Витамины
Понятием витамины в настоящее время объединяется группа низкомолекулярных веществ разнообразной природы, которые необходимы для биохимических реакций, обеспечивающих рост, выживание и размножение организма. Ж изнь без витаминов невозможна.
1. Жирорастворимые витамины : Функция жирорастворимых витаминов может быть коферментной ( витамин К ), антиоксидантной (витамины А и Е ), или гормональной (витамины A и D). 2. Водорастворимые витамины. Водорастворимые витамины обычно выступают в роли коферментов и простетических групп – таких молекул, которые непосредственно участвуют в работе ферментов. 3. Также выделяют витаминоподобные вещества : Жирорастворимые Водорастворимые
Иногда витамин представлен различными химическими формами витамерами ( вита мин + греч. meros – часть), т.е. соединениями с витаминной функцией, сходными по структуре. Например, витамин E представлен группой витамеров – α-, β- и γ-токоферолами, витамин К – менахинонами и филохинонами витамин D может быть в виде эргокальциферола и холекальциферола, витамин F включает схожие полиненасыщенные жирные кислоты
Природные соединения, не являющиеся витаминами, но легко превращающиеся в них в организме, называются провитаминами. Соединения, которые могут вызвать состояние гиповитаминоза, называют антивитаминами. Их разделяют на две основные группы: вещества, которые инактивируют витамин путем его расщепления, разрушения или связывания его молекул в неактивные формы. вещества похожие по структуре на тот или иной витамин. Эти вещества вытесняют витамины из ферментов и, таким образом, препятствуют их действию.
Независимо от своих свойств витамины характеризуются следующими общебиологическими свойствами: В организме витамины не образуются, их биосинтез осуществляется вне организма человека, т.е. витамины должны поступать с пищей. Тех витаминов, которые синтезируются кишечной микрофлорой обычно недостаточно для покрытия потребностей организма (строго говоря, это тоже внешняя среда ). Витамины не являются пластическим материалом. Исключение – витамин F. Витамины не служат источником энергии. Исключение – витамин F.
4. Витамины необходимы для всех жизненных процессов и биологически активны уже в малых количествах. 5. При поступлении в организм они оказывают влияние на биохимические процессы, протекающие в любых тканях и органах, т.е. они неспецифичны по органам. 6. В повышенных дозах могут использоваться в лечебных целях в качестве неспецифических средств: при сахарном диабете – B 1, B 2, B 6, при простудных и инфекционных заболеваниях – витамин С, при бронхиальной астме – витамин РР, при язвах ЖКТ – витаминоподобное вещество U и никотиновую кислоту, при гиперхолестеринемии – никотиновую кислоту.
Нехватка витаминов ведет к развитию патологических процессов в виде специфических гиповитаминозов или авитаминозов. Широко распространенные скрытые формы витаминной недостаточности не имеют ярко выраженных внешних проявлений и симптомов, но оказывают отрицательное влияние на работоспособность, общий тонус организма и его устойчивость к разным неблагоприятным факторам. Повышенное потребление витаминов может дать эффект только в случае их дефицита, при достаточной обеспеченности ими никакого эффекта не будет. Гипервитаминозы: Жирорастворимые витамины при увеличении дозы накапливаются и могут вызывать гипервитаминозы с рядом общих симптомов (потеря аппетита, расстройство ЖКТ, сильные головные боли, повышенная возбудимость нервной системы, выпадение волос, шелушение кожи) и со специфическими признаками.
Жирорастворимые витамины при увеличении дозы накапливаются и могут вызывать гипервитаминозы с рядом общих симптомов (потеря аппетита, расстройство ЖКТ, сильные головные боли, повышенная возбудимость нервной системы, выпадение волос, шелушение кожи) и со специфическими признаками.
Экзогенные гиповитаминозы: гельминтозы, лямблиозы, дизентерия, дисбактериоз кишечника, нерациональное питание, т.е. недостаточное потребление с пищей. Эндогенные гиповитаминозы: нарушение всасывания (энтероколиты, гастроэнтериты различного происхождения). заболевания печени, дискинезия желчного пузыря (для жирорастворимых витаминов), повышенная потребность (беременность, лактация, физические нагрузки), генетические дефекты кофермент-образующих ферментов.
В организм с пищей поступают как сам витамин А, так и подобные ему вещества – каротиноиды. Всасывается только 1/6 часть потребленных каротиноидов. После всасывания некоторые каротиноиды в печени и кишечнике превращаются в ретинол, при этом из β-каротина образуется 2 молекулы витамина А.
1. Антиоксидантная функция : благодаря наличию двойных связей в изопреновой цепи витамин осуществляет нейтрализацию свободных кислородных радикалов, особенно существенно эта функция проявляется у каротиноидов. 2. Регуляция экспрессии генов : Ретиноевая кислота необходима для экспрессии генов, участвующих в процессах развития клетки и обеспечивающих чувствительность клеток к гормонам и ростовым стимулам. Благодаря такой функции ретиноевая кислота: регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, регулирует деление и дифференцировку быстро делящихся тканей – хряща, костной ткани, сперматогенного эпителия, плаценты, эпителия кожи, слизистых, иммунной системы.
3. Участие в фотохимическом акте зрения : Ретиналь в комплексе с белком опсином формирует зрительный пигмент родопсин, который находится в клетках сетчатки глаза, отвечающих за черно-белое сумеречное зрение ("палочки"). Максимум спектра поглощения родопсина находится в области 500 нм. При попадании кванта света на молекулу родопсина последний распадается на опсин и полностью транс-ретиналь. При этом в мембране генерируется электрический сигнал, идущий в зрительный центр головного мозга. В дальнейшем под влиянием ферментов алло-транс-ретиналь превращается в 11-цис-ретиналь и связывается с опсином, образуя родопсин.
Витамин представлен двумя формами – эргокальциферол и холекальциферол. Химически эргокальциферол отличается от холекальциферола наличием в молекуле двойной связи между С 22 и С 23 и метильной группой при С 24.
После всасывания в кишечнике или после синтеза в коже витамин попадает в печень. Здесь он гидроксилируется по С 25 и кальциферолтранспортным белком переносится к почкам, где еще раз гидроксилируется, уже по С 1. Образуется 1,25-дигидроксихолекальциферол или, по другому, кальцитриол.
1. Увеличение концентрации кальция и фосфатов в плазме крови: для этого кальцитриол стимулирует всасывание ионов Ca 2+ и фосфат-ионов в тонком кишечнике (главная функция) 2. В костной ткани роль витамина D двояка: стимулирует выход ионов Ca 2+ из костной ткани повышает минерализацию, так как увеличивает производство лимонной кислоты, образующей здесь нерастворимые соли с кальцием. 3. Участие в реакциях иммунитета, в частности в стимуляции легочных макрофагов и в выработке ими азотсодержащих свободных радикалов, губительных, в том числе, для микобактерий туберкулеза. 4. Подавляет секрецию паратиреоидного гормона через повышение концентрации кальция в крови, но усиливает его эффект на реабсорбцию кальция в почках.
Витамины содержат функциональное нафтохиноновое кольцо и алифатическую изопреноидную боковую цепь. Выделяют три формы витамина: витамин К1 ( филлохинон ), витамин К2 ( менахинон ), витамин К3 ( менадион ). После всасывания менадион превращается в активную форму – менахинон.
К настоящему времени у человека обнаружено 14 витамин К-зависимых белков, играющих ключевые роли в регулировании физиологических процессов. Например, витамин К является коферментом микросомальных ферментов печени, осуществляющих γ-карбоксилирование ( γ – "гамма", греч) глутаминовой кислоты в составе белковой цепи.
Благодаря своей функции витамин обеспечивает: 1. Синтез факторов свертывания крови в печени; 2. Синтез белков костной ткани, 3.Синтез протеина C и протеина S, участвующих в антисвертывающей системе крови.
Молекула токоферола состоит из кольца производного бензохинона и изопреноидной боковой цепи. Другие формы витамина E включают иные производные токола, характеризующиеся биологической активностью.
Витамин, встраиваясь в фосфолипидный бислой мембран, выполняет антиоксидантную функцию, т.е. препятствует развитию перекисного окисления липидов. При этом: 1. Лимитирует свободнорадикальные реакции в быстроделящихся клетках – слизистые оболочки, эпителий, клетки эмбриона. Этот эффект лежит в основе положительного действия витамина в регуляции репродуктивной функции у мужчин и у женщин (греч. tokos – потомство, phero – несу, т.е. антистерильный ). 2.Защищает витамин А от окисления, что способствует проявлению ростстимулирующей активности витамина А. 3. Защищает жирнокислотные остатки мембранных фосфолипидов и, следовательно, любые клеточные мембраны от перекисного окисления.
Под витамином F подразумевается группа полиненасыщенных жирных кислот: линолевая, линоленовая, арахидоновая.
Полиненасыщенные жирные кислоты обладают весьма широкими функциями: 1.Структурная - является составной частью фосфолипидов мембран; 2. Защита витамина А от окисления; 3. Предшественник регуляторных соединений, носящих название эйкозаноиды. Они являются "местными гормонами", т.е. после синтеза действуют только на соседние клетки.
