Роль витаминов в реакциях ПФШ

Витамин B₁ (тиамин)  в составе транскетолазы ТДФ участвует в пентозофосфатном пути превращения углеводов.

Структура витамина включает пиримидиновое и тиазоловое кольца, соединённые метановым мостиком.

Активной формой B₁ является  тиаминпирофосфат (ТПФ), называемый также тиамин - дифосфатом (ТДФ).  ТПФ имеет следующее строение:

Источники. Витамин В₁ — первый витамин, выделенный в кристаллическом виде К. Функом в 1912 г. Он широко распространён в продуктах растительного происхождения (оболочка семян хлебных злаков и риса, горох, фасоль, соя и др.). В организмах животных витамин В₁, содержится преимущественно в виде дифосфорного эфира тиамина (ТДФ); он образуется в печени, почках, мозге, сердечной мышце путём фосфорилирования тиамина при участии тиаминкиназы и АТФ.

Суточная потребность взрослого человека в среднем составляет 2-3 мг витамина В₁. Но потребность в нём в очень большой степени зависит от состава и общей калорийности пищи, интенсивности обмена веществ и интенсивности работы. Преобладание углеводов в пище повышает потребность организма в витамине; жиры, наоборот, резко уменьшают эту потребность.

Биологическая роль витамина В₁, определяется тем, что в виде ТДФ он входит в состав как минимум трёх ферментов и ферментных комплексов: в составе пируват - и б-кетоглутаратдегидрогеназных комплексов он участвует в окислительном декарбоксилировании пирувата и б-кетоглутарата; в составе транскетолазы ТДФ участвует в пентозофосфатном пути превращения углеводов.

Основной, наиболее характерный и специфический признак недостаточности витамина В₁ — полиневрит, в основе которого лежат дегенеративные изменения нервов. Вначале развивается болезненность вдоль нервных стволов, затем — потеря кожной чувствительности и наступает паралич (бери-бери). Второй важнейший признак заболевания — нарушение сердечной деятельности, что выражается в нарушении сердечного ритма, увеличении размеров сердца и в появлении болей в области сердца. К характерным признакам заболевания, связанного с недостаточностью витамина В₁, относят также нарушения секреторной и моторной функций ЖКТ; наблюдают снижение кислотности желудочного сока, потерю аппетита, атонию кишечника.

Биологическая роль ПФШ

1. Взаимосвязь с гликолизом:	Ацетил-КоА Пентозофосфаты глюкоза Глюкозо-6ф 3ФГА ПВК лактат НАДФ^+ НАДФН2 ПФШ
2. Источник НАДФН2 для синтетических процессов (синтез жирных кислот, холестерина)
3.Поддержание работы ферментативной и неферментативной антиокислительной системы:	Н2О2 2Н2О Глутатионпероксидаза 2 G-SH G-S-S-G Глутатион редуктаза НАДФ^+ НАДФН2
4. Восстановление гемоглобина из метгемоглобина	Дегидро аскорбат Аскорбатредуктаза 2 G-SH G-S-S-G Глутатион редуктаза НАДФ^+ НАДФН2 Аскорбат Нb(Fe^2+) MetНb(Fe^3+)

5. Участие в работе трансдегидрогеназной реакции

НАДФН₂ + НАД⁺ ↔ НАДФ⁺ + НАДН₂ ↔ челночные мех-мы → Митохондрия → АТФ

6. Является поставщиком углеводов с числом углеродных атомов от 3 до 7 для осуществления синтетических реакций (нуклеотидов, нуклеиновых кислот).

 

 

Патология ПФШ

НАДФН₂ является важным компонентом антиоксидантной защиты, он необходим для регенерации глутатиона, который с участием глутатионпероксидазы разрушает активные формы кислорода.

Так как в эритроцитах НАДФН2 образуется только в реакциях ПФШ, дефект глюкозо-6ф ДГ вызывает дефицит НАДФН2 и снижение антиоксидантной защиты. В этом случае под действием прооксидантов, например, антималярийных препаратов происходит существенное повышение СРО. Активация СРО вызывает окисление цистеина в белковой части гемоглобина, в результате чего протомеры гемоглобина, соединяясь дисульфидными мостиками, образуют тельца Хайнца. Т.к. тельца Хайнца снижают пластичность клеточной мембраны эритроцитов, она при деформации в капиллярах разрушается. Массированный гемолиз эритроцитов ведет к развитию гемолитической анемии.

Ген. дефект Гл-6ф ДГ НАДФН2 G-SH Активные формы кислорода   Нарушение мембран эритроцитов Гемолитическая анемия гемолиз эритроцитов

 

Регуляция обмена углеводов

Энергетический гомеостаз обеспечивает энергетические потребности тканей с использованием различных субстратов. Т.к. углеводы являются основным источником энергии для многих тканей и единственным для анаэробных, регуляция углеводного обмена является важной составляющей энергетического гомеостаза организма.

Регуляция углеводного обмена осуществляется на 3 уровнях:

1. центральный.

2. межорганный.

3. клеточный (метаболический).