Тема № 8. Дослідження функціональної ролі жиророзчинних вітамінів у метаболізмі та реалізації клітинних функцій.

Мета заняття. Засвоїти будову, загальні принципи класифікації, функціональну роль жиророзчинних вітамінів, вітаміноподібних сполук, антивітамінів, біологічно активних добавок. Оволодіти методами якісного та кількісного визначення жиророзчинних вітамінів.

Актуальність теми. Жиророзчинні вітаміни беруть участь в обміні речовин як регулятори багатьох ферментативних і неферментативних процесів.

Порушення засвоєння та надходження вітамінів в організм або патологія їх обміну знижує інтенсивність низки біохімічних процесів, що супроводжується порушенням функцій низки органів, кісткової та зубної тканин, зниженням імунітету, порушенням антиоксидантного статусу ротової рідини, нормального функціонування клітин епітелію ротової порожнини, а також втратою організмом здатності адаптуватись до різних несприятливих факторів.

Конкретні завдання.

Ø Трактувати роль жиророзчинних вітамінів та їх попередників як компонентів харчування у метаболічних і структурно – функціональних процесах.

Ø Пояснювати застосування антивітамінів як інгібіторів ферментів при інфекційних захворюваннях та при патологіях системи гомеостазу.

Ø Оцінювати роль жиророзчинних вітамінів в обміні речовин, пояснювати походження гіпо- та гіпервітамінозів, їх попередження та лікування.

Ø Пояснювати роль вітаміноподібних речовин у процесах метаболізму.

 

Теоретичні питання

1. Вітаміни групи D, будова, біологічна роль, добова потреба, джерела для людини, ознаки гіпо- та гіпервітамінозів, авітаміноз.

2. Вітамін А, будова, біологічна роль, добова потреба, джерела для людини, ознаки гіпо-, гіпервітамінозів.

3. Вітаміни Е, F, будова, біологічна роль, джерела для людини, механізм дії, добова потреба, ознаки недостатності, застосування в медицині.

4. Антигеморагічні вітаміни (К₂, К₃) та їх водорозчинні форми, будова, біологічна роль, джерела для людини, механізм дії, добова потреба, ознаки недостатності, застосування в медицині.

5. Застосування жиророзчинних вітамінів у стоматологічній практиці.

6. Провітаміни, антивітаміни. Механізм дії та застосування в практичній медицині.

7. Вітаміноподібні речовини, їх структура та роль.

Практична робота

Дослід 1. Реакція з феруму хлоридом на виявлення вітаміну Е.

Принцип методу. Спиртовий розчин a-токоферолу окиснюється феруму хлоридом до токоферилхінону з утворенням червоного забарвлення.

Матеріальне забезпечення: токоферол (0,1 % спиртовий розчин), 1 % розчин феруму хлориду, пробірки.

Хід роботи. У суху пробірку вливають 4 – 5 крапель 0,1 % спиртового розчину токоферолу, додають 0,5 мл 1 % феруму хлориду, інтенсивно перемішують, нагрівають на відкритому вогні до зміни кольору. Вміст пробірки набуває червоного забарвлення.

Зробити висновок. Пояснити отриманий результат, вказати на причини появи червоного забарвлення розчину.

Клініко-діагностичне значення. За сучасними уявленнями головна функція токоферолів полягає в тому, що вони служать антиоксидантами по відношенню до ненасичених ліпідів. Завдяки наявності в молекулі лабільного атома водню a-токоферол взаємодіє з пероксидними радикалами ліпідів, відновлюючи їх в гідропероксиди і перериваючи таким чином ланцюгову реакцію пероксидації.

Більшість проявів недостатності токоферолу залежить, мабуть, від припинення здійснюваного вітаміном інгібувального впливу на аутоокиснення ненасичених жирних кислот, що входять до складу клітинних і субклітинних мембран: гемолітична анемія у недоношених дітей; атрофія сім’яників і безплідність; розсмоктування плода на ранніх стадіях вагітності; м’язова дистрофія, що супроводжується втратою внутрішньоклітинних азотистих компонентів і білків м’язів. Безпосередня причина м’язової дистрофії – вивільнення лізосомальних гідролаз внаслідок дефекту мембран лізосом.

Добова потреба для дорослої людини 20 – 30 мг, концентрація в сироватці крові 3500 – 8000 нмоль/л.

 

Дослід 2. Кількісне визначення каротину у моркві.

За хімічною природою ретинол – циклічний ненасичений спирт. Вітамінну активність мають його похідні у формі складних ефірів пальмітинової кислоти. Він легко окиснюється киснем повітря, особливо під час нагрівання, втрачаючи біологічну активність. Ретинол міститься переважно в продуктах тваринного походження. У рослинах містяться провітаміни – каротиноїди, які в організмі під дією каротинази перетворюються на вітамін А. Ступінь забезпеченості організму вітаміном А визначають за його вмістом у крові і продуктах.

Принцип методу. Каротин екстрагується з продуктів органічними розчинниками. При цьому він надає їм характерного жовто-оранжевого забарвлення. Отриманий екстракт колориметрують, порівнюють зі стандартним розчином каротину та визначають його концентрацію.

Матеріальне забезпечення: 1 г моркви, 1 г безводного Na₂SO_4, прожарений пісок, 5 мл ацетону, 15 мл бензину, дистильована вода, фільтрувальний папір, ступка, скляний стержень, лійка, пробірки, колба, капіляр, циліндр, ФЕК.

Хід роботи.

1. Приготування матеріалу для дослідження: наважку моркви (1г) старанно розтирають у ступці з прожареним піском. До проби додають 2 – 3 мл ацетону і продовжують розтирати до утворення однорідної маси.

2. Приготування лійки для фільтрування: у лійку вставляють скляний стержень з розширеним кінцем. З фільтрувального паперу вирізають диск, діаметром трохи більшим за розширений кінець стержня. Його кладуть на розширений кінець стержня в лійці і насипають сантиметровий шар піску. Лійку вставляють у велику суху пробірку.

3. Екстрагування і фільтрування: вміст ступки з розтертою морквою обережно зливають у приготовлену для фільтрування лійку. До осаду, що залишився в ступці, додають 2 – 3 мл ацетону і продовжують розтирати. Ацетоновий екстракт знову зливають у лійку для фільтрування. Цю процедуру повторюють ще кілька разів аж до повного знебарвлення доданого для екстрагування ацетону. Далі фільтрувальну лійку з піском промивають чистим ацетоном, доки ацетон, що витікає з неї, не знебарвиться.

4. Очищення каротину від домішок шляхом переведення його в бензин: до отриманої ацетонової витяжки додають 5 – 10 мл бензину і 2 – 3 мл води. Пробірку закривають і струшують. Після розшарування каротин переходить у верхній бензиновий шар. Нижній шар ацетону з водою відсмоктують капіляром у колбу.

5. Зневоднення бензинової витяжки: у пробірку з бензиновою витяжкою каротину насипають 1 г безводного Na₂SO₄. Вміст пробірки збовтують, доки розчин не стане прозорим. Об’єм витяжки вимірюють чистим сухим циліндром.

6. Колориметрування: розчин колориметрують на ФЕКу за червоного світлофільтру і порівнюють його оптичну густину зі стандартним розчином каротину, що містить в 1 мл розчинника 0,00203 мг каротину.

7. Визначення концентрації каротину: кількість каротину розраховують за формулою:

де: А₁ – оптична густина стандартного розчину;

А₂ – оптична густина каротинової витяжки;

С₁ – концентрація стандартного розчину каротину;

С₂ – концентрація каротину у витяжці.

8. Визначення загальної кількості каротину: для визначення вмісту каротину в 1 г досліджуваної моркви необхідно отриману концентрацію каротину у зневодненій бензиновій витяжці (С₂) помножити на кількість витяжки у мілілітрах. Якщо отримане число помножити на 100, то отримаємо вміст каротину у моркві у міліграм процентах (мг%).

Зробити висновок. Пояснити отриманий результат.

Клініко-діагностичне значення. У здорової людини вміст вітаміну А у крові становить 15 – 60 мкг%. Відхилення від норми в бік збільшення чи зменшення вітаміну призводить до виникнення гіпер- і гіповітамінозу.

Причиною виникнення гіповітамінозу є недостатнє поступлення вітаміну з продуктами харчування; порушення процесів жовчовиділення. Останнє призводить до припинення всмоктування жиророзчинних вітамінів, зокрема ретинолу, кальциферолу, токоферолу тощо; зниження активності ферменту тонкої кишки каротинази, що зумовлює порушення перетворення каротину на ретинол.

Оскільки жиророзчинні вітаміни мають здатність нагромаджуватися в організмі при введенні їх у великій кількості, це може призвести до розвитку гіпервітамінозів з характерними клінічними ознаками.