Глава 2. Витаминоподобные вещества

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Челябинский государственный университет»

Биологический факультет

К У Р С О В А Я Р А Б О Т А П О Б И О Х И М И И

«Витамины и витаминоподобные вещества. Антивитамины»

Выполнила студентка

Группы БМ 301(1)

Овсянникова А.С.

Научный руководитель

Зырянова Ю.М.

Челябинск 2012

Оглавление

Введение………………………………………………...………………………….4

Глава 1. Витамины: история открытия, классификация и характеристика отдельных представителей…………………………………..…………………...7

1.1. Общие сведения о витаминах…...……………………………….………..7

1.1.1. История открытия витаминов и развития витаминологии………………8

1.1.2. Основные принципы номенклатуры и классификации витаминов……13

1.2. Характеристика отдельных витаминов и их биологическая роль.…….14

1.2.1. Жирорастворимые витамины…….………………………………………14

1.2.1.1. Витамин А……………….………………………………….....……….15

1.2.1.2. Витамины группы D…………………..……...……………………….23

1.2.1.3. Витамин Е...……………………………………………………………26

1.2.1.4. Витамины группы К…….……………….……………...……………..27

1.2.2. Водорастворимые витамины……………………………………………..29

1.2.2.1. Витамины группы В...…………...……………………...……………..29

1.2.2.2. Витамин С...……………………………………………………………42

1.2.3. Роль витаминов в функционировании ферментов...……………………44

Глава 2. Витаминоподобные вещества…...………………………....………….48

2.1. Основные представления о витаминоподобных веществах…..………….48

2.2. Характеристика витаминоподобных веществ…………….…..……….….48

Глава 3. Свойства и функции антивитаминов, их значение в обмене веществ………………………………………………………………………..….59

Заключение…………………………………………………………………...…..63

Список использованных источников…………………………………………66

Приложение…………………………………………………………………….67

Введение

Среди физиологически активных природных органических соединений – алкалоидов, гормонов, антибиотиков и других – особое место занимают витамины, витаминоподобные вещества и антивитамины. Их значение заключается не только в том, что они являются обязательными постоянными составными частями живого организма и незаменимы для питания, но и в том, что они могут быть широко использованы как лечебные средства против заболеваний витаминной недостаточности; могут являться средствами, усиливающими защитные функции организма в сопротивлении против многих и многих заболеваний различной природы, а также, например, антивитамины, могут тормозить или нарушать нормальное течение реакций метаболизма.

На изучение витаминов, витаминоподобных веществ и антивитаминов, их роли в обмене веществ, применения в медицине и питании потрачены уже очень многие годы, и это не предел. Исследования ведутся в разных областях естествознания, в первую очередь в биохимии, биологии и медицине, химии.

Несмотря на то, что информация о витаминах, витаминоподобных веществах и антивитаминах широко распространена и доступна, часто имеют место заблуждения и некорректные представления об этих соединениях и их действии на живой организм. В прошлом остались такие страшные заболевания-авитаминозы, как цинга, бери-бери, пеллагра, но на смену им пришли латентные витаминно-дефицитные состояния – гиповитаминозы. Это обусловлено тем, что современный человек не испытывает потребности в большом количестве собственной энергии для выполнения каких-либо действий, в настоящее время многие функции за нас выполняет техника. Это привело к тому, что теперь человеку требуется гораздо меньшее количество пищи. Но с уменьшением потребления продуктов, уменьшилось и потребление так необходимых для организма веществ: витаминов и витаминоподобных соединений. В зависимости от того, какой вид деятельности осуществляет человек, какого он пола и возраста, количество витаминов, необходимых его организму, может быть разным. В таблице 1 представлена суточная норма потребления некоторых витаминов (приложение, таблица 1).

Интересно, что даже если в организм человека вместе с пищей поступает достаточное количество того или иного витамина или витаминоподобного вещества, или этот витамин образуется в самом организме, то всегда существует антивитамин, полностью противоположный ему по действию. Активность антивитамина может привести к витаминной недостаточности, а затем и к более серьезным последствиям. Но не стоит думать, что антивитамины несут исключительно негативный характер. Эти вещества широко используются в микробиологии, они имеют большое значение для изучения специфического действия витаминов на микроорганизмы, так как создание искусственных питательных сред, лишенных какого-либо витамина, во многих случаях представляет большие трудности. За счёт того, что антивитамины имеют схожую структуру с соответствующими им витаминами, в организме они легко превращаются в ложный кофермент и занимают место настоящего витамина. Специфические белки не замечают отличия и пытаются выполнять свои функции, но из-за антивитамина уже ничего не получается. Соответствующий ферменту биохимический процесс останавливается. Из таких свойств антивитамина также можно выделить полезное для человека действие: например, подобные изменения структуры нарушают в микобактериях туберкулеза обменные процессы, в результате задерживают размножение и рост возбудителей заболевания. Но, конечно, далеко не все антивитамины находят применение в медицинской практике.

В продуктах питания все вещества, в том числе витамины, витаминоподобные соединения и антивитамины находятся в оптимальном соотношении - дополняют друг друга. С одной стороны, антивитамины являются естественным регулятором, то есть соперничая с витаминами, они практически исключают гипервитаминоз, даже если дневная норма витаминов будет значительно превышена. С другой стороны, антивитамины участвуют в биохимических процессах, то есть как и витамины, предотвращают некоторые заболевания. Поэтому если начать принимать дополнительные искусственные витамины, можно нарушить баланс. Витамины, как и другие препараты, следует принимать по назначению врача, когда уже произошли нарушения в ту или иную сторону (гипо или гипервитаминоз).

Целью работы является изучение биохимических свойств витаминов, витаминоподобных веществ и антивитаминов, их функций в метаболизме животного организма, принципов грамотного использования этих веществ в профилактических и лечебных целях, а также использования для нормального течения обмена веществ.

Глава 1. Витамины

1.1. Общие сведения о витаминах

Витаминами (от лат. vita – жизнь) называют низкомолекулярные биорегуляторы, которые необходимы в небольших количествах для нормальной жизнедеятельности человека и должны поступать с пищей, так как организм не может удовлетворить свою потребность в них за счёт биосинтеза. В настоящее время, мы можем принимать витамины не только с пищей, но и в концентрированном виде в таблетках. К витаминам не относятся обычные продукты питания, обеспечивающие энергетические и белковые потребности организма, а также неорганические соли и микроэлементы, необходимые для жизни. Ряд незаменимых аминокислот (для человека это лизин, изолейцин, лейцин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин, а для детей ещё и аргинин и гистидин) также не принято относить к витаминам. Биосинтез некоторых витаминов всё-таки может протекать в организме человека, но только под влиянием внешних факторов, например ультрафиолетового облучения (витамины группы D), или из каких-то предшественников (провитаминов), получаемых с пищей (например, витамин А синтезируется из каротинов). Большинство витаминов являются коферментами или их предшественниками и участвуют в многочисленных ферментативных реакциях.

Витамины представляют сборную в химическом отношении группу органических соединений, поэтому с точки зрения химического строения им нельзя дать общего определения. Физические свойства веществ, относящихся к витаминам, столь же разнообразны, как и их химическая природа. Физиологическое действие витаминов на животных, растительные ткани и микроорганизмы тоже весьма различно, и отдельные витамины в этом отношении совершенно не похожи друг на друга.

Витамины объединены в отдельную группу природных органических соединений по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве дополнительной к белкам, жирам, углеводам и минеральным веществам составной части пищи.

В большинстве случаев витамины не синтезируются гетеротрофными организмами, и их недостаток сопровождается возникновением патологических явлений.

В количественном отношении потребность в витаминах ничтожна: так, человек в среднем должен потреблять ежедневно около 600 г (сухого вещества) основных питательных веществ и только 0,1 – 0,2 г дополнительных факторов питания – витаминов.

Отсюда ясно, что витамины в организме выполняют каталитические функции. Во многих случаях, как будет показано ниже, витамины являются составными частями ферментов и необходимы для их функционирования.

В последнее время изучается роль витаминов для автотрофных организмов, в частности растений, где витамины синтезируются. Оказалось, что для жизнедеятельности растений они тоже абсолютно необходимы и выполняют здесь также главным образом каталитические функции. Следовательно, на первый план в характеристике витаминов как особой группы соединений выступает их способность в ничтожных концентрациях обеспечивать осуществление ферментативных процессов.

Таким образом, витамины могут быть охарактеризованы как группа органических веществ, обладающих разнообразным строением и физико-химическими свойствами, абсолютно необходимых для нормальной жизнедеятельности любого организма и выполняющих в нём непосредственно или в составе более сложных соединений каталитические и регулярные функции.

1.1.1.История открытия витаминов и развития витаминологии.

История развития витаминов связана с изучением роли различных пищевых веществ в жизнедеятельности организма. Уже в древности люди неоднократно замечали, что отсутствие в пище каких-либо компонентов может быть причиной различных заболеваний. Так, в Древнем Китае было известно, что отвар рисовых отрубей излечивает болезнь, названную позднее бери-бери (от сингальского beri – слабость) и представляющую собой полиневрит, основными симптомами которого являются потеря веса, атрофия мышц, сердечнососудистые расстройства и отёки. В древнекитайских письменных источниках содержатся также сведенья о «куриной слепоте», но лечение этой болезни употреблением в пищу печени впервые упоминается только в трудах великого врача древности Гиппократа; ему принадлежит и первое описание основных признаков цинги (слабость, мышечно-суставные боли, кровоточивость дёсен, выпадение зубов и т.п.).

Внимание медицины к отысканию эффективных способов лечения цинги (скорбута) было привлечено уже в XVI веке, то есть с наступлением эпохи Великих географических открытий. В 1601 году Дж. Ланкастер ввел лимоны в качестве обязательного пищевого компонента пищевого рациона на английском военно-морском флоте. Несколько позднее, в 1757 году, английский морской врач Дж. Линд, основатель морской гигиены в Англии, отметил в своём «Тракте о цинге», что только свежие овощи и фрукты «эффективны как факторы, предохраняющие организм от этого заболевания».

В XVIII веке для лечения рахита начинает широко использоваться жир из печени трески. В 1735 году Г. Казаль, врач испанского короля Филиппа V, впервые описал пеллагру (от итал. pella agra – шершавая кожа) – болезнь, при которой сначала поражается кожа, язык, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт, а позднее развиваются нервно-психические расстройства. Уже в 1785 году итальянский врач Марзари нашел связь между этим заболеванием и питанием исключительно продуктами из кукурузы, которое характеризовалось им как неполноценная диета. В 1816 году французский физиолог Ф. Мажанди одним из первых применил экспериментальный метод в физиологии животных: он содержал молодых животных на искусственных рационах и установил, что они не могут сотаваться здоровыми, если получают только белки, сахара и жиры.

Среди исследований, положивших путь к открытию витаминов, следует упомянуть работы петербургского врача Н.И. Лунина, который в 1880 году впервые обратил внимание и экспериментально доказал, что животным, помимо белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды, необходимы некие особые факторы питания, без которых они заболевают и гибнут, тормозится их рост и нормальное развитие и эти вещества неизвестной природы содержатся в природных продуктах питания (например, в молоке). В своей диссертации «О значении неорганических солей для питания животных», защищенной 18 сентября 1880 г. в Дерптском (ныне Тартуском) университете, Н.И. Лунин пришел к выводу, что исследование неизвестных, но так необходимых в питании веществ представляет большой интерес и сделает весомый вклад в науку и медицину.

Огромный вклад в изучение витаминов внес голландский врач Х. Эйкман, долгое время работающий на острове Ява в Индонезии. В 1897 году он установил, что болезнь бери-бери развивается пи использовании в пищу исключительно полированного риса, а излечивается при приёме водных экстрактов рисовой шелухи или отрубей. Отсюда им был сделан вывод (1906), что рис содержит какой-то фактор – вещество, необходимое организму. В ещё более явном виде это положение было сформулировано английским биохимиком Ф.Г. Хопкинсом; он, в частности, описывал цингу и рахит как «заболевания, о которых в течение многих лет известно, что их развитие связанно с диетическими факторами». Позже, в 1912 году, польский исследователь К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, предохраняющее людей от заболевания бери-бери, и назвал его «витамин» (от слов vita – жизнь и «амин», поскольку это вещество содержало NH₂-группу). С тех пор термин «витамины» стал популярным, хотя в структуру многих витаминов аминогруппа не входит.

Н.Д. Зеленский в 1921 году определил роль витаминов в обмене веществ животного организма следующим образом: « Биологическое значение витаминов заключается не в том, что при их помощи в организм вводятся большие запасы энергии или основные кирпичи для постройки органического субстрата, а в том, что эти дополнительные вещества вызывают в клетках организма деятельность, подобную той, какая обусловливается ферментами и продуктами внутренней секреции… Связь между ферментами и витаминами, возможно, и выражается в том, что последние необходимы как строительный материал для первых» Раскрытие существа витаминов Н.Д. Зеленским было блестяще подтверждено в последующие годы.

В 1929 году Х. Эйкман и Ф.Г. Хопкинс были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие витаминов.

Со времени открытия витаминов в течение нескольких десятилетий были проведены многочисленные исследования, определившие роль, которую витамины выполняют в обмене веществ человека и животных; при этом были открыты различные органические соединения, отсутствие или недостаток которых приводит к специфическим нарушениям функций организма, однако химическая природа ни одного их этих соединений к тридцатым годам нашего века ещё не была расшифрована.

Область знаний, относящихся к природе, функции и взаимодействию витаминов, ещё недавно была самостоятельной наукой – витаминологией. Достигнутый прогресс в этом разделе медико-биологических наук несколько «усыпил» исследователей и врачей, поставил витаминологические изыскания в разряд второстепенных, не заслуживающих пристального внимания и не предполагающих в себе новых фундаментальных открытий и важных практических результатов.

В 1960 – 1970х годах витаминология пережила период самоизоляции, но с конца XX столетия возникший скептицизм и равнодушие были отвергнуты. Среди исследований советского периода выделяются работы В.Н. Букина, А.В. Палладина, Л.А. Черкес, М.Н. Шатерникова, А.В. Труфанова, В.В. Ефремова, К.М. Леутского, Б.А. Кудряшова, М.И. Смирнова, Ю.М. Островского, Р.В. Чаговца и др.

Витаминология обогатила медико-биологическую науку новыми представлениями, в том числе теорией антиоксидантной защиты организма. Сделан скачок в понимании роли межвитаминных взаимоотношений, значимость которых особенно велика в стратегии и тактике метаболической профилактики и терапии.

В современной науке о питании принят постулат рационального питания, что подразумевает необходимость полного обеспечения ежедневной потребности организма человека в энергии и основных питательных веществах – белках, жирах, углеводах (в том числе пищевых волокнах), витаминах, минеральных солях и микроэлементах. Рациональное питание как непременное условие здорового образа жизни – это сбалансированное питание, в котором витаминная ценность пищи занимает чрезвычайно важное место. Именно поэтому витаминология является важнейшей составной частью медико-биологической науки о питании – нутрициологии (нутриологии).

Благодаря усилиям многих биохимиков и физиологов за более чем столетнюю историю витаминологии выделено около трех десятков витаминов, изучены их состав и строение, физиологическое действие и в подавляющем большинстве случаев осуществлён химический синтез соответствующих препаратов.

1.1.2. Основные принципы номенклатуры и классификации витаминов

При изучении витаминов сначала каждому из них давали название по имени того заболевания, которое развивалось при отсутствии витамина в пище. При этом к названию соответствующей болезни добавлялась приставка «анти», так как введение витамина в диету приводило к быстрому излечению. Заболевания же, развивающиеся при полном отсутствии витаминов в пище, стали обозначать как авитаминозы, при недостаточном их поступлении – как гиповитаминозы, при избыточном – как гипервитаминозы. Позже, по предложению Мак-Коллума (1913), отдельные витамины по мере их выделения условились обозначать буквами латинского алфавита: A, B, C и т.д. Наконец, после того, как была исследована химическая природа ряда витаминов, стали вводить химические их названия. В настоящее время используют все три вида номенклатуры витаминов. Наметилась тенденция перехода к химическим наименованиям, которые биохимическая секция Международного союза по чистой и прикладной химии с 1956 года признала международными. Важнейшие витамины и их названия перечислены в таблице 2 (приложение, таблица 2); некоторые из них (Q, F, B₁₅, U) иногда относят к витаминоподобным веществам.

По растворимости в воде и жировых растворителях витамины делят на две группы: водо- и жирорастворимые.

Жирорастворимым и некоторым водорастворимым витаминам свойственна витамерия. Явление это состоит в том, что физиологическим действием, характерным для того или иного витамина, обладает не одно, а несколько сходных по химическому строению соединений, называемых витамерами.

По физиологическому действию на организм человека витамины принято делить на группы, указанные в таблице 3 (приложение, таблица 3).

Аналогичное влияние оказывают витамины на процессы жизнедеятельности у животных. Отсутствие или недостаток витаминов в корме приводит к нарушению нормального развития, замедленного роста. Снижению продуктивности и другим нежелательным последствиям. Особенно дефицитны в подавляющем большинстве кормов витамины D, A, и B_12.Введение их в рацион питания животных позволяет резко повысить продуктивность животноводства.

1.2 Характеристика отдельных витаминов и их биологическая роль

По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: водорастворимые (витамины группы В, витамины С, Н, Р) и жирорастворимые (витамины А, Е, D, К). Для обозначения каждого из них существует буквенный символ, химическое название и название с учётом излечиваемого этим витамином заболевания с приставкой «анти». Кроме того, для некоторых витаминов сохранено наименование, данное им открывшими их авторами.

1.2.1. Жирорастворимые витамины

Жирорастворимые витамины способны накапливаться в тканях. Недостаточность в них встречается редко. При передозировке витамины А и D проявляют токсичность. Коферментная функция (за исключением витамина К) для них не характерна. Выполняя функцию индукторов синтеза белков, жирорастворимые витамины уподобляются стероидным гормонам (ярко выраженную гормональную активность проявляют активные формы витамина D). Все жирорастворимые витамины являются структурными компонентами клеточных мембран и проявляют антиоксидантное действие.

1.2.1.1. Витамин А

Жирорастворимый витамин А, называемый также витамином A_1,ретинолом и аксерофтолом, изучение которого начато в 1909 году, был открыт в неомыляемой фракции жиров в 1912 году; его название предложено в 1916 году, а строение установлено П. Каррером в 1931 году, синтез осуществлён в 1933 году.

Первый полный синтез кристаллического ретинола был осуществлён О. Ислером в 1947 году, и в настоящее время для медицинского применения он получается в основном химическим синтезом. Витамин А представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из β-иононового кольца и боковой цепи из двух остатков изопрена и первичной спиртовой группы. Ретинол (в форме сложных эфиров, обычно β-глюкуроната) содержится главным образом в животных продуктах, особенно в печени морских животных и рыб. Человек может удовлетворять свою потребность в витамине А и за счёт растительной пищи, так как содержащиеся в свежих овощах и фруктах провитамины А – каротины (от лат. Daucus carola – морковь) могут подвергаться окислительному расщеплению в печени и слизистой оболочке кишечника до ретинола, который в организме окисляется до ретиналя (альдегид витамина А) и ретиноевой кислоты (вместо спиртовой группы образуется карбоксильная); при этом симметрично построенный β-каротин даёт две молекулы ретинола, а α- и γ-каротины – только по одной.

Витамин А

α-каротин

β-каротин

γ-каротин

Недостаток ретинола (или провитаминов А) в пище особенно опасен для детей, так как он практически отсутствует у новорождённых. У взрослых ретинол способен накапливаться в печени в количествах, обеспечивающих потребности организма в течение двух лет. При недостатке витамина А в первую очередь страдает зрение и проявляются специфические заболевания: ксерофтальмия (сухость роговой оболочки глаза) и гемералопия (нарушение темновой адаптации – ночная, или «куриная», слепота). У молодых растущих организмов происходит также остановка роста, особенно костей, кератинирующая метаплазия (перерождение) эпителиальных клеток («жабья кожа»), клеток надпочечников, эпителия семенников, повреждение тканей центральной нервной системы.

Витамин А участвует во многих биохимических процессах, в особенности связанных с функционированием мембран клеток. Ростовым фактором, по-видимому, является не ретинол, а продукт его окисления в печени – ретиноевая кислота, которая является также и основным продуктом метаболической дезактивации ретинола; следует заметить, что гипервитаминоз А тоже приводит к ряду опасных заболеваний, например ломкости костей.

Ретиноевая кислота

Основную роль в зрительных процессах играют продукты ферментативной изомеризации и окисления ретинола – 11-цис- и полностью транс-ретиналь. Первый из них связывается с белком опсином и образует зрительный пурпур – родопсин, входящий в состав светочувствительных клеток – колбочек и палочек. В ходе сложного процесса восприятия кванта света и трансформации его в нервный импульс 11-цис-ретиналь изомеризуется в составе родопсина до полностью транс-ретиналя, который после диссоциации белкового комплекса восстанавливается до ретинола. Неизбежные потери последнего в этом цикле пополняются из печени.

Витамин A₂ отличается от A₁ добавочной двойной связью между третьим и четвёртым углеродными атомами шестичленного цикла (содержится в печени пресноводных рыб). Обе формы (A₁и A₂) существуют в виде ряда геометрических изомеров, но лишь некоторые из них физиологически активны. Таким образом, витамин А состоит из смеси циклических ненасыщенных спиртов характерного химического строения с большим числом сопряжённых двойных связей.

Это кристаллические тела лимонно-желтого цвета с температурой плавления от 59 до 64^о C (в зависимости от вида геометрического изомера), хорошо растворимые в жирах и жирорастворителях: бензине, серном эфире, хлороформе, ацетоне и др.

Витамины группы А легко окисляются как в лабораторных условиях (посредством MnO₂), так и в организме. Окисляясь в организме при участии биокатализатора, ретинол (спирт) превращается в ретиналь (альдегид), тоже обладающий активностью витамина А:

Однако при отсутствии O₂ ретинол устойчив даже при 100^о C. В тканях животных организмов, например в печени, витамин А часто находится в форме сложных эфиров с пальмитиновой кислотой. В таком виде он более устойчив и, следовательно, может запасаться впрок, высвобождаясь по мере надобности. К другим тканям и органам ретинол транспортируется, соединяясь с ретинолсвязывающим белком крови, впервые выделенным в 1968 году. (М = 21000, составлен из 181 аминокислотного остатка, первичная структура выяснена в 1974 году).

При отсутствии в пище витамина А в организме животного и человека развивается ряд специфических патологических изменений (А-авитаминоз): ослабление зрения (сумеречная, или «куриная», слепота), поражение эпителиальных тканей (сухость, слущивание эпителия), в том числе роговицы глаза (сухость её и воспаление называется ксерофтальмией, отсюда и название витамина А – антиксерофтальмический). Кроме того, при А-авитаминозе наблюдается торможение роста, падение в массе и общее истощение организма.

Сухость кожи и слизистых оболочек, способствующая проникновению в организм болезнетворных микробов, ведёт к возникновению дерматитов, бронхитов и катаров дыхательных путей. Витамин А, предохраняющий от этих инфекционных заболеваний, относят поэтому к группе антиинфекционных витаминов.

У растений только при достаточном содержании предшественников витамина А (каротиноиды) происходят нормальное прорастание пыльцы и оплодотворение.

Механизм участия витамина А в поддержании нормального состояния эпителиальных тканей неизвестен. Роль его в поддержании остроты зрения выяснена: окисленная форма витамина А (ретиналь) в виде цис-изомера является простетической группой белка – опсина, образуя родопсин – основное светочувствительное вещество сетчатки (ретины) глаза (отсюда и название ретинол). Родопсин открыт более столетия тому назад (в 1876 году) Ф. Боллом.

Опсин имеет М = 38850, содержит два олигосахаридных фрагмента, соединенных с полипептидной цепью из 348 аминокислотных остатков, чередование которых выяснено. Он вмонтирован в мембрану диска наружного сегмента фоторецепторной клетки типа палочки, пронизывая мембрану компактно расположенными семью α-спиралями, к одной из которых присоединен иминной связью, возникающей при взаимодействии альдегидной группы с ε-NH₂-группой лиз₂₉₆, 11-цис-ретиналь. Под действием кванта света происходит превращение цис-ретиналя в транс-форму (чувствительность этой реакции – единичный фотон):

Это, в свою очередь, возбуждает активность родопсина, вследствие чего несколько сотен молекул трансдуцина (~500) – белка (М=85000), относящегося к G-семейству и являющегося вторым членом биохимического каскада усиления светового сигнала (это происходит в течение 1 мс), распадается на α-субъединицу (М = 39000), у которой одновременно гуанозиндифосфат заменяется на гуанозинтрифосфат, и димер из β- и γ-субъединиц (М = 35000 и 8000 соответственно). Комплекс α-субъединицы трансдуцина с гуанозинтрифосфатом взаимодействует с третьим членом каскада усиления – фосфодиэстеразой циклического гуанозинмонофосфата (состоит из четырёх субъединиц: α – 88 кДа, β – 84 кДа и двух γ, по 11 кДа каждая), которая в присутствии белка, её активирующего (он является интегральным белком ретинальной мембраны), превращает в течение секунды несколько сотен молекул цГМФ в линейные. Гидролиз циклического гуанозинмонофосфата сопровождается закрытием натриевых каналов плазматической мембраны фоторецепторной клетки, её гиперполяризацией и возникновением электрического импульса, поступающего в синапс внутреннего сегмента и передаваемого в центральную нервную систему. Проходящий одновременно процесс фосфорилирования С-концевой части молекулы родопсина снимает его дальнейшее воздействие на распад трансдуцина, то есть фоторецепторный цикл завершается.

Квантово-химические расчеты строения ретиналя позволяют более глубоко понять его возможную роль в зрительном акте. Система из сопряженных двойных связей в молекуле ретиналя создаёт условия для возникновения геометрических изомеров в первую очередь (как это следует из значений порядка связей) по двойным связям между 9 – 10м и 11 – 12м атомами углерода (они здесь минимальны по сравнению с таковыми при 7 – 8м и 13- 14м атомами):

Если при взаимодействии цис-ретиналя (в составе родопсина) с квантами света происходит возбуждение электронов, что можно рассматривать как начальную фазу возникновения электрического импульса, то, видимо, цис-транс-переход может служить своеобразным блокирующим механизмом, обеспечивающим односторонний ход процесса утилизации световой энергии.

Источниками витамина А для человека являются рыбий жир, печень рыб и домашних животных, желток яйца, сливочное масло, зеленые части растений и красномякотные овощи (морковь, перец, томаты и др.). В двух последних витамин А содержится в виде провитамина, которым является β-каротин. Молекула β-каротина распадается в кишечной стенке человека и животных с образованием двух молекул витамина А₁.

Применение витамина А в животноводстве приносит ощутимый эффект. Когда жарким летом пастбища выгорают и содержание витамина А, а точнее провитамина А – каротина в травах резко падает, у каракульских овец возникает А-авитаминоз, снижающий их плодовитость. Подкормка витамином А обеспечивает возрастание приплода на 5 – 7 ягнят на каждые 100 овцематок, то есть примерно на 3 млн. ягнят в южных районах нашей страны. Кроме того, добавление витамина А или каротина в корм молодняку (цыплята, телята, поросята) обеспечивает их лучшую выживаемость и более быстрый рост, а включение его в рационы при откорме крупного рогатого скота повышает прирост живой массы на 12 – 15%.

Если попытаться обобщить биохимические функции витамина А, то его роль заключается в следующем:

1. Ретинол является структурным компонентом клеточных мембран.

2. Регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, а также деление и дифференцировку быстро пролиферирующих тканей, в первую очередь, эпителиальных, хряща и костной ткани. Он контролирует синтез белков цитоскелета, реакции распада и синтеза гликопротеинов. Синтез последних осуществляется в аппарате Гольджи. Недостаток витамина А приводит к нарушению синтеза гликопротеинов (точнее, реакций гликозилирования, то есть присоединения углеводного компонента к белку), что проявляется потерей защитных свойств слизистых оболочек.

3. Участвует в фотохимическом акте зрения.

4. Является важнейшим компонентом антиоксидантной защиты организма.

5. Витамин А и ретиноиды стимулируют реакции клеточного иммунитета, в частности, увеличивают активность Т-киллеров.

6. Витамин А является антиканцерогенном, так как при его недостатке в организме увеличивается заболеваемость раком легкого и раком других локализаций.

Рассмотрим подробнее участие витамина А в антиоксидантной защите организма. Благодаря наличию сопряженных двойных связей в молекуле ретинол способен взаимодействовать со свободными радикалами различных типов, в том числе и со свободными радикалами кислорода. Эта важнейшая особенность витамина позволяет считать его эффективным антиоксидантом.

Антиоксидантное действие ретинола проявляется также в том, что он значительно усиливает антиоксидатное действие витамина Е. Вместе с токоферолом и витамином С он активирует включение Se в состав глутатионпероксидазы (фермента, обезвреживающего перекиси липидов). Витамин А способствует поддержанию SH-групп в восстановленном состоянии (SH-группам многообразного класса соединений также присуща антиоксидантная функуия). В частности, препятствуя окислению SH-содержащих белков и образованию в них поперечных S-S-сшивок в составе кератина, ретинол тем самым уменьшает степень кератинизации эпителия (усиление кератинизации кожи приводит к развитию дерматита и раннему старению кожи).

Однако витамин А может проявлять себя и как прооксидант, так как он легко окисляется кислородом с образованием высокотоксичных перекисных продуктов. Полагают, что симптомы гипервитаминоза А как раз и обусловлены его прооксидазным действием на биомембраны, особенно усиливается процесс перекисного окисления липидов в лизосомных мембранах, к которым витамин А проявляет выраженную тропность. Витамин Е, предохраняя ненасыщенные двойные связи ретинола от окисления и образования вследствие этого свободнорадикальных продуктов самого ретинола, препятствует проявлению его прооксидантных свойств. Необходимо отметить и синергическую с токоферолом роль аскорбиновой кислоты в этих процессах.

В настоящее время большое внимание в мировой литературе уделяется производным витамина А – ретиноидам. Полагают, что их механизм действия сходен со стероидными гормонами. Ретиноиды действуют на специфические рецепторные белки в клеточных ядрах. Далее такой лиганд-рецепторный комплекс связывается со специфическими участками ДНК, которые контролируют транскрипцию специальных генов. Идентификация этих генов служит предметом активного научного поиска.

1.2.1.2. Витамины группы D

Заболевание детей рахитом (от греч. ραχιζ – спинной хребет) впервые описано в литературе в 1650 году, а в конце XVIII века стало известно, что оно излечивается жиром печени рыб. Изучение витамина D начато в 1916 году, а к 1924 году было установлено, что облучение ультрафиолетовым светом детей, страдающих рахитом, предупреждает развитие болезни. Эти данные позволили в 1930 – 1932 годах Ф. Аскью и А. Виндаусу получить в своих лабораториях сначала неочищенный витамин D₁ и затем индивидуальный витамин D₂ (эргокальциферол) из облученного провитамина – эргостерина. Г. Брокман в 1936 году выделил более универсальный природный витамин D₃ (холекальциферол) из жира печени тунца, а А. Виндаус получил его в том же году фотоизомеризацией провитамина – 7-дегидрохолестерина. Строение витаминов D₂ и D₃ было установлено А. Виндаусом и Дж. Хейлброном в 1936 – 1937 годах и подтверждено рентгеноструктурным анализом (Д. Ходжкин, 1957). В настоящее время известно ещё четыре витамина группы D (D₄– D₇), но их активность значительно ниже.

Витамин D₂ (эргокальциферол)

Витамин D₃ (холекальцеферол)

Витамин D₄

Витамин D₅

Витамины D₂ и D₃ – бесцветные кристаллы, плавящиеся при температуре 115 – 116^о С, не растворимые в воде, но хорошо растворяющиеся в жирах и растворителях жиров (хлороформ, бензол, серный и уксусно-этиловый эфир, ацетон, спирт)ю Оба они малостабильны и быстро разрушаются под действием окислителей (распад идёт по двойной связи между 7-м и 8-м углеродными атомами кольца В) и минеральных кислот.

Провитамин витамина D₃– 7-дегидрохолестерин присутствует в кожных покровах людей, и для его превращения в холикальциферол достаточно солнечного облучения, так что суточная потребность взрослого человека (7-12 мкг) легко удовлетворяется. У детей суточная доза витамина D₃ составляет 12-25 мкг, и при гипо- или авитаминозе необходимо поступление витамина с жиром печени рыб, где его содержится больше всего, или со сливочным маслом, молоком, яйцами. В лечебных целях пригоден также витамин D₂ (синтетический витамин D), который готовится из эргостерина, получаемого обычно из дрожжей или в качестве побочного продукта производства антибиотиков. Витамины D широко применяются в животноводстве, но для некоторых животных и птиц, например цыплят-бройлеров, витамин D₂ малоактивен и непригоден как пищевая добавка.

В организме человека витамины D регулируют всасывание Ca²⁺ в кишечнике, гомеостаз Ca²⁺ в крови (для этого существует сложная система из нескольких белков, гормонов, АТР, Na⁺ и фосфата) и метаболизм Ca²⁺ и фосфата, приводящий к построению нормальной костной и отчасти мышечной ткани. Большинство функций витамины D выполняют однако не сами, а в виде окисленных метаболитов: 25-гидроксикальциферола, 1α-гидроксихолекальциферола, 1α,25-дигидроксихолекальциферола и др. Эти метаболиты, открытые Г. де Лука в 1969 – 1971 годах, обладают значительно более высокой биологической активностью, чем исходные витамины, и проявляют все свойства истинных стероидных гормонов, вплоть до того, что их рецепторы расположены в клеточных ядрах, а вырабатываемые из витаминов D₂и D₃ количества метаболитов строго контролируются в зависимости от уровня Ca²⁺ и витаминов D в крови и от других потребностей организма.

1.2.1.3. Витамин Е

Витамин Е, или α-токоферол (от греч. τοχοζ – роды и лат. phero – носить), был открыт как антистериальный фактор. Отсутствие витамина нарушает у крыс нормальное развитие плода (самки) и сперматогенез (самцы); впервые он был выделен в чистом виде Г. Эвансом из зародышей пшеницы в 1936 году. Строение витамина Е установлено в 1937 году, а первый синтез описан П. Каррером в 1938 году. Известно ещё несколько витаминов Е (токоферолов, или метилтоколов), имеющих меньшее количество метильных групп в ароматическом ядре, и их аналогов – токотриенолов с ненасыщенной боковой цепью, но все они проявляют значительно меньшую биологическую активность, чем α-токоферол.

Структурная формула токоферола

Токоферолы синтезируются только в растениях. Они содержатся главным образом в семенах (зернах пшеницы и риса) и маслах (подсолнечном, кукурузном, хлопковом, соевом, рисовом, конопляном, пальмовом и др.), а также в зелёных частях растений (салат, шпинат). У животных недостаток токоферола приводит не только к бесплодию, но и к поражению миокарда и других мышечных тканей, сосудистой и нервной систем. Механизм его действия связывают как с антиоксидантным действием, направленным на предотвращение окисления остатков ненасыщенных жирных кислот в липидах мембран, так и с влиянием на биосинтез ферментов, особенно тех, которые участвуют в построении гема.

У людей гиповитаминоз Е проявляется редко, и суточная потребность (около 5 мг для детей и 10-25 мг для взрослых, особенно для беременных и кормящих матерей) легко удовлетворяется при нормальном питании.

1.2.1.4. Витамины группы К

Витамины К – это большая группа витаминов коагуляции, или антигеморрагических витаминов (филлохинон и менахиноны).

Витамин К (от нем. Koagulationsvitamin) был открыт в 1929 году датским учёным Г. Дамом как антигеморрагический фактор у цыплят. Геморрагия (от греч. αιμα – кровь, ρηγνυμι – прорыв) – заболевание, которое связано с нарушением целостности стенок кровеносных сосудов и подкожными и внутримышечными кровотечениями, обусловленными низкой скоростью свёртывания крови. Впервые витамин К, позднее названный витамином К₁ (филлохинон), был выделен из люцерны в лаборатории П. Каррера в 1939 году, и в том же году Л. Физером и Е. Дойси было установлено его строение. Из рыбной муки была выделена и охарактеризована группа витаминов К₂ (менахиноны), отличающихся величиной боковой цепи и обозначаемых либо по числу входящих в неё изопреноидных звеньев (менахинон-4, -6, -7, -8, -9), либо по количеству С-атомов цепи.

Витамин К₁ (филлохинон)

Витамин К₂

Витамины К₁ и К₂ необходимы человеку прежде всего для нормализации или ускорения процесса свертывания крови. Они участвуют не в самом акте свертывания и образования тромба, а в построении протромбина и факторов VII, IX и X этой сложной системы, точнее, в γ-карбоксилировании остатков глутаминовой кислоты с образованием γ-карбоксизвеньев, необходимых для связывания ионов кальция. Кроме того, менахиноны являются медиаторами некоторых биохимических окислительно-восстановительных превращений, в частности при фотосинтезе, окислительном фосфорилировании или окислении дигидрооротовой кислоты в оротовую.

Кроме природных витаминов К₁и К₂ известно большое количество их синтетических аналогов, часто обладающих более высокой биологической активностью. Среди них надо упомянуть: менадион (витамин К₃), который способен алкилироваться в организме до менахинона-4 и рассматривается как промежуточный продукт метаболизма остальных витаминов К; соответствующий гидрохинон (витамин К₄); аминонафтолы (витамины К₅ и К₆) и диамин (витамин К₇); викасол – бисульфитное производное, полученное М. Муром (США) в 1941 году и независимо в 1943-1944 годах А.В. Палладиным и М.М. Шемякиным.

1.2.2. Водорастворимые витамины

Водорастворимые витамины в тканях не накапливаются (за исключением витамина В₁₂) и поэтому должны поступать в организм ежедневно. В организме большинство из них активируются путём фосфорилирования. Активные формы в качестве коферментов участвуют в реакциях метаболизма.

1.2.2.1. Витамины группы В

Витамин В₁ (тиамин, анейрин, аневрин) был открыт Х. Эйкманом в 1906 году, а в кристаллическом состоянии выделен А. Виндаусом из дрожжей только в 1931 году. Строение тиамина установили независимо друг от друга Р. Уильямс и Р. Греве в 1936 году, и в этом же году его синтез был осуществлён Р. Уильямсом.

Действующей в организме формой витамина В₁ является его дифосфат, называемый также кокарбоксилазой; в медицине употребляется, кроме того, монофосфат тиамина и целый ряд его производных, превращающихся в кокарбоксилазу в процессе метаболизма.

Тиамин

Кокарбоксилаза

Кокарбоксилаза – простетическая группа ряда ферментов, биохимическая функция которых заключается в декарбоксилировании пировиноградной кислоты и расщеплении С-С-связей других α-кетокислот и α-кетоспиртов, в результате чего становится возможным биосинтез ацилпроизводных кофермента А. Излишнее накопление α-кетокислот, особенно пировиноградной кислоты, образующейся при ферментативном расщеплении углеводов, крайне вредно для организма. Упомянутая уже болезнь бери-бери, особенно широко распространенная в Юго-Восточной Азии, вызывается отсутствием витамина В₁ в пище. Потребность здорового человека в тиамине невелика и составляет всего 1,5 – 2 мг/сут, но и она часто не удовлетворяется за счёт питания. При целом ряде сердечнососудистых и нервных заболеваний употребление значительно больших количеств тиамина или кокарбоксилазы становится совершенно необходимым.

Витамин В₂, или рибофлавин, впервые описан в 1879 году как желтый пигмент коровьего молока. Впоследствии он много раз описывался в разные годы как желтый водорастворимый фактор молока, солода, яиц, печени, свиного сердца. Строение рибофлавина установили и подтвердили синтезом в 1935 году одновременно группы П. Каррера и Р. Куна. Он представляет собой D-рибитильное производное гетероциклической системы изоаллоксазина; такие производные носят общее название – флавины; из природных источников выделено уже более двадцати биологически активных веществ этого типа.

Рибофлавин

Флавинмононуклеотид

Первый флавиновый кофермент (флавинмононуклеотид, или FMN) был выделен А. Сент-Дьёрдьи из сердечной мышцы в 1932 году, а О.Г. Варбург и В. Христиан тогда же получили из дрожжей первый флавопротеид, содержащий FMN в качестве простетической группы. Второй важнейший флавиновый кофермент – флавинадениндинуклеотид (FAD) выделен ими же как кофактор оксидазы D-аминокислот в 1938 году. Позднее были установлены структуры ещё двух флавиновых коферментов: 8α- (N-L-гистидил)-FAD и 8α- (N-L-цистеиинил)-FAD. За счет окислительно-восстановительного превращения флавинового кольца флавиновые коферменты осуществляют окислительно-восстановительные реакции в составе многих важнейших ферментных систем: оксидаз (в частности, оксидаз D- и L-аминокислот, моноаминооксидазы, регулирующей уровень катехоламинов в крови) и дегидрогеназ (часто с участием никотин-амидадениндинуклеотида и убихинонов).

Основными источниками рибофлавина и его коферментных форм являются молоко, овощи, печень, почки и дрожжи; дополнительно он поступает в организм также за счёт деятельности кишечной микрофлоры. При недостатке витамина в первую очередь обычно развиваются заболевания кожи (себорея, псориаз), появляются трещины в углах рта (хейлоз), начинается воспаление слизистой оболочки рта, поражение сетчатки и роговой оболочки глаза, а затем проявляется ряд заболеваний кроветворной системы и желудочно-кишечного тракта, мышечная слабость и остановка роста у молодых организмов. Потребность в рибофлавине составляет 2 – 4 мг/сут, но лечебные дозы могут достигать 5 – 19 мг/сут. Широкое применение рибофлавин и его производные находят также в животноводстве.

Витамин В₃ был обнаружен в дрожжах и назван пантотеновой (то есть «вездесущей») кислотой; его часто называют также «универсальным витамином», а иногда – пантотеном и антидерматитным фактором.

Витамин В₃ (пантотеновая кислота)

Кофермент А

Впервые D-пантотеновая кислота была выделена Р. Уильямсом в 1938 году, тогда же было установлено её строение, а через два года осуществлён её синтез (Р. Уильямс, Т. Рейхштейн, Р. Кун, К.А. Фолкерс). Витамин В₃ представляет собой амид пантотеновой – (R)-α,γ-дигидрокси-β,β-диметилмасляной кислоты н β-аланина. Он входит в состав важнейшего кофактора ферментов биологического ацилирования – кофермента А, в котором его первичный гидроксил фосфорилирован трифосфоаденозином, а карбоксил амидирован β-меркаптоэтиламином. Выделение и выяснение биологической роли кофермента А проведено американским биохимиком Ф.А. Липманом, удостоенным за эти работы в 1953 году Нобелевской премии, а строение кофермента А установлено Дж. Бадли и Э. Тэйном в 1951 году.

При отсутствии пантотеновой кислоты в рационе у животных возникает дерматит, выпадение шерсти и ряд других осложнений, в том числе изменения миелиновых оболочек спинного мозга. У человека авитаминоз В₃ редок, так как кишечная палочка синтезирует достаточные количества пантотеновой кислоты, которая затем всасывается из кишечника. Суточная потребность человека в этом витамине составляет около 10 мг. Наиболее богатыми его источниками являются дрожжи, горох, молоко, яйца, печень, сердце и почки. Пантотеновую кислоту по биологической активности у животных полностью заменяют D-пантенол и пантотеин. Интересно также отметить, что D-гомопантотеновая кислота, в состав которой входит остаток γ-аминомасляной кислоты, широко распространена в природе, обладает высокой седативной активностью и применяется в медицине для лечения ряда нервных и психических заболеваний.

Витамин В₅, чаще называемый витамином РР (от англ. pellagra preventing factor – антипеллагрический фактор) или ниацином, химически представляет собой два вещества, обладающие одинаковой витаминной активностью: никотиновую (3-пиридинкарбоновую) кислоту (ниацин) и никотинамид (нивцинамид). Никотиновая кислота и её амид стали известны ещё в позапрошлом веке в связи с исследованиями никотина и других пиридиновых алкалоидов, а из природных источников (дрожжей и рисовых отрубей) она была выделена в 1911-1912 годах К. Функом. Однако связь тяжелого заболевания – пеллагры с недостатком в диете каких-то витаминов установлена позднее. Идентификация витамина РР с никотиновой кислотой осуществлена в 1937 году К. Эльвехьемом. Никотинамид был выделен в 1934-1935 годах из мышц Р.Куном и из коферментных форм витаимна О.Г. Варбургом и Г. фон Эйлером.

Витамин В₅

Биохимическую роль витамин В₅ играет в форме коферментов: никотинамидадениндинуклеотида и никотинамиддинуклеотидфосфата, открытых и исследованных О.Г. Варбургом, Г. фон Эйлером и Ф. Шленком в 1935-1936 годах. Эти коферменты входят в многочисленную группу оксидоредуктаз (дегидрогеназ), принимающих участие почти в 150 различных биохимических реакциях дегидрирования, окисления, N-алкилирования, изомеризации, в восстановлении нитрата до нитрита и далее до аммиака, фотосинтезе, дыхании, энергетическом обмене, анаэробном расщиплении углеводов и т.д. В ходе окислительно-восстановительных реакций NAD⁺ и NADP⁺ реагируют в составе ферментов с органическими субстратами, стереоспецифически (чаще с нижней стороны пиридинового кольца) отнимая от них гидрид-ион и образуя NADH и NADPH; обратная реакция также протекает стереоспецифически.

Никотинамидадениндинуклеотид

Здоровые люди не очень чувствительны к недостатку или даже отсутствию никотиновой кислоты или никотинамида в продуктах питания. Дело в том, что провитамином ниацина является триптофан, и именно недостаток этой незаменимой аминокислоты в кукурузе или сорго является причиной заболевания пеллагрой там, где они становились основными продуктами питания. В организме человека триптофан превращается прямо в NAD через кинуренин, 3-гидроксикинуренин и 1-амино-4-формилбутадиен-1,2-дикарбоновую кислоту; эффективность процесса однако невысока: 1 мг ниацина получается из 60 мг триптофана. Недостаток NAD и NADP может восполняться также за счёт ферментативного синтеза из никотиновой кислоты, но не из никотинамида, поэтому истинным витамином следует считать никотиновую кислоту.

Витамин В₆ (адермин) может существовать в трёх различных химических формах: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Впервые пиридоксин выделен из полированного риса в 1932 году, а его строение выяснено и подтверждено синтезом в 1939 году.

Строение пиридоксаля и пиридоксамина установлено и доказано синтезом в 1944 году. Структура коферментных форм витамина В₆ – пиридоксаль-5’-фосфата и пиридоксамин-5’-фосфата определена в 1951 году. В промышленности витамин В₆, его коферментные формы и производные получают синтетически.

Пиридоксин

Пиридоксаль

Пиридоксамин

C₈H₁₀NO₆P

Пиридоксаль-5’-фосфат

Пиридоксамин-5’-фосфат

Из биохимических реакций, катализируемых пиридоксалевыми ферментами, первой была открыта в 1937 году А.Е, Браунштейном и М.Г. Крицман реакция переаминирования аминокислот; её механизм был независимо установлен в 1952-1954 годах А.Е. Браунштейном и М.М. Шемякиным и американцем Э. Снеллом. Фосфаты пиридоксаля и пиридоксамина входят в состав более чем 50 ферментов, участвующих главным образом в процессах аминокислотного синтеза и метаболизма, а также фосфорилировании углеводов и метаболизме жирных кислот и мембранных ненасыщенных липидов.

Значительная доля витамина В₆, поступает в организм человека за счёт деятельности кишечной микрофлоры. При его недостатке у животных обычно наблюдаются специфическое заболевание кожи («симметричный» дерматит), судороги, анемия и задержка роста молодых особей. У взрослых людей авитаминоз В₆обычно не возникает, однако прием значительных количеств противотуберкулёзного препарата изониазида, способного химически связывать пиридоксаль, может вызвать тошноту, себоррейный дерматит, хейлоз и другие пеллагроподобные заболевания. У детей при неполноценном искусственном вскармливании наблюдаются конвульсии, связанные с недостатком γ-аминомасляной кислоты и пиридоксина, необходимого для нормального функционирования одной из форм глутамат-декарбоксилазы. Пиридоксин, пиридоксаль-5’-фосфат и некоторые их производные широко применяются в медицине для лечения ряда кожных и неврологических заболеваний, а также при хроническом гепатите, в гинекологии, гематологии, фтизиатрии и спортивной медицине.

Витамин В₉ (витамин В_с) впервые выделен Р. Уильямсом в 1941 году из листьев шпината как фактор роста цыплят и назван фолиевой кислотой (от лат. folium – лист). В 1940 году в печени обнаружен фактор, устраняющий анемию у цыплят (витамин В_с, от англ. chicken – цыплёнок), оказавшийся также фолиевой кислотой. Позднее этот витамин был выделен как активный ростовой фактор ряда микроорганизмов наряду с конъюгатами, содержащими 3 и 7 остатков глутаминовой кислоты в молекуле. Последний конъюгат был идентифицирован также с открытым ещё в 1931 году фактором, предохраняющим беременных женщин (и – при экспериментальном тестировании – обезьян) от заболевания злокачественной анемией и названным витамином М (от англ. monkey – обезьяна).

Витамин В₉ (фолиевая кислота)

Биохимические функции фолиевая кислота выполняет в форме кофермента – тетрагидрофолиевой, или фолиевой, кислоты, образующейся из витамина в результате восстановления фолатредуктазой с участием NADPH. Фолиновая кислота в виде соответствующих N₅- и/или N_m-алкилированных производных способна в составе ферментов переносить одноуглеродные радикалы: формил, оксиметил, метил, метилен, метин и формимин (CH=NH), участвуя в синтезе аминокислот (например, серина или метионина), пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеиновых кислот, холина и т.д.

Тетрагидрофолиевая кислота

В медицине фолиевая кислота применяется для борьбы с болезнями кроветворной системы, особенно при злокачественных анемиях и лучевой болезни, так как участвует в процессах гемопоэза (она необходима для регуляции эритропоэза, тромбоцитопоэза и особенно лейкопоэза). Напротив, при лечении некоторых других злокачественных опухолей (лейкозов, лейкемий, трофобластических новообразований), которые для своего развития нуждаются в повышенных количествах нуклеиновых кислот, часто применяются антагонисты фолиевой кислоты (антивитамины В_с) – аминоптерин и метотрексат (аметоптерин), способные сильно снижать активность фолатредуктазы и тем самым угнетать биосинтез нуклеиновых оснований и митоз.

Фолиевая кислота широко распространена в природе в растительных и животных тканях и, кроме того, в достаточных количествах вырабатывается обычно кишечной микрофлорой.

В отличие от человека, многие микроорганизмы не могут использовать экзогенную фолиевую кислоту и вынуждены синтезировать её сами. Поэтому для них, как было установлено, необходимым фактором роста и развития является n-аминобензойная кислота, в роли её антивитаминов могут выступать n-аминобензолсульфамид (белый стрептоцид) и его производные.

История открытия витамина В₁₂ (антианемического витамина, оксикобаламина, цианкобаламина, фактора кроветворения) тесно связана с поисками причин заболевания пернициозной анемией, которая, как теперь известно, обусловлена недостатком витаминов В₉и В₁₂. Эта злокачественная летальная «пернициозная» (от лат. perniciosus – гибельный), считавшаяся неизлечимой форма малокровия (болезнь Аддисона – Бирмера) впервые описана в 1849 году. Позднее открыто лечебное действие сырой печени при данной болезни, а в 1929 году обнаружена необходимость двух факторов для борьбы с ней: внешнего (пищевого) и внутреннего, адъювантного, впоследствии отказавшегося мукополисахаридном слизистой желудка, недостаток выделения которого препятствует всасыванию витамина В₁₂. С химической точки зрения цианокобаламин, впервые выделенный из печени в 1948 году независимо Е.Л, Смитом и группой Э. Рикеса и К.А. Фолкерса, и оксикобаламин, выделенный К.А. Фолкерсом и Е.Л. Смитом в 1950 году и считающийся теперь истинным витамином (замена ОН-группы на CN- происходит, вероятно, в процессе выделения), являются наиболее сложными химическими соединениями среди витаминов. Их строение, интенсивно изучавшееся как химическими, так и физико-химическими методами в течение 7 – 8 лет, было окончательно доказано в 1955-1956 годах Д. Ходжкни, А.Р Тоддом и Е.Л. Смитом, а полный синтез осуществлён в 1972 году Р.Б. Вудвордом и А. Эшенмозером с сотрудниками.

В организме человека кобаламины (X = OH^-, CN^-, NO₂^-, SO₃^2-, Cl^- и другие) превращаются в кофермент В₁₂ – кобамамид (кобинамид); его структура установлена Д. Ходжкин в 1961 году.

Основные биохимические функции кобамамида заключаются в изомеризации L-глутаминовой кислоты в L-трео-β-метиласпарагиновую, метилмалонилкофермента А в сукцинилкофермент А, превращении глицерина в β-оксипропионовый альдегид, лизина – в масляную и уксусную кислоты, рибозидов – в дезоксирибозиды; он участвует также в ряже важнейших биохимических реакций, катализируемых им совместно с фолиевой кислотой, например в синтезе нуклеиновых оснований.

Витамин В₁₂

В медицине кобаламины применяются в гематологии – для лечения различных хронических анемий и нормализации функции кроветворения; в неврологии – при полиневритах, рассеянном склерозе, радикулитах и т.п.; в дерматологии; для нормализации липидного обмена при жировой дистрофии печени и ряде других заболеваний; кобамамид проявляет также анаболические свойства и используется в педиатрии для новорождённых детей с недостаточной массой тела.

Диетическими источниками витамина В₁₂ являются животные ткани и бобовые растения. Сейчас в промышленности В₁₂ (а из него кобамамид) получается микробиологическим путём с использованием как культуральных жидкостей после выделения некоторых антибиотиков, так и специальных продуцентов: Propionibacterium shermanii, P. freudenreichii, Streptomyces olivaceus и др., а также ряда метанобразующих бакретий.

Молекула витамина В₁₂ состоит из трёх частей: планарной, в основе которой лежит тетрапиррольное ядро коррина, стабилизованное центральным атомом кобальта; перпендикулярной к ней «нуклеотидной» части, построенной из рибозы и 5,6-диметилбензимидазола и замкнутой в макроцикл через карбоксамидный атом азота тетрапиррольной группировки и метилпропандиол; и анионной части, которая у кофермента В₁₂ заменена на аденозильный остаток, соединенный с атомом кобальта необычной кобальт-углеродной связью. По своему стрению коррин близок к порфину, который лежит в основе структур таких важнейших порфириновых коферментов, как гемм гемоглобина, хлорофиллы a и b и геммы цитохромов, например цитогемин (гемм a) цитохромов класса a.

1.2.2.2. Витамин С

Витамин С, известный также под названием аскорбиновой кислоты, антицинготного и антискорбутного витаминов, является, пожалуй, самым популярным. Первые сведения о существовании особого органического вещества, наличие которого в пище предохраняет от цинги (скорбута), относится к 1885 году, когда В.В. Пашутин отверг распространённое в то время мнение, что цинга является инфекционным заболеванием, и выдвинул идею об авитаминозе как её причине. Исследования, которые предпринимали многие врачи и учёные со времени гибели от цинги в 1535 году большей части морской экспедиции Ж. Кортье на острове Ньюфаундленд, только в начале XX века завершились выделением витамина сначала из лимона (С. Цильва, 1918-1925), а потом из капусты, надпочечников быка и сладкого перца (А. Сент-Дьёрдьи, 1928-1930). Затем, уже в 1933 году, его строение было выяснено П. Каррером и в том же году подтверждено синтезами Т. Рейхштейна и Е. Хёрста – В. Хеуорса.

Витамин С

Витамин С представляет собой γ-лактон 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты. Он содержит группировку «редуктона» [-C(OH)=C(OH)-CO], способную легко окисляться с образованием дегидро-L-аскорбиновой кислоты, и имеет довольно необычную для углеводов L-конфигурацию хирального центра 5; интересно отметить, что D-аскорбиновая кислота не только обладает витаминными свойствами, но и является антивитамином С.

Витамин С – бесцветные кристаллы, кислые на вкус, хорошо растворимые в воде и спирте, но не растворимые в бензоле, хлороформе, эфире и других растворителях жиров. В бескислородной среде кристаллы аскорбиновой кислоты можно хранить годами, но в присутствии кислорода или в растворе, особенно щелочном, витамин С быстро разрушается. Разрушению способствуют ионы Fe и Cu.

Главными природными источниками витамина С являются свежие овощи и фрукты, но довольного много его и в животных тканях, так как большинство животных могут биосинтезировать этот витамин. Исключение составляют только некоторые птицы, морские свинки, обезьяны и человек, нуждающийся в ежедневном поступлении 25-75 мг аскорбиновой кислоты. В промышленности L-аскорбиновую кислоты получают химическим синтезом.

L-аскорбиновая кислота, будучи самым сильным восстановителем живого организма, участвует во многих биохимических процессах транспорта электронов, а образующаяся при этом дегидроаскорбиновая кислота легко восстанавливается обратно специальной редуктазой. Важными функциями аскорбиновой кислоты являются метаболическое расщепление тирозина и лизина и гидроксилирование остатков пролина в составе протоколлагена до остатков гидроксипролина, что необходимо для построения фибриллярного коллагена. Она обеспечивает также гидроксилирование допамина до важнейшего гормона и нейромедиатора норадреналина, участвует в обмене липидов и ряде других реакций.

В медицине аскорбиновая кислота широко применяется не только для лечения цинги, но и при геморрагических диатезах, кровотечениях, в том числе вызванных лучевой болезнью, ряде инфекционных и иммунных заболеваний, для нормализации липидного обмена при атеросклерозе, усиленном физическом и умственном напряжении, простуде, а также в химиотерапии рака.

1.2.3. Роль витаминов в функционировании ферментов

Для каталитической активности многих ферментов те или иные кофакторы небелковой природы. Такими кофакторами могут быть органические соединения (в этом случае их называют коферментами) или какие-либо неорганические вещества, например металлы (в форме ионов). У одних ферментов кофакторы непосредственно участвуют в каталитическом процессе, у других же они выполняют функцию промежуточных переносчиков определённых функциональных групп от молекулы субстрата к ферменту. Хотя такие кофакторы присутствуют в клетках в крайне незначительных количествах, они необходимы для действия многих ферментов и потому играют жизненно важную роль в метаболизме клетки.

Предшественниками многих коферментов служат витамины – органические соединения, которые в малых количествах должны обязательно присутствовать в пище людей и большинства животных для поддержания нормального развития и жизнедеятельности организма.

Важным достижением экспериментальной науки можно считать выявление роли витаминов и незаменимых неорганических веществ в каталитическом действии ферментов, поскольку это позволило понять, что сохранение здоровья людей зависит от их правильного питания.

Поскольку суточная потребность человека в витаминах составляет лишь незначительные их количества (порядка миллиграммов или даже микрограммов), витамины можно назвать микрокомпонентами пищи. В отличие от них макрокомпоненты – углеводы, белки и жиры – должны входить в пищевой рацион человека в больших количествах, так как суточная потребность в них исчисляется сотнями или по меньшей мере десятками граммов. Это объясняется тем, что основные пищевые вещества используются в организме в качестве источников энергии и сырья для получения органических предшественников многих клеточных компонентов, а также для того, чтобы обеспечить аминокислотами биосинтез белков. Витамины же, напротив, нужны лишь в малых количествах, потому что они играют роль катализаторов в различных химических превращениях макрокомпонентов пищи – превращениях, которые в совокупности называются обменом веществ, или метаболизмом. Подобно ферментам, витамины присутствуют в тканях в очень низких концентрациях.

В настоящее время известно 13 различных витаминов, которые вместе с основными питательными веществами – углеводами, жирами и белками – должны содержаться в пищевом рационе людей и животных многих видов, чтобы обеспечить нормальный рост и жизнедеятельность организма.

О биохимической функции некоторых витаминов впервые стало известно в 30-е годы XX века благодаря слиянию двух направлений исследований, одно из которых имело целью изучение химической структуры коферментов, а другое – изучение строения витаминов. В 1935 году немецкому биохимику Отто Варбургу удалось выделить и установить структуру кофермента (сейчас его называют никотинамидадениндинуклеотидфосфат), необходимого для катализа определённых окислительно-восстановительных реакций в клетке. Варбург показал, что один из компонентов этого кофермента представляет собой простое органическое соединение – никотинамид, которое задолго до того было впервые выделено из табака. Несколько позже американские биохимики Д. Уайн Улли и Конрад Элведжем попытались установить химическое строение выделенного ими из мяса и других пищевых продуктов вещества, которое предотвращало или излечивало обусловленное неполноценным питанием заболевание собак «черный язык», аналогичное пеллагре человека. Улли и Элведжем были поражены тем, что по некоторым химическим свойствам выделенное ими вещество напоминало никотинамид. Поэтому они попробовали лечить собак чистым никотинамидом, и такое лечение оказалось успешным. В скором времени было установлено, что никотинамидом можно излечивать также и пеллагру у людей. Теперь мы знаем, что никотинамид – это компонент кофермента, необходимого для ферментативного катализа ряда жизненно важных окислительных реакций. Несмотря на очень простое строение молекулы никотинамида, большинство животных не может синтезировать его в достаточных количествах и поэтому должно получать его с пищей.

Вскоре после этого выяснилось, что другие витамины также функционируют в качестве компонентов коферментов и простетических групп ферментов. Содержание витаминов в пище может быть крайне незначительным, поскольку коферменты, выполняющие функции катализаторов, необходимы клеткам в очень низких концентрациях. Например, минимальное количество витамина В₆, которое должно содержаться в суточном рационе человека, составляет около 2 мг, а витамина В₁₂ – менее 3 мкг.

Соотношение витаминов и типов катализируемых ими реакций или функций представлены в таблице 4 (приложение, таблица 4).

Глава 2. Витаминоподобные вещества

2.1. Основные представления о витаминоподобных веществах

Витаминоподобные вещества близки к обычным витаминам и необходимы организму в сравнительно малых количествах. Несмотря на это, они обладают достаточно сильным воздействием на организм человека - усиливают действие основных витаминов и микроэлементов. Их основное отличие от классических витаминов состоит в том, что недостаток витаминоподобных веществ не приводит к патологическим изменениям организма, как это происходит при нехватке микро- и макроэлементов. Витаминоподобные вещества безвредны и обладают низкой токсичностью.

В натуральных продуктах питания витаминоподобные вещества содержатся в достаточном количестве, но, тем не менее, из-за низкого качества продуктов в настоящее время многие испытывают их дефицит. Поэтому их часто можно встретить во многих биологически активных добавках. Главные представители витаминоподобных веществ это: холин, витамин U, витамин Н (биотин), В₁₅ (пангамовая кислота), В₁₃ (оротовая кислота), N (липоевая кислота, липамид), F (смесь эфиров линолевой и линоленовой кислот).

Основные сведения о витаминоподобных веществах кратко изложены в таблице 5 (приложение, таблица 5).

2.2. Характеристика витаминоподобных веществ

Витамин В₁₃, или оротовая кислота, впервые выделен в 1931 году из коровьего молока. Обнаружен он также в женском молоке, печени и многих других животных и растительных продуктах; особенно богаты им дрожжи. По своему строению оротовая кислота является 4-карбоксиурацилом.

Оротовая кислота

Биологическая роль витамина В₁₃связана с тем, что он является важнейшим биосинтетическим предшественником пиримидиновых нуклеотидов; потребность в нем человеческого организма довольно велика: 1 – 1,5 г/сут. Обычно недостатка в оротовой кислоте, которая биосинтезируется из аспарагиновой кислоты, в организме человека не ощущается. Но К-соль оротовой кислоты широко используется в медицинской практике при заболеваниях, связанных с нарушениями белкового обмена, для нормализации функций печени, при инфарктах миокарда и других сердечнососудистых заболеваниях, а также при длительном применении стероидных гормонов и для ускорения адаптации к гипоксии; кроме того, она является и выраженным анаболиком.

Витамин В₁₅ (6-О-диметилглициновый эфир D-глюконовой кислоты) открыт в 1950 году в семенах различных растений и назван пангамовой кислотой (от греч. παν – все и γαμετη, γαμετηζ – супруга, супруг), а позднее обнаружен в рисе, дрожжах, бычьей крови и печени лошади.

Пангамовая кислота

Биологическая роль пангамовой кислоты связана с активацией процесса переноса кислорода и дыхательных ферментов, благодаря чему увеличивается устойчивость человека и животных к кислородному голоданию. Она участвует также в реакциях метилирования, являясь донором метильных групп при биосинтезе холина, метионина, адреналина, креатина и стероидных гормонов. Это её свойство тесно связано с липотропным действием, то есть способностью нормализовать жировой обмен и препятствовать отложению холестерина на стенках сосудов. Пангамовая кислота в виде кальциевой соли (пангамат кальция) применяется при ишемической болезни сердца, атеросклерозе, инфаркте миокарда, гепатите, стенокардии и часто рекламируется как средство против быстрого старения. Известна также способность пангамовой кислоты оказывать детоксицирующее действие при отравлениях алкоголем, наркотиками и некоторыми лекарственными препаратами. Среди используемых в медицине синтетических аналогов витамина В₁₅ наиболее известен дихлорацетат диизопропиламина (дипромоний, или DADA). Строго говоря, не доказано, что пангамовая кислота является витамином, так как неизвестны последствия гипо- или авитаминоза В₁₅, но характер её биологического действия определённо указывает на правомерность такого опасения.

К другим витаминам группы В относят ещё несколько веществ. Так, у некоторых насекомых роль витамина (витамин В_Т или витамин «роста») может играть L-карнитин (β-гидрокси-γ-триметилбутиробетаин). У млекопитающих он нормально участвует в липотропных процессах окисления жирных кислот как переносчик их активированных (в виде ацильных производных коэнзима А) форм через мембраны. В медицине карнитин применяется для лечения психических и неврологических расстройств и как анаболик.

L-карнитин

Витамином В₈ (биос I, липотропный фактор) называют также мезо-инозит, широко распространенный в растительном и животном мире и необходимый для нормального развития животных: в частности, его недостаток вызывает у мышей алопецию – своеобразную форму плешивости, а также дисфункцию нервной системы и желудочно-кишечного тракта. Как и карнитин, он принимает участие в процессах окисления жирных кислот; в качестве одной из наиболее важных функций можно назвать его использование в организме для построения второго по значимости внутриклеточного медиатора – фосфатидилинозитдифосфата. Суточная потребность человека в инозите составляет около 1 г.

К витаминам группы В относят также холин (холинхлорид), известный с позапрошлого века как составная часть фосфолипидов. Он также проявляет липотропное действие, входит, кроме того, в состав важнейшего нейромедиатора – ацетилхолина, а после биохимического окисления до бетаина участвует в биосинтезе метионина, адреналина, креатина, нуклеиновых оснований и других биологически важных веществ как донор метильных групп. Симптомы холинавитаминоза проявляются в жировом перерождении печени, кровоизлияниях в почках и других органах и в измененной условнорефлекторной деятельности. Суточная потребность человека в холине 1-4 г.

Холин

Витамином В₄ в 1957 году было названо известное с 1885 года нуклеиновое основание аденин, который является биосинтетическим предшественником аденозина и его фосфатов, необходимых для огромного числа важнейших процессов.

Витамином F называют ненасыщенные жирные кислоты, которые не могут синтезироваться тканями организма. К ним относятся линоленовая и линолевая кислоты.

Линолевая (ω₆) и линоленовая (ω₃) жирные кислоты всасываются и транспортируются в составе хиломикронов подобно всем длинноцепочечным жирным кислотам. В клетке они встраиваются в биомембраны, а также принимают участие в метаболизме и его регуляции. В реакциях биотрансформации часть их двойных связей восстанавливается.
Витамин F крайне нестоек, легко подвергается процессу перекисной модификации на свету и при хранении. При этом образуются весьма токсичные продукты. Естественным стабилизатором витамина F является витамин Е. Разработан эффективный способ стабилизации ненасыщенных жирных кислот с помощью β-каротинов и витаминов антиоксидантного действия.

Линолевая кислота

Линоленовая кислота

Биохимические функции витамина F многообразны. Как уже упоминалось, витамин F – структурный компонент клеточных мембран. Ненасыщенные жирные кислоты входят в состав сложных липидов. Линолевая кислота является предшественником арахидоновой кислоты, из которой, в свою очередь, синтезируются простагландины и тромбоксаны II группы. Линоленовая кислота служит предшественником эйкозапентоеновой кислоты, из которой синтезируются простагландины и тромбоксаны III группы. Последние оказывают противоположный по отношению к дериватам ω₆ эффект, то есть не только снижают свертываемость крови, агрегацию тромбоцитов и стимулируют иммунозащитные реакции и противоопухолевый иммунитет, но и препятствуют высвобождению арахидоновой кислоты из фосфолипидов биомембран. Так как простагландины являются тканевыми гормонами, очевидно, что витамин F играет регуляторную роль в жизнедеятельности клеток.

При недостаточности эссенциальных жирных кислот, которая обычно является следствием голодания или нарушения процесса всасывания липидов в кишечнике, развивается фолликулярный гиперкератоз (избыточное ороговение кожного эпителия вокруг волосяных фолликулов), у животных наблюдается бесплодие. Страдают многие звенья метаболизма, однако четких критериев недостаточности витамина F не имеется.

Источником витамина F являются растительные масла, содержатся они в животных жирах. Качественный и количественный состав входящих в растительные масла незаменимых жирных кислот имеет принципиальное значение в питании. Несомненно, большей биологической ценностью обладают ω₃ жирные кислоты. В подсолнечном масле содержится лишь около 1 % линоленовой кислоты, в то время как в льняном – 70-75 %. Ни одно растительное масло не может конкурировать с льняным в качестве пищевого источника ω₃ жирных кислот. Из животных продуктов эссенциальные ω₃жирные кислоты в достаточном количестве содержатся лишь в свежем рыбьем жире, но и в последнем их в 1,5-2 раза меньше, чем в льняном масле. Клинические испытания, проведённые во многих странах, показали высокую эффективность льняного масла как средства профилактики и лечения атеросклероза (снижение уровня холестерина и триглицеридов, антитромботическое действие). Его с успехом применяют при онкологических заболеваниях, расстройствах иммунитета, в дерматологии, при сахарном диабете, в качестве желчегонного средства.

Суточная потребность в витамине F составляет 10 г, причём не менее половины из этого количества должно приходиться на ω₃ жирные кислоты.

Витамин N (липоевая кислота) был выделен в 1951 году как вещество, которое активно участвовало в обмене пирувата и ацетил~SKoA – ключевых метаболитов клетки. Оно было названо липоевой кислотой, так как хорошо растворялось в жирорастворителях. По химическому строению липоевая кислота является тиопроизводным валериановой кислоты, способным легко подвергаться окислительно-восстановительным превращениям.

Липоевая кислота

Липоевая кислота легко всасывается и в клетках организма включается в состав ферментов (липоевая кислота своей карбоксильной группой присоединяется к εNH₂-группе лизина фермента) в качестве кофермента.

До настоящего времени дискутируется вопрос о том, следует ли считать липоевую кислоту витамином для человека (в печени крысы она может синтезироваться в незначительных количествах).

Липоевая кислота является коферментом (одним из пяти) пируват- и α-кетоглутарат-дегидрогеназ. Эти мультиферменты осуществляют реакции окислительного декарбоксилирования названных кетакислот. Пируватдегидрогеназная реакция является ключевой в обмене глюкозы, а α-кетоглутаратдегидрогенеза – один из ферментов центрального метаболического пути клетки (цикла Кребса). В этих реакциях липоевая кислота выполняет роль переносчика электронов и ацильных групп.

Липоевая кислота – идеальный антиоксидант. Обнаружена её высокая эффективность в защите организма от повреждающего действия радиации и токсинов. Она устраняет свободные радикалы, образующиеся при окислении пирувата в митохондриях, реактивирует другие антиоксиданты – витамин Е и С, а также тиоредоксин и глутатион. Липоевая кислота предохраняет от перекисной модификации атерогенные липопротеины. Синергичное действие липоевой кислоты с витаминами Е и С является пощной протекцией атеросклероза.

Липоевая кислота увеличивает эффективность утилизации глюкозы клетками (путём влияния на белок-транспортёр глюкозы Т₁), ингибирует деградацию инсулина, снижает уровень гликозирования белков – отсюда понятна эффективность применения липоевой кислоты при сахарном диабете.

Гипо- и гипервитаминозы липоевой кислоты для человека не описаны. Липоевая кислота малотоксична, её наиболее распространённой профилактической формой назначения является липоамид.

Наиболее богаты липоевой кислотой дрожжи, мясные продукты, молоко. Суточная потребность предположительно 1 – 2 мг.

Парааминобензойная кислота (ПАБК) плохо растворяется в воде, хорошо – в спирте и эфире; химически устойчива.

Витаминные свойства ПАБК связаны с тем, что она входит в состав молекулы фолиевой кислоты, следовательно, ПАБК принимает участие во всех реакциях метаболизма, где необходим витамин В_С.

Парааминобензойная кислота

Большинство микроорганизмов не могут синтезировать ПАБК, в связи с чем её структурные аналоги (сульфаниламиды) широко используются в качестве антибактериальных средств.

Поскольку ПАБК обладает способностью активировать тирозиназу – ключевой фермент при биосинтезе меланинов кожи, - она необходима для нормальной пигментации волос и кожи.

Симптомы недостатка сходи с таковыми при дефиците фолатов. ПАБК содержится практически во всех продуктах питания. Наиболее богаты ею печень, мясо, молоко, яйца, дрожжи. Суточная потребность не установлена.

Витамин Р (рутин, биофлавониды). В 1936 году А. Сент-Дьёрдьи из кожуры лимона выделил действующее начало, уменьшающее ломкость, проницаемость капилляров у больных с геморрагическим диатезом и у цинготных морских свинок. Оно получило название витамин Р (от permeability – проницаемость).

Биофлавоноиды – разнообразная группа растительных полифенольных соединений, в основе структуры которых лежит дифенилпропановый углеродный скелет. Биофлавоноиды быстро всасываются из желудочно-кишечного тракта. В тканях организма они превращаются в фенольные кислоты, которые выделяются с мочой. Частично флавоноиды могут выделяться в неизменном виде или в конъюгатах с глюкуроновой и серной кислотами.

Биофлавоноиды могут использоваться для построения биологически важных соединений в клетке, в частности убихинона.

Симптоматика недостаточности биофлавоноидов сводится к явлениям повышенной проницаемости и ломкости капилляров, петехиям (точечным кровоизлияниям), кровоточивости десен. Гипервитаминоз не описан. Р-витаминные вещества содержатся в тех же растительных продуктах, что и витамин С. Наиболее богаты ими черноплодная рябина, черная смородина, яблоки, виноград, лимоны, чайный лист и плоды шиповника. Потребление флавоноидов в составе натуральных продуктов (фруктов, соков и виноградных вин), где они могут находиться в виде комплексов с металлами, может быть более эффективным, чем использование очищенных витаминных препаратов. Суточная потребность – 25-50 мг.

Витамин U был обнаружен в 1950 году в сырых овощах. Поскольку сок сырых овощей, особенно капусты, обладал способностью предотвращать или задерживать развитие экспериментальных язв желудка, выделенный из него витамин назвали противоязвенным, или витамином U (от лат. ulcus – язва). Витамин U хорошо растворим в воде. При варке пищи легко разрушается, особенно в нейтральной щелочной среде.

Подобно метионину витамин U является донором метильных групп в реакциях синтеза холина и кератина. Показано его участие в синтезе метионина и некоторых других соединений, нуждающихся в метильных группах. Вероятно его липотропное действие на печень (поскольку он участвует в синтезе холина – липотропного вещества).

Втамин U

Недостаточность витамина у человека не описана. Цыплята, которым скармливался алкалоид цинкофен с целью моделирования язвы желудка, излечивались, если им в корм добавлялся свежий овощной сок. Показана эффективность назначения этого витамина при лечении язвенной болезни желудка у человека.

Источниками витамина U являются свежая капуста, петрушка, морковь, лук, перец, зелёный чай, свежее молоко, печень.

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 102; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!