишечника мікро­флорою і синтезом нею вітаміну К. У дорослих людей гіповітаміноз К буває рідко: він частково синтезується мікрофлорою товстої кишки, змішана рослинна їжа також містить в достатній кількості вітамін К.

Спільним для всіх жиророзчинних вітамінів є те, що вони можуть накопичуватись в організмі у великих кількостях. Тому їх відсутність у харчовому раціоні може не проявлятися на фізіологічному рівні протягом багатьох місяців. Гіповітаміноз К може виникати при порушеннях процесів всмоктування жирів у кишечнику або при тривалому ­вживанні антибіотиків, що мають здатність викликати дисбактеріоз у кишечнику. Порушення всмоктування жирів найчастіше буває за умов недостатнього синтезу або секреції жовчних кислот. При цьому погіршується всмоктування і жиророзчинних вітамінів, що може призводити до гіповітамінозу К.

Вітамін К, подібно до інших жиророзчинних вітамінів, утворюється в біологічних системах шляхом з'єднання залишків п'ятивуглецевого ізо­прену (2-метилбутадієну), які відіграють роль будівельних блоків для побудови різних жиророзчинних речовин. Роль вітаміну К у згортанні крові зумовлена його участю в утворенні протромбіну, який є неактивним попередником ферменту тромбіну, що перетворює білок плазми крові фібриноген у фібрин. Фібрин – нерозчинний волокнистий білок, що сприяє утворенню кров'яного згустка. Для того, щоб протромбін зміг активуватися і перетворитися в тромбін, він спершу повинен зв'язати іони кальцію. Нормальна молекула протромбіну містить декілька залишків особливої амінокислоти – гамма-карбоксиглутамінової кислоти, яка і зв'язує іони Са2+. При нестачі вітаміну К місце залишків гамма-карбоксиглутамінової кислоти займають залишки звичайної глутамінової кислоти. Вітамін К є стимулятором біосинтезу ще декількох білків-ферментів, необхідних для нормального згортання крові: про­конвертину (фактор VIІ), фактора Крістмаса (ІХ) і фактора Стюарта-Прауера (Х).

Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.cirlab.ru/lj/wp-content/uploads/igorg/fVII/vitaminK_1.jpg

Крім участі у згортанні крові, вітамін К має відношення до процесів тканинного дихання, стимулює транспорт електронів по дихальному ланцюзі, пригнічує вільнорадикальне перекисне окиснення. Вітаміни К, як і токоферол та убіхінон, є ефективними "пастками" для супероксидного аніона-радикала (О2) в клітинах:

Описание: C:\Users\admin\Desktop\011113\10. Вітаміни як компоненти харчування..files\image069.jpg

Джерелом вітаміну К для людини служать рослинні (капуста, шпинат, ягоди горобини, калини, фрукти) і тваринні (печінка) продукти. Добова потреба в ньому для дорослої людини складає в середньому 2 мг. У практичній медицині вітамін К і його синтетичний аналог вікасол застосовують при кровотечах і кровоточивості, а також з метою попередження кровотеч після операції на печінці. Вагітним жінкам за шість-вісім днів перед пологами дають вітамін К з метою запобігання геморагіям у новонароджених. Дуже високі дози вітаміну К – токсичні.

Антивітаміном К є природна речовина дикумарол (дикумарин). Дикумарол викликає різке зниження вмісту протромбіну та інших факторів згортання крові, що призводить до кровотеч. Його застосовують у випадках підвищеного згортання крові (тромбози, тромбофлебіти) з метою його запобігання.

 

Вітамін F

 

Під назвою вітамін F розуміють групу поліненасичених жирних кислот, зокрема лінолеву, ліноленову й арахідонову. Всі вони містяться в рослинних оліях, не можуть синтезуватися в тканинах людського організму, але є необхідними для нормальної життєдіяльності. Добова потреба у вітаміні F для дорослої людини складає в середньому приблизно 10 г. Він необхідний для нормального росту і регенерації шкірного епітелію, а також для біосинтезу простагландинів. Ненасичені жирні кислоти використовуються також для синтезу фосфо- і гліколіпідів, що йдуть на побудо­ву клітинних мембран. Вітамін F підтримує запаси вітаміну А і полегшує його вплив на обмін речовин в організмі, він також знижує вміст холестерину в крові. Дія ненасичених жирних кислот значною мірою залежить від вмісту токоферолу, який захищає їх від перекисного окиснення.

 Н3С–(СН2)4–СН=СН–СН2–СН=СН–(СН2)7–СООН

Лінолева кислота

Н3С–СН2–СН=СН–СН2=СН=СН–СН2–СН=СН–(СН2)7–СООН

Ліноленова кислота

Н3С–(СН2)7–Н=СН–СН2–СН=СН–СН2–СН=СН–СН2–СН=СН–(СН2)7–СООН

Арахідонова кислота

Недостатність вітаміну F у людини майже не зустрічається. Припускають, що гіповітаміноз F супроводжується фолікулярним гіперкератозом, тобто надмірним зроговінням шкірного епітелію навколо волосяних фолікулів. Ці прояви аналогічні тим, що виникають при нестачі вітаміну А. У практичній медицині з метою профілактики атеросклерозу використовують препарати незамінних жирних кислот – лінетол і лінол.