Химия в дома ни.

ВИТАМИНИ (от Lat.vita - живот)

ниско смилане. орг. връзките се разпадат. Chem. природа, необходима за прилагането на жизненоважна биохимия. и физиол. процеси в живи организми. Човешкият и животинският организъм не синтезира В. или синтезира в недостатъчни количества и затова трябва да ги приема готови с храна. V. имат изключително висок биол. активност и се изискват от организма в много малки количества: от няколко. mcg до няколко. mg на ден.

Класификация и номенклатура. Известно е прибл. 20 съединения, които могат да бъдат причислени към B. Разграничаване между водоразтворим и мастноразтворим В. Първите включват витамин С, витамини от група В (тиамин или витамин В., рибофлавин или витамин В2, витамин b6, витамин b12), фолацин, пантотенова киселина и биотин. Мастноразтворими Б. включват витамин А, витамин D, витамин Е.

Наред с В., необходимостта от което за хората и животните е безспорно установена, храната съдържа биологично активни вещества, дефицитът на които не води до откриваеми нарушения в организма или които по своите функции са по-близки не до В., а до други незаменими храни. вещества (незаменими аминокиселини, полиненаситени мастни киселини). Тези вещества се наричат. витамин подобни. Те обикновено включват биофлавоноиди, холин, инозитоли, липоева киселина, оротова киселина, пангамолова киселина и n-аминобензоена киселина (виж аминобензоените киселини).

Comm., Които не са V., но могат да служат като предшественици на образуването им в организма, наречен. провитамини. Те включват, например, каротини, които се разграждат в организма, за да образуват витамин А, някои стероли (ергостерол, 7-дехидрохостерол и др.), Които се превръщат във витамин D.

Редът на В. е представен не от един, а от няколко. Comm., С подобен биол. активност (витамери), напр. витамин b6 включва пиридоксин, пиридоксал и пиридоксамин. За да посочите подобни родствени групи. вр. използвайте думата "витамин" с буквени обозначения (витамин А, витамин Е и др.). За отделни съединения с витаминна активност се препоръчва да се използват рационални имена, които отразяват тяхното химическо вещество. природа, напр. ретинал (алдехидна форма на витамин А), ергокалциферол и холекалидиферол (форма на витамин D).

ПРЕПОРЪЧИТЕЛНА ЕЖЕДНЕВНА ХОПМИЯ ОТ ПОТРЕБЛЕНИЕТО НА ВИТАМИН ЗА ХОРА НА РАБОТНА ВЪЗРАСТ

Биологично действие. Специфична. функция на водоразтворим V. (с изключение на аскорбинова киселина) в организма - образуването на коензими и протези. групи ензими. По този начин, тиаминът под формата на тиамин дифосфат е коензим от пируват дехидрогеназа, кетоглутарат дехидрогеназа и транкетолаза; витамин b6 - предшественик на пиридоксал фосфат (коензим на трансаминазите и други ензими на азотния метаболизъм). Свързано с разлагане. V. ензимите участват в много. най-важните метаболитни процеси: енергийни. метаболизъм (тиамин, рибофлавин, витамин РР), биосинтеза и трансформации на аминокиселини (витамин В6, ПО12), мастни киселини (пантотенова киселина), пуринови и пиримидинови основи (фолацин), образуването на много. физиологично важен комп. - ацетилхолин, стероиди и др..

Някои мастноразтворими витамини също изпълняват коензимни функции. Така че, витамин А под формата на ретина ла е протезен. група визуален протеин родопсин. Витамин К изпълнява коензимна функция при реакцията на карбоксилиране на остатъци от глутаминова киселина в молекулата на препротромбина и редица други протеини, което им дава способността да свързват Са йони. Функции на други разтворими в мазнини В: витамин Е стабилизира и предпазва от ненасищане. липиди биол. мембрани от окисляване; витамин D е необходим за транспортирането на Са йони и остатъци от фосфорна киселина през клетъчните бариери в процесите на тяхната абсорбция в червата, реабсорбция в бъбреците и мобилизиране от скелета.

Някои аналози и производни на V. (т. Нар. Антивитамини) могат да заемат мястото на В. в структурата на ензима, но те не са в състояние да изпълняват коензимна функция, което води до нарушаване на активността на ензимите, които зависят от V. Антивитамините включват също вещества, които свързват или унищожават витамин А: ензими тиаминаза I и II, които инактивират тиамина; яйчен протеин авидин, който свързва биотин и др. Някои антивитамини имат антимикробни или канцеростатични свойства. действие. И така, сулфатичните лекарства - антагонисти на n-аминобензоената киселина, аминоптерина и метотрексата (антинеопластични агенти) -фолиева киселина.

Недостатъчният прием на един или друг витамин с храна води до неговия дефицит в организма и до развитие на съответното заболяване с недостиг на витамини. Има две мрежи. степента на такава недостатъчност: витаминен дефицит и хиповитаминоза. Първият се характеризира с дълбок дефицит на този В. в организма и обширни клиники. картина на неговата недостатъчност (скорбут, рахит, бери-бери, пелагра, злокачествена анемия и др.). Към хиповитаминозата се отнасят състояния с умерен дефицит с изтрити неспецифични. прояви (загуба на апетит, умора, раздразнителност) и индивидуални т.нар. микросимптоми (кървене на венците, гнойни кожни заболявания и др.). В тези случаи biochem. тестове, напр. определянето на концентрацията на V. и активността на витаминозависимите ензими в тъканите и телесните течности, налични за анализ, разкриват дефицит на един или друг V. Заедно с дефицит на един K.-L. V. на практика по-често се срещат полихиповитаминозата и полиавитаминозата, при които в организма липсват няколко. ПО.

Прием на брой V. в дози, значително надвишаващи физиола. нужда, може да даде нежелани странични ефекти, а в някои случаи да доведе до сериозни патологични. нарушения (хипервитаминоза). Витамините D и А са особено опасни в това отношение..

Заявление и получаване. В повечето страни съществуват научно обосновани и одобрени от здравните власти V. норми на потребление, които значително зависят от възрастта и пола на човек, естеството и интензивността на неговата работа (виж таблицата), както и от физиола. състояния (например за бременни жени, дневният прием на витамин D се увеличава 5 пъти, а на фолацина - 3 пъти). За някои V. препоръчителните дневни норми на потребление не зависят от пола или естеството и интензивността на труда. Тези Б. включват витамин В12 (препоръчителна норма 3 mcg / ден), фолацин (200 mcg / ден), витамин A (1000 mcg / ден), витамин Е [15 IU / ден; 1 IU (международна единица) съответства на 1 mg D, L токоферол-витамин витамин Е], витамин D (400 IU на ден; 1 IU съответства на 0,025 µg ергокалциферол или холекалциферол-витамин витамин D).

V. се използват широко в профилактиката. и за терапевтични цели за коригиране на недостатъчния им прием с храна, предотвратяване и лечение на хипо- и авитаминоза. V. и техните производни се използват и като лек. средства в случаи, които не са пряко свързани с коригирането на витаминния дефицит, например. ретиноевата киселина (витамин А витамин) и нейните производни са антинеопластични агенти. В. се използват широко в животновъдството..

V. получават химикал. (витамини А, В6, тиамин, фолиева киселина и др.) и микробиол. (рибофлавин, витамин В12) чрез синтез или изолиран от природата. източници (витамин Е, аскорбинова киселина, биофлавоноиди и др.). Предлагат се също активни коензимни форми и се разлагат. B производни: тиамин моно- и тиамин дифосфат (коензимна форма на тиамин), флавин мононуклеотид и флавин аденин динуклеотид (коензимни форми на рибофлавин), пиридоксал фосфат (коензимна форма на витамин В6) и др. В СССР през 1980 г. са произведени 4140 тона нефт, съответно в САЩ и Япония (от 1975 г.). 21000 и 16000t.

Лит.: Березовски В. М., Химия на витамините, 2-ро изд., М., 1973; Витамини, изд. М.И.Смирнова, М., 1974; Спиричев В. Б., B ara sh pev Ю. И., Вродени нарушения на метаболизма на витамините, М., 1977; Витамините. Химия, физиология, патология, методи, 2-ро изд., V 1–7, Н. Й., 1967–72.

Витамини в химията

Към втората половина на 19 век е установено, че хранителната стойност на храната се определя от съдържанието на протеини, мазнини, въглехидрати, минерални соли и вода в тях..

Въпреки това, практическият опит на лекарите и клиничните наблюдения, както и историята на морското и сухопътното пътуване, показват появата на редица специфични заболявания (скорбут, бери-бери), свързани с хранителни дефекти, въпреки че последните напълно отговарят на горните изисквания..

Важен принос за развитието на теорията за витамините направи домашният лекар Н. И. Лунин при експерименти върху мишки. Една група мишки (контролни) получи натурално мляко, а втората - смес от млечни компоненти: протеин, мазнини, млечна захар, минерални соли и вода. След известно време мишките на експерименталната група умират и мишките от контролната група се развиват нормално. Това доведе до заключението за наличието в млякото на допълнителни вещества, необходими за нормалния живот..

Потвърждение на правилността на заключението на Лунин беше установяването на причината за бери-бери. Оказа се, че хората, които ядат кафяв ориз, остават здрави, за разлика от пациентите с бери-бери, които ядат полиран ориз. През 1911 г. полският учен К. Фънк изолира вещество от оризовите трици, което има добро лечебно действие при това заболяване. Тъй като това органично вещество съдържало в състава си аминогрупа, Фънк нарече това вещество витамин, или аминът на живота (от латинското vita - живот). В момента са известни около две дузини витамини, които осигуряват нормалния растеж на организма и нормалното протичане на физиологичните и биохимичните процеси. Много от тях са част от коензимите (B1, ПО2, RR и други); някои витамини изпълняват специализирани функции (витамини A, D, E, K).

Витамините са органични съединения с ниско молекулно тегло с различно химично естество и различни структури, синтезирани предимно от растения, отчасти от микроорганизми. Витамините са основни хранителни фактори за хората.

Липсата на прием на витамини от храната, нарушаването на усвояването им или нарушаването на употребата им от организма води до развитие на патологични състояния, наречени хиповитаминоза.

Основните причини за хиповитаминозата

• Липса на витамини в храната;

• Нарушаване на абсорбцията в храносмилателния тракт;

• Вродени дефекти на ензими, участващи в трансформацията на витамини;

• Действие на структурни аналози на витамини (антивитамини).

Нуждата на човек от витамини зависи от пол, възраст, физиологично състояние и интензивност на труда. Характерът на храната (преобладаването на въглехидрати или протеини в диетата, количеството и качеството на мазнините), както и климатичните условия оказват значително влияние върху нуждата на човек от витамини..

Класификация на витамините

По химична структура и физикохимични свойства (по-специално по разтворимост) витамините се разделят на 2 групи.

Витамин В2 (Рибофлавин);

Витамин РР (никотинова киселина, никотинамид, витамин В3);

Пантотенова киселина (витамин Впет);

Витамин В6 (Пиридоксин);

Биотин (витамин Н);

Фолиева киселина (витамин Вот, ПОдевет);

Витамин В12 (Кобаламин);

Витамин С (аскорбинова киселина);

Витамин Р (биофлавоноиди).

Витамин А (ретинол);

Витамин D (като холекалциферол);

Витамин Е (токоферол);

Витамин К (филохинон).

Водоразтворимите витамини, когато те се абсорбират прекомерно в тялото, като са силно разтворими във вода, бързо се отделят от тялото.

Мастноразтворимите витамини са лесно разтворими в мазнини и лесно се натрупват в организма, когато са прекомерно снабдени с храна. Натрупването им в организма може да причини метаболитно разстройство, наречено хипервитаминоза и дори смърт на организма..

А. Водоразтворими витамини

1. Витамин В1 (Тиамин). Структурата на витамина включва пиримидин и тиазолови пръстени, свързани чрез метанов мост.

Източници. Витамин В1 - първият витамин, изолиран в кристална форма от К. Фънк през 1912 г. Той е широко разпространен в продукти от растителен произход (черупката на семена от зърнени култури и ориз, грах, боб, соя и др.). В животинските организми витамин В се съдържа главно под формата на тиамин дифосфорен естер (TDF); образува се в черния дроб, бъбреците, мозъка, сърдечния мускул чрез фосфорилиране на тиамин с участието на тиаминкиназа и АТФ.

Дневната потребност на възрастен е средно 2-3 mg витамин B1. Но нуждата от него в много голяма степен зависи от състава и общото съдържание на калории в храната, интензивността на метаболизма и интензивността на работа. Преобладаването на въглехидрати в храната увеличава нуждата на организма от витамин; мазнините, напротив, намаляват драстично тази нужда.

Биологичната роля на витамин В1 се определя от факта, че под формата на TDF той е част от поне три ензими и ензимни комплекси: в състава на пируватните и α-кетоглутарат дехидрогеназните комплекси участва в окислителното декарбоксилиране на пируват и α-кетоглутарат; като част от транкетолазата TDF участва в

Пентозен фосфатен път на конверсия на въглехидрати.

Основният, най-характерен и специфичен признак на недостиг на витамин В1 - полиневрит, който се основава на дегенеративни промени в нервите. Първо болезнеността се развива по протежение на нервните стволове, след това - загуба на чувствителност на кожата и настъпва парализа (бери-бери). Вторият най-важен симптом на заболяването е нарушение на сърдечната дейност, което се изразява в нарушение на сърдечния ритъм, увеличаване на размера на сърцето и във появата на болка в областта на сърцето. Към характерните признаци на заболяването, свързани с недостиг на витамин В1, също включват нарушения на секреторните и двигателните функции на стомашно-чревния тракт; наблюдавайте намаляване на стомашната киселинност, загуба на апетит, чревна атония.

2. Витамин В2 (Рибофлавин). В основата на структурата на витамин В2 лежи структурата на изоаллоксазин, комбиниран с алкохол рибитол.

Рибофлавинът е жълт кристал (от латински flavos - жълт), слабо разтворим във вода.

Основните източници на витамин В2 - черен дроб, бъбреци, яйца, мляко, мая. Витаминът се съдържа и в спанака, пшеницата, ръжта. Частично човек получава витамин В2 като отпадъчен продукт на чревната микрофлора.

Ежедневно изискване за витамин В2 възрастен е 1,8 - 2,6 мг.

Биологични функции. В чревната лигавица след абсорбцията на витамина образуването на коензими FMN и FAD протича по схемата:

Коензимите FAD и FMN са част от флавиновите ензими, участващи в редокс-реакции (вижте раздели 2, 6, 9, 10).

Клиничните прояви на дефицит на рибофлавин се изразяват в спиране на растежа при млади организми. Често възпалителни процеси се развиват върху лигавицата на устната кухина, в ъглите на устата се появяват дългосрочни нелечителни пукнатини, дерматит на назолабиалната гънка. Типично възпаление на очите: конюнктивит, васкуларизация на роговицата, катаракта. В допълнение, с недостиг на витамин В2 развиват се обща мускулна слабост и слабост на сърдечния мускул.

3. Витамин РР (никотинова киселина, никотинамид, витамин В3)

Източници. Витамин РР е широко разпространен в растителните продукти, съдържанието му е високо в ориз и пшенични трици, мая, много витамин в черния дроб и бъбреците на говеда и свине. Витамин РР може да се образува от триптофан (1 молекула никотинамид може да се образува от 60 молекули триптофан), което намалява нуждата от витамин РР, когато количеството на триптофан в храната се увеличи.

Дневната потребност от този витамин за възрастни е 15 - 25 mg, за деца - 15 mg.

Биологични функции. Никотиновата киселина в организма е част от NAD и NADP, които функционират като коензими на различни дехидрогенази (вж. Раздел 2). NAD синтезът в организма протича на 2 етапа:

NADP се образува от NAD чрез фосфорилиране чрез цитоплазмена NAD киназа.

NAD + + ATP -> NADP + + ADP

Недостигът на витамин РР води до заболяването "пелагра", което се характеризира с 3 основни симптома: дерматит, диария, деменция ("три D"). Пелагра се проявява под формата на симетричен дерматит върху участъци от кожата, изложени на слънчева светлина, стомашно-чревни нарушения (диария) и възпалителни лезии на лигавиците на устата и езика. В напреднали случаи на пелагра се наблюдават нарушения на централната нервна система (деменция): загуба на паметта, халюцинации и делириум.

4. Пантотенова киселина (витамин В)

Пантотеновата киселина се състои от остатъците D-2,4-дихидрокси-3,3-диметилмаслена киселина и β-аланин, свързани с амидна връзка:

Пантотеновата киселина е бял фин кристален прах, лесно разтворим във вода. Синтезира се от растения и микроорганизми, намира се в много продукти от животински и растителен произход (яйца, черен дроб, месо, риба, мляко, мая, картофи, моркови, пшеница, ябълки). В червата на човека пантотеновата киселина се произвежда в малки количества от Е. coli. Пантотеновата киселина е универсален витамин; хората, животните, растенията и микроорганизмите се нуждаят от нея или нейните производни.

Дневната нужда на човека от пантотенова киселина е 10 - 12 mg.

Биологични функции. Пантотеновата киселина се използва в клетките за синтезиране на коензими: 4-фосфопантотеин и CoA (Фигура 3-1). 4-фосфопантотеинът е коензим на палмитоил синтазата. КоА участва в прехвърлянето на ацилови радикали в реакциите на общия път на катаболизъм (вж. Точка 6), активирането на мастни киселини, синтеза на холестерол и кетонови тела (вж. Раздел 8), синтеза на ацетилглюкозамини (виж раздел 15), неутрализирането на чужди вещества в черния дроб (виж. раздел 12).

Фиг. 3-1. Структурата на CoA и 4'-фосфопантотеин. 1 - тиоетаноламин; 2 - аденозил-3'-фосфо-5'-дифосфат; 3 - пантотенова киселина; 4 - 4 '-фосфопантотеин (фосфорилирана пантотенова киселина, комбинирана с тиоетаноламин).

Клинични прояви на недостиг на витамини. При хора и животни се развиват дерматити, дистрофични промени в ендокринните жлези (например надбъбречните жлези), нарушена активност на нервната система (неврит, парализа), дистрофични промени в сърцето, бъбреците, депигментация и загуба на коса и коса при животни, загуба на апетит, изтощение. Ниските нива на пантотенат в кръвта при хората често се комбинират с други хиповитаминози (В1, В2) и се проявява като комбинирана форма на хиповитаминоза.

5. Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксал, пиридоксамин)

В основата на структурата на витамин В6 лежи пиридиновият пръстен. Има 3 известни форми на витамин В6, различаващи се в структурата на заместителната група на въглеродния атом в n-положение спрямо азотния атом. Всички те се характеризират с една и съща биологична активност..

Всички 3 форми на витамина са безцветни кристали, лесно разтворими във вода.

Източници на витамин В6 за хората - такива хранителни продукти като яйца, черен дроб, мляко, зелени чушки, моркови, пшеница, мая. Определено количество витамин се синтезира от чревната флора.

Дневната нужда е 2-3 mg.

Биологични функции. Всички форми на витамин В6 използван в организма за синтеза на коензими: пиридоксал фосфат и пиридоксамин фосфат. Коензимите се образуват чрез фосфорилиране в хидроксиметил групата в петата позиция на пиримидиновия пръстен с участието на ензима пиридоксал киназа и АТФ като източник на фосфат.

Пиридоксалните ензими играят ключова роля в обмена на аминокиселини: те катализират реакциите на трансаминация и декарбоксилиране на аминокиселини, участват в специфични метаболитни реакции на отделни аминокиселини: серин, треонин, триптофан, съдържащи сяра аминокиселини, както и в синтеза на хема (вижте раздели 9, 12).

Клинични прояви на недостиг на витамини. Авитаминоза В6 при деца се проявява с повишена възбудимост на ЦНС, периодични припадъци, което е възможно свързано с недостатъчно образуване на инхибиторния медиатор GABA (вж. точка 9), специфичен дерматит. При възрастни признаци на хиповитаминоза В6 наблюдавана по време на дългосрочно лечение на туберкулоза с изониазид (антагонист на витамин В16). В този случай се появяват лезии на нервната система (полиневрит), дерматит.

6. Биотин (витамин Н)

Структурата на биотин се основава на тиофен пръстен, към който е прикрепена молекулата на урея, а страничната верига е представена от валеринова киселина.

Източници. Биотинът се намира в почти всички животински и растителни храни. Най-богатите на този витамин са черен дроб, бъбреци, мляко, яйчен жълтък. При нормални условия човек получава достатъчно количество биотин в резултат на бактериален синтез в червата..

Дневната потребност от биотин при хората не надвишава 10 µg.

Биологична роля. Биотинът изпълнява коензимна функция в състава на карбоксилазите: участва в образуването на активната форма на СО2.

В организма биотинът се използва при образуването на малонил-КоА от ацетил-КоА (вж. Раздел 8), при синтеза на пуриновия пръстен (виж раздел 10) и при реакцията на карбоксилиране на пируват до образуване на оксалоацетат (виж раздел 6).

Клиничните прояви на дефицит на биотин при хора са малко проучени, тъй като чревните бактерии имат способността да синтезират този витамин в необходимите количества. Следователно картината на недостиг на витамин се проявява в чревна дисбиоза, например след прием на големи количества антибиотици или сулфатични лекарства, които причиняват смъртта на чревната микрофлора или след въвеждане на голямо количество суров яйчен белтък в диетата. Яйчният белтък съдържа гликопротеина авидин, който се комбинира с биотин и предотвратява абсорбцията на последния от червата. Авидин (молекулно тегло 70 000 kDa) се състои от четири еднакви субединици, съдържащи 128 аминокиселини всяка; всяка субединица свързва една молекула биотин.

С недостиг на биотин човек развива феномена на специфичен дерматит, характеризиращ се със зачервяване и лющене на кожата, както и изобилна секреция на мастните жлези (себорея). При недостиг на витамин Н се наблюдават и загуба на коса и козина при животни, увреждане на ноктите, мускулна болка, умора, сънливост и депресия..

7. Фолиева киселина (витамин Вот, витамин Вдевет)

Фолиевата киселина се състои от три структурни единици: остатък птеридин (I), парааминобензоена (II) и глутаминова (III) киселина.

Витаминът, получен от различни източници, може да съдържа 3 - 6 остатъка от глутаминова киселина. Фолиевата киселина е изолирана през 1941 г. от зелени листа на растения, във връзка с което получи своето име (от Lat.folium - лист).

Източници. Значително количество от този витамин се намира в дрождите, както и в черния дроб, бъбреците, месото и други животински продукти..

Дневната потребност от фолиева киселина варира от 50 до 200 mcg; поради лошата абсорбция на този витамин препоръчителната дневна доза е 400 mcg.

Биологичната роля на фолиевата киселина се определя от факта, че тя служи като субстрат за синтеза на коензими, участващи в реакциите на трансфер на едно-въглеродни радикали от различни състояния на окисляване: метил, оксиметил, формил и други. Тези коензими участват в синтеза на различни вещества: пуринови нуклеотиди, превръщането на dUMP в dTMP, в обмяната на глицин и серин (вж. Раздели 9, 10).

Най-характерните признаци на недостиг на витамин от фолиева киселина са разстройства на хематопоезата и свързаните с тях различни форми на анемия (макроцитна анемия), левкопения и забавяне на растежа. При хиповитаминоза на фолиева киселина се наблюдават нарушения на регенерацията на епител, особено в стомашно-чревния тракт, поради липса на пурини и пиримидини за синтеза на ДНК в постоянно делящи се клетки на лигавицата.

Авитаминозата на фолиевата киселина рядко се проявява при хора и животни, тъй като този витамин се синтезира достатъчно от чревната микрофлора. Използването на сулфатични лекарства за лечение на редица заболявания обаче може да доведе до развитие на недостиг на витамини. Тези лекарства са структурни аналози на парааминобензоената киселина, които инхибират синтеза на фолиева киселина в микроорганизми (вж. Раздел 2). Някои производни на птеридин (аминоптерин и метотрексат) инхибират растежа на почти всички организми, които се нуждаят от фолиева киселина. Тези лекарства се използват в медицинската практика за потискане на растежа на тумора при пациенти с рак..

Витамин В12 е изолиран от черния дроб в кристална форма през 1948 г. През 1955 г. Дороти Ходжкен, използвайки рентгенов структурен анализ, дешифрира структурата на този витамин. За тази работа през 1964 г. е удостоена с Нобелова награда. Витамин В12 - единственият витамин съдържащ кобалтов метал в състава си (фиг. 3-2).

Фиг. 3-2. Структура на витамин В12 (1) и неговите коензимни форми - метилкобаламин (2) и 5-цезоксиаденозилколколамин (3).

Източници. Нито животни, нито растения са в състояние да синтезират витамин В12. Това е единственият витамин, синтезиран почти изключително от микроорганизми: бактерии, актиномицети и синьо-зелени водорасли. Най-богато е на животински тъкани с витамин В12 черен дроб и бъбреци. Дефицитът на витамини в животинските тъкани е свързан с нарушена абсорбция на кобаламин поради нарушен синтез на вътрешния фактор на Castle, във връзка с който той се абсорбира. Фактор замък се синтезира от лигавичните клетки на стомаха. Това е гликопротеин с молекулно тегло 93 000 D. Той се комбинира с витамин В12 с участието на калциеви йони. Хипоавитаминоза В12обикновено се комбинират с намаляване на стомашната киселинност, което може да е резултат от увреждане на стомашната лигавица. Хипоавитаминоза В12 може да се развие и след пълното отстраняване на стомаха по време на операцията.

Ежедневно изискване за витамин В12 изключително малък и е само 1 - 2 μg.

Витамин В12 служи като източник за образуване на два коензима: метилкобаламин в цитоплазмата и дезоксиаденозилколколамин в митохондриите (фиг. 3-2).

• Метил-В12 - коензим, участващ в образуването на метионин от хомоцистеин. В допълнение, метил-В12 участва в преобразуването на производни на фолиева киселина, необходими за синтеза на нуклеотиди - прекурсори на ДНК и РНК.

• Deoxyadenosylcobalamin като коензим участва в метаболизма на мастните киселини с нечетен брой въглеродни атоми и аминокиселини с разклонена верига (вж. Раздели 8, 9).

Основният признак на недостиг на витамин В12 - макроцитна (мегалобластична) анемия. Това заболяване се характеризира с увеличаване на размера на еритроцитите, намаляване на броя на червените кръвни клетки в кръвообращението и намаляване на концентрацията на хемоглобин в кръвта. Нарушаването на хематопоезата се свързва преди всичко с нарушение на обмена на нуклеинови киселини, по-специално на синтеза на ДНК в бързо делящите се клетки на хематопоетичната система. В допълнение към нарушената хематопоетична функция, за недостиг на витамин В12 също специфично разстройство на нервната система, обяснено с токсичността на метилмалоновата киселина, която се натрупва в организма по време на разграждането на мастни киселини с нечетен брой въглеродни атоми, както и на някои аминокиселини с разклонена верига.

9. Витамин С (аскорбинова киселина)

Аскорбиновата киселина е лактон на киселина, подобна по структура на глюкозата. Съществува в две форми: редуцирана (АА) и окислена (дехидроаскорбинова киселина, DAA).

И двете от тези форми на аскорбинова киселина бързо и обратимо преминават една в друга и като коензими участват в редокс-реакции. Аскорбиновата киселина може да се окисли от атмосферен кислород, пероксид и други окислители. DAK лесно се намалява от цистеин, глутатион, сероводород. В слабо алкална среда настъпва разрушаването на лактоновия пръстен и загубата на биологична активност. При готвене на храна в присъствието на окислители, част от витамин С се унищожава.

Източници на витамин С - пресни плодове, зеленчуци, билки (Таблица 3-1).

Таблица 3-1. Съдържание на аскорбинова киселина в определени храни и растения

Съдържание на витамини, mg / 100 g

Дневната потребност на човека от витамин С е 50 - 75 mg.

Биологични функции. Основното свойство на аскорбиновата киселина е способността лесно да се окислява и редуцира. Заедно с DAA образува редокс двойка в клетки с окислително-възстановителен потенциал + 0,139 V. Поради тази способност аскорбиновата киселина участва в много реакции на хидроксилиране: остатъците от Pro и Lys в синтеза на колаген (основния протеин на съединителната тъкан), по време на хидроксилирането на допамин, синтеза на стероидни хормони в надбъбречна кора (вж. раздели 9, 11).

В червата аскорбиновата киселина намалява Fe 3+ до Fe 2+, насърчавайки нейната абсорбция, ускорява отделянето на желязо от феритин (виж раздел 13) и насърчава превръщането на фолат във форми на коензим. Аскорбиновата киселина е класифицирана като естествен антиоксидант (вж. Точка 8). Известният американски учен Л. Полинг, два пъти Нобелов лауреат, придава голямо значение на тази роля на витамин С. Той препоръча да се използват големи дози аскорбинова киселина (2 - 3 g) за профилактика и лечение на редица заболявания (например настинки).

Клинични прояви на недостиг на витамин С. Липсата на аскорбинова киселина води до заболяване, наречено скорбут (скорбут). Скърва, който се появява при хората, когато в храната има недостатъчно съдържание на пресни плодове и зеленчуци, е описан преди повече от 300 години, от времето на дългите морски пътешествия и северните експедиции. Това заболяване се свързва с липса на витамин С. В храната страдат само хора, примати и морски свинчета. Основните прояви на недостиг на витамини се дължат главно на нарушение на образуването на колаген в съединителната тъкан. В резултат на това се наблюдават разхлабване на венците, разхлабване на зъбите, нарушаване целостта на капилярите (придружени от подкожни кръвоизливи). Появяват се оток, болки в ставите, анемия. Анемията със скорбут може да бъде свързана с нарушена способност за използване на запасите от желязо, както и с нарушен метаболизъм на фолати.

10. Витамин Р (биофлавоноиди)

Вече е известно, че понятието "витамин Р" обединява семейството на биофлавоноиди (катехини, флавонони, флавони). Това е много разнообразна група от растителни полифенолни съединения, които влияят на съдовата пропускливост по подобен начин на витамин С.

Най-богати на витамин P са лимоните, елдата, аромата, черната касис, чаените листа, шипката.

Ежедневното изискване за човек не е точно установено..

Биологичната роля на флавоноидите е да стабилизират извънклетъчната матрица на съединителната тъкан и да намалят пропускливостта на капилярите. Много от членовете на витамин Р група имат хипотензивни ефекти..

Клиничната проява на хипоавитаминоза на витамин P се характеризира с повишено кървене на венците и пунктатни подкожни кръвоизливи, обща слабост, бърза умора и болка в крайниците.

В таблица 3-2 са изброени дневните изисквания, коензимните форми, основните биологични функции на водоразтворимите витамини, както и характерните признаци на недостиг на витамини..

Таблица 3-2. Водоразтворими витамини

Дневна нужда, мг

Характерни признаци на недостиг на витамини

Декарбоксилиране на α-кетокиселини, трансфер на активен алдехид (транкетолаза)

Като част от респираторните ензими, пренасянето на водород

Увреждане на очите (кератит, катаракта)

Транспорт на ацилна група

Дистрофични промени в надбъбречните жлези и нервната тъкан

PF (пиридоксален фосфат)

Метаболизъм на аминокиселини (трансаминация, декарбоксилиране)

Повишена възбудимост на нервната система, дерматит

Приемници и носители на водород

Симетричен дерматит на открито тяло, деменция и диария

Фиксиране на СО2, реакции на карбоксилиране (напр. пируват и ацетил-КоА)

Дерматит, придружен от повишена активност на мастните жлези

ПОот (фолиева киселина)

Транспорт на едновъглеродни групи

Хематопоетични разстройства (анемия, левкопения)

Деоксиаденозил- и метилкобаламин

Превоз на метални групи

С (аскорбинова киселина)

Хидроксилиране на пролин, лизин (синтез на колаген), антиоксидант

Кървене по венците, разхлабени зъби, подкожен кръвоизлив, оток

Заедно с витамин С той участва в окислително-възстановителни процеси, инхибира действието на хиалуронидазата

Кървящи венци и пунктатни кръвоизливи

Б. Мастноразтворими витамини

1. Витамин А (ретинол) - цикличен, ненаситен, монохидричен алкохол.

Източници. Витамин А се намира само в животински продукти: черен дроб на говеда и свине, яйчен жълтък, млечни продукти; рибеното масло е особено богато на този витамин. Растителните продукти (моркови, домати, чушки, маруля и др.) Съдържат каротеноиди, които са провитамини А. Чревната лигавица и чернодробните клетки съдържат специфичен ензим - каротин диоксигеназа, който превръща каротеноидите в активната форма на витамин А.

Дневната потребност от витамин А при възрастен е от 1 до 2,5 mg витамин или 2 до 5 mg (3-каротени. Обикновено активността на витамин А в храните се изразява в международни единици; една международна единица (IU) на витамин А е еквивалентна на 0,6 µg β-каротин и 0,3 µg витамин А.

Биологични функции на витамин А. В организма ретинолът се превръща в ретинална и ретинова киселина, които участват в регулирането на редица функции (в растежа и диференциацията на клетките); те също формират фотохимичната основа на акта за зрение.

Участието на витамин А във визуалния акт е проучено най-подробно (фиг. 3-3). Фоточувствителният апарат на окото е ретината. Светлинният инцидент върху ретината се абсорбира и трансформира от пигментите на ретината в друга форма на енергия. При хората ретината съдържа 2 вида рецепторни клетки: пръчки и шишарки. Първите реагират на слабо (здрач) осветление, докато конусите реагират на добро осветление (дневно зрение). Пръчките съдържат зрителния пигмент родопсин, а шишарките съдържат йодопсин. И двата пигмента са сложни протеини, отличаващи се с протеиновата си част. Като коензим и двата протеина съдържат 11-цис-ретинал, алдехидно производно на витамин А.

Фиг. 3-3. Визуална цикълна схема. 1 - цис-ретинал на тъмно се комбинира с протеина олеин, образувайки родопсин; 2 - фотоизомеризацията на 11-цис-ретинал до транс-ретинал се осъществява под действието на квантова светлина; 3 - трансретинал-опсин се разгражда на трансретинален и опсин; 4 - тъй като пигментите са вградени в мембраните на светлочувствителните клетки на ретината, това води до локална деполяризация на мембраната и появата на нервен импулс, който се разпространява по протежение на нервното влакно; 5 - последният етап на този процес - регенерацията на първоначалния пигмент. Това се случва с участието на ретиналната изомераза през етапите: трансретинален -> транс-ретинол -> цис-ретинол -> цис-ретинал; последният се обединява отново с опсин, образувайки родопсин.

Ретиноевата киселина, подобно на стероидните хормони, взаимодейства с рецепторите в ядрото на целевите клетки. Полученият комплекс се свързва с определени региони на ДНК и стимулира генната транскрипция (виж раздел 4). Протеините, получени в резултат на генна стимулация под въздействието на ретинова киселина, влияят на растежа, диференциацията, репродукцията и ембрионалното развитие (фиг. 3-4).

Фиг. 3-4. Действието на ретиноидите в организма. Вещества (имена в кутиите) - хранителни съставки.

Основните клинични прояви на хиповитаминоза А. Най-ранният и най-характерен признак на недостиг на витамин А при хора и опитни животни е нарушено здрач на зрението (хемералопия или нощна слепота). Специфичен за дефицит на витамин А е лезията на очната ябълка - ксерофталмия, тоест развитието на сухота на роговицата на окото в резултат на запушване на слъзния канал поради кератинизация на епитела. Това от своя страна води до развитие на конюнктивит, оток, улцерация и омекотяване на роговицата, т.е. до кератомалация. Ксерофталмия и кератомалация, ако не се лекуват, могат да доведат до пълна загуба на зрението.

При деца и млади животни с авитаминоза А се наблюдават спиране на растежа на костите, кератоза на епителните клетки на всички органи и, като следствие, прекомерна кератинизация на кожата, увреждане на епитела на стомашно-чревния тракт, пикочно-половата система и дихателната система. Спирането на растежа на костите на черепа води до увреждане на тъканите на централната нервна система, както и до повишаване на налягането на цереброспиналната течност. 2. Витамини от група D (калцифероли) Калциферолите са група от химически свързани съединения, свързани с производни на стерола. Повечето биологично активни витамини - D2 и Г3. Витамин D2 (ергокалциферол), производно на ергостерол, растителен стероид, открит в някои гъбички, дрожди и растителни масла. Когато хранителните продукти се облъчват с НЛО, витамин D се получава от ергостерол2, използва се за медицински цели. Витамин D3, наличен при хора и животни - холекалциферол, образуван в човешката кожа от 7-дехидрохостерол под въздействието на UV лъчи (фиг. 3-5).

Фиг. 3-5. Схема за синтез на витамин D2 и Г3. Провитамини D2 и Г3 - стероли с две двойни връзки във В пръстен. При излагане на светлина в хода на фотохимична реакция, пръстенът B се разделя. A - 7-дехидрохостерол, провитамин D3 (синтезиран от холестерол); B - ергостерол - провитамин D2.

Витамини D2 и Г3- бели кристали, мазни на пипане, неразтворими във вода, но силно разтворими в мазнини и органични разтворители.

Източници. Най-голямо количество витамин D3 намира се в животинските продукти: масло, яйчен жълтък, рибено масло.

Дневната потребност за деца е 12 - 25 μg (500 - 1000 IU), за възрастен нуждата е много по-малка.

Биологична роля. При хората витамин D3 хидроксилиран в позиции 25 и 1 и се превръща в биологично активното съединение 1,25-дихидроксихолекалциферол (калцитриол). Калцитриол изпълнява хормонална функция, участва в регулирането на метаболизма на Са 2+ и фосфат, като стимулира абсорбцията на Са 2+ в червата и калцификация на костната тъкан, реабсорбция на Са 2+ и фосфати в бъбреците. При ниска концентрация на Ca 2+ или висока D3 стимулира мобилизирането на Ca 2+ от костите (вж. раздел 11).

Неспазването. С недостиг на витамин D децата развиват болестта "рахит", характеризираща се с нарушена калцификация на растящите кости. В същото време се наблюдава деформация на скелета с характерни промени в костите (X- или O-образни крака, "мъниста" на ребрата, деформация на костите на черепа, забавени зъби).

Излишният. Прекомерен прием на витамин D3 може да причини хипервитаминоза D. Това състояние се характеризира с прекомерно отлагане на калциеви соли в тъканите на белите дробове, бъбреците, сърцето, съдовите стени, както и остеопороза с чести фрактури на костите.

3. Витамини от група Е (токофероли)

Витамин Е е изолиран от маслото от пшеничен зародиш през 1936 г. и е кръстен токоферол. Семейството на токофероли и токотриеноли, открити в природни източници, вече е известно. Всички те са метилови производни на първоначалното съединение токол, много са сходни по структура и са обозначени с букви от гръцката азбука. Най-голямата биологична активност се проявява от α-токоферол.

Токоферолите са мазна течност, лесно разтворима в органични разтворители.

Източници на витамин Е за хората - растителни масла, маруля, зеле, семена от зърнени култури, масло, яйчен жълтък.

Дневната потребност на възрастен човек за витамин е около 5 mg.

Биологична роля. Според механизма на действие токоферолът е биологичен антиоксидант. Той инхибира реакциите на свободните радикали в клетките и по този начин предотвратява развитието на верижни реакции на пероксидация на ненаситени мастни киселини в липиди на биологични мембрани и други молекули, като ДНК (вж. Раздел 8). Токоферолът повишава биологичната активност на витамин А, като защитава ненаситената странична верига от окисляване.

Клиничните прояви на недостиг на витамин Е при хората не са напълно изяснени. Положителният ефект на витамин Е при лечение на нарушено оплождане, повтарящи се неволни аборти, някои форми на мускулна слабост и дистрофия. Употребата на витамин Е е показана за недоносени бебета и деца, които се хранят с шише, тъй като кравето мляко съдържа 10 пъти по-малко витамин Е в сравнение с женското мляко. Дефицитът на витамин Е се проявява с развитието на хемолитична анемия, вероятно поради разрушаването на еритроцитните мембрани в резултат на LPO.

4. Витамини К (нафтохинони)

Витамин К съществува в няколко форми в растенията като филохинон (К1), в клетките на чревната флора като менахинон (К2).

Източници на витамин К са зеленчукови (зеле, спанак, корени и плодове) и животински (черен дроб) продукти. В допълнение, той се синтезира от чревната микрофлора. Обикновено дефицитът на витамин К се развива в резултат на нарушена абсорбция на витамин К в червата, а не в резултат на липсата му в храната.

Дневната потребност за витамин за възрастни е 1-2 mg.

Биологичната функция на витамин К е свързана с участието му в процеса на коагулация на кръвта (фиг. 3-6). Той участва в активирането на факторите на коагулация на кръвта: протромбин (фактор II), проконвертин (фактор VII), коледен фактор (фактор IX) и фактор на Стюарт (фактор X). Тези протеинови фактори се синтезират като неактивни предшественици. Един от етапите на активиране е тяхното карбоксилиране в остатъци от глутаминова киселина с образуването на у-карбоксиглутаминова киселина, която е необходима за свързване на калциеви йони (вж. Раздел 13). Витамин К участва в реакциите на карбоксилирането като коензим.

За лечение и профилактика на хиповитаминоза К се използват синтетични производни на нафтохинон: менадион, викасол, синкавит.

Фиг. 3-6. Ролята на витамин К в съсирването на кръвта.

Основната проява на недостиг на витамин К е обилното кървене, което често води до шок и смърт на организма.

В таблица 3-3 са изброени дневните изисквания и биологичните функции на мастноразтворимите витамини, както и характерните признаци на недостиг на витамини..

Таблица 3-3. Мастноразтворими витамини

Дневна нужда, мг

Характерни признаци на недостиг на витамини

Участва в акта на зрението, регулира растежа и диференциацията на клетките

Хемералопия (нощна слепота), ксерофталмия, кератомалация, кератоза на епителните клетки

Регулиране на обмяната на фосфор и калций в организма

антиоксидант; регулира интензивността на реакциите на свободните радикали в клетката

Недостатъчно проучен; известно е, че има положителен ефект върху развитието на бременността и при лечението на безплодие

Участва в активирането на факторите на коагулация на кръвта: II, VII, IX, XI

Прекъсване на системата за коагулация на кръвта

Биологична библиотека - материали за ученици, учители, ученици и техните родители.

Нашият сайт не претендира за авторство на публикуваните материали. Преобразуваме само материали, които са публично достояние и изпратени от нашите посетители в удобен формат..

Ако сте собственик на авторските права за всеки публикуван с нас материал и възнамерявате да го премахнете или да получите линкове към мястото на търговско поставяне на материали, свържете се с администратора на сайта за одобрение.

Разрешено е да копираме материали със задължителна хипертекстова връзка към сайта, бъдете благодарни, отделихме много усилия, за да приведем информацията в удобна форма.

© 2018-2020 Всички права върху дизайна на сайта принадлежат на S.Є.A.

Резюме по химия по темата "Витамини"

Разговор с Александър Мясников. Специално за проекта "Инфурок"

„Как да направим безопасната лятна ваканция на детето си?
Заплахата от втората вълна на коронавирус "

на Международния ден на детето

1 юни 2020 г. 19:00 (MSK)

Държавна бюджетна образователна институция Средно училище № 225 на Адмиралтейски окръг Санкт Петербург

Резюме на химията

Кондратьева Наталия Михайловна

Воронаев Иван Генадиевич

Витамините (от лат. Vita - „живот“) са нискомолекулни органични съединения от различно химично естество, които изпълняват най-важните биохимични и физиологични функции в живите организми.

За първи път понятието "витамин" беше споменато в статия на полския учен Казимир Функ. Основоположник на учението за витамините е нашият сънародник лекар Н. И. Лунин, който през 1880 г. защитава дисертацията си в университета Юриев, показвайки положителния ефект на витамините върху организмите на живите същества.

Витамините играят важна роля за човешкото здраве. На първо място, витамините са жизненоважни съединения, без които нормалното функциониране на организма не може да протече. Нищо не може да ги замести. При липса на витамини или липсата им в организма се развиват заболявания и като цяло здравето се влошава.

Витамините имат проста структура и разнообразна химическа природа. Витамините се наричат ​​микронутриенти - вещества, съдържащи се в храната в много малки количества. Някои витамини, например витамин С, не се образуват в организма, докато витамини като В1, В2 и РР се образуват в малки количества. Наука като витаминологията изучава подробно структурата и функцията на витамините..

Витамините участват в много биохимични реакции в организма и също играят критична роля в метаболизма.

Всички витамини работят заедно. Витамин В2 активира витамин В6; B1, B2, B6, B12 заедно извличат енергия от въглехидрати, протеини и
мазнини, отсъствието на поне един от тях в тази група забавя работата
остатъка.

Пълното отсъствие на какъвто и да е витамин в организма е причината за недостиг на витамини - сериозно заболяване на организма. Развиват се заболявания като скорбут, рахит, нощна слепота.

Витамин А е необходим за растежа и развитието на организма, поддържайки нормално
визия. Той регулира метаболизма в лигавиците на всички органи,
предпазва кожата от увреждане, нормализира работата на половите жлези,
участва във формирането на сперматозоидите и развитието на яйцеклетката. Витамин А
повишава имунитета, повишава устойчивостта на организма към инфекции.

Витамин А е мастноразтворим. За да може добре да се усвои
червата изискват нормални количества мазнини, протеини и
минерални вещества. Витамин А може да се съхранява в организма,
натрупвайки се в черния дроб, така че резервите му може да не се попълват всеки
ден.

Полезни свойства на витамин А:

Насърчава образуването на родопсин, чувствителен към светлина пигмент.

Осигурява цялостност на повърхността за образуващи кожни клетки, черва, дихателни и генитални пътища.

Повишава устойчивостта на организма към различни инфекции.

Увеличава вниманието и ускорява реакцията.

Има противораков ефект.

Витамин А се намира в черния дроб на морски животни и риба, яйчен жълтък, масло, сметана.

Основната функция на витамин D е да регулира метаболизма на калций и фосфор,
осигурява нормален растеж и целостта на костите.

Също така витамин D е от съществено значение за съсирването на кръвта, нормалната функция
сърце, регулиране на възбудимостта на нервните клетки.

Полезни свойства на витамин D:

Насърчава абсорбцията на калций и запазването на костната структура.

Подобрява усвояването на магнезия.

Подпомага усвояването на витамин А.

Нормализира съсирването на кръвта.

Унищожава туберкулозния бацил.

Витамин D се съдържа в гъби, магданоз, яйца, сьомга, мая, мляко.

Витамин Е е основният представител на групата антиоксиданти - антиоксидантни вещества. Той забавя окислителните процеси и отслабва вредното въздействие върху клетките на тялото, нормализира мускулната функция, повишава защитните сили на организма.

Витамин Е не се образува в човешкото тяло и се съхранява в него за кратък период от време.

Полезни свойства на витамин Е:

Запазва имунната система, елиминира въздействието на радиоактивните вещества.

Предотвратява развитието на катаракта.

Включва се в клетъчната мембрана и премахва свободните радикали.

Намалява умората. Ускорява заздравяването на изгаряния.

Повечето от витамина се намира в черния дроб на животни, зърнени храни, яйца, бобови растения, зелени листа от зеленчуци, череши.

Витамините са много ценни за човешкия организъм. Те имат уникални свойства, благодарение на които са в състояние да елиминират страничните ефекти от различни лекарства, антибиотици и други нежелани ефекти върху човешкото здраве..

Всяка болест е тест за организма, изисква възстановяване на защитните сили, увеличена консумация на биологично активни вещества, включително витамини. Затова диета, богата на витамини, е полезна за всеки пациент. В същото време определени групи витамини имат най-силно изразен ефект при превенцията и лечението на определени заболявания..

О. С. Габриелян. Химия 10 клас. Основно ниво: Учебник - 10-то издание.

Карелин А. О., Ерунова Н. Б. "Витамини" - М. : Лекарски съвети серия 2002.

Вершигора А.Е. „Витамини през цялата година“ - М 1998.

  • Воронаев Иван Генадиевич Пишете 2143 15.05.2018

Номер на материала: DB-1597107

Добавете материали за авторско право и вземете награди от Инфо-урок

Седмичен награден фонд 100 000 RUB

    15.05.2018 г. 2601
    15.05.2018 720
    15.05.2018 185
    15.05.2018 г. 150
    15.05.2018 132
    15.05.2018 138
    15.05.2018 г. 2571
    15.05.2018 2140

Не намерихте това, което търсите?

Ще се интересувате от тези курсове:

Оставете коментар

Всички публикувани на сайта материали са създадени от авторите на сайта или публикувани от потребителите на сайта и са представени на сайта само за информация. Авторските права върху материалите принадлежат на съответните им автори. Частично или пълно копиране на материали на сайта без писменото разрешение на администрацията на сайта е забранено! Редакционното мнение може да е различно от това на авторите.

Отговорността за разрешаването на евентуални спорове относно самите материали и тяхното съдържание се поема от потребителите, публикували материалите в сайта. Редакторите на сайта обаче са готови да предоставят всякакъв вид подкрепа при решаването на всякакви въпроси, свързани с работата и съдържанието на сайта. Ако забележите, че на този сайт се използват незаконно материали, уведомете администрацията на сайта чрез формата за обратна връзка.

Червена риба

Какви храни подобряват паметта: топ 15 най-полезни