Витамины, их коферментные формы и катализируемые реакции
Тип катализируемой реакции
Никотинамидадениндинуклеотид, никотинамидаденин динуклеотидфосфат
Перенос одноуглеродных групп
Перенос связанного с углеродом атома водорода на соседний атом углерода
Защита мембранных липидов
Кроме водорастворимых и жирорастворимых витаминов выделяют группу витаминоподобных веществ, которые лишь отчасти соответствуют определению витаминов и частично выполняют и энергетическую и структурную функции. Например, к витаминоподобным веществам относится комплекс F – комплекс ненасыщенных жирных кислот.
Часто в организм поступают не собственно витамины, а их предшественники — провитамины, которые преобразуются в витамины уже в самом организме. Например, продукты растительного происхождения не содержат витамин А, в них содержатся предшественники этого витамина – каротины, наиболее активный из них β – каротин.
Вопросы для самоконтроля к главе 6 «Витамины»
На чем основана классификация витаминов? Приведите примеры.
Какие витамины относятся к жирорастворимым?
Какие Вы знаете водорастворимые витамины?
Глава 7 Углеводы Классификация углеводов, строение, свойства
Углеводы — самые распространенные на нашей планете органические вещества. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других веществ в растениях. Углеводы содержатся в клетках всех живых организмов. По строению углеводы являются полиоксикарбонильными соединениями и их производными. В молекуле этих соединений имеются функциональные группы разных типов: группы -ОН (гидроксигруппа, спиртовая функция) и карбонильная группа 
(альдегидная или кетонная функция). По отношению к реакции гидролиза углеводы делятся на простые, которые не гидролизуются и сложные (олигосахариды и полисахариды), которые подвергаются гидролизу. Простые углеводы называют моносахаридами или монозами. Важнейшие представители:
Глюкоза (виноградный сахар) и фруктоза (фруктовый сахар) являются структурными изомерами; их молекулярная формула С6Н12О6.
Химические свойства. Моносахариды вступают во многие реакции, характерные для спиртов и карбонильных соединений. Так, они окисляются слабыми окислителями, например, реактивом Фелинга:
Этерификация глюкозы и фруктозы (например, уксусной кислотой) приводит к образованию сложного эфира по всем пяти группам ОН. Молекула глюкозы может существовать в трех изомерных формах, из которых две формы (α- и β-формы) циклические. В растворе все три формы находятся в состоянии равновесия (Рис.21), причем открытая (альдегидная) форма содержится в наименьшем количестве:
Рис.21 Таутомерные формы глюкозы
Циклические формы глюкозы не содержат альдегидной группы. Они отличаются друг от друга только пространственным расположением атома Н и группы ОН у атома углерода С1 (рядом с кислородом в цикле).
Таким образом, реакции, характерные для спиртов, протекают по циклической форме углеводов, причем в первую очередь взаимодействие идет по полуацетальному (гликозидному) гидроксилу (гидроксил, полученный в результате образования циклической формы), а реакции, характерные для альдегидов и кетонов, протекают по линейной форме углеводов.
В присутствии различных ферментов глюкоза легко подвергается брожению; наиболее важны в промышленности:
C5H12O6 
2C2H5OH + 2CO2 ↑
Дисахариды образуются из двух молекул моносахаридов путем межмолекулярной дегидратации. Так, сахароза C12H22O11 является продуктом соединения остатков глюкозы и фруктозы за счет отщепления воды:
При гидролизе сахарозы в кислой среде образуются монозы – глюкоза и фруктоза.
C12H22O11 + H2O 
C6H12O6 + C6H12O6
По отношению к слабым окислителям дисахариды делятся на восстанавливающие и невосстанавливающие. Восстанавливающие окисляются слабыми окислителями, восстанавливая последних. Невосстанавливающие не окисляются слабыми окислителями.
Если дисахарид образован путем взаимодействия полуацетальных гидроксилов двух моносахаридов, то такой дисахарид является невосстанавливающим, т.к. не будет идти реакция серебряного зеркала (восстановление серебра, окисление дисахарида, соответственно) ввиду невозможности образования линейной формы дисахарида. Примером такого дисахарида является сахароза.
Если дисахарид образован путем взаимодействия полуацетального гидроксила одного моносахарида и другого спиртового гидроксила второго моносахарида, то такой дисахарид является восстанавливающим, то есть будет идти реакция серебряного зеркала, т.к. остается свободный полуацетальный гидроксил, благодаря которому возможно образование открытой линейной формы дисахарида. Примером такого дисахарида является мальтоза, которая вступает в реакции как по циклической форме:
так и по открытой форме. Так, мальтоза окисляется слабыми окислителями:
Из полисахаридов состоит большая часть сухой массы высших наземных растений и водорослей. Самый распространенный полисахарид — целлюлоза (клетчатка). Ее линейные молекулы построены из остатков глюкозы. Из этого полисахарида состоят клеточные стенки растений. Ежегодно на нашей планете образуется около 100 млрд. т целлюлозы, что составляет 1/4 часть от общей массы синтезируемого «живого вещества». Целлюлозу используют для производства бумаги, вискозного шелка, целлофана. Текстильная промышленность перерабатывает целлюлозные волокна: хлопок, лен. Широко применяются эфиры целлюлозы.
К полисахаридам относятся также крахмал – резервный полисахарид растений, гликоген — резервный полисахарид животных. Эти сложные углеводы также состоят из остатков глюкозы.
Биологические функции углеводов. Углеводы занимают очень важное место в питании человека и животных. На долю углеводов в условиях умеренного климата приходится около 60—70% пищевого рациона человека. Организм человека и животных неспособен синтезировать углеводы из неорганических веществ и получает их с различными пищевыми продуктами, главным образом растительного происхождения. Растения, напротив, синтезируют углеводы из углекислоты и воды в результате фотосинтеза, используя энергию солнечных лучей.
В питании человека основным углеводом, имеющим питательную ценность, является крахмал. Большим содержанием крахмала отличаются зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, кукурузы, а также клубни картофеля. Важнейшим углеводом с физиологической точки зрения является глюкоза; она встречается во всех тканях человека и животных и в определенных количествах всегда содержится в крови.
Окисление глюкозы и гликогена в тканях в конечном счете и является одним из основных источников энергии, необходимой организму для осуществления разнообразных функций.
К наиболее важным функциям углеводов относятся: энергетическая, опорная, защитно-механическая, связующая (структурная), гидроосмотическая и ионрегулирующая, кофакторная.
Витамины и коферменты
Витамины представляют собой специфически действующие вещества, необходимые для жизни человека и животных. Отсутствие их в пище приводит к заболеваниям — гипо- и авитаминозам. Большинство витаминов поступает в организм человека с пищей. В продуктах питания они могут находиться в свободном и связанном состоянии или в форме провитаминов. По химической природе витамины относятся к разнообразным химическим группам. К витаминам алифатического ряда относятся аскорбиновая кислота, пангамат кальция, пантотеновая кислота, метилметионинсульфония хлорид (витамин U).
К витаминам алициклического ряда относятся ретинолы (витамин А), кальциферолы (витамин D), к витаминам ароматического ряда — филлохинон и менохинон (витамин К), к витаминам гетероциклического ряда — токоферолы (витамин Е), флавоноиды (витамин Р), никотиновая кислота и ее амин (витамин PP), тиамины (витамин B1), пиридоксин (витамин B6), рибофлавин (витамин B2), цианокобаламин (витамин B12), фолиевая кислота и др.
По растворимости витамины делят на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. К первой группе относятся витамины A, D, Е, ко второй — Си группы В. Витамин К растворим как в воде, так и в жире. В природных источниках витамины часто находятся в связанном состоянии с другими веществами — неорганическими и органическими кислотами, металлами, белками. В организме человека витамины также могут соединяться с другими веществами, например, с фосфорной кислотой, образуя эфиры. Установлено, что витамины при этерификации фосфорной кислотой переходят в коферменты. Так, тиамин, соединяясь с одной молекулой фосфорной. кислоты, образует тиаминдирофосфат (ΤПΦ, или фосфатиамин), с двумя молекулами — тиаминдифосфат (или кокарбоксилазу), являющиеся коферментными формами витамина. Коферментные формы образуют также пиридоксин — пиридоксальфосфат, пантотеновая кислота — кофермент. А; никотинамид — никотинамидадениннуклеотид (НАД) и никотинадениндинуклеотидфосфат (НАДФ), рибофлавин — флавинадениндинуклеотид (препарат флавинат) и рибофлавинмононуклеотид и т. д.
Коферментные формы витаминов обладают несколько большим диапазоном терапевтического действия, так как они находятся в активированном состоянии и могут непосредственно принимать участие в химической реакции либо взаимодействовать с соответствующим белком, образуя ферменты.
Ферменты являются катализаторами всех процессов, происходящих в организме. Часто непосредственное участие в химической реакции, катализируемой ферментом, принимает не белок, а кофермент. Белок же (апофермент) определяет специфичность реакции на этапе фиксации субстрата (субстратом является химическое соединение, на которое действует фермент).
Апофермент влияет на характер реакции, протекающей на уровне кофермента. Прочность связи кофермента с апоферментом различна: в одних случаях их не удается отделить друг от друга без применения жестких методов, а в других — они легко разделяются при диализе. В большинстве случаев ферменты оказывают действие в присутствии металлов, которые активируют ферменты или непосредственно участвуют в ферментативной реакции. Так, алкогольдегидрогеназа и карбоангидраза содержат цинк, аргиназа и аминопептидаза — марганец, дипептидаза — кобальт, фосфатаза и фосфокиназа — магний, тирозиназа — медь, сукцинатдегидрогеназа — железо, ксантиноксидаза — молибден. При отсутствии коферментов могут нарушаться скорости ферментативных реакций в организме, что приводит к нарушению процессов обмена и соответствующим патологиям.
Коферментные формы витаминов все шире начинают использоваться при нарушении основного обмена — углеводного, протеинового и липидного.
Потребность в витаминах не у всех людей одинакова и зависит от условий жизни, работы, состояния организма, от времени года.
Общеизвестно, что при заболеваниях (особенно инфекционных), беременности потребность в витаминах возрастает. Так, например, больше всего в витаминах нуждаются больные колитом, язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки.
При недостаточности витаминов в организме нарушается обмен веществ, снижается работоспособность, появляется быстрая утомляемость, снижается деятельность центральной нервной системы и др. Недостаточность витаминов может быть обусловлена нарушением синтеза, всасывания или частичным разрушением их в пищевом канале при его заболеваниях, усиленным выделением из организма при длительном поносе или с мочой вследствие заболевания почек, мочевого пузыря, различными отравлениями (употребление алкоголя, курение), подавлением синтеза витаминов или снижением их активности в организме под влиянием некоторых лекарственных препаратов (сульфаниламиды, антибиотики).
Недостаток витаминов в организме, как и избыток их, приводит к нарушению обмена веществ. Так, при недостатке витамина D у детей нарушается нормальное отложение извести в растущих костях, они размягчаются и искривляются. При избыточном потреблении витамина D кальций из костей поступает в мягкие ткани и отлагается, обызвествляя почки, мышцы, кишки.
В литературе неоднократно отмечалось, что при назначении природных витаминов нет опасности передозировки и гипервитаминизации. Витамины, содержащиеся в растительных и животных продуктах, эффективнее искусственных, так как они находятся там в гармоничном сочетании друг с другом и с микроэлементами, белками, полисахаридами и другими соединениями. Отмечены, в частности, побочные действия чистой аскорбиновой кислоты, в то время как настой плодов шиповника, плоды цитрусовых, виноградный сок, давая лечебный эффект, побочных явлений не вызывают.
В настоящее время витамины применяются не только для ликвидации гипо- и авитаминозов. Участие витаминов в самых интимных процессах метаболизма позволяет применять их для профилактики и лечения различных заболеваний, дополняя, усиливая, а в ряде случаев улучшая действие других лечебных средств. Особенно большое значение имеют витамины для нормализации обмена веществ на ранних стадиях заболевания. Входя в состав коферментов, они играют важную роль в слаженной работе сотен ферментов организма человека. Даже нарушения синтеза и работы одного из них может вызвать дезорганизацию гармоничной работы систем и привести к патологии. Поэтому достижения в области витаминологии способствуют быстрой смене тактики лечения при различных заболеваниях. Так, аскорбиновая кислота до недавнего времени считалась второстепенным лекарственным средством, а в настоящее время рассматривается как одно из самых необходимых веществ в жизнедеятельности организма. Она участвует в синтезе белков, в частности коллагена, белков ткани мозга, предохраняет от окисления клеточные липиды и другие важные для организма вещества.
Для лечения различных заболеваний применяют как отдельные витамины, так и их комплексы. В пищеварительном тракте происходят процессы всасывания и усвоения витаминов, ряд витаминов благотворно действует на секрецию и моторную функции желудка. При употреблении лекарственных препаратов (сульфаниламиды, антибиотики) снижаются процессы синтеза микрофлорой кишок некоторых витаминов (группы В и К). Полезнее, когда организм сам синтезирует витамины, нежели получает их в готовом виде. Наибольшее значение при лечении пищеварительной системы имеют аскорбиновая и никотиновая кислоты, тиамин и флавоноиды.
При болезнях печени и желчных путей нарушается всасывание жира, поэтому ухудшается усвоение организмом жирорастворимых витаминов. Печень принимает активное участие в обмене витаминов. При заболеваниях печени и желчных путей положительное влияние оказывают витамин К, ретинол, пиридоксин, цианокобаламин, фолиевая кислота. Недостаток ретинола, в частности, может привести к изменению слизистых оболочек мочевого и желчного пузыря, почечных лоханок, что способствует образованию камней.
Витамины применяют также при заболеваниях сердечно-сосудистой и дыхательной систем, желез внутренней секреции, лучевой болезни, в хирургии, акушерстве, гинекологии, при лечении нервных заболеваний и с целью профилактики.
Характеристика отдельных витаминов, их структура, содержание в растениях и биологическое действие. Аскорбиновая кислота содержится в плодах шиповника, свежей и квашеной капусте, черной смородине, зеленом и красном перце, картофеле, хвое сосны, мякоти цитрусовых, томатах, молодой крапиве и других овощах и фруктах.
Как переносчик водорода аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессах в организме. Она является катализатором, переносящим водород, и активирует многие энзимы. Ее присутствие необходимо для нормального тканевого обмена и тканевого дыхания. Аскорбиновая кислота легко окисляется, переходя при этом в дегидроаскорбиновую кислоту, растворимую в липидах. При наличии в организме достаточного количества восстанавливающих веществ (антиоксидантов) дегидроаскорбиновая кислота, поглощая два атома водорода, переходит в исходное состояние — аскорбиновую кислоту. Такое «челночное» действие системы аскорбиновая кислота — дегидроаскорбиновая кислота является наиболее выгодным для организма, так как обе формы обладают свойствами витамина С. При отсутствии в организме достаточного количества антиоксидантов аскорбиновая кислота, прошедшая первый этап окисления до дегидроаскорбиновой кислоты, быстро окисляется дальше до 2,3-дикетогулоновой кислоты и выводится из организма. Таким образом, быстро наступает гипо- или авитаминоз аскорбиновой кислоты, даже несмотря на прием ее в большом количестве.
В отличие от других витаминов аскорбиновая кислота не может накапливаться в организме и должна поступать с пищей постоянно. Суточная потребность человека в аскорбиновой кислоте составляет 0,05—0,1 г.
Имеются данные о применении более высоких доз аскорбиновой кислоты (0,3—0,5—1 г/сут) или соответствующего количества пищи в пересчете на аскорбиновую кислоту. Аскорбиновая кислота, поступившая в организм с продуктами питания, не приносит большого вреда даже при значительных количествах. Использование больших доз свободной (синтетической) аскорбиновой кислоты может привести к угнетению островкового аппарата поджелудочной железы.
Сохранению аскорбиновой кислоты в природных продуктах питания способствует наличие в них антиоксидантов флавоноидной (Р-витаминной) природы. К их числу относятся полифенолы свежей и квашеной капусты, диких сортов яблок, плодов шиповника, катехины чая и кофе, антоцианы красного винограда и других растений.
Пангамовая кислота содержится в отрубях риса и других злаковых, в семенах большинства растений. Ее название связано со словом «пангамо» — повсюду, то есть она встречается везде.
Пангамовая кислота представляет интерес как вещество, содержащее лабильные метальные группы, способные принимать участие в реакциях метилирования и трансаминирования. С наличием лабильных метальных групп связывают и липотропное действие пангамата кальция, в частности, его способность увеличивать содержание фосфолипидов в крови и тканях. Пангамат кальция улучшает липидный обмен, повышает усвоение кислорода тканями, оказывает детоксицирующее действие, устраняет явления гипоксии, увеличивает содержание гликогена в печени, усиливает диурез. Способность пангамата кальция улучшать окислительные процессы в организме, нормализовать липидный и углеводный обмен с одновременным улучшением течения ряда заболеваний, сопровождающих преждевременное старение, позволяет считать этот витамин одним из главных средств в профилактике преждевременного старения и лечении лиц с признаками преждевременного старения. Применяют пангамат кальция для лечения разных форм атеросклероза, эмфиземы легких, хронического гепатита и алкоголизма.
Пантотеновая кислота и ее кальциевая соль вырабатываются кишечной палочкой и входят в состав коэнзима А.
Гомопантотеновая кислота является природным аналогом пантотеновой кислоты и представляет собой соединение, в котором аминокислота бета-аланин замещена на гамма-аминомасляную кислоту. Она довольно широко представлена в растительном и животном мире. Кальциевая соль гомопантотеновой кислоты (пантогам) используется в психиатрии.
Метилметионинсульфония хлорид (витамин U) содержится в соке капусты и многих овощных и некоторых лекарственных растениях — листьях петрушки, луке, салате, перце, моркови, репе, спорыше, томатах. Наиболее богаты витамином побеги спаржи и листья капусты белокочанной. Он благоприятно влияет на функции желудка, кишок, печени, желчного пузыря. В основе действия метилметионинсульфония хлорида лежат метилирующие свойства соединения за счет легкого отщепления метального радикала. Метилируя гистамин, витамин превращает его в неактивную форму, что способствует уменьшению секреции желудка и заживлению язв. Применяют метилметионинсульфония хлорид при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, язвенном колите, хроническом холецистите. Выпускающийся промышленностью препарат иногда плохо переносится больными вследствие неприятного запаха. В таких случаях можно использовать свежевыжатый сок белокочанной капусты.
Ретинол (витамин А) относится к ациклическим соединениям, в структуре которых имеется триметилциклогексеновый цикл, связанный с тетраеновой сопряженной цепью. В молекуле витамина на конце цепи имеется альдегидная или спиртовая функциональная группа.
Витамин А в растениях не встречается. Многие растения — морковь, шпинат, салат, петрушка, зеленый лук, щавель, красный перец, черная смородина, черника, крыжовник, абрикос, томаты, персики, тыква, облепиха и другие — содержат провитамин каротин.
Ретинол способствует укреплению клеточных мембран, нормализации обменных процессов в клетках, повышает устойчивость организма к инфекции. Он влияет на рост, развитие, дифференциацию тканей, репродукцию, иммунологический статус.
Недостаток в организме витамина А приводит к поражению эпителия кожи, верхних дыхательных путей. Нарушение барьерных свойств эпителия и иммунологического статуса резко снижает устойчивость организма к инфекциям и является фактором риска развития злокачественных заболеваний.
При избытке витамина А в организме наблюдается поражение нервной системы, пищеварительного тракта, кожи вплоть до гибели клеток.
В литературе имеются сведения о том, что ретинол и другие жирорастворимые витамины входят в состав цитомембран в качестве минорных компонентов. Ретинол и ретинола фосфат влияют на активность мембраносвя-занных фосфолипидзависимых ферментов.
К нафтохинонам (витаминам группы К) относится филлохинон (витамин K1), который представляет собой 2-метил-3-фитил-1,4-нафтохинон. Он распространен в растительном мире и содержится в листьях люцерны, шпинате, цветной капусте, хвое, зеленых томатах, конопле, крапиве и др.
Филлохинон — антигеморрагическое вещество, необходимое организму для поддержания нормального состояния свертывающей системы крови. Полагают, что он используется в печени для образования протромбина и стимуляции образования фибриногена. Витамин К оказывает также мембраностабилизирующее действие и регулирует состав фосфолипидов и белков.
Недостаток витаминов группы К в организме приводит к уменьшению образования протромбина, замедлению свертываемости крови, кровоизлияниям, снижению уровня гликозаминогликанов, гликопротеинов, коллагена, эластина в соединительной ткани, нарушению структуры мембран митохондрий, гексозаминсинтетазной активности печени. При недостатке витамина К нарушается клеточный метаболизм, нарастает гликолиз. В качестве препаратов витамина К применяют фитоменадиол и викасол.
Для пополнения организма витаминами группы К, особенно в весенний период, полезны молодые свежие побеги крапивы, листья шпината, щавеля и другой зелени.
Токоферолы (витамин Е) являются производными хромана. Известно семь токоферолов, различающихся количеством метальных и гидроксильных групп в хрома-новом цикле. Токоферолы содержатся в растительных маслах — кукурузном, соевом, подсолнечном, хлопковом, льняном, арахисовом, облепиховом, шиповниковом и других, в зеленых частях растений, особенно в молодых ростках злаков.
Количество метальных групп в хромановом ядре токоферола оказывает большое влияние на биологическое действие витамина.
Наиболее выраженное Ε-витаминное (сохранение зародыша при беременности) действие оказывает а-токоферол, содержащийся в подсолнечном масле. Он регулирует нормальное развитие эпителя половых желез, а также развитие зародыша. Механизм Е-витаминного действия α-токоферола еще недостаточно изучен. Полагают, что он играет важную роль в липидном обмене и участвует в синтезе хроматина в клеточных ядрах.
Другие шесть токоферолов обладают выраженной антиоксидантной активностью. Они содержатся в кукурузном, хлопковом, соевом и других растительных маслах и практически отсутствуют в подсолнечном масле. Антиоксидантную активность токоферолов можно с успехом использовать для снижения нарушенного перекисного окисления липидов клеток организма человека при разных патологиях и для профилактики его нарушений.
Флавоноиды (витамины группы Р) обладают способностью (особенно в сочетании с аскорбиновой кислотой) уменьшать проницаемость и ломкость капилляров. К ним относят большую группу природных веществ флавоноидной структуры: катехины, флавононы, флавоны, флавонолы и др. Флавоноиды содержатся в листьях чая, кожуре цитрусовых, мякоти плодов шиповника, ягодах калины, земляники, малины, черноплодной рябины, черной смородины, черники, цветках гречихи, софоры японской, рябины, козлятника, траве астрагала, горца, володушки, листьях подорожника, боярышника, каштана и др.
В медицине применяют флавоноидный гликозид рутин, получаемый из бутонов софоры японской, агликон кверцетин, чай и кофе, содержащие катехины, фрукты, ягоды. Используют также отвары и настои лекарственных растений, содержащих флавоноидные гликозиды. Флавоноиды являются «спутниками» аскорбиновой кислоты в растениях и поэтому эффект от природных комплексов аскорбиновой кислоты и витамина P всегда выше, чем от отдельных витаминов.
Аскорбиновая кислота и витамин P потенцируют действие друг друга (например, в комплексном препарате «Аскорутин»),
Наряду с Р-витаминным действием флавоноиды в зависимости от химической структуры оказывают противоязвенное, гипохолестеринемическое, противовоспалительное, радиопротекторное, желчегонное, мочегонное, гипоазотемическое и другое действие.
Никотиновая кислота, никотинамид (витамин PP) и коферментные формы НАД и НАДФ относятся к производным пиридина, содержатся в овощах, фруктах, гречневой крупе, земляном орехе, сушеных персиках, миндале. Богаты никотинамидом дрожжи и органы животных (особенно печень).
Никотиновая кислота и никотинамид являются про-стетическими группами ферментов кодегидрогеназы I и кодегидрогеназы II, которые переносят водород в окислительно-восстановительных реакциях.
Никотиновая кислота и ее коферментные формы НАД и НАДФ нормализуют функцию нервной и пищеварительной систем, кожи, оказывает защитное действие на паренхиму печени.
При гипо- и авитаминозе никотиновой кислоты наблюдаются раздражительность, утомляемость, депрессия, мышечная слабость, нарушение кроветворения, заболевания органов пищеварения. При авитаминозе развивается пеллагра.
Пиридоксин (витамин B6) и коферменты пиридоксальфосфат (ПАЛФ) и пиридоксальаминофосфат (ПМФ) являются производными пиридина. Пиридоксин включает несколько сходных по химической структуре соединений, различающихся функциональными группами в пара-положении: оксиметильная у пиридоксина, альдегидная у пиридоксаля и метиламинная у пиридоксамина. Все три формы обладают витаминными свойствами. Пиридоксин содержится в шелухе риса, зародышах пшеницы и кукурузе, сое, горохе, овсяной муке, дрожжах, печени, мясе, рыбе, яичном желтке и др. Он влияет на нервную и пищеварительную системы, кожу.
При фосфорилировании пиридоксин образует коферментные формы — пиридоксальфосфат и пиридоксальаминофосфат. Пиридоксин и его коферменты играют главную роль в обмене аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований.
В основе химической структуры тиамина (витамин В1) и кофермента кокарбоксилазы лежат гетероциклы тиазол и пиримидин, связанные между собой метальным радикалом.
Тиамин содержится в дрожжах, зародыше и оболочке злаковых культур (пшеницы, овса, гречихи, кукурузы и др.), а также в орехе, арахисе, винограде, фасоли, салате, шпинате, моркови, луке, чечевице, хлебе грубого помола, яичном желтке и др.
При фосфорилировании он образует коферменты — тиамина монофосфат (фосфатиамин), тиамина дифосфат (кокарбоксилаза), тиамина триофосфат. Тиамин и его коферментные формы участвуют в регуляции углеводного обмена, способствуют уменьшению ацидоза, нормализации работы сердечно-сосудистой и нервной систем.
При гипо- и авитаминозе тиамина снижается деятельность нервной системы, внимание, появляются быстрая утомляемость, диспепсия, отеки, поражается мышца сердца, в результате чего развивается сердечная недостаточность, возникает также липидемия, связанная с нарушением функции надпочечников.
Рибофлавин (витамин B2) и коферменты — рибофлавин-мононуклеотид и флавинат — являются производными изоаллоксазина. При фосфорилировании рибофлавина образуется рибофлавин-мононуклеотид. Кофермент флавинат представляет собой флавинадениндинуклеотид. Химическая структура рибофлавина высокоспецифична, даже незначительное ее изменение приводит к потере активности или образованию его антагонистов.
Рибофлавин содержится в оболочке и зародышах злаков (кукурузы, пшеницы, овса, риса), шпинате, томатах, зеленом горохе, фасоли, орехах, дрожжах, молоке, сыре и других продуктах.
Рибофлавин и коферменты принимают участие в окислительно-восстановительных процессах липидного и белкового обмена. Их используют для лечения циррозов печени, гепатита (флавинат), нервной системы (флавинат, рибофлавин-мононуклеотид), органов зрения (рибофлавин).
При недостатке рибофлавина в организме снижается острота зрения, поражается кожа, возникает слабость, снижается аппетит, уменьшается масса тела.
Фолиевая кислота (витамин Bc) широко распространена в растительном мире, встречается во всех свежих овощах, кукурузе, черной смородине, а также синтезируется микрофлорой кишок.
Она стимулирует созревание эритроцитов в костном мозге. Используют фолиевую кислоту для лечения некоторых форм анемии в сочетании с цианокобаламином.
Строение коферментной формы витамина В5 — коэнзима А
Коферментная форма витамина коэнзим А не связан с каким-либо ферментом прочно, он перемещается между разными ферментами, обеспечивая перенос ацильных (в том числе ацетильных) групп:
· в реакциях энергетического окисления глюкозы и радикалов аминокислот, например, в работе ферментов пируватдегидрогеназы, α-кетоглутаратдегидрогеназы в цикле трикарбоновых кислот),
· как переносчик ацильных групп при окислении жирных кислот и в реакциях синтеза жирных кислот
· в реакциях синтеза ацетилхолина и гликозаминогликанов, образования гиппуровой кислоты и желчных кислот.
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.
Пантотенат кальция, коэнзим А.
Витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный)
Витамином богаты злаки, бобовые, дрожжи, печень, почки, мясо, также синтезируется кишечными бактериями.
Витамин существует в виде пиридоксина. Его коферментными формами являются пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.
Строение пиридоксина и ео коферментных форм
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 декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных аминов из аминокислот – серотонина, гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), гистамина,
· кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы между аминокислотами и кетокислотами (механизм реакции).
Схема реакции трансаминирования
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.
Пиридоксин и пиридоксальфосфат.
Витамин В9 (Вс, фолиевая кислота, витамин роста)
Растительные продукты, дрожжи, мясо, печень, почки, желток яиц. Витамин активно синтезируется дружественной кишечной микрофлорой.
Витамин представляет собой комплекс из трех составляющих – птеридина, парааминобензойной кислоты и глутаминовой кислоты. Остатков глутамата, соединенных через γ-карбоксильную группу, может быть разное количество.
Строение фолиевой кислоты
Коферментной формой витамина является тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК, Н4ФК).
Дата добавления: 2018-11-12 ; просмотров: 139 | Нарушение авторских прав