Витаминоподобные вещества.

Еще около 10 соединений имеют витаминоподобные свойства и играют ключевые роли в обменных клеточных процессах. От истинных витаминов они отличаются присутствием в обычном питании в бездефицитном количестве, возможностью достаточ­ного синтеза на путях метаболизма, отсутствием установленных биомаркеров их дисбаланса в организме, и точных норм физиоло­гических потребностей. Вместе с тем существуют ситуации, при которых по разным причинам, в частности из-за интенсификации обмена веществ, требуется повышенное поступление с рационом витаминоподобных веществ в силу неоптимальности для организ­ма их дополнительного синтеза, ведущего к затратам незаменимых нутриентов либо дисбалансу метаболических систем.

К витаминоподобным соединениям относятся: холин, бетаин, карнитин, липоевая кислота, коэнзим Q₁₀, инозит, оротовая, пангамовая, «а/^а-аминобензойная кислоты, а также S-метилме-тионинсульфоний.

Холин (бетаин). Холин может синтезироваться в небольшом количестве в организме в цикле однокарбоновых групп непосред-

ственно из фосфатидилхолина (лецитина), образованного при последовательном превращении глицина в фосфатидилэтаноламин в результате трехступенчатого метилирования с участием S-аде-нозилметионина. Это так называемый биосинтез холина. Человек, однако, не может удовлетворить свои потребности в холи не за счет синтеза de novo — большая часть холина образуется в орга­низме из лецитина пищи. С пищей также поступают глицерофос-фохолин, фосфохолин и сфингомиелин.

Физиологические функции. Основной пищевой источник холина — лецитин. Он гидролизуется в кишечнике до глицерофосфохолина, а поступая в печень — до холина. Холин в гепатоцитах в основном рефосфорилируется в лецитин, однако его небольшая часть по­ступает в мозг, где трансформируется в нейромедиатор ацетилхо-

лин.

Холин незаменим для синтеза липидного слоя биомембран, он трансформируется в фосфолипиды, лецитин, сфингомиелин. Ле­цитин, содержащие холин фосфолипиды и сфингомиелин явля­ются предшественниками диацилглицерина и керамидов — внут­риклеточных молекулярных переносчиков.

Холин играет в печени критическую роль при формировании фосфолипидного компонента липопротеинов очень низкой плот­ности (ЛПОНП), обеспечивая освобождение гепатоцитов от из­лишков триглицеридов, холестерина и жирных кислот, препят­ствуя тем самым жировой инфильтрации печени с последующим развитием окислительного стресса в гепатоцитах и их гибелью. Это свойство холина позволяет отнести его к липотропным факторам питания. Избыточное поступление ниацина с рационом может блокировать липотропные свойства холина.

Это соединение является в организме предшественником аце-тилхолина — нейромедиатора, участвующего в контроле мышеч­ного сокращения, механизмах памяти и других важнейших функ­циях нервной системы.

Участвуя в цикле однокарбоновых групп и трансформируясь в бетаин, холин обеспечивает весь спектр реакций метилирования на путях метаболизма во взаимосвязи с фолатом, В₁₂ и S-адено-зилметионином, играя, в частности, ключевую роль в биотран­сформации амнокислот, фосфолипидов, гормонов, карнитина и метилировании ДНК. Дефицит фолиевой кислоты, В₆, цинка, В₁₂ снижает возможности организма эффективно использовать холин.

Поступающий с пищей или синтезируемый из холина бетаин в настоящее время рассматривается в качестве самостоятельного ключевого соединения из группы холина, обладающего биологи­ческой активностью в процессах трансметилирования и клеточ­ной осмотической регуляции. По липотропности он примерно в три раза менее активен по сравнению с холином.

Бетаин синтезируется растениями для защиты их клеток от осмотического и температурного стрессов. Например, шпинат, растущий на засоленной почве, аккумулирует бетаин в количе­стве 3 % своей массы. Показано, что с аналогичными целями его могут использовать животные клетки. Неметаболизированный бе­таин используется клетками печени, почек, сердца, сосудистого эндотелия, эпителия кишечника, лейкоцитами, макрофагами, эритроцитами в качестве органического осмолитического компо­нента для регуляции трансмембранного транспорта электролитов, водного статуса и клеточного объема.

Основные пищевые источники и возможность обеспечения орга­низма. Основными пищевыми источниками холина (в составе ле­цитина) являются молочные продукты, яйца, мясопродукты и печень, хлеб и крупы. Его недостаточное потребление может быть у строгих вегетарианцев.

Учитывая, что пищевые источники лецитина, особенно жи­вотные, содержат много жира, обеспечение холином может быть недостаточным у лиц с алиментарным ограничением жирового компонента питания, например при ожирении, дислипидемии. При этом дефицит холина будет рассматриваться как усугубля­ющий фактор течения патологического процесса, связанного с нарушением жирового обмена.

Пищевыми источниками бетаина, напротив, служат низкожи­ровые продукты: пшеничные отруби, шпинат, свекла, креветки, пшеничный хлеб.

Рекомендуемые уровни потребления. Потребность в холине опре­делена в количестве 500... 1 000 мг/сут. При этом с обычным раци­оном может поступить не более 600 мг. Бетаин, поступая с рацио­ном, также будет вносить интегральный вклад в общее количество холина и способен довести его поступление до рекомендуемого уровня.

Признаки и последствия дефицита и избытка. Дефицит холина может возникать как при недостаточном поступлении лецитина и бетаина с пищей, так и в результате снижения (нарушения) его биосинтеза по различным причинам, в том числе и генетически зависимым. К развитию относительного недостатка холина при­водит избыточное поступление с пищей жиров, моно- и дисаха-ридов, а также дефицит белка.

Лабораторным маркером дефицита холина является гиперго-моцистеинемия на фоне сниженного количества ЛПОНП и по­вышения активности АЛТ.

В результате длительного глубокого дефицита холина последова­тельно развиваются жировая инфильтрация печени, гепатит, фиб­роз и цирроз, а также может инициироваться канцерогенез в гепа-тоцитах в результате их окислительного повреждения, снижения репаративных процессов ДНК и нарушения регуляции апоптоза.

Дополнительное включение холина в рацион в количестве 7,5 г/сут вызывает гипотензивный эффект. Очень высокие дозы (10...16 г) холина могут привести к возникновению «рыбного запаха» от тела в результате повышенной продукции и выделения метаболита холина — триметиламина. Аналогичное использова­ние лецитина не приводит к подобной картине. Безопасной су­точной дозой холина считается 3 г/сут.

Содержание холина в рационе необходимо, по возможности, ограничивать (за счет снижения продуктов, богатых им) при ге­нетическом дефекте флавинсодержащего монооксигеназного гена FM03, приводящем к развитию тех же симптомов, которые отме­чаются при чрезмерном употреблении холина.

Карнитин. Он синтезируется в печени, почках и головном мозге из незаменимой аминокислоты лизина при участии S-аденозил-метионина, аскорбиновой кислоты, В₆, РР и железа. Обычно орга­низм синтезирует в сутки от 0,16 до 0,48 мг/кг массы тела. Из печени карнитин переносится в скелетные мышцы, миокард и другие ткани для участия в работе митохондрий по выработке энергии из жирных кислот.

Карнитин является коферментом, обеспечивающим энзимо-зависимый транспорт длинноцепочечных жирных кислот в мито­хондрии для окисления и выработки АТФ. Карнитин также уча­ствует в переносе ацильных групп и удалении из митохондрий лишних коротко- и среднецепочечных жирных кислот.

Основные пищевые источники и возможность обеспечения орга­низма. Животная группа продуктов является основным источни­ком карнитина. Из рациона усваивается 63...75 % карнитина. Раз­витие дефицита возможно с возрастом, у строгих вегетарианцев, а также при генетических нарушениях его метаболизации на раз­личных уровнях обмена, при использовании гемодиализа и син­дроме Фанкони. Повышенная потребность в карнитине отмеча­ется у спортсменов прямо пропорционально их физическим на­грузкам.

Рекомендуемые уровни потребления. Для обеспечения адекват­ной регуляции окисления липидов в митохондриях карнитин дол­жен поступать с пищей в количестве не менее 300 мг/сут.

Признаки и последствия дефицита и избытка. Дефицит карни­тина проявляется повышенной утомляемостью и миалгиями. Мо­жет также регистрироваться снижение подвижности сперматозо­идов. Верхним допустимым уровнем потребления карнитина счи­тается 900 мг/сут, при превышении которого может наблюдаться поражение желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, кишеч­ные колики, диарея) и развиваться «рыбный запах» тела.

Липоевая кислота. Альфа-липоевая кислота — это органиче­ское соединение, способное участвовать в окислительно-восста­новительных реакциях. Липоевая кислота синтезируется в оргп-

низме из 8-карбоновых жирных кислот и элементарной серы. Она в комплексе с белком (в форме липоамида) участвует в транс­формации пирувата в ацетилкоэнзим А — важнейший субстрат продукции энергии в митохондриях. Липоевая кислота участвует в метаболизме аминокислот с разветвленной цепью (лейцина, изо-лейцина и валина) и синтезе нуклеиновых кислот.

При высоком клеточном уровне липоевая кислота может ис­пользоваться организмом в качестве антиоксиданта, превращаясь в а-дигидролипоевую кислоту, способную к прямой инактивации кислородных и азотных радикалов. Дигидролипоевая кислота обес­печивает также восстановление других антиоксидантов: аскорби­новой кислоты, глутатиона и коэнзима Q_IO, который в свою оче­редь регенерирует окисленный витамин Е.

Антиоксидантная направленность действия липоевой кислоты связана также со снижением в клетке прооксидантного потенци­ала ионов железа и меди за счет их хелатирования и с активиза­цией синтеза глутатиона — важнейшего водорастворимого анти­оксиданта в результате увеличения транспорта в клетку цистеина.

Показано участие липоевой кислоты в регуляции транскрип­ции генов, связанных с воспалением и развитием ряда патологи­ческих состояний, таких как атеросклероз, рак и диабет. Липоевая кислота способна ингибировать активацию белка NF-к-В, явля­ющегося транскрипционным фактором указанных генов.

Основные пищевые источники и возможность обеспечения орга­низма. В пищевых источниках липоевая кислота представлена в форме липоамидсодержащих ферментов или в комплексе с лизи­ном (липоиллизин). Такие формы встречаются и в животных суб­продуктах (печени, почках, сердце), и в съедобных растениях (шпинате, брокколи и томате), достаточно устойчивы к перева­риванию и усваиваются, как правило, целиком.

В силу крайне малого количества а-липоевой кислоты в пище­вых продуктах потребность в ней компенсируется за счет биосин­теза в организме.

Рекомендуемые уровни потребления. Ориентировочная потребность в а-липоевой кислоте составляет 0,5...2 мг/сут. Показателем оп­тимального метаболизма липоевой кислоты служит ее концентра­ция в суточной моче в интервале 20...40 мкг/л.

Признаки и последствия дефицита и избытка. Дефицит и избы­ток а-липоевой кислоты у человека не описаны. При отравлении мышьяком последний способен связываться с а-липоевой кисло­той в составе специфических дегидрогеназ и инактивировать их. У больных первичным билиарным циррозом образуются антитела к липоамидсодержащим ферментным единицам, что ведет, кро­ме всего прочего, к снижению их общей активности.

Коэнзим Qi₀. Он представляет семейство органических соеди­нений, известных как убихиноны. В организме убихиноны синте-

зируются в митохондриях из тирозина (или фенилаланина) с уча­стием В₆ и S-аденозилметионина и присутствуют во всех тканях организма, входя в состав биомембран клеток и липопротеинов. Убихиноны играют ключевую роль в обменных процессах: они участвуют в синтезе АТФ в митохондриях, осуществляя интра- и трансмембранный перенос электронов и протонов, обеспечива­ют функционирование лизосом в результате оптимизации кис­лотности их цитозоля за счет переноса протонов.

В своей восстановленной форме убихиноны являются эффек­тивными жирорастворимыми антиоксидантами: они способны ингибировать перекисное окисление липидов в биомембранах кле­ток и липопротеинах низкой плотности. В митохондриях убихино­ны защищают мембранный белок и ДНК от окислительного по­вреждения. Вместе с тем восстановленный убихинон обеспечива-1ет регенерацию витамина Е. Основные пищевые источники и возможность обеспечения орга­низма. В составе полноценной разнообразной диеты убихиноны поступают в количестве 3... 10 мг/день, главным образом за счет животных продуктов, растительных масел, орехов. Фрукты, ово­щи, яйца и молочные продукты содержат незначительные коли­чества убихинонов.

Приблизительно 14...23 % коэнзима Q₁₀ разрушается при при­готовлении пищи — этого не происходит с убихинонами в соста­ве яиц и овощей.

Рекомендуемые уровни потребления. Адекватные уровни потреб­ления коэнзима Q₁₀ точно не установлены. Ориентировочное ко­личество убихинонов, удовлетворяющее физиологическую потреб­ность организма (с учетом пищевых и биосинтезированных форм), составляет около 30 мг/сут.

Признаки и последствия дефицита и избытка. Признаки дефи­цита коэнзима Q₁₀ не описаны. Функциональный недостаток уби­хинонов может развиваться при генетических дефектах в фермен­тативной цепи его биосинтеза, а также, возможно, при исполь­зовании в терапевтических целях статинов, ингибирующих один из ключевых ферментов биосинтеза.

Коэнзим qio не токсичен, но в больших количествах может снижать эффективность антикоагулянтов.

Инозит. Инозит — водорастворимое соединение (циклический шестиатомный фосфорсодержащий спирт). Он поступает в орга­низм с пищей в двух основных формах: фосфатидной в составе животных продуктов и фитиновой кислоты в растительных источ­никах. Содержание инозита в пище колеблется от 10 до 900 мг в 100 г продукта. Потребность в инозите ориентировочно составляет

500... 1000 мг/сут.

Инозит быстро перераспределяется в органах и тканях, накап­ливаясь в мозге в виде фосфолипидов и дифосфоинозидцефалина

и концентрируясь в почках. С мочой ежедневно выделяется 35... 85 мг инозита. При сахарном диабете потери инозита с мочой зна­чительно увеличиваются.

Инозит в форме фитиновой кислоты и ее нерастворимой каль-циево-магниевой соли — фитина обладает свойствами пищевых волокон: усиливает моторику кишечника, сорбирует ионы каль­ция, магния, фосфора, железа (резко снижая их биодоступность), обеспечивает гипохолестеринемическое действие, используется микрофлорой кишечника.

Инозитфосфатиды — вещества фосфолипидной природы, ис­пользуются организмом для формирования катионообменных уча­стков липидного слоя биомембран.

Симптомы недостаточности инозита у человека не описаны. Инозит не обладает токсичностьк, но увеличение его поступле­ния с питанием приводит к снижению биодоступности незаме­нимых минеральных веществ и микроэлементов.

Оротовая кислота. Витамин В,₃, или оротовая кислота, отно­сится к биологически активным водорастворимым соединениям. Она синтезируется в организме из аспарагиновой кислоты, а так­же поступает с широким набором пищевых продуктов. Физиоло­гическое значение оротовой кислоты связано с ее участием в син­тезе пиримидиновых оснований.

Пангамовая кислота. Витамин В₁₅, или пангамовая кислота, -физиологически активное водорастворимое соединение. Она ши­роко распространена в пищевых продуктах, особенно ею богаты семена (тыквы, подсолнечника, кунжута), орехи (миндаль, фис­ташки) и субпродукты (печень).

Физиологические функции пангамовой кислоты связаны с на­личием у нее двух метильных групп и возможностью участия в про­цессах трансметилирования. Являясь донором метильных групп, она способна нормализовывать липидный и белковый обмены, сни­жать уровень холестерина в крови, повышать содержание креатин-фосфата в мышцах и гликогена в печени и мышцах. Ее использова­ние организмом усиливается при интенсификации метаболических процессов, связанных с мышечной нагрузкой и стрессом.

/Тяра-аминобензойная кислота. Она может быть условно отне­сена к пребиотическим факторам, поскольку необходима кишеч­ным микроорганизмам для синтеза незаменимой для них фолие-вой кислоты. Блокировка синтеза фолиевой кислоты, например сульфониламидами, приводит к бактериостатическому эффекту и может способствовать развитию дисбактериоза. У человека в орга­низме эта кислота не может трансформироваться в фолаты.

S-метилметионинсульфоний. Витамин U, или S-метилметионин-сульфоний, — это биологически активное соединение, выделен­ное из сока белокочанной капусты, обладающее противоязвен­ным действием. Противоязвенное действие может быть связано с

ПО

метилированием (снижением активности) гистамина в слизистой оболочке желудка и кишечника, что снижает интенсивность вос­паления и уменьшает секрецию.

Витамин U поступает в организм со спаржей (очень большое со­держание — до 150 мг в 100 г продукта), а также с капустой, морко­вью, зеленью петрушки и укропа, репой, перцем, томатом, луком.

Оротовая, пангамовая и яа/?а-аминобензойная кислоты, а так­же S-метилметионинсульфоний причислены к биологически ак­тивным водорастворимым соединениям, однако точная суточная потребность в них не установлена. Гиповитаминозные состояния для указанных соединений не описаны. Синтез в организме обес­печивает их необходимый физиологический уровень. Все они ак­тивно используются в качестве биологических регуляторов при различных патологических состояниях.