Витамины и витаминоподобные соединения в биохимии обмена веществ человека

Причины авитаминозов и гиповитаминозов могут быть разнообразными. Различают экзогенные и эндогенные гиповитаминозы и авитаминозы.

Экзогенные развиваются при недостаточном поступлении витамина извне (с пищей или при недостаточности синтеза микрофлорой, например, при дисбактериозах).

Эндогенные гиповитаминозы и авитаминозы развиваются в следующих случаях:

– вследствие расстройства пищеварения витамин не высвобождается из потребленных продуктов питания.

– при беременности, лактации потребность в некоторых витаминах возрастает.

– нарушается всасывание витамина в кишечнике.

– нарушение преобразование витамина в активную форму.

– нарушение транспорта витамина в организме: из-за неправильной работы транспортных белков.

– поступление с пищей антивитаминов.

Для некоторых витаминов открыты антивитамины. Антивитамины – это вещества, при поступлении которых, снижается физиологическая активность витаминов. Различают две группы антивитаминов, которые принципиально отличаются друг от друга механизмом действия.

Первая группа антивитаминов по своей структуре схожи с витаминами, поэтому конкурируют с ними за активные центры соответствующих ферментов.

Ко второй группе антивитаминов относят вещества, непосредственно влияющие на структуру витамина: разрушая его, связывая, нарушая транспортировку или всасывание.

Жирорастворимые витамины

К жирорастворимым витаминам относятся гидрофобные по своей природе вещества: A, D, E, K. У жирорастворимых витаминов есть особенности:

– Для лучшего всасывания должны употребляться с жирной пищей. Например, чтобы удовлетворить потребность в витамине А, употребляя морковь, ее лучше есть со сметаной.

– Поскольку эти вещества не растворимы в воде, они могут накапливаться. При этом могут возникать гипервитаминозы.

Витамин А. Антиксерофтальмический

Общие сведения

Витамин A

существует в трех формах в зависимости от глубины окисления концевого атома углерода: спирт, альдегид, кислота.

Витамин A

отличается от витамина A

всего лишь дополнительной двойной связью в цикле. Он так же существует в трех формах.

Источники

Свободный ретинол обычно не содержится в продуктах питания. Там содержатся его производные (сложные эфиры, димеры).

Животного происхождения: печень свиньи, крупного рогатого скота (говяжья), морских рыб (например, трески), рыбий жир, жирномолочные продукты (сметана, сливочное масло, творог), яичный желток.

Растительного происхождения: желтые и оранжевые овощи содержат каротиноиды – вещества, которые в организме преобразуются в витамин А.

Например, ?-каротин является димером витамина А. Поэтому в кишечнике под действием фермента ?-каротиндиоксигеназа (в присутствии молекулярного кислорода) из одного моля ?-каротина образуется два моля ретиналя:

?-каротин не является димером, поэтому из него образуется только один моль витамина А.

Биологическая роль

Витамин А свои биологические функции выполняет в альдегидной и кислотной форме: ретиналь и ретиноевая кислота.

1. Участие в акте световосприятия.

В сетчатке содержатся фоторецепторы: колбочки, ответственные за цветное зрение, и палочки, ответственные за черно-белое. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин, а палочки – родопсин. Они отличаются только апопротеиновой частью, кофермент обоих зрительных пигментов – 11-цис-ретиналь.

Механизм преобразования света в нервный импульс связан с переходом 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь.

Схема зрительного цикла

1 – цис-ретиналь в темноте соединяется с опсином, образуется родопсин;

2 – под действием света происходит изомеризация 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь;

3 – транс-ретиналь-опсин распадается на транс-ретиналь и опсин;

4 – поскольку пигменты встроены в мембраны светочувствительных клеток сетчатки, это приводит к местной деполяризации мембраны и возникновению нервного импульса, распространяющегося по нервному волокну;

5 – заключительный этап этого процесса – регенерация исходного пигмента. Это происходит при участии ретинальизомеразы: транс-ретиналь ? цис-ретиналь; последний вновь соединяется с опсином, образуя родопсин.

[1 - Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е. С. Северина., 2003. 779 с. стр 135]

2. Влияние на рост и дифференцировку клеток и тканей

Ретиноевая кислота, подобно гормонам, взаимодействует с рецепторами в ядре клеток-мишеней. Образовавшийся комплекс связывается с определенными участками ДНК и стимулирует транскрипцию генов. Белки, образующиеся в результате стимуляции генов с участием ретиноевой кислоты, влияют на рост, дифференцировку, репродукцию и эмбриональное развитие.

3. Участие в антиоксидантной защите – из-за наличия двойных связей.

4. Участие в синтезе гликопротеинов (в том числе, входящих в состав биологических мембран).

5. Участие в иммунной защите.

Гиповитаминоз

1. Нарушение сумеречного зрения – куриная слепота.

2. Поражение эпителиальных тканей.

Дерматиты, сопровождающиеся патологической пролиферацией (гиперкератоз), кератинизацией и десквамации эпителия. Ксерофтальмия (сухость роговицы и конъюнктивы) вызвана тем, что в следствие десквамации эпителия слезных каналов происходит закупорка последних. Глазное яблоко меньше смачивается слезой. Позже происходит размягчение – кератомаляция – образуются язвы. Поражения глаз могут привести к полной слепоте.