Кроме коферментов и витаминов на процессы жизнедеятельности оказывают влияние многие другие биологически активные соединения. Новая интересная проблема в учении о механизме возникновения авитаминозов возникла в связи с обнаружением антагонистов витаминов, которые получили название антивитаминов.
Антивитамины представляют собой соединения, конкурирующие с витаминами в соответствующих биохимических процессах или выключающие витамины из процессов обмена веществ путём их разрушения или связывания.
Для многих витаминов существуют природные или полученные синтетическим путём антивитамины. Поскольку возбудители инфекционных заболеваний – бактерии и вирусы, а также клетки опухолей обладают повышенной чувствительностью отсутствию ряда витаминов, антивитамины используют как терапевтические средства.
В настоящее время антивитамины принято делить на две группы: антивитамины, имеющие структуру, сходную со структурой нативного витамина, и оказывающие действие, основанное на конкурентных взаимоотношениях с ним; и антивитамины, вызывающие модификацию химической структуры витаминов или затрудняющие их всасывание, транспорт, что сопровождается снижением или потерей биологического эффекта витаминов. Таким образом, термином «антивитамины» обозначают любые вещества, вызывающие независимо от механизма их действия снижение или полную потерю биологической активности витаминов.
Структуроподобные антивитамины по существу представляют собой антиметаболиты и при взаимодействии с апоферментом образуют неактивный ферментный комплекс, выключая энзиматическую реакцию со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Помимо структуроподобных аналогов витаминов, введение которых обусловливает развитие истинных авитаминозов, различают антивитамины биологического происхождения, в том числе ферменты и белки, вызывающие расщепление или связывание молекул витаминов, лишая их физиологического действия. К ним относятся, например, тиаминазы I и II, вызывающие распад молекулы витамина В1, аскорбатоксидаза, катализирующая разрушение витамина С, белок авидин, связывающий биотин в биологически неактивный комплекс. Большинство этих антивитаминов применяют как лечебные средства со строго направленным действием на некоторые биохимические и физиологические процессы. В частности, из антивитаминов жирорастворимых витаминов используются дикумарол, варфарин и тромексан (антагонисты витамина К) в качестве антисвертывающих препаратов. Хорошо изученными антивитаминами тиамина являются окситиамин, пири- и неопиритиамин, рибофлавина – атербин, акрихин, галактофлавин, изорибофлавин (все они конкурируют с витамином В2 при биосинтезе коферментов ФАД и ФМН), пиридоксина – дезоксипиридоксин, циклосерин, изоникотиноилгидразид (изониазид), оказывающий антибактериальное действие на микобактерии туберкулеза. Антивитаминами фолиевой кислоты являются амино- и аметоптерины, витамина В12 – производные 2-аминометилпропанол-В12, никотиновой кислоты – изониазид и 3-ацетилпиридин, парааминобензойной кислоты – сульфаниламидные препараты; все они нашли широкое применение в качестве противоопухолевых или антибактериальных средств, тормозя синтез белка и нуклеиновых кислот в клетках.
Важнейшие антивитамины представлены в таблице 6 (приложение, таблица 6).
Механизм действия и применение антивитаминов (витамин – антагонист – механизм – последствие):
•В1 – гидрокситиамин – замещение коферментов – экспериментальные гиповитаминозы;
Гидрокситиамин
•В2 – дихлоррибофлавин – замещение коферментов - экспериментальные гиповитаминозы;
•В3 – изониазид - замещение коферментов – туберкулостатик;
Изониазид
•В5 – гомопантотеновая кислота - замещение коферментов - экспериментальные гиповитаминозы;
•В6 – дезоксипиридоксин - замещение коферментов - экспериментальные гиповитаминозы;
•Вс (фолиевая кислота) – птеридин - замещение коферментов – лечение лейкозов;
Птеридин
•ПАБК (парааминобензойная кислота) – сульфаниламиды и их производные – включаются вместо ПАБК в молекулу фолацина при синтезе у микроорганизмов, блокируют фолатзависимые реакции – лечение инфекционных заболеваний, вызванных ПАБК–зависимыми микроорганизмами.
Сульфаниламид
Заключение
Исходя из рассмотренного мной материала по истории развития витаминологии, характеристике витаминов, витаминоподобных веществ и антивитаминов, их структуре и механизму действия, принципам использования для профилактики и лечения некоторых заболеваний, можно осуществить следующие выводы.
Хотя первые сведения о витаминах человечество стало получать достаточно давно: ещё в древности люди стали замечать, что отсутствие каких-либо компонентов в их пище может приводить к различным заболеваниям, витаминология является достаточно молодой ветвью науки. Несмотря на это, всего за несколько столетий была накоплена достаточно богатая база знаний в этой области. Можно с уверенностью сказать, что в настоящее время люди не страдают от недостатка информации о важнейших соединениях, принимающих участие в метаболизме: витаминах, их антагонистах – антивитаминах, а также витаминоподобных соединениях. Но изобилие знаний про эти так необходимые нам вещества совсем не означает грамотность в осуществлении их применения.
В своей работе я изучила строение, биохимические функции, механизм действия витаминов, витаминоподобных веществ и антивитаминов, их влияние на метаболизм человека и животных, а также попыталась выделить основные принципы их использования в профилактике и лечении заболеваний, их применения для нормального течения обмена веществ. Так, в первой главе данной работы, посвященной витаминам, мною была рассмотренна характеристика витаминов и их биологическая роль, а именно жирорастворимые витамины (А, D, E, K) и водорастворимые (В и С), также глава включает рассмотрение вопроса о роли витаминов в функционировании ферментов. Витамины объединены в отдельную группу природных органических соединений по признаку абсолютной необходимости их для организма в качестве дополнительной к белкам, жирам, углеводам и минеральным веществам составной части пищи. Из этого следует, что витамины уникальны и заменить их какими-то другими соединениями не представляется возможным без нарушения сути биохимических реакций.
Во второй главе представлена информация о витаминоподобных веществах (основные сведения о них и их характеристика). Хотя витаминоподобные вещества близки к собственно витаминам, они необходимы организму в малых количествах. Но это не умоляет силы их воздействия на организм, они усиливают действие основных витаминов и микроэлементов. Их основное отличие от классических витаминов состоит в том, что недостаток витаминоподобных веществ не приводит к патологическим изменениям организма, как это происходит при нехватке микро- и макроэлементов. Замечательным свойством витаминоподобных веществ является то, что они безвредны для организма, так как обладают низкой токсичностью.
В третьей главе мною рассмотренны свойства и функции антивитаминов и их значение в обмене веществ. Антивитамины способны «конкурировать» с витаминами в биохимических процессах или выключать витамины из процессов обмена веществ путём их разрушения или связывания. Роль антивитаминов двояка: они могут служить на благо (например использоваться в терапевтических целях в качестве борьбы с бактериями, вирусами и опухолевыми клетками, которые могут быть чувствительны к отсутствию какого-либо витамина в организме), а могут и вредить организму (всятупая в биохимические реакции вместо витаминов и меняя тем самым исход процесса).
Таким образом, можно сказать, что роль витаминов, витаминоподобных веществ и антивитаминов очень значительна для жизни людей и животных. Без этих соединений были бы неосуществимы многие процессы метаболизма, каждую секунду протекающие в организме. И эти вещества незаменимы, ведь их отсутствие ведёт к нарушению функций отдельных систем органов, а значит приводит к заболеваниям, а затем и к гибели. Возможно, на Земле бы существовали совсем иные формы жизни, не будь на ней таких значимых соединений, как витамины, витаминоподобные вещества и антивитамины.