Теоретичні питання

1. Загальна характеристика вітамінів як компонентів харчування людини.

2. Водорозчинні коферментні вітаміни (В1, В2, РР, B6, В12, Н, фолієва кислота, пантотенова кислота, вітаміни, С, Р);

• структура біологічно активних форм;

• біохімічні функції та роль в обміні речовин;

• прояви недостатності та гіпервітамінозу;

3. Джерела та добова потреба. Жиророзчинні вітаміни(А, Е, К, F, D):

• біологічні властивості та роль в обміні речовин;

• прояви недостатності та гіпервітамінозу;

• джерела та добова потреба.

4. Біоантиоксидантні властивості коферментних та жиророзчинних вітамінів.

5. Хвороби вітамінної недостатності:

• екзогенні гіпо- та авітамінози;

• ендогенні гіпо-та авітамінози;

• клініко-біохімічні аспекти авітамінозів.

6. Використання вітамінних препаратів у профілактиці та лікуванні захворювань.

7. Вітамінні харчові добавки, профілактичні та лікувальні аспекти застосування.

Практичні роботи

Завдання 1. Виявлення та визначення вмісту водорозчинних вітамінів.

Робота 1. Визначення вітаміну С (аскорбінової кислоти) в сечі.

Для оцінки С-вітамінної забезпеченості організму найбільше поширення отримали прямі методи визначення аскорбінової кислоти в крові і сечі. Концентрація вітаміну в плазмі крові і виведення його з сечею знаходяться в тісному зв'язку і є показником забезпеченості харчового раціону вітаміном С.

Принцип методу. Аскорбінова кислота в кислому середовищі відновлює молекулярний йод. Поява синього забарвлення вказує на те, що вся аскорбінова кислота з відновленої форми перейшла в окислену, і перша надлишкова крапля розчину йоду в присутності крохмалю дає синє забарвлення.

Хід роботи. В колбу відміряють 5 мл сечі і додають 5 крапель розчину крохмалю. Титрують розчином йоду до появи синього забарвлення, що не зникає протягом 30 сек. Враховуючи, що 1 мл розчину йоду відповідає 1 мкмоль аскорбінової кислоти, обчислюють виділення аскорбінової кислоти за добу за формулою:

X = а ×1 × 1500 ÷ 5

де а - кількість мл розчину йоду, що пішла на титрування; 1500 - добовий діурез; 5 - об'єм сечі в пробі; X - вміст аскорбінової кислоти в добовій кількості сечі.

В нормі за добу з сечею виділяється 284-568 мкмоль аскорбінової кислоти.

Робота 2. Визначення вмісту аскорбінової кислоти в плазмі крові.

Принцип методу. Кількісне визначення вітаміну С грунтується на його здатності легко вступати у окисно-відновні реакції і відновлювати такі сполуки, як 2,6-дихлорфеноліндофенол (ДХФІФ). Розчин 2,6-ДХФІФ в нейтральному середовищі має синє забарвлення. Поки в розчині є аскорбінова кислота, 2,6-ДХФІФ відновлюється і при цьому знебарвлюється. Після окислення ним всієї аскорбінової кислоти надлишок реактиву забарвлює розчин в кислому середовищі в слабо рожевий колір.

Хід роботи. 1 мл робочого розчину (який містить одну частину плазми крові, одну частину бідистиляту та дві частини 5% розчину метафосфорної кислоти) титрують розчином 2,6-ДХФІФ з мікробюретки до появи рожевого забарвлення. Після чого титрування припиняють і відмічають кількість розчину 2,6-ДХФІФ, що пішла на титрування. Розрахунок проводять за формулою:

Х = а × 0,0045 ×1000 ÷ 1

де: а - кількість мл розчину 2,6-ДХФІФ, що пішла на титрування; 1000 - розрахунок на 1 л; 0,045 - кількість мкмоль аскорбінової кислоти, що відповідає титру розчину 2,6-ДХФІФ; X - вміст аскорбінової кислоти в плазмі крові; 1 - кількість мл плазми, взятої для аналізу.

В нормі в плазмі крові міститься 34,1-90,9 мкмоль/л аскорбінової кислоти.

Клініко-діагностичне і практичне значення. Вітамін С (аскорбінова кислота) є необхідним харчовим фактором в організмі людини. Аскорбінова кислота бере участь в окислювально-відновних реакціях, синтезі стероїдних гормонів у корі наднирників і катехоламінів у мозковому шарі наднирників, у процесах гідроксилювання й посттрансляційної модифікації колагену, в утворенні тетрагідрофолату з фолієвої кислоти; прискорює всмоктування заліза, активує пепсиноген. При нестачі вітаміну С організм втрачає здатність депонувати міжклітинні "цементуючі" речовини, що викликає ураження судинних стінок і опорних тканин.

Завдання 2. Виявлення жиророзчинних вітамінів.

Робота 1. Виявлення вітаміну А. Реакція Друммонда.

Принцип методу. Сірчана кислота (H₂SO₄), яка має водовіднімаючі (дегідратаційні) властивості, сприяє перетворенню вітаміну А - ретинолу в забарвлений комплекс фіолетово-червоного кольору.

Хід роботи. На сухе предметне скло наносять 2 краплі риб'ячого жиру в хлороформі і 1 краплю концентрованої сірчаної кислоти (H₂SO₄). Спостерігають за появою забарвлення.

Клініко-діагностичне й практичне значення. Вітамін А впливає на бар'єрну функцію шкіри, слизових оболонок, на проникність клітинних мембран і біосинтез їхніх компонентів, зокрема глікопротеїнів; бере участь в окислювально-відновних реакціях, оскільки здатний утворювати перекиси, які у свою чергу підвищують швидкість окислювання інших сполук.

При недостатності вітаміну А в людини з'являються симптоми гальмування росту, виснаження організму, специфічні ураження шкіри, слизових оболонок й очей. У першу чергу пошкоджується епітелій шкіри, що супроводжується його патологічним ороговінням. Наслідком цього порушення є, юява вторинних гнійних і гнилісних процесів слизових оболонок усього шлунково-кишкового тракту, сечостатевої й дихальної системи. Специфічним для А-авітамінозу є ксерофтальмія - ураження очного яблука внаслідок закупорки сльозного каналу, епітелій якого також піддається ороговінню.

Робота 2. Виявлення вітаміну D. Анілінова проба.

Принцип методу. Вітамін D при взаємодії з аніліновим реактивом при нагріванні забарвлюється в червоний колір.

Хід роботи. В суху пробірку вносять 3-5 крапель риб'ячого жиру і 5 крапель хлороформу, перемішують та додають 1 мл суміші аніліну та концентрованої соляної кислоти (НСl) (15:1). При нагріванні жовта емульсія набуває червоного забарвлення. Через 1-2 хв. емульсія розділяється на два шари, з яких нижній забарвлений в інтенсивний червоний колір.

Клініко-діагностичне й практичне значення. Активна форма вітаміну D - 1,25-дигідроксикальциферол підтримує постійний рівень кальцію й фосфору в крові. Вітамін D стимулює всмоктування кальцію й фосфору в кишечнику, сприяє посиленню тканинного дихання й окисного фосфорилювання, а також окисленню вуглеводів до лимонної кислоти; стимулює мобілізацію кальцію з кісткової тканини.

Нестача вітаміну D у раціоні дітей приводить до розвитку рахіту - захворювання, в основі якого лежать зміни обміну фосфору й кальцію, порушення відкладення їхніх солей на колагенову основу кісток, які ростуть. В результаті розвивається остеомаляція - розм'якшення кісток. Для D-авітамінозу

дорослих характерним є розвиток остеопорозу внаслідок вимивання солей кальцію й фосфору, кістки стають крихкими й це часто призводить до переломів.

Робота 3. Виявлення вітаміну Е. Реакція з азотною кислотою (HNO₃).

Принцип методу. Оскільки продукт окислення токоферолу має хіноїдну структуру, то при взаємодії спиртового розчину токоферолу з концентрованою азотною кислотою (НЮз) реакційна суміш забарвлюється в червоний колір. Цю реакцію використовують для кількісного визначення вітаміну.

Хід роботи. В пробірку вносять 5 крапель 0,1% розчину α-токоферолу (вітаміну Е), додають декілька кришталиків сахарози і 10 крапель концентрованої азотної кислоти (HNO_?). Перемішують скляною паличкою. Утворюється емульсія, яка поступово забарвлюється в червоний колір.

Клініко-діагностичне й практичне значення. Вітамін Е (токоферол) є потужним і основним антиоксидантом. Його дія спрямована на посилення тканинного дихання і підтримання на постійному рівні вільно-радикального пероксидного окислення. Опосередковано як кофактор вітамін Е бере участь у транспорті електронів і протонів у дихальному ланцюзі, стимулює синтез убіхінону.

Токоферол служить "пасткою" для вільних радикалів - утворює із ними неактивні форми, які обривають вільно-радикальний ланцюг. Цим вітамін Е захищає від пероксидного окислення поліненасичені жирні кислоти в складі клітинних мембран. Гіповітаміноз супроводжується патологією мембран у вигляді пероксидного гемолізу еритроцитів, розсмоктування плоду під час вагітності, м'язової дистрофії, некрозу печінки, розм'якшення мозку, атрофії сім'янників, що приводить до безплідності.

Робота 4. Виявлення вітаміну К. Реакція з лужним розчином цистеїну.

Принцип методу. При наявності цистеїну вікасол (вітамін К) в лужному середовищі забарвлюється в лимонно-жовтий колір.

Хід роботи. У пробірку вносять по 5 крапель розчинів вікасолу та цистеїну і 5 мл 10% розчину їдкого натру (NaOH). Спостерігають за появою лимонно-жовтого забарвлення.

Клініко-діагностичне й практичне значення. Цей вітамін є антигеморагічним фактором і має пряме відношення до згортання крові. Роль у 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 є нерозчинним волокнистим білком, що приймає участь в утворенні кров'яного згустка. Для того, щоб протромбін міг активуватися і перетворитися на тромбін, він спершу повинен зв'язати іони Са²⁺. Нормальна молекула протромбіну містить декілька залишків особливої амінокислоти - γ-карбоксиглутамінової кислоти, яка й зв'язує іони Са²⁺. При нестачі вітаміну К місце залишків γ-карбоксиглутамінової кислоти займають залишки звичайної глутамінової кислоти. Відтак, порушується каскад згортання крові і, як наслідок, підвищується кровотеча.

Тема заняття № 14. Дослідження фізіологічних та біохімічних функцій крові: буферні системи, кислотно-основний стан. Патологічні форми гемоглобінів.

Цілі заняття

• Пояснювати значення фізіологічних і біохімічних функцій крові.

• Пояснювати механізм участі гемоглобіну в транспорті кисню і діоксиду вуглецю в легеневих капілярах і капілярах периферичних тканин.

• Класифікувати молекулярні форми гемоглобінів в еритроцитах здорової людини і пояснювати виникнення патологічних форм гемоглобінів, їх оцінка в діагностиці патологічних станів.

• Використовувати результати біохімічного аналізу крові (норма і патологія) для оцінки стану здоров'я людини, механізму регуляції та підтримки кислотно-основного стану.

• Трактувати норму та молекулярно-біохімічні механізми виникнення патологічних форм гемоглобінів та зміну основних біохімічних показників біохімії крові для діагностики функціонального стану організму людини.