Витамины План лекции Общее понятие о

Витамины • • План лекции Общее понятие о витаминах Классификация Биологическая роль Производные ферментов

Определение • Витамины ( от лат. vita– жизнь) - особо активные, низкомолекулярные, органические биорегуляторы, жизненно необходимые в очень малых количествах для нормальной жизнедеятельности и должны поступать с пищей, т. к. организм не может удовлетворить потребность в них за счет биосинтеза. • Витамины –нестойкие вещества, легко разрушающиеся при высокой температуре, под действием окислителей и других факторов.

Источники витаминов • растительная пища • продукты животного происхождения • микрофлора пищеварительного тракта (К, В 12, Н, А)

функции • выполняют в организме функции катализаторов самостоятельно или в составе ферментов (кофакторы) • Выполняют сигнальные функции Нарушение в содержании витаминов в кормах вызывает различные заболевания: • Отсутствие витаминов вызывает – авитаминозы (состояние кожи, крови, нервной системы) • недостаток в рационе – гиповитаминозы. • избыточным количеством - гипервитаминозы (А, Д накапливаются) • отсутствие или недостаток не одного, а нескольких

Обеспечение организма витаминами

Классификация и номенклатура витаминов • По физико-химическим свойствам : витамины, растворимые в жирах (липовитамины) витамины, растворимые в воде (гидровитамины). • По обозначению: большими буквами латинского алфавита (А, D, E, B 1. B 2 и т. д. ), • По болезни, которую излечивает данный витамин с прибавкой "анти", (антиксерофтальмический, антирахитичный, антиневритный и т. д. ) • По химическому (условному) названию: ретинол, кальциферол, биотин, аскорбиновая кислота и т. д.

Классификация • • • I. Жирорастворимые витамины 1. Витамин А - (антиксерофтальмический) 2. Витамин D- (антирахитичный) 3. Витамин E - (витамин размножения), токоферол 4. Витамин К - (антигеморрагический) 5 Витамин F - (ненасыщенные жирные кислоты, для синтеза простагландинов) 6. Витамин Q – убихинон

Классификация • II. Витамины, растворимые в воде 1. Витамин B 1 - (антиневритный, тиамин) 2. Витамин B 2 - (рибофлавин); регулирует рост животных 3. Витамин Вб - (антидерматитный, пиридоксин) 4. Витамин B 12 - (антианемический, цианкобаламин) 5. Витамин В, , PP - (антипеллагрический, ниацин, никотинамид) 6. Фолиевая кислота (антианемический) 7. Пантотеновая кислота (антидерматитный, B 3); регулирует обмен углеводов, жиров. 8. Биотин (витамин H, антисеборейный, фактор роста бактерий, грибков) 9. Витамин С (антискорбутный) 10. Витамин P (витамин проницаемости).

Классификация • группа химических веществ, обладающих свойствами витаминов: холин, липоевая кислота, витамин В 15, (пангамовая кислота), инозит, линоленовая кислота, линолевая кислота, витамины B 11, B 14 и др.

Жирорастворимые витамины

Биологическая роль витамина А (ретинол) • витамин роста, • витамин, защищающий кожу, антиинфекционный витамин, • витамин плодовитости • участие в образовании сложного белка родопсина – зрительного пигмента сетчатки глаз, т. е. он принимает участие в реакциях светоощущения.

Витамин А • К β-иононовому кольцу присоединена боковая цепь, содержащая два остатка изопрена (метилбутадиена) и первичную спиртовую группу. • Ряд химических свойств этого соединения объясняется наличием большого количества двойных связей в составе его молекулы. • В отсутствии кислорода витамин А можно нагревать до 120 -130°, при этом изменений не будет. В присутствии кислорода витамин А разрушается довольно быстро. • Известны изомеры витамина А (цис- и трансформы),

витамин А – предшественник ретиноидов – ретиналя и ретиноевой кислоты цис ретиналь Н Н ретинол β- каротин – красный пигмент у растений

• В настоящее время известно около 80 каротиноидов • для питания имеют значение только α, β и γкаротины и криптоксантин. • отличаются друг от друга структурой колец. Так, в β-каротине присутствуют 2 кольца βионона, в α-каротине одно кольцо α-ионона и одно кольцо β-ионона; γ-каротина содержит только одно кольцо β-ионона; в природе наиболее распространен β-каротин, в зеленых растениях 90% каротиноидов представлено β-каротином, а в желтой кукурузе преобладает криптоксантин.

• В организме каротин превращается в витамин А – в стенке кишечника, печени, молочной железе под действием фермента липооксидазы, т. е. превращение каротина в витамин А происходит в результате окислительно-восстановительных реакций. • Продукты ферментативной изомеризации и окисления ретинола – 11 цис – и транс ретиналь

• хромопротеид родопсин (зрительный пигмент сетчатки глаз ) состоит из белка опсина и витамина А (ретиналь). • Под влиянием света цис-ретиналь переходит в фотоизомер трансретиналь, после чего родопсин разлагается на белок опсин и ретиналь, • темноте эти частицы снова соединяются, что обеспечивает возможность видеть в сумерках. • Образование родопсина – сложный процесс, осуществляемый с участием ряда ферментов.

Участие витамина А в зрительном акте Н

витамин Д (кальцеферолы) • Витамины D 2 и D 3 представляют собой полициклическое высокомолекулярное непредельные одноатомные спирты • Известны еще витамины Д 4 -Д 7 • Витамин D стимулирует синтез кальцийсвязывающего белка в кишечнике в местах всасывания. • белок переносит ионы кальция через мембраны эпителиальных клеток. • Перенос кальция и кальцификация костей регулируется не непосредственно витамином Dз, а его метаболитом, содержащим оксигруппы в 1 -м и 25 -м положениях – гормон кальцитриол. Образуется в печени и почках.

В коже животного синтезируется 7 -дегидрохолестерол, который под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца или специальных ламп превращается в витамин D 3. свет 7 -дегидрохолестерол (кожа животного ) вит. Д 3 25 -гидрохолекальцеферол 25 1 1, 25 -гидрохолекальцеферол – (гормон)

В растениях содержится эргостерол, который после отмирания растения под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D 2. Эргостерин Витамин D 2 (эргокальциферол)

Синтез гормона кальцитриола из Витамина Д Свет(УФ) 7 -дегидрохолестерин кожа печень 25 -гидроксилаза 24 -гидроксилаза 1 - гидроксилаза почка 1, 25 -диоксихолекальцеферол (гормон кальцитриол)

Витамины Е, К • Витамины Е - Токоферолы (греч. tocos - потомство, fero несу), витамин размножения (как раньше называли). Eгиповитаминоз ведет к нарушениям функции размножения – рассасыванию плода, прекращению беременности, мышечной дистрофии, ожирению печени, анемии, креатинурии, снижению содержания гликогена. Миодистрофия сопровождается изменением состава белков и липидов саркоплазматической сети. Дефицит витамина E ведет к развитию у животных беломышечной болезни. • Витамин К, антигеморрагический (филлохинон) • При авитаминозах К у животных появляются подкожные и внутримышечные кровоизлияния и снижается скорость свертывания крови. Авитаминоз практически наблюдается у птиц, т. к. в кишечнике у них витамин К синтезируется недостаточно. Витамином К богаты зеленые корма, рыбная и мясокостная мука, печень свиней и др. ткани. • Витамин К является производным нафтохинона, известны несколько соединений витамина К 1, K 2, K 3 (викасол)

Витамин Е (токоферол) антиоксидант α -токоферол Витамин К (филлохинон) антигеморрагический фактор Глютамат белков плазмы крови ООС γ-карбоксиглютамат

Водорастворимые витамины 1 • принимают участие в обмене веществ в качестве коферментов • оказывают влияние на промежуточный обмен белков, липидов, углеводов; водорастворимые витамины в организме, не накапливаются и должны постоянно всасываться из кишечника.

Водорастворимые витамины 1

Витамин в 1 • Состоит из 2 циклических систем – пиримидина и тиазола • Активная форма тиаминдифосфат (ТТР) – кофермент при переносе гидроксильных групп ( (реакции декарбоксилирования кетокислот) • Тиаминпирофосфат входит в состав свыше 30 ферментов, принимающих участие в обмене белков, углеводов, липидов. • недостаток приводит к: расстройствам нервной системы, сердечно – сосудистые заболевания, мышечная атрофия

Водорастворимые витамины Витамин В (тиамин) 1 тиамин СН СН тиаминдифосфат (кокарбоксилаза) (в составе декарбоксилаз )

витамин В 2 • основе молекулы – гетероциклическое соединение – изоаллоксазин (сочетание бензольного, пиразинового и пиримидинового оснований), к которому в положении 9 присоединен пятиатомный спирт рибит. • Влияние рибофлавина на обмен веществ связано с тем, что он входит в состав большого количества (более 60) флавиновых ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, в дыхательной цепи митохондрий и других реакциях обмена веществ. Флавинмононуклеотид (ФМН) и флавиндинуклеотид (ФАД) входят в состав флавопротеидов, которые являются оксидоредуктазами, витамин B 2 участвует также в окислительном дезаминировании аминокислот и в биосинтезе гемоглобина.

витамин В 2 спирт рибит рибофлавин ФМН (флавинмононуклеотид) А ФАД (флавинадениндинуклеотид) флавиндегидрогеназы(цитохромоксидазы и др. более 60 ф-тов)

Пантотеновая кислота • входит в состав кофермента активирования кислот HSKo. A, который принимает участие в активировании жирных кислот и аминокислот, выполняет роль «переносчика» остатков уксусной кислоты, является ключевым веществом промежуточного обмена. • Содержат дрожжи, печень, яичный желток, шрот, жмыхи, зерновые корма и др. кормовые продукты. У жвачных животных синтезируется кишечной микрофлорой.

витамин В ( пантотеновая кислота) 3 α, γ-диокси- β, β –диметил-бутирил- аланин β 1 Кофермент А ( SH- Ко. А) (ацилтрансферазы)

Витамин В (никотиновая кислота, пиридин) 5 никотиновая кислота никотинамид триптофан (единственный витамин, который синтезируется в организме человека из триптофана)

Витамин В (никотиновая кислота, никотинамид) 5 НАД(никотинамидадениндинуклеотид ) 2 НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) НАД + = (в составе пиридинзависимых сотен дегидрогеназ) НАДФ

Водорастворимые витамины 11

Витамин В 6 • Пиридоксин (пиридоксол) – это спирт, белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и этаноле, устойчив к кислотам и щелочам, легко разлагается под действием света. • Входит в состав коферментов (ферментов), участвующих в обмене аминокислот. Недостаток B 6 ведет к нарушению обмена белков в организме • Витамин B 6, его производные фосфопиридоксаль и фосфопиридоксамин принимают участие в реакциях трансаминирования и декарбоксилирования. Фосфопиридоксаль участвует в реакции переноса серы с метионина, в образовании адреналина, норадреналина, серотонина, гистамина, в обмене триптофана и тирозина.

Витамин В 6 Пиридоксальфосфат входит в состав трансаминаз, участвующих в переносе аминогрупп, декарбоксилаз (образование биогенных аминов)

Пиридоксальфосфат входит в состав декарбоксилаз, участвующих в образовании биогенных аминов: гистамин гистидин декарбоксилаза триптофан серотонин

Витамин В 9 - фолиевая кислота • состоит из остатка птеридина, парааминобензойной и глутаминовой кислот • Принимает участие в метаболизме метальных, оксиметильных, формильных и других функциональных остатков: участвует в синтезе креатина, метионина, гистидина, серина, азотистых основаниях, холина.

Витамин В - фолиевая кислота 9 (входит в состав метилаз)

Витамин В 12 • совокупность соединений, образованных системой порфириновых колец, в центре находится атом кобальта • синтезируется кишечной микрофлорой • Является кофактором ферментов, участвует в биосинтезе метионина, является переносчиком метальных групп.

(кобаламин) Витамин В 12 (гем – часть вит. В 12) Со синтезируется исключительно микроорганизмами, входит в состав метилаз

Витамин С Аскорбиновая кислота – γ-лактон кетогулоновой кислоты. ненасыщенное соединение, кислый характер связан с наличием двух енольных гидроксилов. Способна к обратимому окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты Синтезируется в печени (у млекопитающих и птиц) из моносахаридов. синтезируется микрофлорой пищеварительного тракта. В качестве окислительно-восстановительной системы она катализирует многие реакции тканевого обмена веществ (участие в биологическом окислении, восстановление дисульфидной связи в белках до сульфгидрильных групп). Имеет функциональные связи с другими витаминами (A, E, B 1, B 2, В!2).

Витамин С

Витамин С аскорбиновая кислота дегидроаскорбиновая кислота