Коферменты. Производные витаминов
В современной медицине, помимо витаминов, применяются также некоторые их производные (коферменты). Установлено, что в роли биокатализаторов чаще всего выступают производные витаминов — коферменты.
Коферменты (коэнзимы) — органические соединения небелковой природы, которые необходимы для функционирования многих ферментов.
Коферменты непосредственно являются катализаторами, функционируя в качестве переносчика электронов, атомов или групп атомов. Чаще всего часть структуры кофермента состоит из того или иного витамина, органического вещества, которое не синтезируется в организме человека и должно доставляться ему в составе пищи. В молекуле кофермента активной частью, соединяющейся с переносимой группой, служит именно витамин.
Тяжёлые заболевания, связанные с недостатком витаминов в пище, являются следствием нарушения обмена веществ в результате снижения концентрации коферментов, участвующих в специфических реакциях с ферментами.
Коферменты играют роль активного центра молекулы фермента.
Группы коферментов
Есть две группы коферментов:
Для витаминных коферментов исходными веществами являются витамины, поэтому недостаточное поступление их с пищей приводит к снижению синтеза этих коферментов и нарушению в работе соответствующих ферментов.
Невитаминные коферменты образуются в организме из промежуточных продуктов обмена веществ, поэтому недостатка в организме этих коферментов не бывает.
- Витаминные коферменты подразделяются на:
— тиаминовые коферменты (производные витамина В1);
— флавиновые коферменты (производные витамина В2);
— пантотеновые коферменты (производные витамина В3);
— пиридоксиновые коферменты (производные витамина В6);
— фолиевые коферменты (производные витамина В9);
— биотиновые коферменты (производные витамина Н);
— кобамидные коферменты (производные витамина В12);
— липоевие коферменты (производные витамина N);
— хиноновые коферменты. Убихинон или коэнзим Q10;
— карнитиновые коферменты (производные витамина Вт). Карнитин.
- Невитаминные коферменты также делятся на несколько групп:
Применение коферментов.
Спортивная фармакология
Изучение действия коферментов показало, что они, обладая низкой токсичностью, имеют широкий спектр действия на организм. Применение коферментов в спортивной фармакологии:
— кокарбоксилаза (коферментная форма тиамина — витамин В1),
— пиридоксальфосфат (витамин В6),
Группа препаратов, созданных на основе производных витаминов, представлена:
— пиридитолом (производное пиридоксина), он имеет мягкий стимулирующий эффект на ткани головного мозга,
— пантогамом (гомолог пантотеновой кислоты, содержащий гаммааминомасляную кислоту),
— оксикобаламином (метаболит витамина В12).
Кокарбоксилаза — кофермент, образующийся в организме человека из поступающего извне тиамина. В спортивной медицине применяется для лечения перенапряжения миокарда и нервной системы, при печёночном синдроме, невритах и радикулитах. Эффект даёт только внутривенное введение в дозе не менее 100 мг.
Кобамамид — обладает всеми свойствами витамина В12 и анаболической активностью. В спортивной медицине применяется для тех же целей, что и витамин В12, а также при перенапряжении миокарда, печёночном синдроме. Способствует увеличению массы скелетных мышц при интенсивных физических нагрузках, улучшению скоростно-силовых показателей и ускорению восстановительных процессов после интенсивных физических нагрузок. Целесообразно сочетание кобамамида с карнитином, с препаратами аминокислот и продуктами повышенной биологической ценности. Рекомендуется прием 2-3 таблеток ежедневно или внутримышечное введение 1000 мкг препарата в день, не менее 20 дней.
Оксикобаламин — является метаболитом цианкобаламина (витамин В12). По фармакологическому действию близок витамину В12, но по сравнению с ним быстрее превращается в организме в активную коферментную форму и дольше сохраняется в крови, так как более прочно связывается с белками плазмы и медленнее выделяется с мочой. Показания к применению такие же, как для В12.
Пиридоксальфосфат — является коферментной формой витамина В6 (пиридоксина). Препарат обладает свойствами витамина В6. Отличается тем, что оказывает быстрый терапевтический эффект, может приниматься в случаях, когда нарушено фосфорилирование пиридоксина. Рекомендуется по 0,02 г 3 раза в день через 15 мин. после еды курсом 10-30 дней. Также источником коферментной формы витамина В6 является спортивное питание «Леветон Форте».
Пиридитол, энцефабол (пиритинол) — фармакологический препарат, проявляет элементы психотропной активности, свойственной антидепрессантам, с седативным действием. Активирует метаболические процессы в ЦНС, способствует ускорению проникновения глюкозы через гематоэнцефалический барьер, снижает избыточное образование молочной кислоты, повышает устойчивость тканей к гипоксии. Малотоксичен, не обладает В6-витаминной активностью. Применяют по 0,1 г 3 раза в день через 15-30 мин. после еды не менее 4 недель. Не рекомендуется принимать в вечерние часы.
Пантогам (гомолог пантотеновой кислоты, содержащий гаммааминомасляную кислоту) — улучшает обменные процессы, повышает устойчивость к гипоксии, уменьшает реакции на болевые раздражения. Активизирует умственную деятельность и физическую работоспособность. В составе комплексной терапии применяют при черепно-мозговой травме. Рекомендуется по 0,5 г 2-3 раза в день через 15-30 мин. после еды. Приём не менее 4 недель.
Карнитин — витаминоподобное вещество, частично поступающее с пищей, частично синтезируемое в организме человека. Способствует окислению жирных кислот, синтезу аминокислот и нуклеиновых кислот. В спортивной медицине рекомендован для повышения работоспособности в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости для ускорения течения процессов восстановления. В скоростно-силовых видах спорта оказывает стимулирующее действие на рост мышц. Выпускается как L-карнитин («Элькар», «Карнифит»).
Флавинат — кофермент, который образуется в организме из рибофлавина путём фосфорилирования при участии АМФ. Лекарственная форма получена синтетическим путём. Флавинат применяют при отсутствии эффекта от применения витамина В2. Применяют также при хронических заболеваниях печени, желудочно-кишечного тракта, кожных заболеваниях. Препарат вводят в мышцу медленно.
Липоевая кислота — положительно влияет на углеводный обмен. Ускоряет окисление углеводов и жирных кислот, способствует повышению энергетического потенциала.
Что касается коэнзима Q10, пожалуй, самого известного из коферментов, окончательный вердикт о его пользе для атлетов ещё не вынесен.
По результатам исследований было выявлено, что у людей, не занимающихся спортом, коэнзим Q10 может улучшать качество аэробных упражнений. В то же время у опытных спортсменов, принимавших по 100 мг коэнзима Q10 на протяжении четырёх недель, никаких изменений в уровне выносливости обнаружено не было.
Важно отметить, что коэнзим Q10 в больших дозах (больше 120 мг) может быть вреден, приводит к повреждению мышечной ткани.
I. Витаминные коферменты
Ферменты – это биологические катализаторы. По химической природе ферменты являются белками.
Отличие ферментов от небиологических катализаторов (железо, платина и т.д.) заключается в следующем:
· скорость ферментативных реакций выше, чем реакций, катализируемых небелковыми катализаторами.
· ферменты обладают высокой специфичностью
· ферменты катализируют реакции в»мягких» условиях, т.е. при нормальном атмосферном давлении, физиологическом значении pH и температуре тела
· скорость ферментативного катализа может регулироваться
Вещество, которое превращаетсяпод действием фермента, называется «субстрат».
Структурно-функциональная организация ферментов
Так как по химической природе ферменты являются белками, то для них характерны все особенности структурной организации белков. Большинство ферментов имеют четвертичную структуру и являются сложными белками. Они состоят из белка – апофермента и кофактора. В роли кофакторов выступают ионы металлов или коферменты. Коферменты – это небольшие органические молекулы, которые принято разделять на 2 большие группы: витаминные и невитаминные. Исходными веществами для образования витаминных коферментов являются витамины. Поэтому недостаточное поступление их с пищей приводит к снижению синтеза этих коферментов и нарушению функционирования соответствующих ферментов. Невитаминные коферменты образуются в организме из промежуточных продуктов обмена веществ. Поэтому недостатка этих коферментов в физиологических условиях не бывает.
Классификация коферментов
I. Витаминные коферменты
1. Тиаминовые коферменты (производные витамина В1). ТМФ, ТДФ, ТТФ (тиаминмонофосфат, тиаминдифосфат и тиаминтрифосфат).
2. Флавиновые коферменты (производные витамина В2). ФМН (флавинмононуклетид), ФАД (флавинадениндинуклеотид)
3. Пантотеновые коферменты (производные витамина В3). КоА (кофермент А).
4. Никотинамидные коферменты (производные витамина В5) НАД (никотинамидадениндинуклеотид), НАДФ (никотинамидадениннуклеотидфосфат).
5. Пиридоксиновые коферменты (производные витамина В6). ПАЛФ (пиридоксальфосфат), ПАМФ (пиридоксаминфосфат).
6. Фолиевые коферменты (производные витамина В9). ТГФК (тетрагидрофолиевая кислота).
7. Биотиновые коферменты (производные витамина Н). Карбоксибиотин.
8. Кобамидные коферменты (производные витамина В12). Метилкобаламин, дезоксиаденозилкобаламин.
9. Липоевые коферменты (производные витамина N). Амид липоевой кислоты.
10. Хиноновые коферменты. Убихинон или кофермент Q.
11. Карнитиновые коферменты (производные витамина Вт). Карнитин.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 10001 — 
| 7789 — 
или читать все.
85.95.179.73 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Кофакторы и коферменты. Виды витаминов и их биологическая роль.
Кофакторы и коферменты / Микроэлементы и коэнзимы
Для правильного расположения атомов в структуре ферментов и их оптимального функционирования многие ферменты должны быть в контакте с небольшими вспомогательными молекулами.
Два вида таких вспомогательных молекул – кофакторы (микроэлементы) и коферменты (коэнзимы).
Кофакторы (микроэлементы)
Кофакторы или микроэлементы – это неорганические ионы, такие как магний (Mg ++ ), селен (Se ++ ) и железо (Fe ++ ).
Коферменты (коэнзимы)
Коферменты или коэнзимы – это органические молекулы-помощники. Основные атомы в их составе это углерод и водород.
Наиболее распространенными источниками коферментов являются витамины получаемые из пищи.
Некоторые витамины не требуют каких-либо модификаций и могут непосредственно выступать в качестве коферментов.
Другие витамины должны быть модифицированы и являются предшественниками коферментов.
Виды витаминов и их биологическая роль.
Витамины – это органические соединения. Они являются очень важными питательными веществами и необходимы для оптимальной работы организма в ограниченных количествах.
Многие ферменты частично или даже полностью не работают если они не связаны с определенными небелковыми молекулами-помощниками.
Витамины могут связываться с ферментами двумя способами – либо с помощью ионных или водородных связей (на короткий промежуток времени), либо при помощи стабильных ковалентных связей (на все время существования фермента).
Водорастворимые и жирорастворимые витамины
Витамины могут быть либо растворимыми в воде либо в липидах.
Водорастворимые витамины
Водорастворимые витамины могут всасываться из кишечника непосредственно в кровь.
Витамин С (аскорбиновая кислота) и витамины группы B являются растворимыми в воде.
Поскольку избыточное количество водорастворимых витаминов может выводится с мочой, то их относительно трудно передозировать и достичь токсичных для организма уровней.
Жирорастворимые витамины
Жирорастворимые витамины попадают в организм таким же способом, как и липиды и поэтому потребление небольшого количество жиров вместе с ними имеет важное значение для их лучшего усвоения.
Жирорастворимые витамины — А (ретинол), D (кальциферол), Е (α-токоферол), и К (филлохинон).
Они легко проходят через плазматические мембраны желудочно-кишечного тракта и других тканей.
Чрезмерное потребление жирорастворимых витаминов может вести к тому что они будут накапливаться в жировых тканях организма и достигать токсичных уровней. На это особенно важно обращать внимание при приеме пищевых добавок для того чтобы избежать передозировки.
Водорастворимые витамины
Жирорастворимые витамины
В3 (ниацин, ниацинамид, никотиновая кислота)
Витамины и соответствующие коферменты
Витамины и коферменты, скорее всего, не только можно, но и необходимо рассматривать вместе, в одном разделе химии природных соединений, поскольку нельзя провести четкого разграничения определенной группы природных биологически активных веществ на два таких класса. С другой стороны, при освещении химии этих соединений мы неизбежно коснемся вопросов строения и свойств их, а отсюда неизбежен и выход на реакции, катализируемые ферментами (коферментами). Таким образом, эти три феномена химии живой природы — витамины, коферменты и ферментативный катализ не то чтобы тесно связаны, они завязаны в один узел, и комплексное их описание вполне уместно.
Но в любом случае, какая-то, хоть и ограниченная, классификация является полезной, поэтому в понятия “витамины” и “коферменты” можно проставить следующие акценты и ввести некоторые определения. Витаминами можно назвать некую группу низкомолекулярных органических соединений различной химической природы, необходимых для осуществления жизненно важных биохимических процессов in vivo Природные соединения, не являющиеся витаминами, но легко превращающиеся в них в организме человека, называются провитаминами. Если несколько соединений близкой химической природы выполняют одну и ту же витаминную функцию в организме — их называют витамерами.
Теперь дадим определение коферментам. Коферменты — это органические природные низкомолекулярные соединения различной химической природы, необходимые для осуществления каталитического действия ферментов, катализирующих химические процессы in vivo. В чем же различие? Скорее всего в том, что понятие витамины — более общее, а во-вторых, коферменты являются, как правило, производными витаминов.
В связи с тем, что уже сказано о витаминах и коферментах, можно провести следующее их разграничение: а) собственно витамины — это соединения, выполняющие свою витаминную роль самостоятельно, б) витамины-коферменты — соединения, выполняющие определенную биохимическую функцию в виде производных, т.е. в виде коферментов, в) следует выделить отдельно группу коферментов, т.е. тех соединений, которые образованы из соответствующих витаминов или синтезированы самостоятельно данным организмом для осуществления того или иного химического процесса в живой клетке. В свою очередь, кофермент выполняет свою каталитическую функцию либо в свободной форме, т.е. самостоятельно, либо в ферментносвязанном виде, о чем более подробно будет сказано позже.
Теперь можно представить взаимосвязь между всеми соединениями и явлениями этого раздела природной химии следующей простой схемой:
Организм животных (и человека, в том числе) или не синтезирует витамины вообще, или же синтезирует их в ограниченном количестве, поэтому они должны их получать в готовом или почти готовом виде (в форме провитаминов) с пищей. Витамины обладают исключительно высокой биологической активностью, сочетающей высокую универсальность с высокой степенью селективности и требуются для нормальной работы организма в очень небольших дозах — от нескольких мг в сутки. Наибольший показатель потребности организма — в витамине С (до 100 мг). Недостаток любого витамина, равно как и избыточное потребление, особенно в хроническом исполнении, пагубно для жизнедеятельности организма.
Номенклатура витаминов достаточно нестрога, что связано с их химической неоднородностью и разнообразием биологического действия. Бытует их буквенное обозначение, которое часто сопровождается тривиальным химическим названием, либо аббревиатурой системного химического названия. Всего известно около 20 веществ, которые могут быть отнесены к витаминам, а с учетом коферментов эта цифра будет несколько большей.
Коферменты: что это такое, польза, применение в спорте
Коферменты представляют собой органические соединения небелковой природы, которые необходимы для функционирования многих ферментов. Большинство из них являются производными витаминов.
Причиной нарушения метаболизма и снижения синтеза полезных веществ в организме часто является снижение активности некоторых видов ферментов. Поэтому то коэнзимы столь нам необходимы.
В узком смысле, кофермент – это коэнзим Q10, производная фолиевой кислоты и некоторых других витаминов. Важное значение для организма человека имеют те коферменты, которые продуцируются витаминами группы B.
Кофермент нужен для того, чтобы повысить производительность клеточной энергии, которая нужна для поддержания жизнедеятельности. Любой процесс, который протекает в организме человека, требует колоссального энергетического ресурса, будь то умственная деятельность, работа сердечно-сосудистой или пищеварительной системы, физическая активность при нагрузке на опорно-двигательный аппарат. Благодаря реакции, в которую коферменты вступают с ферментами, продуцируется необходимая энергия.
Функции коферментов
Коферменты представляют собой небелковые соединения, которые способствуют активации потенциала ферментов. Они выполняют 2 основные функции:
- Участвуют в каталитических процессах. Кофермент сам по себе не вызывает в организме необходимых молекулярных превращений, в состав ферментов он входит вместе с апоферментом, и только при их взаимодействии происходят каталитические процессы связывания субстрата.
- Транспортировочная функция. Кофермент соединяется с субстратом, в результате чего образуется прочный транспортировочный канал, по которому свободно перемещаются молекулы до центра другого фермента.
Все коферменты объединяет одно важное свойство – они являются термически устойчивыми соединениями, но свойственные им химические реакции довольно сильно разнятся.
Классификация коферментов
По способам взаимодействия с апоферментом коферменты делятся на:
- Растворимые – во время реакции соединяется с молекулой фермента, после чего изменяется по химическому составу и высвобождается заново.
- Простетические – прочно связаны с апоферментом, в процессе реакции находится в активном центре фермента. Их регенерация происходит при взаимодействии с другим коферментом или субстратом.
По химической структуре коферменты делятся на три группы:
- алифатические (глутатион, липоевая кислота и др.)
- гетероциклические (пиридоксальфосфат, тетрагидрофолиевая кислота, нуклеозидфосфаты и их производные (КоА, ФМН, ФАД, НАД и др.), металлопорфириновые гемы и др.
- ароматические (убихиноны).
По функциональному признаку выделяют две группы коферментов:
- окислительно-восстановительные,
- коферменты переноса групп.
Коферменты в спортивной фармакологии
При интенсивных физических нагрузках расходуется большое количество энергии, ее запас в организме истощается, а многие витамины и питательные вещества потребляются гораздо быстрее, чем вырабатываются. Спортсмены испытывают физическую слабость, нервное истощение, нехватку сил. Для того чтобы помочь избежать многих симптомов были разработаны специальные препараты с коферментами в составе. Их спектр действия очень широк, назначаются они не только спортсменам, но и людям с достаточно серьезными заболеваниями.
Кокарбоксилаза
Кофермент, который образуется только из поступающего в организм тиамина. У спортсменов он служит средством профилактики перенапряжения миокарда, расстройств нервной системы. Препарат назначается при радикулитах, невритах, а также острой печеночной недостаточности. Вводится внутривенно, разовая доза не должна быть менее 100 мг.
Кобамамид
Заменяет по действию функционал витамина B12, является анаболиком. Помогает спортсменам нарастить мышечную массу, увеличивает выносливость, способствует быстрому восстановлению после занятий. Выпускается в форме таблеток и растворов для внутривенного введения, суточная норма составляет 3 таблетки или 1000 мкг. Длительность курса – не более 20 дней.
Оксикобаламин
По своему действию схож с витамином B12, но намного дольше держится в крови и гораздо оперативнее преобразуется в коферментную формулу благодаря прочному соединению с плазменными белками.
Пиридоксальфосфат
Для препарата характерны все свойства витамина B6. От него он отличается быстрым терапевтическим эффектом, назначается к приему даже при нарушении фосфорилирования пиридоксина. Принимается три раза в день, суточная доза составляет не более 0,06 гр, а курс – не дольше месяца.
Пиридитол
Активизирует метаболические процессы центральной нервной системы, повышает проходимость глюкозы, препятствует избыточному образованию молочной кислоты, повышает защитные свойства тканей, в том числе устойчивость к гипоксии, которая возникает во время интенсивных спортивных тренировок. Принимают препарат три раза в день по 0,1 гр. после завтрака в течение месяца
Пантогам
Является гомологом пантотеновой кислоты, ускоряет обменные процессы, снижает проявление болевых реакций, повышает устойчивость клеток к гипоксии. Действие препарата направлено на активацию работы головного мозга, повышение выносливости, показан к применению при черепно-мозговых травмах различного типа. Таблетки принимаются в течение месяца по 0,5 гр не чаще трех раз в день.
Карнитин
Выпускается в форме препарата для инъекций, действие которых направлено на активацию жирового обмена, ускорение регенерации клеток. Оказывает анаболическое, антигипоксическое и антитиреоидное действие. Является синтетическим заменителем витамина B6. Эффективен в виде внутривенной капельницы.
Флавинат
Образуется в организме из рибофлавина, активно участвует в углеводном, липидном и аминокислотном обмене. Выпускается в виде раствора для внутримышечных инъекций, так как его усвоение в желудке неэффективно при нарушении всасывания рибофлавина.
Липоевая кислота
Нормализует углеводный обмен. Повышает скорость окисления углеводов и жирных кислот, что способствует повышению энергетического запаса.
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.