Биологическая химия - часть 49

Рис. 6.2. Обобщенное стероидное ядро.

К стероидам относятся, например, гормоны коркового вещества над-

почечников, желчные кислоты, витамины группы D, сердечные гликозиды

и другие соединения. В организме человека важное место среди стероидов

занимают стерины (стеролы), т.е. стероидные спирты. Главным предста-

вителем стеринов является холестерин (холестерол).

Ввиду сложного строения и асимметрии молекулы стероиды имеют

много потенциальных стереоизомеров. Каждое из шестиуглеродных колец

(кольца А, В и С) стероидного ядра может принимать две различные

пространственные конформации – конформацию «кресла» либо «лодки».

В природных стероидах, в том числе и в холестерине, все кольца в форме

«кресла» (рис. 6.2), что является более устойчивой конформацией. В свою

очередь по отношению друг к другу кольца могут находиться в цис- или

транс-положениях.

Холестерин. Как отмечалось, среди стероидов выделяется группа соеди-

нений, получивших название стеринов (стеролов). Для стеринов характерно

наличие гидроксильной группы в положении 3, а также боковой цепи

в положении 17. У важнейшего представителя стеринов – холестерина – все

кольца находятся в транс-положении; кроме того, он имеет двойную связь

между 5-м и 6-м углеродными атомами. Следовательно, холестерин яв-

ляется ненасыщенным спиртом:

Кольцевая структура холестерина отличается значительной жесткостью,

тогда как боковая цепь – относительной подвижностью. Итак, холестерин

201

или

Холестерин (холестерол)

содержит спиртовую гидроксильную группу при С-3 и разветвленную

алифатическую цепь из 8 атомов углерода при С-17. Химическое название

холестерина 3-гидрокси-5,6-холестен. Гидроксильная группа при С-3 может

быть этерифицирована высшей жирной кислотой, при этом образуются

эфиры холестерина (холестериды).

Каждая клетка в организме млекопитающих содержит холестерин.

Находясь в составе мембран клеток, неэтерифицированный холестерин

вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную про-

ницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на

состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. В цито-

плазме холестерин находится преимущественно в виде эфиров с жирными

кислотами, образующих мелкие капли – так называемые вакуоли. В плазме

крови как неэтерифицированный, так и этерифицированный холестерин

транспортируется в составе липопротеинов.

Холестерин – источник образования в организме млекопитающих желч-

ных кислот, а также стероидных гормонов (половых и кортикоидных).

Холестерин, а точнее продукт его окисления – 7-дегидрохолестерин, под

действием УФ-лучей в коже превращается в витамин D

3

. Таким образом,

физиологическая функция холестерина многообразна.

Холестерин находится в животных, но не в растительных жирах.

В растениях и дрожжах содержатся близкие по структуре к холестерину

соединения, в том числе эргостерин.

Эргостерин – предшественник витамина D. После воздействия на эрго-

стерин УФ-лучами он приобретает свойство оказывать противорахитное

действие (при раскрытии кольца В).

202

Остаток жирной

кислоты

Эфир холестерина (холестерид)

Эргостерин

Восстановление двойной связи в молекуле холестерина приводит к об-

разованию копростерина (копростанола). Копростерин находится в составе

фекалий и образуется в результате восстановления бактериями кишечной

микрофлоры двойной связи в холестерине между атомами С

5

 и С

6

.

Указанные стерины в отличие от холестерина очень плохо всасываются

в кишечнике и потому обнаруживаются в тканях человека в следовых

количествах.

Копростерин (копростанол)

Глава 7

ВИТАМИНЫ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВИТАМИНОЛОГИИ
И ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВИТАМИНАХ

Учение о витаминах – витаминология – в настоящее время выделено в само-

стоятельную науку, хотя еще 100 лет назад считали, что для нормальной

жизнедеятельности организма человека и животных вполне достаточно

поступления белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды.

Практика и опыт показали, что для нормальных роста и развития ор-

ганизма человека и животных одних этих веществ недостаточно. История

путешествий и мореплавании, наблюдения врачей указывали на существо-

вание особых болезней, развитие которых непосредственно связано с не-

полноценным питанием, хотя оно как будто содержало все известные

к тому времени питательные вещества. Некоторые болезни, вызванные

недостатком в пище каких-либо веществ, носили даже эпидемический

характер. Так, широкое распространение в XIX в. получило заболевание,

названное цингой (или скорбутом); летальность достигала 70–80%. При-

мерно в это же время большое распространение, особенно в странах

Юго-Восточной Азии и Японии, получило заболевание бери-бери. В Япо-

нии около 30% всего населения было поражено этой болезнью. Японский

врач К. Такаки пришел к заключению, что в мясе, молоке и свежих овощах

содержатся какие-то вещества, предотвращающие заболевание бери-бери.

Позже голландский врач К. Эйкман, работая на о. Ява, где основным

продуктом питания был полированный рис, заметил, что у кур, получавших

тот же полированный рис, развивалось заболевание, аналогичное бери-бери

у человека. Когда К. Эйкман переводил кур на питание неочищенным

рисом, наступало выздоровление. На основании этих данных он пришел

к выводу, что в оболочке риса (рисовые отруби) содержится неизвестное

вещество, обладающее лечебным эффектом. И действительно, приготовлен-

ный из шелухи риса экстракт оказывал лечебное действие на людей,

больных бери-бери. Эти наблюдения свидетельствовали, что в оболочке

риса содержатся какие-то питательные вещества, которые необходимы для

обеспечения нормальной жизнедеятельности организма человека.

Развитие учения о витаминах, однако, справедливо связывают с именем

отечественного врача Н.И. Лунина, открывшего новую главу в науке

о питании. Он пришел к заключению, что, кроме белков (казеина), жиров,

молочного сахара, солей и воды, животные нуждаются в каких-то еще

неизвестных веществах, незаменимых для питания. В своей работе «О

значении минеральных солей для питания животных» (1880) Н.И. Лунин

писал: «Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить

их значение для питания». Это важное научное открытие позже (1912) было

подтверждено работами Ф. Гопкинса. Поскольку первое вещество, вы-

деленное К. Функом (1912) в кристаллическом виде из экстрактов оболочек

204