2 курс Биологическая химия. Витамины.
Впервые с витаминами столкнулся русский ученых Лунин. Он провел эксперимент с мышами, разделив их на 2 группы. Одну группу он кормил натуральным цельным молоком, а другую держал на искусственной диете, состоящей из белка-казеина, сахара, жира, минеральный солей и воды.
Через 3 мес. мыши второй группы погибли, а первой остались здоровыми. Этот опыт показал, что помимо питательных веществ для нормальной жизнедеятельности организма необходимо еще какие-то факторы.
Немного позднее голландский ученый Эйкман - врач, который работа на острое Ява обратил внимание на то среди населения те, кто питался полированный очищенным рисом болели заболеванием связанным с поражением нервной системы - полиневрит. Эти же случаи были отмечены в тюрьме, среди заключенных. Это заболевание было названо Бери-Бери. В 1911 году поляк Казимир Функ выделил из кожуры риса вещество которое предупреждало заболевание Бери-Бери. Это вещество содержало аминогруппу и он его назвал витамин (вита - жизнь, амин - амин, то есть жизненный амин). К настоящему времени известно более 30 витаминов. Некоторые из них не содержат аминогруппу, но по традиции они тоже называются витаминами. Витамины- это низкомолекулярные биологические активные вещества, обеспечивающие нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Они является необходимой составной пищи и оказывают действие на обмен веществ в очень малых количествах. Суточная потребность в витаминах измеряется в миллиграммах, микро граммах. Некоторые витамины могут вообще не синтезироваться в организме или синтезироваться в недостаточных количествах и должны поступать извне (суточная потребность холина - 1 г/сут, суточная потребность в полиненасыщенных высших жирных кислотах 1 г/сут) Витамины содержатся в продуктах растительного и животного происхождения, поэтому важно знать содержание витаминов в продукте. Из пищевых продуктов витамины выделяют используя полярные и неполярные растворители. Для количественного определения используют флюорометрические, спектрометрические, титрометрические, фотоколориметрические методы. Для разделения витаминов используются хромотаграфические методы.
Все витамины разнообразные по химическому строению, и свойствам. И их разделяют на 2 группы по растворимости: водо-растворимые витамины - С, группа В, и др. жиро растворимые - А, Д, Е, К.
Витамины называют или латинскими буквами (А, В, С, D) или химическим названием или по авитаминозу который присущ данному витамину.
Провитамины - вещества, которые при определенных условиях переходят в витамины (каротин, например, переходит в витамин А, 7-дегидрохолестерин переходит в витамин Д3).
При недостатке витаминов развивается гиповитаминоз, а при отсутствии их развивается авитаминоз. При избытке витаминов развивается гипервитаминоз. Причины авитаминозов: При дефиците витамином в пище
При нарушении процесса всасывания витамином в кровь, при заболевании кишечника При нарушении механизмов, лежащих в основе действия витамином на клетку (при беременности)
При ряде профессиональных заболеваний - у водителей, рабочие горячих цехов, и т. д. когда требуется больше витаминов чем в обычных условиях. Биологическая роль витаминов - влияние на функции ферментом. Большая часть витаминов в виде коферментов или кофакторов входит в состав ферментом. Антивитамины - структурные аналогия витаминов, которые блокируют рецепторы витамином (парааминобензойная кислота, например, нужна для нормального роста микроорганизмов кишечника. Антивитамином для нее является парааминосалициловая кислота - ПАСК. ПАСК является конкурентом ингибитором и блокатором рецептором ПАБК. Это свойство используется в фармакологии для создания и поиска препаратов - сульфаниламидов которые подавляют рост чужеродной флоры, путем ингибирования парааминобензойных рецепторов). ВИТАМИН В1 (ТИАМИН, АНТИНЕВРИТНЫЙ)
Особенности химической структуры: имеется 2 кольца пиримидиновое и имадозольное. Биологическая активность В1 связана с имидазольным кольцом. Физико-химические свойства.
Кристаллический препарат в виде бесцветных игл, хорошо растворим в воде, ледяной уксусной кислоте, этиловом спирте. Устойчив в кислой среде при температуре 140 градусов. Кислые растворы витамина В1 можно стерилизовать. При варке пищи витамин может разрушаться (или при нахождении в щелочной среде) либо вымываться в воду. Под действием окислителей В1 переходит в тиохром, которые легко определить по интенсивной синей флюоресценции. Реакция положена в основу количественного определения витамина В1. устойчив к ультрафиолетовым лучам. В природе распространен широко. Больше всего в растительных продуктах. Особенно много в сухих пищевых и пивных дрожжах, в неочищенном рисе, муке, горохе. В животных продуктах - в печени, почках, сердце, головном мозге. Кофермент витамина В1 - тиаминпирофосфат (ТПФ) и тиаминдифосфат (ТДФ).
Фосфорилированный препарат - кокарбоксилаза. Кокарбоксилаза широко используется в клинической практике - в терапии инфаркта миокарда для увеличения метаболической активности миокардиоцитов. Суточная потребность составляет 2-3 мг. ТПФ или ТДФ входят в состав 3 ферментов:
пируватдегидрогеназа, которая катализирует окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты в углеводном обмене.
Альфа-кетоглютаратдегидрогеназа. Катализирует окислительное декарбоксилирование альфа-кетоглютаровой кислоты
транскетолаза-фермент пентозного цикла (пентозофосфатного). Осуществляет перенос гликоль-альдегидного радикала от кетосахаров на альдосахара В1 является ингибитором фермента - холинэстеразы расщепляющей медиатор ЦНС ацетилхолин. Признаки авитаминоза ( болезнь Бери-Бери):
Дегенеративные процессы в периферических нервах что сопровождается парезами, парестезиями.
Нарушения сердечной деятельности (патологическая гипертрофия желудочков сердца, тахикардия, признаки дистрофического поражения миокарда - источение стенок миокарда возникает в тяжелых случаях)
Нарушения в водном обмене (гидроторакс, асцит, отеки нижних конечностей) Нарушение секреторной и моторной функции ЖКТ
Нарушение деятельности ЦНС, которое в тяжелых случаях может проявляться как деменция.
Таким образом, для простоты запоминания все симптомы можно обозначить как три Д: дистрофия, дегенерация, деменция.
ВИТАМИН В2 (6, 7-ДИМЕТЛ, 9-РИБИТИЛИЗОАЛЛКСАЗИН), РИБОФЛАВИН.
Хорошо растворим в воде. Желтокристалическая окраска. Разрушается при облучении ультрафиолетовыми лучами. Водные растворы обладают желто-зеленой флюоресцирующей окраской что может использоваться для количественного определения витамина в тех или иных продуктах.
Молекула рибофлавина обладает окислительно-восстановительными свойствами, присоединяя 2 атома водорода восстанавливается в бесцветное лейкосоединение.
Широко распространен в природе. В животных продуктах - печень, почки, сердце, молочные продукты. В растительных продуктах - пивные дрожи (Пейте пиво спокойно и с наслаждением и будете здоровы! ) Суточная потребность 2-4 мг.
Участие в обмене веществ: рибофлавин всасываясь в кишке подвергается фосфорилированию и образует 2 кофермента: флавинмононуклеотид (ФМН) флавинаденилдинуклеотид (ФАД)
Работают эти коферменты в составе флавиновых ферментов - дегидрогеназ, редуктаз. Цитохроморедуказы и сукцинилдегидрогеназа участвуют в процессе тканевого дыхания являясь переносчиками ионов водорода. Гипо и авитаминоз витамина В2:
Анемия-понижение количества гемоглобина и эритроцитов на единицу массы крови. Неврологические расстройства (мышечная слабость, жгучие боли в ногах, атаксия нарушения походки, гипокинезии - замедление движения, невозможность быстро совершить движение). Остановка роста волос, а вследствие этого выпадение волос.
Васкуоляризация (прорастание грубых сосудов в роговицу влечет за собой ее помутнение в уменьшение остроты зрения) и воспаление роговицы - кератит, катаракты (помутнение хрусталика, нельзя забывать что в лечении любой катаракты необходимо вводить в организм витамины группы В и особенно В2, так как они улучшают процессы метаболизма в хрусталике и препятствуют дальнейшему развитию заболевания). Воспаление слизистой оболочки ротовой полости, губ, десен.
Дегенерация миелиновой оболочки периферических нервов, что сопровождается параличом нижних конечностей.