Обмен нуклеопротеинов

Экз №__

Кафедра клинической биохимии и лабораторной диагностики

«УТВЕРЖДАЮ»

ИО начальника кафедры

клинической биохимии и

лабораторной диагностики

полковник медицинской службы

В.ПАСТУШЕНКОВ

«___» _____________ 2008 г.

старший преподаватель кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики

кандидат медицинских наук доцент Г.ЭЛЬКИН

_____________________________________________________________________

должность, ученая степень, ученое звание, воинское звание, инициал имени, фамилия автора (авторов)

ЛЕКЦИЯ № 20

_________________________________________

(номер по тематическому плану изучения дисциплины)

по дисциплине: «Биохимия»

___________________________________________________________

(наименование учебной дисциплины)

на тему: «БИОХИМИЯ ВИТАМИНОВ.ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ»

________________________________________________

(наименование темы занятий по тематическому плану изучения дисциплины)

с курсантами и студентами 2 курса факультетов подготовки врачей

(военно-медицинских специалистов иностранных армий)

Обсуждена и одобрена на заседании кафедры

Г.

Протокол №______

Уточнено (дополнено):

«____» ____________ 200___ г.

_____________________________________

(воинское звание, подпись, инициал имени, фамилия)

Введение. [Э1]

Витамины группы В (В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, Н, В_с, В₁₂, В₁₅), С и Р представляют собой низкомолекулярные органические вещества. В рациональном питании человека, правильно сбалансированном в отношении основных питательных веществ, поставляющих энергию, необходимы также вода, минеральные вещества и эти витамины. Они не синтезируются в организме человека или синтезируются кишечной флорой и тканями в количестве, недостаточном для полного его обеспечения.

Поступая в организм с пищей, витамины принимают активное участие в обмене веществ. Большинство из них выполняют коферментную роль в ферментативных реакциях обмена.

Витамин В₁. [Э2]

Исторические сведения. Первое упоминание о заболевании бери-бери, известном сейчас как проявлении недостаточности тиамина, встречается в древних медицинских трактатах, дошедших до нас из Китая, Индии, Японии. К концу уже прошлого века клинически уже различали несколько форм этой патологии. Были обнаружены в рисовых отрубях и в некоторых бобовых неизвестные тогда факторы, предупреждавшие или излечивающие бери-бери (Эйкман, 1893).

В 1924 г. Функ очистил этот фактор и предложил сам термин “витамин”. И лишь в 1937 г. стала известна коферментная функция витамина тиамина и он был назван ТДФ (ТПФ - прежнее название). Была показана его роль в окислительном декарбоксилировании a-кетокислот.

Витамин В1 легко всасывается в кишечнике, но не накапливается в тканях и не обладает токсическими свойствами. Избыток быстро выводится с мочой.

Химическая структура, свойства.

Структура тиамина состоит из пиримидинового и тиазолового колец, соединенных через метиленовую связь.

Образование коферментов от тиамина идет с участием фермента тиаминкиназа и энергии АТФ.

Наиболее активна тиаминкиназа в митохондриях печени, почек, мозга, сердечной мышцы.

Участие в обмене веществ. [Э3]

Известно значительное количество различных реакций, катализируемых ТДФ:

Углеводный обмен

а) окислительное декарбоксилирование a-кетокислот (С.Е.Северин, 1964).

· Окислительное декарбоксилирование пирувата (один из пяти коферментов) в пируватдегидрогеназном комплексе, состоящем из трех ферментов.

· Окислительное декарбоксилирование α-кетоглутарата [Э4] (аналогично пирувату).

· Пируватдекарбоксилаза дрожжей (спиртовое брожение).

б) в обмене глюкозы апотомическим путем, в пентозном шунте, в[Э5] частности, в транскетолазных реакциях.

Это реакции, связанные с участием ТДФ в переносе гликоальдегидного радикала от кетосахаров на альдосахара.

в) окислительное декарбоксилирование глиоксиловой кислоты с [Э6] образованием активного формильного остатка, который может быть использован при синтезе азотистых оснований нуклеиновых кислот.

г) окислительное декарбоксилирование α-кетокислот, продуктов распада АК с разветвленной цепью.

Белковый обмен

д) в последнее время широко исследуется роль В1 в переаминировании аминокислот (обмен триптофана).

Липидный обмен

8.Синтез полиненасыщенных жирных кислот.

Кроме того

9.Синтез актина и миозина.

10.Синтез соединительной ткани.

11.Антиоксидантное действие.

12. Активирование неспецифической холинэстеразы.

Приведенных данных о роли ТДФ в ферментативных реакциях достаточно, чтобы представить себе значение реакций, зависящих от наличия в организме витамина тиамина.

В процессе обмена тимина, он может превращаться в тиохром. Это связывается с обменом катехоламинов и лежит в основе определения витамина В1 в клинических лабораториях.

Авитаминоз и гиповитаминоз. [Э7]

Животные и человек не вырабатывают витамин В1, но некоторые бактерии ЖКТ его синтезируют. При отсутствии в пище тиамина через 1-3 месяца развивается авитаминоз. Классическое проявление – заболевание «бери-бери» (в странах Азии и Индокитая), проявляющееся переферическим невритом с параличем нижних конечностей, демиелинизацией волокон ЦНС и развитием энцефалопатии, сердечной недостаточностью, нарушениями со стороны ЖКТ.

В Европе – симптом Вернике (преимущественно энцефалопатия и синдром Вейса (поражение сердечно-сосудистой системы).

Распространение и суточная потребность [Э8]

Широко распростране в природе. Основное количество человек получает с растительной пищей. Много в дрожжах, ржаной муке, семенах хлебных злаков, сое, горохе. Из животных продуктов – в печене, почках, мозге.

Суточная потребность - 2-3 мг.

Витамин В₂ - рибофлавин. [Э9]

Исторические сведения. Впервые картина авитаминоза В₂, сопровождавшаяся другими видами витаминной недостаточности, получены у животных Н.И.Луниным (1880). Было обнаружено, что мыши не могут жить на синтетической диете из смеси белков, жиров, углеводов и минеральных солей, но хорошо развиваются и живут, получая цельное молоко. Витамин В₂ был установлен в начале как пищевой фактор, недостаточность которого вызывает задержку роста у животных. Он был окончательно отделен от других витаминов группы В в опытах на животных (1935) Куном. Этот витамин оказался идентичным простатической группе желтого дыхательного фермента, который был выделен из дрожжей Варбургом (1932).

Химическая структура, свойства рибофлавина.

В основе молекулы рибофлавина лежит гетероциклическое соединение – изоаллоксазин (сочетание бензольного, пиразинового и пиримидинового колец)

Молекула рибофлавин обладает окислительно-восстановительными свойствами. Присоединяя два водорода и восстанавливаясь при этом, молекула превращается из желтого в бесцветное состояние (лейкосоединение).

Антагонистами рибофлавина являются: галактофлавин, акрихин (противомалярийный препарат)

Участие витамина В₂ в обмене.

Рибофлавин и его метаболиты легко и быстро всасываются в тонком кишечнике.

В дальнейшем рибофлавин подвергается фосфорилированию в стенке кишечника, печени и эритроцитах. При этом образуется две коферментные формы – ФМН и ФАД.

Флавокиназа выделена из дрожжей, растений, печени

Все флавопротеиды (флавиновые ферменты) являются окислительно-[Э10] восстановительными ферментами и относятся к классу оксидоредуктаз. Они выполняют функции транспорта водорода в процессе тканевого дыхания. Одни флавопротеины участвуют в главном пути транспорта электронов, тогда они являются акцепторами их и донаторами для цитохромов, - дыхательных ферментов митохондрий.

Другие флавинферменты переносят водород непосредственно с субстрата (например, с сукцината) на систему цитохромов без участия пиридиновых коферментов.

Примеры:

Углеводный обмен

а) дегидрирование сукцината;

б) окислительное декарбоксилирование пирувата и α-кетоглутарата.

Липидный обмен [Э11]

в) β-окисление жирных кислот.

Белковый обмен

г) окислительное дезаминирование -аминокислот.

ФМН является коферментом оксидаз L- и D-аминокислот. Для L-ак коферментную роль выполняет ФМН, для D – ФАД.

Обмен нуклеопротеинов

д) окислительное дезаминирование гипоксатина.[Э12]

е) участие в превращениях фолиевой кислоты, в частности, в синтезе, [Э13] пиримидиновых и пуриновых оснований.

д) обмен витамина В2 связан с обменами других витаминов: В12, ТГФК, В15, аскорбиновой кислотой и другими.

Кроме того [Э14]

-окислительное декарбоксилирование α-кетокислот, продуктов распада АК с разветвленной цепью;

-распад биогенных аминов;

-стимуляция фагоцитоза;

-синтез эритропоэтина и гемоглобина;

-нормализация зрения;

-образование НCL в желудке; улучшение желчеотделения;

-нормализация уровня билирубина в крови;

-гепатотропная функция;

-антиоксидант;

-увеличение чувствительности клеток к инсулину.

В ряде флавиноферментов, кроме рибофлавина, открыты металлы: молибден (ксантиноксидаза), медь (бутирил-КоА-дегидрогеназа), железо(НАДН₂-дегидрогеназа). Присутствие металла, по-видимому, повышает устойчивость семихиноновых форм рибофлавина.

Авитаминоз [Э15]

Проявление недостаточности В2 витамина. В2 – авитаминоз развивается по-разному. В основном это проявляется в нарушении роста организма, а также в возникновении кожных поражений (дерматиты, облысение, шелушение кожи, эрозии и т.д.). Возникают поражение глаз в виде васкуляризации роговой оболочки, кератитов, катаракты. В этиологии язвенных поражений, возможно, проявляется недостаточность рибофлавина, который играет важную роль в процессах регенерации.

Рибофлавин широко распространен в природе. Он входит в состав [Э16] растительных и животных клеток. Ряд микроорганизмов обладает способностью к биосинтезу рибофлавина, что используется для промышленного его получения. Богатым источником рибофлавина являются дрожжи. Много содержится его во внешней оболочке злаков. Естественно, что рибофлавина больше в муке грубого помола. Сохранность рибофлавина в процессе выпечки хлеба хорошая. В животных тканях больше всего витамина содержится в печени, почках, сердце, а также в молочных продуктах и рыбе (треска).

Суточная доза витамина: 2-3 мг.

Витамин РР (никотиновая кислота) [Э17]

Исторические сведения.

История открытия противопеллагрического витамина является одной из самых сложных и увлекательных. Никотиновая кислота была получена в 1867 г. и только в 1937 г. было доказано, что она является витамином РР. После первого синтеза 1867 г. были произведены в различные последующие годы ряд синтезов никотиновой кислоты из различных соединений в том числе в 1926 г. из дрожжей. Но никто из перечисленных исследователей не подозревал, что это вещество является истинным противопеллагрическим фактором. В процессе всех поисков по раскрытию пеллагры была высказана гипотеза, что причиной этого заболевания может быть недостаток некоторых аминокислот, в частности, триптофана, что в последствии подтвердилось.

В 1934 г. Варбург показал участие никотиновой кислоты в ряде метаболических процессов. Так, была установлена роль амида никотиновой кислоты как кофермента, переносящего водород.