Слайд 1Лекция «ВИТАМИНЫ»
Лектор доцент кафедры
биохимии и молекулярной биологии Т.В.Жаворонок
Слайд 3витамин - необходимый для жизни амин
Основные признаки витаминов (≈ 13
витаминов)
Содержатся в пище в незначительных количествах (микрокомпоненты)
Не синтезируются в
организме вообще или синтезируются в незначительных количествах микрофлорой кишечника
Не выполняют пластических функций
Не являются источниками энергии
Оказывают биологическое действие в малых концентрациях и влияют на все обменные процессы
Являются кофакторами многих ферментативных систем
≈ 8 витаминоподобных веществ
Если у вещества присутствуют все признаки витамина, кроме 1 (иногда 2-х), то оно – витаминоподобное
Слайд 4витамины –
важнейшая часть многих коферментов
У большинства ферментов есть небелковый
компонент – кофактор
(кофермент или простетическая группа)
В состав коферментов
витамины входят
не в свободном, а в активированном виде
Для каждого витамина –
свой путь активирования:
фосфорилирование, присоединение нуклеотида или другое превращение
Слайд 5 Активные формы витаминов :
В1 - ТДФ (тиаминдифосфат)
В2 -
ФАД (флавинадениндинуклеотид)
В6 - ПФ (пиридоксальфосфат)
В9(Вс) - ТГФК (тетрагидрофолиевая кислота
или фолиновая кислота)
РР - НАД и НАДФ (никотинамидадениндинуклеотид
и его фосфорилированная форма)
В12 - кобаламин при активации соединяется с
адениловой кислотой
Биотин - соединяется с СО2
B3 - пантотеновая кислота - в активированном виде
представляет собой Коэнзим А
Слайд 6 В организме человека возможен
синтез единичных витаминов:
витамина РР
из аминокислоты триптофана
витамина D3 из 7-дегидрохолестерола в
процессе фотохимической реакции
некоторые витамины группы В синтезируются в кишечнике под влиянием микрофлоры
Все остальные витамины
обязательно должны поступать в организм извне,
чаще всего с пищей
Слайд 7Источники витаминов:
растительного происхождения – овощи и фрукты, многие злаки
и бобовые, ягоды и орехи, зелень и коренья
в продуктах животного
происхождения витаминов значительно меньше
в виде искусственных препаратов может поступать большое количество витаминов
Через клеточную мембрану свободные витамины проходят значительно легче. Поэтому дешевле и выгоднее вводить
не коферменты, а свободные витамины,
т.е. не активированные витамины
Слайд 8Провитамины
Это молекулы – предшественники
витаминов.
Провитамины А
3
типа провитаминов: α-, β-, γ-каротины, из которых самый активный β-каротин.
Провитамин
D
Производное холестерола:
7-дегидрохолестерол, из которого в коже
на свету может образоваться витамин D3.
Слайд 9
Витамины быстро всасываются в кровь и быстро выводятся, поэтому они
должны поступать в организм постоянно
При недостатке витаминов
- субнормальная обеспеченность (дефицит витамина
без клинических признаков
нарушений обмена)
- гиповитаминозы (недостаточность витамина
не полная, умеренная)
- авитаминозы или полиавитаминозы
(глубокая недостаточность,
почти отсутствие витамина)
При избыточном количестве витаминов
- гипервитаминозы
Слайд 10Гиповитаминозы встречаются очень часто. Причины гиповитаминозов:
1) Социальные факторы:
однообразное, одностороннее
питание с недостаточным содержанием витаминов в пище, плохие жилищные условия
2) Неправильная технология обработки пищи: медленное долгое нагревание или неоднократное подогревание пищи уничтожает витамины
3) Употребление табака, этанола (алкоголизм)
4) Биологические факторы:
грудной и пожилой возраст, беременность, период кормления ребенка
Слайд 115) Некоторые патологические состояния:
а) Нарушение всасывания в ЖКТ
б) Кишечные
инфекции.
Патогенные микроорганизмы подавляют
нормальную кишечную
микрофлору,
нарушая синтез витаминов группы В
в) Заболевания печени нарушают:
- превращение провитаминов в витамины
- включение витаминов в различные
реакции биосинтеза
- депонирование витаминов в печени.
6) Введение избыточного количества лекарств, в первую очередь - антибиотиков, которые могут угнетать деятельность нормальной микрофлоры в кишечнике
Слайд 127) Введение антивитаминов.
Истинные – похожи по строению
на нативные витамины (структурные аналоги), но обладают противоположным действием вследствие
конкурентных отношений с витамином. Обычно блокируют центры связывания ферментов
с витаминами, вытесняя витамины. Неспецифические – в широком смысле это
любое вещество, после введения которого в организм наступает картина одного из гипо- или авитаминозов. Вызывают модификацию витамина или затрудняют его всасывание или транспорт,
в итоге – снижение или потеря биологического эффекта витамина.
Слайд 13Суточная потребность
в витаминах - это профилактическая доза,
или количество
витамина, необходимое для
предотвращения гиповитаминоза
несколько миллиграммов или микрограммов
За единицу
активности витамина принята Международная единица (МЕ) или
Интернациональная единица (ИЕ)
Стандартизация проводится на лабораторных животных
1 МЕ витамина В1 = 3 мкг кристаллич. тиамина (голуби)
1 МЕ витамина В2 = 3 мкг
1 МЕ витамина С = 50 мкг
1 МЕ витамина А = 0,3 мкг (крысы)
1 МЕ витамина D = 0,025 мкг чистого кальциферола
Слайд 14ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
и витаминоподобные вещества
А ретинол
D холекальциферол
Е токоферол
К филлохинон, менахинон
F -
полиненасыщенные эссенциальные
жирные кислоты: линолевая(ώ6),
линоленовая(ώ3),
арахидоновая
(витаминоподобное вещество)
Коэнзим Q – убихинон
(витаминоподобное вещество)
Слайд 15ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
ВИТАМИН А (ретинол, антиксерофтальмический)
Суточная потребность: 1,5 – 2,5
мг (5-6 тыс.МЕ)
Источники: рыбий жир, коровье масло, желток, печень,
молоко и молочные продукты, каротиноиды
в желтых продуктах (carota – морковь)
Слайд 16Каротины – провитамины А
каротиноиды α,β,γ
α- и γ-каротины содержат по одному
β-ионо-
новому кольцу, при окислительном рас-паде образуется 1 молекула витамина А.
β-каротин содержит 2 β-иононовых кольца
β-каротин + 2 NAD(P)H + H* ↔
↔ 2 all-транс-ретинол + 2 NAD(P)*
Реакцию катализируют 2 фермента:
Каротиндиоксигеназа (расщепляет молекулу β-каротина по центру окислительным путем)
NAD(Р)-зависимая редуктаза (восстанавливает до спиртовой группировки – ретинол)
Слайд 17Биохимические функции витамина А
ПРИРОДНЫЙ АНТИОКСИДАНТ участвует в окислительно-восстановительных реакциях, синергист
витамина Е
РЕГЕНЕРАЦИЯ И ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КЛЕТОК КОЖИ И СЛИЗИСТЫХ, предупреждение ороговения,
шелушения, растрескивания кожи
АНТИКАНЦЕРОГЕН И АНТИМУТАГЕН
УЧАСТИЕ В СИНТЕЗЕ ферментов, образующих ФАФС. ФАФС нужен для:
- синтеза кислых гликозаминогликанов (развитие кости и хряща),
- синтеза сульфоцереброзидов, гепарина, таурина (связывание Са, К,
медиаторов, нормальная работа ЦНС)
- инактивации токсинов в печени
РЕГУЛЯТОРНАЯ
- синтез гормонов (кортикостероидов, эстрогенов, гонадотропинов),
- синтез липидов
- активность ферментов
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ
- регуляция синтеза защитных белков (антител, интерферона, лизоцима…)
- стимуляция фагоцитоза (повышает проницаемость мембран лизосом
в лимфоцитах)
СЕНСОРНАЯ
- фоторецепция (входит в состав белка родопсина, зрительных «палочек»,
отвечает за цветное зрение)
- регуляция вкусовых, обонятельных, вестибулярных рецепторов,
- предотвращает тугоухость на фоне нарушений самого органа слуха и
невралгических заболеваний
Слайд 18Участие витамина А в фотохимическом акте зрения
Слайд 19Авитаминоз, гиповитаминоз ретинола
· поражение слизистых (превращение эпителия в многослойный
плоский, усиление процессов ороговения)
· сухость кожи, папулёзная сыпь, шелушение
· снижение секреции слюнных желез
· ксерофтальмия (сухость роговицы глаза)
· поражение желудочно-кишечного тракта
· снижение устойчивости к инфекциям, замедление заживления ран
Слайд 20Гипервитаминоз, острые отравления
витамином А
· поражение кожи (сухость, пигментация)
·
выпадение волос, ломкость ногтей, боли в области костей, суставов, остеопороз,
гиперкальциемия
· увеличение печени (с накоплением липидов), селезенки, почечная недостаточность, обострение желудочно-кишечных заболеваний, панкреатита, диспепсия
· нарушение развития плода
· уменьшение свертываемости крови за счет увеличения количества гепарина (геморрагии)
· острое отравление (более 300 тыс.МЕ ежедневно)
- головная боль ( за счет повышения продукции ликвора с повышением внутричерепного давления), сонливость, тошнота, рвота
· явления менингизма - светобоязнь (повышение внутриглазного давления, сдавление сосочка зрительного нерва), у детей - судороги
Слайд 21ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
ВИТАМИН Е (ТОКОФЕРОЛ, витамин размножения, антистерильный)
Суточная потребность
20 - 30 мг
Источники: растительные масла
Слайд 22Витамины группы Е – это 8 токоферолов,
обозначают буквами греческого
алфавита
(из них природный только α-токоферол, остальные – синтетические).
По биологическому
действию токоферолы делят: - с витаминной активностью
- с антиокислительной активностью
альфа-токоферол обладает наиболее выраженной витаминной активностью
дельта-токоферол - антиокислительной (антиоксидантной) активностью
Содержание витамина Е в крови составляет
2 - 4 мкмоль/л (1 мг%).
Слайд 23Физиологическое значение витамина Е:
Антиоксидантное действие на липиды клеток организма и
предохранение липидной фазы мембран от переокисления.
Липоперекиси и другие продукты
перекисного окисления липидов (ПОЛ) повреждают мембраны клеток и нарушают их функции.
Окисление липидов мембран эритроцитов может сопровождаться гемолизом. Витамин Е, защищая липиды, предохраняет эритроциты от гемолиза.
Таким образом, витамин Е – антиоксидант липидной (гидрофобной) фазы
Слайд 24Антирадикальное действие витамина Е
Слайд 262) повышает накопление во внутренних органах
всех жирорастворимых витаминов, особенно
ретинола (витамина А)
3) улучшает клеточное дыхание, активирует
процессы, способствующие синтезу
АТФ
4) влияет на функции и состояние эндокринных
систем, особенно половых желез, гипофиза,
надпочечников и щитовидной железы
Токоферол от греч.: tokos - потомство, phero - несу
стимулирует синтез гонадотропинов,
развитие плаценты
5) тормозит агрегацию тромбоцитов, что
помогает предупредить атеросклероз
Слайд 276) Токоферолы принимают участие в обмене белка:
увеличивают синтез нуклеопротеинов, коллагена,
сократительных белков, белков слизистых, плаценты, ферментов, гормонов, антител, интерферона
усиливают синтез
гема (входит в состав гемоглобина, миоглобина, каталаз, пероксидаз, цитохромов),
активируют эритропоэз
участвуют в обмене креатина и креатинина
7) Токоферолы нормализуют мышечную систему, необходимы для развития и работы мышц:
применяют с лечебной целью при прогрессирующей мышечной дистрофии
используют в спорте и спортивной медицине для предотвращения мышечной слабости и утомления
При недостатке токоферола - выраженная дис-трофия скелетных мышц и миокарда, бесплодие, изменение щитовидной железы, печени, ЦНС
Слайд 28ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
ВИТАМИН К
(от англ. koagulation cвёртывание) филлохинон, антигеморрагический
Суточная
потребность 0,2 - 0,3 мг, для спортсменов до 1,0 мг
Источники:
шпинат, капуста, тыква, зеленый горошек, морковь,
печень, мясо; синтезируется микрофлорой кишечника
Слайд 29 Функции витаминов группы К:
стимулируют в печени биосинтез 4-х
белков - факторов свертывания крови,
способствуют образованию активных тромбопластина и
тромбина
Способствуют синтезу Са-связывающих белков кости (остеокальцин и др.)
Способствуют синтезу АТФ, креатинфосфата, ряда ферментов
Витамин К синтезируется у взрослых 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 к синтезу витамина К.
Слайд 30Участие витамина К в реакции
γ-карбоксилирования ГЛУ в белках
Слайд 31Вторичный К-авитаминоз возможен у взрослых
Причины:
Заболевания кишечника
Дизбактериоз
Прием сульфаниламидов и антибиотиков, которые нарушают деятельность
нормальной микрофлоры
Заболевания печени, когда нарушается усвоение жирорастворимых веществ, в том числе и витамина К
Прием антивитаминов К: кумарины (дикумарин), передозировка антикоагулянтов.
Проявления недостаточности:
Сильная кровоточивость, которая может в тяжелых случаях привести к гибели
У новорожденных - геморрагическая болезнь новорожденных
Слайд 32ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
ВИТАМИН D (кальциферолы) антирахитический
Суточная потребность 2,5 мкг (500
- 1000 МЕ)
Источники: печень тунца, палтуса, трески, кита, икра, молоко,
масло, яйца; синтезируется в коже под влиянием солнечного света (УФ) из провитамина
7-дегидрохолестерола:
Холестерол → 7-дегидрохолестерол → витамин D
УФ
Слайд 33ВИТАМИН D
Витамин D рассматривается как прогормон.
Из него синтезируются активные
кальцитриолы 1,25(ОН)2D3, 24,25(ОН)2D3,
действующие как стероидные гормоны.
МЕХАНИЗМ. Легко проникая
в клетки-мишени,
в цитоплазме они связываются с белковыми рецепторами. Далее гормон-рецепторный комплекс мигрирует в ядро, стимулирует транскрипцию и-РНК и последующий синтез белков-переносчиков ионов кальция
(Са-АТФаза, Са-связывающий белок и др.) и неспецифических белков, участвующих в кальций-фосфорном обмене (фосфатазы и др.).
Слайд 34Биохимические функции
повышает проницаемость мембран для Са и фосфора: (1) регулирует
всасывание Са, Р в эпителии кишечника,
(2) регулирует образование белковой
стромы, минерализацию и ремоделирование костей, усиливает синтез коллагена, щелочной фосфатазы (минерализация в эпифизах), у детей – рассасывание остеоида в диафизах, что нормализует минерализацию кости,
(3) повышает реабсорбцию кальция, фосфора, натрия, цитратов, амино-кислот в проксимальных канальцах почек, (4) снижает синтез паратгормона (он регулирует Са/Р обмен)
увеличивает синтез и секрецию тиреотропного гормона ТТГ
регулирует иммунные процессы: тормозит синтез
γ-глобулинов, синтез интерлейкина-2 Т-лимфоцитами,
увеличивает синтез интерлейкина-1 моноцитами, фагоцитарную активность лейкоцитов
снижает пролиферацию, усиливает дифференцировку клеток
оказывает антиоксидантное и антиканцерогеное действие
Слайд 35Гиповитаминоз D3
· дети: рахит (поражение нервной и иммунной системы, гипотония
мышц, отставание в общем развитии, нарушение обызвествления костей, деформация позвоночника,
грудной клетки, конечностей, задержка появления зубов);
· взрослые: гипертрофия хряща, остеоида, остеомаляция.
Слайд 36Гипервитаминоз D3
· 1 стадия без токсикоза
(угнетение аппетита, раздражительность, потливость,
выделение кальция с мочой;
· 2 стадия - умеренный токсикоз
(гиперкальциемия, гиперфосфатемия, гиперцитратемия);
· 3 стадия - тяжелый токсикоз
(упорная рвота, снижение массы тела, мио-кардит, пневмония, панкреатит, пиелонефрит), патологическая деминерализация костей, отложение кальция в мышцах, почках, сосудах, сердце, легких, кишечнике, приводящее к их недостаточности, сердечным аритмиям.
Слайд 37ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
витамин F - полиненасыщенные эссенциальные жирные кислоты: линолевая(ώ6), линоленовая(ώ3)
Суточная
потребность: 10 г, из них 5 г – обязательно на
ώ3
Источники: растительные масла (особенно льняное 75%!), свежий рыбий жир. При нагревании биологическая активность исчезает
Чаще относят к витаминоподобным веществам
Слайд 38Функции витамина F
Линолевая(ώ6) – предшественник арахидоновой кислоты (её часто считают
компонентом витамина F), линоленовая(ώ3) – предшественник эйкозапентаеновой кислоты.
Эти кислоты
– структурный компонент сложных липидов клеточных мембран
Эти кислоты нужны для синтеза ряда простагландинов, тромбоксанов, простациклина, лейкотриенов, которые относят к тканевым гормонам, медиаторам воспаления. Они регулируют свертываемость крови, агрегацию тромбоцитов, просвет сосудов, артериальное давление,
а также иммунитет (в том числе против опухолей)
Слайд 39Недостаточность витамина F
Недостаточность обычно является следствием голодания или нарушения процесса
всасывания липидов в кишечнике.
Развивается фолликулярный гиперкератоз (избыточное ороговение кожного эпителия
вокруг волосяных фолликулов),
у животных – бесплодие.
Страдают многие звенья метаболизма,
однако чётких критериев недостаточности витамина F пока не имеется.
Слайд 40Использование льняного масла
(как источника Vit F) в клинике
Профилактика и
лечение атеросклероза (снижение уровня триглицеролов и холестерола в крови, антитромботическое
действие)
Онкологические заболевания
Расстройства иммунитета
Дерматология
Сахарный диабет
Желчегонное средство
Слайд 41Коэнзим Q – убихинон
«вездесущий» хинон → широко распространён
Производное
бензохинона с длинной изопреноидной боковой цепью. В большинстве тканей человека
состоит из 10 изопреновых пятиуглеродных единиц (коэнзим Q10), у других организмов может быть КоQ6 и КоQ8.
Источники: натуральный коэнзим Q10 содержат многие продукты, пищевые добавки с его повышенным содержанием обладают низкой биодоступностью.
Слайд 42Это гидрофобное, низкомолекулярное вещество, не связанное с белком, может мигрировать
в пределах мембраны. Переносит электроны и протоны в дыхательной цепи
митохондрий:
жирорастворимая молекула коэнзима Q10 наподобие челнока «снуёт» в липидной фазе внутренней мембраны митохондрий между флавопротеинами
и системой цитохромов, при этом принимает восстановленные эквиваленты от флавопротеинов I-го и II-го комплексов дыхательной цепи, превращаясь в гидрохинон, и передает их на цитохромы
Коэнзим Q10 – восстановительный компонент дыхательной цепи митохондрий, он поддерживает антиоксидантное состояние клетки
(за счет способности принимать и отдавать электроны и протоны)
Защищает липопротеины крови(ЛПНП) от окислительного повреждения
Важен для нормальной работы сердечно-сосудистой системы
Метаболические функции коэнзима Q10
Слайд 43
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ коэнзима Q10
При патологии
сердечно-сосудистой системы содержание коэнзима Q10 в миокарде уменьшено, при ишемической
болезни сердца снижено отношение восстановленной (убихинол) и окисленной (убихинон) форм коэнзима Q10.
Недостаточность коэнзима Q10 усугубляет течение многих сердечно-сосудистых заболеваний, а, возможно, является причиной их развития
Препараты с коэнзимом Q10 перспективны, так как при его недостаточности (в том числе наследственной) использование других антиоксидантов не восполняет эндогенный пул убихинона
Q10 используется в косметологии в составе средств, активирующих клеточное дыхание и метаболизм тканей
Слайд 44ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
и витаминоподобные вещества
В1 – тиамин .
В2 – рибофлавин
.
В3 – пантотеновая кислота .
В4 – холин (витаминоподобное вещество)
В5 –
РР, ниацин, никотиновая кислота .
В6 – пиридоксин .
В8 – инозит (витаминоподобное вещество)
В9 – Вс, фолиевая кислота, фолацин .
В12 – кобаламин .
С – аскорбиновая кислота .
Н – биотин .
Р – рутин, биофлавоноиды (витаминоподобное вещество)
U – метилметионинсульфоний, противоязвенный фактор (витаминоподобное вещество)
N – липоевая кислота (витаминоподобное вещество)
Карнитин (витаминоподобное вещество)
Парааминобензойная кислота (витаминоподобное вещество)
Пангамовая кислота (витаминоподобное вещество)
Слайд 45B1 (тиамин) антиневритный
Суточная потребность 1,0 – 2,0 мг
Источники отруби семян,
риса,
хлебных злаков; горох, дрожжи
Слайд 46Метаболическая роль тиамина
Активная форма витамина – тиаминпирофосфат
(ТПФ, ТДФ)
- Кофермент декарбоксилаз, транскетолазы, участвует в окислительном декарбоксилировании
кетокислот
(пирувата, α-кетоглутарата в ЦТК и др.) и в
транскетолазной реакции (пентозо-фосфатный цикл).
- Снижает содержание сахара в крови, активирует инсулин
- Ликвидирует метаболический ацидоз
- Увеличивает синтез АТФ, НАДФН, белков, липидов
Кокарбоксилаза (ТПФ) –
улучшает работу сердца, желудочно-кишечного тракта, проведение в нервно-мышечном синапсе, нормализует функции ЦНС (память…), оказывает наркотический эффект
Слайд 47Тиамин содержится в основном на поверхности семян. Поэтому при высокой
очистке муки бóльшая часть витамина теряется. При питании полированным рисом
или исключительно хлебом из муки высшего качества возникает
недостаточность витамина В1.
Слайд 48Гиповитаминоз витамина В1 проявляется полиневритами, мышечной слабостью.
В тяжелых случаях
возникает заболевание, получившее название "Бери-бери", что означает «овца»: у человека
дрожат колени, больные высоко поднимают ноги и ходят подобно овцам.
У больных нарушается чувствительность рук и ног, иногда и всего тела.
Слайд 49B2 (рибофлавин) антидерматитный
Суточная потребность 2 - 4 мг, для
с/силовых нагрузок - 2,5 мг,
на выносливость - 5,0
мг
Источники печень, почки, яйца, молочные продукты,
дрожжи, зерновые злаки, рыба
Слайд 50Биохимические функции
· участвует в окислительно-восстановительных реакциях
· усиливает синтез АТФ,
белков, эритропоэтина в почках, гемоглобина, сохраняет восстановленные формы фолиевой кислоты
· повышает неспецифическую резистентность организма
· увеличивает количество желудочного сока, желчи
· нормализует гомеостаз всех видов обмена, в том числе железа и порфирина, жизнедеятельность кишечной палочки
· повышает возбудимость ЦНС
· обеспечивает нормальное функционирование светопреломляющих сред глаза, темновую адаптацию, регенерацию эпителия
Слайд 51 Коферментные формы ФМН и ФАД – просте-тические группы
флавиновых ферментов, которые катализируют в метаболизме 2 типа химических реакций:
Прямое
окисление с участием кислорода, то есть дегидрирование исходного субстрата или промежуточного метаболита (оксидазы L- и D-аминокислот, ксантиноксидаза и др.)
Перенос электронов и протонов от восстановленных пиридиновых коферментов (играют главную роль в биологическом окислении)
Слайд 52гиповитаминоз B2
· задержка физического развития у детей, поражение ЦНС (депрессия,
ипохондрия, истерия, гипоманиакальное состояние)
· снижение секреции желудочного сока, подавление
ферментов кишечника
· дисфункция капилляров (расширение, нарушение кровотока),
жжение подошв, анемия
· глоссит ("кардинальский" язык),
поражение кожи у носа и ушей
· светобоязнь, слезотечение.
Гипервитаминоза, побочных эффектов,
острых отравлений нет
Слайд 53В3 (пантотеновая кислота) антидерматитный
(panthos – повсюду)
Суточная потребность 10 - 12 мг
Источники дрожжи, печень, яйца, икра рыб, зерновые, молоко, мясо, синтезируется микрофлорой кишечника
Пантотеновая кислота вездесуща, особенно много её в клетках растительного происхождения.
Слайд 54Пантотен был открыт в 1933 г. как фактор роста дрожжевых
клеток и молочнокислых бактерий.
У человека авитаминоз не встречается.
У
животных при недостаточности возникают дерматиты, язва желудка, дегенеративные изменения в миелиновых оболочках спинного мозга и корешков.
Метаболические функции пантотена
определяются его присутствием в составе
- кофермента А
- ацилпереносящего белка (АПБ) –
нужен для синтеза высших жирных кислот
Слайд 55Витамин В3 (пантотен) в составе
коэнзима А и ацилпереносящего белка
Слайд 56 HSKoA осуществляет в организме реакции:
1) Образование ацил-КоА (активирование
жирных кислот):
R-CO-OH + HSKoA
R-CO~SKoA + H2O
2) Образование ацетил-КоА - универсального соединения в организме, которое является связующим звеном между всеми видами обмена веществ.
Ацетил-КоА используется для синтеза
высших жирных кислот, холестерина, ацетилхолина, гормонов коры надпочечников, половых гормонов.
Слайд 57В5 (никотинамид, ниацин, витамин РР) антипеллагрический
Суточная потребность 15-20 мг/сут
Источники:
печень, почки, мясо, рыба, мука из цельной пшеницы Ниацин широко
распространен в природе
в соответствии со своим всеобщим значением для клеточного обмена
Слайд 58Ниацин является составной частью
коферментов НАД и НАДФ
Это и
определяет его метаболическую роль
Этапы образования НАД в организме:
Слайд 59Механизм работы активного центра в составе коферментов
Слайд 60При недостаточности ниацина возникает
ПЕЛЛАГРА – болезнь трех «Д»:
диарея,
дерматит, деменция
Со стороны ЖКТ возникает прежде всего диарея, а
также воспаление слизистой оболочки ротовой полости и языка
На коже, особенно на открытых частях тела, появляется зудящая эритема, болезненное припухание, утолщение и пигментация
Поражения нервной системы выражаются в невритах и тяжелых психических нарушениях: депрессии, летаргии, спутанности сознания и в конце концов полном умственном упадке
Слайд 61В6 (пиридоксин, пиридоксамин, пиридоксаль) антидерматитный
Суточная потребность 2-3 мг
Источники: широко распространен
в пищевых продуктах растительного и животного происхождения, особенно - ростки
пшеницы, дрожжи и печень
Некоторое количество доставляется кишечными бактериями
Потребность возрастает при физической работе и быстром росте
Слайд 62 В организме различные формы пиридоксина переходят в пиридоксаль-5-фосфат
Это кофермент обмена аминокислот
Он участвует в следующих
реакциях:
1) Трансаминирование
2) Декарбоксилирование аминокислот
(образование гистамина…)
3) Реакции обмена триптофана
4) Образование цистеина из серина
5) Превращение серина в глицин
Слайд 636) Образование δ-аминолевулиновой кислоты, необходимой для синтеза гема (в гемоглобине)
7)
Усвоение аминокислот клетками, т.е. активный транспорт аминокислот через клеточные мембраны
против концентрационного градиента
8) Пиридоксаль является составной частью фермента, расщепляющего гликоген – фосфорилазы гликогена
Слайд 64 При недостаточности витамина В6:
отставание в росте, дерматиты
У младенцев - конвульсивные судороги, тяжелая гипохромная анемия
Недостаточность витамина
В6 наблюдается не так уж часто.
Возможно возникновение гиповитаминоза при приёме противотуберкулезного препарата изониазида, который связывает пиридоксаль и таким образом исключает его из метаболизма
Слайд 65В9 (Вс, фолиевая кислота, фолацин)
Суточная потребность ≈ 50 мкг, но
из-за плохой всасываемости профилактический прием ≈ 400 мкг
Источники много в
дрожжах, листьях шпината, щавеля
и других продуктах растительного происхождения
Слайд 66Метаболическая роль: участие в
переносе одноуглеродных фрагментов:
-СН3, -СН2ОН, -СНО,
-СН2-
При этом фолиевая кислота предварительно восстанавливается в тетрагидрофолиевую кислоту
ТГФК играет важную роль в обмене пуринов, поэтому участвует в обмене нуклеиновых кислот, это важно для роста тканей, а также при опухолевом росте
Слайд 67Недостаточность фолиевой кислоты характеризуется задержкой роста, анемией, лейкопенией, стеатореей ("Спру")
Мегалобластическая анемия возникает вследствие нарушения синтеза ДНК
В тощей кишке
наблюдаются атрофические изменения, вследствие чего у больных появляется стеаторея
Антиметаболиты фолиевой кислоты
применяют для торможения синтеза ДНК и, следовательно, для торможения роста бактерий или опухолевых клеток.
Например, 5-бромурацил, аминоптерин
Слайд 68В12 (кобаламин) антианемический
Источники: печень, молоко, яйца,
другие продукты животного
происхождения
Суточная потребность
1-3 мкг
Слайд 69Кобаламины синтезируются только микроорганизмами.
Но человек не может усваивать этот
витамин, вырабатываемый кишечными бактериями в толстом кишечнике, а нуждается в
его введении с пищей
Усваивается В12 только в такой форме, которая была прежде усвоена животными
Слайд 70Витамин В12 называют внешним фактором Кастла
В желудочном соке есть внутренний
фактор, которым оказался мукопротеид
Мукопротеид связывает в кишечнике витамин В12,
который поступает с пищей, и в таком виде он хорошо всасывается через слизистую оболочку кишечника.
Лишь очень небольшая часть витамина В12 может всасываться в свободном виде
В крови кобаламин связывается с
α2-глобулином и в таком виде поступает в печень и кроветворные органы
Слайд 71А внутренний фактор либо гидролизуется, либо возвращается обратно в кишечник,
где связывается с новой порцией кобаламина.
Таким образом, главная причина недостаточности
витамина В12 -заболевание желудка с атрофией слизистой и нарушением выработки внутреннего фактора
Кроме того группой риска в этом отношении являются люди, лишенные длительное время пищи животного происхождения, а также хронические алкоголики
Слайд 72Строение:
В центре модифицированного порфиринового кольца кобаламина расположен кобальт.
Через
координационные связи кобаламин связан с какимнибудь анионом:
если с гидроксилом
- гидроксикобаламин, (могут быть сульфат, хлорид, нитрит).
Все эти производные одинаково активны.
Биохимическая роль кобаламина
- перенос метильной группы -СН3
которая встаёт на место аниона
Слайд 73коферментные формы:
5-дезоксиаденозилкобаламин,
метилкобаламин
РЕАКЦИИ
1) Образование β-метиласпарагиновой кислоты из глутаминовой кислоты:
СООН-СНNH2-CH2-CH2-COOH
COOH-CHNH2-CHCOOH-CH3
2) Аналогично: взаимопревращение сукцинил-КоА и метилмалонил-КоА (синтез липидов).
3) Восстановление рибозонуклеозиттрифосфатов до соответствующих дезоксирибонулеозидтрифосфатов.
4) Метилирование гомоцистеина в цистеин.
5) Витамин В12 важен для образования холина, а следовательно для образования фосфолипидов. Таким образом, витамин В12 значим для предупреждения ожирения печени
Слайд 74Недостаточность витамина В12
проявляется в виде пернициозной анемии (болезнь Бирмера-Аддисона).
Это тяжелое нарушение кроветворения. Обнаруживается резко выраженная мегалоцитарная гиперхромная анемия
с количеством эритроцитов менее 1 млн/1 куб. мм. Одновременно происходит угнетение образования лейкоцитов.
В желудке наблюдается атрофия слизистой оболочки, отсюда и снижение секреции.
В нервной системе - дегенеративные изменения в боковых столбах спинного мозга.
Слайд 75Витамин С (аскорбиновая кислота) антицинготный
Суточная потребность 50-150 мг. Это 1
мг/кг веса
Источники: растительные пищевые продукты
Слайд 76Зелень 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 продуктов.
Картофель при хранении его с сентября по апрель теряет 2/3 содержащегося в нем витамина С.
Слайд 77Витамин С легче разрушается, если овощи варить в алюминиевой, и
особенно,
в медной посуде.
Картофель для лучшего сохранения в нем
витамина С нужно опускать при варке в кипящую воду. Тогда сразу инактивируется фермент аскорбиназа самого картофеля и не может разрушать витамин.
Аскорбиновая кислота синтезируется почти всеми организмами животного и растительного происхождения, в том числе и микробами.
Только люди, обезьяны и морские свинки не могут синтезировать ее в процессе собственного обмена веществ.
Слайд 78Аскорбиновая кислота -
лактон ненасыщенной гексоновой кислоты
Вследствие наличия двойной связи в
соседстве с двумя гидроксильными группами молекула обладает кислым характером, несмотря
на отсутствие карбоксильной группы.
Обладает резко выраженной восстановительной способностью, легко и обратимо переходит в дегидроаскорбиновую кислоту, представляющую из себя дикетон
Слайд 79Аскорбиновая кислота:
Является антиоксидантом водной фазы
Участвует в реакциях окисления, катализируемых глутатион-дегидрогеназой
Способствует
превращению фолиевой кислоты в тетрагидрофолиевую кислоту
Способствует синтезу кортикостероидных гормонов
От аскорбата
зависит распад тирозина
Необходима для гидроксилирования пролина и лизина. Этот процесс является посттрансляционной модификацией аминокислот в процессе синтеза коллагена
Слайд 80Недостаточность аскорбиновой кислоты
Встречается часто. Особенно у населения суровых, бедных овощами
и фруктами
областей Арктики и Антарктики,
среди беднейшего населения,
среди
бомжей, одиноких стариков, потребляющих однообразную пищу,
нередко у искусственно вскармливаемых грудных детей,
у курящих и при употреблении алкоголя.
Недостаточное насыщение организма витамином С без развития тяжелых симптомов широко распространено ранней весной
Слайд 81«Авитаминоз С» (гиповитаминоз)
При недостатке аскорбиновой кислоты развиваются яркие симптомы такого
заболевания, как цинга (скорбут).
Симптомы носят множественный характер.
Большая часть
симптомов сводится к воздействию на образование основного вещества соединительной ткани. Нарушается синтез коллагена и эластина, происходит недостаточное образование цементирующего вещества в эндотелии капилляров, что ведет к кровоточивости.
Характерны кожные кровоизлияния, располагающиеся вокруг волосяных фолликулов. На более поздних стадиях обнаруживают кровоизлияния в полость суставов и во внутренние органы
Слайд 82Недогидроксилирование коллагена и эластина при синтезе ведет к недостаточности образования
тканей пародонта, зубной и костной субстанций,
расшатыванию и выпадению зубов,
затруднению заживления ран.
Гипервитаминоз С
ведет к снижению синтеза инсулина
аскорбат в процессе метаболизма превращается в щавелевую кислоту.
Её избыток в почках ведет к оксалурии и образованию оксалатных камней в мочевыводящих путях
Слайд 83Суточная потребность 150 - 200 мкг/сутки
Источники: вырабатывается микрофлорой кишечника,
печень, почки, бобовые, цветная капуста, грибы, молоко, яичный желток
Биотин -
витамин Н (от нем. Haut - кожа)
(от греч. Bios - жизнь)
Слайд 84В сыром белке яйца обнаружен гликопротеид авидин, который связывает биотин
в водонерастворимый комплекс и тем самым вызывает биотиновую недостаточность
При
недостаточности биотина
наблюдается бледность кожных и слизистых покровов, недомогание, сонливость, дерматит с отрубевидным шелушением кожи, жирная себорея.
- У животных выпадает шерсть вокруг глаз
("очковые глаза").
До 14% биотина оседает в печени.
В тканях биотин своей группой (СОО-) связан с белком-ферментом, содержащим лизин (NH2-) в активном центре.
Слайд 85Биотин входит в состав кофермента и способствует усвоению тканями ионов
бикарбоната, образуемых из СО2 :
- карбоксилирование и
- транскарбоксилирование
Наращивает карбоксильную
группу
за счет превращения неактивного СО2
в активную форму, имеющую макроэргическую связь.
Этот процесс требует затраты АТФ и ионов Mn и Mg в качестве катализаторов
Слайд 86Ферменты карбоксилазы
1) Синтез оксалоацетата (ЩУК):
пируват + СО2~биотин
оксалоацетат
2) Синтез высших жирных кислот:
Ацетил~SКоА + CO2~биотин
СООН-СН2-СО~SКоА (малонил-КоА)
3) Синтез пуринового кольца
4) Синтез карбамоилфосфата
в орнитиновом цикле образования
мочевины
Слайд 88Витамин В4 – холин
Суточная потребность ~ 0,5 г
Источники: мясо, злаковые
растения
Трижды N-метилированный аминоэтиловый спирт
Слайд 89Метаболические функции
Холин пищи фосфорилируется за счёт АТФ ферментом киназой при
всасывании в энтероцитах. Далее фосфохолин, активируясь с помощью ЦДФ, используется
для синтеза липидов – фосфатидилхолина (лецитина), сфингомиелина
Холин является донором метильных групп в реакциях трансметилирования (например, при окислении холина образуется бетаин и служит источником метильных групп в реакциях синтеза метионина)
Холин – метаболический предшественник нейромедиатора ацетилхолина.
Недостаточность холина у человека не описана.
У животных – жировая инфильтрация печени, геморрагии почек, повреждение кровеносных (особенно коронарных) сосудов
Слайд 90Витамин В8 – инозит
Шестиатомный циклический спирт, а
витамиными свойствами обладает
фитин
– соль инозитфосфорной кислоты
Суточная потребность 0,5 – 1,5 г
Источники: все
растительные и животные продукты, особенно тёмно-зелёная овощная зелень, (шпинат и др.), зелёный горох, чечевица, бобы, репа, картофель, хлеб, грибы,
печень, мозг, мясо, желток
Слайд 91Метаболические функции
Помогает мобилизовать жир из печени и из окружения внутренних
органов при потере веса
Входит в состав инозитфосфатидов, содержащихся во всех
тканях, особенно в нервной
Фосфорилированные формы инозита (в основном ИТФ –инозитол-1,4,5-трифосфат) – вторичные посредники в реализации действия некоторых гормонов
ИТФ способствует высвобождению ионов Са из кальцисом – пузырьков, формируемых мембранами ЭПР
Улучшает передачу нервных сигналов при диабетическом поражении нервов и нечувствительности
СИНТЕЗ. ИТФ образуется из липида плазматической
мембраны клетки фосфатидилинозитола
под действием фосфолипазы С
Слайд 92 Недостаточность инозита
У животных проявляется жировой дистрофией печени
и падением содержания в ней фосфолипидов (жировая дистрофия), облысением и
анемией. У молодых особей – задержка роста
У человека обычно недостаточности не бывает, поэтому инозит – важный, но не необходимый витаминоподобный фактор питания.
Иногда – очаговое выпадение волос, запоры, чешуйчатые высыпания на коже, в крови
высокое содержание холестерола
Гипервитаминоз инозита не описан
Слайд 93Витамин Р – биофлавоноиды
рутин, кверцетин, катехин и другие
(англ
permeability – проницаемость)
Суточная потребность 25 – 50 мг
Источники: вместе
с витамином С, особенно черноплодная рябина, чёрная смородина, яблоки, лимоны, шиповник, чайный лист. В растениях –
в виде комплексов с металлами, лучше усваиваются.
Полифенолы –
в основе
дифенилпропановый углеродный скелет
Слайд 94Метаболические функции витамина Р
Используется для синтеза убихинона, других БАВ
Его компоненты
– сильные антиоксиданты:
а) прямое антирадикальное действие
(катехины зелёного чая –
выраженные цитопротекторы, перехватывают свободные радикалы кислорода)
б) связывают ионы металлов с переменной валентностью (Сu, Fe), чем ингибируют перекисное окисление липидов
в) наиболее эффективны комплексы Fe -флавоноид
(Fe -рутин в 5 раз лучше чем рутин связывает радикал О2 , начинающий процесс ПОЛ в мембранах)
Капилляроукрепляющее действие:
регулирует синтез коллагена (синергизм с витамином С), препятствует деполимеризации основного вещества соединительной ткани гиалуронидазой
2+
•–
2+
Слайд 95Недостаточность витамина Р
Повышенная проницаемость и ломкость капилляров
Петехии – точечные
кровоизлияния
Кровоточивость дёсен
Гипервитаминоз не описан
Слайд 96Витамин U – метилметионинсульфоний, противоязвенный фактор (лат. ulcus – язва)
Суточная потребность: предполагают 200 мг
Источники: сырые овощи, особенно спаржа, бел.
капуста, петрушка, морковь, лук, перец, зелёный чай; свежее молоко, печень, сырые желтки.
При tº легко разрушается.
S-метил-метионин
Обнаружен в 1950 г.
Слайд 97Недостаточность витамина U и гипервитаминоз для человека не описаны.
Витамин эффективен
при лечении язвенной болезни желудка. При моделировании язвы желудка животные
и птицы излечивались при добавлении в корм свежего овощного сока.
Метаболические функции витамина U
Подобно метионину является донором метильных групп в реакциях синтеза креатина, холина (холинфосфатидов), в ходе репарации.
За счёт участия в синтезе холина оказывает липотропное защитное действие на печень.
Участвует в синтезе самого метионина и метилировании некоторых других соединений (метилирование гистамина снижает желудочную секрецию и оказывает противоязвенное действие)
Слайд 98Витамин N – липоевая кислота (6,8-дитиооктановая), (от lipid – жир)
Суточная потребность ≈ 25-50 мг
Источники: дрожжи, мясные и молочные
продукты
Слайд 99Метаболические функции витамина N
Является тиопроизводным валериановой кислоты, легко подвергается окислению-восстановлению.
Идеальный антиоксидант в защите от радиации, УФО и токсинов, реактивирует
витамины Е и С, глутатион, тиоредоксин. Предохраняет от окисления атерогенные ЛПНП. Вместе с витаминами Е и С участвует в защите от атеросклероза.
Включается как кофермент в ферменты, присоединяясь своей –СООН группой к ε-NH2-группе лизина. В составе пируват- и α-кетоглутарат-дегидрогеназных комплексов, катализирущих окислительное декарбоксилирование этих кетокислот, переносит электроны и ацильные группы.
Увеличивает вход глюкозы в клетки, влияя на белок-транспортёр глюкозы, ингибирует распад инсулина, снижает гликозилирование белков → используют при СД.
Слайд 100Недостаточность и гипервитаминоз витамина N для человека не описаны
Липоевая кислота
влияет на экспрессию вредоносных генов, подавляя активацию свободными R• и
продуктами свободнорадикального окисления
редокс-чувствительных факторов транскрипции (ген иммунодефицита и др.). Подобная активация ненормальной экспрессии генов лежит в основе канцерогенеза → липоевая кислота
играет роль в профилактике рака
Слайд 101Витамин B11=Bт Карнитин
Суточная потребность ≈ 500 мг
Источники: молочные продукты,
мясо, яйца –продукты, содержащие полноценный белок
Синтез из лизина и метионина
идет при участии витамина В6, катализируют гидроксилазы
γ-триметиламино-β-оксибутират
Слайд 102 Основная функция –
участие в сжигании
жира для получения
энергии
Транспорт ацил~KoA (жирных кислот)
в митохондрии
Поддержание работы сердца, где жирные
кислоты – главный источник энергии
Стимуляция внешней секреции pancreas
Активация сперматогенеза
Слайд 103Недостаточность карнитина
При полноценном белковом питании недостаточности не бывает,
т.к. в
пище много лизина и метионина.
При дефиците лизина и витамина С
– мышечная слабость, дистрофия и истончение мышечных волокон
Симптомы у животных – слабость, повышенная утомляемость, недостаточность печеночной, сердечной и почечной функций
Слайд 104Парааминобензойная кислота
Суточная потребность не установлена
Источники: во всех продуктах питания, особенно
в молоке,
яйцах, печени, мясе, дрожжах
сульфаниламидные препараты –
структурные аналоги
Слайд 105Метаболические функции
пара-аминобензойной кислоты
Входит в состав фолиевой кислоты, поэтому
1) участвует в метаболизме как сам витамин Вс
2) симптомы недостаточности
как у фолатов
Активирует тирозиназу (ключевой фермент синтеза меланинов), поэтому ПАБК нужна для нормальной пигментации кожи и волос
Микробы не синтезируют ПАБК, поэтому структурные аналоги парааминобензойной кислоты (сульфаниламиды) являются антибактериальными препаратами
Слайд 106Пангамовая кислота В15
Суточная потребность неизвестна
Источники: семена растений (главным
образом в зародыше), ростки, ядра косточковых плодов (миндаль), печень, дрожжи
эфир глюконовой кислоты
и диметилглицина
Слайд 107Биохимическая и биологическая роль
Повышает биоэнергетику и устойчивость к гипоксии за
счет активации дыхательных ферментов и переноса кислорода.
Липотропный эффект, препятствует отложению
холестерина в бляшках кровеносных сосудов (роль при атеросклерозе и гипертонии)
Участвует в реакциях метилирования (синтез метионина, холина, адреналина, стероидных гормонов и др.)
Участвует в детоксикации при отравлении алкоголем, антибиотиками, хлорорганическими соединениями
Гиповитаминоз не встречается
Слайд 108Контрольные вопросы
Понятие витамины, их основные признаки.
Какова потребность организма в
витаминах и от чего она зависит?
Какие наблюдаются состояния организма
в зависимости от обеспеченности витаминами?
Каковы возможности и условия синтеза отдельных витаминов в организме человека?
В чем заключается основной механизм действия витаминов? Назовите важнейшие коферменты, в состав которых входят витамины.
Дайте характеристику основных механизмов активации витаминов (фосфорилирование, нуклеотидирование, восстановление/окисление).
По какому признаку классифицируются витамины? Назовите основных представителей отдельных классов.
Какова роль отдельных жиророрастворимых и водорастворимых витаминов в регуляции обмена веществ?
Какие знаете витаминоподобные вещества и антивитамины? Механизмы их действия.
Какие витамины обладают антиоксидантным действием?
Какие витамины участвуют в энергетических процессах?
Какие витамины обладают анаболическим эффектом. Что это означает?
Какие витамины наиболее важны для функционирования костной и соединительной ткани?
Потребление каких витаминов изменено при заболеваниях пародонта и кариесе и почему?
