Строение витамина А и его активных форм

Строение β-каротина

Биохимические функции

Регуляция экспрессии генов

Ретиноевая кислота служит лигандом для суперсемейства ядерных рецепторов, к числу которых относятся рецепторы к стероидным гормонам (кортизол, тестостерон), к витамину D, трийодтиронину, простагландинам, к транскрипционным факторам. Таким образом, она абсолютно необходима для экспрессии генов, участвующих в процессах развития клетки и обеспечивающих чувствительность клеток к гормонам и ростовым стимулам. Благодаря такой функции ретиноевая кислота:

· регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма,

· стимулирует деление и дифференцировку клеток быстро делящихся тканей – хряща, костной ткани, сперматогенного эпителия, плаценты, эпителия кожи, слизистых оболочек, клеток иммунной системы.

Участие ретиноевой кислоты в дифференцировке,
делении и росте клеток

Участие в фотохимическом акте зрения

Ретиналь в комплексе с белком опсином формирует зрительный пигмент, который находится в клетках сетчатки глаза – в палочках (черно-белое сумеречное зрение) и в колбочках (дневное цветное зрение). Пигмент палочек обычно именуется родопсином, тогда как в колбочках он именуется йодопсином. В обоих случаях пигмент представляет собой семидоменный белок опсин и хромофор – ретиналь.

Участие ретинола в фотохимическом акте зрения

При попадании фотона света на молекулу родопсина последний распадается на опсин и полностью транс-ретиналь. При этом в мембране генерируется электрический сигнал, идущий в зрительный центр головного мозга. В дальнейшем,под влиянием ферментов, алло-транс-ретиналь превращается в 11-цис-ретиналь и связывается с опсином, снова образуя родопсин.

Максимум спектра поглощения родопсина (палочки) находится в области 500 нм.
В наружных сегментах трёх типов колбочек (сине-, зелено- и красно-чувствительных) содержатся зрительные пигменты, максимумы спектров поглощения которых находятся в синей (420 нм), зеленой (531 нм) и желтой (558 нм) областях спектра. В настоящее время эти пигменты изучены еще недостаточно хорошо, в качестве примера можно назвать эритролаб - красный пигмент, хлоролаб - зеленый пигмент. При поражении колбочек возникает светобоязнь: человек видит при слабом свете, но слепнет при ярком освещении.

Антиоксидантная функция

Благодаря наличию двойных связей в изопреновой цепи витамин А способен осуществлять нейтрализацию свободных кислородных радикалов, но особенно явно эта функция проявляется у каротиноидов.

Гиповитаминоз А

Причина

Помимо пищевой недостаточности и нарушения желчеотделения, причиной гиповитаминоза А может быть

· недостаточность витаминов Е и С, защищающих ретинол от окисления,

· гипотиреоз (снижение функции щитовидной железы), так как диоксигеназа, превращающая каротиноиды в витамин А, активируется тиреоидными гормонами,

· недостаток железа, входящего в состав диоксигеназы, и цинка, требуемого для белка, обеспечивающего всасывание витамина.

Клиническая картина

1. Стерильность – желтое тело беременности накапливает каротиноиды β-каротин и лютеин. Вероятно, они несут антиоксидантную нагрузку, обеспечивая жизнеспособность и нормальное функционирование желтого тела.

2. При сильном гиповитаминозе и авитаминозе происходит снижение синтеза родопсина и нарушение темновой адаптации – куриная слепота;

3. Задержка роста, похудание, истощение;

4. Специфические поражения глаз, слизистых оболочек, кожи:

· кожа – гиперкератоз (пролиферация и патологическое ороговение кожи, сухость и шелушение – т.н. " жабья кожа ") приводит к вторичным гнойным процессам,

· глаза – ороговение эпителия слезного канала (ксерофтальмия) приводит к его закупорке. Это порождает, во-первых, сухость роговой оболочки глаза, т.к. нет слезы, во-вторых, влечет за собой воспаление роговой оболочки из-за отсутствия лизоцима (антибактериального фермента слезы). Оба фактора приводят к кератомаляции – отек, изъязвление, размягчение роговой оболочки,

· слизистые оболочки – из-за снижения синтеза гликопротеинов и нарушения барьерной функции слизистых оболочек происходит поражение эпителия желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы, также нарушение сперматогенеза.

В бедных развивающихся странах Африки и Азии ксерофтальмия поражает десятки тысяч детей в возрасте от 18 месяцев до 9 лет ежегодно.
В случае с поражением эпителия ЖКТ наблюдается возникновение порочного круга: нехватка витамина А вызывает поражение слизистых ЖКТ, а это провоцирует ухудшение всасывания веществ, в том числе и витамина А.
Поражение дыхательных путей приводит к снижению местного иммунитета, вплоть до ларинготрахеобронхита и пневмонии. Было показано, что коррекция содержания витамина А в диете детей тропических стран снижала смертность от инфекций на 30%!

Гипервитаминоз А

Причина

Избыточный прием витамина А с витаминными препаратами и, реже, с пищей.

Клиническая картина

Острое отравление сопровождается головной болью, тошнотой, слабостью, ступором, отеком соска зрительного нерва (вследствие ликворной гипертензии), может повышаться температура.

При хроническом отравлении нарушается пищеварение, исчезает аппетит, наступает потеря веса тела, снижается активность сальных желез кожи и развивается сухой дерматит, ломкость костей.

У витамина А в высоких дозах имеется нефротоксичность, канцерогенность и эмбриотоксичность.

Лекарственные формы

Ретинолацетат, ретинолпальмитат (в них функциональная ОН-группа защищена жирными кислотами).

 

17.Витамин В₁. Строение, Роль в обмене веществ

Витамин В1 (тиамин, антиневритный)

Источники

Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи.

Суточная потребность

2,0-3,0 мг.

Строение

В составе тиамина определяется пиримидиновое кольцо, соединенное с тиазоловым кольцом. Коферментной формой витамина является тиаминдифосфат.

Строение витамина В₁

Строение тиаминдифосфата

Метаболизм

Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина. Витамин фосфорилируется непосредственно в клетке-мишени. Примерно 50% всего В₁ находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится не более 30 суточных доз витамина.

Биохимические функции

1. Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который

· является коферментом транскетолазы - фермента пентозофосфатного пути.

Пример реакции с участием тиаминдифосфата (пентозофосфатный путь)

· входит в состав ферментов декарбоксилированияα-кетокислот пируватдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназы, которые участвуют в энергетическом обмене.

· входит в состав дегидрогеназы разветвленных α-кетокислот, необходимой для катаболизма лейцина, валина, изолейцина.

2. Входит в состав тиаминтрифосфата, который изучен еще недостаточно. Имеются разрозненные сведения об участии ТТФ в передаче нервного импульса, в генерации клеточного сигнала, в реакциях клеточного биоэлектрогенеза, в регуляции активности ионных каналов.

Гиповитаминоз B1

Причина

Основной причиной является недостаток витамина в пище, избыток алкоголь -содержащих напитков, которые снижают всасывание и повышают экскрецию витамина, или углеводных продуктов, повышающих потребность в тиамине.

Также причиной гиповитаминоза может быть потребление сырой рыбы (треска, форель, сельдь), сырых устриц, поскольку в них содержится антивитамин – фермент тиаминаза, разрушающий витамин. В кишечнике человека присутствует бактериальная тиаминаза.

Клиническая картина

Болезнь " бери-бери " или "ножные кандалы" – нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем из-за недостаточного энергетического и пластического обмена.

Со стороны нервной ткани наблюдаются:

· полиневриты: снижение периферической чувствительности, утрата некоторых рефлексов, боли по ходу нервов,

· энцефалопатия:
- синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции,
- синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость.

Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается нарушение сердечного ритма, боли в сердце и увеличение его размеров.

В желудочно-кишечном тракте нарушается секреторная и моторная функция, возникает атония кишечника и запоры, исчезает аппетит, уменьшается кислотность желудочного сока.

Антивитамины В1

В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза, разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, сырых устрицах.

Пиритиамин, структурный аналог и антиметаболит тиамина, обнаружен в некоторых растениях (папоротник). Он конкурирует за переносчик тиамина на мембранах клеток: в кишечнике подавляет его всасывание, в тканях "вытесняет" витамин из клеток.

Лекарственные формы

Свободный тиамин и ТДФ (кокарбоксилаза).

 

18.Витамин В12. Строение. Биологическая роль.
Витамин В12 (кобаламин, антианемический)

Источники

Из пищевых продуктов витамин содержат только животные продукты: печень, рыба, почки, мясо. Также он синтезируется кишечной микрофлорой, однако не доказана возможность всасывания витамина в нижних отделах ЖКТ.

Суточная потребность

2,5-5,0 мкг.

Строение

Содержит 4 пиррольных кольца, ион кобальта (с валентностью от Co³⁺ до Co⁶⁺), группу CN^–. В организме при синтезе коферментных форм цианидная группа CN^– заменяется метильной или 5'-дезоксиаденозильной.

Метаболизм

Для всасывания в кишечнике необходим внутренний фактор Касла – гликопротеин, синтезируемый обкладочными клетками желудка. Комплекс "витамин В12+внутренний фактор" медленно всасывается в подвздошной кишке. В крови витамин транспортируется в виде гидроксикобаламина вместе с транскобаламином и транспортными белками (α- и β-глобулинами).

Биохимические функции

Витамин В₁₂ участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования.

1. Основой изомеризующего действия витамина В₁₂ является возможность способствовать переносу атома водорода на атом углерода в обмен на какую-либо группу.