Витамин Д. Биологическая роль.

Витамин D (кальциферол, антирахитический)

Источники

Пищевые источники

• печень, дрожжи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, сметана), желток яиц (в основном витамин D2),

• рыбий жир, печень трески (витамин D3).

Синтез в коже

• образуется (витамин D3) в эпидермисе при ультрафиолетовом облучении (длина волны 290-315 нм) из 7-дегидрохолестерола.

Суточная потребность

Потребность в витамине може измеряться как микрограммах, так и в международных единицах (МЕ) – 25 мкг витамина D соответствует 1000 МЕ.

Физиологическая потребность для маленьких детей – 10 мкг, для старших детей и взрослых – 10-20 мкг, для лиц старше 60 лет – 15 мкг.

Верхний допустимый уровень потребления — 50 мкг/сутки.

Строение

Витамин представлен двумя формами – эргокальциферол и холекальциферол. Химически эргокальциферол отличается от холекальциферола наличием в молекуле двойной связи между С22 и С23 и метильной группой при С24.

·

Метаболизм

Витамины D3 и D2 в плазме крови соединяются с витамин-D-связывающим белком (VDBP) и транспортируются в печень. Здесь они гидроксилируются по С25 и являются основной формой хранения. Далее транспортным белком 25-гидроксивитамин D переносится в почки, где еще раз гидроксилируется, уже по С1. Образуется активная форма витамина – 1,25-дигидроксихолекальциферол или, по-другому, кальцитриол.

Биохимические функции

Наиболее изученными и известными являются следующие функции витамина:

1. Увеличение концентрации кальция и фосфатов в плазме крови.

Для этого кальцитриол в мишеневых клетках индуцирует синтез кальций-связывающего белка и компонентов Са2+-АТФазы и в результате:

• увеличивает всасывание ионов Ca2+ в тонком кишечнике,

• стимулирует реабсорбцию ионов Ca2+ и фосфат-ионов в проксимальных почечных канальцах.

2. Подавляет секрецию паратиреоидного гормона через повышение концентрации кальция в крови, но усиливает его эффект на реабсорбцию кальция в почках.

3. В костной ткани роль витамина D двояка:

• стимулирует мобилизацию ионов Ca2+из костной ткани, так как способствует дифференцировке моноцитов и макрофагов в остеокласты, разрушению костного матрикса, снижению синтеза коллагена I типа остеобластами,

• повышает минерализацию костного матрикса, так как увеличивает производство лимонной кислоты, образующей здесь нерастворимые соли с кальцием.

4. Кроме этого, как показано в последнее десятилетие, витамин D, влияя на работу около 200 генов, участвует в пролиферации и дифференцировке клеток всех органов и тканей, в том числе клеток крови и иммунокомпетентных клеток. Витамин D регулирует иммуногенез и реакции иммунитета, стимулирует выработку эндогенных антимикробных пептидов в эпителии и фагоцитах, лимитирует воспалительные процессы путем регуляции выработки цитокинов.

Витамин D-резистентный рахит. Наблюдается при болезни де Тони-Дебре-Фанкони, аутосомно-рецессивном заболевании, при котором происходит поражение проксимальных почечных канальцев. Недостаточность витамина D проявляется как рахитоподобные деформации скелета, боли в костях, переломы, диффузная остеомаляция.

Гипервитаминоз

Причина

Избыточное потребление с препаратами (не менее 1,5 млн МЕ в сутки).

Клиническая картина

Ранними признаками передозировки витамина D являются тошнота, головная боль, потеря аппетита и веса тела, полиурия, жажда и полидипсия. Могут быть запоры, гипертензия, мышечная ригидность.

Хронический избыток витамина D приводит к гипервитаминозу, при котором отмечается:

• деминерализация костей, приводящая к их хрупкости и переломам.

• увеличение концентрации ионов кальция и фосфора в крови, приводящее к кальцификации сосудов, ткани легких и почек.

Лекарственные формы

Витамин D – рыбий жир, эргокальциферол, холекальциферол, аквадетрим, детримакс, кальцийD3-никомед.

25.Витамин С.Строение,роль в обмене веществ,пищевыеисточники,суточнаяпотребность,признаки гиповитаминоза.
строение:
Витамин С(аскорбиновая кислота;антискорбутныйвитамин,антицинготный).По хим.ст-лактон кислоты со структурой,близкой структуре L-глюкозы.Аск к-та относится к сильным кислотам;кислый характер обусловлен наличием 2 обратимо диссоциир-щихенольныхгидроксилов у 2-го и 3-го углеродных атома.
Аск. к-та содержит 2 асимметричных атома С в 4-м и 5-м положениях,это позволяет образовывать 4 оптических изомера.
Аск.к-та хорошо раств в воде,хуже-этаноле и почти нераств. в орган раст-лях.
Важное хим св-во: способность обратимо окисляться в дегидроаскорбиновуюк-ту,образуяокисл-восстсистему,связанную с отщеплением и присоединением электронов и протонов.Оксиление может быть вызвано различными факторами,н/р,О2,метиленовымсиним,Н2О2 и тд...
Процесс не сопровождается снижением витаминной активности.Дегидроаск к-та легко восстанавливается цистеином,глутатионом,сероводородом.
В слабощелочной среде происходит гидролиз лактоновогокольца,и она превращ в дикетогулоновую к-ту(лишена биол активности).
биол роль:1)уч в ок-восст процессах
2)уч в реакциях гидроксилированияпролина и лизина при синтезе коллагена,синтезекортикостероидов и тд.
источники: продукты растпроисх(овощи и фрукты)Много в перце,салате,капусте,хрене,укропе,ягодах рябины,чернсмор,лимоне.
Картофель содержит,номеньше.Непищевые ист: шиповник,хвоя,листьячернсмор.
сут потр: 75 мг
гиповитаминоз:-потеря организмом способности депонировать межклеточные цементирующие вещества,это вызывает поражения сосудов(более хрупкие и проницаемы) и опорных тканей.Цинга-кровоточивость десен,расшатывание и разламывание зубов.

26. Врожденные нарушения метаболизма углеводов. Гликогенозы.

Гликогеновые болезни – это наследственные заболевания, обусловленные недостаточностью каких-либо ферментов, отвечающих за метаболизм гликогена. Могут быть нарушены обе стороны обмена: как синтез гликогена, так и его распад.
[Гликогенозы]
Синдром гликогеноза возникает в результате дефекта ферментасинтеза или мобилизации гликогена, что приводит к накоплению или изменению структуры гликогена в разных тканях, чаще в печени и мышцах.
Всего известно 12 типов гликогенозов. По патогенетическому признаку гликогенозы делят:
• печеночные
• мышечные
• смешанные
Печеночные гликогенозы
Самый частый гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке обусловлен аутосомно-рецессивным дефектом глюкозо-6-фосфатазы. Из-за того, что этот фермент есть только в печени и почках, преимущественно страдают эти органы, и болезнь носит еще одно название – гепаторенальныйгликогеноз
-наблюдаются гепатомегалия и нефромегалия, обусловленные накоплением гликогена не только в цитоплазме, но и в ядрах клеток.
- активируется синтез липидов с возникновением стеатоза печени. Так как фермент необходим для дефосфорилированияглюкозо-6-фосфата с последующим выходом глюкозы в кровь, у больных отмечается гипогликемия и, как следствие, ацетонемия, метаболический ацидоз, ацетонурия.
Мышечные гликогенозы
Для этой группы гликогенозов характерны изменения ферментов мышечной ткани. Это приводит к нарушению энергообеспечения мышц при физической нагрузке, к болям в мышцах, судорогам.
Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля) – отсутствие мышечной фосфорилазы.
Смешанные гликогенозы
Эти заболевания касаются и печени, и мышц, и других органов.

Гликогеноз II типа (болезнь Помпе, 10% всех гликогенозов) – поражаются все гликогенсодержащие клетки из-за отсутствия лизосомальной (кислой) α-1,4-глюкозидазы, поэтому данная болезнь относится к лизосомным болезням накопления. Происходит накопление гликогена в лизосомах и в цитоплазме.
Агликогенозы – состояния, связанные с отсутствием гликогена. В качестве примера агликогеноза можно привести наследственный аутосомно-рецессивный дефицит гликоген-синтазы. Симптомами является резкая гипогликемия натощак, особенно утром, появляется рвота, судороги, потеря сознания.

27.Высшие жирные кислоты, структура, свойства, биологическая роль. Понятие о полиненасыщенных жирных кислотах.

Жирные к-ты-алифатические карбоновые к-ты- входят в состав всех омыляемых липидов. У человека ж-ые к-ты хар-ся след.общими чертами:
• четное число углеродных атомов в цепи,
• отсутствие разветвлений цепи,
• наличие двойных связей только в цис-конформации.
по строению жирные кислоты неоднородны и различаются длиной цепи и количеством двойных связей.
К ненасыщенным жирным кислотам относится пальмитиновая (С16), стеариновая (С18) и арахидоновая (С20). К мононенасыщенным – пальмитоолеиновая (С16:1, Δ9), олеиновая (С18:1, Δ9). Указанные жирные кислоты находятся в большинстве пищевых жиров и в жире человека.
Полиненасыщенные жирные кислоты содержат от 2-х и более двойных связей, разделенных метиленовой группой.
-кислоты различаются положением двойных связей относительно начала цепи (обозначается через греческую букву Δ "дельта") или последнего атома углерода цепи (обозначается буквой ω "омега").
По положению двойной связи относительно последнего атома углерода полиненасыщенные жирные кислоты делят на ω6 и ω3-жирные кислоты.
1. ω6-жирные кислоты. Эти кислоты объединены под названием витамин F, и содержатся в растительных маслах.
• линолевая
• γ-линоленовая
• арахидоновая
2. ω3-жирные кислоты:
• α-линоленовая
• тимнодоновая
• клупанодоновая
• цервоновая
Роль жирных кислот
1. энергетическая. Благодаря окислению насыщенных жирных кислот ткани организма получают более половины всей энергии (β-окисление), только эритроциты и нервные клетки не используют их в этом качестве.
2. Жирные кислоты входят в состав фосфолипидов и триацилглицеролов.
3. длинноцепочечные (С22, С24) полиненасыщенные ЖК - участие в механизмах запоминания и поведенческих реакциях.
4. ненасыщенные ЖК(сод 20 С и форм группу эйкозановых кислот)- они являются субстратом для синтеза эйкозаноидов (местные или тканевые гормоны)

28.Гемоглобин.Строение,функции гемоглобина.Типы.Производные.Значение 2,3 дифосфоглицерата в транспорте гемоглобина кислородом.
Гемоглобин-входит в группу белков гемпротеинов.В качестве белкового компонента содержит глобин,анебелкового-гем.Основу структуры простетической группы составляет ПОРФИРИНОВОЕ кольцо-производное порфирина,состоящего из 4 замещенных пирролов,соединенных между собой метиновыми мостиками(-СН=).В молекуле гемапорфин представлен в виде протопорфирина и сод: 4 метильные группы(-СН3),2 винильные (-СН=СН2) и 2остаткапропионовойк-ты.Протопорфирин присоединяя Fе превращ в гем.
Fе(двухвалентное) cвязано с 2 атомами N молекулы протопорфиринаковалентно и с 2 др-координационными связями.
функции:
1)транспорт О2 и СО2
2)поддержание кислотно-щелочного равновесия крови
типы:
Физиологический гемоглобин.
1)HbA (adult -взрослый) – это “зрелый” гемоглобин,есть у всех
2)HBF (fetus — плод) – фетальный гемоглобин, который вырабатывается с 8 недели эмбрионального развития и до рождения.
3)HbО2 – соединение с кислородом;
4)HbСО2 – соединение с углекислым газом;
5)HbMet – гемоглобин, соединившийся с сильным окислителем, и изменивший валентность железа на трехвалентное. В норме такого гемоглобина не должно быть больше 3%.
6)НbP-примитивный.
Патологический.
1)HbS-гем при серповидно-клеточной анемии.(глу заменен на вал)
2)HbF-при талассемии-гиперлазия и разруш костного мозга
3)Hb-CO – карбоксигемоглобин, образуется при наличии СО (угарный газ) во вдыхаемом
воздухе.
Шестая координационная связь может связывать различные лиганды, с образованием следующих производных гемоглобина:
1)оксигемоглобинHbО2(Fe2+) – соединение молекулярного кислорода с гемоглобином. Процесс называется оксигенацией; обратный процесс - дезоксигенацией.
2)карбоксигемоглобинHbСО (Fe2+). Связь гема с СО в двести раз прочнее, чем с О2.
3)метгемоглобинHbОН (Fe3+). Образуется при воздействии на гемоглобин окислителей (оксидов азота, метиленового синего, хлоратов).
4)цианметгемоглобинHbСN(Fe3+). Образуется при присоединении СN-к метгемоглобину. Эта реакция спасает организм от смертельного действия цианидов.
2,3-дифосфоглицерат образуется в эритроцитах из 1,3-дифосфоглицерата, промежуточного метаболита гликолиза, в реакциях получивших название шунт Раппопорта
При снижении концентрации кислорода в эритроцитах повышается содержание 2,3-дифосфоглицерата. Он располагается в центральной полости тетрамерадезоксигемоглобина и связывается с β‑цепями, образуя поперечный солевой мостик между атомами кислорода 2,3‑дифосфоглицерата и концевыми аминогруппами валина, аминогруппами остатков лизина и гистидина.

Функция 2,3‑дифосфоглицерата заключается в снижении сродства гемоглобина к кислороду. Это имеет особенное значение при подъеме на высоту, при нехватке кислорода во вдыхаемом воздухе. В этих условиях связывание кислорода с гемоглобином в лёгких не нарушается, так как концентрация его относительно высока. Однако в тканях за счет 2,3-дифосфоглицерата отдача кислорода возрастает в 2 раза.

29.Гликогенолиз.Отдельные этапы.Характеристика ферментов.

Гликогенолиз-распад гликогена.Гликоген - основной резервный полисахарид в клетках животных. Гликоген представляет собой разветвленный гомополисахарид, мономером которого является глюкоза.
Фосфорилазы переводят полисахариды(и гликоген) из запасной формы в метаболически активную форму; в присутствии фосфорилазы гликоген распадается с образованием фосфорного эфира глюкозы (глюкозо-1-фосфата) без предварительного расщепления на более крупные обломки молекулы полисахарида. В общей форме эту реакцию можно представить в следующем виде:

(C6H10O5)n+ H3PO4–> (C6H10O5)n–1+ Глюкозо-1-фосфат
Кат-ся эта р-ия ферментом, киназойфосфорилазы b. эта киназа может сущ-ть как в активной, так и в неакт форме. Неакткиназафосфорилазыпревращ.в акт под влиянием фермента протеинкиназы (киназакиназыфосфорилазы), цАМФ-зависимой протеинкиназы.
Образ-ся в рез-тефосфоролитического распада гликогена глюкозо-1-фосфатпревращ. под действием фосфоглюкомутазы в глюкозо-6-фосфат. Для осуществления данной реакции необходима фосфорилированная форма фосфоглюкомутазы.(активн ф)

Образование свободной глюкозы из глюкозо-6-фосфата в печени происходит под влиянием глюкозо-6-фосфатазы. Данный фермент катализирует гидролитическое отщепление фосфата:

31. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена. Общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.
Наиболее распространенный углевод животных - глюкоза. Именно в форме глюкозы поступает в кровь основная масса углеводов пищи. В глюкозу превращаются углеводы в печени, когда из глюкозы могут образовываться все остальные углеводы. Глюкоза используется как основной вид топлива в тканях млекопитающих. Таким образом, она играет роль связующего между энергетическими и пластическими функциями углеводов. Источником углеводов организма служат углеводы пищи - главным образом крахмал и гликоген, а также сахароза и лактоза. Кроме того, глюкоза может образовываться в организме из аминокислот, а также из глицерина, входящего в состав жира.
Основные источники глюкозы: - пища
- распад резервного полисахарида гликогена
- синтез глюкозы из неуглеводных предшественников (главным образом из гликогенных аминокислот) — глюконеогенез.
Основные пути расходования глюкозы:
1) образование энергии при аэробном и анаэробном окислении глюкозы
2) превращение в другие моносахариды
3) превращение в гликоген и гетерополисахариды
4) превращение в жир, некоторые аминокислоты и др.
вопрос32.глюконеогенез, страница 338
вопрос.33. Гниение белков в кишечнике, нейтрализация ядовитых продуктов. Индикан, его образование, диагностическое значение.