Водорастворимые витамины и витаминоподобные соединения

Размещено на http://www.allbest.ru/

20

Водорастворимые витамины и витаминоподобные соединения, витамин В6?пиридоксин

План

Введение

1. Физико-химические свойства витамина В6

2. Обмен витамина в организме человека и животных

3. Потребность в витамине и содержание в пищевых продуктах

4. Характеристика гипо- и авитаминозов

Лабораторная работа

Введение

витамин авитаминоз обмен пищевой

Витамин В6 открыт в 1934 году А. Сент-Дьёрдьи и вскоре был синтезирован химически.

Витамин В6 (антидерматитный витамин) в пищевых продуктах встречается в виде трех производных пиридина (пиридоксамин, пиридоксаль, пиридоксин), которые примерно одинаковы по своей биологической активности.

пиридоксин

пиридоксаль

пиридоксамин

Рис.9 - Структурные формулы витамина В6

В организме человека эти витомеры В6 находятся в фосфорилировнной форме и подвергаются взаимопревращениям.

1. Физико-химические свойства витамина В6

Пиридоксин представляет собой бесцветные кристаллы горьковатого вкуса, хорошо растворимые в воде (поэтому витамин В6 полностью выводится с мочой в течение 8 часов после приема), этиловом спирте, нерастворимы в эфире и многих жировых растворителях. Устойчив к действию кислорода и нагреванию при кулинарной обработке, но менее устойчив к консервированию, до 50% его инактивируется при стерилизации молока. Быстро разрушается при воздействии солнечных лучей.

Метаболизм витамина В6. Поступающий с пищей витамин В6 всасывается в тонком кишечнике посредством простой диффузии, током крови транспортируется к органам и тканям и достаточно легко проникает внутрь клеток. В клетках он фосфорилируется при участии пиридоксалькиназы и флавиновых ферментов с образованием коферментов пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата.

Катаболизм пиридоксальфосфата начинается с дефосфорилирования, затем происходит окисление и образуется 4-пиридоксиловая кислота, которая выводится из организма с мочой.

2. Обмен витамина в организме человека и животных

Биологическая роль. Витамин В6 часто называют «королем обмена аминокислот»; вместе с тем его коферментные формы участвуют в реакциях, катализируемых почти всеми классами ферментов. Основной коферментной формой витамина B6 является пиридоксальфосфат (ПАЛФ), который входит в состав многочисленных ферментов, катализирующих ключевые реакции (трансаминирование, декарбоксилирование и изомеризация) обмена аминокислот и других азотистых соединений, в том числе реакции, в которых образуются гормоны, нейромедиаторы, медиаторы воспаления, аллергии и боли (глутамат, ГАМК, гистамин, серотонин, катехоламины и др.). ПАЛФ также является коферментом гликогенфосфорилазы, катализирующей мобилизацию (распад) гликогена, и кинурениназы, катализирующей одну из важнейших реакций (3-оксикинуренин > 3-оксиантраниловая кислота) биосинтеза никотиновой кислоты из триптофана.

Участвует в обмене эйкозаноидов, в частности образовании арахидоновой кислоты из линолевой, в реакциях синтеза гема (совместно с медью и цинком). Обладает липотропным эффектом. В присутствии витаминов В9 и В12 пиридоксин участвует в метаболизме метионина. При дефиците этих витаминов прием пиридоксина сопровождается образованием веществ, негативно влияющих на костную ткань.

Таким образом, витамин В6 характеризуется исключительно широким спектром биологического действия. Он принимает участие в регуляции белкового, углеводного и липидного обмена, биосинтезе гема и биогенных аминов, гормонов щитовидной железы и других биологически активных соединений. Помимо каталитического действия, пиридоксальфосфат участвует в процессе активного транспорта некоторых аминокислот через клеточные мембраны, ему присуща функция регулятора конформационного состояния гликогенфосфорилазы -- главного регулируемого фермента, осуществляющего распад гликогена.

Клиническое применение витамина В6. Пиридоксин применяют при токсикозах у беременных, атеросклерозе, нервных и кожных заболеваниях, на-рушениях функции печени, пиридоксинзависимой врожденной анемии и пири-доксинзависимом врожденном судорожном синдроме у детей, невритах тройничного нерва, а также используют для лечения глоссита, парестезии слизистой оболочки рта, медикаментозного стоматита.

При лечении дерматитов отмечен лучший терапевтический эффект от совместного применения витамина B6 и ненасыщенных жирных кислот. Совместно с витамином B9 оказывает гипохолестеролемический и антиатеросклеротический эффекты, является липотропным фактором, клинически улучшает сократимость миокарда.

При одновременном применении витамин B6 уменьшает эффективность леводопы. (Противопаркинсонические дофаминэргические средства)

3. Характеристика гипо- и авитаминозов

Гиповитаминоз В6

Причины гиповитаминоза В6: недостаточное поступление с пищей - потребление продуктов с низким содержанием витамина В6, регулярное упот-ребление спиртсодержащих препаратов - нарушается всасывание и усвоение витамина, генетически обусловленные дефекты обмена витамина и/или его ко-ферментных форм, токсикозы у беременных женщин, у грудных детей при вскармливании стерилизованным молоком и молочными смесями с низким со-держанием пиридоксина. Прием противозачаточных препаратов (оральных контрацептивов, содержащих эстрогены) сопровождается уменьшением содержания пиридоксина в крови на 20% через три часа после их приема. Длительное лечение противотуберкулезными препаратами, в частности изониазидом, который является антогонистом пиридоксаля.

Метаболические нарушения при гиповитаминозе В6. Тормозится де-карбоксилирование глутамата и образование г-аминомасляной кислоты (ГАМК) - центрального тормозного нейромедиатора, превращение глутамата в глутамин. В конечном итоге в нервной ткани накапливается глутамат, обладающий свойствами возбуждающего нейротрансмиттера. Снижается эффективность мобилизации гликогена в печени и мышцах, развивается гипогликемия.

Клинические проявления гиповитаминоза В6: Основными проявлениями недостаточности витамина В6 являются гипохромная анемия и судороги.

Поражения слизистой рта (ангулярный стоматит, хейлит, десквамативный глоссит, парестезии слизистой оболочки рта), потеря аппетита, тошнота, рвота, особенно у беременных; себорейный и десквамативный дерматит лица, особенно в области носогубной складки, над бровями и вокруг глаз, волосистой части головы, шеи, иногда спины, выпадение волос, конъюктивит; повышенная нервная возбудимость, агрессивность, раздражительность, депрессия, постоянная усталость, сонливость, затем может быть бессонница, полиневриты верхних и нижних конечностей, ночные спазмы мышц, мышечные подергивания, судороги, особенно икроножных мышц, парестезии, артриты, гипохромная анемия, может быть лимонно-желтый оттенок кожи, головные боли, тошнота. Снижаетcя синтез тиреоидных гормонов. Возможно развитие жировой инфильтрации печени, атеросклероза.

У грудных детей: задержка веса, гипохромная микроцитарная анемия, эпилептиформные судороги, нарушения внимания, памяти, дезориентация.

У беременных развивается токсикоз, кариес зубов, а у новорожденных отмечается повышенная возбудимость и судороги.

Врожденные нарушения обмена пиридоксина. Наиболее хорошо изученными энзимопатиями, связанными с дефектом пиридоксальзависимых ферментов, являются врожденная гомоцистинурия, врожденная цистатионинурия, наследственная ксантуренурия, пиридоксинзависимый судорожный синдром и пиридоксинзависимая анемия.

Гомоцистинурия. При этом заболевании имеется недостаточность цистатионинсинтазы -- витамин В6-зависимого фермента, катализирующего конденсацию гомоцистеина и серина с образованием цистатионина (при других формах гомоцистинурии страдают другие ферменты, участвующие в обмене гомоцистеина). В крови и тканях больных накапливаются аминокислоты гомоцистеин и метионин (предшественник гомоцистеина), первая легко экскретируется почками в виде своей окисленной формы -- гомоцистина. Обнаружение гомоцистеина в крови и гомоцистина в моче служит диагностическим тестом на гомоцистинурию.

Заболевание обнаруживается у детей или подростков, проявляясь своеобразным симптомокомплексом: эктопией хрусталика (иногда подвывих хрусталика является единственным начальным симптомом заболевания); генерализованным остеопорозом и деформациями скелета (у ребенка -- «паучьи» конечности, т. е. длинные и тонкие, наблюдается искривление позвоночника, а также плоскостопие, неправильный прикус зубов); своеобразной походкой (негнущаяся походка из-за деффекта зрения и костных аномалий); замедлением физического развития (ходить дети начинают с 1,5--2 лет). Дети с гомоцистинурией, как правило, светловолосы и голубоглазы (нарушение пигментации). Задержка умственного развития наблюдается не всегда. Основной причиной гибели больных является тромбоз артерий или вен; тромбообразование может происходить в различных участках тела.

Лечение заключается в длительном назначении высоких доз пири доксина -- до 0,5--1,0 г в сутки. Прекращение приема витамина приводит к появлению всех характерных симптомов заболевания. Однако при пиридоксинрезистентной гомоцистинурии (полное отсутствие апофермента цистатионинсинтазы либо грубый дефект ее структуры) не эффективны даже высокие дозы витамина В6; положительное терапевтическое действие оказывает ограничение метионина в диете, дополнительный прием L-цистина и фолиевой кислоты.

Учитывая необратимость нарушений скелета, психического и умственного развития, диагностировать гомоцистинурию необходимо в младенческом возрасте. Для количественного определения гомоцистина могут быть использованы колориметрический цианид-нитропрус сидный и другие методы.

Нистатионинурия. Заболевание обусловлено генной мутацией апофермента цистатионазы (см. выше). При этом в мочу экскретируется значительное количество цистатионина, который в норме практически не определяется. Основным проявлением болезни является задержка умственного развития.

Лечение: высокие дозы витамина Bt.

Наследственная ксантуренурия (синдром Кнаппа) встречается довольно часто -- у 0,5--1 % населения. Заболевание вызывается недостаточностью витамин В6-зависимого фермента кинурениназы, вследствие чего нарушается превращение триптофана в никотиновую кислоту (витамин РР), при этом в крови и тканях накапливаются метаболиты триптофана (ксантуреновая кислота, кинуренин и др.).

Клинические проявления заболевания многообразны. Характерными для данной патологии являются специфические расстройства со стороны центральной нервной системы (склонность к истерии, немотивированным поступкам, фобии, сомнамбулизм, судороги) и разнообразные аллергические состояния. Нарушения интеллекта у больных с наследственной ксантуренурией связаны, очевидно, с недостаточным синтезом витамина РР из триптофана.

Пиридоксинзависимый судорожный синдром. Проявления недостаточности витамина В6 были хорошо изучены в 1950-1953 гг. в США, когда детям стали давать в пищу консервированное молоко. У детей появлялись судорожные припадки, которые провоцировались различными внешними раздражителями -- шумом, прикосновением и пр. Оказалось, что при стерилизации молока разрушается витамин В6. Развитие судорог обусловлено нарушением образования медиатора тормозных процессов в нервной системе -- ГАМК (у-аминомасляной кислоты) из глутаминовой кислоты. Реакция катализируется пиридоксинзависимым ферментом глутаматдекарбоксилазой, активность которой снижается при недостатке витамина.

Однако пиридоксинзависимый судорожный синдром может развиваться на фоне нормальной обеспеченности организма витамином. Для лечения этого состояния необходимы высокие дозы пиридоксина, которые способны повысить сродство генетически дефектной глутаматдекарбоксилазы к глутамату.

Пиридоксинзависимая анемия. Анемия, возникающая при недостатке витамина В6, является гипохромной (показатель гематокрита и содержание гемоглобина низки), микроцитарной (форма эритроцитов изменена, продолжительность их жизни укорочена), сидеробластической (железо накапливается в эритрообластях костного мозга и внутренних органах). Концентрация железа в плазме крови повышена. Анемия не поддается лечению другими витаминами.

Развитие гипохромной анемии объясняется нарушением биосинтеза гема вследствие низкой активности синтетазы 5-аминолевулиновой кислоты, коферментом которой является фосфопиридоксаль. Из- за нарушения образования гема снижается и содержание гемоглобина в эритроцитах, а неутилизируемое железо откладывается в тканях. Роль витамина В6 в кроветворении скорее всего не ограничивается только этой его способностью.

Оценка обеспеченности организма пиридоксином. Наиболее популярным методом оценки обеспеченности организма витамином В6 является флуориметрическое определение содержания в моче 4-пиридоксиловой кислоты -- продукта деградации витамина. При гиповитаминозе В6 суточная экскреция 4-пиридоксиловой кислоты снижается (в норме -- 3-5 мг). Однако более точную информацию дает измерение содержания самого витамина (особенно пиридоксальфосфата) в плазме крови и моче.

Передозировка витамина В6. Какого-либо выраженного побочного действия при длительном приеме высоких доз витамина (в 10--20 раз превышающих суточную потребность) отмечено не было. Витамин B6 опасен при превышении реко-мендованной дозы примерно в 1000 раз, токсичность проявляется при дозе 300-500 мг, у некоторых людей может возникать нейротоксический эффект и при употреблении 100 мг пиридоксина. Ежедневный прием 2-5 г витамина В6 может привести к нарушению кровообращения в конечностях, затруднениям при ходьбе, покалыванию в ногах и ступнях. Если человек продолжает принимать мегадозы витамина B6, неприятные ощущения усиливаются: руки немеют, возникают трудности при удержании мелких предметов. После прекращения приема пиридоксина все симптомы исчезают в течение двух месяцев, а полное выздоровление наступает через 2-3 года.

4. Потребность в витамине и содержание в пищевых продуктах

Суточная потребность в витамине В6: 2-4 мг для взрослого человека и 0,4-0,6 мг для детей первого года жизни.

В настоящее время рекомендуемая суточная норма потребления пиридоксина составляет 2,0 мг, предельный уровень потребления - 6,0 мг (в Великобритании этот уровень составляет 10 мг), терапевтическая доза - 10-50 мг.

Повышается потребность в витамине B6 в пожилом возрасте; y больных, особенно лихорадящих, инфекционных и нервно-психических; y большинства больных коронарным атеросклерозом, сахарным диабетом; при лечении фтивазидом и тубазидом (являются антивитаминами B6), курении, высоком поступлении белка с пищей, приеме противозачаточных препаратов и антибиотиков, интоксикациях, особенно у работающих с радиоактивными веществами и ядохимикатами. При низком потреблении белка потребность в витамине В6 уменьшается до 1-1,5 мг/сут. При несбалансированном питании усваивается не более 60% поступающего с пищей пиридоксина. При чрезмерном увлечении хлебобулочными изделиями, жирной колбасой, жареной картошкой, макаронами и сладостями затрудняется усвоение пиридоксина и подавляется кишечная микрофлора, вырабатывающая витамин В6. Усвоение пиридоксина организмом увеличивается в четыре раза при его приеме в комплексе с витамином В2.

Повышенная потребность в витамине В6 может быть врожденной - при генетических дефектах связывания пиридоксальфосфата со своими ферментами развиваются пиридоксинзависимый судорожный синдром и пиридоксинзависимая анемия, которые обычными противосудорожными и противоанемическими препаратами не купируются, но клинически не проявляются при приеме больших доз витамина В6.

Женщинам, ранее принимавшим оральные контрацептивы, истощающие депо пиридоксина в организме, необходим дополнительный прием витамина В6 при планировании и во время беременности. Потребность в витамине В6 возрастает во время менструального цикла и при наступлении менопаузы. Беременным и кормящим женщинам рекомендуется увеличить потребление витамина В6 - не менее 5 мг/сут.

Суточная потребность. Пищевые источники. Витамином В6 богаты бобовые, зерновые культуры, мясные продукты, рыба, картофель. Он синтезируется кишечной микрофлорой, частично покрывая потребность организма в этом витамине.

Содержание пиридоксина (мг/100 г продукта): печень - 0,9; соевые бобы - 0,8; грецкие орехи - 0,7; рыба - 0,4; бананы - не менее 0,34; постное мясо (говядина, телятина) - примерно 0,3; шпинат - 0,25; авокадо - 0,22; мясо птицы - 0,17; отруби - 0,17.

Лабораторная работа

Качественные реакции на витамин В6

Материалы, посуда, реактивы:

5% раствор витамина B6;

5% раствор хлорного железа (FеС13·6Н2О);

0,01% раствор пиридоксина;

20% раствор ацетата натрия;

0,5% спиртовой раствор 2,6-дихлорхинон-хлоримида;

4% раствор борной кислоты;

фосфорно-вольфромовая кислота, 1% раствор в разведенной соляной кислоте (1:10);

пробирки;

пипетки.

А) Реакция витамина B6 с хлорным железом

Витамин B6 образует с хлорным железом комплекс, окрашенный в красный цвет.

В пробирку вносят 0,5 мл раствора витамина B6, добавляют 1 каплю раствора хлорного железа, перемешивают. Жидкость окрашивается в красный цвет. Реакция основана на образовании комплексного соединения типа фенолята железа.

Б) Отличие пиридоксина от пиридоксаля и пиридоксамина

Пиридоксол, реагируя с 2,6-дихлорхинонхлоримидом, образует соединение, окрашенное сначала в синий, а затем в красный цвет. Реакция характерна для фенолов со свободным параположением, поэтому ее не дают пиридоксаль и пиридоксамин.

В две пробирки вносят по 1 мл раствора пиридоксина и 2 мл раствора ацетата натрия, затем в первую пробирку прибавляют 1 мл дистиллированной воды, а во вторую - 1 мл раствора борной кислоты и перемешивают. Когда пробирки остынут до комнатной температуры, быстро прибавляют в каждую из них по 1 мл раствора 2,6-ди-хлорхинонхлоримида. В первой пробирке жидкость принимает вначале синее окрашивание, сменяющееся вскоре красным, во второй - синее окрашивание не появляется.

В) Осаждение пиридоксина фосфорно-вольфрамовой кислотой

Пиридоксин, являясь производным пиридина, обладает основными его свойствами и осаждается некоторыми реактивами на алкалоиды, в том числе фосфорно-вольфрамовой кислотой.

К 1 мл раствора пиридоксина добавляют 1 мл раствора фосфорно-вольфрамовой кислоты. Наблюдают выпадение осадка. Можно провести микрохимическую реакцию на часовом стекле, соответственно уменьшив объемы растворов.

Размещено на Allbest.ru