Витамин B12
Вся правда о витамине B12! По поводу витамина B12 распространяется слишком много… мягко говоря, вводящей в заблуждение неполной и неточной информации. Даже то, что B12 является витамином — и то не правда! B12 — это бактерия.
А уж правдивой информации про источники B12 и причины его нехватки, вообще, «днем с огнем» не сыщешь.
Только если знать, что именно искать, можно найти действительно полезную информацию о B12. Известная проблема — чтобы правильно задать вопрос, надо знать большую часть ответа. Поскольку я знала, что искать, то нашла несколько статей в англоязычном интернете и даже перевод одной из них на русский, который использовала в данной статье, со своими добавлениями и некоторыми изменениями (ссылка на источник — внизу).
Статью я все-таки назвала «витамин B12» и далее буду часто употреблять слово «витамин», а не «бактерия» или «микроорганизм», чтобы найти ее могли все, а не только те, кто знает половину ответа!
Тема витамина B12 для большинства вегетарианцев, веганов, сыроедов и прочих ЗОЖ-ников — не новая. Этой темой нам уже прожужжали все уши, и дошло уже до того, что люди в панике бегают в аптеку чтобы купить очередные уколы B12, или таблетки, или что там ещё, я не знаю. Всё ради того, чтобы только не умереть от нехватки этого витамина.
Дефицит витамина B12.
Признаками дефицита витамина B12 считаются:
- бред,
- потеря веса,
- анорексия,
- быстрая утомляемость,
- слабость,
- бледность,
- проблемы с дыханием,
- перхоть,
- нервозность,
- депрессия,
- плохая свертываемость крови,
- онемение в ногах,
- затрудненное глотание ,
- покалывание в ногах,
- учащенное сердцебиение,
- слабый пульс,
- проблемы с памятью,
- нарушения менструального цикла.
Перечисленные выше симптомы могут быть признаками чего угодно, но, при их возникновении предлагается сделать анализ крови, чтобы проверить нет ли недостатка витамина B12.
Недостаток B12 объявлен смертельно опасным. Доктора рекомендуют обязательно восполнять B12 таблетками и уколами, а многие веганы и сыроеды принимают таблетки в качестве профилактической меры — на всякий случай. Но правильно ли это? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала разберемся
Витамин B 12 полный синтез — Vitamin B12 total synthesis
Полный синтез комплекс биомолекулы витамин B 12 был первым осуществляется сотрудничающими исследовательские группы Вудворда в Гарварде и Альберта Eschenmoser в ETH в 1972 году, считается классикой в области полного синтеза из натуральных продуктов . Работа по синтезу началась в 1960 в ETH , а в 1961 году в Гарварде , он совместно погнались за 1965 г., и требуется усилие 91 пост-докторских стипендиатов ( в основном в Гарварде) и 12 Ph.D. студенты (в ETH) из 19 различных стран.
Есть два варианта этого синтеза, одновременно совершенные в 1972 г. Этих два синтезов причудливо переплетаются химически, но они в основном отличаются по своей общей стратегии создания макроциклического коррин системы лиганда молекулы витамина. Вариант совместно преследовал и закончил в Гарварде закрывает макроциклический Коррин кольцо между кольцами А и В ( «A / B вариант»), в то время как синтез осуществляет при ETH достигает замыкание кольца Коррина между кольцами А и D с помощью фотохимического процесса ( «А / Ц вариант»). Вудворд сообщил о варианте A / B в лекции , опубликованной в 1968, 1971 и 1973, достигая высшей точки в анонсе «Общий синтез витамина В12» в своем докладе на IUPAC конференции в Нью — Дели, июль 1972 г.
Eschenmoser обсудили ETH -contributions к варианту A / B в своей столетней лекции, опубликованной в 1970 году и представлен подход к фотохимическим A / D варианта B
Два варианта химического синтеза витамина B 12 , были рассмотрены Р. Стивенс и Николау и Соренсен, и обсуждались в более или менее подробно в более чем 40 других публикаций. Счет Приведенное здесь основана на трех опубликованных B
Рентгеновская кристаллическая структура витамина B 12 была определена Дороти Ходжкина ( Oxford University ) в сотрудничестве с Кеннета Н. Трублада ( UCLA ) и Джона Г. Уайт ( Принстонский университет ) в 1956 г. В соответствии с Woodward , наблюдение , сделанное в ходе синтез компонента Гарварда Д. играет важную роль в концепции из правил Вудворда-Хоффмана для орбитального контроля симметрии органических реакций , сформулированных в 1965 году.
молекула
Ядро молекулы витамина В 12 (кобаламине) представляет собой коррин структура (изображен красный цвет) с в его центре с кобальтом ионом. Некоторые витамины существуют с различными лигандами кобальта , но общий синтез касались друг с циано — лиганда под названием цианокобаламин . Коррин обода выстлана метильных групп (8) и выстлана амидных групп (6) соединены через C1 и C2 распорок. Седьмой амидная группа является N-алкилирует с помощью большого хвоста , состоящего из изопропилового спирта группы, фосфатной группы, рибоза группы и диметилбензимидазол группы. Один из атомов азота на имидазоле представляет пятый лиганд азота для атома кобальта. В общей сложности девяти атомов углерода на коррин кадре хиральные , добавив еще один вызов к синтезу.
 |
| Витамин B 12 Обзор |
|---|
Ретросинтез
Предприятие Вудворда / Eschenmoser был строго формальный синтез , потому что конечная цель была cobyric кислоты и хвост добавление не был включен. Первый Ретросинтез шаг в общем синтезе витамина был создан на основе работы Bernhauer в 1960 году, который продемонстрировал , что витамин В 12 „хвост“ «ы могут быть удалены и заменены ( с помощью амидного гидролиза / формирования), где произведение удаление было cobyric кислоты.
Ядро коррина синтезировали путем присоединения к AD «западная» часть (III) с BC «восточная» часть (IV). Прямое объединение не было сочтено целесообразным из-за стерических затруднений, однако оба соединения были сделаны возможными посредством способа сжатия серы. Метильные группы С5 и С15 были добавлены только после того, как строительства ядра коррина.
 |
| Витамин B12 ретросинтеза |
|---|
Синтез
Кольцо А синтез
 |
| Витамин B12 AD кольцо часть А |
|---|
Это соединение существует в виде смеси двух энантиомеров ( рацемических ) и хирального использованием (-) — альфа-phenylethylisocyanate был использован для изоляции (+) — энантиомера.
 |
| Витамин B12 кольцо Кирально разрешение |
|---|
Кольцо D Синтез
D кольцо синтезировали исходя из хиральных (S) — камфары 8 , который превращает в оксит 9 (окисление / гидроксиламина ), затем амид
 |
| Витамин B12 синтеза D кольцо |
|---|
AD сцепка
Амин 7 и карбоновой кислоты , 18 конденсируют с помощью хлорангидрида кислоты в амид 19 . лечение с помощью трет-бутоксида кали в трет-бутанол затем дал трехколесный велосипед 20 в реакции Михаэля с атомами водорода в транс — связи. В ожидании частичного снижения ароматического кольца в более поздних составных защитных группах были добавлено: одна из карбонильных групп , как кеталь в 21 , а другая в качестве енольного эфира через иминий соль 22 ( тетрафторборат триэтилоксонии ) и orthoamide 23 ( метоксид натрия / метанол). Енольный эфир 24 был получен при нагревании в толуоле высылающего этаноле. Снижение березы при условии , тетраенового 25 и кислотная обработка получает дион 26 дублированного pentacyclenone .
 |
| Витамин B12 синтез AD кольцо |
|---|
Вторая защитная группа в 26 (ацетали, кислотный гидролиз) была переделана для кетона в 27 . Monooxime 28 (в более затрудненном кетоне группы) синтезирует из диоксимо путем селективного гидролиза ( азотистая кислота / уксусная кислота ). Новый атом азота и второй атом азота , необходимый для AD строительного блока. И циклопентна кольцо и кольцо циклогексенон были окислены рядом в озонолиза ( озоне ) , образуя трикетон 29 , в альдольную конденсацию из 1,5-дикарбонильных блока ( пирролидин ацетат ) , образованной циклогексен 30 с тозилированием оксима группой, второй окисления с периодические кислоты расщепляют циклогексна кольцо и диазометано этерифицирует полученную группа карбоновой кислоты в 31 . Перегруппировки Бекмана (метанол, натрий полистирол сульфонат 2 ч, 170 ° C) имели место рядом с лактами 32 (не изолированы) , который далее подвергает взаимодействие с tetracycle 33 под названием альфа-corrnorsterone в амин-карбонильной конденсации — альдольная конденсация каскад. Это соединение сопротивления с раскрытием кольца группы лактама из — за неправильную стереохимию пропионового эфира боковой цепи. Таким образом , альфа — соединение превращает его эпимер 34 по первому уравновешивания в избытке основани с последующим reacidifiying и диазометано лечением. Это эпимер затем превращает в 35 одновременном действии метанола и тиофенола . Это обеспечило дифференциацию , что станет имидазола хвост. Озонолиз дал альдегид 36 с аммиаком превращением тиоэфир в амидной группы и уменьшения альдегида ( боргидрид натрия ) с последующим мезилированием и бромирования (бромид лития) получают бромид 37 с преобразованием амидной группы в нитрильную группу в качестве секции завершенного AD.
 |
| Синтез витамина B12 AD кольцо II |
|---|
Кольцо синтеза С
Исходный материал для синтеза кольца С был хиральный (+) — камфоринон 38 , который может быть превращен в ацетокси триметилциклогексен сложного эфира карбоновой кислоты 39 путем добавления трифторборан в ангидрида уксусной кислоты , в реакции с пионерами Манассе & Самуилу в 1902. гидролиза сложного эфира до карбоновая кислота 40 и амидирование в амид 41 последовали озонолиз с перекисью 42 , который был уменьшен до сукцинимида 43 с помощью цинка и метанола . Обработка метанольного раствора хлористоводородной кислоты дает лактамы 44 и пиролиз дал полное кольца C 45 .
 |
| Витамин B12 синтез кольца С |
|---|
Синтез Кольцо B
Исходный материал для кольца В был 3-метил-4-оксо-2-пентеновой кислоты 46 , который подвергали взаимодействию с бутадиеном в реакции Дильса-Альдера ( хлорид олова ) в рацемической циклогексена 47 . Эта реакция является стереоспецифична с метильной группой и кислотной группой карбоновой заканчивающейся в цисе отношений. Хирального с помощью альфа-фенилэтиламин дал оптически активного 47 . Окисление двойной связи с хромовой кислотой дали triacid 48 в качестве промежуточного продукта, который дал dilactone 49 в два внутримолекулярной эстерификации. Реакция Арндт-Eistert удлиненной цепи карбоновой кислоты в 50 , реаом с аммиаком дают лактамы 51 и реакцию с пентасульфидом фосфора дает тиолактамное 52 .
 |
| Витамин B12 синтез кольца В |
|---|
BC муфта
Кольцо B ( 52 ) и кольцо С ( 45 ) были соединены с бензоил пероксид / HCl до серы мостика 53 , атом серы , подвергает экструзии с триэтилфосфитом с енаминовым-имином 54 в первом из двух сокращений серы и группы лактама превращают в тиолактамном 55 ( триметилоксония фторборат / сероводород )
 |
| Синтез витамина B12 до н.э. кольцевая система |
|---|
AD BC сцепка
Восточная часть молекулы ВС (cyanobromide 37 ) и в западной части AD (thiodextrolin 55 , со сложным эфиром кислоты группы пропионовой рацемизацией) была соединена с использованием трет-бутоксид калия в тиоэфире 56 (через сульфидный ион промежуточного). Второе сокращение серы ( цианоэтил фосфина / трифторуксусной кислоты / сульфолан ) давала cyanocorrigenolide 57 с пропионовой кислоты сложного эфира группы кольца С также рацемизируют. Из — за стерических массы обоих реагентов это сокращение было единственным успешным методом. Атомы кислорода в лактама и лактон группы были заменены серы ( пентасульфид фосфора / 4-метилпиридина ) в dithiocyanocorrigenolide 58 и S-метил — производное 59 была образована в результате реакции с триметилоксония фторборат . Диметиламина добавление открыло тиолактон кольцо с экзоциклическим алкеном группой в 60 пути удаления сульфида аниона из метильной группы. В раннем примере шаблон-направленный синтез это соединение было выделено в виде аддукта кобальта.
 |
| Витамин B12 строительство BCAD |
|---|
Конечная реакция циклизации от 60 до 61 облегчались центральным ионом кобальта (размещение концы в непосредственной близости) и состояла из другого типа сжатия серы с использованием основных условий ( диазабициклононано / диметилацетамид ). Эта реакция происходит с рацемизацией из пропионовой кислоты сложного эфира группы кольца C. Окисление ( йод / уксусная кислота ) , образованной лактон 62 и восстановила правильную стереохимию в кольце B эфир пропионовой кислоты хвосте.
Окончательные усилия были направлены на размещение метильных групп в положении 5 и 15. В положении 10 в достаточной степени экранированной реакции с хлорметил бензилового эфира получают ди (хлорметил) аддукт , которое затем превращают в соединение dithiophenyl 63 с помощью тиофенола , выделение которых требуемый тонкий слой хроматографии . Обессеривания имела место с никелем Ренея и реакция восстановления также открыла лактон кольцо карбоновой кислоты , который превращает в сложный эфир 64 с помощью реакции с диазометаном . На этом этапе количество изомеров в смеси сокращает путем ВЭОГО только два с рацемической пропионовой кислотой эфирной группы у С13 (кольцо C) , остающийся в 65 . Реакция с серной кислотой превращают цианогруппы в амидной группы в 66 , снова разрушают стереохимию у С13. Правильно изомер 67 (незначительный выход) был выделен снова с помощью ВЭОГО.
 |
| Витамин B12 BCAD строительная часть II |
|---|
Амидная группа была преобразована в группу карбоновой кислоты в 68 с действием cyclohexylnitrone , полученного из хлорацетальдегида в сочетании с тетрафторборат серебра и на конечной стадии 6 эфирных групп были превращены в амидные группы в cobyric кислоты 69 путем реакции с аммиаком и хлористым аммонием ,
 |
| Витамин B12 BCAD строительная часть III |
|---|
внешняя ссылка
Рекомендации
ru.qwertyu.wiki
Цианокобаламин (Витамин В12). Свойства, особенности, сфера применения
Цианокобаламин (Витамин В12) CAS номер: 68-19-9
Брутто формула: C63H88CoN14O14P
Внешний вид: порошок темно-красного цвета без запаха
Химическое название и синонимы: Cyanocobalamin, Cyano-5,6-dimethylbenzimidazole-cobalamin; Vitamin B12.
Физико-химические свойства:
Молекулярная масса 1355.38 г/моль
Растворимость: в воде растворим.
pH: aq solns являются нейтральными
Давление паров: незначительное.
Плотность паров: нет.
Скорость испарения: незначительная.
Вязкость: отсутствует.
Температура замерзания / плавления:> 300 ° C
Температура разложения: недоступна.
Растворимость: умеренно растворим в воде.
Химическая стабильность: Стабилен при нормальных температурах и давлениях. Может разлагаться, когда подвергается воздействию света. Условия, которых следует избегать: свет, пыль, избыток тепла.
Несовместимость с другими материалами: сильные окислители, сильные кислоты.
Опасные продукты разложения: окись углерода, оксиды азота, оксиды фосфора, диоксид углерода, оксиды кобальта.
Описание:
Витамин В12 (Кобаламин) – встречается большей степенью в печени, красном мясе, рыбе и почках. Организм человека может также сам синтезировать Витамин В12 в толстом отделе кишечника с помощью микроорганизмов, но так как всасывается витамин в подвздошной кишке, то польза от аутогенного кобаламина сомнительная.
B12 представляет собой тетрапиррольный комплекс, который содержит кобальт в молекуле и может относиться к нескольким формам кобаламина: цианокобаламин (CN-Cbl) и гидроксокобаламин (OH-Cbl) – эти формы витамина B12 доступны для медицинского использования. Аденозилкобаламин (Ado– Cbl), метилкобаламин Me-Cbl) и кобинамид (CN2-Cbn) такие формы витамина B12 обнаруживаются в биологических или пищевых образцах.
Впервые витамин был открыт в США и в Англии в 1948 году. Позже почти через 30 лет пробовали синтезировать предшественник витамина В12, но из- за сложности данного многостадийного процесса не начал производиться в крупных масштабах. Затем витамин пробовали получать непосредственно из печени, но выход витамина был очень не большой. В настоящее время получают витамин исключительно с помощью микробиологического синтеза.
Роль витамина В12 для организма заключается во множестве функций, включающих участие витамина в синтезе некоторых незаменимых аминокислот, нуклеиновых кислот, миелина (вещество, образующее нервную оболочку), холина, метионина, а также кобаламин стимулирует функцию костного мозга (который отвечает за гемопоэз), способствует образованию гема в эритроцитах. Витамин B12 может участвовать в поддержании сульфгидрильных (SH) групп в восстановленной форме, необходимой для многих SH-активируемых ферментных систем. Благодаря этим реакциям витамин B12 связан с жировым и углеводным обменом и синтезом белка. Дефицит витамина B12 приводит к некоторым видам анемии (например, мегабластной), поражениям пищеварительного тракта и неврологическим патологиям (которые начинаются с неспособности продуцировать миелин и сопровождаются постепенной дегенерацией аксона и нервной головки). Также д ефицит витамина B12 потенциально может привести к серьезным и необратимым повреждениям, особенно мозга и нервной системы. При даже небольшом дефиците В12 , могут наблюдаться такие симптомы, как усталость, вялость, депрессия, плохая память, одышка, головные боли и бледность кожи, в частности, особенно у пожилых людей (старше 60 лет). Дефицит витамина B12 также может вызывать симптомы мании и психоза.
Применение:
Витамин в12 применяется в медицине и ветеринарии при гипо- и авитаминозах витамина. Существует огромное множество форм витамина в виде таблеток, капсул, пероральных жидкостей, спреев, порошков, в качестве БАДов, в составе мультивитаминных комплексов, в форме растворов для инфузий, даже в составе зубных паст и продуктах питания с целью обогащения пищи витамином. Назначают витамин в12 при различных анемиях, рассеянном склерозе, при недостаточности витаминов группы В, болезнях тройничного нерва и двигательного нейрона, параличе и парезе, при печеночной недостаточности, невралгии и многих других. Часто прием добавок с витамином В12 показан для приверженцев вегетерианского и веганского образа жизни с целью профилактики гиповитаминоза В12 или для устранения авитаминоза В12 и их последствий для организма ,по причине недостаточного потребления продуктов содержащих В12 или неупотребления их вовсе.
Получение:
Получение витамина в12 осуществляют путем микробиологического синтеза из таких организмов, как актиномиценты, водоросли одноклеточные, а также фото- и метано синтезирующие бактерии. Например, источником В12 служат пропионовокислые бактерии, которых культивируют на средах с глюкозой, неорганическими солями, хлоридом кобальта, казеиновым гидролизатом и витаминами. Затем в среду добавляют 5,6-диметилбензимидазол( предшественник витамина), наблюдается активный рост в течение 5-6 суток и синтез витамина с выходом около 5,6-8,7 мг/л. Для более успешного синтеза и высокого выхода витамина активно также используют кукурузный субстрат и мутант пропионовокислых бактерий, выход витамина может составлять в таком случае до 30 мг/л витамина В12.
Действие на организм:
При пероральном попадании в организм В12 связывается с белком слюны — R-протеином, который защищает его в желудке от действия соляной кислоты. При поступлении в желудок, витамин, освободившись от R-протеина, соединяется с гликопротеидом – внутренним фактором Касла (Кастла) (который в свою очередь, вырабатывается париетальными клетками фундальных желез, расположенных в области дна тела и интрамедиальной части желудка) – проводящего его через агрессивную среду желудочного сока, защищая его от пищеварительных ферментов, а также от микрофлоры кишечника. В соединении с гликопротеидом В12 становится способен проникнуть через эпителиальные клетки подвздошной кишки и далее с помощью транспортных белков крови (альфа- и бетаглобулинов) в виде гидроксикобаламина разносится по организму и главным образом попадает в печень.
Сам по себе кобаламин не активен, для включения себя в два основных процесса — окисления остатка жирных кислот и трансаминирования аминокислоты гомоцистеина с последующим образованием метионина — принимает две коферментные формы: дезоксиаденозин-кобаламин и метилкобаламин соответсвенно.
Дезоксиаденозин-кобаламин участвует в реакции изомеризации – переноса радикальной группы на место водорода, а водорода на свободную связь углерода. В реакциях окисления незаменимых аминокислот (валин, изолейцин, цистеин и т.д.), это приводит к образованию большого количества энергии в виде сукценил-SKoA, используемого в цикле трикарбоновых кислот.
Метилкобаламин помогает образованию метионина из гистидина. Метионин является предшественником таких незаменимых веществ, как – адреналин, креатин, карнитина и др. Кроме того, реакция образования метионина способствует удержанию фолиевой кислоты (Витамин В9) внутри клетки.
Гиповитаминозы проявляются чаще всего не в следствии неправильного питания, а из-за нарушения в одном из звеньев проникновения кобаламина в организм, будь то дефицит внутреннего фактора Касла, поражение эпителиальных клеток нисходящей части подвздошной кишки и прочие нарушения мешающие нормальному транспорту витамина. Как правило, дефицит можно восполнить добавлением в рацион витамина В12 или применением инъекционных форм цианокобаламина (Естественно, это не будет являться лечением основного заболевания в большинстве случаев).
Цианокобаламин вводят интраназально, перорально и парентерально, тогда как гидроксокобаламин вводят только парентерально. Хранится витамин в основном в печени, но в костном мозге также содержится значительное количество поглощенного витамина В12. Этот витамин проникает через плаценту и распространяется в грудное молоко. Энтерогепатическая рециркуляция сохраняет системные запасы. Период полувыведения составляет около 6 суток (а в печени в среднем 400 дней). Ликвидация происходит главным образом через желчь. Однако избыток цианокобаламина из организма экскретируется и в неизмененном виде с мочой.
Из культуральной жидкости выделяют витамин, с помощью экстракции применяя органические растворители, ионообменной хроматографией. Если необходим витамин В12 для животноводческих целей, то продуцентами могут служить метанобразующие бактерии, а для медицинского использования витамин В12 получают обычно из бактерий Propionibacterium shermanii.
Токсикологические данные:
LD50 при внутривенном введении — мышь — 2 г / кг
biopax.ru
СИНТЕЗ ВИТАМИНОВ
СИНТЕЗ ВИТАМИНОВ МИКРООРГАНИЗМАМИ-ПРОБИОТИКАМИ
КОРОТКО О ВИТАМИНАХ
Витамины — это группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы, объединённая по признаку абсолютной необходимости данных веществ для гетеротрофного (неспособного к их синтезу, но в них нуждающегося) организма в качестве составной части пищи. Витамины (от латинского vita — «жизнь»), в отличие от аминокислот, белков или липидов, сложно назвать даже классом органических веществ, т.к. у соединений этой группы практически невозможно найти общие химические свойства. Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам.
Витамины — «амины жизни»: это название придумал польский биохимик Казимир Функ, выделив вещество, предотвращающее болезнь бери-бери, и выяснив, что оно обладает свойствами амина (АМИНЫ – это органические соединения, являющиеся производными аммиака, в молекуле которого (NH3) один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы. Являясь производными аммиака, амины имеют сходное с ним строение и проявляют подобные свойства). Однако позже выяснилось, что аминогруппа есть не у всех (!) витаминов. Витамины – это такие органические вещества, которые, во-первых, не являются источниками энергии или строительного материала, во-вторых, тем не менее необходимы для нормальной работы организма и, в-третьих, в организме не синтезируются совсем или синтезируются в недостаточном количестве. А необходимы они потому, что входят в состав ферментов или коферментов (молекул-помощников).
Витамины входят в пятерку обязательных групп факторов клеточного питания. Они являются слабым местом огромной сети реакций метаболизма (обмена веществ) в организме человека. Отсутствие какого либо витамина разрывает всего несколько ниточек, но, как известно, маленькие прорехи имеют тенденцию расползаться в огромные дыры. В общем, подобная ситуация описана в старой английской песенке: «Не было гвоздя — подкова пропала, не было подковы — лошадь захромала, лошадь захромала — командир убит…». Остановилась реакция — начал накапливаться субстрат, в определенных дозах, как правило, вредный для клетки организма; возникла нехватка продукта, а также продуктов всех последующих реакций ветвящейся сети.
Отметим, что «продукт» многих витамин-зависимых реакций — это энергия, полученная окислением жиров и углеводов и запасённая в виде АТФ (прим.: Аденозинтрифосфат — это нуклеотид, играющий наиважнейшую роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах). Значит, не будет витаминов — пища не будет питать клетки. И всё это происходит не в единственной (!) клетке, а во всём организме, и каждый орган, каждая ткань реагирует на неполадку по-своему…
ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ КЛЕТОЧНОГО ПИТАНИЯ ОРГАНИЗМА
На рисунке обозначены пятерка групп обязательных факторов питания клеток человеческого организма: 20 аминокислот, 15 минералов, 12 витаминов, 7 ферментов и 3 вида незаменимых жирных кислот:
Хочется спросить: как же эволюция допустила такую ошибку? Почему, коль скоро витамины так важны, они не синтезируются в организме в достаточном количестве? Обзавёлся бы человек ещё десятком ферментов — мог бы питаться одной кашей, одной картошкой, одним мясом без овощей или питательным коктейлем простого состава… Но в том-то и дело, что почти на всём протяжении истории вида наша всеядность исправно обеспечивала приток этих веществ. Их синтезировали другие организмы, располагавшие нужными ферментами, — растения и животные, которые затем попадали в желудки к нашим предкам. Потому-то, наверное, ферменты и приспособились использовать молекулы, поступающие с пищей, для того, чтобы эффективней проводить реакции. И только когда в рационе начинает чего-то не хватать, выясняется, как сильно это что-то нам нужно…
В настоящее время известно 13 витаминов — 9 водорастворимых и 4 жирорастворимых
Жирорастворимые витамины (A, D, Е, К) имеют особенность давать серьёзные осложнения, если их принимать в больших дозах.
Водорастворимые витамины (витамины С, Р и витамины группы В) выводятся из организма с мочой, если их доза избыточна, а с жирорастворимыми этот фокус не проходит. Известны случаи, когда полярники умирали от гипервитаминоза А, съев печень белого медведя. Дело в том, что печёнки позвоночных животных в холодных арктических районах накапливают особенно много этого витамина.
СИНТЕЗ ВИТАМИНОВ БАКТЕРИЯМИ ПРОБИОТИКАМИ
Витамины в народном хозяйстве синтезируют в основном химическим путем или получают из естественных источников. Однако эргостерин, рибофлавин (В2), витамин В12 и аскорбиновую кислоту (используются как селективные окислители сорбита в сорбозу) получают микробиологическим путем. Следует подчеркнуть, что ферментирование молока или иной пищевой среды пробиотическими культурами позволяет качественно обогатить продукты витаминами, по отношению к которым их бактерии-продуценты являются автотрофными микроорганизмами.
См. подробнее:
Микробиологический синтез В12
Микроорганизмы (бактерии) содержат достаточно много витаминов, которые чаще всего входят в состав их ферментов. Состав и количество витаминов в микробной биомассе зависят от биологических свойств культуры микроорганизмов и условий культивирования (изменяя условия питательной среды, содержание отдельных витаминов можно увеличить). Некоторые витамины микроорганизмы могут синтезировать, другие напротив могут только усваивать в готовом виде из окружающей среды. Культура, способная синтезировать какой-либо витамин, называется автотрофной по отношению к нему, если культура не способна синтезировать витамин, обязательно необходимый для свей жизнедеятельности (роста клеток), то она является гетеротрофной (или авто-гетеротрофной), а соответствующий витамин относится к группе ростовых веществ, т.е. является обязательным фактором роста для данных микроорганизмов (Прим.: именно эти свойства микроорганизмов были учтены при создании инновационных бактериальных пробиотических заквасок для производства максимально витаминизированных кисломолочных биопродуктов).
Бифидобактерии и Пропионовокислые бактерии способны синтезировать достаточное количество важных для организма человека витаминов, т.е. эти микроорганизмы по отношению к указанным витаминам являются автотрофными бактериями. Новые пробиотические закваски рассматриваются как самые эффективные обогатители пищевой продукции витаминами группы В, т.к. последние исследования врачей и микробиологов подтвердили, что наиболее эффективно использование витаминов в коферментной (связанной с белком микробной клетки) легкоусвояемой форме. Поэтому важную роль в профилактике и лечении вышеперечисленных заболеваний могут играть кисломолочные продукты, содержащие бифидо- и пропионовокислые бактерии — продуценты витаминов группы В.
КАКИЕ ВИТАМИНЫ СИНТЕЗИРУЮТ ПРОБИОТИЧЕСКИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ
Пропионовокислые бактерии
Отталкиваясь от данных, полученных из многочисленных исследований рассматриваемые культуры являются продуцентами витаминов группы B. Причем пропионовокислые бактерии (ПКБ) синтезируют витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), никотиновую кислоту (витамин РР, ниацин, витамин В3), В6 (пиридоксин), фолиевую кислоту (витамин В9), а также выделяются большим (!) синтезом витамина В12 (цианокобаламина).
Бифидобактерии
Бифидобактерии синтезируют витамин К, способствуют усвоению витамина D, достаточно активно продуцируют витамины В1, В2, В6, в т.ч. пантотеновую кислоту (витамин В5), никотиновую кислоту (витамин РР, ниацин, витамин В3), биотин (витамин Н, кофермент R, витамин В7), а также фолиевую кислоту (витамин В9).
См. также: Витаминсинтезирующая способность бифидобактерий
Подчеркнем, что ПКБ используются в промышленном синтезе витамина В12 для фармацевтической отрасли. Уникальная способность указанных бактерий к витаминному синтезу, позволила рассматривать пробиотические продукты на основе бифидо- и пропионовокислых бактерий, как эффективные средства для профилактики гиповитаминозов, являющихся одними из самых распространенных видов алиментарных заболеваний.
В связи с тем, что о витаминах в интернете имеется достаточно много информации, приведем только общую характеристику и краткое описание свойств витаминов группы B, и опишем отдельно свойства некоторых из них: цианокобаламина (В12), фолиевой кислоты (В9), тиамина (В1).
ВИТАМИНЫ ГРУППЫ В
Все витамины группы В обеспечивают нормальное функционирование нервной системы и отвечают за энергетический обмен. Деятельность иммунной системы, эффективность роста и размножения клеток тоже во многом зависят от этого комплекса. Современным людям, имеющим дело с умственными и эмоциональными нагрузками, стрессами, хроническими болезнями, витамины группы В нужны в больших количествах.
Витамины группы В были поэтапно открыты на протяжении первой половины прошлого века. При этом часто их «открывали» несколько раз под разными названиями, поэтому до сих пор существует некоторая путаница в их названиях. Со временем ученые установили точное строение каждого витамина из группы В и в результате стало ясно, что некоторые из веществ, названных витаминами, таковыми не являются. Например, витамин В11 полностью совпадает по формуле с аминокислотой L-карнитииом.
Сегодня официально признается наличие семи (!) витаминов группы В:
Это витамин В1 (тиамин), витамин В2 (рибофлавин), витамин В3 (РР или никотиновая кислота), витамин В5 (пантотенова кислота), витамин В6 (пиридоксин), витамин В9 (фолиевая кислота), витамин В12.
Все витамины группы В активно участвуют в качестве коферментов в клеточном обмене веществ. Они способствуют активизации работы клеток головного мозга (нейронов), улучшению передачи нервных импульсов как внутри головного мозга, так и по периферической нервной системе. Каждый из витаминов группы В имеет свою «специализацию» и поэтому является жизненно необходимым витамином для организма человека.
!Витамин В1 (тиамин) влияет на нервную систему и умственные способности. Поэтому при его нехватке резко ухудшается память, путаются мысли (тиамин участвует в снабжении мозга глюкозой). Мы не должны испытывать недостатка в этом витамине, поскольку он легко усваивается и быстро попадает в кровь. Плюс, он есть во многих продуктах: злаках, рисе, бобовых. Однако надо учесть, что тиамин находится в основном в шелухе зерновых, поэтому в обработанной крупе его намного меньше. Кстати, по некоторым данным витамин В1 уменьшает зубную боль после стоматологических операций.
!Витамин В2 (рибофлавин) участвует в работе любой клетки организма, во всех обменных процессах. Важен для зрения, нормального состояния кожи и слизистых оболочек, для синтеза гемоглобина. При его нехватке занятия спортом принесут скорее усталость, чем бодрость, поскольку усилия не будут «превращаться в мышцы». Витамин В2 чувствителен к воздействию света. Чрез 3 часа на свету в продукте разрушится 70% рибофлавина. Поэтому, например, молочные продукты выпускают в непрозрачных пакетах. Зато витамин В2 хорошо переносит высокие температуры. Основные его источники: мясо, молоко, печень и орехи. Витамин В2 имеет желтый цвет и используется в пищевой промышленности (краситель Е101).
!Витамин ВЗ (витамин РР, ниацин) участвует в биосинтезе гормонов (эстрогенов, прогестерона, кортизона, тестостерона, инсулина и других). Плюс витамин ВЗ участвует в синтезе белков и жиров.
Ниацин очень важен не только для физического, но и для нервного здоровья, а если вспомнить, что изначально витамин ВЗ считали лекарством от пеллагры, признаками которой являются гнойники, то становится понятно, что он необходим и для здоровой кожи.
Витамин В4 (холин) улучшает память, способствует транспорту и обмену жиров в печени. Под его воздействием улучшается обмен веществ в нервной ткани, предотвращается образование желчных камней, нормализуется обмен жиров. В большом количестве содержится в яйцах и субпродуктах.
!Витамин В5 (пантотеновая кислота) хоть и содержится почти во всех продуктах, однако дефицит его все же возможен: в замороженных продуктах витамина В5 меньше уже на треть, половина ниацина теряется при термической обработке. Заметить его нехватку просто: если часто затекают руки и ноги, в пальцах возникает ощущение покалывания, необходимо принимать витамин дополнительно. Большое количество пантотеновой кислоты требуется мозгу, поскольку без этого витамина до него не будут доходить сигналы от органов чувств. В5 также учасвует в синтезе кофермента А, который снабжает клетки организма энергией, помогает «сжигать жир» и снижает уровень холестерина.
Витамин В5 защищает слизистые оболочки от инфекций, помогает при регенерации слизистых, отвечает за расщепление жиров, поэтому его нехватка приводит к увеличению массы тела. Провитамин В5, пантенол — единственный из витаминов хорошо всасывается при нанесении на кожу. Поэтому он используется в лекарствах от ожогов и в косметике.
!Витамин В6 (пиридоксин) — группа родственных веществ: пиридоксаль, пиридоксамин. Они содержатся во всех белковых продуктах. Участвуют в синтезе нейромедиаторов, к которым относится и «гормон счастья» серотонии — вещество, отвечающее за хорошее настроение, аппетит и крепкий сон.
Также В6 способствует образованию красных кровяных телец и гликогена. Вытяните руку ладонью вверх, затем постарайтесь согнуть два концевых сустава на четырех пальцах (ладонь не следует сжимать в кулак) до тех пор, пока кончики пальцев не коснутся ладони. Если это удастся с трудом, то у вас недостаток В6.
Витамин В7 (биотин, витамин Н) — «витамин красоты», как и другие витамины группы В, биотин активно участвует в важнейшем для поддержания жизни процессе превращения углеводов в глюкозу, которую организм в дальнейшем использует в качестве источника энергии. Также биотин необходим для нормального метаболизма жирных кислот, поддержания здоровья кожи, волос и ногтей, с его участием протекают некоторые процессы, важные для работы органов зрения, печени и почек.
Витамин В8 (инозитол) уменьшает накопление жира в печени, восстанавливает структуру нервной ткани, работает как антиоксидант и антидепрессант, нормализует сон, оздоравливает кожу. Вырабатывается самим организмом, в продуктах питания не содержится.
!Витамин В9 (фолиевая кислота, фолиацин, витамин М) способствует образованию нуклеиновых кислот и клеточному делению, образованию эритроцитов, развитию плода. Без фолиевой кислоты не будут нормально производиться аминокислоты, из которых затем синтезируются белки, ДНК. Поэтому в первую очередь фолиевая кислота нужна беременным и плоду для правильного развития ребенка и восстановления организма матери. Многие лекарства (например, аспирин) — враги В9, около 50% фолиевой кислоты теряется при длительном хранении и при кулинарной обработке. При нехватке витамина В9 развивается анемия и серьезный упадок сил. У детей замедляются рост и развитие. Кроме того, фолиевая кислота необходима кишечнику для защиты от пищевых отравлений и паразитов. А в комплексе с витамином В5 она замедляет появление седины.
Витамин В10 (парааминобензойная кислота) активизирует кишечную флору, участвует в процессе усвоения белка и в производстве красных кровяных телец. Важна для здоровья кожи. Содержится в пивных дрожжах, молоке, яйцах, картофеле.
Витамин В11 (левокарнитин) стимулирует энергетический обмен, повышает защитные силы организма, необходим при больших физических нагрузках. Улучшает деятельность наиболее энергозатратных систем — мозга, сердца, мышц, почек. Содержится в пророщенной пшенице, дрожжах, молочных продуктах, мясе, рыбе.
!Витамин В12 (кобаламин, цианокобаламин) нельзя обнаружить ни в одном продукте растительного происхождения: ни растения, ни животные его не синтезируют. Витамин В12 вырабатывается микроорганизмами, в основном бактериями, сине-зелеными водорослями, актиномицетами и накапливается в основном в печени и почках животных. Поэтому у вегетарианцев всегда наблюдается дефицит этого витамина. В12 защищает от разрушения нервные волокна. Его нехватка вызывает депрессию, спутанность сознания, склероз. Без витамина В12 нарушается кроветворение, это приводит к внезапным кровотечениям из носа, тошноте, анемии. Дефицит витамина В12 проявляется в мышечной усталости и очень быстрой утомляемости.
Как определить дефицит витаминов группы В
Чтобы определить дефицит витаминов группы В, стоит в первую очередь обратить внимание на состояние нервной системы.
Несмотря на то, что витамины группы В принимают участие во всех процессах метаболизма, именно нервная система страдает первой. Проявления гиповитаминоза могут быть разными. Как правило, первые симтомы размыты и могут долго оставаться незамеченными человеком.
Это и повышенная утомляемость, слабость, хроническая усталость, снижение памяти и работоспособности. Но если на них не обратить внимания, то возникают и серьезные неврологические нарушения: покалывание и онемение пальцев рук и ног, страхи, нервозность, депрессия, нарушения сна.
В высоких дозах витамины группы В нужны женщинам в период беременности и лактации, при использовании гормональных контрацептивов, при острых соматических и инфекционных заболеваниях. А также людям с патологией желудочно-кишечного тракта, особенно при синдроме мальабсорбции, когда нарушено всасывание питательных веществ и витаминов.
Заболевания органов пищеварения влекут нарушение микрофлоры кишечника, что сказывается на синтезе и усвоении витаминов группы В.
Однако помните, что эти витамины плохо усваиваются при одновременном употреблении не только алкоголя, сахара, но и любых витаминов другой группы, антибиотиков, противотуберкулезного препарата изониазида, противосудорожных препаратов, а также сорбентов.
Гиповитаминоз В1
При незначительном недостатке витамина, замечаются функциональные нарушения центральной нервной системы — раздражительность, бессонница, нервная истощаемость, утомляемость, проявления невроза. Авитаминоз В5 имеет те же симптомы, как и при болезни бери-бери.
Бери-Бери (авитаминоз В1, алиментарный полиневрит) — болезнь связанное с недостатком в организме витаминов группы В, в частности В1 (тиамина). Главные расстройства при этом авитаминозе: полиневрит, отеки, нарушения сердечно-сосудистой системы.
В1-авитаминоз (бери-бери) формируется при длительном употреблении пищи с недостатком витаминов В. В прошлом, из-за питания исключительно полированным рисом, в страны Южной и Восточной Азии, очень часто встречалось недостаточность витаминов В. При алкоголизме, беременности, хронических и острых заболеваний тонкой кишки, возможны нарушения усваивания витаминов В.
Клиническая картина складывается из симптомов нарушения нервной системы (расстройства чувствительности, параличи стоп и кистей) и симптомов миокардиодистрофии, задержка натрия в организме и развитие отёков. Бери-Бери бывает двух форм: сердечная и полиневритическая формы. Болезнь по типу течения может быть острой и хронической, а по тяжести — легкой и злокачественной.
Лечение проводится в стационаре с помощью постельного режима и больших доз витамина В1 и других витаминов группы В. Положительный эффект имеет пища с большим количеством протеинов.
Своевременно начатое лечение ведёт, в основном, к благоприятному прогнозу. А если не лечить вовремя болезнь, прогноз может быть очень плохой, даже может возникнуть смерть от сердечной недостаточности.
Для избежания гиповитаминоза, рекомендуется сбалансированное питание, пища с высоким содержанием витаминов В, в частности В1 (хлеб, бобы, крупы), и витаминные препараты. Рекомендуются уколы растворов витамина В1 при нарушении поглощения витамина В1 в желудочно-кишечном тракте.
Гиповитаминоз В2
Начальными симптомами считаются трещины в углах рта, глоссит, хейлит, себорейный дерматит (на шее, лице, ушах). При тяжелых формах, заметно проявляются выпадение волос, мышечная слабость, поражения роговицы.
Гиповитаминоз В6
Хронические интоксикации, туберкулёз (из-за того что при лечении используется изониазид — антагонист витамина В6), а также неправильное питание могут послужить причинами гиповитаминоза В6. Длительная форма болезни встречается редко и проявляется дерматитом и акродинемией. Грудные дети при В6 недостаточности страдают поражениями нервной системы (чаще всего эпилептиформными припадками).
Гиповитаминоз В12
Из-за нехватки витамина В12 развиваются злокачественная макроцитарная мегалобластическая анемия, нарушения кроветворная функции, неврит, глоссит, гастрит. При характерной анемии гиповитаминоза В12 обязательно надо исключить инвазии гельминтами (они потребляют большое количество витамина В12). Похожая анемия обнаруживается при нехватки фолиевой кислоты.
Будьте здоровы!
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ
- ПРОБИОТИКИ
- ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
- БИФИКАРДИО
- КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
- ПРОПИОНИКС
- ЙОДПРОПИОНИКС
- СЕЛЕНПРОПИОНИКС
- БИФИДОБАКТЕРИИ
- ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
- ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
- СИНБИОТИКИ
- АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
- АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
- АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
- МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
- МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
- ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
- ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
- МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
- ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
- ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
- ДИСБАКТЕРИОЗ
- МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
- ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
- ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
- АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
- АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
- СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
- СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
- ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
- АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
- ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
- ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
- ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- НОВОСТИ
propionix.ru
Биосинтез витамина B12
Биосинтез витамина B12 осуществляется специальными культурами, к числу которых могут быть отнесены актиномицеты (Act. olivaceus, Act. griseus, Act. aureofaciens, Act. fradiae), а также бактерии (Вас. megatherium, Lactobacillus casei, Clostridium tetanomorphicum, пропионовокислые бактерии). Наибольшее промышленное значение имеют Act. olivaceus и Propionobacterium shermanii.
Помимо биосинтеза витамина В12 специальными продуцентами, существуют методы получения витамина параллельно с антибиотиками, в частности с хлортетрациклином. Получение витамина B12 микробиологическим путем экономически значительно выгоднее, чем из животного сырья, где в качестве исходного продукта используют печень.
Молекула витамина В12 состоит из двух частей: кобальтсодержащей (порфириноподобной) и нуклеотидной, содержащей 5,6-диметилбензимидазол. Характерные особенности первой части заключаются в наличии атома кобальта и цианогруппы, образующих координационный комплекс. Так же, как и порфирины, он состоит из четырех азотистых гетероциклов типа пиррола. Как у порфиринов, так и у гетероциклов витамина В)2 имеются одинаковые заместители — боковые цепи (—СН3 и —СН2—СН2—СООН группы). В отличие от порфиринов у витамина большее насыщение метальными группами.
Наряду с биосинтезом витамина В12, который носит название цианкобаламина, могут образоваться его производные: окси-, хлоро-, сульфато, нитрито-кобаламины, не уступающие по своей клинической эффективности цианкобаламину. Другие аналоги витамина B12 характеризуются тем, что в нуклеотидной части молекулы вместо 5,6-диметилбензимидазола содержится аденин или метиладенин, или их производные. Они не обладают биологической активностью для человека и животных и являются, следовательно, псевдовитаминами.
Преимущество получения витамина В12 пропионовокислыми бактериями по сравнению с актиномицетами заключается в том, что они синтезируют исключительно истинный витамин B12. Основные этапы биосинтеза витамина B12 разработаны Шеминым, а также В. Н. Букиным и Г. В. Проняковой (1958, 1960). Пути биосинтеза порфиринов и хромофорной части молекулы витамина В12 являются общими до определенного этапа. К порфиринам относится ряд весьма важных биологически активных соединений: хлорофилл, гемин, дыхательные пигменты и другие соединения.
Образование порфиринов тесно связано с другими реакциями метаболизма, в первую очередь, с реакциями цикла трикарбоновых кислот. Одно из промежуточных соединений трикарбонового цикла — янтарная кислота (сукцинат) в виде своего производного — сукцинил-коэнзима А дает начало новой цепи реакций, которую Шемин называет сукцинат-глициновым циклом. Начальной реакцией этого цикла является конденсация сукцинил-КоА с аминокислотой глицином по его α-углеродному радикалу. Возникающая α-амино-β-кетоадипиновая кислота, декарбоксилируясь, дает δ-аминолевулиновую кислоту. Два моля δ-аминолевулиновой кислоты (δ-АЛК) конденсируются с образованием монопиррола порфобилиногена.
В дальнейшем образуются порфириноподобные структуры, содержащие пиррольные кольца. У витамина В12 пиррольные кольца отсутствуют, имеются лишь их более восстановленные аналоги: одно тетрагидропиррольное или пирролидиновое (А) и три дигидропиррольных или пирролиновых кольца.
При изучении продуктов метаболизма Propionibacterium shermanii было обнаружено наличие в среде δ-аминолевулиновой кислоты и свободных порфиринов. Таким образом, эти данные являются подтверждением общности рассматриваемых путей биосинтеза. Введение в пептоновую питательную среду δ-аминолевулиновой кислоты способствует резкому увеличению синтеза порфиринов культурой пропионовокислых бактерий, но не сказывается на количестве синтезированного витамина. Введение параллельно с δ-аминолевулиновой кислотой хлористого кобальта приводит к образованию витамина. Дальнейшее увеличение концентрации соли кобальта приводит не только к синтезу витамина, но и к качественному изменению порфиринов. По всей вероятности, образуется Сопорфирин.
На среде с кукурузным экстрактом пропионовокислые бактерии практически совершенно не образуют порфиринов, а доба
www.activestudy.info