Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Классификация витаминов
• 2. Жирорастворимые витамины
• 2.1 Витамин А
• 2.2 Витамин К
• 2.3 Витамин Е
• 2.4 Витамин F
• 2.5 Витамин D
• Вывод
• Список использованная литературы


Введение

Витамины - биоорганические соединения, являются жизненно необходимыми компонентами обмена веществ в отличие от других биомолекул, витамины не синтезируются в организме человека, а поступают с компонентами питания. В отличие от таких питательных веществ, как углеводы, липиды и белки, витамины относятся к микрокомпонентам питания, их суточные потребности для человека составляют миллиграммы или микрограммы. Открытие витаминов связано с разработками многих исследователей - врачей, биохимиков, физиологов, установили наличие в продуктах питания определенных соединений, необходимых для нормальной жизнедеятельности - "дополнительных факторов питания". Специфические болезни, связанные с нарушениями в питании - цинга (скорбут), бери - бери, пеллагра , рахит ("английская болезнь" ) , гемералопия ("куриная слепота") были известны человечеству на протяжении веков. Первым витамином, в отношении которого было доказано значение как необходимого фактора питания, был тиамин (витамин В₁), полученный в 1911 польским исследователем К. Функом из рисовых отрубей. Состав, выделенный К. Функом, предупреждал развитие бери-бери (полиневрита, вызванного длительным потреблением полированного риса) и содержала в своей структуре аминогруппу, что стало основой предложенного для всех дополнительных факторов питания термина "витамины" ( vitaminum - амин жизни лат.).

1. Классификация витаминов

Учитывая, что открытие первых препаратов витаминов значительно предшествовало расшифровке их химической структуры, исторически сложились эмпирические названия (номенклатура) витаминов, содержащих букву латинского алфавита с цифровым индексом, у современных названиях витаминов указывают также их химическую природу и , в некоторых случаях, - основной биологический эффект с приставкой "анти-" . В зависимости от физико-химических свойств (растворимости в воде или в липидах) витамины делятся на две большие группы: водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые витамины

Витамин В₁ (тиамин; антиневитный витамин).

Витамин В₂ (рибофлавин).

Витамин РР (витамин В5; ниацин ; антипеллагрический витамин).

Витамин В₆ (пиридоксин; антидерматитний витамин).

Витамин В₁₂ (кобаламин; антианемический витамин).

Фолиевая кислота (птероилглутамат; антианемический витамин).

Витамин Н ( биотин; антисеборейный витамин).

Пантотеновая кислота (витамин В3; антидерматитний витамин).

Витамин С (аскорбиновая кислота).

Витамин Р (витамин проницаемости).

Жирорастворимые витамины

Витамин А (ретинол; аксерофтол, витамин роста).

Витамин K ( филлохинон; антигеморрагический витамин ).

Витамин E (б - токоферол, витамин размножения).

Витамин F (комплекс полиненасыщенных жирных кислот).

Витамин D (кальциферол; антирахитний витамин).

Витаминная недостаточность - состояние, развивающееся вследствие уменьшения ( или отсутствия ) определенного витамина в организме. Витаминная недостаточность сопровождается тяжелыми расстройствами биохимических и физиологических процессов и возникновением специфической патологии. Различают гиповитаминозы и авитаминозы - патологические состояния, для которых присущими являются, соответственно, относительная или полная недостаточность витамина в тканях. Основными причинами возникновения состояний витаминной недостаточности (гипо - и авитаминозов) являются:

1 . Уменьшение (или отсутствие) поступления определенного витамина в организм в составе продуктов питания (в результате нерациональной диеты или неправильной кулинарной обработки пищевых продуктов); такие состояния получили название экзогенных гипо - (а-) витаминозив .

2 . Нарушение усвоения определенных витаминов клетками организма (вследствие расстройств их всасывания в пищеварительном тракте или несостоятельности биохимических систем организма включать витамин в обменные процессы, в частности вследствие наличия их структурных конкурентов - антивитаминов) - эндогенные гипо - авитаминозы .

3 . Увеличение вывода витаминов из организма или повышенная его утилизация в биохимических и физиологических процессах (ситуации, которые могут иметь место при лактации, беременности, изнурительной физической работы, нахождении человека в экстремальных температурных условиях, при тяжелых инфекционных болезнях и др.).

В условиях гипо - и авитаминозов возникают глубокие нарушения определенных метаболических процессов и клеточных функций, в которых принимают участие витамины как специфические биомолекулы. По механизму действия витамины являются коферментами сложных ферментов (или участвуют в синтезе коферментов как их компоненты), входят в состав биомембран, выполняют определенные регуляторные функции на уровне отдельных клеточных структур и всего организма.

2. Жирорастворимые витамины

Витамины, входящие в этот класс, есть маслообразная веществами, которые хорошо взаимодействуют с гидрофобными растворителями; благодаря наличию в структуре молекул углеводородных (преимущественно изопреноидного) радикалов, большинство из этих длинных витаминов являются компонентами биомембран, в составе которых выполняют специфические биологические функции, в частности, является мощными биоантиоксиданты (витамины Е, А, К). Всасывание жирорастворимых витаминов в кишечнике зависит от наличия поверхностно - активных компонентов желчи и может нарушаться при обтурации желчных протоков, сопровождается симптомами витаминной недостаточности . С другой стороны, в отличие от водорастворимых витаминов , избыточное (по физиологическим потребностям) поступления жирорастворимых витаминов (особенно А, Д, К) является опасным для организма человека, так как эти соединения могут накапливаться в тканевых депо и вызывать токсическое действие (состояние гипервитаминоза).

витамин жирорастворимый химический биологический

2.1 Витамин А

Химическое строение и биологические источники

Соединения, имеющие биологические свойства витамина А, является производным в-ионона.

Две молекулярные формы витамина А (витамеры) - А₁ и А₂ являются циклическими ненасыщенными спиртами (транс-изомеры), имеющих как боковой радикал гидрофобную диизопреноидну группу, благодаря которой эти соединения растворяются в липидном бислое мембран. Оба соединения проявляют полный спектр биологических эффектов витамину А, однако витамин А₁ является несколько активнее. В растительных организмах содержатся провитамины (биологические предшественники) витамина А - желтые пигменты б, в и г - каротины (впервые были обнаружены в моркови)

Наиболее активным провитамином витамина А является в - каротин, при гидролизе которого при участии фермента в-каротиназы стенки тонкой кишки и печени человека образуются две молекулы витамина А₁.

Биологические свойства

1. Процессы специализированных клеток сетчатки - палочек, которая обеспечивается фоторецепторные белком родопсином, содержащейся в мембранных образованиях наружных сегментов палочек - дисках (впячиваниями плазматической мембраны клетки). Родопсин - сложный белок, состоящий из белковой части - опсина и хромофора (простетической группы) - альдегидной формы витамина А - 11-цис-ретиналя, которая связана с е-аминогруппой лизинового остатка альдиминной связью (основа Шиффа):

Будучи интегральным (трансмембранным) белком мембраны диска , благодаря циклическим внутримолекулярным преобразованием витамина А родопсин воспринимает квант (один фотон!) света, трансформируя его в гиперполяризации мембраны, т.е. запускает элементарный физиологический акт зрения. Последовательность молекулярных событий в этом процессе такова: 1 - восприятие родопсином кванта света (максимум поглощения при 500 нм) инициирует изомеризацию связанного с опсина 11-цис-ретиналя в полностью транс-ретиналь, 2 - фотоиндуцированные изомеризация простетической группы (витамина А) приводит к изменению конформации белковой части молекулы и образованию нескольких промежуточных интермедиатов (конформеров) родопсина: батородопсин - люмиродопсин - метародопсин I - метародопсин II, 3 - последний из индуцированных светом конформеров родопсина - метародопсин II (т.н. "фотовозбужденного родопсин - R *) индуцирует каскад биохимических реакций, приводящих к закрытию Na - каналов мембран дисков.

Этот процесс каскадным механизмом передачи химического сигнала от возбужденного родопсина через белок трансдуцин (аналог G - белка) на фосфодиэстеразу, что гидролизует цГМФ, уменьшение уровня цГМФ приводит к закрытию Na - канала и гиперполяризации мембраны; гиперполяризация, наступающего является сигналом для дальнейшего электрохимического реагирования нейронов сетчатки, 4 - транс-ретиналь, образовавшийся в результате действия света теряет связь с белковой частью родопсина и подлежит (в темноте) регенерации до 11-цис-ретиналя, вновь вступает в соединение с лизиновим остатком белка, образуя функционально активный родопсин.

2. С самого начала изучения витамина А была установлена его уникальная стимулирующая действие относительно процессов роста и дифференцировки клеток ("витамин роста"). Согласно современным представлениям, эта биологическая функция реализуется транс-ретиноевой кислоты (РК), образующийся в организме из альдегидной формы витамина А. В основе стимулирования витамином А процессов роста и развития организмов (морфогенеза) лежит воздействие транс-ретиноевой кислоты на процессы транскрипции.

3 . Характерным проявлением недостаточности витамина А у человека и животных имеется выраженная сухость слизистых оболочек, покрытых однослойным плоским эпителием, выстилающей желудочно-кишечный и дыхательный тракт, мочевыводящие и половые пути, глазное яблоко, слезная и слуховой каналы и т.д.. Введение препаратов витамина А или продуктов, его содержащих, противодействует указанным патологическим проявлениям, в частности сухости глазного яблока ("антиксерофтальмичний" витамин, "аксерофтол").

Биохимической основой этой группы эффектов витамина А является его стимулирующая действие относительно биосинтеза гликопротеинов, которые составляют основу муцинов - слизистых образований, которые покрывают указанные эпителиальные покровы. Существуют данные об участии витамина А в функционировании гликозилтрансфераз эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, а именно коферментной функции ретинола как липидного переносчика олигосахаридных остатков через липопротеинов мембраны к местам гликозилирования пептидной части гликопротеина.

Суточная потребность

Витамин А поступает в организм человека с продуктами животного происхождения (особенно в составе сливочного масла, сметаны, молока, печени, рыбьего жира, яичного желтка) и в виде растительных каротинов. Суточная потребность в витамине А составляет 1,5-2,5 мг, или 3-5 мг каротинов [1 мг ретинола или 6 мг каротинов].

2.2 Витамин К

Химическое строение

Витамин К имеет группа витамеров - производных 2-метил-1,4-нафтохинона. Различают витамин К₁ (филлохинон) и витамин К₂ (фарнохинон).

Витамин К₁ является производным 2-метил-1,4-нафтохинона, боковым углеводородным радикалом, в котором есть производное изопренафитиль (2-метил-3-фитиль-1,4-нафтохинон). Эти витамеры были впервые выделен из люцерны и является биологически наиболее активной формой витамина К. Витамин К₂ имеет длинную боковую изопреноидную цепь, будучи по химическому строению 2-метил-3-фарнезил-1,4-нафтохиноном; витамер был впервые выделен из рыбной муки.

Биологические свойства

Биологическое действие витамина К в организме человека и животных состоит в его влиянии на функционирование системы свертывания крови ("антигеморрагический" витамин). Поскольку витамин К является необходимым компонентом для образования факторов свертывания крови II, VII, IX, X, недостаточность витамина сопровождается опасными для жизни кровотечениями.

Биохимический механизм действия витамина К заключается в его участии в функционировании ферментной системы, которая превращает глутаминовую кислоту пептидных цепей указанных факторов коагуляции в г-карбоксиглутаминову кислоту. В частности, в молекуле протромбина происходит г-карбоксилирование глутамата в положениях 7, 8, 15, 17, 20, 21, 26, 27, 30 и 33. г-Карбоксилирование белковых факторов коагуляции увеличивает сродство их молекул с ионами Са^{2 +}, которые необходимы для связывания белков с мембранными фосфолипидами и запуска каскада коагуляции. Авитаминоз К сопровождается повышенной кровоточивостью. Гиповитаминоз витамина К у человека развивается чаще всего при заболеваниях печени и системы желчевыводящих путей, которые препятствуют образованию и/или поступление в двенадцатиперстную кишку желчи, необходимой для всасывания жирорастворимых веществ. При повышенной активности свертывающей системы крови насущной проблемой клинической практики является применение антикоагулянтов, что по механизму действия являются антивитаминами витамина К (группа производных кумарина).

Источники и суточная потребность

Источниками витамина К для организма человека являются преимущественно растительные продукты питания (капуста, помидоры, салат) определенное количество витамина содержится в печени (особенно свиной), мясе. Значительное количество витамина синтезируется также кишечной микрофлорой, может обеспечить потребности организма человека в этом витамине даже в условиях уменьшенного его поступление с продуктами питания. Суточная потребность в витамине К составляет 200-300 мкг.

2.3 Витамин Е

Химическое строение

Свойства витамина Е имеет группа производных токола ( 2-метил-2 (4 ', 8 ',12' - триметилтридецил )-6-хроманолу - б, в ? и г - токоферолы, которые были впервые выделены из растительных масел. Наибольшую биологическую активность имеет б - токоферол (5,7,8 - триметилтокол).

Биологические свойства и механизм действия

Витамин Е обладает широким спектром биологической активности - его недостаточность сопровождается многочисленными изменениями обменных процессов и физиологических функций организма. Наиболее характерными для Е - авитаминоза являются глубокие нарушения репродуктивной функции как у мужчин (аномальный сперматогенез) так и женщин (невозможность оплодотворения и вынашивания беременности), мышечные дистрофии, некроза - дистрофические процессы в печени.

Основные молекулярные механизмы действия витамина Е (б - токоферола) заключаются в следующем: 1 - благодаря наличию свободного фенольного гидроксила в ароматическом ядре хроману б - токоферол может вступать в реакцию диспропорционирования со свободными радикалами в виде гасителя (ингибитора) свободных радикалов InH, тормозя процессы свободно-радикального окисления органических молекул: 2 - благодаря гидрофобном боковом радикалу б - токоферол может встраиваться в фосфолипидный матрикс биомембран, стабилизируя подвижность и микровязкость мембранных липидов и белков. Антирадикальные и мембраностабилизирующие свойства витамина Е является биохимической основой его биологической функции как наиболее мощного биоантиоксиданта. Противодействуя перекисленному окисление биомолекул (липидов, белков, нуклеиновых кислот), б - токоферол защищает клеточные структуры от цитотоксического действия свободных радикалов как эндогенного происхождения, так и ксенобиотиков, попадающих в организм из внешней среды.

Источники и суточная потребность

Наиболее богатыми источниками витамина Е в питании человека являются растительные масла (подсолнечное, кукурузное, соевое и др.), свежие овощи и животные продукты (мясо, сливочное масло, яичный желток). Суточная потребность в витамине Е ( б - токоферол) составляет 10-20 мг.

2.4 Витамин F

Химическая природа и свойства

Под витаминами группы F понимают группу полиненасыщенных жирных кислот растительного происхождения - преимущественно линолевой и линоленовой, являющихся предшественниками в синтезе биологически активных эйкозаноидов - производных арахидоновой кислоты (простагландинов, тромбоксана, лейкотриенов).

Источники и суточная потребность

Источниками полиненасыщенных жирных кислот является частью растительные масла, в некоторой степени - животные жиры, сливочное масло, яйца. Суточная потребность организма человека в витамине F составляет около 2-6 г.

2.5 Витамин D

Химическое строение

К витаминам группы D принадлежат витамеры D₃ ( холекальциферол, витамин D животного происхождения) и D₂ ( эргокальциферол, витамин D растительного происхождения).

Биологические свойства и механизм действия

Биологической функцией витаминов группы D является регуляция гомеостаза кальция. Холекальциферол - витамин D₃, образующийся в организме человека с 7-дегидрохолестерина, является предшественником фактора гормонального типа действия кальцитриола (1,25(ОН )₂D₃), который индуцирует синтез Са -связывающих белков энтероцитов и является, таким образом, основным регулятором всасывания в кишечнике ионов Са²⁺, необходимых для костеобразования и контроля многогранных Са-зависимых биохимических процессов.

Наиболее частыми причинами недостаточности витамина Д с нарушением кальциево-фосфорного обмена, остеомаляцией и развитием рахита ( rhachis - позвоночник; спинномозговой ствол - греч.) у детей является пониженное солнечное облучение кожи, а также уменьшенное потребление животных продуктов, содержащих холекальциферол.

Источники и суточная потребность

Наибольшее количество витамина D (D₃) содержится в продуктах питания животного происхождения: сливочном масле, желтке яиц, печени, особо богатым источником витамина D₃ является рыбий жир, который широко используется для профилактики и лечения рахита.

Антирахитную активность имеет также эргокальциферол (витамин D₂), образующийся при ультрафиолетовом облучении растительного стерина-эргостерина, который содержится в значительном количестве в дрожжах и грибах. Суточная потребность в витамине D для взрослого человека составляет 2,5-10 мкг. Для детей раннего возраста - в среднем 12-25 мкг, по рекомендациям Совета по пищевым продуктам и питанию Национальной академии наук США - 7,5-10 мкг.

Вывод

Список использованной литературы

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник.- Київ - Вінниця: Нова книга, 2007.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник.- Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000.

3. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1998.

4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1990.

5. Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина. - ГЭОТЕР- медиа, 2003.

6. Біологічна хімія: Підручник /Л.М.Вороніна, В.Ф.Десенко, Н.М. Мадієвська та ін.; за ред. проф. Л.М. Вороніної. - Х.: Основа; Видавництво НФАУ, 2000.

7. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. - Тернопіль: Укрмедкнига, 2001.

Размещено на Allbest.ru