ВИТАМИНЫ
Витамины – это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых у организмов данного вида отсутствует или ограничен.
Витамины и их производные являются активными участниками биохимических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах (табл. 10).
В организмах млекопитающих большинство витаминов не синтезируется, а некоторые синтезируются кишечной микрофлорой или тканями в недостаточных количествах, поэтому витамины должны поступать с пищей. Некоторые микроорганизмы и высшие растения также нуждаются в определенных витаминах.
Особенности функционирования витаминов в живых организмах заключаются в следующем: 1) практически не синтезируются в организме; 2) источником витаминов служит пища и/или кишечные бактерии; 3) содержатся в организме в небольших количествах; 4) не входят в состав пластического материала организма и не используются в качестве источника энергии; 5) в большинстве случаев выполняют коферментные функции (табл. 11).
Для обозначения каждого витамина существует буквенное латинское обозначение (например, витамины группы В), химическое (например, никотиновая кислота) и физиологическое названия (например, витамин роста). Отдельные витамины могут быть представлены группой соединений, близких по химическому строению и проявляющих близкую биологическую активность, называемых витамерами (например, витамин А может быть представлен витамерами А1 и А2).
Классификация витаминов. По растворимости в воде и жирах витамины подразделяют на две группы: водорастворимые и жирорастворимые (табл. 10). В каждой из этих групп, наряду с витаминами, выделяют витаминоподобные соединения, выполняющие функции витаминов, но требующиеся организму в сравнительно больших количествах (табл. 12).
|
|
Суточная потребность в витаминах невелика, но при недостаточном или избыточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические состояния: 1) авитаминоз – комплекс симптомов, развивающихся в организме в результате достаточно длительного полного или почти полного отсутствия одного или нескольких (полиавитаминоз) витаминов;2) гипо- и гипервитаминозы – болезни, вызванные, соответственно, недостаточным или избыточным поступлением витамина или нескольких витаминов (полигипо- и полигипервитаминозы).
Вещества, структурно подобные витаминам, которые при взаимодействии с апоферментом образуют неактивные формы ферментов, называются антивитаминами и находят применение в медицинской практике для лечения ряда заболеваний (например, сульфаниламидные препараты).
Биохимическая функция витаминов
Жирорастворимые витамины
Витамин А (ретинол)– зрительный процесс (регулирует рост и дифференцировку клеток)
Витамин Д (кальциферол)- обмен кальция и фосфора
Витамин Е (токоферол)- антиоксидант, транспорт электронов (защита мембранных липидов)
Витамин К (филлохинон)- перенос электронов (кофактор в реакциях карбоксилирования) участвует в активации факторов свертывания крови
Водорастворимые витамины
Витамин В1 (тиамин)– декарбоксилирование α-кетокислот, перенос активного альдегида (транскетолаза)
Витамин В2 (рибофлавин)– дыхание, перенос водорода
|
|
Витамин РР (никотиновая кислота)- дыхание, перенос водорода
Витамин В6 (пиридоксин) – обмен аминокислот, перенос аминогрупп
Витамин В12 (кобаламин)– кофермент ряда метаболических реакций переноса алкильных групп, метилирование цистеина
Фолиевая кислота – транспорт одноуглеродных групп
Витамин В3 (пантотеновая кислота) – транспорт ацильных групп
Витамин Н (биотин) – кофермент реакций карбоксилирования (транспорт СО2)
Витамин С – антиоксидант, восстанавливающий кофактор для ряда оксигеназ, гидроксилирование пролина, лизина, катаболизм тирозина
Витамины: суточная потребность и источники поступления в организм человека
| Название витамина: буквенное обозначение, химическое и физиологическое названия | Химическая формула | Суточная потребность | Источники поступления | Проявления недостаточности витамина |
| жирорастворимые витамины | ||||
| Витамин А Ретинол Антиксерофтальмический | 
| 1,5 – 2,5 мг | Рыбий жир, печень рыб, птиц и животных, желток куриного яйца, сливочное масло, зелень, красно-мякотные овощи | Куриная слепота |
| Витамин D Кальциферолы Антирахитический | 
| 0,04 мг | Образуются в коже под действием УФ-света; рыбий жир, сливочное масло, молоко, печень, желток яйца | Рахит, остеопороз |
| Витамин К Нафтохиноны Антигеморрагический | 
| 2 мг | Синтезируются кишечными бактериями; капуста, шпинат, фрукты, печень | Кровотечения | |
| -Витамин Е Токоферолы Антистерильный | 
| 2 – 6 мг | Растительные масла, зародыши пшеницы, салат, капуста, зерно | Мышечная дистрофия, паралич | |
| водорастворимые витамины | |||||
| Витамин В1 Тиамин Антиневритный | 
| 1,5 – 2,0 мг | Хлеб, горох, фасоль, мясные продукты | Бери-бери | |
| Витамин В2 Рибофлавин Витамин роста | 
| 2,0 – 2,5 мг | Печень, желток яйца, творог, кишечные бактерии | Себорейный дерматит | |
| Витамин В3 Пантотеновая кислота | 
| 5 – 10 мг | Синтезируется кишечной флорой; содержится во многих продуктах | ||
| Витамин В5 (РР) Ниацин Антипеллагрический | 
| 15 – 25 мг | Синтезируется из триптофана, мясные и растительные продукты | Пеллагра | |
| Витамин В6 Пиридоксин Антидерматитный | 
| 2 – 3 мг | Кишечные бактерии; зерновые, бобовые и мясные продукты | Дерматиты | |
|
|
| Витамин В9 (Вс) Фолацин Фактор роста | 
| 0,1 – 0,5 мг | Салат, капуста, томаты, шпинат, печень, мясо | Макроцетарная анемия | |||||||
| Витамин В12 Кобаламин Антианемический | 
| 0,005 – 0,080 мг | Синтезируются кишечными бактериями; продукты животного происхождения | Злокачественная анемия | |||||||
| Витамин Н Биотин Антисеборейный | 
| 0,15 – 0,3 мг | Синтезируется кишечными бактериями; продукты растительного и животного происхождения | Замедление роста, выпадение волос и т.д. | |||||||
| Витамин С Аскорбиновая кислота Антискорбутный | 
| 80 – 110 мг | Фрукты (цитрусовые), ягоды (шиповник, смородина), овощи, молоко | Цинга | |||||||
| Витамин Р Флавоноиды Капилляроукрепляющий | 
| 25 мг | Фрукты, овощи, листья чая и плоды шиповника | Ломкость сосудов | |||||||
Химическое строение и биохимические функции некоторых коферментов – производных витаминов
| № | Название | Химическая формула | Биохимические функции |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Тиаминдифосфат (ТДФ) – производное витамина В1 (тиамин) | 
| Входит в состав пируватдегидрогеназного комплекса ферментов и транскетолазы, участвует в окислении пирувата, в биосинтезе жирных кислот, стероидов и других соединений. |
| Флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД) – производные витамина В2 (рибофлавин) | 
| Являются простетическими группами флавопротеинов, катализирующих процессы переноса электронов и протонов в дыхательной цепи, окисления пирувата, жирных кислот и других соединений. | |
| Кофермент А (коэнзим А, КоА) – производное витамина В3 (пантотеновая кислота) | 
| Участвует в реакциях активации и переноса ацильных остатков. Является высокоэнергетическим соединением. |
| Никотинамиддинуклеотид (НАД) и никотинамиддинуклеотидфосфат (НАДФ) – производные витамина В5 (никотиновая кислота) | 
| Являются коферментами дегидрогеназ. НАД-зависимые дегидрогеназы катализируют реакции окисления биосубстратов путем дегидрирования. НАДФ-зависимые дегидрогеназы катализируют одновременно с процессами дегидрирования реакции декарбоксилирования, при этом они не передают водород в дыхательную цепь. | |
| Н4-фолат – производное витамина В9 (фолиевая кислота) | 
| Участвует в реакциях переноса одноуглеродных фрагментов, играет важную роль в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, влияя тем самым на генетический аппарат клетки. | |
| Карбоксибиотин – производное витамина Н (биотин) | 
| Биотинзависимые ферменты катализируют реакции β-карбокси-лирования и транскарбоксилирования карбоновых кислот, способствуя усвоению тканями организма гидрокарбонат-ионов. |
Витаминоподобные вещества: химическое строение и биохимические функции
| № | Название | Химическое строение | Пути поступления в организм | Биохимические функции | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||||||||||
| жирорастворимые витаминоподобные вещества | ||||||||||||||
| Убихинон (коэнзим Q, KoQ) | 
| Синтезируется в организме из мевалоновой кислоты и продуктов обмена фенилаланина и тирозина. Широко распространен во всех клетках организма. | Является основным компонентом дыхательной цепи; окисляет и восстанавливает многие биосубстраты; предотвращает свободнорадикальное окисление в организме. | |||||||||||
| Витамин F (линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты) | СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН Линолевая кислота (цис-цис- 9,12-октадекадиеновая) СН3СН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН Линоленовая кислота (9,12,15-октадекатриеновая) СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)3СООН Арахидоновая кислота (5,8,11,14-эйкозантетраеновая) | Не синтезируются в организме. Содержатся в растительных маслах. | Необходим для нормального роста организма; способствует поддержанию биологической активности витамина А; понижает уровень холестерина в крови. | |||||||||||
| водорастворимые витаминоподобные вещества | ||||||||||||||
| Пара -аминобензойная кислота (ПАБК) | 
| Широко распространена во многих пищевых продуктах. | Активирует синтез пуриновых и пиримидиновых оснований; влияет на функцию щитовидной железы; является фактором роста и развития организмов. | |||||||||||
| Витамин В4 (холин) | 
| Содержится в мясе и в продуктах, получаемых из злаковых растений. | Участвует в синтезе фосфатидов, ацетилхолина; принимает участие в реакциях трансметилирования. | |||||||||||
| Витамин В8 (инозит) | 
| Широко распространен в растительных и животных продуктах. В растениях синтезируется путем циклизации глюкозы. | В форме эфира с фосфорной кислотой (фитина) содержится в нервной ткани. Играет роль липотропного фактора. | |||||||||||
| Витамин В13 (оротовая кислота) | 
| Содержится в печени, молоке, дрожжах и других продуктах питания. | Является предшественником пиримидиновых оснований; стимулирует биосинтез белков, деление клеток, рост и развитие животных и растений. | |||||||||||
| Витамин N (липоевая кислота) | 
| Широко распространен во многих растительных и животных продуктах. | Выполняет коферментную функцию в реакциях окислительного декарбоксилирования α-кетокислот, переноса ацильных остатков и других процессах. | |||||||||||
| Витамин В15 (пангамоновая кислота) | 
| Содержится во многих продуктах питания. | Является источником подвижных метильных групп. Участвует в биосинтезе холина, холидинфосфатидов и других соединений. | |||||||||||
| Витамин U (β-метилметионин) | 
| Содержится в соках сырых овощей (особенно в капустном соке). | Является активной формой аминокислоты метионина. Служит активным донором метильных групп. Участвует в синтезе холина и креатинина. | |||||||||||
| Витамин ВТ (карнитин) | 
| Содержится в мясных и других пищевых продуктах. | Участвует в переносе длинноцепочечных ацильных остатков через мембраны митохондрий; оказывает положительный эффект на сперматогенез. | |||||||||||