Химическая структура и свойства.

По химическому строению никотиновая кислота является пиридин-4-карбоксиловой кислотой. В животных тканях почти вся никотиновая кислота находится в виде амида, связанного с нуклеотидами - НАД и НАДФ.

Никотиновая кислота один из наиболее стойких витаминов в отношении хранения и кулинарной обработки. Она также стойка при процессах консервирования.

Никотиновая кислота и никотинамид, поступающие с пищей быстро всасываются в ЖКТ. Продукты биотрансформации (метилированные и конъюгированные производные) экскретируются с мочой.

Участие витамина РР в обмене.

Никотиновая кислота и никотинамид являются веществами, [Э18] необходимыми для жизнедеятельности всех животных и растительных клеток. Роль витамина РР определяется тем, что он входит в состав коферментов НАД и НАДФ и вместе с апоферментами катализируют окислительно-[Э19] восстановительные реакции клеточного обмена организма.

При участии никотинамидных коферментов специфические дегидрогеназы катализируют обратимые реакции дегидрирования спиртов, оксикислот, аминокислот в соответствующие альдегиды, кетоны и кетокислоты.

Наиболее важная биологическая функция никотинамидных коферментов состоит в их участии в переносе электронов и водорода от окисяющихся субстратов к кислороду в процессе клеточного дыхания. Молекулы НАД и НАДФ в окисленной форме обладают выраженными свойствами акцепторов независимо от того, получены ли они путем биосинтеза или химическим путем. Можно сделать вывод, что в основе механизма химического действия этих коферментов лежит высокое сродство никотина к электронам. На основе квантовой механики это определяется низшей свободной молекулярной орбитой.

В окисленных формах НАД и НАДФ являются сильными акцепторами электронов. Так как их высшая заполненная орбита находится низко, они являются слабыми донаторами электронов. Для восстановленных форм НАД и НАДФ энергии орбит имеют обратное соотношение. Поэтому коферменты в окисленной форме проявляют тенденцию к захвату электронов, а в восстановленной к их отдаче.

70 % всех коферментов НАД и НАДФ находятся в митохондриях и лишь[Э20] 30 % в гиалоплазме. С возрастом животных снижается содержание коферментов в митохондриях и увеличивается в гиалоплазме.

Углеводный обмен

а) гликолитическая оксидоредукция

б) окислительно декарбоксилирование пирувата и α-кетоглутарата;[Э21]

в) цикл Кребса (3 реакции)

пентозо-фосфатный шунт (кофермент дегидрогеназ)

Липидный обмен

г) β-окисление жирных кислот

д) синтез холестерина

е)синтез насыщенных жирных кислот (альмитолеиновой и олеиновой)[Э22]

ж)синтез триглицеридов

з)синтез кетоновых тел (β-оксибутират)

Белковый обмен

и) прямое окислительное дезаминирование глутамата

к)обмен аминокислот (серосодержащие АК),

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

Кроме того

синтез пиримидиновых нуклеотидов

распад билирубина

рибоза в дезоксирибозу (тиоредуктаза).

алкогольдегидрогеназа, альдегиддегидрогеназа.

гипохолестеринемическое действие;[Э23]

-продление жизни при многолетнем применении!!!

-расширение сосудов (фармакологическое действие)

-активация фибринолиза

-микросомальное окисление (детоксикация ксенобиотиков).

Проявление недостаточности витамина РР. [Э24]

Уже в 1852 году была описана болезнь у собак под названием “собачий тиф”. По симптомам болезнь напоминала пеллагру у человека. В 1889 г. в США описана эпизоотия под названием “черный язык”. В 1916 г. Спенсер высказал предположение, что эта болезнь является собачей пеллагрой. В 1939 г. в Советском союзе было показано, что кормление животных (собак) веществами, которые излечивали пеллагру человека, излечивали и этих больных животных (Ефимов В.В.). Так, добавление в пищу 8% сухих дрожжей предохраняло животных от заболевания.

“Пеллагра” означает по-итальянски “шероховатая кожа”. Испанский врач Касел впервые описал ее в 1735 г. и указал на важность в питании человека мяса, молока в предупреждении и лечении пеллагры. Клиническая картина пеллагры включает следующие симптомы: вялость, апатия, слабость а ногах, быстрая утомляемость, головокружение, раздражительность, бессонница, сердцебиение, цианоз губ, щек, рта и кистей рук, бледность и сухость кожи, снижение аппетита, падение веса, понижение сопротивляемости организма к инфекциям и понижение трудоспособности.

Распространение никотиновой кислоты. [Э25]

Никотиновая кислота широко распространена в растительных и животных тканях. Из растительных продуктов богаче всего витамином РР являются сухие дрожжи. Значительное количество находится в зерновых культурах (во внешних оболочках). Много витамина в грече (4 мг %), пшене, ячневой (по 2 мг %), овсяной и перловой крупах, а также в рисе (по 1,5 мг %). Из других растительных продуктов хорошими источниками витамина являются бобовые: зеленый горошек, чечевица, фасоль, соя. Много витамина РР в арахисе (10-16 мг %), затем в шпинате, томате, капусте, брюкве, баклажанах (0,5-0,7 мг %). В картофеле никотиновой кислоты находится 1-0,9 мг %), а в вареном 0.5 мг %. В красной свекле - 1.6 мг %, в свежих грибах - 6 мг %, в сушеных до 60 мг %.

Очень богаты никотиновой кислотой животные продукты: мясо (5-8 мг %), печень (15 мг %), почки (12-15 мг %), сердце (6-8 мг %). Рыба беднее витамином РР, чем мясо скота (3 мг %).

Суточная потребность витамина РР составляет 15-25 мг.

Витамин В5 – пантотеновая кислота [Э26]

В качестве витамина была открыта в 1933 г. Уильямсом в составе группы веществ природного происхождения, стимулирующих рост дрожжей. В 1940 г. Была расшифрована химическая структура.

Пантотеновая кислота является комплексным соединением β-аланина и 2,4-диокси-3,3-диметилмаслянной кислоты.

Поступая в организм человека, пантотеновая кислота легко и быстро всасывается в ЖКТ, после чего концентрируется в печени, сердце, почках и других тканях. Из организма экскретируется с мочой.

Биологическая роль

Биологическая роль витамина В5 состоит в том, что пантотеновая кислта входитв состав двух соединений: HS-KoA[Э27] и 4-фосфопантотеина[Э28].

Входя в структуру этих двух соединений пантотеновая кислота участвует в следующих метаболических превращениях:[Э29]

НS-KoA является переносчиком и активатором ацильных и ацетильных групп.

- углеводный обмен (ПВДегидрогеназный комплекс, кетоклутаратдегидрогеназный комплекс, цикл Кребса, окисление этанола)

- активация высших жирных кислот при огкислении

-синтез ЖК (и HS КоА и 4-фосфопантотеин)

-синтез нейтральных липидов и фосфолипидов

-синтез холестерина

-синтез кетоновых тел.

-синтез желчных кислот

-синтез витамина D3

-синтез стероидных гормонов

-синтез гема

-синтез ацетилхолина

-синтез ацетилглюкозаминов

-детоксикация ксенобиотиков в печени

Авитаминоз, гиповитаминоз [Э30]

Распространение, суточная потребность [Э31]

Витамин В₆ - пиридоксин. [Э32]

Структура установлена в 1939 г. и подтверждена его синтезом. Исходя из наличия в молекуле витамина В₆ пиридинового кольца и гидроксильных групп американские авторы предложили новое название пиридоксина. Этот термин вытеснил более раннее наименование «адермин», предложенное немецкими исследователями. После обнаружения альдегидного и аминного аналога витамина В₆, комитет по номенклатуре Американского института питания рекомендовал для них названия пиридоксаль и пиридоксамин (1944).

Химическая структура [Э33]

Структура пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата окончательно установлена в 1952 г. (В.М.Березовский), хотя коферментные функции этих производных витамина В₆ в превращениях аминокислот доказаны значительно раньше.

Как показали результаты дальнейших исследований, основной метаболически активной формой витамина В₆ является фосфорный эфир пиридоксаля - пиридоксаль-5-фосфат, принимающий участие только в реакциях переаминирования (фосфорилирование идет под действие спецефической киназы).

Более подробно процесс превращения витамина В6 в организме представлен на слайде:[Э34]

В схеме показана важная роль пиридоксалькиназы, участвующая в реакции фосфорилирования пиридоксаля за счет АТФ. Процесс превращения пиридоксина в пиридоксаль катализируется пиридоксидазой, а процесс окисления пиридоксаминфосфата в пиридоксальфосфат сопровождается выделением аммиака. Простетической группой оксидазы является ФМН-флавинмононуклеотид. Превращение всех форм витамина В₆ приводит к образованию пиридоксиловой кислоты, выделяющейся с мочой.

Еще в 1937 г. А.Е.Браунштейном и М.Г.Крицман (СССР) было высказано предположение о возможном участии приридоксаля и пиридоксамина в реакциях переаминирования вначале в неферментативных, а затем в реакциях с участием трансаминаз. В ходе исследования основных процессов азотистого обмена, в частности процессов трансаминирования, и основываясь на данных относительно обратимости действия глутаматдегидрогеназы, А.Е.Браунштейн в 1939 г. высказал гипотезу о механизме непрямого дезаминирования.

Схема процесса переаминирования (непрямого дезаминирования). [Э35]

Далее, обнаружено важное участие витамина В₆ в превращениях L-триптофана (Е.В.Горяченкова, 1954). В 1952 г. А.Е.Браунштейном и М.М.Шемякиным была разработана теория пиридоксалевого катализа. Согласно этой теории “общей причиной является способность С-О группы пиридоксальфосфата, находящегося в ферментах, способствовать взаимодействию с NН₂-группами субстратов с образованием соответствующих промежуточных соединений - азометинов”...

Участие витамина В₆ в обмене веществ. [Э36]

Белковый обмен

а) Кофермент от витамина В₆ - фосфопиридоксаль (ФП) является важным компонентом ферментов аминотрансфераз, которые участвуют в непрямом дезаминировании, т.е. в реакциях переаминирования. Наиболее изучены аминотрансферазы АсАТ и АлАТ.

Далее, L-глутамат подвергается прямому дезаминированию с участием глутаматдегидрогеназы.

б)Кофермент от витамина В₆ принимает активное участие в процессах [Э37] декарбоксилирования a-аминокислот:

- гистидин-гистамин;

- глутамат-ГАМК

-триптофан-серотонин[Э38]

Т.о., кофермент витамина В₆ участвует в образовании биологически активных соединений таких, как медиаторы, гормоны и др. исключительно важна роль кофермента фосфопиридоксаля в превращениях триптофана, в частности, в никотинамид (витамин РР), а также в превращениях триптофана до индола, пирувата и NН₃.

Кроме того… [Э39]

Кроме перечисленных реакций обмена витамина В₆ можно отметить следующие:

1.Дезаминирование (неокислительное) серина, треонина и гомосерина.

2.Десульфирование цистеина.

3.Синтез цистеина из серина и Н₂S_.

4.Распад треонина до ацетаьлдегида и глицина.

5.Синтез сфингозина из серина, пальмитил-КоА и в других видах обмена.

Авитаминоз, гиповитаминоз [Э40]

Распространение, суточная потребность [Э41]

Суточная потребность витамина В₆ – 2-3 мг. При тяжелом физическом труде а также у женщин в период беременности и кормления суточная потребность - 4 мг.

Витамин Н - биотин. [Э42]

Исторические сведения.

В 1935 г. Кегл и Тоннис впервые выделили из желтка яиц кристаллический биотин. Еще ранее он был известен как фактор роста (“биос”), действующий на рост и размножение микроорганизмов (коэнзим Р). Витамин биотин назван буквой Н от немецкого слова Haut - кожа - с целью отметить характерные свойства витамина, заключающиеся в предохранении кожи от специфического поражения.

В 1933 г. витамин Н был получен из печени и, вскоре, в процессе изучения физико-химических свойств витамина Н и биотина, было высказано предположение об идентичности этих веществ. Дальнейшие исследования дали возможность установить химическое строение биотина и осуществить его синтез.

В 1941г. Вигнаудом была установлена структура витамина Н.

Химические и физические свойства биотина. [Э43]

В основе строения биотина лежит тиофеновое кольцо, к которому присоединена молекула мочевины, а боковая цепь представлена валериановой кислотой.

Биоцитин (соединение биотина с лизином) является более активным фактором роста микроорганизмов. В настоящее время выяснена причина патологических изменений, возникающих при кормлении животных сырым яичным белком, в нем содержится авидин-белок, который специфически соединяется с биотином, образуя неактивный комплекс и тем самым затрудняется всасывание витамина. Авидин является универсальным ингибитором биотина.

Участие биотина в обмене веществ.

Уже к 1958-59 гг. накопились данные, свидетельствующие об участии биотина в реакциях карбоксилирования или фиксации СО₂:[Э44]

1. АТФ+НСО₃^-+R-Н«R-СОО^-+АДФ+Ф_н

Кроме этого, биотиновые ферменты катализируют реакции транскарбоксилирования, протекающие без распада АТФ. Так карбоксилирование одного субстрата осуществляется при одновременном протекании декарбоксилирования другого соединения:

2.R₁-СОО^-+R₂Н«R₁Н+R₂-СОО^-

а) глюконеогенез

б) липидный обмен (синтез ЖК и окисление ЖК с нечетным кол-вом С)[Э45]

в) белковый обмен (синтез мочевины)

г) Обмен нуклеопротеинов:

- синтез пуринов

- синтез пиримидинов[Э46]

д) Синтез аскорбиновой кислоты

Гиповитаминоз и авитаминоз [Э47]

Изучены недостаточно, т.к. витамин синтезируется микрофлорой кишечника. Проявляется при употреблении сырого яичного белка в больших количествах, при приеме сульфаниламидов и антибиотиков.

Проявления: дерматиты, ­ секреция сальных желез, выпадение волос, поражения ногтей, боли в мышцах, усталость, сонливость, депрессия, анемия.

Распространение биотина в природе. [Э48]

Биотин широко распространен в природе. Наиболее высокий уровень биотина обнаружен в печени акулы и в яичниках насекомых (6.8 мкг/г). В тканях человека и животных витамин содержится в печени, почках, надпочечниках, сердце, желудке и т.д. Наиболее богаты свиная и говяжья печень, почки и сердце быка, яичный желток, а из продуктов растительного происхождения - бобы, рисовые отруби, пшеничная мука и цветная капуста, в овощах и фруктах витамин содержится в свободном состояянии, а в животных тканях преимущественно в связанном с белками виде. Биосинтез биотина осуществляют все зеленые растения, некоторые бактерии и грибы. Синтез биотина идет из карбомоилфосфата, цистеина и пимелиновой кислоты.

Суточная потребность: 150-300 мкг.

Фолиевая кислота - витамин В_с. [Э49]

Исторические сведения.

Фолиевая кислота впервые была получена в 1945 г. Первоначально биологическое значение фолиевой кислоты объясняли непосредственно ее антианемическим действием или ростовыми свойствами для животных и бактерий. В дальнейшем было установлено, что входящая в состав фолиевой кислоты птероилглютоминовая кислота является эффективным специфическим средством предупреждения и лечения макроцитатной анемии у людей. В настоящее время она успешно используется для устранения нарушений, обусловленных фолиевой недостаточностью, возникающей вследствие снижения всасывания при заболеваниях ЖКТ и повышении потребности в фолатах.

Определенное значение в удовлетворении потребности в этом витамине принадлежит кишечной микрофлоре.

Химические и физические свойства. [Э50]

Молекула фолиевой кислоты построена из 3-х структурных единиц: производного птеридина парааминобензонной кислоты и L-глутамата.

Превращение фолатов в организме и участие в обмене веществ [Э51]

Всасывание фолиевой кислоты происходит сразу же в 12-ти перстной кишке. При недостаточности фолиевой кислоты возникают функциональные и морфологические нарушения в тонком кишечнике. Всасываемые фолаты поступают в печень, где и накапливаются и превращаются в активные формы.

Фолиевая кислота метаболически не активна, но является предшественником коферментов. Активная форма образуется в результате восстановления ее птеридинового кольца путем присоединения 4 атомов водорода с образованием тетрагидрофолевой кислоты (ТГФК).

Наличие в молекуле ТГФК 4 подвижных атомов водорода обуславливает ее участие в некоторых окислительно-восстановительных процессах. Биологическая роль ТГФК определяется в основном наличием в положениях 5,8 и 10 активных в химическом отношении атомов азота, способных присоединить одноуглеродные радикалы:[Э52]

-СН₃; -СН₂ОН; -СНО; -СН=Н; -СН-НО.

Восстановление фолатов в тетрагидроформу происходит через промежуточный продукт - дигидрофолиевую кислоту. Источником электронов в этих реакциях могут быть НАДФ-Н и НАД-Н.

ФК + НАДФ-Н+ Н⁺ «ДГФК+НАДФ

ДГФК+НАДФ-Н+Н⁺«ТГФК+НАДФ

Реакции идут с участием фолятредуктаз.

Примеры участия ТГФК:

а) Синтез пуринов на стадии подсоединения углеродов: формил-ТГФК – 2-й атом С; метенил ТГФК – 8-й атом С

б) В синтезе пиримидинов[Э53]

в) Образование глицина из серина,

г) синтез метионина из гомоцистеина.

В настоящее время повышение концентрации гомоцистеина в организме человека приводится как доказанный фактор риска заболеваний сердечно-сосудистой системы, в первую очередь атеросклероза

д) синтез глутаминовой к-ты из гистидина

е) синтез креатина

ж) защищает организм человека от онкологических заболеваний

Недостаточность фолатов у человека [Э54]

Недостаточность фолатов у человека вызывает характерные нарушения в обмене, которые ведут к развитию в тяжелых случаях мегалобластической анемии. Нарушения касаются не только обмена эритроцитов, но и других форменных элементов крови, некоторых тканей и роста организма в целом. Известно, что мегалобластическая анемия всегда обусловлена недостаточностью фолатов или витамина В₁₂ (или вместе). Недостаточность фолатов развивается более быстро, чем дефицит витамина В_12. Тканевые запасы фолатов исчерпываются в течение 3-6 месяцев, тогда запасы витамина В₁₂ - только через несколько лет. В связи с этим мегалобластическая анемия, как следствие фолатной недостаточности, встречается чаще, чем анемия, вызванная дефицитом витамина В₁₂. Наиболее ранним морфологическим признаком развития мегалобластической анемии служит появление в крови гиперсегментированных многоядерных лейкоцитов: нейтрофилов, эозинофилов и базофилов.

Биохимические показатели недостаточности фолатов сводятся к некоторым тестам:

- увеличение выведения с мочой форминоглютаминовой кислоты (ФИГК);

-увеличение выведения с мочой укрокаиновой кислоты.

Эти тесты становятся более выраженными после нагрузке организма гистидином для дифференциального распознавания недостаточности фолатов или витамина В₁₂.

Распространение и потребность человека в фолиевой кислоте. [Э55]

Фолаты широко распространены в природе. Большинство микроорганизмов, а также низшие и высшие растения способны синтезировать фолаты. Фолаты при кулинарной обработке разрушаются. Присутствие в продуктах аскорбиновой кислоты предохраняет фолаты от разрушения.

Основными источниками фолатов в питании человека являются свежие овощи и зелень: шпинат, капуста, морковь, помидоры, лук. Из продуктов животного происхождения наиболее богаты фолатами печень, почки, яичный желток, сыр.

Суточная потребность в фолиевой кислоте – 150-200 мкг.

Антагонисты фолиевой кислоты.

В настоящее время известно большое количество аналогов фолиевой кислоты. Интерес к изучению этих соединений вызван способностью некоторых из них подавлять рост злокачественных новообразований. Производные фолиевой кислоты, содержащие аминогруппу во 2-м и 4-м положениях птеридинового ядра, во 2-м и 6-м положениях пиримидинового цикла, относятся к группе так называемых ^,,Конкурирующих ингибиторов^,,. Занимая место метаболита (фолата), конкурирующие ингибиторы блокируют функции, выполняемые ими в биологических реакциях, в результате чего нарушаются обменные процессы и появляются симптомы, сходные с недостаточностью фолиевой кислоты. К таким антиметаболитам относятся аминоптерин и аметоптерин.

Кроме того, сульфаниламиды являются структурными аналогами ПАБК и ингибируют синтез фолиевой кислоты микроорганизмами.

Витамин В₁₂. - цианкобламин. [Э56]

Исторические сведения.

В 1849 г. Аддисон впервые описал особую форму анемии, которая в 1868 г. была подробно исследована Бирмером, поэтому и получила название анемия Аддисон-Бирмера, или злокачественная (пернициозная) анемия.

В течении 75 лет это заболевание считалось неизлечимым и лишь в 1926 г., успешно применили для его лечения сырую печень. Ранним признаком улучшения явилось увеличение в крови количества ретикулоцитов. Начались работы по выделению из крови особого фактора. Прошло еще 20 лет прже чем его удалось выделить в чистом виде. Его назвали витамином В_12.

Пернициозная анемия характеризуется также недостаточностью секрециией HCl и частичной атрофией слизистой оболочки желудка. Эти наблюдения навели Касла (1929) на мысль, что железы слизистой оболочки желудка выделяют какой-то внутренний, важный компонент, названный “внутренним фактором”. Предполагалось, что этот фактор действует на составную часть продуктов, названную “внешним фактором” и, в результате чего, образуется “фактор печени”. “Внутренний фактор” находится в стенке желудка на переходе его в 12-перстную кишку. “Внешний фактор” - это и есть витамин В₁₂, который удалось выделить из экстрактов печени.

В 1948 г. витамин В₁₂ получен в кристаллическом виде.

Химическая структура и свойства. [Э57]

В 1955 году Ходжкин методом рентгено-структурного анализа расшифровала молекулу витамин В₁₂ и его пространственную конформацию (Нобелевская премия).

Молекула имеет ядро “коррина” с атомом кобальта в центре.

Человек получает витамин с пищей, в которой он находится в связанном с [Э58] белками состоянии. Для всасывания витамина необходим “внутренний фактор”, который вырабатывается в пилорической части желудка. В настоящее время он выделен и представляет собой гликопротеид с молекулярной массой 93000. Следует отметить, что в соке человека и животных присутствует 2-3 фактора, обладающих способностью связывать витамин В₁₂. Максимальное всасывание витамина происходит в подвздошной кишке, которое стимулируется ионами Са++ в сочетании с Мg++. У человека основным депо служит печень. По мере необходимости витамин поступает из печени в костный мозг, где он регулирует нормальный гемопоэз.

Установлена следующая последовательность превращения витамина В₁₂ в кофермент: цианкобаламин → оксикобаламин → дезоксиаденозилкобаламин.

Участие витамина В₁₂ в обмене. [Э59]

Из витамина В₁₂ образуется в организме животных и человека коферменты, среди которых имеют важное значение метилкобламин и 5-дезоксиаденозин-кобламин. Последний является наиболее распространенным у бактерий, а также у животных и человека.

Примеры реакций, в которых участвуют коферменты витамина В₁₂:[Э60]

К 1-му типу:

а) реакции трансметилирования

метионин-синтетаза (В₁₂-кофермент)

N⁵-СН₃-ТГФК+гомоцистин¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾®ТГФК+метионин

Ко 2-му типу: [Э61]

б) метилмалонил - КоА А-мутазная реакция:

в) восстановление рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды[Э62]

г) кобаламины облегчают депонирование и образование коферментных форм фолиевой кислоты и т.о. участвуют в синтезе ДНК, пролиферации кроветворных клеток. Биохимические эффекты кобаламидов проявляются в усилении анаболических процессов: повышается накопление гликогена, увеличевается содержание альбуминов, проявляется гепатозащитное действие, нормализуется липидный обмен, снижается содержание холестерина.

Проявление недостаточности витамина В₁₂. [Э63]

Гипо- и авитаминоз В₁₂ у человека может развиваться вследствие как экзогенной недостаточности содержания витамина в пище; так и различных условий эндогенного порядка. Различают две формы эндогенного авитаминоза: гастрогенный, причиной которого является отсутствие или недостаточность “внутреннего фактора”, что приводит к нарушению использования витамина В₁₂ и энтерогенный, развивающийся в результате растройства всасывания витамина в кишечнике.

Распространение, суточная потребность [Э64]

Витамин В₁₂ - единственный из витаминов, который синтезируется почти исключительно микроорганизмами. Среди микроорганизмов главная роль принадлежит бактериям, актиномицетам и синезеленым водорослям. В организме витамин В₁₂ частично синтезируется кишечной флорой. Самыми богатыми источниками витамина В₁₂ служат говяжья печень, почки, а также печень трески, палтуса.

Суточная потребность в витамине В₁₂ - 2-3 мкг.

Витамин С - аскорбиновая кислота. [Э65]

Исторические сведения. Авитаминоз С (цинга, скорбут) был, по-видимому известен с древних времен. Первое подробное описание скорбута было выполено в XIII столетии Жуанвилем, наблюдавшим это заболевание среди участников крестового похода Людвига IX. В XV-XVI столетиях в связи с развитием мореплавания скорбут привлек внимание европейских народов в эпоху зарождения капитализма. Моряки, подолгу оторванные от суши, лишенные свежей растительности и мясной пищи, жестоко страдали от цинги.

В начале XIX столетия русский патолог Пашутин В.В писал, что предохраняющим от цинги веществом является органическое соединение с очень высокой активностью, что человек не способен к синтезу этого вещества. Позже в опытах на морских свинках удалось получить экспериментальную цингу (1922). Впоследствии фактор, предупреждающий развитие цинги, назван витамином С. Химическая природа витамина расшифрована венгерским биохимиком Сент-Джорди (1933).

Химическая структура, свойства. [Э66]

По химической структуре представляет собой лактон кислоты близкой по структуре к глюкозе.

Аскорбиновая кислота относится к сильным кислотам, что обусловлено наличием обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов у 2-го и 3-го углеродного атомов. Более устойчива в кислой среде. В щелочной среде при значении рН=7.6 и выше происходит ее самоокисление. Окисление аскорбиновой кислоты катализируется медью.

В растениях имеется медьсодержащий фермент аскорбатоксидаза (L-аскорбат: О₂-оксиредуктаза, КФ 1.10.3.3), специфически катализирующая реакцию:

2L-аскорбат+О₂®2 дегидроаскорбат + Н₂О

В животных тканях специфическим катализатором окисления аскорбиновой кислоты является медьсодержащий белок плазмы крови - церуллоплазмин. Катализирует окисление аскорбиновой кислоты и другие катионы - железо и серебро, но в меньшей степени, чем медь. Ускоряют окисление различные хиноны, некоторые антибиотики - террамицин, стрептомицин и др.

Участие витамина С в обмене. [Э67]

1. Транспорт электронов. Витамин С участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в частности в процессе окисления пиридин (НАД) зависимых коферментов. Присутствие аскорбиновой кислоты в эритроцитах оказывает защитное действие на гемоглобин, препятствуя его окислению (Г.Е.Владимиров, З.И. Болотина, 1944).

2. Аскорбиновая кислота способна непосредственно восстанавливать метгемоглабин, сама окисляясь в ДАК, которая затем восстанавливается под действием глютатиона. Благодаря этой системе метгемоглобин не накапливается в клетках. Большие дозы аскорбиновой кислоты оказывают лечебное действие даже при врожденной метгемоглобинемии.

3. ^,, Созревание^,, коллагена. Существенная роль витамина С в обмене белка соединительной ткани- коллагена. Было показано, что витамин участвует как промежуточный кофермент в реакциях гидроксилирования пролина и лизина в предшественнике коллагена- проколлагене (В.Н.Орехович, 1952; Л.И.Слуцкий, 1969).

4. Роль аскорбиновой кислоты в обмене тирозина. Витамин С участвует

в начальных этапах превращения тирозина. Известно, что тирозин превращается в оксифенилпируват, а далее- в гемогенетизиновую кислоту. При недостатке витамина С в моче появляются в большом количестве промежуточные продукты распада этой аминокислоты: гомогентизиновая кислота, р- оксифенилпропиновая, р- оксифенилмолочная.

5. Синтез адреналина из тирозина.

6. Синтез гормонов щитовидной железы.

7. Синтез кортикостероидов и половых гормонов. Установлено, что при дефиците витамина С нарушается биосинтез и превращения стероидных гормонов. Введение аскорбиновой кислоты повышает экскрецию17-кетостероидов в моче и увеличивает концентрацию в крови оксикортикостероидов. Возможно, витамин С оказывает влияние на секрецию и действие АКТГ. Отмечено тормозящее влияние аскорбиновой кислоты на пигментообразование в коже, что связывается с ее влиянием на состояние надпочечников.

8. Участие в обмене железа. Установлено, что аскорбиновая кислота способствует восстановлению трехвалентного железа в двухвалентное, которое легче всасывается в кишечнике. Транспорт железа осуществляет белок плазмы крови трансферрин. Включение железа в этот белок требует аскорбиновой кислоты и АТФ. Процесс этот аэробный и ускоряется пиридиновыми коферментами (НАД, НАДФ).

9. Распад гемоглобина

10. Отмечается тесная связь обмена витамина С с другими витаминами. особый интерес вызывают сведения о взаимосвязе фолиевой кислоты с аскорбиновой. Полагают, что витамин С участвует в превращении фолиевой кислоты в активную форму - ТГФК.

Защищает витамин Е от окисления.

11. Мощный антиоксидант.

Недостаточность аскорбиновой кислоты [Э68]

Общее недомогание, снижение массы тела, боли в мышцах, сердцебиение, кровоизлияние в слизистые, в десны, расшатывание и выпадение зубов, повышение сосудистой проницаемости, кровотечения, повышение восприимчивости к инфекционным. заболеваниям

Распространение витамина С в природе. [Э69]

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее широко распространенных в природе витаминов. Витамин С содержат овощи, фрукты, плоды, ягоды и некоторые продукты животного происхождения, где аскорбиновая кислота накапливается. Так, среди овощей максимальное количество содержится в перце (горошком), красном и сладком, петрушке, укропе (от 150-300 мг %), шпинате (20-100 мг %). Богаты витамином С фрукты и ягоды: апельсины, бананы, земляника, рябина (от 30 до 100 мг %), брусника, морошка, голубика (от 70 до 400 мг %). В продуктах животного происхождения много витамина С в печени крупного рогатого скота, почках, сердце (от 5 до 40 мг %), а также в молоке (20-25 %).

Суточная доза витамина С 75-100 мг. В крови нормой аскорбиновой кислоты является 0.5-1 мг%. При этом с мочой за сутки выводится 40 мг витамина С.

Витамин Р - полифенолы. [Э70]

Исторические сведения.

Открытию витамина Р предшествовали наблюдения за людьми, показавшими, что при определенных патологических состояниях, проявляющихся в чрезвычайной ломкости и хрупкости капиллярной стенки и высокой ее проницаемости (геморрагии, патехии) применяемая аскорбиновая кислота не оказывала терапевтического эффекта. Однако при применении экстрактов из красного венгерского перца или лимонного сока эти явления устранялись.

Позднее из красного перца и лимона были выделены вещества флавоноидной структуры, которые оказывали свое специфическое действие на тканевые капилляры. Выделенные вещества (1936) названы витамином Р (цитрины) Сент-Дьерди.

Химическая структура и физические свойства.

Показано, что специфической особенностью повышать резистентность капилляров обладают следующие соединения: катехины, изофлавоны, антоцианы, флавоны, флавонолы и др. Эти соединения со сходной биологической активностью входят в понятие «витамин Р».

В основе их структуры лежит дифенилпропановый углеродный «скелет» хромона или флавона. Этим объясняется их общее название «биофлавоноиды».

На слайде приведена структура рутина, выделенного из листьев гречихи.

По сравнению с другими полифенольными соединениями флавоноиды наиболее часто встречаются в природе. Широкое распространение в растениях имеют антоцианы, красящие пигменты цветов, плодов и ягод. От них зависит красная, синяя и фиолетовая окраска растительных тканей.

Витаминная промышленность выпускает ряд Р-витаминных препаратов: чайные катехины, рутин, кверцетин, гесперидин, нарингин. Основными реактивными группами, входящих в молекулу катехинов, являются фенольные гидроксилы. Р-витаминная активность катехинов выше, чем у других витаминных препаратов.

Участие бифлавоидов в обмене веществ.

Рутин является ингибитором гиаулоронидазы, тем самым способствуя стабилизации соединительной ткани.

Кроме того имеются сведения, что препараты витамина Р предохраняют адреналин и другие медиаторы от разрушения и тем самым продлевают их действие.

Известно, что катехины способствуют повышению тонуса сосудов, гипергликемии, увеличивают число сокращений сердца и его наполнение.

Отмечалось нормализующее действие препаратов Р на деятельность желез внутренней секреции: щитовидную, поджелудочную (инсулярный аппарат) и другие эндокринные железы. Отмечается способность Р-витаминных веществ предохранять витамин С от окисления, т.е. наблюдается ингибирующее действие катехинов на аскорбатоксидазу. Кроме этого, отмечено, что Р-витаминные вещества способствуют накоплению витамина С в тканях животных. Назначается совместно с аскорбиновой кислотой.

Недостаточность витамина Р

Появление Р-витаминной недостаточности выражается в понижении резистентности и повышении проницаемости капилляров. Пониженная резистентность, или хрупкость капилляров обнаруживается при механическом воздействии на них, которое может вызвать разрыв капиллярной стенки и образование точечных кровоизлияний - петехий. Петехии могут проявляться и в результате фильтрации крови через стенку сосуда без разрыва этой стенки. Понятие “повышение проницаемости капилляров” означает нарушение структуры капиллярной стенки, в результате чего она становится проницаемой для более крупных, чем в норме частиц, например, белковых молекул или эритроцитов.

Распространение в природе

Растения, содержащие витамин С.

Суточная потребность на сегодняшний день не установлена.

Известно, что в зимне-весеннее время потребность человека в витамине Р может повышаться.