Витамин в6 биохимия – пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин. Строение и биологическая роль. Явления недостаточности. Суточная потребность.

Витамин B6 (пиридоксин, антидерматитный витамин, «король обмена аминокислот»)

Химическое строение и свойства. производные пиридина (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), отличающихся друг от друга наличием спиртовой, альдегидной или аминогруппы. Пиридоксин хорошо растворяется в воде и этаноле, устойчив в кислой и щелочной средах, легко разрушается под действием света при рН=7,0.

Коферментные функции выполняют 2 фосфорилированных производных пиридоксина: придоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

Биохимические функции:

А) Коферментные формы витамина В6 входят в состав следующих ферментов:

1. аминотрансфераз АК, катализирующих переаминирование

2. декарбоксилаз АК (образование биогенных аминов –  гистамина, серотонина, ГАМК), а также моноаминоксидаз, гистаминазы (диаминооксидаза) и аминотрансферазы ГАМК, обезвреживающих (окисляющих) биогенные амины

3. изомераз АК (превращает D-АК в  L-АК)

4. аминотрансфераз иодтирозинов и иодтиронинов, участвующих в синтезе гормонов щитовидной железы и распаде этих гормонов в периферических тканях

5. синтазы ?–аминолевуленовой кислоты, участвующей в биосинтезе гема гемоглобина и других гем-содержащих белков (из глицина и сукцинил~ КоА)

6. кинурениназы и кинуренинаминотрансферазы, обеспечивающих синтез витамина РР из триптофана

7. цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы  – ферментов, катализирующих синтез и распад цистатионина

8. синтетазы 3-кетодигидросфингозида, участвующей в реакциях биосинтеза  сфинголипидов (из серина и пальмитил~ КоА)

Б) участвует в процессе активного транспорта некоторых АК через клеточные мембраны

В) регулятор конформационного состояния гликогенфосфорилазы.

Гиповитаминоз.

Основные проявления: гипохромная анемия и судороги,  сухой себорейный дерматит, стоматит и глоссит.

Чаще всего пиридоксиновая недостаточность наблюдается у маленьких детей при искусственном вскармливании стерилизованным молоком (разрушается витамин В6), у беременных при токсикозах, а также у взрослых при длительном лечении противотуберкулезным препаратом изониазидом (антагонист пиридоксаля).

Пищевые источники: бобовые, зерновые культуры, мясные продукты, рыба, картофель. Он синтезируется кишечной микрофлорой, частично покрывая потребность организма в этом витамине.

Суточная потребность: 2–2,2 мг пиридоксина.

— роль пиридоксина — Биохимия

Механизм реакции трансаминирования непрост и протекает по типу «пинг-понг». Катализируют реакцию ферменты аминотрансферазы, Они являются сложными ферментами, в качестве кофермента имеют пиридоксальфосфат (активная форма витамина В₆).

В тканях насчитывают около 10 аминотрансфераз, обладающие групповой специфичностью и вовлекающие в реакции все аминокислоты, кроме пролина, лизина, треонина, которые не подвергаются трансаминированию.

Весь перенос аминогруппы совершается в две стадии:

• к пиридоксальфосфату сначала присоединяется первая аминокислота, отдает аминогруппу, превращается в кетокислоту и отделяется. Аминогруппа при этом переходит на кофермент и образуется пиридоксаминфосфат.
• на второй стадии к пиридоксаминфосфату присоединяется другая кетокислота, получает аминогруппу, образуется новая аминокислота и пиридоксальфосфат регенерирует.

Схема реакции трансаминирования

Роль и превращение пиридоксальфосфата сводится к образованию промежуточных соединений – шиффовых оснований (альдимин и кетимин). В первой реакции после отщепления воды образуется иминовая связь между остатком аминокислоты и пиридоксальфосфатом. Полученное соединение называется альдимин. Перемещение двойной связи приводит к образованию кетимина, который гидролизуется по месту двойной связи. От фермента отщепляется готовый продукт – кетокислота.

Превращение пиридоксальфосфата в пиридоксаминфосфат 
при переносе аминогруппы от аминокислоты на кофермент

После отщепления кетокислоты к комплексу пиридоксамин-фермент присоединяется новая кетокислота и процесс идет в обратном порядке: образуется кетимин, затем альдимин, после чего отделяется новая аминокислота.

Реакции полного цикла трансаминирования

Чаще всего аминокислоты взаимодействуют со следующими кетокислотами:

• пировиноградной с образованием аланина,
• щавелевоуксусной с образованием аспартата,
• α-кетоглутаровой с образованием глутамата.

Однако аланин и аспартат в дальнейшем все равно передают свою аминогруппу на α-кетоглутаровую кислоту. Таким образом, в тканях осуществляется поток избыточных аминогрупп на один общий акцептор – α-кетоглутаровую кислоту. В итоге образуется большое количество глутаминовой кислоты.

Далее глутаминовая кислота может вовлекается в процессы связывания аммиака (синтез глутамина) либо в прямое окислительное дезаминирование.

Витамин В6 — Биохимия – ответы на вопросы

Витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный) как самостоятельный независимый пищевой фактор был открыт П. Дьерди в 1934 г. в результате того, что в отличие от известных к тому времени водорастворимых витаминов B1, B2и РР он устранял особую форму дерматита конечностей у крыс, названного акродинией. Впервые витамин В6 был выделен в 1938 г. из дрожжей и печени, а вскоре был синтезирован химически. Он оказался производным 3-оксипиридина, в частности 2-метил-3-окси-4,5-диоксиме-тилпиридином. Термином «витамин В6», по рекомендациям Международной комиссии по номенклатуре биологической химии, обозначают все три производных 3-оксипиридина, обладающих одинаковой витаминной активностью: пиридоксин (пиридоксол), пиридоксаль и пиридоксамин:

Как видно, производные 3-оксипиридина отличаются друг от друга природой замещающей группы в положении 4 пиридинового ядра. Витамин В6 хорошо растворим в воде и этаноле. Водные растворы весьма устойчивы по отношению к кислотам и щелочам, однако они чувствительны к влиянию света в нейтральной зоне рН среды.

Недостаточность витамина В6 наиболее подробно изучена на крысах, у которых самым характерным признаком является акродиния, или специфический дерматит с преимущественным поражением кожи лапок, хвоста, носа и ушей. Отмечаются повышенное шелушение кожи, выпадение шерсти, изъязвление кожи конечностей, заканчивающееся гангреной пальцев. Эти явления не поддаются лечению витамином РР, но быстро проходят при введении пиридоксина. При более глубоком авитаминозе В6 у собак, свиней, крыс и кур отмечаются эпилептиформные припадки с дегенеративными изменениями в ЦНС.

У человека недостаточность витамина В6 встречается реже, хотя некоторые пеллагроподобные дерматиты, не поддающиеся лечению никотиновой кислотой, легко проходят при введении пиридоксина. У детей грудного возраста описаны дерматиты, поражения нервной системы (включая эпилептиформные припадки), обусловленные недостаточным содержанием пиридоксина в искусственной пище. Недостаточность пиридоксина часто наблюдается у больных туберкулезом, которым с лечебной целью вводят изоникотинилгидразид (изониазид), оказавшийся, как и дезоксипиридоксин, антагонистом витамина В6.

Из биохимических нарушений при недостаточности витамина В6 следует отметить гомоцистинурию и цистатионинурию, а также нарушения обмена триптофана, выражающиеся в повышении экскреции с мочой ксантуреновой кислоты и снижении количества экскретируемой кинуреновой кислоты.

Биологическая роль. Оказалось, что, хотя все три производных 3-окси-пиридина наделены витаминными свойствами, коферментные функции выполняют только фосфорилированные производные пиридоксаля и пи-ридоксамина.

Фосфорилирование пиридоксаля и пиридоксамина является ферментативной реакцией, протекающей при участии специфических киназ. Синтез пиридоксальфосфата, например, катализирует пиридоксалькиназа, которая наиболее активна в ткани мозга. Эту реакцию можно представить следующим уравнением:

Доказано, что в животных тканях происходят взаимопревращения пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата, в частности в реакциях трансаминирования и декарбоксилирования аминокислот.

Следует отметить, что в выяснение биологической роли витамина В6 и пиридоксальфосфата в азотистом обмене существенный вклад внесли А.Е. Браунштейн, С.Р. Мардашев, Э. Снелл, Д. Мецлер, А. Майстер и др. Известно более 20 пиридоксалевых ферментов, катализирующих ключевые реакции азотистого метаболизма во всех живых организмах. Так доказано, что пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, катализирующих обратимый перенос аминогруппы (Nh3-группы) от аминокислот на α-кетокислоту, и декарбоксилаз аминокислот, осуществляющих необратимое отщепление СО2 от карбоксильной группы аминокислот с образованием биогенных аминов. Установлена коферментная роль пиридоксальфосфата в ферментативных реакциях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодержащих аминокислот, взаимопревращения серина и глицина, а также в синтезе δ-аминолевулиновой кислоты, являющейся предшественником молекулы гема гемоглобина, и др.

Пиридоксин относится к витаминам, коферментная роль которых изучена наиболее подробно. В последние годы число вновь открытых пиридоксалевых ферментов быстро увеличивалось. Так, для действия гликогенфосфорилазы существенной оказалась фосфорильная, а не альдегидная группа пиридоксальфосфата. Вследствие широкого участия пиридоксальфосфата в процессах обмена при недостаточности витамина В6 отмечаются разнообразные нарушения метаболизма аминокислот.

Распространение в природе и суточная потребность. Витамин В6 широко распространен в продуктах растительного и животного происхождения. Основными источниками витамина В6 для человека служат хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень и др. Во многих продуктах животного происхождения пиридоксин химически связан с белком, но в пищеварительном тракте под действием ферментов он легко освобождается. Суточная потребность в пиридоксине для человека точно не установлена, поскольку он синтезируется микрофлорой кишечника в количествах, частично покрывающих потребности в нем организма. Косвенные расчеты показывают, что взрослый человек должен получать в сутки около 2 мг витамина В6.

Биохимия витаминов и гормонов

Занятие 24

Витамины

Цель занятия: изучить специфические биохимические функции витаминов, их роль в метаболизме.

Исходный уровень знаний и навыков

Студент должен знать:

1. Строение водорастворимых (В₁, В₂, В₆, PP, С, Н) и жирорастворимых (A, D, E, K) витаминов, их основные свойства.

2. Строение и механизм действия ферментов.

3. Строение и механизм действия коферментов.

4. Механизмы перекисных процессов и антиоксидантной защиты.

5. Механизмы интеграции обмена углеводов, липидов и белков.

Студент должен уметь:

1. Проводить качественный анализ на биологически активные вещества.

Структура занятия

1. Теоретическая часть

   1. Общая характеристика и классификация витаминов. История учения о витаминах (работы Л. И. Лунина, К. А. Сосина, Х. Эйкмана, К. Функа, Ф. Г. Гопкинса). Групповая характеристика витаминов. Гиповитаминозы и авитаминозы, их причины (алиментарные, повышенная потребность, парентеральное питание, заболевание ЖКТ, глистные инвазии, применение лекарственных препаратов и антивитаминов, врожденные нарушения обмена витаминов).

   2. Каждый витамин рассматривается по схеме:

      1. Химическая природа и основные свойства (устойчивость к действию света, pH среды, высокой температуре и др.).

      2. Превращения в организме и механизмы активации.

      3. Механизм действия (участие в обмене веществ, физиологические эффекты).

      4. Картина гипо-, авитаминоза и гипервитаминоза и их клинико-лабораторная диагностика.

      5. Источники витаминов и содержание в продуктах питания.

      6. Показания к применению, профилактические и лечебные дозы.

   3. Водорастворимые витамины.

      1. Химическое строение витаминов B₁ (тиамин), B₂ (рибофлавин), PP (никотинамид, ниацин), B₆ (пиридоксин), C (аскорбиновая кислота), H (биотин).

      2. Знание химического строения необязательно для пантотеновой кислоты, пангамовой кислоты, фолиевой кислоты, витамина B₁₂ (кобаламин), витамина U.

      3. Жирорастворимые витамины.

      4. Знание химического строения обязательно для витаминов А (антиинфек­ционный, витамин роста), D (антирахитический), их провитаминов и метаболитов, E (антистерильный), K (антигеморрагический).

2. Практическая часть

   1. Решение задач.

   2. Лабораторные работы.

   3. Проведение контроля конечного уровня знаний.

Задачи

1 Какие вещества могут полностью заменить пищевой метионин:

а) бетаин; б) цистеин; в) гомоцистеин; г) витамин B₆; д) орнитин; е) карни­тин; ж) карнозин; и) креатин?

2 Действие яичного белка авидина связано с тем, что он:

а) растворяет сгустки фибрина; б) препятствует всасыванию биотина; в) блокирует образование холина из бетаина; г) действует как ингибитор трипсина; д) является антивитамином Н; е) является антивитамином А; ж) является антивитамином Е; з) является антивитамином К?

3 Какой метаболический путь страдает от дефицита биотина:

а) синтез кетоновых тел из ПВК; б) образование лактата из глюкозы; в) образование глюкозы из лактата; г) синтез ЖК; д) окисление ЖК; е) элон­гация ЖК; ж) синтез кетоновых тел из ЖК?

4 В какие превращения включается аденозин-кобаламин:

а) малонил-КоА  ацетил-КоА; б) -кетоглутарат  сукцинил-КоА; в) ацетил-КоА  ОМГ-КоА; г) пропионил-КоА  метилмалонил-КоА; д) метилмалонил-КоА  сукцинил-КоА; е) сукцинил-КоА  порфобилиноген; ж) ПВК  ацетил-КоА?

5 1,25-дигидрохолекальциферол (кальцитриол) является активной фор­мой:

а) витамина А; б) витамина B₁; в) витамина С; г) витамина D; д) витамина К; е) витамина В₂; ж) витамина Н; з) витамина U?

6 Триада «Д» – деменция, диарея, дерматит – связана с дефицитом:

а) витамина А; б) витамина B₁₂; в) витамина C; г) биотина; д) ниацина; е) тиамина; ж) холекальциферола; з) пиридоксаля?

7 Какие соединения имеют структурное сходство с витамином К:

а) коэнзим Q; б) викасол; в) тироксин; г) салицилаты; д) витамин Е; е) гистидин; ж) дикумарол; з) фактор Кристмаса?

8 Какие из кофакторов не нуждаются в специфических витаминах-пред­шественниках:

а) FAD; б) NAD; в) АТФ; г) гем; д) АПБ; е) NAD; ж) FМN; з) HS KоА?

9 Кальцитриол увеличивает в крови уровень:

а) Mg^2+; б) Cu²⁺; в) Ca²⁺; г) Fe²⁺; д) Na⁺; е) К⁺; ж) Н₂РО₄^2-; з) Сl^—?

10 В животных тканях триптофан является предшественником:

а) HS KоА; б) никотинамида; в) SAM; г) FAD; д) АТФ; е) NADР; ж) FМN; з) NAD?

11 Какие из витаминов необходимы при окислении пропионата:

а) B₁₂; б) пантотеновая кислота; в) биотин; г) фолиевая кислота; д) ти­амин; е) рибофлавин; ж) ниацин; з) пиридоксин?

12 Производные фолиевой кислоты являются коферментами в реакциях:

а) сер  гли; б) образования мочевины; в) образования пиримидинов; г) ЦТК; д) образования пуринов; е) сер  креатин; ж) сер  холин; з) сер  гем?

13 Для реакций гидроксилирования необходимы:

а) NADPH; б) тетрагидрофолиевая кислота; в) O₂; г) H₂O₂; д) АТФ; е) ас­корбат; ж) HS KоА; з) тиамин?

14 Длительная закупорка желчных протоков является причиной развития:

а) остеомаляции; б) синдрома бери-бери; в) куриной слепоты; г) мегалобластической анемии; д) синдрома трех «Д»; е) геморрагий; ж) хейлоза; з) диареи?

15 Найдите соответствие: дефицит витаминов – проявления:

16 Найдите соответствие: витамин – реакции:

17 Найдите соответствие: дефицит соединения – состояние:

18 Найдите соответствие: метаболические пути – витамин:

19 Найдите соответствие: фермент – кофактор:

20 Найдите соответствие: кофактор – фермент:

Лабораторные работы

Лабораторная работа № 1. Качественные реакции на витамин B₁

Витамин B₁ состоит из пиримидинового и тиазольного колец. Он получил название тиамина, поскольку содержит серу и азот:

Тиаминпирофосфат, а в некоторых тканях – тиаминтрифосфат (соответственно ТПФ или ТТФ), является коферментной формой тиамина и синтезируется в печени путем прямого переноса фосфата от АТФ:

ТПФ в составе ферментов углеводного обмена участвует в окислитель­ном декарбоксилировании -кетокислот и в транскетолазной реакции. Его недостаток вызывает поражение периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. При этом в крови накапливаются пировиноградная кислота и другие -кетокислоты.

Реакция окисления

Принцип метода. В щелочной среде тиамин окисляется феррицианидом калия в тиохром, обладающий при ультрафиолетовом облучении синей флюоресценцией. Реакция протекает по следующей схеме:

Ход работы. К 1 капле 5 %-го раствора тиамина прибавляют 5–10 капель 10 %-го раствора едкого натра, 1–2 капли 5 %-го раствора феррицианида калия и взбалтывают. Прогрев флюороскоп в течение 10 минут, наблюдают синюю флюоресценцию при облучении раствора ультрафиолетовыми лучами.

Диазореакция

Принцип метода. В щелочной среде тиамин с диазореактивом образует сложное комплексное соединение оранжевого цвета.

Ход работы. К диазореактиву, состоящему из 5 капель 1 %-го раствора сульфаниловой кислоты и 5 капель 5 %-го раствора нитрата натрия добавляют 1–2 капли 5 %-го раствора тиамина и затем по стенке, наклонив пробирку, осторожно добавляют 5–7 капель 10 %-го раствора бикарбоната натрия. На границе двух жидкостей появляется кольцо оранжевого цвета.

Выводы по результатам работы.

Лабораторная работа №2. Качественная реакция на витамин B₂

Рибофлавин состоит из изоаллоксазинового ядра и спирта рибитола:

Рибофлавин входит в состав простетической группы флавиновых ферментов (флавопротеидов – FP) в виде коферментов флавинадениндинуклеотида (FAD) и флавинаденинмонодинуклеоитда (FMN). Флавопротеиды катализируют окислительно-восстановительные реакции. Они участвуют в окислении D-аминокислот, -окислении жирных кислот, в работе дыхательных цепей митохондрий и микросом и др. Биологическое действие флавиновых ферментов связано с наличием окислительно-восстановительных свойств изоаллоксазинового кольца.

При недостатке в организме В₂ возникают поражения слизистых в виде хейлита, глоссита и др.

Принцип метода. Окисленная форма витамина В₂ представляет собой желтое флюоресцирующее в ультрафиолетовых лучах вещество. Реакция на витамин В₂ основана на способности его легко восстанавливаться, при этом раствор витамина В₂, обладающий желтой окраской, приобретает сначала розовый цвет за счет образования промежуточных соединений, а затем обесцвечивается, так как восстановленная форма витамина В₂ бесцветна.

Ход работы. В пробирку наливают 10 капель раствора витамина В₂, добавляют 5 капель концентрированной HCl, опускают зернышко металличес­кого цинка. Начинается выделение пузырьков водорода, восстанавливающего рибофлавин, жидкость при этом постепенно розовеет и обесцвечивается. Сравнивают обе формы витамина В₂ по флюоресценции, поместив каждую пробирку под освещение флюороскопа.

Выводы по результатам работы.

Лабораторная работа №3. Качественная реакция на витамин В₆

Группа витамина В₆: пиридоксол, пиридоксаль, пиридоксамин – являются производными 3-оксипиридина, носят общее название пиридоксина и обладают активностью витамина В₆.

В организме эти соединения подвергаются фосфорилированию при участии АТФ с образованием коферментов фосфопиридоксаля, фосфопиридоксамина, которые входят в состав ферментов, участвующих в белковом обмене, в реакциях трансаминирования, декарбоксилирования аминокислот, десульфинирования, дегидратирования аминокислот, в образовании витамина PP из триптофана и в некоторых других реакциях.

При недостатке витамина В₆ у животных прежде всего нарушается обмен белков, у человека недостаточность этого витамина встречается редко.

Принцип метода. Витамин В₆ при взаимодействии с раствором хлорного железа образует комплексную соль типа фенолята железа красного цвета.

Ход работы. К 5 каплям 1 %-го раствора витамина В₆ приливают равное количество 1 %-го раствора хлорного железа и перемешивают. Развивается красное окрашивание.

Выводы по результатам работы.

Лабораторная работа №4. Качественная реакция на витамин E

Витамин E существует в виде нескольких изомеров: ,  и -токоферо­лов, которые отличаются друг от друга порядком расположения метильных групп в бензольном кольце. Токоферолы – маслянистые жидкости, растворимые в растительных маслах и жировых растворителях.

Витамин E является мощным антиоксидантом. Некоторые производные витамина E участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, связанных с окислительным фосфорилированием.

Витамин E может депонироваться в мышцах и поджелудочной железе.

Принцип метода. Спиртовой раствор -токоферола окисляется хлоридом железа (Fe³⁺) в токоферилхинон красного цвета:

Ход работы. В сухую пробирку берут 4–5 капель 0,1 %-го спиртового раствора -токоферола, прибавляют 0,5 мл 1 %-го раствора хлорида железа, тщательно перемешивают. Содержимое пробирки приобретает красное окрашивание.

Выводы по результатам работы.

Лабораторная работа № 5. Количественное определение витамина C

Биологическая роль аскорбиновой кислоты в организме исключительно важна и многообразна. Она участвует в окислительно-восстановительных процессах и связана с системой глутатиона.

Аскорбиновая кислота участвует в синтезе стероидных гормонов в коре надпочечников и катехоламинов в мозговом слое надпочечников и необходима для процесса гидроксилирования как кофактор ферментов гидроксилаз, например дофамингидроксилазы и др. Она участвует в образовании тетрагидрофолиевой кислоты из фолиевой кислоты, процессинге коллагена (гидроксилировании лизина в оксилизин, пролина в оксипролин), ускоряет всасывание железа, а также активирует фермент желудочного сока пепсиноген, что особенно важно при недостатке соляной кислоты в желудочном соке.

Принцип метода. Метод основан на способности витамина C восстанав­ливать 2,6-дихлорфенолиндофенол (2,6 ДХФИФ – краска Тильманса), который в кислой среде имеет красную окраску, при восстановлении – обесцвечивается, а в щелочной среде окраска синяя. Для предохранения витамина C от разрушения исследуемый раствор титруют в кислой среде щелочным раствором 2,6 ДХФИФ до появления розового окрашивания.

Для расчета содержания аскорбиновой кислоты в продуктах (капуста, картофель, хвоя, шиповник и др.), используют формулу

0,088АГ  100

X = ,

БВ

Ход работы.

1 Определение содержания витамина C в капусте.

Навеску капусты – 1 г тщательно растирают в ступке с 2 мл 10 %-го раствора соляной кислоты, объем доводят до 10 мл и фильтруют. Отмеривают для титрования 2 мл фильтрата, добавляют 10 капель 10 %-го раствора соляной кислоты и титруют 2,6 ДХФИФ до розовой окраски, сохраняющейся в течение 30 с.

По формуле, указанной выше, рассчитывают содержание аскорбиновой кислоты в 100 г продукта (в мг). По норме их должно быть (в мг): капуста – 25–60; хвоя – 200–400; шиповник – 500–1500.

2 Определение содержания витамина C в картофеле.

Взвешивают 5 г картофеля, тщательно растирают в ступке с 20 каплями 10 %-го раствора соляной кислоты (для того, чтобы картофель не темнел). Постепенно приливают дистиллированную воду – 15 мл. Полученную массу сливают в стаканчик, ополаскивают ступку водой, сливают ее по стеклянной палочке в стаканчик и титруют 0,001н раствором 2,6 ДХФИФ до розового окрашивания. В 100 г картофеля содержится 1–5 мг витамина C.

3 Определение содержания витамина C в моче.

Определение содержания витамина C в моче дает представление о запасах этого витамина в организме, так как наблюдается соответствие между концентрацией витамина C в крови и количеством этого витамина, выделяемым с мочой. Однако при гиповитаминозе С содержание аскорбиновой кислоты в моче не всегда понижено. Часто оно бывает нормальным, несмотря на большой недостаток этого витамина в тканях и органах.

У здоровых людей введение per os 100 мг витамина C быстро приводит к повышению его концентрации в крови и моче. При гиповитаминозе C ткани, испытывающие недостаток в витамине, задерживают принятый витамин C, и его концентрация в моче не повышается. C мочой у здорового человека экскретируется 20–30 мг/сут или 113–170 мкмоль/сут витамина C. У детей уровень экскреции этого витамина понижается при многих острых и хронических инфекционных и соматических заболеваниях.

Ход работы. В стаканчик или колбочку отмеривают 10 мл мочи и 10 мл дистиллированной воды, перемешивают, подкисляют 20 каплями 10 %-го раствора соляной кислоты и титруют 0,001н раствором 2,6 ДХФИФ до розового окрашивания.

Расчет содержания аскорбиновой кислоты в моче проводят по формуле

0,088АВ

X = ,

Б

Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагности­ческую оценку.

Рекомендуемая литература

Основная

1. Материал лекций.

2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 133–169; 1998. С. 204–242.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 167–172.

Дополнительная

4. Экспериментальная витаминология / Под ред. Ю. М. Островского. Минск: Наука и техника, 1979.

5. Витамины / Под ред. М. И. Смирнова. М.: Медицина, 1974.

6. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург: 1994. С. 134–144.

7. Методы оценки и контроля витаминной обеспеченности населения / Под ред. В. Б. Спиричева. М.: Наука, 1984.

Занятие 25

Общая эндокринология. Механизм действия гормонов

Цель занятия: изучить химическое строение, классификации, механизмы действия гормонов, принципы и уровни организации нейро-эндокринной системы. Изучить механизмы регуляции Ca-P обмена.

Исходный уровень знаний и навыков

Студент должен знать:

пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин. Строение и биологическая роль. Явления недостаточности. Суточная потребность.

Витамин В₆ – пиридоксин, антидерматитный. Эта группа состоит из 3 взаимопревращающихся друг в друга в печени веществ: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Витамин В₆ входит в состав многих ферментов, участвующих в регуляции белкового и других видов обмена. Он способствует транспорту аминокислот из кишечника в кровь и из кровеносного русла в ткани, активирует процессы трансаминирования, дезаминирования и декарбоксилирования аминокислот. Он стимулирует синтез: белка, транспортирующего железо в крови, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Витамин В₆ участвует в синтезе сфингозина в ткани мозга, в процессах всасывания витамина В₁₂ и тем самым предотвращает возникновение малокровия. У детей при недостатке витамина возникают судороги. Суточная потребность в витамине В₆ 2 мг.

Вопрос 14 Витамин «а», химическое строение, суточная потребность. Авитаминоз, гипервитаминоз, проявления. Провитамины.

Витамин А – ретинол – антиксерофтальмический.

Основные источники: молоко, яйца, печень, красномякотные фрукты и овощи. Суточная потребность 2,7 мг.

В клетках, органах-мишенях есть специальные цитозольные рецепторы, распознающие и связывающие ретинол (ретинол-связывающий белок). Он проникает в ядро, где вызывает репрессию генов, регулируя, таким образом, биосинтез белков.

Ретинол обеспечивает рост, дифференцировку тканей; ретиналь – важен для нормального функционирования сетчатой оболочки глаза. Витамин А участвует в синтезе белков гликопротеинов и родопсина.

Авитаминоз витамина А – ночная слепота (гемералопия), нарушение темневой адаптации. Возможна задержка роста в молодом возрасте, избыточное ороговение кожи, вызванное задержкой смены эпителия, ксерофтальмия – сухость конъюнктивы глаза, помутнение роговицы и ее размягчение (кератомаляция), нарушение функции размножения.

Провитамины

(от греч. pro — перед, раньше, вместо)

        биохимические предшественники витаминов (См. Витамины). Так, синтезируемый растительнымиклетками провитамин А, или Каротин, в животных клетках превращается в витамины группы А, Эргостерин иего производные — в витамины группы D (Кальциферолы).

Витамин 15 Витамины группы Д (Д₂ и Д₃). Провитамины Суточная потребность. Авитаминоз, гипервитаминоз, проявления.

Витамин Д – кальциферол – антирахитический.

Основные источники – продукты животного и растительного происхождения: печень, сливочное масло, молоко, растительные масла. Наиболее богат витамином Д жир печени рыб. Суточная потребность для детей и взрослых – 0,01-0,025 мг. По химической природе относится к стеринам. Наиболее активны: витамин Д₂ – эргокальциферол, витамин Д₃ – холекальциферол.

Витамин Д₂ образуется из растительного предшественника (провитамина) – эргостерина, вит. Д₃ – из 7-дегидрохолестерина, синтезирующегося в коже человека и животных после облучения предшественников ультрафиолетовым светом.

Пищевой кальциферол в тонком кишечнике всасывается в присутствии желчных кислот. Сначала в печени осуществляется превращение предшественников в активную форму – 1,25-дигидрокальциферол.

Витамин Д регулирует обмен кальция и фосфора.

• усиление транспорта кальция через эпителий слизистой оболочки тонкого кишечника при всасывании с участием Са-связывающего белка, кальций-зависимой АТФ-азы и ионов Na,

• мобилизация кальция из костной ткани,

• реабсорбция кальция и фосфора в почечных канальцах.

В целом действие витамина Д выражается в повышении ионов Са²⁺ и фосфатов в крови.

Авитаминоз проявляется в рахите – заболевании, обусловленным отсутствием последней стадии образования кости – отложение минеральных веществ на матриксе кости. Это проявляется в различных деформациях скелета – саблевидные голени, вывернутые внутрь колени, килевидная грудь, позднее заращение родничка.

Гипервитаминозы сопровождаются деминерализацией костей и их переломами, а также вследствие повышения концентрации кальция и фосфора, кальцификацией мягких тканей и образование камней в почках.

Витамин Е – токоферол – антистерильный.

Основные источники: растительные масла. Суточная потребность 5,0 мг. Различают α-, β-, γ-, δ-токоферолы. Самым активным является α-токоферол.

Витамин Е всасывается только в присутствии липидов и желчных кислот, как и другие жирорастворимые витамины. В клетках включается в состав мембран, где и концентрируется в жировой ткани, печени, скелетных мышцах. Продукты метаболизма выводятся с калом (не всосавшийся токоферол), а в окисленной и конъюгированной формах – с мочой.

Биохимические функции – является биологическим антиоксидантом, обеспечивает стабильность биологических мембран клеток организма. Тормозит пероксидное окисление полиненасыщенных жирных кислот, повышает активность витамина А, защищая его боковую ненасыщенную цепь от пероксидного окисления.

В эксперименте на животных гиповитаминоз проявляется в пероксидном гемолизе эритроцитов, атрофии семенников (бесплодие), мышечной дистрофии, некрозе печени, размягчении участков мозга, особенно мозжечка.

Витамин К – нафтохинон – антигеморрагический.

Основные источники: печень, овощи, фрукты, корнеплоды, микрофлора кишечника. Суточная доза 1,0 мг. По химической природе витамин К является хиноном. Филлохиноны поступают с пищей и содержатся в растениях.

Пищевой витамин К в тонком кишечнике всасывается только в присутствии желчных кислот и панкреатической липазы, транспортируется в составе хиломикронов, в плазме крови связывается с альбуминами и накапливается в печени, селезенке, сердце.

Биохимические функции – регулирует процесс свертывания крови через участие в образовании компонентов свертывания: фактора 2 (протромбина), фактора 7 (проконвертина), фактора 9 (ф. Кристмаса) и фактора 10 (ф. Стюарта) в печени.

Недостаточность: сопровождается сильными кровотечениями даже при незначительных травмах. Гиповитаминоз может быть вызван подавлением микрофлоры лекарственными препаратами, заболеваниями печени. Синтетический водорастворимый аналог вит. К – викасол.

— биофлавоноиды — Биохимия

Название дано от лат. permeabilitas – проницаемость.

Источники

Растительные продукты – гречиха и другие злаки, бобовые, шиповник, чайный лист, цитрусовые, ягоды (клюква, брусника, черная смородина, ежевика, шиповник, виноград, черноплодная рябина, черешня, малина), яблоки, пряности, шоколад, белое и красное вино и т.д.

Суточная потребность

50-100 мг.

Строение

Витамин Р, строго говоря, является не витамином, а группой витаминоподобных веществ (до 600 представителей) разнообразного строения, содержащих в своей основе бензапироновое кольцо, соединенное с гидроксилированным фенолом, также имеются метильные группы, производные различных остатков сахаров (рамноза, глюкоза и др.).

Строение биофлавоноидов рутина и кверцетина

Биохимические функции

1. Антиоксидантная роль:

• реактивирование сульфгидрильных групп белков и глутатиона,
• реактивирование витамина С и токоферола,
• снижение окисления липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП).

2. Подавление активности гиалуронидазы – фермента, разрушающего межклеточный матрикс.

3. Является агонистом бенздиазепиновых рецепторов в структурах головного мозга, что обусловливает седативный, гипотензивный, обезболивающий эффекты.

Гиповитаминоз

Причина

Пищевая недостаточность в зимне-весенний период.

Клиническая картина

Ломкость и проницаемость капилляров, что проявляется кровоточивостью десен, мелкими кровоизлияниями в слизистых оболочках, коже, особенно в местах, подверженных нагрузке, проявления вазопатии с образованием петехий. Утомляемость, вялость, слабость, боли в плечах, в ногах при ходьбе.

Лекарственные формы

Аскорутин (включает аскорбиновую кислоту) и поливитаминные комплексы, содержащие рутин.