Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Коферментные функции водорастворимых витаминов
Витамин В 1 (тиамин, антиневритный). Структура витамина включает пиримидиновое и тиазоловое кольца, соединенные метиновым мостиком:
N
H3C N + CH2 N NH2 S
CH3 CH2
CH2OH Тиамин
Источники: злаки, черный хлеб, горох, фасоль, мясо, дрожжи. В орга- низме синтезируется бактериями кишечника.
Суточная потребность: 2,0‒3,0 мг. Биологическая роль. В организмах животных витамин В1 содержится преимущественно в виде кофермента тиаминдифосфат (ТДФ):
N
H3C N + CH2 N NH2 S CH3 CH2 O CH2 O P O
O
P OH OH OH
Тиаминдифосфат
Кофермент ТДФ входит в состав: • пируватдегидрогеназного и α -кетоглутаратдегидрогеназного ком- плексов, обеспечивающих окислительное декарбоксилирование α -кетокислот (пирувата и α -кетоглутарата). ТДФ участвует в регуляции углеводного обме- на, способствует утилизации глюкозы, пировиноградной и молочной кислот, кетоновых тел, ликвидации метаболического ацидоза. • фермента транскетолазы пентозофосфатного пути, в котором обра- зуется рибоза-5-фосфат, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот ДНК и РНК, и НАДФН, используемый в реакциях синтеза высших жирных кислот, стероидов, фосфолипидов. В составе транскетолазы ТДФ осуществляет пере- нос гликольальдегидной группы. Витамин В1 является естественным ингибитором ацетилхолинэстера- зы. Он способствует поддержанию оптимального количества ацетилхолина и эффективности нервно-мышечной передачи. Гиповитаминоз. Биохимическим признаком гиповитаминоза В1 являет- ся повышение в крови, спинномозговой жидкости и моче содержания α - кетокислот и пентозосахаров. При недостатке витамина В1 развивается заболевание бери-бери, или ножные кандалы – нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно- сосудистой и нервной систем из-за недостаточного энергетического и пла- стического обмена. Со стороны нервной ткани наблюдаются: полиневриты: снижение периферической чувствительности, утрата не- которых рефлексов, боли по ходу нервов; энцефалопатия: синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции; синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются нарушение сер- дечного ритма, боли в сердце и увеличение его размеров. В желудочно-кишечном тракте нарушаются секреторная и моторная функции, возникают атония кишечника и запоры, исчезает аппетит, умень- шается кислотность желудочного сока. Заболевание распространено в странах Юго-Восточной Азии, где большая часть населения питается в основном рисом. Различают следующие полиневритные формы: сухую (с преимущественным поражением перифери- ческой нервной системы), отечную (с преимущественным поражением сер- дечно-сосудистой системы), а также кардиальную, называемую пернициоз- ной и приводящую к летальному исходу вследствие острой сердечной недо- статочности. К недостатку витамина В1 приводят недополучение его с пищей, избы- ток алкогольсодержащих напитков или углеводных продуктов питания, ко- торые повышают потребность в витамине, и особенности кулинарной обра- ботки (высокая температура способствует снижению активности витамина B1, а в щелочной среде тиамин разрушается практически полностью). Антивитамины В1. В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза, разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, устрицах.
Лекарственные формы. Свободный тиамин и кокарбоксилаза. Свободный тиамин широко применяется в медицинской практике для лечения различных нервных заболеваний (полиневрита, неврозов), сердечно- сосудистых расстройств (гипертонии, склероза коронарных сосудов) и др. Кокарбоксилаза применяется при патологических состояниях, связан- ных с нарушением углеводного обмена, почечной недостаточности, наруше- ниях коронарного кровообращения.
Витамин В 2 (рибофлавин, витамин роста). В состав рибофлавина входят флавин – изоаллоксазиновое кольцо с заместителями (азотистое осно- вание) и спирт рибитол:
H3C H3C O N NH
N N O CH2 CH OH CH OH CH OH CH2OH
Рибофлавин
Источники: мясо, печень, молоко, сыр, яичные белки, рыба, дрожжи; из растительных продуктов − хлеб грубого помола, гречка. Частично человек получает витамин В2 как продукт жизнедеятельности кишечной микрофлоры. Суточная потребность: 1,8‒2,6 мг для взрослого человека. Биологическая роль. Коферментные формы витамина В2 – флавинмо- нонуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД), которые обра- зуются в слизистой кишечника и других тканях.
H3C H3C O N
N N O OH
CH2 CH CH CH CH2 O P O NH OH OH OH
O
O P O N
N N CH2 O OH H
OH OH
Флавинадениндинуклеотид (ФАД)
Коферменты ФАД и ФМН входят в состав флавиновых ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях:
ФАД-зависимые анаэробные дегидрогеназы: · пируватдегидрогеназа (окисление пировиноградной кислоты); · α- кетоглутаратдегидрогеназа; · сукцинатдегидрогеназа (цикл трикарбоновых кислот); · ацил-КоА-дегидрогеназа (окисление жирных кислот); · митохондриальная α-глицеролфосфатдегидрогеназа (челночная система). ФАД-зависимые аэробные дегидрогеназы: · оксидазы L - и D -аминокислот; · глициноксидаза; · ксантиноксидаза (играет важную роль в катаболизме пуриновых оснований); · моноаминоксидаза (обеспечивает инактивацию биогенных ами- нов − серотонина, дофамина, норадреналина, осуществляют пря- мое окисление субстрата с участием кислорода). ФМН-зависимые дегидрогеназы катализируют процессы биологиче- ского окисления (обеспечивают перенос электронов и протонов от восста- новленных пиридиновых коферментов).
Гиповитаминоз. Клинические проявления рибофлавина выражаются в остановке роста у молодых организмов. В первую очередь страдают высоко- аэробные ткани – эпителий кожи и слизистых. Проявляется как сухость рото- вой полости, губ и роговицы; хейлоз, т.е. трещины в уголках рта и на губах («заеды»), глоссит (фуксиновый язык), шелушение кожи в районе носогубно- го треугольника (рис. 1), мошонки, ушей и шеи, конъюнктивит и блефарит. Кроме того, при авитаминозе В2 развиваются общая мышечная слабость и слабость сердечной мышцы.
Рис. 1. При гиповитаминозе рибофлавина проявляется хейлоз, глоссит, шелушение кожи в области носогубного треугольника
Причина гиповитаминоза: пищевая недостаточность, хранение пище- вых продуктов на свету, фототерапия, алкоголизм и нарушения ЖКТ. Антивитамины В2. 1. Акрихин (атебрин) – ингибирует функцию рибофлавина у простей- ших. Используется при лечении малярии, кожного лейшманиоза, три- хомониаза, гельминтозов (лямблиоз, тениидоз). 2. Мегафен – тормозит образование ФАД в нервной ткани, используется как седативное средство. 3. Токсофлавин – конкурентный ингибитор флавиновых дегидрогеназ. 4. Изорибофлавин – замещает коферменты рибофлавина в ферментатив- ных реакциях. Лекарственные формы. Свободный рибофлавин, ФМН и ФАД (ко- ферментные формы). Свободный рибофлавин показан при гипо- и авитаминозах В2, при конъюнктивитах, язвах роговицы и катаракте. ФМН применяют при различных кожных заболеваниях, таких как дер- матозы, нейродермиты, себорея, фолликулярная волчанка. Флавинат (ФАД), помимо указанных выше заболеваний, применяют при отравлениях и токси- козах.
Витамин В 5 (пантотеновая кислота, антидерматитный). Пантотено- вая кислота состоит из остатков D-2,4-дигидрокси-3,3-диметилмасляной кис- лоты и β-аланина, соединенных между собой амидной связью: CH3OH O HO CH2 C CH C CH3 NH CH2 CH2 COOH
Пантотеновая кислота
Источники: печень, мясо, рыба, молоко, яичный желток, дрожжи, бо- бовые, зеленые части растений. Витамин синтезируется микрофлорой ки- шечника. Пантотеновая кислота − универсальный витамин, в ней или ее про- изводных нуждаются человек, животные, растения и микроорганизмы. Суточная потребность: 10‒15 мг. Биологическая роль. Пантотеновая кислота используется в клетках для синтеза коферментов: 4-фосфопантотеина и кофермента А (коэнзим А, HS-КоА). 4- фосфопантотеин – кофермент пальмитоилсинтазы. Коферментная форма витамина коэнзим А не связан с каким-либо ферментом прочно, он перемещается между разными ферментами, обеспе- чивая перенос ацильных (в том числе ацетильных) групп в реакциях: · общего пути катаболизма (пируватдегидрогеназный комплекс, цикл трикарбоновых кислот); · активации жирных кислот; · синтеза холестерина и кетоновых тел; · синтеза ацетилглюкозаминов; · синтеза ацетилхолина; · обезвреживания чужеродных веществ в печени; · образования гиппуровой кислоты и желчных кислот.
При гиповитаминозе В5 развиваются: дерматиты, дистрофические из- менения желез внутренней секреции (например, надпочечников), нарушение деятельности нервной системы (невриты, параличи), дистрофические изме- нения в сердце, почках, депигментация и выпадение волос и шерсти у живот- ных, потеря аппетита, истощение, апатия, депрессия, мышечная слабость, су- дороги. Лекарственные формы. Пантотенат кальция, коэнзим А. Пантотеновая кислота в медицинской практике используется в виде пантотената кальция при нарушениях обменных процессов, полиневритах, язвенных процессах, токсикозах.
Витамин В 3 (PP, никотиновая кислота, никотинамид, ниацин, ан- типеллагрический). Никотиновая кислота представляет собой соединение пиридинового ряда, содержащее карбоксильную группу; никотинамид явля- ется амидом никотиновой кислоты:
COOH
N O C NH2 N
Никотиновая кислота Никотинамид
Источники: печень, мясо, рыба, бобовые, гречка, черный хлеб. Также витамин РР синтезируется в организме из триптофана (из 60 молекул трип- тофана может образоваться 1 молекула никотинамида), что снижает потреб- ность в витамине РР при увеличении количества триптофана в пище. Суточная потребность: для взрослых ‒ 15‒25 мг, для детей − 15 мг. Биологическая роль. Никотиновая кислота в организме входит в состав никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) и никотинамидадениндинук- леотидфосфата (НАДФ+), выполняющих функции коферментов различных дегидрогеназ.
OH
O P O
+ N CH2 O O C NH2 H OH OH O
NH2
O P O CH2 O N N OH H
OH OH Никотинамидадениндинуклеотид (НАД+)
НАД+ и НАДФ+ принимают участие в окислительно- восстановительных реакциях: НАД+ (НАДФ+) НАДН (НАДФН)
НАД+ и НАДФ+ служат коферментами большинства дегидрогеназ ме- таболизма белков, жиров и углеводов: · в синтезе и окислении жирных кислот; · в синтезе холестерола и кетоновых тел; · в окислении углеводов: пентозофосфатный путь, гликолиз; · в окислении глутаминовой кислоты; · в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кисло- ты; · в цикле трикарбоновых кислот.
НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной систе- мы клетки (защита от свободных радикалов) и участвует в реакциях ресинте- за тетрагидрофолиевой кислоты из дигидрофолиевой, например, после синте- за тимидилмонофосфата. Гиповитаминоз витамина РР приводит к заболеванию «пеллагра», для которого характерны 3 основных признака: дерматит, диарея, деменция («три Д»). Пеллагра проявляется в виде симметричного дерматита на участ- ках кожи, доступных действию солнечных лучей, расстройств ЖКТ (диарея) и воспалительных поражений слизистых оболочек рта и языка. В далеко за- шедших случаях пеллагры наблюдают расстройства ЦНС (деменция): потеря памяти, галлюцинации и бред. Антивитамины РР. Изониазид и его производные (фтивазид, туба- зид) – лекарства, используемые для лечения туберкулеза. Лекарственные формы. Никотинамид и никотиновая кислота. Никотиновую кислоту и никотинамид применяют при атеросклерозе, в частности при гиперхолестеринемии, для нормализации функций печени, по- чек, головного мозга. Среди комплексных препаратов, в состав которых входит никотиновая кислота, можно отметить никошпан, содержащий кроме, никотиновой кислоты, но-шпу (сосудорасширяющее и спазмолитическое средство), а среди производных никотиновой кислоты широкое применение в медицинской практике получил кордиамин (стимуляция функций нервной системы и дыхания).
Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин, антидер- матитный). В основе структуры витамина В6 лежит пиридиновое кольцо. Известны 3 формы витамина В6, отличающиеся строением замещающей группы у атома углерода в п -положении к атому азота:
O CH2OH HO CH OH
CH2
NH2 2
H3C N HO
H3C N CH2OH HO
H3C N CH2OH
Пиридоксин Пиридоксаль Пиридоксамин Все они характеризуются одинаковой биологической активностью. Источники: яйца, печень, молоко, зеленый перец, морковь, пшеница, дрожжи. Некоторое количество витамина синтезируется кишечной флорой. Суточная потребность: 2‒3 мг. Биологическая роль. Все формы витамина В6 используются в организме для синтеза коферментов: пиридоксальфосфата (ПФ) и пиридоксамин- фосфата:
HO H3C O
CH2 O PO3H2
N
HO H3C
CH2 NH2 CH2
N
O PO3H2
Пиридоксальфосфат Пиридоксаминфосфат
Наиболее известная функция пиридоксиновых коферментов – перенос аминогрупп и карбоксильных групп в реакциях метаболизма аминокислот: · кофермент декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных аминов из аминокислот – серотонина, гамма-аминомасляной кис- лоты (ГАМК), гистамина; · кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы меж- ду аминокислотами и кетокислотами; · участие в специфических реакциях метаболизма отдельных аминокислот: серина, треонина, триптофана, серосодержащих аминокислот. Пиридоксальфосфат является коферментом фосфорилазы гликогена (50 % всего витамина находится в мышцах), участвует в синтезе гема, сфин- голипидов. Гиповитаминоз витамина В6 у детей проявляется повышенной возбу- димостью ЦНС, периодическими судорогами, что связано, возможно, с недо- статочным образованием тормозного медиатора ГАМК, специфическими дерматитами. У взрослых признаки гиповитаминоза В6 наблюдают при дли- тельном лечении туберкулеза изониазидом (антагонист витамина В6). При этом возникают поражения нервной системы (полиневриты), дерматиты, пигментация кожи, отеки, анемии. Антивитамины В6. Фтивазид, тубазид, метозид (производные изони- азида) – лекарства, используемые для лечения туберкулеза: Изониазид
Лекарственные формы. Пиридоксин и пиридоксальфосфат. Пиридоксин применяют при токсикозах у беременных, атеросклерозе, нервных и кожных заболеваниях. Пиридоксальфосфат более эффективен, особенно при кожных заболеваниях.
Витамин В 9 (Вс, фолиевая кислота, витамин роста). Фолиевая кис- лота состоит из трех структурных единиц: остатка птеридина, парааминобен- зойной и глутаминовой кислот:
2-амино-4-гидроки- 6-метилптеридин H2N N
N CH2 глутаминовая кислота
O COOH OH HN C NH CH CH2 n -аминобензойная кислота CH2 COOH
Фолиевая кислота
Витамин, полученный из разных источников, может содержать 3‒6 остатков глутаминовой кислоты. Фолиевая кислота была выделена в 1941 г. из зеленых листьев растений, в связи с чем и получила свое название (от лат. folium − лист). Источники: значительное количество этого витамина содержится в зе- леных листьях растений и дрожжах, а также в печени, почках, мясе и других продуктах животного происхождения. Витамин активно синтезируется ки- шечной микрофлорой. Суточная потребность: 50‒200 мкг, однако вследствие плохой всасы- ваемости этого витамина рекомендуемая суточная доза − 400 мкг. Биологическая роль. В печени фолиевая кислота в результате восста- новления переходит в активную коферментную форму − 5, 6, 7, 8- тетрагидрофолиевую кислоту (ТГФК): H2N H N
5
OH HN
O C NH
COOH CH 10
Тетрагидрофолиевая кислота CH2 CH2 COOH
Непосредственная функция тетрагидрофолиевой кислоты – перенос одноуглеродных фрагментов, которые присоединяются к атомам N5 или N10: · формила – в составе N5-НС=О-ТГФК и N10-НС=О-ТГФК; · метенила – в качестве N5,N10=СН-ТГФК; · метилена – в виде N5,N10-СН2-ТГФК; · метила – в форме N5-СН3-ТГФК; · формимина – в составе N5-СН=NН-ТГФК. Эти коферменты участвуют в синтезе различных веществ: пуриновых нуклеотидов, превращении dУМФ в ТМФ, в обмене глицина и серина (рис. 2).
HO H2C NH2 CH2 Серин
COOH Сериноксиметил- трансфераза
H2N
C COOH H2 Глицин
Пиримидины (тимидиловая кислота)
Регенерация метионина Пуриновое ядро (атом Св положении 8)
Пуриновое ядро (атом Св положении 2)
Рис. 2. Образование и использование производных ТГФК
Гиповитаминоз В9 в первую очередь затрагивает органы кроветворе- ния: так как клетки не теряют способности расти, но в них происходит нару- шение синтеза ДНК с остановкой деления, это приводит к образованию мега- лобластов (крупных клеток) и мегалобластической анемии; по этой же причине снижается уровень лейкоцитов (лейкопения) и происходит задерж- ка роста. Аналогично развивается поражение слизистых желудка и кишеч- ного тракта (гастриты, энтериты), глоссит. Отмечаются замедление роста, конъюнктивит, ухудшение заживления ран, иммунодефициты, оживление хронических инфекций. Авитаминоз фолиевой кислоты редко проявляется у человека и живот- ных, так как этот витамин в достаточной степени синтезируется кишечной микрофлорой. Однако использование сульфаниламидных препаратов для лечения ряда заболеваний может вызвать развитие авитаминозов. Эти препа- раты − структурные аналоги парааминобензойной кислоты, ингибирующие синтез фолиевой кислоты у микроорганизмов. Антивитамины В9. 4-аминоптерин и метотрексат. Производные птеридина применяют в комплексной терапии онкологи- ческих заболеваний для подавления синтеза ДНК в опухолевых клетках.
Метотрексат
Лекарственные формы. Фолинат кальция. В сочетании с витамином В12 применяется для стимуляции эритропо- эза, при отравлении тяжелыми металлами, развитии лучевой болезни.
Витамин В12 (кобаламин, антианемический). Содержит 4 пирроль- ных кольца, ион кобальта (с валентностью от Co3+ до Co6+), образуя макро- циклокоррин, и группу CN–. В организме при синтезе коферментных форм цианидная группа CN– заменяется метильной или 5'-дезоксиаденозильной: Кобаламин
Источники: витамин содержат только животные продукты: печень, рыба, почки, мясо. Также он синтезируется кишечной микрофлорой. Для вса- сывания в кишечнике необходим внутренний фактор Касла – гликопротеин, синтезируемый обкладочными клетками желудка. В крови витамин транс- портируется в виде гидроксикобаламина специфическими транспортными белками (α- и β-глобулинами). Суточная потребность: 1‒2 мкг. Биологическая роль. Витамин В12 служит источником образования двух коферментов: метилкобаламина в цитоплазме и дезоксиаденозилкобала- мина в митохондриях. Поэтому витамин В12 участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования. · Метилкобаламин − кофермент, участвующий в образовании ме- тионина из гомоцистеина. Кроме того, метил-В12 принимает участие в превращениях производных фолиевой кислоты, необ- ходимых для синтеза нуклеотидов − предшественников ДНК и РНК. · Дезоксиаденозилкобаламин в качестве кофермента участвует в метаболизме жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов и аминокислот с разветвленной углеводородной цепью. Причиной гиповитаминоза В12 чаще является не отсутствие витамина в пище, а плохое всасывание в результате заболеваний желудка и кишечника (атрофический гастрит и энтериты). Пищевая недостаточность – как правило, наблюдается у вегетарианцев. Основной признак авитаминоза В12 − макроцитарная (мегалобласт- ная) анемия. Для этого заболевания характерны увеличение размеров эрит- роцитов, снижение количества эритроцитов в кровотоке, снижение концен- трации гемоглобина в крови. Непосредственной причиной анемии является потеря фолиевой кислоты клетками при недостаточности витамина В12 и, как следствие, замедление деления клеток из-за снижения синтеза инозинмоно- фосфата и соответственно пуриновых нуклеотидов и уменьшения синтеза тимидилмонофосфата, а значит, и ДНК. Помимо нарушения кроветворной функции, для авитаминоза В12 спе- цифично также расстройство деятельности нервной системы, объясняемое токсичностью метилмалоновой кислоты, накапливающейся в организме при распаде жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, а также некоторых аминокислот с разветвленной цепью. Нехватка метионина опо- средует снижение активности реакций метилирования, в частности, умень- шается синтез нейромедиатора ацетилхолина. Лекарственные формы. Цианкобаламин. Кобаламин применяют для лечения некоторых видов анемий, причем наибольший эффект проявляется при сочетанном его применении с фолиевой кислотой. Кроме того, витамин В12 показан при патологиях печени, нервной системы, кожных заболеваниях.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-12-07; просмотров: 81; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.196.184 (0.298 с.) |