Большинство ферментов в своем составе имеют простетическую группу

Большинство ферментов в своем составе имеют простетическую группу - кофермент. Важнейшей составной частью кофермента являются витамины. Но в состав коферментов витамины входят не в свободном виде, а в активированном. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ Активными формами водорастворимых витаминов являются: Тиаминпирофосфат (витамин В 1), Флавинадениндинуклеотид (ФАД - В 2), Пиридоксальфосфат - (В 6), Тетрагидрофолиевая кислота или фолиновая кислота (фолиевая кислота), НАД или НАДФ (витамин РР).

Тиамин (Витамин В 1). Метаболическая роль Тиамина заключается в окислительном декарбоксилировании кетокислот (ПВК, альфакетоглутаровой кислоты в ЦТК и др. ) и в транскетолазной реакции (пентозо-фосфатный цикл). Тиамин должен быть в активной форме, т. е. в форме тиаминпирофосфата (ТПФ). В норме человек потребляет ежедневно от 0, 5 до 1, 5 мг тиамина в составе продуктов из злаковых

Тиамин содержится в основном на поверхности семян. Поэтому при высокой очистке муки большая часть витамина теряется. Вот почему при питании полированным рисом или при питании исключительно хлебом из муки высшего качества возникает недостаточность витамина В 1.

Пантотеновая кислота (витамин В 3) входит в состав кофермента А и ацилпереносящего белка (АПБ), необходимого для синтеза ВЖК. • HSKo. A осуществляет в организме следующие реакции: • 1) Активирование ВЖК (образование ацил-Ко. А): • R-CO-OH + HSKo. A R-CO~SKo. A + H 2 O • 2) Образование ацетил-Ко. А - универсального соединения в организме, которое является связующим звеном между всеми видами обмена веществ. Ацетил-Ко. А используется для синтеза ВЖК, холестерина, гормонов коры надпочечников, ацетилхолина. половых гормонов,

• Амид никотиновой кислоты (Ниацин, витамин В 5, витамин РР) • является составной частью НАД и НАДФ. Это и определяет метаболическую роль ниацина в организме. • В соответствии со своим всеобщим значением для клеточного обмена ниацин широко распространен в природе. В качестве обильных источников его можно назвать печень, почки, мясо, рыбу и муку из цельной пшеницы. Потребность в нем составляет 15 -20 мг/сут.

• Группа пиридоксина (витамин В 6): (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин и пиридоксальфосфат) • В организме различные формы пиридоксина переходят в пиридоксаль-5 фосфат. • Это кофермент обмена аминокислот. • Он участвует в следующих реакциях: • 1) Трансаминирование; • 2) Декарбоксилирование аминокислот (например, образование гистамина); • 3) В реакциях обмена триптофана; • 4) Образование цистеина из серина;

• 5) Превращение серина в глицин; • 6) Образование дельтааминолевулиновой кислоты, необходимой для синтеза гема (в гемоглобине); • 7) Усвоение аминокислот клетками, т. е. в активном транспорте аминокислот через клеточные мембраны против концентрационного градиента; • 8) Пиридоксаль является также составной частью фермента, расщепляющего гликоген – фосфорилазы гликогена.

• Фолиевая кислота (Витамин В 9) • Содержится в больших количествах в дрожжах, в листьях шпината, щавеля и во многих других продуктах растительного происхождения. Метаболическая роль заключается в участии переноса одноуглеродных фрагментов, а именно -СН 3, -СН 2 ОН и -СНО. • При этом фолиевая кислота должна предварительно восстанавливаться в тетрагидрофолиевую кислоту. ТГФК играет важную роль в обмене пуринов и пиримидинов, а следовательно имеет очень важное значение для обмена нуклеиновых кислот, роста тканей, а также для опухолевого роста.

• Кобаламин (витамин В 12). Биохимическая роль кобаламина метильной группы - -СН 3. - перенос 1) Взаимопревращение сукцинил-Ко. А и метилмалонил-Ко. А. 2) Восстановление рибозонуклеозиттрифосфатов до соответствующих дезоксирибонулеозидтрифосфатов. 3) Метилирование гомоцистеина в цистеин. 4) Витамин В 12 важен для образования холина, а следовательно для образования фосфолипидов. Таким образом, витамин В 12 важен для предупреждения ожирения печени.

• Витамин В 12 называют внешним фактором Кастла. • В желудочном соке есть внутренний фактор, которым оказался мукопротеид. • Мукопротеид связывает в кишечнике витамин В 12, который поступает с пищей, и в таком виде он хорошо всасывается через слизистую оболочку кишечника. Лишь очень небольшая часть витамина В 12 может всасываться в свободном виде. • В крови цианкобаламин связывается с альфа 2 -глобулином и в таком виде поступает в печень и другие кроветворные органы.

• Аскорбиновая кислота (витамин С) представляет собой лактон ненасыщенной гексоновой кислоты Главными источниками витамина С являются растительные пищевые продукты. Зелень и овощи в общем являются лучшими источниками витамина С, чем фрукты, а из фруктов наиболее богаты витамином С цитрусовые и ягоды. • Особую роль играет картофель. Он покрывает примерно половину потребности в аскорбиновой кислоте. • Содержание аскорбиновой кислоты в большой степени зависит от способов хранения и приготовления их. • Картофель при хранении его с сентября по апрель теряет 2/3 содержащегося в нем витамина С.

• 1) Аскорбиновая кислота участвует в реакциях окисления, катализируемых ферментов глютатион-дегидрогеназой; • 2) Распад тирозина зависит от аскорбиновой кислоты; • 3) Аскорбиновая кислота способствует синтезу кортикостероидных гормонов; • 4) Аскорбиновая кислота способствует превращению фолиевой кислоты в гидрофолиевую кислоту; • 5) Аскорбиновая кислота необходима для гидроксилирования пролина и лизина. Этот процесс является необходимой стадией синтеза коллагена.

• Гипервитаминоз С ведет к снижению синтеза инсулина. • Кроме того, аскорбиновая кислота в процессе метаболизма превращается в щавелевую кислоту. Ее избыток в почках ведет к оксалурии и образованию оксалатных камней в мочевыводящих путях.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ (А, Д, Е, К) ВИТАМИНЫ ГРУППЫ D (кальциферолы). Рахит называют "английской болезнью» , т. к. в Англии мало солнечных дней. Излечивающим рахит действием обладают солнечный свет и витамин D, Ультрафиолетовое облучение (УФО) способствует образованию витамина D в коже из 7 -дегидрохолестерина. • Источники пищевого витамина D - рыба, рыбья печень, икра, молоко, сливочное масло, сливки, яйца. Однако главным способом насыщения витамином D все-таки является УФО.

Холекальциферол (витамин D 3) образуется в коже и транспортируется из кожи, в печень. В печени он превращается под действием митохондриальной ферментной системы в 25 оксихолекальциферол. В этой реакции участвуют НАДН и молекулярный О 2.

25 -Оксихолекальциферол поступает затем в почки и здесь снова гидроксилируется и превращается в 1, 25 -диоксихолекальциферол. Холекальциферол в печени 25 -Оксихолекальциферол в почках 1, 25 -диоксихолекальциферол.

• 1, 25 -ДОХКФ усиливает транспорт Са 2+ в кишечнике. • Под его влиянием в кишечнике образуется кальцийсвязывающий белок, который связывает одну молекулу Са 2+, после чего Са 2+, переносится в энтероцит. В этом процессе участвуют Са 2+-зависимая АТФ -аза и Na+. • 25 -окси. ХКФ в 2 раза, а 1, 25 -диокси. ХКФ в 4 -5 раз активнее влияют на всасывание Са 2+ в кишечнике, чем ХКФ. •

• Витамин D нормализует также всасывание фосфора из кишечника, способствует отложению в костях фосфата кальция. • Витамин D стимулирует рост. • Он накапливается в ядре клеток кишечных ворсинок и крипт, а также остеобластов и клеток дистальных почечных канальцев и в других клетках. .

• В клетках есть специальные рецепторы. Это белок с Мм 90 -100 КД. • Г-Р комплексы связываются с хроматином ядра и стимулируют транскрипцию генов и образование специфических м. РНК. Этот механизм установлен для транскрипции м. РНК кальцийсвязывающего белка.

• Недостаток витамина D вызывает нарушение кальциевого и фосфорного обмена, приводящее к заболеванию детей рахитом. • У детей младшего возраста (от 2 мес до 2 лет). проявляется задержкой окостенения родничков и прорезывания зубов.

• Общие нарушения: общая слабость, раздражительность, потливость. Из биохимических показателей отмечается резкое повышение активности ЩФ в крови. • Рахит - заболевание растущих костей. При этом не осуществляется последняя стадия образования костей – минерализация хотя само образование матрикса кости продолжается.

• У детей, страдающих рахитом, наблюдаются различные деформации скелета: саблевидные голени, вывернутые внутрь колени, рахитические четки на ребрах, "птичья грудь", искривления позвоночника. • Возможны случаи так называемого позднего рахита, когда заболевание развивается в более старшем возрасте ( в 5 лет и позже). • У взрослых D-витаминная недостаточность проявляется остеопорозом и остеомаляцией (разрежение и размягчение костей).

• В крови изменяется содержание фосфора, а не Са 2+. Для отложения Са 2+. в костях, он должен быть в виде фосфорной соли Са 3(РО 4)2. При этом в крови в норме должно быть следующее соотношение: 10 мг% Са и 5 мг% Р. Концентрация соли в крови максимальная. При малейшем избытке этой соли она выпадает в осадок.

• Остеобласты стимулируют выделение ЩФ, которая отщепляет неорганический фосфат от органических соединений и тем самым способствует местному увеличению фосфатов, которые, соединяясь с кальцием, оседают в виде соли Са 2(РО 4)2 на соединительнотканных трабекулах кости.

• Мукополисахариды способствуют конденсации Са и Р. • Кроме того, у здорового ребенка в костях содержится лимонная кислота, которая также участвует в минерализации костей. • Одновременно происходит и процесс рассасывания фосфата кальция, особенно при низком содержании Са и Р в крови.

• Остеокласты выделяют остеолитический фермент. Причем эта деятельность протекает при участии гормона паращитовидной железы - паратгормона. Уменьшение ионов Са 2+ в крови недопустимо, т. к. может наступить тетания (судороги), повышенная нервная возбудимость. Поэтому паратгормон и кальцитонин поддерживают нормальный уровень кальция в крови.

• Лечебное воздействие витамина D связано с тем, что он, мобилизуя фосфорные соединения тканей и способствуя их переходу в кровь, восстанавливает нарушенные при рахите соотношения кальция и фосфора, в результате чего улучшается образование костей.

• Гипервитаминоз D возможен приеме очень высоких доз витамина в течение достаточно продолжительного времени. • У детей и у взрослых происходит деминерализация костей. При этом даже незначительные травмы сопровождаются множественными переломами костей.

• В сыворотке крови значительно повышается концентрация СА и Р, это приводит к кальцификации многих мягких тканей и образованию камней в почках. • При избытке витамина D он входит в ЛП-мембраны субклеточных органелл, где образуются перекисные соединения, нарушающие структуру мембран.

• П Е Р Ы В

Витамины группы А. По химической природе витамин А относится к высоконенасыщенным спиртам. Он содержит бета-иононовое кольцо и боковую цепь. Активностью витамина А у млекопитающих обладают: ретинол (витамин А - спирт), ретиналь (витамин А - альдегид), ретиноевая кислота (витамин А кислота).

• Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения. В чистом виде он был впервые выделен из сливочного масла. Позже был осушествлен его синтез. • Витамин А устойчив к действию щелочей и нагреванию, но неустойчив к действию кислот, УФО и кислорода воздуха, под влиянием которых инактивируется.

• Растительные каратиноиды провитамина А. пигменты играют роль • В качестве провитамина А имеют значение каротины альфа-, бета- и гамма-. Наибольшую ценность представляет бета-каротин, провитаминная активность которого в 2 раза выше, чем у других каротинов.

• Высоким содержанием каротина отличаются растительные продукты, окрашенные в зеленый и оранжевокрасный цвет (морковь, томаты, красный перец и др. ) и зеленые растения (шпинат, зеленый лук и т. д. ). • Пищевые продукты животного происхождения имеют высокое содержание витамина А: сливочное масло, яичный желток и печень. • Жир из печени некоторых морских рыб, в частности акул, палтуса и макрели, особенно богат витамином А. •

• То же самое относится и к млекопитающим животным, питающимся рыбой, например, к белым медведям, тюленям и другим морским животным. Печень у них чрезвычайно насыщена витамином А. Поэтому, нередки случаи, что когда полярники, другие люди, проживающие на Севере, после поедания печени белого медведя или тюленя заболевали при явлениях гипервитаминоза А.

• Суточная потребность для взрослого человека составляет 1, 5 мг ретинола или 3 мг каротина. Рекомендуется примерно 1/3 требуемого количества витамина А вводить в виде ретинола, а 2/3 - в виде каротина.

• Присутствие в пище жиров способствует всасыванию каротина и ретинола. Непревзойденным источником каротина является красная морковь. Наилучшее усвоение каротина бывает, если морковь измельчить и полить сметаной или растительным маслом. • Оказалось, что из тонко натертой моркови всасывается почти в 10 раз больше каротина, чем из крупных кусков.

• Превращение каротина в витамин А происходит в основном в стенке тонкого кишечника и в печени. Поступающие в организм каротин и витамин А откладываются преимущественно в печени. • При нормальном питании запас витамина А в печени взрослого человека довольно большой и сохраняется довольно долго (до 2 лет).

β-каротин-диоксигеназы. β-каротин ретиналь ретинол НАДН или НАДФН • В слизистой кишечника ретинол образует сложные эфиры с длинноцепочечными жирными кислотами. • Эти ретиноловые эфиры транспортируются в составе хиломикронов по лимфатической системе в печень и сохраняются в купферовских клетках печени. • По мере надобности ретинол транспортируется из печени в ткани с помощью специального ретинол связывающего белка (РСБ), который входит во фракцию альфа 1 -глобулинов. • Комплекс РСБ-ретинол поставляет ретинол специфическим рецепторам сетчатки глаза • В процессе зрения функционирует ретинол

При окислении спиртовой группы ретинола до карбоксильной образуется ретиноевая кислота. Она может частично заменить ретинол, т. к. она стимулирует рост костей и мягких тканей, а также образование спермы. Однако ретиноевая кислота не участвует в процессе зрения и не обеспечивает развитие эмбрионов.

• Физиологическое значение витамина А заключается в его влиянии на • 1) развитие молодых организмов, • 2) состояние эпителиальной ткани, • 3) процессы роста и формирование скелета, • 4) ночное зрение путем специфического участия в химизме зрения.

• Витамин А участвует в нормализации состояния и функции биологических мембран, осуществляя связь между внутриклеточными белками и липидами. Вместе с витамином С ретинол вызывает уменьшение липоидных отложений в стенках сосудов и снижает содержание холестерина в сыворотке крови.

• Участие ретинола в процессе зрения. • В сетчатке глаза имеются 2 вида световоспринимающих клеток: палочек (12 млн) и колбочки (5 млн). • В палочках содержится белок родопсин (зрительный пурпур), в колбочках - иодопсин. • Химизм зрения - многоступенчатый процесс. Реакции проходят в две фазы: световую и темновую.

В состав родопсина входит ретиналь в цисформе и белок опсин. HS-опсин-NH 2 + O=CH-C 19 H 27 HS-опсин-N=CH-19 H 27 Под влиянием света (4 фотона) родопсин распадается на ретиналь и опсин). Ретиналь при этом переходит в трансформу, которая не может соединяться с опсином.

Трансформа ретиналя под влиянием фермента алкогольдегидрогеназы превращается в трансретинол, который с помощью фермента ретинолизомеразы переводится в цисформу. Затем цис-ретинол снова под воздействием алкогольдегидрогеназы превращается в цисретиналь. В темноте происходит связывание цис-ретиналя с опсином и вновь образуется родопсин.

• При недостатке витамина А развивается ночная слепота (никталопия). При этом в сетчатке понижено содержание родопсина, и его регенерация протекает значительно медленнее, чем в норме. • В отсутствии витамина разрушается и сам белок опсин. Ночная слепота обычна при голодании, она может наблюдаться в тех районах земного шара, где потребление витамина А недостаточно (в тропических областях).

• НЕДОСТАТОЧНОСТЬ витамина А может возникать в основном из-за нарушения процесса превращения каротина в ретинол, которое наблюдается при заболеваниях ЖКТ, печени, поджелудочной железы. • Кроме того, причиной А-авитаминоза может служить голодание, у детей при квашиоркоре.

• При А-авитаминозе у молодых организмов наблюдается остановка роста и кератоз - превращение эпителия кожи слизистых оболочек в многослойный ороговевающий эпителий. • Наблюдается атрофия железистого аппарата. • Изменения в эпителии слизистых оболочек верхних дыхательных путей ведут к снижению устойчивости к инфекции.

• У таких больных часты ринит, ларингит, бронхиты, тяжелые пневмонии. Очень характерно поражение глаз. Развивается ксерофтальмия и кератомаляция поражение роговицы глаза, развитие бельма и слепоты. • Может наблюдаться у плохо питающихся детей

• . • В почках наблюдается образование почечных камней. • Атрофия эпителия семенников может привести к стерильности. • У женщин беременность хотя и наступает, но из-за поражения плаценты ребенок не может родиться нормальным

• 1) Наиболее ранним признаком недостаточности витамина А у людей является "куриная слепота", т. е. теряется способность к сумеречному зрению. • 2) Прекращение роста костей. Это связано с нарушением синтеза хондроитинсульфата. • 3) Образование гиперкератозных папул вокруг волосяных фолликулов; в тяжелых случаях наблюдается так называемая "жабья кожа".

• • ТОКСИЧНОСТЬ витамина А. Избыток витамина А повреждает мембраны лизосом, лизосомальные гидролазы вытекают внутрь клетки и за ее пределы, а затем повреждаются и все клетки и ткани. Избыток витамина А повреждает мембраны митохондрий и эритроцитов. У детей ограничение подвижности и разрастание костей. Кости становятся чрезвычайно ломкими. У взрослых - кальциноз связочного аппарата и поднадкостных структур, сильные головные боли, тошнота, слабость, дерматит.

• ВИТАМИН Е (ТОКОФЕРОЛ). • По биологическому действию токоферолы делятся на вещества витаминной и антиокислительной активности. • Содержание витамина Е в крови составляет • 2 -4 мкмоль/л (1 мг%). • альфа-токоферол обладает наиболее выраженной витаминной активностью • антиокислительной (антиоксидантной) активностью обладает дельта-токоферол.

Физиологическое значение витамина Е: 1) Антиоксидантное действие на внутриклеточные липиды и предохранение липидов мембран от переокисления. Липоперекиси - продукты ПОЛ нарушают клеточные функции и повреждают их. • 2) Окисление липидов мембран эритроцитов и их стромы может сопровождаться гемолизом эритроцитов. Витамин Е предохраняет эритроциты от гемолиза. Таким образом, витамин Е является эндогенным внутриклеточным антиоксидантом. •

• 3) Витамин Е повышает накопление во внутренних органах всех жирорастворимых витаминов, особенно ретинола (витамина А). • 4) Токоферолы активизируют процессы, участвующие в синтезе АТФ. • 5) Витамин Е влияет на функции и состояние эндокринных систем, особенно половых желез, гипофиза, надпочечников и щитовидной железы.

• 6) Токоферолы принимают участие в обмене белка ( в синтезе нуклеопротеидов, а также в обмене креатина и креатинина). • 7) Токоферолы нормализуют мышечную систему, необходимы для развития мышц и нормальной мышечной деятельности. • Витамин Е предотвращает мышечную слабость и утомление, поэтому широко используется в спортивной медицине и в спортивной практике как средство нормализации мышечной деятельности при больших физических нагрузках в период напряженных тренировок. • Витамин Е применяется также с лечебной целью при таком тяжком заболевании, как прогрессирующая мышечная дистрофия.

• ВИТАМИН К (филлохиноны). • Витамины группы К являются стимуляторами биосинтеза в печени 4 -х белков - ферментов свертывания крови, а также образования активных тромбопластина и тромбина. • Витамин содержится в цветной капусте, зеленом горошке, моркови, шпинате, мясе животных, печени.

• Витамин К является коферментом карбоксилазы глутаминовой кислоты в факторах II (протромбин), VII (проконвертин), IX (фактор Кристмаса) и X (фактор Стюарта). • Эти белковые факторы синтезируются как неактивные предшественники. Один из этапов активации – их карбоксилирование по остаткам глутаминовой кислоты.

• Карбоксилирование глутаминовой кислоты приводит к образованию гаммакарбоксиглутаминовой кислоты, необходимой для связывания ионов Са. • Недостаточность витамина К приводит к нарушению карбоксилирования проферментов прокоагулянтного пути и сопровождается кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияниями.

• У взрослого человека витамин К синтезируется микрофлорой кишечника (до 1, 5 мг/сутки). • Первичный К-авитаминоз возникает у детей в первые 5 дней жизни, когда их кишечник еще недостаточно заселен микрофлорой, способной синтезировать витамин К.

• У взрослого человека возможен вторичный К-авитаминоз. • • Причины: 1)Заболевания кишечника 2) Дизбактериоз 3) Прием сульфаниламидов и антибиотиков, которые нарушают деятельность нормальной микрофлоры.

• 4). Заболевания печени, когда нарушается усвоение жирорастворимых веществ, в том числе и витамина К. • 5) Прием антивитаминов К. : кумарины (дикумарин), передозировка антикоагулянтов. • Явления недостаточности витамина К: • Сильная кровоточивость, которая может привести в тяжелых случаях к гибели. • У новорожденных - это геморрагическая болезнь новорожденных.