Биохимия. Полный набор лекций. Нейромедиаторов
 Скачать 18.11 Mb.
|
|
В И ТАМ И Н КН А Ф ТО ХИНОНЫ АН Т ИГЕ МОР Р А Г И ЧЕСКИ Й) Источники Хорошими источниками витамина К являются капуста, крапива, рябина, шпинат, тыква, арахисовое масло, печень (филлохинон). Также витамин образуется микрофлорой в тонком кишечнике (менахинон). Запасы витамина в печени составляют около 30 суточных доз. Суточная потребность Около 2 мг. Строение Выделяют три формы витамина витамин К (филлохинон), витамин К (менахинон), витамин К (менадион). После всасывания менадион превращается в активную форму – ме- нахинон. Витамины содержат функциональное нафтохиноновое кольцо и алифатическую изо- преноидную боковую цепь. Биохимические функции К настоящему времени у человека обнаружено 14 витамин К-зависимых белков, играющих ключевые роли в регулировании физиологических процессов. Например, витамин является коферментом микросомальных ферментов печени, осуществляющих карбоксилирование "гамма, греч) глутаминовой кислоты в составе белковой цепи www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии Благодаря своей функции витамин обеспечивает 1. Синтез факторов свертывания крови – Кристмаса (ф, Стюарта (ф, проконвертина ф, протромбина (ф 2. Синтез белков костной ткани, например, остеокальцина. 3. Синтез протеина C и протеина S, участвующих в антисвертывающей системе крови. Гиповитаминоз Причина. Возникает при подавлении микрофлоры лекарствами, особенно антибиотиками, при заболеваниях печении желчного пузыря. У взрослых здоровая кишечная микрофлора полностью удовлетворяет потребность организма в витамине. Клиническая картина Наблюдается кровоточивость, снижение свертываемости крови, легкое возникновение подкожных гематому женщин отмечаются обильные men- sis. Лекарственные формы Викасол, настои крапивы. Антивитамины Вещества варфарин и дикумарол связываются с ферментом редуктазой и блокируют восстановление неактивной формы витамина Кв активную (см схему в "Биохимические функции" витамина КВИТ АМИН Е ( Т ОКО ФЕ РО Л АН ТИС ТЕР ИЛЬНЫЙ) Источники Растительные масла (кроме оливкового, пророщенное зерно пшеницы, бобовые, яйца. Суточная потребность 20-50 мг. Строение Молекула токоферола состоит из кольца производного бензохинона и изопреноидной боковой цепи. Другие формы витамина E включают иные производные токола, характеризующиеся биологической активностью. Биохимические функции Витамин, встраиваясь в фосфолипидный бислой мембран, выполняет антиоксидант- ную функцию, те. препятствует развитию свободнорадикальных реакций. При этом 1. Лимитирует свободнорадикальные реакции в быстроделящихся клетках – слизистые оболочки, эпителий, клетки эмбриона. Этот эффект лежит в основе положительного действия витамина в регуляции репродуктивной функции у мужчин и у женщин (греч. tokos – потомство, phero – несу. 2. Защищает витамин А от окисления, что способствует проявлению ростстимулирующей активности витамина А. 3. Защищает жирнокислотные остатки мембранных фосфолипидов, и, следовательно, любые клеточные мембраны от перекисного окисления. Гиповитаминоз Причина. Кроме пищевой недостаточности и нарушения всасывания жиров, причиной гиповитаминоза Е может быть недостаток аскорбиновой кислоты, защищающей токоферол от окисления Витамины, их коферментные формы, функции 34 Клиническая картина Пониженная устойчивость и гемолиз эритроцитов in vivo, анемия, увеличение проницаемости мембран, мышечная дистрофия, слабость. Также отмечены арефлексия, снижение проприоцептивной и вибрационной чувствительности, парез взора вследствие поражения задних канатиков спинного мозга и миелиновой оболочки нервов. В эксперименте у животных при авитаминозе развивается атрофия семенников, рассасывание плода, размягчение мозга, некроз печени, жировая инфильтрация печени. Лекарственные формы Токоферола ацетат. ВИТАМИНОМ Е ГА ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ) Источники Растительные масла кроме пальмового и оливкового. Суточная потребность 5-10 г. Строение Витамин F представляет собой группу незаменимых полиненасыщен- ных жирных кислот линолевая С, Δ 9,12, линоленовая С, Δ 6,9,12, арахидоновая С, Δ 5,8,11,14. Биохимические функции Полиненасыщенные жирные кислоты обладают весьма широкими функциями 1. Составная часть фосфолипидов мембран 2. Защита витамина А от окисления 3. Предшественник регуляторных соединений, носящих название эйкозаноиды – простагландинов (в том числе простациклинов), тромбоксанов, лейкотриенов. Гиповитаминоз Причина. Пищевая недостаточность, нарушение желчеотделения, переваривания и всасывания жиров. Клиническая картина Единственным четко доказанным проявлением нехватки витамина является фолликулярный гиперкератоз. Также с недостатком полиненасыщенных жирных кислот в настоящее время связывается воспалительные поражения кожи (возникновение некротических очагов, экзема, выпадение волос, поражение почек, потеря способности к размножению, жировая инфильтрация печени, атеросклероз, иммунодефициты, затягивание и хроническое течение воспалительных заболеваний. Лекарственные формы Гепатопротекторы и антиатерогенные препараты эссенциале, линетол, линол. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ ВИТАМИН ВТ И АМИНА Н ТИНЕ ВРИ Т Н Ы Й) Источники Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи. Суточная потребность 2,0-3,0 мг. Строение В составе тиамина определяется пиримидиновое кольцо, соединенное с тиазоловым кольцом. Коферментной формой витамина является тиаминдифосфат. Метаболизм Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина. Витамин фосфорилиру- ется непосредственно в клетке-мишени. Примерно 50% всего В находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится не более 30 суточных доз витамина. Биохимические функции 1. Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который является коферментом фермента транскетолазы пентозофосфатного пути, в котором образуется рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот ДНК и РНК, обеспечивающих рост тканей. ферментов пируватдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназы, которые участвуют в энергетическом обмене. 2. Входит в состав тиаминтрифосфата в нервной ткани, участвующего в передаче нервного импульса. 3. Другие производные витамина являются ингибиторами моноаминооксидазы (фермент см "Обезвреживание биогенных аминов, что способствует пролонгированному действию катехоламинов в ЦНС. Гиповитаминоз Причина. Недостаток в пище, а также избыток алкоголь-содержащих напитков или углеводных продуктов питания, которые повышают потребность в витамине. Клиническая картина Болезнь "бери-бери" или "ножные кандалы" – нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем из-за недостаточного энергетического и пластического обмена. Со стороны нервной ткани наблюдаются o полиневриты: снижение периферической чувствительности, утрата некоторых рефлексов, боли походу нервов, энцефалопатия синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции, синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость. Витамины, их коферментные формы, функции 36 Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается нарушение сердечного ритма, боли в сердце и увеличение его размеров. В желудочно-кишечном тракте нарушается секреторная и моторная функция, возникает атония кишечника и запоры, исчезает аппетит, уменьшается кислотность желудочного сока. Антивитамины В 1 В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза, разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, устрицах. Лекарственные формы Свободный тиамин и ТДФ (кокарбоксилаза. ВИТАМИН ВРИ Б О Ф ЛАВИН ВИТАМИН РОСТА) Источники Достаточное количество содержат мясные продукты, печень, почки, молочные продукты, дрожжи. Также витамин образуется кишечными бактериями. Суточная потребность 2,0-2,5 мг. Строение В состав рибофлавина входит флавин – изоаллоксази- новое кольцо с заместителями (азотистое основание) и спирт рибитол. Коферментные формы витамина дополнительно содержат либо только фосфорную кислоту – флавинмононуклео- тид (ФМН), либо фосфорную кислоту, дополнительно связанную с АМФ – флавинадениндинуклеотид (см также упрощенные формулы коферментов. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии Метаболизм В кишечнике рибофлавин освобождается из состава пищевых ФМН и ФАД, и диффундирует в кровь. В слизистой кишечника и других тканях вновь образуется ФМН и ФАД. Биохимические функции Кофермент оксидоредуктаз – обеспечивает перенос 2 атомов водорода в окислитель- но-восстановительных реакциях. Витамин содержат 1. Дегидрогеназы энергетического обмена – пируватдегидрогеназа, α-кетоглутаратде- гидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, ацил-КоА-дегидрогеназа, митохондриальная α-глицеролфосфатдегидрогеназа. 2. Оксидазы, окисляющие субстраты с участием молекулярного кислорода. Гиповитаминоз Причина Пищевая недостаточность, хранение пищевых продуктов на свету, фототерапия, алкоголизм и нарушения ЖКТ. Клиническая картина В первую очередь страдают высокоаэробные ткани – эпителий кожи и слизистых. Проявляется как сухость ротовой полости, губи роговицы хейлоз, те. трещины в уголках рта и на губах ("заеды"), глоссит (фуксиновый язык, шелушение кожи в районе носогубного треугольника, мошонки, ушей и шеи, конъюнктивит и блефарит. Сухость конъюнктивы и ее воспаление ведут к компенсаторному увеличению кровотока в этой зоне и улучшению снабжения ее кислородом, что проявляется как васкуляризация роговицы. Витамины, их коферментные формы, функции 38 Антивитамины В. Акрихин (атебрин) – ингибирует функцию рибофлавина у простейших. Используется при лечении малярии, кожного лейшманиоза, трихомониаза, гельминтозов (лямблиоз, те- ниидоз). 2. Мегафен – тормозит образование ФАД в нервной ткани, используется как седативное средство. 3. Токсофлавин – конкурентный ингибитор флавиновых дегидрогеназ. Лекарственные формы Свободный рибофлавин, ФМН и ФАД (коферментные формы. ВИТАМИН В Р Р , НИ А Ц И НАНТ И ПЕЛ ЛАГ Р И ЧЕСКИ Й) Название дано от итальянского выражения preventive pellagra – предотвращающий пеллагру. Источники Хорошим источником являются печень, мясо, рыба, бобовые, гречка, черный хлеб, в молоке и яйцах витамина мало. Также синтезируется в организме из триптофана – 60 мг триптофана равноценны примерно 1 мг никотинамида. Суточная потребность 15-25 мг. Строение Витамин существует в виде никотиновой кислоты или никотинамида. Его кофермент- ными формами являются никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и фосфорилированная по рибозе форма – никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии Биохимические функции Перенос гидрид-ионов Н (атом водорода и электрон) в окислительно-восстановитель- ных реакциях Благодаря переносу гидрид-иона витамин обеспечивает следующие задачи 1. Синтез и окисление карбоновых кислот, аминокислот (глутамат), жиров (холестерол, жирные кислоты) и углеводов, так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ. 2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот. 3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФ- рибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК, что замедляет некробиоз и апоптоз клеток. 4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом анти- оксидантной системы клетки. 5. НАДФН участвует в реакциях синтеза тетрагидрофолиевой кислоты (см ниже) из фолиевой. Гиповитаминоз Причина Пищевая недостаточность ниацина и триптофана. Клиническая картина Проявляется заболеванием пеллагра (итал pelle agra – шершавая кожа. Проявляется как синдром трех Д деменция (нервные и психические расстройства, слабоумие, дерматиты (фотодерматиты), диарея (слабость, расстройство пищеварения, потеря аппетита. При отсутствии лечения заболевание кончается летально. У детей при гиповитаминозе наблюдается замедление роста, похудание, анемия. Антивитамины Фтивазид, тубазид, ниазид – лекарства, используемые для лечения туберкулеза. Лекарственные формы Никотинамид и никотиновая кислота. Витамины, их коферментные формы, функции 40 В И ТАМ И Н В 5 ( П АН ТОТ Е НОВАЯ КИСЛОТА) Источники Любые пищевые продукты, особенно бобовые, дрожжи, животные продукты. Суточная потребность 10-15 мг. Строение Витамин существует только в виде пантотеновой кислоты, в ее составе находится аланин и пантоевая кислота (2,4-дигидрокси-3,3-диметилмасляная). Его коферментными формами являются кофермент А (коэнзим А, HSКоА) и 4-фосфопантетеин. Биохимические функции Коэнзим Ане связан прочно с каким-либо ферментом, его функция – перенос ацильных (в том числе ацетильных) групп в реакциях энергетического окисления глюкозы и жирных кислот, радикалов аминокислот, например, в работе ферментов пируватдегидрогеназы, α-кетоглутарат- дегидрогеназы, ацил-SКоА-дегидрогеназы, еноил-SКоА-дегидрогеназы. в реакциях синтеза жирных кислот, в реакциях синтеза ацетилхолина и гликозаминогликанов, образования гиппуровой кислотыи желчных кислот. Гиповитаминоз Причина Пищевая недостаточность. Клиническая картина Проявляется в виде педиолалгии (эритромелалгии) – поражение малых артерий дистальных отделов нижних конечностей, симптомом является жжение в стопах. В эксперименте проявляется поседение волос, поражение кожи и ЖКТ, дисфункции нервной системы, дистрофия надпочечников, стеатоз печени, апатия, депрессия, мышечная слабость, судороги. Но так как витамин есть во всех продуктах, гиповитаминоз встречается очень редко. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии Лекарственные формы Пантотенат кальция, коэнзим А. ВИТАМИН В 6 ( П И Р И ДОК СИ НАНТ И ДЕРМАТИТ Н Ы Й) Источники Витамином богаты злаки, бобовые, дрожжи, печень, почки, мясо, также синтезируется кишечными бактериями. Суточная потребность 1,5-2,0 мг Строение Витамин существует в виде пиридоксина. Его коферментными формами являются пи- ридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат. Биохимические функции 1. Является коферментом фосфорилазы гликогена (50% всего витамина находится в мышцах, участвует в синтезе гема, сфинголипидов. 2. Наиболее известная функция пиридоксиновых коферментов – перенос аминогрупп и карбоксильных групп в реакциях метаболизма аминокислот кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы между аминокислотами, кофермент декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных аминов из аминокислот, например, ГАМК (аминомасляная кислота) из глутаминовой кислоты. Витамины, их коферментные формы, функции 42 Гиповитаминоз Причина. Пищевая недостаточность, хранение продуктов на свету и консервирование, использование ряда лекарств (антитуберкулезные средства, L-ДОФА, эстрогены в составе противозачаточных средств, беременность, алкоголизм. Клиническая картина. Повышенная возбудимость ЦНС, эпилептиформные судороги (из-за недостатка синтеза ГАМК), полиневриты, пеллагроподобные дерматиты, эритемы и пигментация кожи, отеки, анемии. Лекарственные формы Пиридоксин и пиридоксальфосфат. ВИТАМИН С ( А СКОРБИ НОВАЯ КИСЛОТА, АН Т И ЦИНГОТНЫЙ) Источники Свежие овощи и фрукты (по убыванию количества шиповник, смородина, перец сладкий, укроп, капуста, земляника, клубника, апельсины, лимоны, малина. Суточная потребность 100 мг. Строение Витамин является производным глюкозы. Биохимические функции Участие в окислительных процессах в качестве кофермента гидроксилаз. 1. Реакции гидроксилирования: пролина и лизина в их гидроксиформы при "созревании" коллагена, при синтезе гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата, при синтезе гормонов надпочечников (кортикостероидов и катехоламинов) и тиреоидных гормонов, при синтезе биогенного амина нейромедиатора серотонина, при синтезе карнитина (витаминоподобное вещество ВТ, необходимого для окисления жирных кислот. 2. Восстановление иона Fe 3+ в ион Fe 2+ в кишечнике (улучшение всасывания) ив крови высвобождение из связи с трансферрином). 3. Участие в иммунных реакциях повышает продукцию защитных белков нейтрофилов, www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии 43 o высокие дозы витамина стимулируют бактерицидную активность и миграцию нейтрофилов. Антиоксидантная роль сбережение витамина Е, лимитирование свободнорадикальных реакций в делящихся тканях, ограничивает воспаление, снижает окисление липопротеинов в плазме крови и, таким образом, оказывает анти- атерогенный эффект. 5. Активация фермента гексокиназы (ловушки глюкозы, обеспечивающего метаболизм глюкозы в клетке (см "Углеводы. Гиповитаминоз Причина Пищевая недостаточность, излишняя тепловая обработка пищи. Клиническая картина Цинга – нарушение синтеза коллагена, гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата, что приводит к поражению соединительной ткани, ломкости и проницаемости капилляров и к ухудшению заживления ран. Сопровождается дегенерацией одонтобластов и остеобластов, ухудшается состояние зубов. Отмечается нарушение иммунитета, особенно легочного, развивается общая слабость, быстрая утомляемость, похудание, одышка, боли в сердце, отек нижних конечностей. У мужчин происходит слипание сперматозоидов и возникает бесплодие. Снижается всасываемость железа в кишечнике, что вызывает нарушение синтеза гемоглобина и железодефицитную анемию. Уменьшается активность фолиевой кислоты – это приводит к мегалобластической анемии. У детей дефицит аскорбиновой кислоты приводит к болезни Меллера-Барлоу, проявляющуюся в поражении костей разрастание и минерализация хряща, торможение рассасывания хряща, корытовидное западение грудины, искривление длинных трубчатых костей ног, выступающие четкообразные концы ребер. Цинготные четки, в отличие от рахитических, болезненны. Лекарственные формы Аскорбиновая кислота чистая или с глюкозой. ВИТАМИН В В |