Шпоры по БХ. Истмэнергии. Катаболизм, анаболизм. Осне разделы и направления в биохимии. Значение биохимии для биологии и мед
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
32 Витмамины.Гипо- и гипервитаминозы. Мех-м действия витаминов. Классификация витаминов. Представители и значение. Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы и различного строения, синтезируемые главным образом растениями, частично - микроорганизмами. Для человека витамины - незаменимые пищевые факторы. Недостаток поступления витаминов с пищей, нарушение их всасывания или нарушение их использования организмом приводит к развитию патологических состояний, называемых гиповитаминозами. Гипервитаминоз — острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминсодержащих лекарствах).Чаще всего гипервитаминозы вызываются приёмом резко повышенных доз витаминов Аи. Специфические функции многих витаминов определяются их связью с различными ферментами . Большинство водорастворимых витаминов ( группа В ) участвует в образовании коферментов и простетических групп ферментов, которые взаимодействуют с белковым компонентом апоферментом ), приобретают каталитическую активность и непосредственно включаются в разнообразные химические реакции Таким образом, витамины принимают опосредованное участие во многих обменных процессах : энергетическом ( тиамин, рибофлавин, ниацин ), биосинтезе и превращениях аминокислот и белков ( витамины В и В ), различных превращениях жирных кислот и стероидных гормонов ( пантотеновая кислота ), нуклеиновых кислот ( фолат ) и других физиологически активных соединений . Некоторые жирорастворимые витамины также выполняют коферментные функции . Витамин А в форме ретиналя является простетической группой зрительного белка родопсина, участвующего в процессе фоторецепции. По химическому строению и физико-химическим свойствам (в частности, по растворимости) витамины делят на 2 группы 1) водорастворимые:Витамин В 1 (тиамин); Витамин В 2 (рибофлавин);Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин В 3 );Пантотеновая кислота (витамин В Витамин В 6 (пиридоксин); Биотин (витамин Н Фолиевая кислота (витамин В с , В Витамин В 12 (кобаламин); Витамин С (аскорбиновая кислота);Витамин Р (биофлавоноиды). 2)жирорастворимые:Витамин А(ретинол);Витамин D (холекальциферол);Витамин Е (токоферол);Витамин К (филлохинон). Водорастворимые витамины Витамин B 1 (тиамин в виде ТДФ он входит в состав как минимум трёх ферментов и ферментных комплексов в составе пируват- и ос-кетоглутаратдегидрогеназных комплексов он участвует в окислительном декарбоксилировании пирувата и ос-кетоглутарата; в составе транскетолазы ТДФ участвует в пентозофосфатном пути превращения углеводов. Основной, наиболее характерный и специфический признак недостаточности витамина В - полиневрит, в основе которого лежат дегенеративные изменения нервов. Витамин В (рибофлавин остановке роста у молодых организмов. В слизистой оболочке кишечника после всасывания витамина происходит образование коферментов FMN и FAD. Коферменты FAD и FMN входят в состав флавиновых ферментов, принимающих участие в окислительно- восстановительных реакциях. Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин B 3 ) (Никотиновая кислота в организме входит в состав NAD и NADP, выполняющих функции коферментов различных дегидрогеназ. Недостаточность витамина РР приводит к заболеванию "пеллагра, для которого характерны 3 основных признака дерматит, диарея, деменция. Витамин С (аскорбиновая кислота) (участвует во многих реакциях гидроксилирования: остатков Про и Лиз при синтезе коллагена (основного белка соединительной ткани, при гидроксилировании дофамина, синтезе стероидных гормонов в коре надпочечников. Витамин А (ретинол) (ретинол превращается в ретиналь и ретиноевую кислоту, участвующие в регуляции ряда функций (в росте и дифференцировке клеток они также составляют фотохимическую основу акта зрения. Витамины группы D (кальциферолы)(калыщтриол выполняет гормональную функцию, участвуя в регуляции обмена Са 2+ и фосфатов. Витамины группы Е (токоферолы)( является биологическим антиоксидантом. Он ингибирует свободнорадикальные реакции в клетках и таким образом препятствует развитию цепных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот в липидах биологических мембран. Витамины К (нафтохиноны участие в процессе свёртывания крови. Он участвует в активации факторов свёртывания крови(протромбина)). 33 .Жирорасмтворимые витамины. Вит. А. Авитаминозы Жирорастворимые витамины- растворяются в жирах человек получает из продуктов растительного и животного происхождения. Витамин А (ретинол) - циклический, ненасыщенный, одноатомный спирт.Источники. Витамин А содержится только в животных продуктах печени крупного рогатого скота и свиней, яичном желтке, молочных продуктах особенно богат этим витамином рыбий жир. В растительных продуктах (морковь, томаты, перец, салат и др) содержатся каротиноиды, являющиеся провитаминами А. В слизистой оболочке кишечника и клетках печени содержится специфический фермент каротиндиоксигеназа, превращающий каротиноиды в активную форму витамина А. Суточная потребность витамина А взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг витамина или от 2 до 5 мг р-каротинов. В организме ретинол превращается в ретиналь и ретиноевую кислоту, участвующие в регуляции ряда функций (в росте и дифференцировке клеток они также составляют фотохимическую основу акта зрения. Светочувствительный аппарат глаза - сетчатка. Падающий на сетчатку свет адсорбируется и трансформируется пигментами сетчатки в другую форму энергии. У человека сетчатка содержит 2 типа рецепторных клеток палочки и колбочки. Первые реагируют на слабое (сумеречное) освещение, а колбочки - на хорошее освещение (дневное зрение. Палочки содержат зрительный пигмент родопсина колбочки - йодопсин. Оба пигмента - сложные белки, отличающиеся своей белковой частью. В качестве кофермента оба белка содержат 11-цисретиналь, альдегидное производное витамина А. Белки, образующиеся в результате стимуляции генов под влиянием ретиноевой кислоты, влияют нарост, дифференцировку, репродукцию и эмбриональное развитие. Наиболее ранний и характерный признак недостаточности витамина Ау людей и экспериментальных животных - нарушение сумеречного зрения (гемералопия, или "куриная" слепота. Специфично для авитаминоза А поражение глазного яблока - ксерофтальмия, те. развитие сухости роговой оболочки глаза как следствие закупорки слёзного канала в связи с ороговением эпителия. Это, в свою очередь, приводит к развитию конъюнктивита, отёку, изъязвлению и размягчению роговой оболочки, тек кера-томаляции. Ксерофтальмия и кератомаляция при отсутствии соответствующего лечения могут привести к полной потере зрения. Авитаминоз заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в котором отсутствуют какие-либо витамины. Некоторые заболевания:цинга — при отсутствии витамина С;бери-бери — Витамин рахит — Витамин пеллагра — Витамин PP; Витамины гр. Д. Патогенез рахита Витамины группы D (кальциферолы).Кальциферолы - группа химически родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Наиболее биологически активные витамины - D 2 и Витамин D 2 (эргокалыщферол), производное эргостерина - растительного стероида, встречающегося в некоторых грибах, дрожжах и растительных маслах. Витамин D 3 , имеющийся у человека и животных, - холекальциферол, образующийся в коже человека из 7- дегидрохолестерина под действием УФ-лучей. Провитамины D 2 и D 3 - стерины, у которых в кольце В две двойные связи. При воздействии света в процессе фотохимической реакции происходит расщепление кольца В. Наибольшее количество витамина D 3 содержится в продуктах животного происхождения сливочном масле, желтке яиц, рыбьем жире. Суточная потребность для детей 12-25 мкг (500-1000 ME), для взрослого человека потребность значительно меньше. В организме человека витамин D 3 гидроксилируется в положениях 25 и 1 и превращается в биологически активное соединение 1,25- дигидроксихолекальциферол (калыщтриол). Калыщтриол выполняет гормональную функцию, участвуя в регуляции обмена Са 2+ и фосфатов, стимулируя всасывание Са 2+ в кишечнике и кальцификацию костной ткани, реабсорбцию Са 2+ и фосфатов в почках. При недостатке витамина D у детей развивается заболевание "рахит, характеризуемое нарушением кальцификации растущих костей. При этом наблюдают деформацию скелета с характерными изменениями костей. Поступление в организм избыточного количества витамина D 3 может вызвать гипервитаминоз D. Это состояние характеризуется избыточным отложением солей кальция в тканях лёгких, почек, сердца, стенках сосудов, а также остеопорозом с частыми переломами костей. Рахит—заболевание детей грудного и раннего возраста, протекающее с нарушением образования костей и недостаточностью их минерализации, обусловленное главным образом дефицитом витамина D (см. также гиповитаминоз D) и его активных форм в период наиболее интенсивного роста организма. Основных причин, связанных с зоной риска заболеваемости рахитом, три:световая (включающая сезонные, климатические и бытовые факторы);нерациональное вскармливание (вскармливание ребенка чужим молоком, что вызывает плохое усвоение кальция, питание однообразной белковой пищей или пищей с насыщенной липидной природой, дефицит микроэлементов,витаминов группы В и витамина А);недоношенность ребенка;эндогенные причины(нарушение процессов всасывания витамина D в кишечнике, нарушение процессов гидроксилирования неактивных форм витамина D в его активные формы — витамин D3 в печении почках, отсутствие или нарушение функциональной активности рецепторов к витамину предрасположенность к заболеванию (дети негроидной расы более предрасположены к развитию рахита. Витамин Е. Витамин Е был выделен из масла зародышей пшеничных зёрен в и получил название токоферол. Наибольшую биологическую активность проявляет токоферол. Источники витамина Е для человека - растительные масла, салат, капуста, семена злаков, сливочное масло, яичный желток.Суточная потребность взрослого человека в витамине примерно 5 мг. По механизму действия токоферол является биологическим антиоксидантом. Он ингибирует свободнорадикальные реакции в клетках и таким образом препятствует развитию цепных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот в липидах биологических мембран и других молекул, например ДНК. Токоферол повышает биологическую активность витамина А, защищая от окисления ненасыщенную боковую цепь. Известно положительное влияние витамина Е при лечении нарушения процесса оплодотворения, при повторяющихся непроизвольных абортах, некоторых форм мышечной слабости и дистрофии. Показано применение витамина Е для недоношенных детей и детей, находящихся на искусственном вскармливании, так как в коровьем молоке враз меньше витамина Е, чем в женском. Дефицит витамина Е проявляется развитием гемолитической анемии, возможно из-за разрушения мембран эритроцитов. Участвует в пролиферации клеток, клеточном дыхании и других процессах метаболизма в клетках.Витамин Е предотвращает образование тромбов и способствует их рассасыванию. Жирорастворимый витамин Ев основном воздействует на клеточные мембраны, находясь в их липидной среде. Данный эффект способствует угнетению перекисного окисления и повреждения свободными радикалами липидов мембран, уменьшению накопления перекисей полиненасыщенных жирных кислот и продуктов их дальнейших превращений, в свою очередь также оказывающих повреждающее влияние на клетки и их органеллы. Витамин К. Витамины К (нафтохиноны).Витамин К существует в нескольких формах в растениях как филлохинон (Кв клетках кишечной флоры как менахинон (К. Источники витамина К-растительные (капуста, шпинат, корнеплоды и фрукты) и животные (печень) продукты. Кроме того, он синтезируется микрофлорой кишечника. Обычно авитаминоз К развивается вследствие нарушения всасывания витамина Кв кишечнике, а не в результате его отсутствия в пище. Суточная потребность в витамине взрослого составляет 1-2 мг. Биологическая функция витамина К связана сего участием в процессе свёртывания крови. Он участвует в активации факторов свёртывания крови протромбина (фактор II), проконвертина (фактор VII), фактора Кристмаса (фактор IX) и фактора Стюарта (фактор X). Эти белковые факторы синтезируются как неактивные предшественники. Один из этапов активации их карбоксилирование по остаткам глутаминовой кислоты с образованием у- карбоксиглутамино-вой кислоты, необходимой для связывания ионов кальция. Витамин К участвует в реакциях карбоксилирования в качестве кофермента. Основное проявление авитаминоза К - сильное кровотечение, часто приводящее к шоку и гибели организма. Витамин участвует в усвоении кальция ив обеспечении взаимодействия кальция и витамина D. Водорастворимые витамины. Витамин В. В1- авитаминоз. Водорастворимые витамины при их избыточном поступлении в организм, будучи хорошо растворимыми вводе, быстро выводятся из организма. Витамин B 1 (тиамин. Структура витамина включает пиримидиновое и тиазоловое кольца, соединённые метановым мостиком. Витамин В- первый витамин, выделенный в кристаллическом виде. Он широко распространён в продуктах растительного происхождения (оболочка семян хлебных злаков ириса, горох, фасоль, соя и др. В организмах животных витамин В, содержится преимущественно в виде дифосфорного эфира тиамина (ТДФ); он образуется в печени, почках, мозге, сердечной мышце путём фосфорилирования тиамина при участии тиаминкиназы и АТФ.Суточная потребность взрослого человека в среднем составляет 2-3 мг витамина В. Преобладание углеводов в пище повышает потребность организма в витамине жиры, наоборот, резко уменьшают эту потребность. Биологическая роль витамина В, определяется тем, что в виде ТДФ он входит в состав как минимум трёх ферментов и ферментных комплексов в составе пируват- и ос- кетоглутаратдегидрогеназных комплексов он участвует в окислительном декарбоксилировании пирувата и ос-кетоглутарата; в составе транскетолазы ТДФ участвует в пентозофосфатном пути превращения углеводов. Основной, наиболее характерный и специфический признак недостаточности витамина В - полиневрит, в основе которого лежат дегенеративные изменения нервов. К характерным признакам заболевания, связанного с недостаточностью витамина В относят также нарушения секреторной и моторной функций ЖКТ; наблюдают снижение кислотности желудочного сока, потерю аппетита, атонию кишечника. Отсутствие в пище человека витамина В приводит к заболеванию, известному под названием бери-бери. Вторым важнейшим признаком полиневрита являются нарушения сердечной деятельности. Сердце увеличено в размерах, ритм учащен (у человека, отмечаются сверлящие боли в области сердца. Витамин В2.Авитаминоз В2. Витамин В (рибофлавин. В основе структуры витамина В лежит структура изоаллоксазина, соединённого со спиртом рибитолом. Главные источники витамина В - печень, почки, яйца, молоко, дрожжи. Витамин содержится также в шпинате, пшенице, ржи. Частично человек получает витамин В 2 как продукт жизнедеятельности кишечной микрофлоры. Суточная потребность в витамине В взрослого человека составляет 1,8-2,6 мг.Биологические функции- в слизистой оболочке кишечника после всасывания витамина происходит образование коферментов FMN и FAD. Коферменты FAD и FMN входят в состав флавиновых ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях. Флавиновые ферменты принимают участие в окислении жирных к-т; в окислит. декарбоксилировании пировиноградной и a- кетоглутаровой к-т; окислении янтарной к-ты в цикле трикарбоновых к-т (сукцинатдегидрогеназа). Флавопротеиды, флавиновые ферменты, желтые ферменты, сложные простетической группой (небелковым компонентом) которых служат производные рибофлавина (витамина В) – флавинадениндинуклеотид (ФАД) или флавинмононуклеотид (ФМН). Флавопротеиды относятся к классу оксидоредуктаз и катализируют важные окислительно-восстановительные реакции в живых организмах при непосредственном участии ФАД, реже – ФМН. Основная функция флавопротеидов–окисление восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) вцепи переноса электронов.Клинические проявления недостаточности рибофлавина выражаются в остановке роста у молодых организмов. Часто развиваются воспалительные процессы на слизистой оболочке ротовой полости, появляются длительно незаживающие трещины в углах рта, дерматит носогубной складки. Типично воспаление глаз конъюнктивиты, васкуляризация роговицы, катаракта. Кроме того, при авитаминозе В развиваются общая мышечная слабость и слабость сердечной мышцы. Витамин В6,его производные. Коферментная роль вит. В6 Витамин В 6 (пиридоксин, пиридоксаль,пиридоксамин). В основе структуры витамина В лежит пиридиновое кольцо. Известны 3 формы витамина В, отличающиеся строением замещающей группы у атома углерода в п-положении к атому азота. Все они характеризуются одинаковой биологической активностью. Пиридоксаль отличается от пиридоксина тем, что вместо одной из трёх гидроксогрупп к пиридиновому кольцу присоединена карбонильная группа, так что пиридоксаль является одновременно и альдегидом. Пиридоксамин отличается от пиридоксина тем, что вместо одной из трёх гидроксогрупп к пиридиновому кольцу присоединена аминогруппа. Особенно много его содержится в зерновых ростках, в грецких орехах и фундуке, в шпинате, картофеле, моркови, цветной и белокочанной капусте, помидорах, клубнике, черешне, апельсинах и лимонах. Также он содержится в мясных и молочных продуктах, рыбе, яйцах, крупах и бобовых. Витамин B6 пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин) синтезируется в организме кишечной микрофлорой. Суточная потребность составляет 2-3 мг. Все формы витамина В используются в организме для синтеза коферментов пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата. Коферменты образуются путём фосфорилирования по гидроксиметильной группе в пятом положении пиримидинового кольца при участии фермента пиридоксалькиназы и АТФ как источника фосфата. Пиридоксалевые ферменты играют ключевую роль в обмене аминокислот катализируют реакции трансаминирования и декарбоксилирования аминокислот, участвуют в специфических реакциях метаболизма отдельных аминокислот серина, треонина, триптофана, серосодержащих аминокислота также в синтезе гема. Пиридоксальфосфат:принимает участие в образовании эритроцитов;участвует в процессах усвоения нервными клетками глюкозы необходим для белкового обмена и трансаминирования аминокислот принимает участие в обмене жиров;Авитаминоз В 6 у детей проявляется повышенной возбудимостью ЦНС, периодическими судорогами, что связано, возможно, с недостаточным образованием тормозного медиатора ГАМК, специфическими дерматитами. У взрослых признаки гиповитаминоза В наблюдают при длительном лечении туберкулёза изониазидом (антагонист витамина В. При этом возникают поражения нервной системы (полиневриты), дерматиты. Витамин РР Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин B 3 ). Содержится в ржаном хлебе, ананасе, гречке, фасоли, мясе, грибах, печени, почках. В пищевой промышленности используется в качестве пищевой добавки E375. Витамин РР широко распространён в растительных продуктах, высоко его содержание в рисовых и пшеничных отрубях, дрожжах, много витамина в печении почках крупного рогатого скота и свиней. Витамин РР может образовываться из триптофана (из 60 молекул триптофана может образоваться 1 молекула никотинамида), что снижает потребность в витамине РР при увеличении количества триптофана в пище. В организме никотиновая кислота превращается в никотинамид, который связывается с коферментами кодегидрогеназы I и II (НАД и НАДФ), переносящими водород, участвует в метаболизме жиров, белков, аминокислот, пуринов, тканевом дыхании, гликогенолизе, процессах биосинтеза. Суточная потребность в этом витамине доставляет для взрослых 15-25 мг, для детей - 15 мг. Недостаточность витамина РР приводит к заболеванию "пеллагра, для которого характерны 3 основных признака дерматит, диарея, деменция (три Д, Пеллагра проявляется в виде симметричного дерматита на участках кожи, доступных действию солнечных лучей, расстройств ЖКТ (диарея) и воспалительных поражений слизистых оболочек рта и языка. В далеко зашедших случаях пеллагры наблюдают расстройства ЦНС деменция потеря памяти, галлюцинации и бред. Никотинамид входит в состав кодегидраз, являющихся переносчиками водорода к флавопротеиновым ферментами тем самым регулирует окислительно-восстановительные процессы в организме.Основная функция флавопротеидов–окисление восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) вцепи переноса электронов. Никотиновая кислота участвует в клеточном дыхании, при ее дефиците в организме нарушается обмен веществ, возникают дистрофические и дегенеративные изменения во всех органах и тканях, более выраженные в коже, нервной и пищеварительной системах. Тяжелая недостаточность никотиновой кислоты проявляется клиническими симптомами пеллагры, которая встречается в некоторых странах Азии и Африки. Обычно при пеллагре наблюдаются признаки дефицита других витаминов группы В, а также признаки недостатка некоторых аминокислот, содержащихся в белках. При недостаточности никотиновой кислоты развивается пеллагра – тяжелое заболевание, связанное с поражением центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и кожи. Со стороны центральной нервной системы отмечаются раздражительность, нарушение чувствительности кожных покровов, снижение двигательной активности (адинамия, потеря устойчивости при ходьбе (атаксия, психозы и психическая депрессия. Возникает также глоссит (воспаление языка, нарушается секреция желудочного сока, развиваются упорные поносы. Поражение кожи характеризуется симметричным воспалением (дерматитом) лица и открытых частей тела. Пантотеновая кислота. |