содержание .. 11 12 13 14 ..
ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ (СТАТИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ)
Витамин А (ретинол)
Витамин А объединяет группу родственных соединений: β-каротин, ретинол, ретиналь, ретиноевую кислоту и их эфиры. Ретинол представляе собой циклический, ненасыщенный, одноатомный спирт, в основе химической структуры которого лежит β-иононовое кольцо, к которому присоединена боковая алифатическая цепь, содержащая два остатка изопрена и спиртовую группу.
При окислении ретинол превращается в ретиналь. В тканях организма витамин часто находится в форме сложных эфиров с разными кислотами, чаще с уксусной, пальмитиновой, янтарной.
Витамин А содержится только в животных продуктах. Особенно им богаты рыбий жир, сливочное масло, печень, яичный желток.
В растениях, главным образом в овощах, содержатся провитамины, к которым относятся α-, β- и γ-каротины. Под воздействием каротиндиоксигеназы провитамины витамина А в организме человека и животных превращаются в ретинол. Каратиноиды отличаются друг от друга числом и характером иононовых колец. При гидролитическом расщеплении молекулы β-каротина, основного источника витамина А, образуются две молекулы последнего.
Суточная потребность в витамине А взрослого человека составляет от 1 до 2,5 мг или 2-5 мг β-каротина. Обычно активность витамина А в пищевых продуктах выражается в международных единицах (МЕ), одна международная единица витамина А эквивалентна 0,6 мкг β-каротина и 0,3 мкг витамина А.
При отсутствии в пище витамина А в организме животного и человека развивается ряд специфических патологических изменений: ослабление зрения (сумеречная или куриная слепота), поражение эпителиальных тканей, выражающееся в слущиваемости и ороговевании эпителия, в том числе и роговицы глаза, нарушение формирования скелета, торможение роста, уменьшение устойчивости к инфекциям (рис. 13.1).
Рис. 13.1. Схема зрительного цикла
Охарактеризуем зрительный цикл подробнее: на первом этапе цис-ретиналь в темноте соединяется с белком опсином, образуя родопсин; на втором под действием кванта света происходит фотоизомеризация 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь; на третьем транс-ретиналь-опсин распадается на транс-ретиналь и опсин; поскольку пигменты встроены в мембраны светочувствительных пигментов сетчатки, то на четвертом этапе это приводит к местной деполяризации мембраны и возникновению нервного импульса, распространяющегося по нервному волокну; на пятом заключительном, этапе процессаидет регенерация исходного пигмента при участии ретиналь-изомеразы транс-ретиналь – транс-ретинол – цис-ретинол – цис-ретиналь). В конце концов, цис-ретиналь соединяется с опсином, образуя родопсин.
Ранним признаком гиповитаминоза витамина А служит снижение скорости адаптации к темноте. Недостаток витамина А сказывается и на развитии растений, на нормальное прорастание пыльцы. Хорошо изучена роль витамина А в фоторецепции. Попадающий на сетчатку свет адсорбируется и трансформируется пигментами сетчатки в другую форму энергии. У человека сетчатка содержит 2 типа рецепторных клеток: палочки и колбочки.
Палочки реагируют на слабое (сумеречное) освещение, а колбочки – на хорошее освещение (дневное). Палочки содержат зрительный пигмент родопсин, колбочки – йодопсин. Оба пигмента – сложные белки, отличающиеся своей белковой частью. В качестве кофермента оба белка содержат 11-цис-ретиналь – альдегидное производное витамина А.
Ретиноевая кислота, подобно стероидным гормонам, взаимодействует с рецепторами в ядре клеток мишеней. Образовавшийся комплекс связывается с определенным участком ДНК и стимулирует транскрипцию генов. Белки, образовавшиеся в результате экспрессии генов, влияют на рост, дифференцировку, репродукцию и эмбриональное развитие.
Витамин D (кальциферол)
Кальциферолы – группа химически родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Наиболее биологически активные витамины – D2 и D3. Витамин D2 (эргокальциферол), производное эргостерина – растительного стероида, встречающегося в некоторых грибах, дрожжах и растительных маслах.
 |
При УФ-облучении пищевых продуктов из эргостерина получается витамин D2, используемый в лечебных целях. Витамин D3, имеющийся у человека и животных, – холекальциферол, образующийся в коже человека из 7-дегидрохолестерина под действием УФ-лучей. Наибольшее количество витамина D3 содержится в продуктах животного происхождения: сливочном масле, желтке яиц, рыбьем жире.
Суточная потребность для детей 12-25 мкг (500-1000 МЕ), для взрослого человека потребность значительно меньше.
В организме человека витамин D3 гидроксилируется в положениях 25 и 1, превращаясь в биологически активное соединение 1,25-дигидрохолекальциферол (кальцитриол). Кальцитриол выполняет гормональную функцию, участвуя в регуляции обмена Са2+ и фосфатов, стимулируя всасывание Са2+ в кишечнике и кальцификацию костной ткани, реабсорбцию Са2+ и фосфатов в почках. При низкой концентрации Са2+ или высокой концентрации D3 он стимулирует мобилизацию Са2+ из костей.
При недостатке витамина D у детей развивается заболевание «рахит», характеризуемое нарушением кальцификации растущих костей, что вызывает деформацию скелета с характерными изменениями костей (Х– или О-образная форма ног, «четки» на ребрах, деформация костей черепа, задержка прорезания зубов). Избыточное поступление витамина D3 приводит к гипервитаминозному состоянию, характеризующемуся избыточным отложением солей кальция в тканях лёгких, почек, сердца, стенок сосудов, а также остеопорозом с частыми переломами костей.
Витамин Е (токоферол)
Токоферол существует в виде нескольких витамеров. Семейство токоферолов и токотриелов являются метильными производными соединения токола. Наибольшую биологическую активность проявляет α-токоферол.Это соединение оптически активно, легко образует эфиры с органическими кислотами. Токоферолы отличаются высокой устойчивостью и выдерживают нагревание до 170оС, а эфиры токоферола ещё более устойчивы, чем свободные.
Под действием УФ-лучей витамин Е разрушается и теряет свои витаминные свойства. Источником витамина Е для человека являются растительные масла, салат, капуста, семена злаков, сливочное масло, ягоды шиповника, яичный желток. Суточная потребность в витамине у взрослого человека составляет, по разным рекомендациям от 5 до 10 мг. Е-авитаминозы и Е-гиповитаминозы – явление редкое, тем более что витамин Е откладывается во многих тканях и может использоваться из этих депо при отсутствии его в пище.
Долгое время считалось, что значение витамина Е исчерпывается лишь его влиянием на процессы размножения, т. к. при отсутствии или недостатке витамина Е у человека и животных нарушается сперматогенез и эмбриогенез, а также наблюдаются дегенеративные изменения репродуктивных органов. В настоящее время витамину Е уделяется большое внимание как антиоксиданту, который ингибирует свободнорадикальные процессы в клетке и, таким образом препятствует развитию цепных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот, защищает молекулы ДНК от повреждений. Токоферол предотвращает окисление боковой цепи витамина А. Клиническое проявление недостаточности витамина Е выражается в повторяющихся непроизвольных абортах, некоторых формах мышечной дистрофии, дегенерации спинного мозга, жировом перерождении печени, гемолитической анемии у детей.
Витамин К (нафтохинон)
Витамин К в природе существует в двух витамерных формах: филлохинон (К1), выделенный из растений и менахинон (К2) в клетках кишечной флоры. По химической структуре витамин К1 представляет собой 2-метил-1,4-нафтохинон, имеющий боковую алифатическую цепь в виде фитильного радикала, состоящую из двадцати атомов углерода и одной двойной связи.
Витамин К1 отличается от витамина К2 строением своей боковой цепи. Витамин К1оптически активен, неустойчив при нагревании и действии УФ-лучей.
Источником витамина К служат продукты растительного происхождения, к которым относятся: капуста, шпинат, корнеплоды. Источником витамина К также служит печень.
Суточная потребность в витамине К составляет 1-2 мг. Авитаминозное и гиповитаминозное состояние по витамину К часто развивается не из-за его недостаточного поступления с пищей, а из-за нарушений всасывания витамина в кишечнике.
Биологическая функция витамина К связана с его участием в процессе свертывания крови (рис. 13.2).
Рис. 13.2. Роль витамина К в свертывании крови
В этой многокомпонентной системе витамину К отведена роль активатора факторов свертывания крови, приводящих в конечном итоге к образованию тромбина.
содержание .. 11 12 13 14 ..