Тема 2.2. Водорастворимые витамины Актуальность

Водорастворимые витамины – низкомолекулярные органические вещества различной химической природы, регуляторы обменных процессов и жизнедеятельности организма. В организме они не синтезируются и являются незаменимыми пищевыми факторами. Исключением является витамин РР, синтезируемый в печени в недостаточном количестве. При недостаточном поступлении витаминов развиваются тяжелые состояния – гипо- и авитаминозы. Биологическая роль водорастворимых витаминов связана с регуляцией обменных процессов в организме, поскольку многие из них входят в состав коферментов (простетических групп) ферментов.

Теоретические сведения о витаминах, а также практические навыки качественного и количественного определения этих веществ в различных биологических объектах нужны врачу для профилактики гипо- и авитаминозов, для использования витаминов в качестве неспецифического средства лечения ряда заболеваний кожи, печени, крови и т.п.

Цель

Изучить свойства, химическую структуру, классификацию, биологическую роль витаминов, клиническую картину авитаминозов.

Приобретение практических навыков по проведению качественных реакций на витамины. Использовать полученные навыки для обнаружения водорастворимых витаминов в биологических объектах.

Научиться количественному определению витамина С в различных растительных объектах и моче.

Вопросы для самоподготовки

1. Характеристика всех водорастворимых витаминов по плану:

• строение – химическая формула витаминов В₁(тиамин), В₂ (рибофлавин), В₃ (PP, никотиновая кислота, никотинамид), В₅(пантотеновая кислота), В₆ (пиридоксин), С (аскорбиновая кислота), Н (биотин). Представление о строении витаминов В₉ (фолиевая кислота), В₁₂ (цианкобаламин);

• пищевые источники;

• минимальная суточная потребность;

• формула кофермента (ТДФ, ФМН и ФАД, НАД⁺и НАДФ⁺, ПФ);

• биохимические функции, примеры реакций и/или процессов, в которых принимает участие кофермент;

• возможные причины гипо- и авитаминоза и его клинические проявления.

Механизм антибактериальной активности сульфаниламидных препаратов.

Антивитамины – изониазид, авидин, птеридины. Механизм их действия. Использование антивитаминов в качестве лекарственных средств

Качественные реакции на тиамин, рибофлавин, никотиновую кислоту, пиридоксин, цианкобаламин, аскорбиновую кислоту. Принцип методов.

Количественное определение аскорбиновой кислоты в растительных объектах. Принцип метода. Нормальное содержание витамина С в продуктах питания.

Количественное определение аскорбиновой кислоты в моче. Принцип метода. Нормальные величины. Клинико-диагностическое значение определения витамина в моче.

Темы для реферативных сообщений

1. Витаминоподобные соединения, общая характеристика, виды, роль в метаболизме.

2. Витамин Р (биофлавоноиды), его значение и потребность для детского организма.

3. Моно- и поливитаминные препараты для неспецифической терапии. Достоинства и недостатки употребления этих препаратов в повседневной жизни.

Наследственные нарушения обмена и функций витамина В₁₂.

Лабораторная работа 1

Качественные реакции на водорастворимые витамины

Реактивы

1) 10% р-р NаОН, 2) конц. НСl, 3) 1% р-р FеСl₃, 4) 10 % р-р тиомочевины, 5) 10% р-р CН₃CООН, 6) 5% р-р Сu(СН₃СОО)₂, 7) изобутиловый спирт, 8) цинк металлический. 9) 5% р-р калия гексацианоферрата K₃Fe(CN)₆(красная кровяная соль), 10) порошок гидросульфита натрия, 11) 0,001М р-р 2,6‑дихлор­фенол­индофенола (краска Тильманса), 12) 10% р-р HСl, 13) 10% р-р Na₂CO₃, 14) 0,01% р-р метиленового синего, 15) 2% р-р HСl.

Оборудование

Ртутно-кварцевая лампа, водяная баня.

Исследуемый материал

6% р-р тиамина бромида, 5% р-р пиридоксина гидрохлорида, сухая никотиновая кислота, 0,025% р-р рибофлавина, 1,0% раствор витамина В₁₂, 1% раствор аскорбиновой кислоты.

Качественная реакция на тиамин

Принцип

В щелочной среде тиамин окисляется железосинеродистым калием в тиохром, который обладает интенсивной синей флуоресценцией в ультрафиолетовом свете.

Исследуемый материал

5% р-р тиамина бромида.

Проведение анализа

К 1-2 каплям раствора или 1-2 мг порошка тиамина прибавляют 5-10 капель раствора NаОН и 2 капли раствора К₃[Fе(СN)₆], перемешивают. Нагревают и наблюдают флуоресценцию в лучах ртутно-кварцевой лампы.

Качественные реакции на рибофлавин

Материал исследования

0,025% р-р рибофлавина. Перед употреблением разводят в 5 раз.

Реакция флуоресценции

Рибофлавин обладает окислительно-восстановительными свойствами. Это связано с наличием двойных связей в структуре изоаллоксазинового кольца, по месту разрыва которых могут присоединяться к азоту 2 протона и 2 электрона окисляемого субстрата.

Принцип

Метод основан на способности окисленных форм рибофлавина и флавиновых коферментов давать в ультрафиолетовом свете желто-зеленую флуоресценцию, интенсивность которой зависит от концентрации окисленных форм рибофлавина. Восстановленные формы флавинов не флуоресцируют.

Проведение анализа

В пробирку вносят 10 капель раствора рибофлавина и приливают в каждую по 5 мл дистиллированной воды. Отмечают наличие флуоресценции.

Добавляют на кончике скальпеля порошок натрия гидросульфита (восстановитель) и наблюдают за гашением флуоресценции.

Реакция восстановления

Принцип

Метод основан на восстановлении рибофлавина водородом, выделяющимся при добавлении металлического цинка к концентрированной HСl. В начале образуется промежуточный продукт родофлавин розового цвета, а затем бесцветная лейкоформа.

Проведение анализа

К 10 каплям раствора рибофлавина добавляют 5 капель концентрированной HCl и гранулу металлического цинка. Жидкость окрашивается в розовый цвет, а затем обесцвечивается.

Качественная реакция на никотиновую кислоту

Принцип

При нагревании витамина РР с раствором уксусно-кислой меди образуется плохо растворимый синий осадок медной соли никотиновой кислоты.

Материал исследования

Порошок никотинамида.

Проведение анализа

5-10 мг (щепотка) никотиновой кислоты помещают в пробирку с 10 каплями 10% раствора CН₃CООН и растворяют при нагревании. К нагретому до кипения раствору добавляют равный объем раствора уксусно-кислой меди. Жидкость становится мутной.

При стоянии и постепенном охлаждении раствора выпадает синий осадок медной соли никотиновой кислоты.

Качественная реакция на пиридоксин

Принцип

Витамин В₆с FеСl₃образует комплексную соль красного цвета.

Материал исследования

1% р-р витамина В₆.

Проведение анализа

К 5 каплям 1% раствора витамина В₆прибавляют равное количество 1% раствора FеСl₃. Развивается красное окрашивание.

Качественная реакция на цианкобаламин

Принцип

При взаимодействии ионов кобальта, содержащихся в витамине, с тиомочевиной при нагревании образуется роданид кобальта зеленого цвета.

Материал исследования

1% р-р витамина В₁₂.

Проведение анализа

1. Подготовительный этап (выполняет лаборант)

В пробирку вносят 5 капель раствора витамина В₁₂, 5 капель концентрированной серной кислоты и сжигают (минерализуют) при нагревании под тягой. Затем пробирку охлаждают под током воды и добавляют 1 мл воды. Готовый минерализат используется в цветной реакции.

2. Цветная реакция

На беззольный фильтр наносят 2-3 капли тиомочевины, высушивают в горячем воздухе над плиткой. На фильтр наносят 1-2 капли минерализата витамина В₁₂ и вновь высушивают в горячем воздухе.

На фильтре по краям пятна появляется зеленое окрашивание, свидетельствующее о наличии кобальта.