Кофермент и витамины

Как известно, большинство известных ферментов в своем составе имеют простетическую группу - кофермент. Важнейшей составной частью кофермента являются витамины. Но в состав коферментов витамины вхо­дят не в свободном виде, а в активированном. Прежде, чем стать ко­ферментом, витамины подвергаются фосфорилированию или какому-нибудь другому превращению. Для каждого из витаминов этот путь активирова­ния - свой.

Активными формами витаминов являются, например, тиаминпирофосфат ( витамин В1), ФАД (В2), фосфопиридоксаль (В6), тетрагидрофолиевая кислота или фолиновая кислота (фолиевая кислота), НАД или НАДФ (ви­тамин РР). Витамин В12 при активации соединяется с адениловой кисло­той; биотин - с СО2; пантотеновая кислота в активированном виде представляет собой Коэнзим А.

В организме человеак возможен синтез лишь единичных витаминов: витамина РР из аминокислоты триптофана, витамина D3 из 7-дегидрохо­лестерина в процессе фотохимической реакции. В кишечнике под влияни­ем микрофлоры синтезируются некоторые витамины группы В. И это, по­жалуй, все. Все остальные витамины в обязательном порядке должны поступать в организм извне, чаще всего с пищей.

Источниками витами­нов, как правило, являются овощи и фрукты, некоторые злаки и бобо­вые. В продуктах животного происхождения витаминов значительно мень­ше. Большое количество витаминов вводится в организм в виде искусс­твенных препаратов. Причем, выгоднее вводить свободные витамины, а не коферменты, т.е. не активированные витамины. дело в том, что че­рез клеточную мембрану свободные витамины проходят значительно лег­че. Если вводить кофермент, то он сначала должен предварительно под­вергнуться расщеплению, а уж после внутриклеточно снова ресинтезиро­ваться. Однако, при некоторых заболеваниях, например, при ИБС вводят коферменты, такие, как кокарбоксилаза.

Потребность в витаминах исчисляется несколькими миллиграммами или даже микрограммами. Витамины быстро всасываются в кровь, но и быстро выводятся. Поэтому витамины должны вводиться в организм пос­тоянно. При недостатке витаминов возникают гиповитаминозы, авитами­нозы или полиавитаминозы.

Общим симптомом всех видов витаминной недостаточности является

угнетение роста молодого организма. Помимо этого, отcутствие какого

-либо витамина вызывает развитие синдрома, т.е. специфической комби­нации симптомов, характерной для недостатка данного витамина. В этом заключается разница между витаминной недостаточностью и недостатком общего количества калорий или белка.

Следует отметить, что витаминная недостаточность обусловливается нарушениями в правильном составе пищи. Витаминная недостаточность никогда не развивается даже при полном голодании или при недостаточ­ном введении калорий, если при этом не нарушено пропорциональное со­отношение и количество вводимых витаминов. Витаминная недостаточ­ность развивается быстрее, если организм находится в активном перио­де роста, т.е. у детей грудного возраста, в периоде полового созре­вания, у беременных и кормящих матерей.

При полном отсутствии какого-либо витамина говорят об авитамино­зе. Если недостаточность витамина не полная, то говорят о гиповита­минозе. Признаки гиповитаминоза иногда могут распознаваться с боль­шим трудом, от соответствующего авитаминоза он может отличаться не только степенью нарушения, но и сам характер нарушений может быть совсем другим.

Если отсутствует несколько витаминов, то признаки не просто сум­мируются, а возникает новая клиническая картина. Некоторые симптомы при этом усиливаются, другие могут, наоборот, подавляться. Могут возникать и новые симптомы. При этом возникает особая патология, ко­торую, называют полиавитаминозом.

При поступлении избыточного количества витаминов возможно воз­никновение гипервитаминозов.

В наших широтах настоящие авитаминозы практически не встречают­ся, хотя гиповитаминозы бывают довольно часто. Гипервитаминозы также довольно редкая патология, т.к. надо съесть уж очень огромное коли­чество витаминов. Кроме того, витамины в организме у человека не стойки, они легко окисляются. Чаще встречаются гипервитаминозы жиро­растворимых витаминов. При избытке витаминов наблюдаются побочные действия. Так, при избытке витамина РР наблюдается сосудорасширяющее действие; витамин В1 является аллергогенным соединением; избыток ви­тамина С неблагоприятно сказывается на работе почек, т.к. он при распаде дает щавелевую кислоту. Избыток же щавелевой кислоты ведет к образованию камней в почках - оксалатов. Кроме того, избыток витами­на С подавляет выработку инсулина.

Учитывая все эти нежелательные последствия, ввели понятие дозы предельной допустимости витаминов - разовые и суточные, больше кото­рых принимать витамины не следует.

Гиповитаминозы встречаются очень часто.

Причины следующие:

1) Социальные факторы: например, в результате монокультуральной системы ведения сельского хозяйства у населения преобладает однооб­разное, одностороннее питание с недостаточным содержанием витаминов в пище. Я уже приводила вам пример с питанием полированным рисом. Вообще, при преимущественно углеводном питании наблюдается В1-недос­таточность. Белые сорта муки в витаминном отношении менее ценны. Не­полноценная по белку диета дает недостаточность витаминов В, РР.

К социальным фактором, способствующим развитию гиповитаминозов относятся также плохие жилищные условия: отсутствие достаточного солнечного освещения способствует развитию рахита.

2) Неправильная технология обработки пищи. Сюда входит хранение, консервирование, очистка, улучшение внешнего вида пищевых продуктов, при которых содержание витаминов значительно изменяется, по сравне­нию с их содержанием в естественном состоянии продуктов. Кулинарная обработка имеет значение. Медленное нагревание или неоднократное по­догревание пищи уничтожает витамины.

3) Общественное питание. При неправильной организации предприя­тий общественного питания, особенно крупных столовых, могут возник­нуть условия, при которых из продуктов удаляются витамины: длитель­ное перегревание пищи, длительное хранение ее, влияние воздуха, од­носторонней и одонообразной диеты.

4) Факторы культурного развития населения. Обычаи, принятые при приготовлении и приеме пищи: Чрезмерно длительная варка и отказ от овощей приводит к снижению витаминов в пище. Так, пожилые или одино­кие люди употребляют крайне однообразную и бедную витаминами пищу. В некоторых странах играют роль религиозные запреты, касающиеся источ­ников полноценной пищи.

5) Особо следует указать на алкоголизм как причину витаминной

недостаточности, особенно витаминов группы В (тиамина).

6) Биологические факторы. К ним относятся такие предрасполагаю­щие состояния организма, как грудной возраст, беременность, период кормления ребенка. В основе предрасположенности к авитаминозу при этих состояниях лежит особенно большая потребность в витаминах в пе­риоды репродукции и роста. У грудных детей, помимо того, играет роль и то, что женское молоко не является полностью достаточным источни­ком витаминов.

7) Некоторые патологические состояния:

а) Например, нарушение всасывания в ЖКТ при ахилии, когда полностью разрушается аскорбиновая кислота, в организм не поступает витамин РР, В1. При заболевании желчного пузыря нарушается всасыва­ние жирорастворимых витаминов.

б) Кишечные инфекции. Патогенные микроорганизмы подавляют нормальную кишечную микрофлору, нарушая синтез витаминов группы В в кишечнике.

в) При заболеваниях печени нарушается: 1)процесс превращения провитаминов в витамины; 2)нарушается процесс включения витаминов в различные биосинтетические реакции. Например, витамин К не включает­ся в синтез белков, участвующих в свертывании крови; 3)нарушается процесс депонирования в печени.

8) Введение избыточного количества лекарств, в первую очередь -

антибиотиков, которые могут угнетать деятельность нормальной микроф­лоры в кишечнике. Кроме того, они могут создавать такие условия, при которых ткани не могут усваивать витамины. Например, при введении больших доз тетрациклина ткани обедняются витамином С, при введении больших доз некоторых сульфаниламидов - витамином РР.

9) Введение антивитаминов, очень похожих по строению, но облада­ющих противоположным действием. Так, для витамина В1 антивитамином является окситиамин, для витамина В2 (рибофлавина) - дихлорфлавин. Антивитамином РР является гидразид изоникотиновой кислоты, витамина К - дикумарин, гепарин, витамина Е - сульфаниламиды, четыреххлорис­тый углерод, насыщенные жирные кислоты, для витамина С - глюкоаскор­биновая кислота и т.д.

ВИТАМИНОТЕРАПИЯ

Витамины широко используются в лечебной практике. Их применяют с разными целями:

1) В качестве заместительной терапии, чтобы восполнить дефицит какого-либо витамина;

2) С целью неспецифического фармакологического воздействия;

3) Для повышения компенсаторных возможностей организма. По свое­му действию витамины могут перекрывать друг друга и влиять на одина­ковые процессы в организме. Так, например, витамины С, РР, А, В1 и В12 повышают общую реактивность организма, регулируют функции ЦНС, обеспечивают нормальную трофику тканей.

Витамины С, Р и К - антигеморрагические: повышают устойчивость стенок кровеносных сосудов, нормализуют свертываемость крови.

Витамины С и А - антиинфекционные. Они усиливают защитные свойс­тва эпителиальных покровов, усиливают фагоцитоз, способствуют выра­ботке антител.

Витамины В2, В12, фолиевая кислота - антианемические - усиливают процессы кроветворения.

Витамины С, В2, А - регулируют химизм зрения, усиливают остроту зрения, адаптацию глаза к темноте, усиливают диапазон цветного зре­ния.

Как видим, витамин С имеет универсальное значение.

Суточная потребность витаминов - профилактическая доза, т.е. то количество витамина, которое необходимо для предотвращения заболева­ния гиповитаминозом. Потребность зависит от вида труда, места жи­тельства, возраста. Более высокая потребность в витаминах при бере­менности, у кормящих матерей, при разных заболеваниях, особенно в впериод выздоровления. За единицу активности витамина принята Между­народная единица (МЕ) или Интернациональная единица (ИЕ). Стандарти­зация витамина производится на лабораторных животных.

МЕ витамина А = 0,3 мкг (крысы);

МЕ " В1 = 3 мкг чистого кристаллического тиамина (голуби);

" " В2 = 3 мкг

С = 50 мкг

D = 0,025 мкг чистого кальциферола.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ

В настоящее время открыто уже очень большое количество витами­нов. Поэтому назрела необходимость в их классификации. В основу классификации витаминов положены следующие принципы:

1) Название витамина обозначается буквами латинского алфавита;

2) Затем они называются по тому заболеванию, которое возникает при их дефиците;

3) Растворимость в жирах (жирорастворимые витамины А - антиксе­рофтальмический, D - антирахитический, Е - антистерильный, витамин размножения и К - антигеморрагический) и в воде (витамины группы В, витамин С, Р, инозит).

Витамины группы В содержат в своем составе N:

В1 - тиамин, антиневритный;

В2 - рибофлавин, антидерматитный;

В3 - пантотеновая кислота ("пантотеновый" - вездесущий),

- фактор роста дрожжей, грибков - антидерматитный;

В5 - РР - антипеллагрический;

В6 - пиридоксин - антидерматитный;

В8 - инозит - фактор роста микробов, фактор облысения;

В9 - фолиевая кислота - антианемический;

В12 - антианемический;

В13 - оротовая кислота;

В15 - пангамовая кислота;

С - антицинготный, антискорбутный;

Р - рутин, витамин проницаемости;

Биотин - Фактор роста микробов, антисеборрейный;

Рассмотрим более подробно отдельные представители витаминов.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ (продолжение)

ВИТАМИН Е (ТОКОФЕРОЛ).

На белых крысах был проведен эксперимент. Их кормили одним лишь коровьим молоком. Оказалось, что такие крысы не способны приносить потомство. Если в корм добавляли растительные масла, особенно масло из зародышей пшеницы, способность к размножению у самцов и самок крыс восстанавливалась. Фактор, который был в этих продуктах, был назван витамиином Е. Он был выделен из масла зародышей пшеничных зе­рен и получил название токоферол. Витамины группы Е объединяют 8 то­коферолов, обозначаемых буквами греческого алфавита. По биологичес­кому действию токоферолы делятся на вещества витаминной и антиокис­лительной активности.

В природных источниках наибольшее распространение имеет альфа-токоферол, он и обладает наиболее выраженной витаминной активностью.

Наибольшей антиокислительной (антиоксидантной) активностью обладает дельта-токоферол.

Физиологическое значение витамина Е в основном заключается в:

1) его антиоксидантном действии на внутриклеточные липиды и пре­дохранении липидов Мх и Мксм от пероксидации. Липоперекиси - продук­ты ПОЛ могут привести к нарушению клеточных функций и к прямому пов­реждению клеток. Они, помимо всего прочего, могут также инактивиро­вать многие витамины и ферменты. Витамин Е нормализует состояние и функции биологических мембран. Поэтому витамин Е широко применяется в лечебных целях при воспалительных заболеваниях, когда усилены про­цессы ПОЛ и повышена проницаемость клеточных мембран, при заболева­ниях, сопровождающихся некрозом клеток, например, при ОИМ.

2) Окисление липидов мембран эритроцитов и их стромы может соп­ровождаться гемолизом эритроцитов. Витамин Е предохраняет эритроци­ты от гемолиза. Таким образом, витамин Е является эндогенным внут­риклеточным антиоксидантом.

Содержание витамина Е в крови составля­ет 2 -4 мкмоль/л (1 мг%).

3) Важнейшим свойством витамина Е является его способность по­вышать накопление во внутренних органах всех жирорастворимых витами­нов, особенно ретинола.

4) Токоферолы обладают способностью активизировать процессы, участвующие в синтезе АТФ. Имеются данные об участии токоферолов в процессах окислительного фосфорилирования.

5) Установлена тесная связь токоферолов с функцией и состоянием эндокринных систем, особенно половых желез, гипофиза, надпочечников и щитовидной железы.

6) Токоферолы принимают участие в обмене белка (в синтезе нук­леопротеидов, а также в обмене креатина и креатинина).

7) Токоферолы оказывают нормализующее действие на мышечную сис­тему. Нормальный уровень витамина Е необходим для развития мышц и нормальной мышечной деятельности. Витамин Е предотвращет мышечную слабость и утомление. В сявзи с этим витамин Е широко используется в спортивной медицине и в спортивной практике как средство нормализа­ции мышечной деятельности при больших физических нагрузках в период напряженных тренировок. Витамин Е применяется также с лечебной целью при таком тяжком заболевании, как прогрессирующая мышечная дистро­фия.

Недостаточность витамина Е наиболее хорошо изучена в эксперимен­тах на животных. У крыс с недостаточностью витамина Е развивается мышечная дистрофия из=за нарушения образования креатинфосфата и сни­жения в мышцах миозина и замены его коллагеном. У крыс с недостаточ­ностью витамина Е нарушается сперматогенез, теряется способность к оплодотворению. У самок наблюдается бесплодие, а при беременности - гибель плода.

Поскольку токоферолы широко распространены в природе, то у людей авитаминоз Е наблюдается редко. При этом наблюдается гемолиз эритро­цитов. Возможны явления Е-витаминной недостаточности у преждевремен­но родившихся младенцев и у младенцев со стеаторреей. Признаки Е-ви­таминной недостаточности могут быть при альфа- и беталипопротеидеми­ях. При этом наблюдаются значительные изменения в плазматических мембранах клеток. Все эти явления проходят при введении токоферола.

ВИТАМИН К (филлохиноны).

Витамины группы К участвуют в процессах свертывания крови. они оказывают влияние на биосинтез прокоагулянтов и являются стимулято­рами биосинтеза в печени 4-х белков - ферментов свертывания крови, а также образования активных тромбопластина и тромбина. Кроме того, витамин К проявляет также широкое анаболическое действие путем учас­тия в функци АТФ-генерирующей системы и участием в продукции АТФ, что может иметь очень важное значение в энергетическом обеспечении организма. В отсутсвие витамина К наблюдается разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования (чаще всего под влиянием дикумарина).

Витамин содержится в пищевых продуктах: цветная капуста, зеле­ный горошек, морковь, шпинат, мясо животных, печень, особенно сви­ная.

У взрослого человека витамин К синтезируется микрофлорой кишеч­ника (до 1,5 мг/сутки). Это исключает возможность возникновения у взрослого человека первичного К-авитаминоза. Реальная опасность К-витаминной недостаточности и развития первичного К-авитаминоза возникает у детей в первые 5 дней жизни, когда их кишечник еще не­достаточно заселен микрофлорой, способной синтезировать витамин К.

У взрослого человека возможен вторичный К-авитаминоз, развиваю­щийся в том случае, если не усваивается витамин К из кишечника или если он прекращает там синтезироваться, например, при приеме боль­ших доз сульфаниламидов. Наиболее частая причина вторичного К-ави­таминоза являются заболевания печени, например, обтурационная жел­туха: желчь не поступает в кишечник, нарушается усвоение жирораст­воримых веществ, в том числе и витамина К.

Большое значение имеет прием антивитаминов К. К ним относятся кумарины (дикумарин, применяемый с лечебной целью при угрозе тромбо­зов, например, при ОИМ, инсульте). При этом возможна передозировка антикоагулянта и возникновение К-авитаминоза.

Явления недостаточности витамина К: Главным образом это сильная кровоточивость, которая может привести в тяжелых случаях к гибели. У новорожденных - это геморрагическая болезнь новорожденных.

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

Биотин (Витамин Н от нем. Haut - кожа) был выделен из сухого яичного желтка в 1935 г. В 1941-42 г.г. была изучена химическая структура и осуществлен его синтез.

В 1916 г. Бетман показал, что при кормлении животных пищей сырым яичным белком у них наступала смерть после прогрессирующего похуда­ния, облысения и других трофических расстройств. В яйце был обнару­жен гликопротеид авидин, который связыает биотин в водонерастворимый комплекс и тем самым вызывает биотиновую недостаточность у животных. У человека биотиновая недостаточность встречается очень редко. При потреблении сырого яйца авидин связывает биотин в кишечнике, вследс­твие чего он всасывается в недостаточном количестве или не всасыва­ется совсем. 1 г авидина связывает 7 мг биотина. При биотиновой не­достаточности наблюдается бледность кожных и слизистых покровов, не­домогание, сонливость, дерматит с отрубьевидным шелушением кожи, жирная себоррея. У животных шерсть выпадает вокруг глаз ("очковые глаза"). Потребность биотина - 10 мкг/сутки. Он может вырабатываться микрофлорой кишечника. До 14% биотина оседает в печени. Биотин всег­да соединен с аминокислотой лизином квазипептидной связью. В тканях биотин связан с белком, содержащим лизин.

Биотин входит в состав кофермента и влияет на наращивание кар­боксильной группы за счет превращения неактивного СО2 в активную форму, т.е. в форму с макроэргической связью. Этот процесс требует затраты АТФ и ионов Mn и Mg в качестве катализаторов.

В качестве примеров действия биотинов надо привести:

1) Синтез ЩУК: ПВК + СО2~биотин --- ЩУК

2) Синтез ВЖК: Ацетил~SКоА + CO2~биотин ---СООН-СН2-СО~SКоА

(малонил-КоА)

3) Синтез пуринового кольца.

4) Синтез карбамоилфосфата в орнитиновом цикле.

При недостате биотина нарушается синтез фосфолипидов, холесте­рина и др. При этом нарушается структура мембран клеток и субкле­точных органелл.

Тиамин (Витамин В1).

Метаболическая роль Тиамина заключается в окислительном декар­боксилировании кетокислот (ПВК, альфа-кетоглутаровой кислоты в ЦТК и др.) и в транскетолазной реакции (пентозо-фосфатный цикл). Тиамин должен быть в активной форме, т.е. в форме тиаминпирофосфата (ТПФ). В норме человек потребляет ежедневно от 0,5 до 1,5 мг тиамина в сос­таве продуктов из злаковых. Причем, надо учесть, что тиамин содер­жится в основном на поверхности семян. Поэтому при высокой очистке муки большая часть витамина теряется. Вот почему при питании полиро­ванным рисом или при питании исключительно хлебом из муки высшего качества возникает недостаточность витамина В1. Гиповитаминоз вита­мина В1 проявляется полиневритами, мышечной слабостью. В тяжелых случаях возникает заболевание, получившее название "Бери-бери", что означает "овца". Это мучительное заболевание: у человека дрожат ко­лени, больные высоко поднимают ноги и ходят подобно овцам. Это вид паралича или скорее тремора (дрожание). У больных наблюдаются изме­нения в характере движений, нарушается чувствительность рук и ног, а иногда и всего тела. Так описал это заболевание датский врач Якобс Бонитус еще в 1630 г., когда он работал на о. Ява. Бери-бери до сих пор довольно широко распространен у жителей стран Дальнего Востока. Кроме того, болезнь эта иногда встречается при остром истощении у алкоголиков. Кроме того, нужно также учитывать, что тиамин легко разрушается при длительной варке пищевых продуктов.

Болезнь характеризуется симптомами неврологических заболеваний и сердечной недостаточности. Повреждение периферической нервной систе­мы проявляется в виде болей в конечностях, мышечной слабости, нару­шении кожной чувствительности. При бери-бери в крови увеличивается содержание ПВК и альфа-кетоглутарата, поскольку нарушается их окис­лительное декарбоксилирование. Это особенно выражено после приема глюкозы.

Пантотеновая кислота (витамин В3)

Этот витамин был открыт в 1933 г. как фактор роста дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий. Пантотеновая кислота вездесуща, особенно ее много в клетках растительного происхождения. У человека авитаминоз не встречается. Потребность в пантотеновой кислоте - 10 мг/сутки. У животных при недостаточности возникает язва желудка, дерматиты, дегенеративные изменения в миелиновых оболочках спинного мозга и корешков. Метаболические функции пантотеновой кислоты связа­ны с ее вхождением в состав кофермента А и ацилпереносящего белка (АПБ), необходимого для синтеза ВЖК.

HSKoA осуществляет в организме следующие реакции:

1)Активирование ВЖК (образование ацил-КоА):

R-CO-OH + HSKoA ---- R-CO~SKoA + H2O

2)Образование ацетил-КоА - универсального соединения в организ­ме, которое является связующим звеном между всеми видами обмена ве­ществ. Ацетил-КоА используется для синтеза ВЖК, холестерина, гормо­нов коры надпочечников, половых гормонов, ацетилхолина:

CH3-CO~SKoA + HOCH2-CH2-N(CH3)3 ----CH3-CO-O-CH2-CH2-N(CH3)3

OH OH

Амид никотиновой кислоты (Ниацин, витамин В5, витамин РР) явля­ется составной частью НАД и НАДФ. Это и определяет метаболическую роль ниацина в организме.

В соответствии со своим всеобщим значением для клеточного обмена ниацин широко распространен в природе. В качестве обильных источни­ков его можно назвать печень, почки, мясо, рыбу и муку из цельной пшеницы. Потребность в нем составляет 15-20 мг/сут.

При недостаточности ниацина у человека возникает рад симптомов со стороны ЖКТ, кожи и нервной системы. Эти явления характеризуют клиническую картину пеллагры. Со строны ЖКТ возникает прежде всего диаррея, а также воспаление слизистой оболочки ротовой полости и языка. На коже, особенно на открытых частях тела появляется зудящая эритема, болезненное припухание, утолщение и пигментация кожи. Пора­жения нервной системы выражаются в невритах и тяжелых психических нарушениях: депрессии, летаргии, спутанности сознания и в конце кон­цов полном умственном упадке. Пеллагру часто называют болезнью трех "Д", имея ввиду ее ведущие симптомы: диаррея, дерматит, деменция. Пеллагра бывает в тех районах, где население питается в основном ма­исом, это южные штаты США и южная Италия. По-видимому, это связано с тем, что маис почти не содержит триптофана, из которого образуется никотиновая килота. Кроме того, маис сам увеличивает потребность ор­ганизма в никотиновой кислоте, возможно из-за нарушения соотношения аминокислот.

Группа пиридоксина (витамин В6). К этой группе относится ряд

родственных соединений: пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин и пи-

ридоксальфосфат.

Вещества группы пиридоксина широко распространены в пищевых про­дуктах растительного и животного происхождения. Наиболее богатыми источниками являются ростки пшеницы, дрожжи и печень. Потребность в пиридоксине для человека составляет примерно 2-3 мг/сут. Это коли­чество вполне обеспечивается при обычном питании. Некоторое коли­чество доставляется кишечными бактериями. Потребность в витамине возрастает при физической работе и при быстром росте.

Биохимические функции пиридоксина очень разнообразны. В организ­ме различные формы пиридоксина переходят в пиридоксаль-5-фосфат, ко­торый может быть назван коферментом обмена аминокислот. Он участвует в следующих реакциях:

1) Трансаминирование;

2) Декарбоксилирование аминокислот (например, образование гис­тамина);

3) В реакциях обмена триптофана;

4) Образование цистеина из серина;

5) Превращение серина в глицин;

6) Образование дельта-аминолевулиновой кислоты, необходимой для синтеза порфирина и обмена глицина;

7) Усвоение аминокислот клетками, т.е. в активном транспорте аминокислот через клеточные мембраны против концентрационного гра­диента;

8) Пиридоксаль является также сосавной частью фермента, расщеп­ляющего гликоген - фосфорилазы.

Как видим, пиридоксаль-фосфат имеет довольно универсальное зна­чение для организма, этим и объясняется многообразие симптомов при недостаточности витамина: это отставание в росте, дерматиты, у мла­денцев - конвульсивные судороги,, тяжелая гипохромная анемия. У че­ловека, к счастью, недостаточность витамина В6 наблюдается не так уж часто. Иногда возможно возникновение гиповитаминоза при приеме про­тивотуберкулезного препарата изониазида, который связывает пиридок­саль и таким образом исключает его из метаболизма.

Фолиевая кислота (Витамин В9)

Содержится в больших количествах в дрожжах, в листьях шпината, щавеля и во многих других продуктах растительного происхождения. Ме­таболическая роль заключается в участии переноса одноуглеродных фрагментов, а именно -СН3, -СН2ОН и -СНО. При этом фолиевая кислота должна предварительно восстанавливаться в тетрагидрофолиевую кисло­ту. ТГФК играет важную роль в обмене пуринов и пиримидинов, а следо­вательно имеет очень важное значение для обмена нуклеиновых кислот, роста тканей, а также для опухолевого роста. Антиметаболиты фолиевой кислоты применяют для торможения синтеза ДНК и, следовательно, для торможения роста бактерий или опухолевых клеток. Такими антиметабо­литами, например, являются 5-бромурацил, аминоптерин.

Недостаточность фолиевой кислоты характеризуется задержкой рос­та, анемией, лейкопенией, стеаторреей ("Спру"). Мегалобластическая анемия возникает вследствие нарушения синтеза ДНК. В тощей кишке наблюдаются атрофические изменения, вследствие чего у больных появ­ляется стеаторрея. Фолиевая кислота широко распространена в природе, поэтому недостаточность ее в организме больных спру трудно объяснить тем, что они ее мало получают с пищей. Считают, что у таких больных нарушается способность гидролизовать природные полиглутаматные формы витамина, либо у них происходит их избыточное выведение из организ­ма. Поэтому часто прием витамина внутрь не оказывает лечебного воз­действия, но симптомы заболевания успешно излечивались при паренте­ральном введении всего лишь 25 мкг витамина в сутки.

Суточная потребность в витамине в норме около 50 мкг, но реко­мендуется профилактический прием около 400 мкг из-за плохой всасыва­емости фолевой кислоты.

Кобаламин (витамин В12). Кобаламины представляют собой группу весьма сложных соединений. Основным скелетом их является несколько измененное порфириновое кольцо, в центре которого расположен ко­бальт. Через координационные связи кобаламин бывает связан с каким­-нибудь анионом - цианом - цианкобаламид, гидроксилом, сульфатом, хлоридом и нитритом. Все эти производные одинаково активные.

Кобаламины синтезируются только микроорганизмами. Но человек не может усваивать этот витамин, вырабатываемый кишечными бактериями в толстом кишечнике, а нуждается в его введении с пищей. Т.е. усваи­вается такая форма витамина, который был прежде усвоен животными. Из пищевых продуктов наилучшими источниками витамина В12 являются печень, молоко и яйца, а также другие продукты животного происхож­дения. Потребность определяется в 1-3 мкг/сут.

Биохимическая роль кобаламина. Кобаламины играют очень важную роль в переносе метильной группы - -СН3. Они участвуют в следующих реакциях:

1) Образование бета-метиласпарагиновой кислоты из глутаминовой кислоты: СООН-СНNH2-CH2-CH2-COOH ==== COOH-CHNH2-CHCOOH- CH3

2) Аналогичной реакцией является взаимопревращение сукцинил-КоА и метилмалонил-КоА.

3) Восстановление рибозонуклеозиттрифосфатов до соответствующих дезоксирибонулеозидтрифосфатов.

4) Метилирование гомоцистеина в цистеин.

5) Витамин В12 важен для образования холина, а следовательно для образования фосфолипидов. Таким образом, витамин В12 важен для пре­дупреждения ожирения печени.

Витамин В12 называют внешним фактором Кастла. В желудочном соке Кастл обнаружил внутренний фактор, которым оказался мукопротеид. Му­копротеид связывает в кишечнике витамин В12, который поступает с пи­щей, и в таком виде он хорошо всасывается через слизистую оболочку кишечника. Лишь очень небольшая часть витамина В12 может всасываться в свободном виде. В крови цианкобаламин связывается с альфа2-глобу­лином и в таком виде поступает в печень и другие кроветворные орга­ны. А внутренний фактор либо гидролизуется, либо возвращается обрат­но в кишечник, где связывается с новой порцией кобаламина.

Таким образом, главной причиной недостаточности витамина В12 яв­ляется заболевание желудка с атрофией слизистой и нарушением выра­ботки внутреннего фактора. Кроме того группой риска в этом отношении являются вегетарианцы, а также хронические алкоголики и вообще люди, лишенные длительное время пищи животного происхождения.

Недостаточность витамина В12 проявляется в виде пернициозной анемии (болезнь Бирмера-Аддисона). Она характеризуется тяжелым нару­шением кровотворения, недостаточной секрецией желудочного сока и по­ражениями нервной системы. При этом обнаруживается резко выраженная мегалоцитарная гиперхромная анемия с количеством эритроцитов менее 1 млн/1 куб. мм. Одновременно происходит угнетение образования лейко­цитов. В желудке наблюдается атрофия слизистой оболочки, отсюда и сниженная секреция. В нервной системе - дегенеративные изменения в бковых стобах спинного мозга.

Аскорбиновая кислота (витамин С) представляет собой лактон не­насыщенной гексоновой кислоты. Вследствие наличия двойной связи в соседстве с двумя гидроксильными группами аскорбиновая кислота об­ладает кислым характером, несмотря на отсутстие карбоксильной груп­пы. Она обладает резко выраженной восстановительной способностью, легко и обратимо переходит в дигидроаскорбиновую кислоту, представ­ляющую из себя дикетон:

О Н О Н

ОС НС-С-СН2ОН ===== ОС НС-С-СН2ОН

С===С ОН С---С ОН

ОН ОН О О

Аскорбиновая кислота синтезируется почти всеми организмами жи­вотного и растительного происхождения, в том числе и микробами. В настоящее время известно, что только люди, обезьяны и морские свин­ки не могут синтезировать ее в процессе собственного обмена ве­ществ. Суточная потребность взрослого в аскорбиновой кислоте опре­деляют примерно в 50-100 мг, т.е. 1 мг/кг веса.

Главными источниками витамина С являются растительные пищевые продукты. Зелень и овощи в общем являются лучшими источниками вита­мина С, чем фрукты, а из фруктов наиболее богаты витамином С цитру­совые и ягоды. Особую роль играет картофель. Он покрывает примерно половину потребности в аскорбиновой кислоте. Содержание аскорбино­вой кислоты в пищевых продуктах колеблется в весьма широких преде­лах в зависимости от места произрастания и в большой степени зави­сит от способов хранения и приготовления их. Так, было обнаружено, что картофель при хранении его с сентября по апрель теряет 2/3 со­держащегося в нем витамина С.

Витамин С легче разрушается, если овощи варить в алюминиевой, и особенно, в медной посуде. Картофель для лучшего сохранения в нем витамина С нужно запускать при варке в кипящую воду. Тогда сразу инактивируется фермент аскорбиназа самого картофеля и не может разрушать витамин.

Метаболическая роль аскорбиновой кислоты заключается в том, что она участвует в окислительно-восстановительных реакциях:

1) Аскорбиновая кислота участвует в реакциях окисления, катали­зируемых ферментов глютатион-дегидрогеназой;

2) Распад тирозина зависит от аскорбиновой кислоты;

3) Аскорбиновая кислота способствует синтезу кортикостероидных гормонов;

4) Есть важная взаимосвязь между фолиевой кислотой и витамином С: аскорбиновая кислота способствует превращению фолиевой кислоты в гидрофолиевую кислоту;

5) Аскорбиновая кислота необходима для гидроксилирования пролина и лизина. Этот процесс является необходимой стадией синтеза колла­гена.

Недостаточность аскорбиновой кислоты и в настоящее время встре­чается еще часто. Ее обнаруживают особенно у населения суровых, бедных овощами и фруктами областей Арктики и Антарктики, среди бед­нейшего населения, среди бомжей, одиноких стариков, потребляющих однообразную пищу, и нередко у искусственно вскармливаемых грудных детей. Недостаточное насыщение организма витамином С без развития тяжелых симптомов, по-видимому, широко распротсранено ранней вес­ной.

Симптомы авитаминоза С - скорбута - носят множественный харак­тер. Большая часть симптомов недостаточности витамина С может быть сведена к воздействию на образование основноговещества соедини­тельной ткани. Поскольку нарушается синтез коллагена и эластина происходит недостаточное образование цементирующего вещества в эн­дотелии капилляров, что ведет к кровоточивости. Характерны кожные кровоизлияния, располагающиеся вокруг волосяных фолликулов. В более поздних стадиях обнаруживают кровоизлияния в полость суставов и во внутренние органы. Кроме того, недостаточный синтез коллагена и эластина ведет к недостаточности образования зубной и костной субс­танции, затруднению заживления ран и расшатыванию зубов. Это все - наиболее яркие симптомы такого заболевания, как цинга, которая раз­вивается при недостатке аскорбиновой кислоты.

Гипервитаминоз С ведет к снижению синтеза инсулина. Кроме того, аскорбиновая кислота в процессе метаболизма превращается в щавеле­вую кислоту. Ее избыток в почках ведет к оксалурии и образованию оксалатных камней в мочевыводящих путях.