Стадии зрительного процесса на сетчатке глаза

1. в мембране светочувствительных клеток сетчатки 11-цис-ретиналь в темноте соединяется с белком опсином, образуя родопсин;

2. в родопсине под действием кванта света 11-цис-ретиналь фотоизомеризуется в транс-ретиналь;

3. родопсин распадается на транс-ретиналь и опсин, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению нервного импульса, распространяющегося по нервному волокну;

4. транс-ретиналь при участии ретинальизомеразы превращается в 11-цис-ретиналь. Реакция идет через ста­дии: транс-ретиналь → транс-ретинол → цис-ретинол → цис-ретиналь.

Нарушение обмена витамина А.

Гиповитами­ноз А. Наиболее ранний при­знак — нарушение сумеречного зрения: гемералопия или «ку­риная» слепота. При авитаминозе А развивается ороговение эпите­лия слёз­ного канала, что вызывает его закупорку и сухость роговой оболочки глаза – ксерофтальмию. Ксерофтальмия приводит к разви­тию конъюнктивита, отёка, изъязвления и размягчения роговой оболочки, т.е. к кератомаляции (поражение роговицы, характеризующееся ее некрозом и расплавлением). Ксерофтальмия и кератомаляция при отсутствии лечения ведут к полной потере зрения.

Дефицит витамина А повышает заболеваемость простудными болезнями, вызывает нарушение обмена веществ, морщины, угри, сухость и шелушение кожи, ломкость волос и ногтей. Гиповитаминоз А приводит к ке­ратозу эпителиальных клеток всех органов и, как следствие этого, избыточному ороговению кожи (особенно в области суставов), поражению эпителия ЖКТ, мочеполо­вой системы и дыхательного аппарата.

У детей при авитамино­зе А наблюдают остановку роста костей. Пре­кращение роста костей черепа приводит к повреждению тканей ЦНС, а также к повы­шению давления спинномозговой жидкости.

Гипервитаминоз А может быть хроническим и острым. Острый возникает через несколько часов после приема сверхвысоких доз витамина (1000000-6029221 ME взрослыми или 300000-500000 ME детьми) или после избыточного употребления продуктов, богатых ретинолом (печень трески, морского окуня, белого медведя, кита, моржа).

У детей отмечаются анорексия, ринит, повышение внутричерепного давления. У взрослых появляются лихорадка, головная боль, сонливость, шелушение кожи, тошнота и рвота.

Хронический гипервитаминоз А развивается при приеме витамина в течение 3-6 месяцев в суточной дозе 100000-500000 ME взрослыми и 50000-100000 ME детьми.

У детей наблюдаются сухость и зуд кожи, выпадение волос на голове, отсутствие аппетита, повышенная возбудимость, увеличение печени, боли и ограничение подвижности в суставах. У них над трубчатыми костями появляются болезненные уплотнения мягких тканей, на рентгенограммах видны утолщения кортикального слоя трубчатых костей. У взрослых также отмечается сухость и шелушение кожи, нередки жалобы на головную боль, бессонницу, боли в суставах и костях; в крови увеличивается содержание холестерина, повышается активность щелочной фосфатазы.

Употребление в большом количестве моркови, содержащей каротин, не сопровождается развитием гипервитаминоза А, но приводит к появлению оранжево-желтого окрашивания кожи (ксантоз).

ВИТАМИН D (КАЛЬЦИФЕРОЛЫ)

Структура. Витамин D или кальциферолы — группа химически родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Из них наиболее биологически активные эргокальциферол (D₂), холекальциферол (D₃) и кальцитриол (1,25(OH)₂D₃).

Физико-химические свойства. Витамины D₂ и D₃ — белые кристаллы, жирные на ощупь, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в жирах и органических растворителях.

Источники:

Эргокальциферол поступает в организм человека только с растительной пищей. Основные источники эргокальциферола — хлеб и молоко. В растениях эргокальциферол образуется из эргостерина под действием УФ-лучей.

Холекальциферол образуется в коже человека под действием УФ-лучей из 7-дегидрохолестерина (провитамин D₃) и поступает с пищей животного происхождения. Особенно его много в сливочном масле, желтке яиц, рыбьем жире.

Холекальциферол и эргокальциферол входят в состав многих витаминных препаратов. Их также добавляют к пищевым продуктам, в частности — к молоку и крупам.

Активация. Гормонально-активной формой витамина D является кальцитриол. Кальцитриол образуется в организме человека из холекальциферола и эргокальциферола.

1. Холекальциферол в комплексе с витамин-D-связывающим белком переноситься кровью из эпидермиса кожи или из кишечника в печень (витамин-D-связывающим белок переносит также и другие виды витамина D).

2. В печени под действием 25-гидроксилазы холекальциферол превращается в кальцидиол.

3. Кальцидиол переноситься витамин-D-связывающим белком из печени в клетки проксимальных извитых канальцев почек, где с участием митохондриальной 1α-гидроксилазы превращается в кальцитриол или с участием митохондриальной 24α-гидроксилазы превращается в гормонально-неактивную форму — 24,25(OH)₂D₃ (24,25-дигидроксивитамин D₃). Синтез кальцитриола через активацию 1α-гидроксилазы стимулирует парат-гормон.

Гормональная активность кальцитриола в 10—100 раз выше калцидиола.

1. Эргокальциферол, всосавшийся в кишечнике, переносится в печень витамин-D-связывающим белком.

2. в печени эргокальциферол под действием 25-гидроксилазы превращается в кальцидиол.

3. Кальцидиол переноситься витамин-D-связывающим белком из печени в почки, где с участием 1α-гидроксилазы превращается в кальцитриол.

Суточная потребность для детей 12-25 мкг (500-1000 ME), для взрослого человека потребность значительно меньше.

Биологическая роль

Кальциферолы выполняют в организме гормональную функцию. Рецепторы к холекальциферолу, кальцитриолу, и 24,25-дигидроксивитамину D₃ обнаружены в тонкой кишке, костях, почках, поджелудочной железе, скелетных мышцах, гладких мышцах сосудов, клетках костного мозга и лимфоцитах.

Кальцитриол воздействует на тонкий кишечник, почки и кости. Он:

1. в клетках кишечника индуцирует синтез Са²⁺-переносящих белков, которые обеспечивают всасывание Са²⁺, Mg²⁺ и фосфатов;

2. в дистальных канальцах почек стимулирует реабсорбцию Са²⁺, Mg²⁺ и фосфатов;

3. при низком уровне Са²⁺ увеличивает количество и активность остеокластов, что стимулирует остеолиз;

4. подавляет секрецию парат-гормона.

5. при низком уровне паратгормона и нормальном , стимулирует остеогенез.

В результате кальцитриол повышает в плазме крови концентрацию Са²⁺, Mg²⁺ и фосфатов.

24,25-дигидроксивитамин D₃ участвует в перестройке кости. Его образование является основным путем катаболизма витамина D, поскольку он превращается в водорастворимую кальцитроевую кислоту, которая выделяется с мочой.

Нарушение обмена

Гиповитаминоз D. При дефиците кальцитриола нарушается образование аморфного фосфата кальция и кристаллов гидроксиапатитов в костной ткани, что приводит к развитию рахита у детей и остеомаляции у взрослых.

При рахите деформируются кости черепа, на рёбрах появляются «чётки», грудная клетка вместе с грудиной выступает вперёд, деформируются трубчатые кости (Х- или О-образная форма ног) и суставы рук и ног, происходит задержка прорезывания зубов, увеличивается и выпячивается живот, задерживается моторное развитие.

Гипервитаминоз D. Возникает при избыточном поступлении в организм витамина D₃ (при приеме чистых кальциферолов). При этом уровень холекальциферола в сыворотке может в 5—10 раз превышать норму, а уровень кальцитриола обычно нормальный или слегка повышен.

Острый гипервитаминоз D может возникнуть при ударной терапии рахита и при лечении некоторых дерматозов, когда дозы витамина D превышают 1000000 ME. При этом, у детей отмечается потеря аппетита, появляются упорная рвота, жажда, полиурия, запоры чередуются поносами; наблюдается резкое исхудание, остановка роста, повышение АД. Кратковременный период возбуждения сменяется депрессией и ступором. Дыхание затруднено, пульс замедлен, иногда возникают судороги. С мочой выделяется большое количество кальция и фосфора. Функция почек может быть нарушена.

У взрослых наблюдаются слабость, утомляемость, потеря аппетита, тошнота, рвота, боли в животе, запоры, полиурия, похудание, головная боль в области затылка, артериальная гипертензия, резкие боли в мышцах и суставах, онемение и дрожание рук, кожные кровоизлияния, признаки обезвоживания организма, повышается содержание кальция в крови и моче.

Хронический гипервитаминоз D возникает при длительном приеме препаратов витамина D. При этом, происходит отложение кальция в органах, тканях (лёгких, почек, сердца) и в стенках сосудов. Обызвествления отмечаются иногда в конъюнктиве, склере, роговице. Наиболее серьезным является поражение почек, в результате чего может наступить уремия. В костях развивается генерализованный остеопороз с отложениями кальция вокруг суставов. Кости становятся хрупкими и часто ломаются.

ВИТАМИН Е (ТОКОФЕРОЛЫ)

Структура. Термин ''витамин E'' включает 8 форм метильных производных токола: α, β, γ и дельта токоферолы и α, β, γ и дельта токотриенолы. Наибольшую биологическую активность проявляет α-токоферол:

Физико-химические свойства. Токоферолы представляют собой маслянистую жидкость, хорошо растворимую в органических растворителях.

Источники витамина Е для человека — растительные масла, салат, капуста, семена злаков, сливочное масло, яичный желток.

Суточная потребность взрослого человека в витамине Е примерно 15 мг. В течение беременности необходимо увеличение потребления витамина E.

Метаболизм.

1. Все формы витамина E связываются энтероцитами и попадают в кровообращение с хиломикронами.

2. Витамин Е достигает печени, где специфический протеин (α-TTP - токоферол-транспортный протеин) селективно выделяет α-токоферол из всех поступающих токоферолов и включает его в ЛПОНП. Другие формы выделяются с желчью и мочой в виде карбоксиэтил гидрорксихроманов. Концентрация α-токоферола в ЛПОНП не может быть увеличена более чем в 2-3 раза т.к. процесс абсорбции контролируется.

3. альфа-токоферол инактивируется в печени превращением в токофероновую кислоту и токоферонолактон. Токофероновая кислота и токоферонолактон затем конъюгируют с глюкуроновой и серной кислотой и выделяются с мочой как глюкурониды и сульфаты.

Биологическая роль

Токоферол является биологическим антиоксидантом, входит в состав неферментативной антиоксидантной системы организма, ингибирует реакции СРО в биологических мембранах.

α-Токоферол выполняет регуляторную функцию, так как он ингибирует протеинкиназу С (α): предотвращает аутофосфорилирование ПК С или стимулирует дефосфорилирование ПК С фосфатазой PP2A.

α-Токоферол ингибирует ключевые этапы воспаления: 1) производство моноцитами IL-1 и хемотаксических белков, 2) спайку моноцитов с эндотелиальными клеткам, 3), производство артериальными эндотелиальными клетками IL-8, 4) LDL-индуцированную пролиферацию клеток гладких мышц, 5) агрегацию тромбоцитов, 6) активацию NADPH оксидазы, 7) производство коллагена альфа1 фибробластами человека, 8) возрастное увеличение экспрессии коллагеназы фибробластов кожи человека.

Из-за своих антиоксидантных и противовоспалительных свойств, витамин E предотвращает болезни, связанные с окислительным стрессом, в том числе сердечно-сосудистые заболевания, хроническое воспаление и неврологические нарушения (болезни Альцгеймера и Паркинсона).

α-Токоферол, подобно стероидным гормонам, регулирует активность некоторых генов. α-Токоферол стимулирует синтез тропомиозина, что ингибирует пролиферацию клеток гладких мышц. α-Токоферол ингибирует экспрессию фагоцитарных рецепторов в клетках артериальных гладких мышц, моноцитах и макрофагах, что может предотвращать формирование пенистых клеток и развитие атеросклероза.

α-Токоферол необходим для поддержания иммунитета (T- и B-клеточные функции).

α-Токоферол снижает у мужчин синтез андростендиона и тестостерона, что снижает риск развития рака простаты.

Витамин Е используют при лечении нарушения процесса оплодотворения, при повторяющихся непроизвольных абортах, некоторых форм мышечной слабости и дистрофии. Показано применение витамина Е для недоношенных детей и детей, находящихся на искусственном вскармливании, так как в коровьем молоке в 10 раз меньше витамина Е, чем в женском.

Нарушение обмена.

Гиповитаминоз Е. Мало изучен. Из-за диетических ограничений он наблюдается только у недоношенных новорожденных в виде гемолитической анемии и ретинопатии.

У взрослых гиповитаминоз Е возникает из-за генетического дефицита аполипопротеина B (apo B) или α-токоферол транспортного протеина (α-TTP).

Симптомы прежде всего неврологические (из-за демиелинизация аксонов) и включают потерю глубоких сухожильных рефлексов, мозжечковую атаксию, дизартрию и олигофрению, нарушения проприоцептивной чувствительности. Кроме того, может происходить скелетная миопатия и пигментный ретинит, развитие гемолитической анемии, креатинурия, отложения сфинголипидов в мышцах.

Гипервитаминоз Е.

ВИТАМИН К (НАФТОХИНОНЫ)

Структура. Витамин К существует в нескольких формах в растениях как филлохинон (К₁), в клетках кишечной флоры как менахинон (К₂).

Физико-химические свойства. разрушается при тепловой обработке и при замораживании продуктов.

Источники витамина К — растительные и животные (печень) продукты. Лучшие натуральные источники: йогурт, люцерна, яичный желток, саффлоровое масло, соевое масло, рыбий жир, кельп, листовые зеленые овощи, куриное мясо, шпинат, цветная капуста. Кроме того, он синтезируется микрофлорой кишечника (до 1,5 мг в сутки).

Суточная потребность Суточная потребность в витамине К для взрослого человека составляет 0,2-0,3 мг, для беременных женщин – 2-5 мг, для новорожденных – 0,001-0,012 мг.

Биологическая роль. Витамин К является коферментом карбоксилаз, которые в белках карбоксилируют глутаминовую кислоту в γ-карбоксиглутаминовой кислоту. После этой реакции белок, за счет 2 расположенных рядом карбоксильных групп, способен связывать Са²⁺.

Витамин К необходим:

1. Для свёртывания крови. В составе карбоксилаз он карбоксилирует и активируют факторы свёртывания крови: протромбин (фактор II), проконвертин (фактор VII), фактор Кристмаса (фактор IX) и фактор Стюарта (фактор X).

2. Для минерализации костей и зубов. Витамин К обеспечивает карбоксилирование белков, которые необходимы для минерализации.

Витамин К также участвует в реализации функции мышц, способствует усилению перистальтики желудка и кишечника, принимает участие во внутриклеточном дыхании, поддерживает функцию печени и сердца.

Нарушение обмена. Эндогенный гиповитаминоз К возникает вследствие нарушения всасывания витамина К в кишечнике при: дефиците желчи (острое и хроническое поражении печени), панкреатического сока, поражении кишечника (поносы).

Экзогенный гиповитаминоз К возникает при приеме медикаментозных средств, блокирующих синтез факторов свертывания крови. При отсутствии витамина К в пище гиповитаминоз не возникает.

Основное проявление — сильное кровотечение, часто приводящее к шоку и гибели организма. Гиповитаминоз К также вызывает нарушение работы кишечника, кровоточащие, плохо заживающие раны, повышенную утомляемость и болезненные менструации.

Для лечения и предупреждения гиповитаминоза К используют синтетические производные нафтохинона: менадион, викасол, синкавит.

Гипервитаминоз К