Витамины

6757e389160bfc5.png


Тиамин
thiamin.jpg

Тиамин также называется ещё витамин В1. Тиамин происходит от замещённого пиримидина и тиазола, которые связаны метиленовым мостиком. Тиамин очень быстро превращается в активную форму, тиамин пирофосфат (ТПФ), в мозге и печени с помощью фермента тиамин дифосфотрансферазы.

ТПФ является необходимым кофактором для пируватДГ, альфа-кетоглутаратДГ и транскетолазы, катализируемой реакции пентозофосфатного пути. Недостаточность потребления тиамина ведёт к тому, что клетка неспособна генерировать энергию (ведь энергия главным образом получается из глюкозы, которая распадается до пирувата, а пируват с помощью пируватДГ превращается в ацетилКоА, который сгорает в цикле Кребса, поэтому при недостатке тиамина пируват не превращается в ацетилКоА, который является главным источником энергии).

Суточное потребление тиамина составляет 1-1,5 мг.

Клинические проявления недостаточности тиамина: Самыми ранними симптомами недостаточности тиамина являются запор, потеря аппетита, тошнота, депрессия, периферическая невропатия и общая слабость. Хроническая недостаточность тиамина ведёт к более тяжёлым неврологическим симптомам таких как атаксия, помутнение сознания и потеря координации глаз. Болезнь при тяжёлой недостаточности тиамина называется Бери-Бери. Она развивается либо при диете, богатой углеводами, либо при недостаточности потребления тиамина. Также может развиваться болезнь, известная как синдром Вернике-Корсакова. Этот синдром чаще развивается у алкоголиков благодаря их стилю жизни.

Рибофлавин
riboflavin.jpg

Известен ещё как витамин В2. Рибофлавин является предшественником коферментов флавин мононуклеотид (ФМН) и флавин аденин динуклеотид (ФАД). Ферменты, которые требуют ФМН или ФАД как кофактор, называются флавопротеины. Некоторые флавопротеины содержат металл, и тогда они называюстя металлофлавопротеины. Оба класса этих ферментов вовлечены в широкий круг редокс- реакций. В ходе этих реакций образуются восстановленные формы ФМН и ФАД, ФМНН2 и ФАДН2 соответственно.

Нормальная суточная потребность в рибофлавине составляет 1,2-1,7 мг.

Клинические проявления недостаточности рибофлавина: Недостаточность рибофлавина редко наблюдается у жителей большинства европейских стран, т.к. он содержится в нормальных количествах в хлебе, яйцах, молоке, мясе и т.д. Недостаточность рибофлавина очень часто наблюдается у хронических алкоголиков. Симптомы, связанные с недостаточностью рибофлавина, включают глоссит, себорея, ангулярный стоматит, хеёлоз и фотофобию. Рибофлавин разрушается на свету, поэтому недостаточность рибофлавина может возникнуть у новорожденных, которые лечатся от гипербилирубинемии фототерапией.

Ниацин
nicotinamide.jpg
nicotinicacid.jpg

Ниацин (никотиновая кислота, никотинамид) известен также под названием витамин В3. Как никотиновая кислота, так и никотинамид могут служить как пищевые источники витамина В3. Ниацин требуется для синтеза активных форм витамина В3, никотинамид аденин динуклеотид (НАД+) и никотинамид аденин динуклеотид фосфат (НАДФ+). НАД+ и НАДФ+ являются кофакторами для значительного числа дегидрогеназ, например лактатДГ, малатДГ.

Ниацин может синтезироваться из аминокислоты триптофана. Однако эта возможность использованиятриптофана для синтеза ниацина ограничена. Из 60 мг триптофана образуется только 1 мг ниацина, кроме того для этого синтеза требуется присутствие витаминов В1, В2 и В6, которых не всегда присутствует в организме в избытке.

Рекомендованая суточная потребность для ниацина составляет 13-19 мг.

Клинические проявления недостаточности ниацина: Недостаточное потребление ниацина (как и триптофана) ведёт к глосситу, дерматиту, потере веса, диарее, депрессии и деменции. Такие симптомы как депрессия, дерматит и диарея объединены в одно состояние, которое называется пеллагра. Некоторые физиологические состояния организма (например болезнь Хартнупа), а также применение некоторых лекарств может привести к недостаточности ниацина. При болезни Хартнупа страдает всасывание триптофана. Из лекарств можно выделить изониазид, который является основным лекарством для лечения туберкулёза.

Никотиновая кислота (не никотинамид) при назначении фармакологических доз (2-4 г/день) понижает уровень холестерола в крови, поэтому это используется для лечения гиперхолестеролемии. Это связано с тем, что никотиновая кислота уменьшает мобилизацию ЖК из жировых депо. Также никотиновая кислота исчерпывает депо гликогена, что ведёт к возрастанию уровня глюкозы в крови, поэтому терапия никотиновой кислотой не рекомендуется диабетикам и больным подагрой.



Пантотеновая кислота
pantothenicacid.jpg

Также известна как витамин В5. Пантотеновая кислота образуется из аланина и пантоевой кислоты. Пантотеновая кислота требуется для синтеза коэнзимА (КоА), а также как компонент ацилпереносящего белка, который используется для синтеза ЖК. Следовательно, пантотеновая кислота используется для метаболизма углеводов в цикле Кребса и метаболизма всех жиров и белков.

Недостаточность пантотеновой кислоты набдюдается очень редко, т.к. она широко распространена в пищевых продуктах.

Витамин В6
pyridoxamine.jpg
pyridoxal.jpg
pyridoxine.jpg

Пиридоксаль, пиридоксамин и пиридоксин в общем известны как витамин В6. Все три компонента превращаются в биологически активную форму витамина В6, пиридоксальфосфат. Это превращение катализируется пиридоксаль киназой.

Пиридоксальфосфат как кофактор используется в реакциях трансаминирования аминокислот, а также в гликогенолизе как кофактор гликогенфосфорилазы.

Суточная потребность в витамине В6 составляет 1,4 - 2,0 мг. Во время беременности и лактации потребность в витамине В6 возрастает на 0,6 мг в день.

Недостаточность витамина В6 бывает редко и обычно ассоциируется с недостаточностью других витаминов из группы В. Недостаточность в этом витамине может возникнуть при применении изониазида (используется для лечения туберкулёза) и пенициллинамина (используется для лечения ревматоидного артрита).

Биотин
biotin.jpg

Биотин сам является коферментом для ферментов, которые используются в реакциях карбоксилирования (ацетилКоА карбоксилаза и пируват карбоксилаза). Биотин содержится во многих продуктах, а также синтезируется нормальной микрофлорой, поэтому его недостаточность наблюдается очень редко. Недостаточность возникает при применении лекарств, которые влияют на микрофлору, а также при чрезмерном потреблении сырых яиц. Последнее связано с тем, что в яйцах содержится белок авидин, который препятствует абсорбции биотина.

Кобаламин
deoxyadenosylcobalamin.jpg

Кобаламин более известен как витамин В12. Витамин В12 состоит из тетрапиррольного кольца и иона кобальта в центре. Витамин В12 синтезируется исключительно микроорганизмами и найден в печени животных, связанного с белком в виде метилкобаламина или 5-деоксиаденозилкобаламин.

Витамин может освобождаться от белка, и тогда он становится активным. Освобождение осуществляется в желудке с помощью желудочного сока или трипсина после потребления мяса. Витамин потом связывается с фактором Касла, который снтезируется париетальными клетками желудка, и в таком виде происходит его всасывание.

В организме человека имеется только две реакции, которые требуют витамин В12 как кофактор. В ходе катаболизма ЖК с нечётным числом углеродных атомов и в катаболизме валина, изолейцина и треонина конечным продуктом является пропионилКоА, который превращается в сукцинилКоА для окисления его в цикле Кребса. Одним из ферментов для этого превращения является метилмалонилКоА мутаза, который требует витамин В12 как кофактор в превращении метилмалонилКоА в сукцинилКоА.
Второй реакцией, которая требует витамин В12 как кофактор, является превращение гомоцистеина в метионин. Ферментом этой реакции является метионин синтаза.

Клинические проявления недостаточности витамина В12: Печень может накапливать витамин В12, поэтому его недостаточность встречается очень редко. При недостаточности витамина В12 развивается мегалобластическая анемия, которая в этом случае называется пернициозная анемия. Это наблюдается при недостатке фактора Касла, который необходим для всасывания В12. Анемия является результатом того, что страдает синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, а следовательно и синтез ДНК. В синтезе нуклеотидов используется N5-метилТГФК, а для этого необходимо действие метионин синтазы, коферментом которого является витамин В12.

Также неврологическим осложнением недостаточности витамина В12 является демиелизация нервных клеток. Считается, что демиелинизация связана с возрастанием метилмалонилКоА, потому что он является ингибитором малонилКоА, который используется в синтезе ЖК. Это в свою очередь ведёт к нарушения синтеза миелина и деструкции миелиновой оболочки.

Фолиевая кислота
folate.jpg

Фолиевая кислота состоит из трёх частей: птеридиновое кольцо, пара-аминобензойная кислота и глутаминовая кислота. Фолевая кислота содержится в дрожжах, листьевых овощах, печени животных и др.

В клетках фолиевая кислота превращается в тетрагидрофолиевую кислоту с помощью фермента дигидрофолат редуктазы. ТГФК переносит различные формы одноуглеродных радикалов (метил, метилен, метенил, формил) в ходе различных реакций. Эти реакции требуются в синтезе серина, метионина, глицина, холина и пуриновых нуклеотидов и дТМФ.

Клинические проявления недостаточности фолиевой кислоты: Недостаточность фолиевой кислоты связана в первую очередь с нарушением синтеза ДНК. Это ведёт к остановке клеточного цикла быстро пролиферирующих клеток, в частности гемопоэтических клеток. В результате возникает мегалобластическая анемия как и при витамине В12.

Недостаточность фолиевой кислоты из-за его широкого распространения в продуктах встречается редко. Очень часто наблюдается у алкоголиков. У неалкоголиков главными причинами недостаточности является нарушения абсорбции, метаболизма витамина или его повышенной потребности. Например, во время беременности потребность в витамине возрастает. Это происходит благодаря увеличению быстро пролиферирующих клеток. Такие лекарства какантиконвульсанты и оральные контрацептивы ведут к нарушению абсорбции фолиевой кислоты.



Аскорбиновая кислота
ascorbicacid.jpg

Аскорбиновая кислота более известна как витамин С. Аскорбиновая кислота синтезируется из глюкозы в ходе глюкуронового пути. Фермент L-гулонолактон оксидаза, ответственный за превращение гулонолактона в аскорбиновую кислоту, отсутствует у приматов и поэтому аскорбиновая кислота обязательно должна поступать с пищей.

Сам является активной формой. Аскорбиновая кислота участвует в восстановлении различных веществ в самых разных реакциях. Витамин С может восстанавливать цитохромы а и с дыхательной цепи. Самая главная реакция, которая требует витамина С как кофактора, является гидроксилирование пролиновых остатков в коллагене. Следовательно, витамин С требуется для нормального состояния соединительной ткани, а также для заживления рубцов. Т.к. коллаген содержится в органическом матриксе костей, то витамин С также необходим для нормального состояния костей.

Есть и другие реакции, которые требуют витамина С как кофактора. Например, катаболизм тирозина и синтез адреналина из тирозина. Кроме тоо считается, что витамин С связан с процессом стероидогенеза, потому что его болшое количество содержится в коре надпочечников.

Недостаточность в витамине С приводит к болезни, которая называется цинга. Это осуществляется благодаря участия витамина в пост-трансляционной модификации коллагена. Цинга характеризуется мышечной слабостью, кровоточивостью из дёсен, остеропорозом, ломкостью костей, анемией и др. Недостаточность витамина С развивается на фоне либо недостаточного потребления его организмом, либо при повышенной потребности в этом витамине. Повышенное потребление связано с тяжёлым стрессом (или травмой). Это из-за того, что при стрессе происходит истощение коры надпочечников, где много содержится витамина С.

Витамин А
retinoic.jpg
retinol.jpg

Витамин А состоит из трёх биологически активных молекул: ретинол, ретиналь (ретинальдегид) и ретиноевой кислоты. Каждый из этих трёх компонентов происходит от растительного предшественника бетта-каротина (член семейства каротеноидов). Когда бетта-каротин попал в просвет кишечника, то он расщепляется бетта-каротин диоксидазой и образуется ретиналь. Ретиналь потом восстанавливается до ретинола с помощью ретинальдегид редуктазы. Ретинол этерифицируется пальмитиновой кислотой и вступает в кровь в составе хиломикронов. Потом остатки хиломикронов потребляются печенью, где и происходит запасание витамина А. Транспорт витамина из печени к внепечёночным тканям осуществляется в связанной формой ретинола с апоретинол-связывающим белком. В клетке ретинол связывается с клеточным ретинол-связывающим белком. Для транспорта по крови ретинол связывается с альбумином.

Внутри клеток ретинол связан с рецептором, формируя витамин-рецепторный комплекс. После того, как на рецептор подействует какой-либо сигнал (чаще всего это стероидные и тиреоидные гормоны), этот комплекс взаимодействует с определённымипоследовательностями НК в генах, что способствует росту и дифференциации, а также экспрессии этих генов.

Также витамин А участвует в зрении. Световосприятие есть ни что иное, как функция двух типов клеток, расположенных в сетчатке глаза, - это палочки и колбочки. Палочки и колбочки в составе своей мембраны содержат фоторецепторный пигмент. Светочувствительным компонентом в глазахмлекопитающих является белок опсин, который ковалентно связан с альдегидом витамина А. Фоторецептором палочек является родопсин, это серпентиновый рецептор. Внутри клеток родопсин связан с G-белком, который здесь называется трансдуцин.

Ретинол также участвует в синтезе определённых гликопротеинов и мукополисахаридов, необходимых для регуляции роста и секреции слизи.

Клинические проявления недостаточности витамина А: Витамин А запасается в печени, и поэтому его недостаточность возникает очень редко. Ранним симптомом недостаточности витамина А является куриная слепота. Потом возникают фолликулярный гиперкератиноз, повышенная чувствительность к инфекциями раку и железо дефицитная анемия. Длительная недостаточность витамина А ведёт к ксерофтальмии (кератинизация роговицы).
Повышенная восприимчивость к раку связана с тем, что бетта-каротин является мощным антиоксидантом.

Витамин Д
vitamind2.jpg
vitamind3.jpg

Витамин Д является стероидным гормоном. Он регулирует экспрессию определённых генов. Активной формой гормона является 1,25-дигидроксикальцийтриол. Главной функцией кальцийтриола является регулирование гомеостаза кальция и фосфора. Активный кальцийтриол синтезируется из эргостерола (образуется в растениях) и 7-дегидрохолестерол. Эргокальциферол (витамин Д2) образуется из эргостерола под действием ультрафиолета. В коже 7-дегидрохолестеролпревращается в холекальциферол (витамин Д3) также под действием УФ. Холекальциферол абсорбируется в кишечнике и потом транспортируется в печень, связавшись со специфическим витаминД-связывающим белком. В печени холекальциферол гидроксилируется по 25 позиции под действием Д3-25-гидроксилазы и образуется 25-гидрокси-Д3, который является главной формой циркулирования витамина Д. Превращение 25-гидрокси-Д3 в биологически активный кальцийтриол осуществляется с помщью Д3-1-гидроксилазы, который присутствует в проксимальных канальцах почки, в костях и плаценте.

Функция кальцийтриола неразрывно связана с действием паратирина и кальцитонина. Она заключается в регулировании уровня кальция и фосфора. Паратирин освобождается в ответ на низкое содержание кальция и индуцирует продукцию кальцийтриола. Под действием паратирина синтезируется 24.25-дигидроксикальцийтриол. В эпителиоцитах функция кальцийтриола как стероидного гормона заключается в том, что он активирует ген (кальбайндинД28К), который ответственен за синтез белка, который в свою очередь отвечает за абсорбцию кишечного кальция. Увеличение абсорбции кальция требует сопутствующей абсорбции каких-либо отрицательно заряженных ионов для того, чтобы поддерживать электрическое равновесие. Основным таким ионом является Фн. Когда уровень кальция в плазме крови падает, то главным местом для действия кальцийтриола и паратирина является костная ткань, где они стимулируют резорбцию костей, и почки, где они уменьшают выделение кальция посредством стимуляции реабсорбции в дистальных канальцах. Роль кальцитонина в гомеостазе кальция заключается в понижении увеличенного уровня кальция посредством ингибирования резорбции костей.

Клинические проявления недостаточности витамина Д: В тех странах, где витамин Д добавляется в молоко, недостаточность встречается редко. Главными симптомами недостаточности является рахит у детей и остеомалация (размягчение костей) у взрослых. Рахит характеризуется нарушенной минерализацией во время развитие костей, что приводит к размягчению костей. Остеомаляция характеризуется деминерализацией уже сформировавшихся костей, что ведёт к размягчению и повышенной чувсвительности к переломам.

Витамин Е
alphatocopherol.jpg

Витамин Е есть ни что иное, как смесь токоферолов. Самым распространённым токоферолом является альфа-токоферол. Витамин Е абсорбируется из кишечника в составе хиломикронов. Доставляется к тканям через транспорт хиломикронов и затем потребляется печенью в составе остатков хиломикронов. Печень может упаковывать витамин в ЛПОНП. Благодаря своей липофильной природе витамин Е накапливается в клеточных мембранах, жировых депо и циркулирующих липопротеинов. Главное место хранения витамина Е - это жировая ткань.

Главная его функция заключается в том, что он является мощным антиоксидантом, связывает свободные радикалы и молекулярный кислород. В частности витамин Е предотвращает от перокисления и чрезмерной десатурации ЖК, которые входят в состав мембран. Альфа-токоферол может связывать два пероксидных свободных радикала и потом связывается с глюкуроновой кислотой и выводится в составе желчи.

Клинические проявления недостаточности витамина Е: Главными симптомами недостаточности витамина Е является увеличение хрупкости эритроцитов, мышечная слабость и бесплодие.



Витамин К
vitamink3.jpg

Витамин К существует как К1 (фитилменахинон) в зелёных овощах, как К2 (мультипренилменахинон) в составе кишечной микрофлоре и как К3 в синтетическом менадионе. Главная функция витамина К заключается в поддержании нормального уровня протеинов, которые необходимы для свёртывания крови (факторы 2, 7, 9, 10 и белки С и S). Эти белки синтезируются печенью в неактивном состоянии. Превращение неактивных форм в активные свёртывающие факторы требует посттрансляционной модификации остатков глутаминовой кислоты. Это модификация есть ни что иное, как карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты, и фермент, который катализирует эту реакцию требует витамин К как кофактор. В результате образуются гамма-карбоксиглутамат.

В ходе карбоксилирования восстановленная форма витамина К (гидрохинон) превращается в 2,3-эпоксидную форму. Обратная регенерация гидрохинона происходит с помощью редуктазы. Эта последняя реакция является местом действия для дикумарола, который является основой для антикоагулянтов таких как, например, варфарин.

Клинические проявления недостаточности витамина К: Витамин К всасывается в кишечнике только в присутствии желчных солей. Частично витамин К синтезируется микрофлорой кишечника, поэтому все те лекарства, которые действуют на микрофлору, могут привести к недостаточности. Основным симптомом является геморрагический синдром.
 

Комментарии


Сверху