Витамин B12
Причины возникновения и опасность злокачественного малокровия (болезнь Аддисона-Бирмера). Роль витамина B12 в его лечении. Группа кобальтсодержащих биологически активных веществ. Действие витамина на кровообразование. Профилактика гиповитаминоза.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Департамент кадровой политики и образования
ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная академия
Кафедра органической и биологической химии
Существует анемия, которая долгое время считалась роковой. Ее называли злокачественным малокровием (болезнь Аддисона-Бирмера). Врачи были бессильны против этой болезни и поэтому считали, что это заболевание хуже злокачественной опухоли, ибо опухоль у некоторых больных можно излечить операцией, а злокачественное малокровие лечению не поддавалось. У детей оно встречается редко, значительно чаще — у взрослых.
Эту грозную форму малокровия впервые описал в 1855 г. английский врач Аддисон. Болезнь обычно начинается незаметно, исподволь. Появляются общая слабость, утомляемость, головная боль, ухудшение аппетита. Кожные покровы становятся бледными, с восковидным оттенком, присоединяется расстройство функции желудочно-кишечного тракта. Характерен язык у больных: воспален по краям, становится болезненным, на нем могут возникать мелкие пузырьки и язвочки. Появляется болезненность и в костях, особенно при постукивании по грудине. Увеличиваются печень и селезенка. Часто бывают неврологические нарушения в виде беспокойства, возбуждения.
Характерны изменения со стороны крови. Жидкая часть ее (сыворотка) становится золотисто-желтого цвета от повышенного содержания билирубина. Резко уменьшается число эритроцитов и кровяных пластинок. Эритроциты становятся различной формы и величины. Цветовой показатель обычно больше единицы, т. е. содержание гемоглобина в эритроцитах падает медленнее, чем общее их число.
Врачам давно было известно, что при злокачественном малокровии значительно нарушается функция желудочно-кишечного тракта, в первую очередь уменьшается выработка ферментов пищеварения — соляной кислоты. Кроме того, немецкий ученый Эрлих заметил, что при этом заболевании в костном мозге и в крови накапливается много особых клеток — мегалобластов.
Долгое время эти два, казалось бы различных, явления были трудно объяснимы. Ясно было лишь то, что мегалобласты — неполноценные клетки, дальнейшего созревания и превращения их в нормальные эритроциты не происходит, они поглощают много ценных и необходимых организму веществ и ведут к прогрессированию малокровия.
Правильное, научное решение этой тяжелой задачи было найдено почти случайно. В 1920 г. американский ученый Майнот, заболев диабетом и значительно улучшив свое состояние удачно подобранной диетой, решил проверить возникшую у него мысль: нельзя ли лечить диетой и злокачественное малокровие?
Предположение ученого подтвердилось. Кормление уже обреченного на гибель больного злокачественным малокровием полупроваренной и полупрожаренной печенью дало изумительные результаты. Через несколько недель больной начал быстро поправляться, состояние его стало прекрасным.
Свое наблюдение Майнот проверил на десятках больных и убедился, что состояние большинства из них улучшалось. В костном мозге вместо неполноценных мегалобластов появлялись нормальные эритроциты, способные выполнять все свои функции.
Однако раскрыть сущность целебных свойств печени выпало на долю другого американского врача и ученого — Касла. Кроме наблюдений Майнота Касл знал также, что при другом похожем на злокачественное малокровие заболевании — спру (понос в жарких странах) также возникают значительные изменения в желудочно-кишечном тракте, а в костном мозге появляется много мегалобластов и развивается малокровие. Он знал также, что болезнь спру успешно лечит русский ученый А. Н. Крюков витамином В2.
Думая о том, почему в костном мозге у больных злокачественным малокровием не созревают нормальные эритроциты, и помня о пониженной кислотности желудочного сока у них, Касл предположил, что в печени у здоровых людей вырабатывается какой-то фактор, способствующий кроветворению. Этот фактор образуется, вероятно, из содержащегося в печени вещества, подобного витамину В2, и другого соединения, поступающего в норме из желудочно-кишечного тракта.
Проверить эту мысль Касл решил на себе, ибо знал, что печень и желудок у него здоровые. В течение нескольких недель он ежедневно съедал бифштекс и через некоторое время зондом извлекал свой желудочный сок вместе с полупереваренным бифштексом. Назначение этой массы больному со злокачественным малокровием дало положительные результаты. Он стал быстро поправляться. Состав крови его приближался к норме.
Назначение больному одного бифштекса или одного желудочного сока здорового человека не исцеляло его. Касл предположил, что желудок здорового человека выделяет какое-то вещество (внутренний фактор), которое, соединяясь с неизвестным веществом бифштекса-мяса (внешним фактором), образует то самое соединение, которое способно накапливаться в печени и, поступая затем в костный мозг, оказывать положительное влияние на кроветворение
Мысль Касла оказалась правильной. Однако потребовалось еще более 20 лет упорного труда многих ученых для ее доказательства и подтверждения. Веществом, содержащимся в мясе — «внешним фактором», оказался выделенный в 1948 г. витамин B12. Установлена была химическая структура его: он содержит кобальт и циан. Внутренний фактор, выделяемый стенкой желудка, обнаружил польский ученый Гласс лишь в 1952 г. Им оказался сложный белок — гастромукопротеин.
Позднее установлено, что гастромукопротеин предохраняет ценнейший для кроветворения витамин B12 от разрушения его микробами кишечника и способствует прохождению через кишечный барьер в печень, откуда он поступает в кровь.
В дальнейшем ученым удалось выделить витамин B12 в чистом виде для широкого использования в клинике, что дало возможность считать побежденной эту страшную болезнь и помогло воздействовать на кроветворение при ряде других форм малокровия.
Витаминами B12 называют группу кобальтсодержащих биологически активных веществ, называемых кобаламинами. К ним относят собственно цианокобаламин — продукт, получаемый при химической очистке витамина цианидами, гидроксикобаламин и две коферментные формы витамина B12: метилкобаламин и 5-дезоксиаденозилкобаламин.
В более узком смысле витамином B12 называют цианокобаламин, так как именно в этой форме в организм человека поступает основное количество витамина B12, не упуская из вида то, что он не синоним с B12 и несколько других соединений также обладают B12 витаминной активностью. Цианокобаламин лишь один из них. Следовательно, цианокобаламин всегда витамин B12, но не всегда витамин B12 является цианокобаламином.
В12 имеет самую сложную по сравнению с другими витаминами структуру, основой является корриновое кольцо. Коррин во многом аналогичен порфирину (сложной структуре, входящей в состав гема, хлорофилла и цитохромов), но отличается от порфирина тем, что два пиррольных цикла в составе коррина соединены между собой непосредственно, а неметиленовым мостиком. В центре корриновой структуры располагается ион кобальта. Четыре координационных связи кобальт образует с атомами азота. Последняя, шестая координационная связь кобальта остаётся свободной: именно по этой связи и присоединяется цианогруппа, гидроксильная группа, метильный или 5′-дезоксиаденозильный остаток с образованием четырёх вариантов витамина B12, соответственно. Ковалентная связь углерод—кобальт в структуре цианокобаламина — единственный в живой природе пример ковалентной связи металл-углерод.
Витамин влияет на кровообразование, активирует процессы свертывания крови, участвует в синтезе различных аминокислот, нуклеиновых кислот, активирует процессы обмена углеводов и жиров. Оказывает благоприятное влияние на функции печени, нервной и пищеварительной систем. Всасывание витамина В12 в желудке происходит только после соединения его с особым белковым веществом.
Если рассматривать процессы на биохимическом уровне, отметим следующее: ковалентная связь углерод-кобальт кофермента B12 участвует в двух типах ферментативных реакций. Реакции переноса атомов, при которых атом водорода переносится непосредственно с одной группы на другую, при этом замещение происходит по алкильной группе, спиртовому атому кислорода или аминогруппе и реакции переноса метильной группы между двумя молекулами.
При недостатке витамина В12 у поросят замедляется рост, истончается и грубеет щетина, развиваются дерматиты, пропадает голос, отмечаются боли в задней части тела и параличи, повышенная возбудимость, дискоординация движений, склонность к переваливанию с бока на бок. У свинок и хрячков запаздывает половая зрелость. У новорожденных поросят пропадает сосательный рефлекс. У свиноматок утрачивается воспроизводительная способность, возможны преждевременные опоросы.
У кур снижается яйценоскость, ухудшается качество яиц, снижается выводимость при инкубации, повышается смертность зародышей. У цыплят замедляется рост, снижается выживаемость, ухудшается оперяемость, развивается перозис (деформации конечностей).
Для профилактики гиповитаминоза витамина В12 промышленность выпускает кормовой концентрат цианкобаламина (КМБ-12) с содержанием витамина В12 не менее 25 мг/кг. Препарат включают в состав премиксов для свиней из расчета 2,5— 4,0 г/т, для птиц — 2,5 г/т (при норме 20—25 мкг витамина В12 на 1 кг сухого вещества рациона). Следует помнить, что при содержании свиней на выпасах потребность в кобаламине снижается и его добавка в этих условиях малоэффективна. А при содержании птиц на несменяемой подстилке потребность в витамине В12 частично восполняется за счет кобаламина, синтезируемого в подстилке микроорганизмами.
витамин малокровие гиповитаминоз
Побочные явления при передозировке цианоокбаламина: отек легких; застойная сердечная недостаточность; тромбоз периферических сосудов; крапивница; редко — анафилактический шок.
Пищевыми источниками витамина В12 являются мясо, печень, почки, рыба и яичный желток. Молочные продукты содержат небольшие количества данного витамина. В растительных кормах его нет. Также В12 синтезируется микрофлорой почвы, воды, а также микрофлорой кишечника в организме животных. Однако то что синтезируется в организме не усваивается.
В. М. Березовский «Химия витаминов», Москва, «Пищевая промышленность», 1973 г.
Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин «Биологическая химия», Москва, «Медицина», 1992 г.
А. Л. Ленинджер «Основы биохимии», Москва, «Мир», 1985 г.
С.И. Афонский «Биохимия животных», Москва, «Высшая школа», 1964 г.
А. Г. Малахов, С. И. Вишняков «Биохимия сельскохозяйственных животных», Москва, «Колос», 1984 г.
Подобные документы
Витамин D как группа биологически активных веществ, в состав которой входит холекальциферол, эргокальциферол и другие вещества. Строение витамина D, его роль в образовании костей и регулировании уровня содержания в крови минералов кальция и фосфора.
презентация [510,7 K], добавлен 28.05.2015
Необходимые исследования для дифференциальной диагностики анемий. Источники витамина В12 и фолиевой кислоты. Метаболизм витамина В12. Причины В12-дефицитной анемии. Поражение нервной системы. Анемия Аддисона-Бирмера. Причины дефицита фолиевой кислоты.
презентация [510,6 K], добавлен 17.02.2015
Описание, источники и действие витамина В6, активностью которым обладает группа соединений, производных пиридина (пиридоксин (пиридоксол), пиридоксаль и пиридоксамин), объединяемых общим названием «пиридоксин». Анализ симптомов гипер- и гиповитаминоза.
реферат [20,1 K], добавлен 04.06.2010
Общие симптомы анемий. Коферментные формы витамина В12. Роль витамина В12 в организме человека. Конкурентный расход витамина и синдром слепой петли. Причины развития дефицита витамина B-12. Нормализация показателей крови. Биохимический анализ крови.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 24.09.2011
Строение витамина А и свойства соединений, входящих в его группу. Роль и влияние витамина на жизнедеятельность организма человека. Источники нахождения и образования витамина А. Гипо- и гипервитаминозы витамина А. Его взаимодействие с другими элементами.
реферат [627,5 K], добавлен 11.01.2011
Строение и основные свойства витамина А. Свойства соединений, входящих в группу витамина А. Роль и значение витамина А в организме человека. Клинические проявления и признаки гипо- и гипервитаминоза витамина А, его взаимодействие с другими элементами.
реферат [760,2 K], добавлен 18.04.2012
История открытия витамина С, его роль в организме. Доступная для организма форма витамина во фруктах и овощах. Последствия передозировки витамина С для почек и печени, особенности выведения из организма его избытка. Вещества, разрушающие витамин С.
презентация [895,5 K], добавлен 22.02.2016
Химическая природа пантотеновой кислоты, ее применение в медицине. Симптомы гиповитаминоза. Участие витамина В5 в процессе обеспечения жизнедеятельности человеческого организма, значение в питании. Свойства витамина, дозировка, признаки недостатка.
реферат [12,5 K], добавлен 09.12.2012
Общая характеристика и значение для организма витамина Е, единицы его измерения. Основные источники данного витамина, определение его оптимальной суточной потребности. Симптомы гиповитаминоза и признаки гипервитаминоза, показания к применению и дозы.
реферат [18,6 K], добавлен 04.06.2010
Химическая формула пантотеновой кислоты. Источники витамина В5 (растительные и животные) и его синтез в организме человека. Применение кальция пантотената как лекарственного средства. Показания к назначению витамина и основные симптомы гиповитаминоза.
презентация [545,1 K], добавлен 24.01.2014
Тема: Витамин в12 (цианкобаламин)
Студентка 2курса 18 группы
Содержание
История открытия, структура витамина…………………………………………………. стр.5
Химия и биохимия витамина В12………………………………………………………стр.6-15
Биологическая роль витамина В12…………………………………………………….стр.16-17
Проявление гиповитаминоза и гипервитаминоза ……………………………………стр.18-21
Приложение: Цианокобаламин. Витамин В12 (Cyanocobalaminum). Описание
Список используемой литературы………………………………………………………..стр.25
Введение
Впервые с витаминами столкнулся русский ученых Лунин. Он провел эксперимент с мышами, разделив их на 2 группы. Одну группу он кормил натуральным цельным молоком, а другую держал на искусственной диете, состоящей из белка-казеина, сахара, жира, минеральный солей и воды.
Через 3 мес. мыши второй группы погибли, а первой остались здоровыми. Этот опыт показал, что помимо питательных веществ для нормальной жизнедеятельности организма необходимо еще какие-то факторы.
Немного позднее голландский ученый Эйкман — врач, который работа на острое Ява обратил внимание на то среди населения те, кто питался полированный очищенным рисом болели заболеванием связанным с поражением нервной системы — полиневрит. Эти же случаи были отмечены в тюрьме, среди заключенных. Это заболевание было названо Бери-Бери. В 1911 году поляк Казимир Функ выделил из кожуры риса вещество которое предупреждало заболевание Бери-Бери. Это вещество содержало аминогруппу и он его назвал витамин (вита — жизнь, амин — амин, то есть жизненный амин). К настоящему времени известно более 30 витаминов. Некоторые из них не содержат аминогруппу, но по традиции они тоже называются витаминами.
Витамины — это низкомолекулярные биологические активные вещества, обеспечивающие нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Они является необходимой составной пищи и оказывают действие на обмен веществ в очень малых количествах. Суточная потребность в витаминах измеряется в миллиграммах, микро граммах. Некоторые витамины могут вообще не синтезироваться в организме или синтезироваться в недостаточных количествах и должны поступать извне (суточная потребность холина — 1 г/сут, суточная потребность в полиненасыщенных высших жирных кислотах 1 г/сут) Витамины содержатся в продуктах растительного и животного происхождения, поэтому важно знать содержание витаминов в продукте. Из пищевых продуктов витамины выделяют используя полярные и неполярные растворители. Для количественного определения используют флюорометрические, спектрометрические, титрометрические, фотоколориметрические методы. Для разделения витаминов используются хромотаграфические методы.
Все витамины разнообразные по химическому строению, и свойствам. И их разделяют на 2 группы по растворимости:
водо-растворимые витамины — С, группа В, и др.
Витамины называют или латинскими буквами (А,В,С,D) или химическим названием или по авитаминозу который присущ данному витамину.
Провитамины — вещества, которые при определенных условиях переходят в витамины (каротин, например, переходит в витамин А, 7-дегидрохолестерин переходит в витамин Д3).
При недостатке витаминов развивается гиповитаминоз, а при отсутствии их развивается авитаминоз. При избытке витаминов развивается гипервитаминоз.
При дефиците витамином в пище
При нарушении процесса всасывания витамином в кровь, при заболевании кишечника
При нарушении механизмов, лежащих в основе действия витамином на клетку (при беременности)
При ряде профессиональных заболеваний — у водителей, рабочие горячих цехов, и т.д. когда требуется больше витаминов чем в обычных условиях.
Биологическая роль витаминов — влияние на функции ферментом. Большая часть витаминов в виде коферментов или кофакторов входит в состав ферментом.
Антивитамины — структурные аналогия витаминов, которые блокируют рецепторы витамином (парааминобензойная кислота, например, нужна для нормального роста микроорганизмов кишечника. Антивитамином для нее является парааминосалициловая кислота — ПАСК. ПАСК является конкурентом ингибитором и блокатором рецептором ПАБК. Это свойство используется в фармакологии для создания и поиска препаратов — сульфаниламидов которые подавляют рост чужеродной флоры, путем ингибирования парааминобензойных рецепторов).
Витамины — это биологически активные вещества, которые необходимы для обеспечения таких жизненно важных функций, как рост, репродукция, поддержание нормальной иммунологической реактивности организма, а также нормального клеточного обмена и трансформации энергии.
Витамины влияют на интенсивность обменных процессов и иммунитет, обеспечивают устойчивость организма к неблагоприятным факторам внешней среды, проявляя при этом высокую активность в очень малых дозах
Витамин В12 и дефицитная анемия
Общие симптомы анемий. Коферментные формы витамина В12. Роль витамина В12 в организме человека. Конкурентный расход витамина и синдром слепой петли. Причины развития дефицита витамина B-12. Нормализация показателей крови. Биохимический анализ крови.
Подобные документы
Злокачественное малокровие — заболевание, обусловленное нарушением кроветворения из-за недостатка в организме витамина B12. Факты из истории открытия болезни. Причины, вызывающие развитие анемий указанного вида. Важнейшие источники витамина В 12.
презентация, добавлен 12.04.2015
Необходимые исследования для дифференциальной диагностики анемий. Источники витамина В12 и фолиевой кислоты. Метаболизм витамина В12. Причины В12-дефицитной анемии. Поражение нервной системы. Анемия Аддисона-Бирмера. Причины дефицита фолиевой кислоты.
презентация, добавлен 17.02.2015
Строение витамина А и свойства соединений, входящих в его группу. Роль и влияние витамина на жизнедеятельность организма человека. Источники нахождения и образования витамина А. Гипо- и гипервитаминозы витамина А. Его взаимодействие с другими элементами.
реферат, добавлен 11.01.2011
Строение и основные свойства витамина А. Свойства соединений, входящих в группу витамина А. Роль и значение витамина А в организме человека. Клинические проявления и признаки гипо- и гипервитаминоза витамина А, его взаимодействие с другими элементами.
реферат, добавлен 18.04.2012
История открытия витамина К, его основные формы, физико-химические свойства, источники и метаболизм. Обмен витамина К в организме, участие в свертывании крови. Профилактическое и лечебное применение витамина К при болезнях печени, желудка и кишечника.
реферат, добавлен 22.05.2013
Описание, суточная потреность и источники аскорбиновой кислоты. Возможные симптомы дефицита витамина С. Сохранность витамина при кулинарной обработке. Показания и противопоказания к применению витамина С, побочные действия. Признаки гипервитаминоза.
реферат, добавлен 04.06.2010
Понятие и назначение витамина К, содержащие его продукты. Функции данного витамина в организме детей и взрослых, рожениц и молодых матерей. Причины недостатка и избытка витамина К, их негативные последствия. Условия синтезирования его в кишечнике.
презентация, добавлен 22.02.2012
История открытия витамина С, его роль в организме. Доступная для организма форма витамина во фруктах и овощах. Последствия передозировки витамина С для почек и печени, особенности выведения из организма его избытка. Вещества, разрушающие витамин С.
презентация, добавлен 22.02.2016
История открытия витамина D. Основные формы витамина D, содержащие его продукты. Метаболизм витамина D в организме. Механизм действия кальцитриола, суточная потребность организма. Заболевания, при которых показан витамин D, противопоказания к применению.
презентация, добавлен 24.11.2010
Характеристики функций витамина Е, его естественные источники, синтез. Строение и свойства токоферола. Признаки гиповитаминоза витамина Е, симптомы его дефицита в организме. Участие в антиоксидантной и генеративной функциях в организме животных.
курсовая работа Витамин В12 и дефицитная анемия
Общие симптомы анемий. Коферментные формы витамина В12. Роль витамина В12 в организме человека. Конкурентный расход витамина и синдром слепой петли. Причины развития дефицита витамина B-12. Нормализация показателей крови. Биохимический анализ крови.
Нажав на кнопку «Скачать архив», вы скачаете нужный вам файл совершенно бесплатно.
Перед скачиванием данного файла вспомните о тех хороших рефератах, контрольных, курсовых, дипломных работах, статьях и других документах, которые лежат невостребованными в вашем компьютере. Это ваш труд, он должен участвовать в развитии общества и приносить пользу людям. Найдите эти работы и отправьте в базу знаний.
Мы и все студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будем вам очень благодарны.
Чтобы скачать архив с документом, в поле, расположенное ниже, впишите пятизначное число и нажмите кнопку «Скачать архив»
Подобные документы
Исследование особенностей заболевания, обусловленного нарушением кроветворения из-за недостатка в организме витамина В-12. Изучение роли витамина В-12 в организме человека. Причины, патогенез, общие симптомы, диагностика и лечение В-12 дефицитной анемии.
презентация [755,3 K], добавлен 31.05.2015
Злокачественное малокровие — заболевание, обусловленное нарушением кроветворения из-за недостатка в организме витамина B12. Факты из истории открытия болезни. Причины, вызывающие развитие анемий указанного вида. Важнейшие источники витамина В 12.
презентация [526,4 K], добавлен 12.04.2015
Необходимые исследования для дифференциальной диагностики анемий. Источники витамина В12 и фолиевой кислоты. Метаболизм витамина В12. Причины В12-дефицитной анемии. Поражение нервной системы. Анемия Аддисона-Бирмера. Причины дефицита фолиевой кислоты.
презентация [510,6 K], добавлен 17.02.2015
Строение витамина А и свойства соединений, входящих в его группу. Роль и влияние витамина на жизнедеятельность организма человека. Источники нахождения и образования витамина А. Гипо- и гипервитаминозы витамина А. Его взаимодействие с другими элементами.
реферат [627,5 K], добавлен 11.01.2011
Строение и основные свойства витамина А. Свойства соединений, входящих в группу витамина А. Роль и значение витамина А в организме человека. Клинические проявления и признаки гипо- и гипервитаминоза витамина А, его взаимодействие с другими элементами.
реферат [760,2 K], добавлен 18.04.2012
История открытия витамина К, его основные формы, физико-химические свойства, источники и метаболизм. Обмен витамина К в организме, участие в свертывании крови. Профилактическое и лечебное применение витамина К при болезнях печени, желудка и кишечника.
реферат [1,6 M], добавлен 22.05.2013
Описание, суточная потреность и источники аскорбиновой кислоты. Возможные симптомы дефицита витамина С. Сохранность витамина при кулинарной обработке. Показания и противопоказания к применению витамина С, побочные действия. Признаки гипервитаминоза.
реферат [17,3 K], добавлен 04.06.2010
Понятие и назначение витамина К, содержащие его продукты. Функции данного витамина в организме детей и взрослых, рожениц и молодых матерей. Причины недостатка и избытка витамина К, их негативные последствия. Условия синтезирования его в кишечнике.
презентация [2,6 M], добавлен 22.02.2012
История открытия витамина С, его роль в организме. Доступная для организма форма витамина во фруктах и овощах. Последствия передозировки витамина С для почек и печени, особенности выведения из организма его избытка. Вещества, разрушающие витамин С.
презентация [895,5 K], добавлен 22.02.2016
История открытия витамина D. Основные формы витамина D, содержащие его продукты. Метаболизм витамина D в организме. Механизм действия кальцитриола, суточная потребность организма. Заболевания, при которых показан витамин D, противопоказания к применению.
презентация [652,1 K], добавлен 24.11.2010
Витамин B12 и его клиническое применение
Участие витамина B12 в биохимических восстановительных процессах организма, его влияние на гемопоэз, обмен жиров и каротина. Конкурентный расход витамина и синдром слепой петли. Риск макроцитарной мегалобластической анемии при недостатке в пище B12.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство сельского хозяйства РФ
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»
студентка 2 курса 18 группы
-
Введение
- 1. Химия витамина B12
- 2. Строение
- 3. Механизм действия
- 4. Обмен жиров и каротина
- 5. Участие витамина B12 в биохимических восстановительных процессах
- 6. Белковый обмен
- 7. Другие возможные функции
- Заключение
- Список литературы
Введение
Витамин В12, пожалуй, самый сложный из всех витаминов, впервые заявил о себе научному миру, когда в 1926-м году американские врачи Джордж Мино и Уильям Мэрфи обнаружили, что включение в состав питания больших количеств полусырой печени оказывает лечебное воздействие при злокачественной анемии. Однако попытки выделения антианемического фактора к успеху не привели. Лишь в конце 40-ых годов Мэри Шорб обнаружила вид бактерий, рост которых зависел от этого фактора, благодаря чему у ученых появилась возможность оценивать содержание витамина в данном субстрате по скорости роста колонии. В 1948 г. Э. Лестер Смит (Англия), а также Эдвард Рикес и Карл Фолкерс (США) получили витамин В12 в кристаллическом виде.
Однако потребовалось еще десять лет для того, чтобы методом рентгеноструктурного анализа определить его структуру, которая оказалась чрезвычайно сложной. За расшифровку структуры витамина В12 (1955 г.) Дороти Ходжкин была присуждена нобелевская премия.
Цианкобаламин относится к классу корриноидов — производных коррина, структура которого родственна порфирину. Однако, наряду с близостью их структур, имеются два важных химических различия между этими макроциклами. В то время как порфирин содержит систему из 12 сопряженных двойных связей, коррин состоит из частично восстановленных пиррольных (пирролиновых) гетероциклов. Корриновое кольцо содержит 6 двойных связей, входящих в состав линейной сопряженной системы, включающей 12 из 15 атомов, составляющих внутренний контур макроцикла. Корриновое кольцо сужено по сравнению с порфириновым. Если в порфирине каждая пара пиррольных колец отделена метиновыми мостиками, то в коррине кольца А и D соединены непосредственно связью между б-положениями. Поэтому внутренний контур корринового макроцикла содержит на один атом углерода меньше, чем порфириновый.
1. Химия витамина B12
Витамин B12 довольно хорошо растворим в воде (около 1,2% при комнатной температуре), а также в низших спиртах, в низших алифатических кислотах и в фенолах, но нерастворим во многих других органических жидкостях. Он практически не растворяется в пиридине и других третичных аминах, но растворим в некоторых жидких или расплавленных амидах, например в ацетамиде и диметилформамиде. Витамин является левовращающим веществом, но интенсивная, окраска затрудняет измерение оптического вращения. Витамин B12 обладает диамагнитными свойствами, что указывает на трехвалентное состояние кобальта.
Обычно витамин выделяют из микробной массы или животных тканей, используя растворы, содержащие цианид-ионы, играющие роль шестого лиганда кобальта. Однако сам цианкобаламин метаболически не активен. В состав ферментов входит соединение, в котором цианогруппа замещена остатком 5-дезоксиаденозина или метильным радикалом.
2. Строение
Признанная формула витамина B12 — C63H88O14N14PCo. Молекулу можно подразделить на две основные части, известные как «планарная группа» и «нуклеотид»; вторая часть лежит в плоскости, почти перпендикулярной к плоскости первой части, которая обладает очень большим, хотя и неполным, сходством с порфиринами Центральный атом кобальта соединен с четырьмя восстановленными пиррольными кольцами, образующими макрокольцо. Три из четырех соединений между кольцами образованы мезоуглеродным атомом (углеродным мостиком), характерным для порфиринов. Однако в четвертом месте соединения существует прямая связь между двумя б-углеродными атомами колец D и А. Макрокольцо содержит 6 сопряженных двойных связей, образующих единую сопряженную систему.
У 13 из 19 углеродных атомов, составляющих макрокольцо, водород полностью замещен метильными группами или длинными боковыми цепями — либо ацетамидными, либо пропионамидными радикалами
В отличие от нуклеотидов нуклеиновых кислот так называемый нуклеотид витамина B12 не содержит пурина или пиримидина. Вместо них основанием служит 5,6-диметилбензиминазол. Сахар представлен рибозой, но с б-гликозндпой связью, опять-таки в отличие от в-связи в нуклеиновых кислотах. Рибоза фосфорилирована при 3-м атоме углерода. Фосфат образует эфирную группу с 1-амино-2-пропиловым спиртом, который, кроме того, соединен амидной связью с цепью пропионовой кислоты при кольце D. Наконец, атом кобальта несет CN-группу (в цианкобаламине) и соединен координационной связью с одним из атомов азота в бензиминазоле, образуя, таким образом, второй мостик между двумя частями молекулы. Полагали, что третий гидроксил фосфатной группы тоже этерифицирован, пока не стало ясно, что неустойчивость триэфиров фосфорной кислоты исключает такую структуру. Витамин B12 является по существу внутренней солью; отрицательный заряд на атоме фосфора нейтрализован положительным зарядом на координационном комплексе кобальта.
3. Механизм действия
Недостаток в пище витамина B12 приводит к макроцитарной мегалобластической анемии. Нарушается работа нервной системы, наблюдается резкое снижение кислотности желудочного сока. Впрочем, авитаминоз В12 может развиться даже при полноценном питании, т.к. для процесса всасывания витамина в тонкой кишке обязательно наличие в желудочном соке особого белка — гастромукопротеина (фактор Касла). В полном соответствии с буквальным переводом своего латинского названия, этот белок выделяется стенками желудка, теми же клетками, которые выделяют кислоту. Фактор Касла специфически связывает витамин В12. Точная роль этого фактора не выяснена. Полагают, что в составе комплекса с гастромукопротеином витамин всасывается в тонком кишечнике и поступает в кровь портальной системы в комплексе с транскобаламинами I и II, при этом фактор Касла гидролизуется.
Когда биохимики привыкли к мысли, что витамин В12 не просто специфический антипернициозный фактор, а один из витаминов группы В, они стали предполагать, что он подобно другим водорастворимым витаминам окажется кофактором по крайней мере в одной ферментной системе. Но вопреки ожиданию функции, приписываемые витамину B12 различными исследователями, оказались столь многочисленными и разнообразными, что трудно было представить себе, как все они могли быть связаны с такой ролью кофактора. Поэтому стали искать его основную функцию. Например, казалось вероятным, что он каким-то образом ответствен за поддержание сульфгидрильных соединений в восстановленном реактивном состоянии; он мог бы, скажем, «активировать» различные SH-ферменты, препятствуя их окислению в неактивные S-S-формы. Или если он связан с синтезом белка, он был бы необходим для синтеза белковой части (апофермента) ряда ферментов.
Позднейшие исследования, особенно с применением изотопов, поставили под сомнение некоторые из приписываемых витамину В12 функций и выдвинули на первый план другие. Однако ряд новейших результатов еще не подтвержден.
4. Обмен жиров и каротина
Благотворное действие витамина В12 на обмен жиров у животных аналогичным образом приписывали поддержанию кофермента А в активном восстановленном состоянии. У крысят, получающих рацион с недостатком витамина B12, организм не способен синтезировать жиры, а у взрослых крыс нарушается использование жиров пищи так что животные становятся тучными в результате избыточного накопления жира. Полагают, что этот эффект лишь частично объясняется, действием витамина B12 на синтез метионина, в результате которого, в свою очередь, увеличивается количество липотропных веществ — холина и бетаина. Установлено, что витамин B12 повышает всасывание каротина или превращение его в витамин А у крыс (на что указывает повышенное накопление последнего в печени); хотя и не влияет на накопление готового витамина А. Механизм этого действия еще неясен.
5. Участие витамина B12 в биохимических восстановительных процессах
витамин анемия гемопоэз биохимический
Утверждали, что витамин В12 помимо действия на сульфгидрильные соединения поддерживает в восстановленном состоянии другие важные вещества. Так, Уилл и сотр. установили, что в плазме больных пернициозной анемией содержание аскорбиновой кислоты понижено; кроме того, при инъекции таким больным аскорбиновой кислоты она быстро окисляется в дегидроаскорбиновую. После лечения витамином B12 эти явления исчезают, а инъекции аскорбиновой кислоты ведут к повышению ее концентрации в плазме. Чоу и сотр. нашли, что в печени крыс с недостаточностью витамина В12 общее содержание дифосфопиридиннуклеотида повышено, но количество его восстановленной формы (ДПН-Н) понижено. Ненормально высокое отношение ДПН/ДПН-Н снижалось вдвое после введения витамина B12.
Было высказано предположение, что витамин B12 способен играть роль восстановителя, когда его трехвалентный кобальт восстановлен до двухвалентного состояния. Однако нужны сильные восстановители, чтобы вызвать эту реакцию, которая в присутствии атмосферного кислорода идет в обратном направлении. Предположение о том, что соединение с белком могло бы сдвинуть окислительно-восстановительный потенциал в область физиологических величин, не вполне убедительно, так как способность связывать белок после восстановления, возможно, утрачивается.
6. Белковый обмен
Очевидно, что благодаря своему влиянию на синтез метионина витамин B12 оказывает какое-то действие на белковый обмен. Например, можно ожидать, что цианкобаламин будет улучшать использование белка из рационов, в которых этой аминокислоты недостаточно. Таким образом объясняли некоторые из отмеченных выше благотворных эффектов витамина. Значительную прибавку в весе тела, даже если она связана с увеличением количества не только жира (как часто бывает), но и белка, обычно можно объяснить просто повышенным потреблением пищи животными, получающими витамин B12. Не было обнаружено никакого влияния витамина B12 на баланс азота и эффективность использования белков у крыс. Различные исследования, однако, указывали на более прямую роль этого витамина в синтезе белка. Так, было установлено, что у крыс с гипертиреозом (гиперфункцией щитовидной железы) витамин B12 способствует удержанию азота. У кур при недостаточности витамина B12 концентрация аминокислот в крови повышена, а белков в плазме — понижена; у человека также показано обратное отношение между концентрациями аминокислот и витамина B12 в крови, что объясняется стимулирующим действием витамина на синтез белков. Сообщается об избыточном выведении с мочой аминокислот, особенно лизина (но также и таурина) при обострении пернициозной анемии и дегенерации спинного мозга. Нарушение нормального обмена тирозина и триптофана могло бы вести к избыточному выделению фенольных веществ, тоже отмеченному при пернициозной анемии, и, возможно, к образованию токсичных веществ, вызывающих гемолиз, которым иногда сопровождается это заболевание; все эти обменные нарушения быстро исчезают после введения витамина B12. Было отмечено, что при дегенерации спинного мозга, часто сопровождающей пернициозную анемию, поражаются некоторые крупные аксоны, нормальное состояние которых поддерживается быстрым обновлением белка. Поэтому исследователи предположили, что витамин B12, специфически излечивающий это состояние, косвенным образом контролирует синтез белка; полагая, что прямое действие витамина направлено на синтез нуклеиновых кислот, они связали свое предположение с гипотезой о том, что РНК служит «шаблоном» для синтеза белка; их данные было бы логичнее истолковать в пользу прямого действия витамина B12 на синтез белков.
Изучалось влияние витамина B12 на включение меченого серина или меченой глюкозы в белки печени и в некоторые отдельные аминокислоты у свиней и крыс. Во всех опытах полученные величины были заметно ниже у животных с авитаминозом. Исследователи приводят соображения в пользу того, что это не было следствием одного лишь пониженного потребления пищи. Данные наблюдения были дополнены исследованиями, проведенными in vitro на препаратах микросом из печени и селезенки нормальных крыс и крыс с авитаминозом. Как показано, между этими группами животных обнаружились большие различия во включении меченых аминокислот; кроме того, при добавлении витамина B12 к препаратам микросом, полученных от животных с авитаминозом, включение аминокислот заметно возрастало.
Ученые пошли дальше и показали, что в надосадочной жидкости после центрифугирования микросом печени находится содержащий витамин B12 «рН 5-фермент», катализирующий включение меченых аминокислот в белок. Интересно было бы выяснить, не обладает ли ферментативной активностью комплекс витамина B12 с пептидом, выделенный ранее из печени. Позднее было показано, что «рН 5-фермент» содержит большую часть витамина В12, первоначально находившегося в микросомах печени. Этот фермент подвергли дальнейшему фракционированию; он, по-видимому, катализировал как активацию аминокислот аденозинтрифосфатом, так и их последующее включение в белковую фракцию микросом. Кроме того, оба процесса подавлялись антагонистами витамина В12 содержащими остаток анилида вместо одной из амидных групп. Исследователи высказали гипотезу, что витамин В12-фермент действует как активатор-переносчик: он переносит аминокислоты (после активации их карбоксильных групп аденозинтрифосфатом) на «шаблон», возможно, путем транспептидирования, в котором участвуют 6 карбоксамидных групп молекулы витамина. Некоторые ученые приводят соображения, позволяющие предполагать, что некоторые из карбоксамидных групп являются биохимически активными частями молекулы. Другим исследователям пока не удалось подтвердить эти данные; они указывают также, что включение аминокислот в белок микросом не обязательно представляет собой нормальный синтез белка. Таким образом, эти результаты нельзя считать окончательным доказательством прямого действия цианкобаламина на белковый синтез. Однако это привлекательная гипотеза; контролем синтеза апоферментов можно было бы объяснить влияние витамина В12 на ряд, казалось бы, не связанных между собой ферментных систем. В пользу этого можно привести и другие данные; различные исследователи утверждали, что недостаточность витамина B12 у крыс ведет к уменьшению содержания в их печени некоторых ферментов, а именно трансметилазы, рибонуклеазы, цитохромоксидазы и различных дегидрогеназ. Другие авторы установили, что при отсутствии витамина B12 не происходит регенерации ткани печени после частичной гепатэктомии. Все эти данные говорят в пользу прямого или косвенного влияния витамина на синтез белка.
7. Другие возможные функции
Недостаток цианкобаламина в пище ведет к повышенному выделению тиоцианата; в связи с чем была выдвинута гипотеза, основанная на предполагаемой лабильности групп цианида и конкуренции за цианид между оксикобаламином и ферментом роданезой.
Тесная взаимосвязь между функциями фолиевой кислоты и цианкобаламина привела к предположению о том, что последний катализирует превращение фолиевой кислоты в «цитроворум-фактор» или какую-то другую активную форму; убедительных экспериментальных данных в пользу этого, по-видимому, нет.
Интересные взаимоотношения, видимо, существуют также между витамином B12 и пантотеновой кислотой. Некоторые исследователи утверждали, что в опытах с кормлением кур каждый из этих факторов снижал потребность в другом. Эванс и сотр. обнаружили уменьшение содержания пантотеновой кислоты в печени после введения витамина В12 курам с авитаминозом и предположили, что витамин мобилизует печеночные резервы пантотеновой кислоты. Другие исследователи подтвердили эту взаимосвязь и отметили повышенное содержание витамина B12 в организме крыс с недостаточностью пантотеновой кислоты. Гершоф и сотр. доказали наличие взаимосвязи между тироксином, магнием и витамином B12. Как магний, так и витамин B12 частично снимают ряд эффектов введения тироксина, потерю витамина B12 тканями, подавление роста, разобщение окисления и фосфорилирования, изменение белковых фракций сыворотки. Эти результаты еще ждут своего объяснения.
«Конца пути еще не видно, но есть основания надеяться, что скоро мы будем знать о механизме действия витамина B12 больше, чем мы знаем о действии некоторых других витаминов, открытых гораздо раньше»
Заключение
В качестве иллюстрации широты клинического применения витамина В12 можно привести выдержку из «Инструкции по применению витамина В12», утвержденной фармакологическим комитетом Ученого совета Минздрава СССР 29 июня 1955 года:
«Витамин В12 представляет собой кристаллическое вещество красного цвета, обладающее выраженным кроветворным действием в ничтожно малых дозах. Применение показано при следующих заболеваниях:
1) Болезнь Аддисон-Бирмера, включая случаи с нарушением функций нервной системы
2) Спру (тропическая и нетропическая формы)
3) Мегалобластическая анемия у детей
2) Гиперхромная макроцитарная анемия
4) Анемии после резекции желудка
5) Анемии различного происхождения в предоперационном периоде.
6) Анемии макроцитарные гастроэнтерогенные
7) Острые хронические гепатиты и циррозы печени
Вопрос о том, действует ли витамин В12 непосредственно на костный мозг, или его роль состоит лишь в активации фолиевой кислоты путем перевода ее в фолиновую.
В опытах Астальди, Вальдини и Фругони (1948), Томпсона (1952), Нивега (1953) с культурами тканей показали, что печеночные экстракты, также как и фолевая кислота в чистом виде, будучи добавлены к культуре костного мозга больных пернициозной анемией в стадии обострения способствуют ускорению вызревания мегалобластов и появлению нормобластов, в то время как кристаллический витамин В12 оказался неэффективен.