92,93. Витамины. Классификация, участие в обмене веществ, а- гипо- гипер- витаминозы.

Витамины – это органические соединения, которые необходимы организму в небольших количествах для обеспечения нормального развития организма. Классификация витаминов основана на их физико-химических свойствах (растворимости), химической природе. В зависимости от растворимости различают жиро и водорастворимые витамины. К витаминам, растворимых в жирах относятся витамин А или ретинол, витамин D или кальциферолы, витамин Е или токоферол, витамин К филлохинон. Витамины растворимые в воде: витамин В₁ или тиамин, витамин В₂ или рибофлавин, витамин РР или никотиновая кислота (никотинамид), витамин В₆ или пиридоксин, витамин В₁₂ или кобаламин, витамин В_с или фолиевая кислота, витамин Н или биотин, витамин С или аскорбиновая кислота. Витамины выполняют роль кофакторов в ферментативных реакциях, например витамин В₁ входит в состав мультиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК. Например витамин РР входит в состав НАД, а витамин В₂ входит в состав флавинмононуклеотида (ФМН). Витамин В₆ является кофактором АлАТ и АсАТ. Авитаминоз – это болезнь, возникающая на почве полного отсутствия в пище или полного нарушения усвоения какого-либо витамина. Гипервитаминоз – это патологические состояния, связанные с поступлением чрезмерно больших количеств витаминов в организм. Встречается редко (А, D, К). Гиповитаминоз – развивается при недостаточном поступлении витамина с пищей или плохим их усвоением. Если авитаминоз или гиповитаминоз развивается на экзогенной почве, то вводят недостающий витамин с пищей или его чистый препарат. Если же причина эндогенная, то помимо лечения основного заболевания, параллельно вводят соответствующий витамин парентерально, т.е. минуя кишечный тракт.

94. Витамин С или аскорбиновая кислота. Суточная потребность 75 мг, источники – продукты растительного происхождения, овощи и фрукты – перец, салат, капуста, укроп, рябина, лимон, черная смородина, шиповник. Химическая структура похожа на L-глюкозу. У второго и третьего углеродного атомов находятся два обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов. Хорошо растворим в воде, хуже в этаноле. Гиповитаминоз – общая слабость, одышка, боли в сердце, потяря массы тела, развивается цинга – кровоточивость из десен и выпадение зубов; отек нижних конечностей, боли при ходьбе. Участвует в окислительно-восстановительных процессах, реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников (катехоламины), участвует в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях.

95. Витамин В₁ или тиамин. Химическая структура – в основе два кольца – пиримидиновое и тиазоловое, соединенных метиленовой связью. Активная форма – тиаминпирофосфат или тиаминдифосфат - он входит в состав мультиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК и альфа-кетоглутората. ТПФ участвует в переносе гликоль-альдегидного радикала от кетосахаров на альдосахара. Является коферментом дегидрогиназы гамма-оксикетоглутаровой кислоты. Суточная потребность 1,2-2,2 мг. Источники – дрожжи, хлеб, злаковые, картофель, морковь, капуста, печень, почки. Гиповитаминоз – бери-бери, симптом Вернике – проявляется в виде энцефалопатии, синдром Вайса с преимущественным поражением ССС, нарушение деятельности ССС, НС и ЖКТ.

96. Витамин В₂ или рибофлавин. ХС – в основе молекулы рибофлавина лежит гетероциклическое соединение – изоаллоксазин (сочетание бензольного, пиразинового и пиримидинового колец), к которому в положении 9 присоединен пятиатомный спирт рибитол. Рибофлавин хорошо растворим в воде, устойчив в кислых и легко разрушается в щелочных средах. Суточная потребность 1,7 мг. Источники: хлеб, злаковые, яйца, молоко, мясо, свежие овощи. Гиповитаминоз – остановка роста, выпадение волос, воспалительные процессы слизистой оболочки языка (глоссит) и губ, катаракта, общая мышечная слабость. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД, являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов-флавопротеинов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами: 1) реакции, в которых фермент осуществляет прямое окисление с участием кислорода, т.е. дегидрирование исходного субстрата. К ферментам этой группы относят оксидазы L- и D-аминокислот, глициноксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза. 2) реакции которыу характеризуются переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиримидиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении.

97. Витамин РР или никотиновая кислота (никотинамид). ХС – представляет собой соединение пиримидинового ряда, содержащее карбоксильную группу (никотинамид отличается наличием амидной группы). Малорастворим в воде, хорошо в водных растворах щелочей. Кристаллизуется в виде белых игл. Суточная потребность 18 мг. Источники – рис, хлеб, картофель, мясо, печень, почки, морковь. Гиповитаминоз – развитие пеллагры, поражение кожи, ЖКТ и нарушения НС. Входит в состав НАД и НАДФ, являющихся коферментами большого числа обратимо действующих в окислительно-восстановительных реакциях дегидрогеназ.

98. Пантотеновая кислота (витамин В₃). ХС – Является комплексным соединением бета-аланина и 2,4-диокси-3,3-диметилмаслянной кислоты. Она входит в состав КоА. В основе его (КоА) структуры лежит остаток 3-фосфоаденозин-5-дифосфата, соединенный с остатком пантотеновой кислоты, карбоксильная группа которой в свою очередь связана с остатком тиоэтиламина. Функция КоА: участвует в основных биохимических процессах, окисление и биосинтез высших жирных кислот, окислительное декарбоксилирование альфа-кетокислот (пируват, альфа-кетоглуторат), биосинтез нейтральных жиров, фосфолипидов, стероидных гормонов, гема гемоглобина, ацетилхолина, гиппуровой кислоты. Суточная потребность 3-5 мг. Он чрезвычайно широко распространен во всех живых объектах (микроорганизмы, растения, ткани животных), в связи с чем его так и назвали (от греч. – pantoten – повсюду). Пантотеновая кислота малоустойчива и легко гидролизуется по месту пептидной связи под действием слабых кислот и щелочей. Гиповитаминоз – дерматиты, поражения слизистых оболочек, дистрофические изменения желез внутренней секреции и НС, изменение в сердце и почках, депигментация волос, потеря аппетита, истощение.

99. Витамин В₆ или пиридоксин. Производное 3-оксипиридина, в частности 2-метил-3-окси-4,5-диоксиметилпиридина. Термином «витамин В₆» обозначают все три производных 3-оксипиридина: пиридоксин (пиридоксол), пиридоксаль и пиридоксамин. Они отличаются друг от друга природой замещающей группы в положении 4 пиридинового ядра. Устойчивы по отношению к кислотам и щелочам, чувствительны к влиянию света. Гиповитаминоз витамина В₆ чаще у крыс, проявляется специфическим дерматитом с преимущественным поражением кожи лопаток, хвоста, носа и ушей. Пиридоксаль+АТФпиридоксальфосфат+АДФ Пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, катализирующих обратимый перенос а/к с образованием биогенных аминов. Коферментная роль пиридоксальфосфата в энзиматических реакциях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодержащих а/к, взаимопревращения серина и глицина, участвует в синтезе сигма-аминолевулиновой кислоты. При недостаточности витамина отмечаются разнообразные нарушения метаболизма а/к. Источники – хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень. Суточная потребность 2 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника.

100. Биотин (Витамин Н). Молекула биотина является циклическим производным мочевины, а боковая цепь представлена валериановой кислотой. Недостаточность биотина вызывает воспалительные процессы кожи (дерматиты), сопровождающиеся усиленной деятельностью сальных желез, выпадение волос, поражением ногтей, боль в мышцах, усталость, сонливость, депрессия, анарексия и анемия. Биотиновые ферменты (т.е. содержащие в качестве кофермента биотин) катализируют два типа реакций: 1) реакции карбоксилирования (с участием СО₂ или НСО₃^-), сопряженные с распадом АТФ: RH+HCO₃^-+АТФR-COOH+АДФ+Н₃РО₄, пируват+СО₂+АТФ+Н₂Ооксалоацетат+АДФ+Фн+2Н⁺. 2) реакции транскарбоксилирования (протекающие без участия АТФ), при которых субстраты обмениваются карбоксильной группой: R₁-COOH+R₂H R₁H+R₂-COOH. Примером второго типа реакции является метилмалонил-оксалоацетат-транскарбоксилазная реакция, катализирующая обратимое превращение ПВК и ЩУК (реакция потом). Реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования имеют важное значение в организме при синтезе высших жирных кислот, белков, пуриновых нуклеотидов. Источники: печень, почки, молоко, желток яйца, картофель, лук, томат, шпинат. Суточная потребность 0,25 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника.

101. Фолиевая кислота (птероилглутаминовая) была выделена из зеленых листьев растений, в связи с чем и получила название (от лат. – folium – лист). Состоит из 3х структурных единиц: остатка птеридина, парааминобензойной и L-глутаминовой кислот. Фолиевая кислота ограниченно растворима в воде, хорошо растворима в разбавленных растворах спирта. Недостаточность – нарушается процесс биосинтеза ДНК в клетках костного мозга, в которых в норме осуществляется эритропоэз. Как следствие этого в периферической крови появляются молодые клетки – мегалобласты с меньшим содержанием ДНК. Роль: коферментные функции фолиевой кислоты связаны с активной формой фолиевой кислоты ТГФК (тетрагидрофолиевая кислота). Коферментные функции ТГФК связаны с переносом одноуглеродных групп, первичными источниками которых в организме являются бета-углеродный атом серина, альфа-углеродный атом глицина, углерод метильных групп метионина, холина, 2й углеродный атом индольного кольца триптофана, 2й углеродный атом имидазольного кольца гистидина, а также формальдегид, муравьиная кислота и метанол. ТГФК учствует в переносе одноуглеродных фрагментов при биосинтезе метионина и Тимина (перенос метильной группы), серина (перенос оксиметильной группы), образовании пуриновых нуклеотидов (перенос формильной группы). 4-аминоптерион (аналог фолиевой кислоты) используется в качестве препарата тормозящего синтез нуклеиновых кислот и соответственно развитие лейкозов у детей. Источники: зеленые листья растений, дрожжи, печень, почки, мясо. Суточная потребность 1-2 мг. Микроорганизмы синтезируют фолиевую кислоту в количествах, достаточных для потребностей организма.

102. Витамин А или ретинол. Представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из шестичленного кольца (бета-ионона),ь 2х остатков изопрена и первичной спиртовой группы. Витамин А хорошо растворим в жирах и жирорастворителях: бензоле, хлороформе, эфире, ацетоне. В организме они легко окисляются при участии специфических ферментов с образованием соответствующих цис- и транс-альдегидов, получивших название ретиналей. В организме витамин А может откладываться про запас в печени в форме более устойчивых сложных эфиров с уксусной и пальмитиновой кислотой. Недостаток витамина А ведет к торможению роста, поражению кожи, слизистых оболочек и глаз, потеря зрения. Гипервитаминоз –воспаление глаз, гиперкератоз, выпадение волос, общее истощение организма, потеря аппетита, головные боли, тошнота, рвота, бессонница. Витамин А оказывает влияние на барьерную функцию кожи, слизистых оболочек, проницаемость клеточных мембран и биосинтез их компонентов, в частности определенных гликопротеидов. Благодаря наличию двойных связей в молекуле витамин А может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, поскольку он способен образовывать перекиси, которые в свою очередь повышают скорость окисления других соединений. Велико значение витамина А в процессе светоощущения. Родопсин – основное светочувствительное вещество сетчатки - в его состав входит ретиналь. Источники – печень, яичный желток, цельное молоко, сметана, сливки, рыбий жир, красно-мякотные овощи (морковь, томат, перец), в которых витамин А содержится в виде провитаминов-каротинов, выделенных впервые из моркови. Известны альфа, бета и гамма-каротины. При их окислении образуется одна или две молекулы витамина А. Суточная потребность 2,7 мг.

103. Витамин D кальциферол, антирахитический витамин. Существует в виде нескольких соединений: D₂ – эргокальциферол, D₃ – холекальциферол, D₄ – дигидроэргокальциферол. Эргостерин – одноатомный ненасыщенный циклический спирт, в основе которого лежит конденсированная кольцевая система циклопентанпергидрофенантрена. Эргостерин превращается в витамин D₂ в результате разрыва между 9м и 10м углеродными атомами кольца В под действием УФ-излучения. Предшественником витамина D₃ является 7-дегидрохолестерин. При УФ-облучении он превращается в активный витамин D₃. Благодаря наличию холестерина и 7-дегидрохолестерина в составе липидов кожи человека имеется возможность синтеза витамина D₃ при солнечном облучении. Этим пользуются при лечении рахита у детей. Витамины D₂ и D₃ представляют собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 115-117⁰С, нерастворимые в воде, растворимые в жирах, хлороформе, эфире, и других жирорастворителях. Недостаток этого витамина приводит к развитию рахита – изменение фосфорно-кальциевого обмена и нарушение отложения в костной ткани фосфата кальция. Развивается остеомаляция – размягчение костей – большая голова, увеличенный живот. Для взрослых характерно развитие остеопороза вследствие вымывания солей, кости становятся хрупкими, что част приводит к частым переломам. Витамин D выполняет свои биологические функции в организме в форме образующихся из него активных метаболитов, 1,25-диоксихолекальциферола и 24,25-диоксихолекальциферола. Они выполняют гормональную роль, функционируют в системе гомеостатической регуляции обмена кальция и остеогенеза. 1,25(ОН)₃D₃ участвует в регуляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах. Процессы остеогенеза и ремоделирования костной ткани, напротив, регулируется 24,25(ОН)₂D₃. Источники D₃ – сливочное масло, желток яиц, печень, жир, рыбий жир. D₂ – подсолнечное и оливковое масла, дрожжи. Сточная потребность колеблется от 10 до 25 мг. Гипервитаминоз D наблюдается при ударной терапии рахита и волчанке.