Биологическая химия - часть 60

рентгенологически почти не обнаруживаются органические изменения сли-

зистой оболочки желудка.

Витамин U оказался по своей химической природе S-метилметионином.

Витамин U хорошо растворим в воде; при температуре 100°С легко

разрушается, особенно в нейтральной и щелочной средах; устойчив в

кислой среде.

Биологическая роль. Витамин U у крыс полностью заменяет потреб-

ности в метионине как незаменимой аминокислоте. Установлено его учас-

тие в синтезе метионина, холина и креатина; бактерии используют его также

в качестве донатора метильных групп.

Источниками витамина U для человека являются свежая капуста, зелень

петрушки и репы, морковь, лук, перец, зеленый чай, бананы, фрукты, сырое

молоко и др.

Липоевая кислота

В 50-е годы в дрожжах и ткани печени был открыт фактор роста мо-

лочнокислых бактерий, не относящийся ни к одному из известных ви-

таминов; некоторые виды стрептококков также нуждались в нем как

в факторе роста. В кристаллическом виде этот фактор был идентифи-

цирован с α-липоевой (1,2-дитиолан-З-валериановой) кислотой.

Как видно из формул, липоевая кислота может существовать в окислен-

ной (—S—S—) и восстановленной (SH—) формах, благодаря чему реали-

зовываются ее коферментные функции. В частности, липоевая кислота

играет незаменимую роль в окислении и переносе ацильных групп в составе

многокомпонентных ферментных систем. Основная функция ее – прямое

участие в окислительном декарбоксилировании в тканях α-кетокислот

(пировиноградной и α-кетоглутаровой; см. главу 10). Липоевая кислота

служит простетической группой наряду с тиаминпирофосфатом и КоА

сложной мультиферментной пируват- и кетоглутарат-дегидрогеназной

систем. Однако до сих пор нет сведений о механизмах биосинтеза липоевой

кислоты не только в тканях животных, но и в растениях, и у микро-

организмов.

Холин

Впервые холин был выделен А. Стрекером из желчи в 1892 г. и тогда же

получил свое название. Биологическая роль холина стала известна зна-

чительно позже, когда было показано, что холин является структурным

245

Витамин U (метилметионинсульфония хлорид)

Липоевая кислота

Дигидролипоевая кислота

компонентом более сложного органического фосфорсодержащего соеди-

нения – фосфатидилхолина, или лецитина (см. главу 11), открытого в

яичном желтке и ткани мозга. Доказано, что особая роль лецитина как

пищевого фактора обусловлена холином, а не фосфорсодержащим его

компонентом. Последующие опыты показали, что исключение холина из

диеты животных приводит к ожирению печени. Добавление его к пище,

наоборот, способствует рассасыванию этого жира. Дальнейшие исследо-

вания позволили установить, что холин в организме человека и животных

синтезируется в достаточных количествах и не может быть истинным

пищевым фактором, однако в определенных условиях, например при

недостатке белка в пище, развивается вторичная холиновая недостаточ-

ность. Вследствие указанных причин холин был отнесен к группе ви-

таминоподобных веществ, или «частичных витаминов».

По структуре холин представляет собой аминоэтиловый спирт, со-

держащий у атома азота три метильные группы:

Хорошо растворим в воде и спирте. В организме животных син-

тезируется не свободный холин, а холин в составе фосфолипидов. До-

норами метильных групп являются метионин (в составе S-аденозилме-

тионина) или серин и глицин (при синтезе метильных групп). Вследствие

этого при белковой недостаточности, которая в свою очередь может быть

связана с дефицитом белка в пище или эндогенного происхождения,

развиваются симптомы холиновой недостаточности: жировая инфильтра-

ция печени, геморрагическая дистрофия почек, нарушение процесса свер-

тывания крови (нарушение синтеза V фактора свертывания – акцелерина)

и

 др.

Сведения о механизме действия холина свидетельствуют, что он яв-

ляется прежде всего составной частью биологически активного ацетил-

холина – медиатора нервного импульса. Кроме того, холин принимает

участие в реакциях трансметилирования при биосинтезе метионина, пури-

новых и пиримидиновых нуклеотидов, фосфолипидов и т.д.

Основными источниками холина для человека являются печень, поч-

ки, мясо, рыбные продукты, капуста. О потребностях человека в холине

точных данных нет. В значительной степени они определяются обеспе-

ченностью организма пищевым белком, витамином В

12

 и фолиевой

кислотой.

Антивитамины

В настоящее время антивитамины принято делить на две группы:

1) антивитамины, имеющие структуру, сходную со структурой нативного

витамина, и оказывающие действие, основанное на конкурентных взаимо-

отношениях с ним; 2) антивитамины, вызывающие модификацию хими-

ческой структуры витаминов или затрудняющие их всасывание, транспорт,

что сопровождается снижением или потерей биологического эффекта ви-

таминов. Таким образом, термином «антивитамины» обозначают любые

вещества, вызывающие независимо от механизма их действия снижение или

полную потерю биологической активности витаминов.

246

Холин

Структуроподобные антивитамины (о некоторых из них уже упоми-

налось ранее) по существу представляют собой антиметаболиты и при

взаимодействии с апоферментом образуют неактивный ферментный комп-

лекс, выключая энзиматическую реакцию со всеми вытекающими отсюда

последствиями.

Помимо структуроподобных аналогов витаминов, введение которых

обусловливает развитие истинных авитаминозов, различают  а н т и в и т а -

м и н ы  б и о л о г и ч е с к о г о  п р о и с х о ж д е н и я , 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 В

1

, аскорбатоксидаза,

катализирующая разрушение витамина С, белок авидин, связывающий

биотин в биологически неактивный комплекс. Большинство этих анти-

витаминов 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 В

2

 при биосинтезе коферментов ФАД и ФМН), пиридоксина –

дезоксипиридоксин, циклосерин, изоникотиноилгидразид (изониазид), ока-

зывающий антибактериальное действие на микобактерии туберкулеза.

Антивитаминами фолиевой кислоты являются амино- и аметоптерины,

витамина В

12

 – производные 2-аминометилпропанол-В

12

, никотиновой кис-

лоты – изониазид и 3-ацетилпиридин, парааминобензойной кислоты – суль-

фаниламидные препараты; все они нашли широкое применение в качестве

противоопухолевых или антибактериальных средств, тормозя синтез белка

и нуклеиновых кислот в клетках.

Глава 8

ГОРМОНЫ

ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О ГОРМОНАХ

Учение о гормонах выделено в самостоятельную науку – эндокринологию.

Современная эндокринология изучает химическую структуру гормонов,

образующихся в железах внутренней секреции, зависимость между структу-

рой и функцией гормонов, молекулярные механизмы действия, а также

физиологию и патологию эндокринной системы *. Учреждены специализи-

рованные научно-исследовательские институты, лаборатории, издаются

научные журналы; созываются международные конференции, симпозиумы

и конгрессы, посвященные проблемам эндокринологии. В наши дни эндо-

кринология превратилась в одну из самых бурно развивающихся разделов

биологической науки. Она имеет свои цели и задачи, специфические методо-

логические подходы и методы исследования. В нашей стране головным

научным учреждением, объединяющим исследования по этим проблемам,

является Эндокринологический научный центр РАМН.

Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяю-

щим в известной степени состояние физиологических функций целостного

организма, макро- и микроструктуру органов и тканей и скорость протека-

ния биохимических процессов. Таким образом,  г о р м о н ы – вещества орга-

нической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках же-

лез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирую-

щее влияние на обмен веществ и физиологические функции. В это опреде-

ление необходимо внести соответствующие коррективы в связи с обнаруже-

нием типичных гормонов млекопитающих у одноклеточных (например,

инсулин у микроорганизмов) или возможностью синтеза гормонов сомати-

ческими клетками в культуре ткани (например, лимфоцитами под дейст-

вием факторов роста).

Одной из удивительных особенностей живых организмов является их

способность сохранять постоянство внутренней среды –  г о м е о с т а з – при

помощи механизмов саморегуляции, в которых одно из главных мест

принадлежит гормонам. У высших животных координированное протека-

ние всех биологических процессов не только в целостном организме, но

и в микропространстве отдельной клетки и даже в отдельном субклеточном

образовании (митохондрии, микросомы) определяется нейрогуморальными

механизмами, сложившимися в процессе эволюции. При помощи этих

механизмов организм воспринимает разнообразные сигналы об изменениях

в окружающей и внутренней средах и тонко регулирует интенсивность

* Исследования последних лет убеждают, что эндокринная система включает не только

истинные железы внутренней секреции, но и много других гормональных систем в органах

и тканях организма, которые вырабатывают биологически активные вещества с гормонопо-

добным эффектом; они регулируются нейроэндокринной системой или действуют автономно.

248