ТЕМА 4. ВИТАМИНЫ
Витамины – это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых у организмов данного вида отсутствует или ограничен.
Витамины и их производные являются активными участниками биохимических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах (табл. 10).
В организмах млекопитающих большинство витаминов не синтезируется, а некоторые синтезируются кишечной микрофлорой или тканями в недостаточных количествах, поэтому витамины должны поступать с пищей. Некоторые микроорганизмы и высшие растения также нуждаются в определенных витаминах.
Особенности функционирования витаминов в живых организмах заключаются в следующем: 1) практически не синтезируются в организме; 2) источником витаминов служит пища и/или кишечные бактерии; 3) содержатся в организме в небольших количествах; 4) не входят в состав пластического материала организма и не используются в качестве источника энергии; 5) в большинстве случаев выполняют коферментные функции (табл. 11).
Для обозначения каждого витамина существует буквенное латинское обозначение (например, витамины группы В), химическое (например, никотиновая кислота) и физиологическое названия (например, витамин роста). Отдельные витамины могут быть представлены группой соединений, близких по химическому строению и проявляющих близкую биологическую активность, называемых витамерами (например, витамин А может быть представлен витамерами А1 и А2).
^ По растворимости в воде и жирах витамины подразделяют на две группы: водорастворимые и жирорастворимые (табл. 10). В каждой из этих групп, наряду с витаминами, выделяют витаминоподобные соединения, выполняющие функции витаминов, но требующиеся организму в сравнительно больших количествах (табл. 12).
Суточная потребность в витаминах невелика, но при недостаточном или избыточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические состояния: 1) авитаминоз – комплекс симптомов, развивающихся в организме в результате достаточно длительного полного или почти полного отсутствия одного или нескольких (полиавитаминоз) витаминов; 2) гипо- и гипервитаминозы – болезни, вызванные, соответственно, недостаточным или избыточным поступлением витамина или нескольких витаминов (полигипо- и полигипервитаминозы).
Вещества, структурно подобные витаминам, которые при взаимодействии с апоферментом образуют неактивные формы ферментов, называются антивитаминами и находят применение в медицинской практике для лечения ряда заболеваний (например, сульфаниламидные препараты).
^
Название
витамина:
буквенное обозначение, химическое и
физиологическое названия
|
Химическая формула
|
Суточная потребность
|
Источники поступления
|
Проявления недостаточности витамина
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
жирорастворимые витамины
|
Витамин А
^
|
|
1,5 – 2,5 мг
|
Рыбий жир, печень рыб, птиц и животных, желток куриного яйца, сливочное масло, зелень, красно-мякотные овощи
|
Куриная слепота
|
Витамин D
Кальциферолы
Антирахитический
|
|
0,04 мг
|
Образуются в коже под действием УФ-света; рыбий жир, сливочное масло, молоко, печень, желток яйца
|
Рахит, остеопороз
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 10
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Витамин К
Нафтохиноны
Антигеморрагический
|
|
2 мг
|
Синтезируются кишечными бактериями; капуста, шпинат, фрукты, печень
|
Кровотечения
|
-Витамин Е
Токоферолы
Антистерильный
|
|
2 – 6 мг
|
Растительные масла, зародыши пшеницы, салат, капуста, зерно
|
Мышечная дистрофия, паралич
|
водорастворимые витамины
|
Витамин В1
^
|
|
1,5 – 2,0 мг
|
Хлеб, горох, фасоль, мясные продукты
|
Бери-бери
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 10
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Витамин В2
Рибофлавин
Витамин роста
|
|
2,0 – 2,5 мг
|
Печень, желток яйца, творог, кишечные бактерии
|
Себорейный дерматит
|
Витамин В3
^
|
|
5 – 10 мг
|
Синтезируется кишечной флорой; содержится во многих продуктах
|
|
Витамин В5 (РР)
^
|
|
15 – 25 мг
|
Синтезируется из триптофана, мясные и растительные продукты
|
Пеллагра
|
Витамин В6
Пиридоксин
Антидерматитный
|
|
2 – 3 мг
|
Кишечные бактерии; зерновые, бобовые и мясные продукты
|
Дерматиты
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 10
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Витамин В9 (Вс)
Фолацин
Фактор роста
|
|
0,1 – 0,5 мг
|
Салат, капуста, томаты, шпинат, печень, мясо
|
Макроцетарная анемия
|
Витамин В12
Кобаламин
Антианемический
|
|
0,005 – 0,080 мг
|
Синтезируются кишечными бактериями; продукты животного происхождения
|
Злокачественная анемия
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 10
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Витамин Н
Биотин
Антисеборейный
|
|
0,15 – 0,3 мг
|
Синтезируется кишечными бактериями; продукты растительного и животного происхождения
|
Замедление роста, выпадение волос и т.д.
|
Витамин С
^
Антискорбутный
|
|
80 – 110 мг
|
Фрукты (цитрусовые), ягоды (шиповник, смородина), овощи, молоко
|
Цинга
|
Витамин Р
Флавоноиды
Капилляроукрепляющий
|
|
25 мг
|
Фрукты, овощи, листья чая и плоды шиповника
|
Ломкость сосудов
|
Т а б л и ц а 11. Химическое строение и биохимические функции некоторых коферментов – производных витаминов
№
|
Название
|
Химическая формула
|
Биохимические функции
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
Тиаминдифосфат (ТДФ) – производное витамина В1 (тиамин)
|
|
Входит в состав пируватдегидрогеназного комплекса ферментов и транскетолазы, участвует в окислении пирувата, в биосинтезе жирных кислот, стероидов и других соединений.
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 11
1
|
2
|
3
|
4
|
2
|
Флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД) – производные витамина В2 (рибофлавин)
|
|
Являются простетическими группами флавопротеинов, катализирующих процессы переноса электронов и протонов в дыхательной цепи, окисления пирувата, жирных кислот и других соединений.
|
3
|
Кофермент А (коэнзим А, КоА) – производное витамина В3 (пантотеновая кислота)
|
|
Участвует в реакциях активации и переноса ацильных остатков. Является высокоэнергетическим соединением.
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 11
1
|
2
|
3
|
4
|
4
|
Никотинамиддинуклеотид (НАД) и никотинамиддинуклеотидфосфат (НАДФ) – производные витамина В5 (никотиновая кислота)
|
|
Являются коферментами дегидрогеназ. НАД-зависимые дегидрогеназы катализируют реакции окисления биосубстратов путем дегидрирования. НАДФ-зависимые дегидрогеназы катализируют одновременно с процессами дегидрирования реакции декарбоксилирования, при этом они не передают водород в дыхательную цепь.
|
5
|
Н4-фолат – производное витамина В9 (фолиевая кислота)
|
|
Участвует в реакциях переноса одноуглеродных фрагментов, играет важную роль в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, влияя тем самым на генетический аппарат клетки.
|
6
|
Карбоксибиотин – производное витамина Н (биотин)
|
|
Биотинзависимые ферменты катализируют реакции β-карбокси-лирования и транскарбоксилирования карбоновых кислот, способствуя усвоению тканями организма гидрокарбонат-ионов.
|
Т а б л и ц а 12. Витаминоподобные вещества: химическое строение и биохимические функции
№
|
Название
|
Химическое
строение
|
Пути поступления в организм
|
Биохимические функции
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
^
|
1
|
Убихинон (коэнзим Q, KoQ)
|
|
Синтезируется в организме из мевалоновой кислоты и продуктов обмена фенилаланина и тирозина. Широко распространен во всех клетках организма.
|
Является основным компонентом дыхательной цепи; окисляет и восстанавливает многие биосубстраты; предотвращает свободнорадикальное окисление в организме.
|
2
|
Витамин F
(линолевая,
линоленовая, арахидоновая кислоты)
|
СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН
Линолевая кислота (цис-цис-9,12-октадекадиеновая)
СН3СН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН
Линоленовая кислота (9,12,15-октадекатриеновая)
СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)3СООН
Арахидоновая кислота (5,8,11,14-эйкозантетраеновая)
|
Не синтезируются в организме. Содержатся в растительных маслах.
|
Необходим для нормального роста организма; способствует поддержанию биологической активности витамина А; понижает уровень холестерина в крови.
|
|
^
|
3
|
Пара-аминобензойная кислота (ПАБК)
|
|
Широко распространена во многих пищевых продуктах.
|
Активирует синтез пуриновых и пиримидиновых оснований; влияет на функцию щитовидной железы; является фактором роста и развития организмов.
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 12
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
4
|
Витамин В4 (холин)
|
|
Содержится в мясе и в продуктах, получаемых из злаковых растений.
|
Участвует в синтезе фосфатидов, ацетилхолина; принимает участие в реакциях трансметилирования.
|
5
|
Витамин В8 (инозит)
|
|
Широко распространен в растительных и животных продуктах. В растениях синтезируется путем циклизации глюкозы.
|
В форме эфира с фосфорной кислотой (фитина) содержится в нервной ткани. Играет роль липотропного фактора.
|
6
|
Витамин В13 (оротовая кислота)
|
|
Содержится в печени, молоке, дрожжах и других продуктах питания.
|
Является предшественником пиримидиновых оснований; стимулирует биосинтез белков, деление клеток, рост и развитие животных и растений.
|
7
|
Витамин N (липоевая кислота)
|
|
Широко распространен во многих растительных и животных продуктах.
|
Выполняет коферментную функцию в реакциях окислительного декарбоксилирования α-кетокислот, переноса ацильных остатков и других процессах.
|
8
|
Витамин В15 (пангамоновая кислота)
|
|
Содержится во многих продуктах питания.
|
Является источником подвижных метильных групп. Участвует в биосинтезе холина, холидинфосфатидов и других соединений.
|
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 12
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
9
|
Витамин U (β-метилметионин)
|
|
Содержится в соках сырых овощей (особенно в капустном соке).
|
Является активной формой аминокислоты метионина. Служит активным донором метильных групп. Участвует в синтезе холина и креатинина.
|
10
|
Витамин ВТ (карнитин)
|
|
Содержится в мясных и других пищевых продуктах.
|
Участвует в переносе длинноцепочечных ацильных остатков через мембраны митохондрий; оказывает положительный эффект на сперматогенез.
|
|
