Биология

Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический)

История. Открыт в 1916 г. Н. Друмондом. К этой группе относятся 3 витамина: А₁, его стериоизомер и А₂.

Состав:

1) кольцо b-ионона,

2) 2 остатка изопрена,

3) СН₂ОН-группа.

Строение:

витамин А₁ (ретинол)

Метаболизм:

• Поступает в организм в свободном виде (с продуктами животного происхождения) и в виде провитаминов – кароти-ноидов. Известно около 80 каротиноидов (с продуктами растительного происхождения), из них для питания животных и человека имеют значение только a-, b- и g-каротины и криптоксантин (в кукурузе).
• Каротины поступают в организм в комплексе с белками и поэтому хуже усваиваются, чем сам витамин.
• В крови витамин транспортируется в связанном со специфи-ческими ретинол-связывающими белками.
• Депонируется в печени.
• В тканях всасывается с помощью липооксигеназ, эта же система ферментов обеспечивает превращение каротинов в витамин.

Биологическая роль:

• Образуется родопсин (состоит из ретиналя, альдегида витамина А, и белка опсина) – зрительный пурпур, участвую-щий в регуляции зрения.
• Синтезируется ретиноевая кислота, необходимая для процессов деления клеток (контролирует ростовые процессы).
• Необходим для синтеза мукополисахаридов.
• Необходим для синтеза гормонов стероидной гормонов.
• Каротины повышают устойчивость организма к воздействию радиации.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• куриная слепота (гемералопия) – снижение зрения в сумерках,
• поражение глазного яблока (кератомаляция) и сухость роговой оболочки (ксерофтальмия),
• ороговение кожи, шелушение, сухость кожных покровов,
• поражение эпителия слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и дыхательного аппарата.

Источники:

• Витамин содержится во всех продуктах животного происхож-дения (особенно много в рыбьем жире, печени, яичном желтке).
• Каротины – в окрашенных в оранжевый и красный цвет продуктах растительного происхождения (морковь, шиповник, облепиха, рябина и др.).

Суточная доза: 1-1,5 мг.

Назначение:

• при нарушении зрения,
• инфекционных заболеваниях,
• нарушение желудочно-кишечного тракта,
• при комплексной терапии сердечно-сосудистых  заболеваний,
• при действии токсических химических веществ.

Витамин D (кальциферол, антирахитический)

История. Еще в XVII веке стало известно о детском заболевании — рахите, которое излечивалось некоторыми продуктами (рыбьим жиром). В 1924 г. было доказано, что под действием УФ активизируется синтез антирахитических  факторов стероидной структуры. Впервые в 1932 г. А. Виндаус из дрожжей выделил эргокальциферол (витамин D₂), через 4 года – из рыбьего жира был выделен холекальциферол (витамин D₃).

Строение: Известно более 10 стероидов, обладающих витаминной активностью, но более активен  D₃ (в 20-30 раз, чем D₂)

эргокальциферол (витамин D₂)           холекальциферол (D₃)

Метаболизм:

• Витамин может синтезироваться в организме человека и животных под воздействием УФ из холестерола и эргостерола.
• Биологической активностью обладает производное витамина – 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол).
• Гидроксилирование осуществляется сначала в печени, затем в почках; образование метаболитов зависит от возраста, пола, гормонального статуса.
• Транспорт витамина D в крови осуществляется спец. белками.
• Выведение витамина и его метаболитов из организма осуществляяется через ЖКТ с желчью в виде глюкуронидов.

Биологическая роль:

• Обеспечивает постоянный уровень фосфора и Ca в крови.
• Активирует щелочную фосфатазу и Ca²⁺-зависимую АТФ-азу.
• Участвует в реабсорбции фосфора в почках, снижает его выведение с мочой.
• Входит в состав ядра и принимает участие в регуляции генной активности.
• Обеспечивает минерализацию костной ткани.
• Необходим для нормального функционирования паращито-видных желез.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• в детском возрасте рахит,
• у взрослых —  остеомаляция, остеопороз и остеодистрофия.

При гипервитаминозе происходит отложение кальция в органах, где он обычно не депонируется.

Источники:

• Экзогенный – в природе широко распространен, особенно много в печени рыб и животных. Много в других продуктах  животного происхождения (сливочное масло, яйцо, молоко).
• Эндогенный – может синтезироваться под воздействие        УФ-лучей.

Суточная доза: 20-25 мкг для детей и в 2-3 меньше для взрослых.

Назначение: для профилактики рахита, спазмофилии, гипокальциемии, остеомаляции, остеодистрофии и остеопороза.

Витамин Е (токоферол, антистерильный)

Состав. 8 соединений обладают биологической активностью витамина Е. Наиболее распространены a-, b- и g-токоферолы. В состав a-токоферола входят:

1) хромановое ядро,

2) остаток фитола.

Строение:

Метаболизм:

• Всасыванию в ЖКТ предшествует растворение в липидах и эмульгирование при помощи желчных кислот.
• Транспорт в крови в составе хиломикронов (ХМ).
• Основная часть встраивается в мембраны клеток жировой ткани (адипоциты) и печени (гепатоциты).
• Избыток  выводится через ЖКТ (с калом), а его конъюгаты с глюкуроновой  кислотой – через почки с мочой.

Биологическая роль:

• Самый мощный природный антиоксидант (ингибирует ПОЛ и СРО).
• Поддерживает структурную целостность биологических мембран.
• Необходим для синтеза гемоглобина и других гемсодержащих ферментов дыхательной цепи.
• Необходим для нормализации воспроизводительной функции.
• Существует взаимосвязь с обменом Se  (чем выше концентра-ция Se, тем < потребности в витамине Е).

Признаки а- и гиповитаминозов:

• нарушение воспроизводительной функции,
• мышечная дистрофия.

Источники: продукты растительного происхождения (особенно много в растительном масле, пшенице, моркови), из продуктов животного происхождения богаты витамином Е яичный желток и молоко.

Суточная доза: 13-20 мг.

Назначение. Используются как природные, так и синтетически полученные формы (в капсулах). Назначают:

• как антиоксиданты при облучении,
• беременным женщинам,
• при комплексной терапии бесплодия,
• при мышечной дистрофии и некоторых заболеваниях печени.

Витамин К (производные нафтохинона, антигеморрагический)

История. Впервые был выделен из люцерны витамин К₁ (в лаборатории П. Каррера в 1939 г.), позднее – из рыбной муки витамин К₂.

Строение. Оба эти соединения являются производными 2-метил-1,4-нафтохинона. Общая формула К₁ и К₂:

витамин К₁ (филлохинон)

витамин К₂ (менахинон)

Количество изопреновых остатков у менахинонов может варьировать (n=4, 6, 7), но наибольшей активностью обладает менахинон-4 (МК-4, n=4). У синтетически полученных препаратов отсутствует боковая цепочка (R ):

витамин К₃ витамин К₄ витамин К₅ витамин К₆

Метаболизм:

• Всасывается с участием эмульгаторов (желчных кислот).
• Транспорт в составе ХМ.
• Депонирование в селезенке и печени.
• В результате биотрансформации большинство витаминов группы К превращаются в МК-4, который, в свою очередь, в 2,3- эпоксид.
• Выведение осуществляется в виде конъюгатов с глюкуроновой кислотой через ЖКТ.

Биологическая роль:

• Является коферментом микросомальной карбоксилазы, которая осуществляет g-карбоксилирование глутаминовой кислоты в составе 4 факторов системы свертывания крови (именно эта функциональная группа взаимодействует с ионами Са²⁺):

— протромбина (II),

— проконвертина (VII),

— фактора Кристмаса (IX),

— фактора Стюарта Прауэра (X).

• Обладает антиоксидантными свойствами, но меньше в 1000 раз, чем витамин Е.
• Участвует в окислительно-восстановительных реакциях.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• нарушение процессов свертывания крови,
• геморрагии (подкожные и внутритканевые кровоподтеки).

Причиной авитаминозов могут быть:

• нарушение всасывания жиров в ЖКТ,
• заболевания печени и желчного пузыря,
• подавление микрофлоры при использовании антибиотиков.

Источники:

• эндогенный – способен частично синтезироваться микро-флорой кишечника;
• экзогенный – зеленые части растений, печень свиньи.

Суточная доза: не установлена, так как может синтезироваться в ЖКТ.

Назначение: при нарушении процессов свертывания крови.

Лечебная доза 12-15 мг/сутки.

Витамин F (полиеновые жирные кислоты)

Строение. Биологической активностью витамина F обладают жирные кислоты с двумя и большим количеством двойных связей. Наиболее важное значение имеют  3 полиеновые кислоты:

• линолевая – С₁₇Н₃₁СООН, D9, 12;
• линоленовая – С₁₇Н₃₁СООН, D9, 12,15;
• арахидоновая – С₁₇Н₃₁СООН, D5, 8, 11, 14.

Биологическая роль:

1) Линолевая и линоленовые кислоты необходимы:

• для нормализации обмена холина и синтеза фосфолипидов, основного компонента   биомембран,
• нормализации обмена холестерина.

2) Арахидоновая кислота  необходима для синтеза эйкозаноидов (лейкотриенов, тромбоксанов, простагландинов), оказывающих гормоноподобное действие:

• стимулируют сокращение гладкой мускулатуры (влияют на артериальное давление, состояние бронхов, кишечника, матки),
• участвуют в развитии воспалительных процессов после повреждения или инфекции.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• жировое перерождение внутренних органов и сосудов,
• дерматиты,
• нарушение функции репродуктивной системы.

Источники: растительные масла.

Суточная доза: 30 г растительного масла (2 столовых ложки).

Витамин В₁ (тиамин, антиполиневритный)

Состав:

1) пиримидиновое кольцо,

2) тиазоловое кольцо,

3) спиртовая группа.

Строение:

Биологическая роль:

• Выполняет коферментную функцию в составе ферментов и мультиэнзимных комплексов, катализирующих реакции декарбокси-лирования кетокислот (например, в составе ПДК).

Признаки а- и гиповитаминозов:

• поражение ЦНС,
• поражение жкт,
• нарушение функции ССС,

Авитаминозы могут протекать с преобладанием одного из симптомов, но преимущественно поражается нервная система.

Источники:

как все витамины группы В, преимущественно в 3 группах продуктов:

• дрожжи,
• нешлифованные зерна злаков, отруби,
• печень, почки, молоко.

Суточная доза: 2-3 мг.

Назначение:

• нарушение кровообращения,
• почечная недостаточность.

Витамин В₂ (рибофлавин)

Состав:

1) гетероциклицеское соединение – изоаллоксазин,

2) остаток спирта – рибитола.

Строение:

Биологическая роль:

• Входит в состав более 60 ферментов в виде коферментов ФМН и ФАД.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• поражение слизистой кишечника, трещинки на слизистой языка (глосситы) и в уголках губ («заеды»),
• общая мышечная слабость и слабость сердечной мышцы,
• нервные расстройства,
• поражение глаз (кератит роговицы и катаракта хрусталика),
• дерматиты.

Источники:

• дрожжи,
• злаки,
• зеленые части растений, ягоды.

Суточная доза: до 2 мг (с возрастом ­).

Назначение:

• при конъюктивитах, катаракте,
• при кожных заболеваниях,
• при токсикозах.

Витамин В₃ (пантотеновая кислота)

Состав:

1) производное масляной кислоты (2,4-диокси-3,3-диметилмасляная кислота),

2) b-аланин.

Строение:

1                                           2

Биологическая роль:

Входит в состав 3 коферментов:

• КоА-SH – необходим для активирования жирных кислот и обмена липидов  (состоит из 3 частей: 3′-фосфо-аденозин-5’дифосфата, витамина В₃ и b-меркаптоэтиламина, сокращенно _{3′-фосфо}-АДФ — Вит.В_3- — b-МЭА).
• 4′-фосфопантотеина (состоит из 4′-фосфо-витамина В₃ и b-меркаптоэтиламина, сокращенно 4′-фосфо- Вит.В_3-—b-МЭА) – входит в мультиэнзимный комплекс синтаза жирных кислот, обеспечивающего синтез жирных кислот.
• кофермента d-аминолевулинат-синтазы, участвующей в синтеза гемоглобина.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• дерматиты (поражение кожных покровов),
• дистрофические изменения эндокринной системы,
• нарушения ЦНС,
• дистрофические изменения в сердце, почках,
• истощение

Источники: дрожжи, печень, растительные корма, корнеклубнеплоды.

Суточная доза: до 7 мг, дефицит редко.

Назначение:

• при полиневритах,
• при язвенной болезни,
• при токсикозах.

Витамин РР (никотинамид, никотиновая кислота, антипеллагрический)

Состав:

1) пиридиновое кольцо,

2) карбоксильная группа, или амидная.

Строение:

никотиновая кислота               никотинамид,

Биологическая роль:

• Коферментная функция в виде НАД⁺ или НАДФ⁺ в составе более 50 ферментов, которые участвуют более, чем в 100 реакциях.

Признаки а- и гиповитаминозов – 3 «Д»:

• дерматит (симметрические покраснение и шелушение кожи на открытых участках кожи — пеллагра),
• диарея (расстройства кишечника),
• деменция (нарушение ЦНС).

Источники:

• экзогенный –  те же, что и для других витаминов группы В,
• эндогенный – частично может синтезироваться из триптофана.

Суточная доза: 15-20 мг.

Назначение:

• при нарушении кровообращения головного мозга,
• при токсикозах у беременных,
• при нервных и кожных заболеваниях.

Витамин В₆ (пиридоксин, антидерматитный)

Состав:

1) производное пиридина,

2) спиртовая группа (-СН₂ОН),

3) 3 вида заместителей в 4-м положении: альдегидная,  спиртовая, гидроксиамидная.

Строение:

Биологическая роль:

• Коферментная функция в составе декарбоксилаз и аминотрансфераз, участвующих в обмене аминокислот и белков.

Признаки а- и гиповитаминозов:

• дерматиты (похожие на гиповитаминоз РР, но не только на открытых участках кожи),
• нарушение ЦНС.

Источники: как для всех витаминов группы В.

Суточная доза: 2 -3 мг.