Водорастворимые витамины

Размещено на http://allbest.ru

Введение

Витамины -- группа необходимых организму низкомолекулярных органических соединений (или наборов таких соединений), обладающих высокой биологической активностью, которые не синтезируются в организме человека в достаточном количестве, но имеют огромное значение, поэтому должны поступать извне, т.е. с пищей.

В настоящее время, в связи с расшифровкой механизма действия витаминов, принято разделять их на собственно витамины, которые участвуют в биохимических реакциях или несут каталитическую функцию, и витаминоподобные вещества, участвующие в обмене веществ в качестве строительного материала. Специфические проявления дефицита витаминоподобных веществ неизвестны, в отличие от клинических симптомов нехватки витаминов -- гиповитаминозов (авитаминозов).

Выделяют около полутора десятков витаминов и витаминоподобных веществ, и их число продолжает увеличиваться. Современные высокотехнологичные методы позволяют понять роль витаминов и многих других ранее неизвестных биологически активных веществ.

В основу классификации витаминов легла их способность растворяться в воде или в жирах, соответственно витамины бывают водорастворимыми и жирорастворимыми. Кроме того, выделяют и третью группу - это витаминоподобные соединения, о которых упоминали выше.

Водорастворимые витамины

Условно можно считать, что отличительной особенностью витаминов, растворимых в воде, является участие большинства из них в построении молекул коферментов, представляющих собой низкомолекулярные органические вещества небелковой природы, называемые также простетическими группами и принимающие вместе с белковым компонентом (апоферментом) непосредственное участие в каталитических реакциях. Коферментная роль с достоверностью доказана для следующих витаминов и витаминоподобных веществ: B1, В2, В6, В12, РР, биотина, фолиевой, парааминобензойной, пантотеновой и липоевой кислот, а также жирорастворимых коэнзима Q и пирролохинолинохинона (PQQ). Почти все они в организме человека и животных не синтезируются, поэтому недостаточное содержание или полное отсутствие этих витаминов в пище приводит к существенным нарушениям процессов обмена веществ и развитию соответствующего клинического синдрома, характерного для данного гипо- или авитаминоза.

Витамин В1 (тиамин) - антиневритный витамин

Химическая природа витамина В1. Тиамин состоит из кольца пиримидина, кольца тиозола и остатка этанола.

В кислой среде витамин В1 существует в виде тиаминхлорида. В кислой среде (рН = 3) водные растворы витамина В1 выдерживают нагревание до 1400С без снижения витаминной активности. В нейтральной или особенно щелочной среде тиамин быстро разрушается.

Влияние витамина В1 на обмен веществ. В организме человека и животных тиамин превращается в тиаминпирофосфат, кофермент которой входит в состав ферментов декарбоксилаз б- кетокислот: б - кетоглутаровой, пировиноградной и др. ТПФ является также коферментом транс-кетолаз - ферментов, участвующих в пентодном цикле превращения углеводов. То есть витамин В1 тесно связан с углеводным обменом, а также белковым обменом. Помимо каталитической роли ТПФ витамин В1 в виде различных фосфорных эфиров участвует в переносе богатых энергией фосфатных групп; в окислительно - восстановительных реакциях; в биосинтезе ненасыщенных высших жирных кислот.

Гиповитаминоз. При гиповитаминозе В1 развивается заболевание бери-бери (полиневрит). Оно проявляется в прогрессирующей дегенерации нервных окончаний и проводящих пучков, следствием чего является потеря кожной чувствительности, нарушение сердечной деятельности, нарушение функций ЖКТ, нарушение водного обмена. В конце концов, наступает паралич и смерть. Но чаще встречаются различные по глубине В1 - гиповитаминозы, которые проявляются в одышке, слабости, быстрой утомляемости, потере аппетита, понижении сопротивляемости к другим заболеваниям и тд. Это связывается с сильным снижением декарбоксилирования кетокислот, которые накапливаются в крови, тканях, особенно в мозге, чем объясняется появление нервных синдромов. При нарушении декарбоксилирования пировиноградной кислоты не будет образовываться уксусный альдегид и уксусная кислота, которая в обмене углеводов окисляется до СО2 и Н2О.

Источники витамина В1. Источниками витамина В1 являются растительные корма, неочищенный рис, мука грубого помола, отруби, горох, семена, зародыши зерен злаковых, дрожжи. Тиамин синтезируется микрофлорой пищеварительного тракта, всасывается в виде свободного тиамина. В организме животных витамин В1 содержится в печени, почках, сердечной мышце, мозге и др.

Витамин В2 (рибофлавин)

По структуре витамин В2 представляет собой метилированное производное изоаллоксазина, соединенного со спиртом ребитолом.

В виду того, что в состав витамина входит рибоза, а сам он окрашен в желтый цвет Каррер и Куп назвали витамин В2 рибофлавином. Желтую окраску дает изоалаксазиновое кольцо в окисленной форме, в восстановленной форме витамин В2 - бесцветный. Разрушается витамин В2 при кипячении, а также при УФ- облучении.

Биологическая роль. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД , являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов ряда других сложных белков - флавопротеинов. Некоторые флавопротеины в дополнение к ФМН или ФАД содержат еще прочно связанные неорганические ионы, в частности железо или молибден, наделенные способностью катализировать транспорт электронов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами. К первому относятся реакции, в которых фермент осуществляет прямое окисление с участием кислорода. Вторая группа реакций, катализируемых флавопротеинами, характеризуется переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиридиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении. Образование ФАД в тканях также протекает при участии специфического АТФ-зависимого фермента ФМН-аденилилтрансферазы.

Гиповитаминоз В2 сопровождается нарушением энергетического обмена, нарушается биосинтез аминокислот. При гиповитаминозе В2 наблюдается задержка роста, дерматиты на коже человека, выпадение волос, поражение слизистых оболочек, стоматиты, кератиты, конъюнктивиты, поражение нервной системы, проявляющееся в мышечной слабости, параличи, переходящие в кому.

Источники витамина В2

Рибофлавин достаточно широко распространен в природе. Он содержится почти во всех животных тканях и растениях; сравнительно высокие концентрации его обнаружены в дрожжах. Из пищевых продуктов рибофлавином богаты хлеб (из муки грубого помола), семена злаков, яйца, молоко, мясо, свежие овощи и др.; в молоке он содержится в свободном состоянии, а в печени и почках животных прочно связан с белками в составе ФАД и ФМН.

Витамин В5 (пантотеновая кислота) - антидерматитный витамин

Состоит из остатков б,г - диокси - в,в - диметил - масляной кислоты и в - аланина, связанных между собой пептидной связью.

Биологическая роль. Пантотеновая кислота входит в коэнзима А (КоА). Это соединение участвует в ферментативных реакциях, катализирующих как активирование, так и перенос ацетильного радикала и других кислотных остатков. В результате образования ацил-КоА происходит активация карбоновой кислоты, которая поднимается на более высокий энергетический уровень, создающий выгодные термодинамические предпосылки для ее использования в реакциях, протекающих с потреблением энергии. О важнейшем значении КоА в обмене веществ свидетельствуют обязательное непосредственное участие его в основных биохимических процессах, окисление и биосинтез высших жирных кислот, окислительное декарбоксилирование б-кетокислот (пируват, б-кетоглутарат), биосинтез нейтральных жиров, фосфолипидов, стероидных гормонов, гема гемоглобина, ацетилхолина, гиппуровой кислоты и др.

Гиповитаминоз В5. Симптомы гиповитаминоза В3 проявляется задержкой роста и прибавки массы тела, нарушениями со стороны нервной системы, диспептическими явлениями, рейнфекцией дыхательных путей, снижением АД, гипохлоремией, гипокалиемией и гипохолестеринемией.

Источники витамина В5 Основными растительными источниками витамина В5 являются бобовые культуры (фасоль, горох, чечевица, бобы), орехи (арахис, фундук), листовые овощи (шпинат, салат, лук), чеснок, гречневая и овсяная крупы. К пище животного происхождения, богатой пантотеновой кислотой, относят печень, почки, сердце, мясо, яичный желток, молочные продукты, рыба. Большое содержание витамина В5 обнаружено в дрожжах.

Витамин В3(РР) (амид никотиновой кислоты или никотинамид) - антипеллагрический витамин

Никотиновая кислота известна химикам давно, но только в 1937 году она была выделена из экстрактов печени и названа витамином РР.

Биологическая роль.

Витамин РР входит в состав НАД или НАДФ, являющихся коферментами большого числа обратимо действующих в окислительно-восстановительных реакциях дегидрогеназ. Показано, что ряд дегидрогеназ использует только НАД и НАДФ, другие могут катализировать окислительно-восстановительные реакции в присутствии любого из них. В процессе биологического окисления НАД и НАДФ выполняют роль промежуточных переносчиков электронов и протонов между окисляемым субстратом и флавиновыми ферментами

Гиповитаминоз В3 сопровождается возникновением пеллагры, которая характеризуется первичными симптомами, поражением кожи, задержкой в росте и расстройстве пищеварения. Развитие пеллагры связано с блокированием биоэнергетических процессов, что приводит к нарушению обмена веществ в тканях.

Источники витамина В3. Богаты никотиновой кислотой следующие растительные источники: продукты, содержащие цельные злаки, отруби, кукурузная мука, проростки пшеницы, овес, пивные дрожжи, орехи, бобы, морковь, картофель, помидоры, петрушка, ромашка, мята перечная, щавель, шиповник.

Витамин В6 (пиридоксин) - антидерматитный.

Химическая природа витамина В6. Является производным пиридина 2 - метил - 3 - окси - 4,5 - диоксиметилпиридин. Кроме того, витаминной активностью обладают еще два производных пиридоксина, имеющие в положении 4 пиримидинового кольца альдегидную группу или аминную группу.

Все три вещества получили общее название «витамин В6».

Биологическая роль. Оказалось, что, хотя все три производных 3-окси-пиридина наделены витаминными свойствами, коферментные функции выполняют только фосфорилированные производные пиридоксаля и пиридоксамина. Известно более 20 пиридоксалевых ферментов, катализирующих ключевые реакции азотистого метаболизма во всех живых организмах. Так доказано, что пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, катализирующих обратимый перенос аминогруппы (NH2-группы) от аминокислот на б-кетокислоту, и декарбоксилаз аминокислот, осуществляющих необратимое отщепление СО2 от карбоксильной группы аминокислот с образованием биогенных аминов. Установлена коферментная роль пиридоксальфосфата в ферментативных реакциях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодержащих аминокислот, взаимопревращения серина и глицина, а также в синтезе д-аминолевулиновой кислоты, являющейся предшественником молекулы гема гемоглобина, и др.

Гиповитаминоз В6. Характерны себорейный дерматоз лица, волосистой части головы, шеи стоматит, глоссит и хейлоз Периферические полиневропатии - парестезии с постепенной утратой рефлексов у грудных детей часто приводит к возникновению судорог. Анемия - чаще всего нормобластная гипохромная, однако возможно возникновение и мегалобластической анемии лимфопения.

Источники витамина В6 - Витамин В6 широко распространен в продуктах растительного и животного происхождения. Основными источниками витамина В6 для человека служат хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень и др.

Витамин В12 (кобаламин) - антианемический

Химическая природа витамина В12. Имеет сложное строение. Он состоит из плоской хромофорной части и нуклеотидной группы, хромофорная часть представлена четырьмя восстановленными пиррольными кольцами, соединенными координационными связями с кобальтом и между собой. Витамин В12 имеет группу - С= N и его иногда называют цианокобаламин. Его молекулярная формула С63Н90N14PCo.

Биологическая роль. Выявлены ферментные системы, в составе которых в качестве простетической группы участвуют не свободный витамин В12, а так называемые В12-коферменты. Химические реакции, в которых витамин В12 принимает участие как кофермент, условно делят на 2 группы в соответствии с его химической природой. К первой группе относятся реакции трансметилирования, в которых метилкобаламин выполняет роль промежуточного переносчика метильной группы. Вторая группа реакций при участии В12-коферментов заключается во внутримолекулярном переносе водорода в реакциях изомеризации.

Гиповитаминоз В12. В основном при этом заболевании развивается анемия. Она связана с нарушением формирования клеток крови в красном костном мозге. При поражении спинного мозга выявляются неврологические нарушения, а в детском возрасте - нарушения роста и развития. В результате развития анемии появляются воспалительные процессы в языке, что в клинике носит названии глоссита Гюнтера-Мюллера. При этом язык приобретает ярко-красную окраску, он болезненный, сосочки его уменьшаются в размерах и могут совсем исчезать. Кожные проявления заболевания намного более выражены в детском возрасте.

Источники витамина В12 . Основные источники витамина В12 для человека - мясо, говяжья печень, почки, рыба, молоко, яйца. Главным местом накопления витамина В12 в организме человека является печень, в которой содержится до нескольких миллиграммов витамина.

витамин рибофлавина никотиновый аскорбиновый

Витамин С (аскорбиновая кислота) - противоцинготный витамин

Витамин С является производным б - глюкозы:

Биологическая роль. Участие витамина С в обмене веществ связано с его окислительно - восстановительными свойствами. Аскорбиновая кислота участвует в гидроксилировании и окислении гормонов надпочечников.

Гиповитаминоз С . Возникают характерные нарушения строения соединительной, остеоидной тканей и дентина зубов дёсны гиперемированы, отёчны, легко кровоточат при прикосновении. Спонтанные геморрагические кровоизлияния особенно часто возникают в области волосяных фолликулов кожи нижних конечностей (считают патогномо-ничным признаком). Возможно возникновение поднадкостничных кровоизлияний. Часто можно обнаружить кровоизлияния под конъюнктиву глазного яблока Заживление ран и ожогов замедлено. Артрит, напоминающий ревматоидный, вследствие кровоизлияний в полость сустава или в околосуставные ткани.

Источники витамина С - Значительное количество аскорбиновой кислоты содержится в продуктах растительного происхождения (цитрусовые, овощи листовые зеленые, дыня, брокколи, брюссельская капуста, цветная и кочанная капуста, черная смородина, болгарский перец, земляника, помидоры, яблоки, абрикосы, персики, хурма, облепиха, шиповник, рябина.

Витамин Н - биотин

Химическая природа - это монокарбоновая кислота гетероциклического строения. Гетероциклическая часть представлена гидрированным тиофеновым кольцом, к которому присоединен остаток карбамида (мочевины).

Биологическая роль. Биотин подробно изучен благодаря работам Ф. Линена. Известные к настоящему времени биотиновые ферменты (т.е. ферменты, содержащие в качестве кофермента биотин) катализируют два типа реакций:

реакции карбоксилирования (с участием СО2 или НСО3-), сопряженные с распадом

реакции транскарбоксилирования (протекающие без участия АТФ), при которых субстраты обмениваются карбоксильной группой

Реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования имеют важное значение в организме при синтезе высших жирных кислот, белков, пури-новых нуклеотидов (соответственно нуклеиновых кислот) и др.

Гиповитаминоз витамина Н. При его развитии появляются усталость, слабость в мышцах и сонливость, развивается депрессия. Параллельно становится заметной сухость кожи, на которой могут появиться трещины, язвы и различные раздражения. Теряет чувствительность язык. Внешне он выглядит белым и абсолютно гладким -- это результат повреждения вкусовых сосочков. Иногда могут появляться тошнота, потеря аппетита и гипотония, начинает скакать сахар в крови, повышается уровень холестерина. При длительном хроническом авитаминозе Н может развиваться анемия, начинают выпадать волосы, замедляется рост у детей.

Источники витамина Н. Биотин содержится почти во всех продуктах животного и растительного происхождения, главным образом в связанной форме. Богаты этим витамином печень, почки, молоко, желток яйца. В растительных продуктах (картофель, лук, томат, шпинат) биотин находится как в свободном, гак и в связанном состоянии. Для человека и животных важным источником является биотин, синтезируемый микрофлорой кишечника. Суточная потребность взрослого человека в биотине приблизительно 0,25 мг.

Фолиевая кислота, витамин В9

Фолиевая кислота состоит из трех структурных единиц: остатка 2-амино-4-окси-6-метилптеридина (I), парааминобензойной (II) и L-глута-миновой (III) кислот и имеет следующую структуру:

Биологическая роль. Коферментные функции фолиевой кислоты связаны не со свободной формой витамина, а с восстановленным его птеридиновым производным. Доказано, что коферментные функции непосредственно связаны с переносом одноуглеродных групп, первичными источниками которых в организме являются в-углеродный атом серина, б-углеродный атом глицина, углерод метальных групп метионина, холина, 2-й углеродный атом индольного кольца триптофана, 2-й углеродный атом имидазольного кольца гистидина, а также формальдегид, муравьиная кислота и метанол.

Гиповитаминозв витамина В9. Недостаточность фолиевой кислоты способствует развитию анемии. Потребность в витамине возрастает в период беременности и лактации.

Источники витамина В9. Фолиевой кислотой богаты многие продукты, и прежде всего, конечно, листовые зелёные овощи и травы: зелёный салат, петрушка, капуста, зелёная ботва многих овощей; листья чёрной смородины, шиповника, малины, берёзы, липы; одуванчик, подорожник, крапива, мята, тысячелистник, сныть и др.

Рутин, витамин Р

Витамин Р (рутин, цитрин; витамин проницаемости) выделен в 1936 г. А. Сент-Дьердьи из кожуры лимона. Под термином «витамин Р» объединяется группа веществ со сходной биологической активностью: катехины, халконы, дигидрохалконы, флавины, флавононы, изо- флавоны, флавонолы и др. Все они обладают Р-витаминной активностью, и в основе их структуры лежит дифенилпропановый углеродный «скелет» хромона или флавона. Этим объясняется их общее название «биофлавоноиды».

Биологическая роль. Биофлавоноиды стабилизируют основное вещество соединительной ткани путем ингибирования гиалуронидазы, что подтверждается данными о положительном влиянии Р-витаминных препаратов, как и аскорбиновой кислоты, в профилактике и лечении цинги, ревматизма, ожогов и др

Гиповитаминоз витамина Р. При недостаточности биофлавоноидов или отсутствии их в пище у людей и морских свинок повышается проницаемость кровеносных сосудов, сопровождающаяся кровоизлияниями и кровотечениями; у людей отмечаются кроме того, общая слабость, быстрая утомляемость и боли в конечностях.

Источники витамина Р. Прежде всего растительные продукты питания (в частности, овощи и фрукты), в которых содержится много витамина С. Витаминная промышленность выпускает ряд препаратов с Р-витаминной активностью: чайные катехины, рутин, кверцетин, гесперидин, нарингил и др. Суточная потребность в витамине Р не установлена.

Заключение

Витамины, группа незаменимых для организма человека и животных органических соединений, обладающих очень высокой биологической активностью, присутствующих в ничтожных количествах в продуктах питания, но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности. Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые синтезируются в кишечнике обитающими в нём полезными микроорганизмами, однако и в этом случае их бывает не всегда достаточно. Современная научная информация свидетельствует об исключительно многообразном участии витаминов в процессе обеспечения жизнедеятельности человеческого организма. Одни из них являются обязательными компонентами ферментных систем и гормонов, регулирующих многочисленные этапы обмена веществ в организме, другие являются исходным материалом для синтеза тканевых гормонов. Витамины в большой степени обеспечивают нормальное функционирование нервной системы, мышц и других органов и многих физиологических систем. От уровня витаминной обеспеченности питания зависит уровень умственной и физической работоспособности, выносливости и устойчивости организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, включая инфекции и действия токсинов. Маленьким детям витамины абсолютно необходимы: недостаточное их поступление может замедлить рост ребенка и его умственное развитие. У малышей, не получающих витамины в должных количествах, нарушается обмен веществ, снижается иммунитет. Именно поэтому производители детского питания обязательно обогащают свои продукты (молочные смеси, овощные и фруктовые соки, пюре, каши) всеми необходимыми витаминами.

Список литературы

1. Кучеренко Н.Е. Биохимический справочник / Н.Е. Кучеренко, Р.П. Виноградова, А.Р. Литвиненко и др. - К.: Вища шк., 1978.

2. Сорвачев К.Ф. Биологическая химия / К.Ф. Сорвачев. - М.: Просвещение, 1971.

3. Кольман Я. Наглядная биохимия: Пер. с нем. / Я. Кольман, К.-Г. Рём. - М.: Мир, 2000.

4. Павлоцкая Л.Ф. Физиология питания. М., “Высшая школа”., 1991

5. Петровский К.С. Гигиена питания М., 1984

6. Припутина Л.С. Пищевые продукты в питании человека. Киев, 1991

7. Скурихин И.М. Как правильно питаться М., 1985

8. Смолянский Б.Л. Справочник по лечебному питанию М., 1996

Размещено на Allbest.ru