Водорастворимые витамины

Витамин С, или аскорбиновая кислота, имеет эмпирическую формулу СбН806 и по структуре своей молекулы похожа на моносахариды (рис. 6.7).

У животных, которые способны синтезировать аскорбиновую кислоту, ее предшественником является D-глюкоза. Несмотря на название, сам витамин С не является кислотой. Кислые свойства ему придает легко- диссоциирующая —ОН группа у третьего атома углерода. Аскорбиновая кислота способна обратимо окисляться до дегидроаскорбиновой кислоты, которая также обладает свойствами витамина С, но при этом значительно легче диффундирует через мембраны.

В организм человека витамин С поступает исключительно с пищей и в основном сразу же используется. Около 25% этого витамина связывается с белком и депонируется. Аскорбиновая кислота присутствует во всех клетках организма, концентрируясь в аппарате Гольджи и митохондриях. Особенно ее много в надпочечниках, других железах внутренней секреции, мозге, печени, селезенке.

Химические формулы водорастворимых витаминов

Рис. 6.7. Химические формулы водорастворимых витаминов:

/R2 — вариабельные участки молекул — кето- либо гидроксильные группы

Главная функция аскорбиновой кислоты — участие в окислительно-восстановительных реакциях (она служит источником протонов Н+). В ряде случаев с участием витамина С восстанавливается металл, входящий в состав фермента, фермент при этом активируется.

Витамин С необходим для:

  • — биосинтеза предшественников коллагена;
  • — метаболизма жирных кислот, холестерина, триптофана, тирозина;
  • — синтеза кортикостероидов и НА в надпочечниках.

Кроме того, аскорбиновая кислота влияет на метаболизм глюкозы и образование гликогена, обмен железа, а также обладает антиоксидантным действием, способностью повышать устойчивость биологических мембран.

Незначительный дефицит витамина С повышает утомляемость, вызывает сонливость, потерю аппетита и рассеянные боли в разных частях тела. При хроническом дефиците витамина С развивается цинга (скорбут), которая проявляется во множественных кровоизлияниях иод кожей, в мышцах, внутренних органах (нарушается синтез коллагена, и как следствие — проницаемость стенок сосудов). В тяжелых случаях кровоточат десны, выпадают зубы, развиваются хрупкость костей, атрофия мышц, нарушается функция желез, печени, почек, мозга. Избыток аскорбиновой кислоты в организме может развиться только при употреблении больших ее доз в форме витаминных препаратов. В составе пищи избыточного количества витамина С получить практически невозможно.

Прием ударных доз аскорбиновой кислоты (0,5—1 г) активирует иммунную систему и служит для профилактики простудных заболеваний. Суточная потребность в витамине С составляет 80—120 мг. Его очень много в шиповнике, черной смородине, красном и зеленом перце, значительно меньше — в капусте, картофеле, яблоках, моркови, сливах и очень мало в мясе, жирах, рыбе, крупе, мучных продуктах. Содержание аскорбиновой кислоты в продуктах значительно снижается при их термической обработке и длительном хранении.

Витамин Bv или тиамин, по своей химической структуре состоит из остатков пиримидина и тиазола, соединенных метильной группой (см. рис. 6.7). Тиамин распределен по всем органам и тканям, значительная часть его депонируется в печени в фосфорилированном виде.

Физиологическим действием обладают эфиры тиамина и фосфорной кислоты, которые выполняют коферментные функции. В клетках витамин Bt существует в основном в виде соединения — тиаминдифосфата. С его участием происходят:

  • - регуляция уровня кегокислот (декарбоксилирование пировиноград- ной, щавелевоуксусной и кетоглутаровой кислот);
  • — синтез углеводов (транскетолазная реакция).

Регуляция уровня кетокислот (прежде всего — пировиноградной) оказывает системное влияние на обмен белков и аминокислот. Транскетолазная реакция является начальной стадией синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

Помимо тиаминдифосфата, важную роль в организме играет тиамин- трифосфат. Он способствует транспорту ионов К+ через мембрану нервных клеток.

Другое соединение тиамина — тиаминдисульфит — принимает участие в синтезе меланина.

Недостаток витамина Bj приводит, в первую очередь, к накоплению недоокисленных углеводов. С этим связаны нарушения в работе НС (головная боль, ослабление памяти, параличи), сердечно-сосудистой системы (тахикардия, боль в сердце, отеки), пищеварительной системы (снижение аппетита, боль, тошнота, угнетение перистальтики).

Гиповитаминоз Bj может развиться при однообразном питании вита- миндефицитными продуктами (шлифованным рисом, продуктами из пшеничной муки тонкого помола и т.п.), при хроническом алкоголизме (возрастает потребность в тиамине), а также при употреблении сырой рыбы, которая содержит фермент, разрушающий тиамин. Негативные последствия избытка витамина В{ не описаны.

Суточная потребность в витамине Bj составляет 1,5—2 мг.

Больше всего тиамина в пивных дрожжах. Много его в гречневой и овсяной крупах, пшене, бобовых и муке грубого помола. В мясе (за исключением свинины и печени), молочных продуктах, овощах и фруктах тиамина очень мало.

Витамин Въ или рибофлавин, по своей химической структуре состоит из объединенных колец бензола, пиразина и пиримидина с присоединенным остатком спирта рибитола (см. рис. 6.7). Рибофлавин обнаружен во всех тканях, но больше всего его в почках и печени, где образуются его активные формы — флавинмононуклеогид (фосфорилированный флавин) и флавинадениндинуклеотид (FAD — флавин, соединенный с остатком АДФ). Эти соединения образуют комплексы с белками — так называмые флавиновые ферменты, которые обеспечивают:

  • — один из этапов в цепи переноса электронов в митохондриях;
  • — одно из звеньев цикла Кребса;
  • — синтез катехоламинов;
  • — метаболизм глицерина;
  • — окисление пуринов и др.

Два производных витамина В2 — люминохром и люминофлавин — выполняют в сетчатке глаза защитную функцию, предохраняя ее от вредного воздействия ультрафиолета.

Недостаток витамина В2 вызывает нарушения энергетического обмена. Это проявляется в общей задержке роста, поражениях кожи и роговицы, плохом заживлении ран, нервных расстройствах. Гипервитаминоз В2 не описан.

Суточная потребность в рибофлавине составляет 2—2,5 мг.

Важнейшими его источниками являются сыр, творог, молоко, мясо, рыба, крупы, хлеб из муки грубого помола. В овощах и фруктах витамина В2 очень мало.

Витамин В3, или ниацин, никотиновая кислота, витамин РР, по своей химической структуре является пиридинкарбоновой кислотой (см. рис. 6.7).

Амид никотиновой кислоты входит в состав никотинамидадениндину- клеотида (NAD). NAD включается в структуру важнейших окислительновосстановительных ферментов — дегидрогеназ, которых в организме более ста. Эти ферменты работают в дыхательной цепи митохондрий, участвуют в метаболизме органических кислот, спиртов, альдегидов, глицерина, углеводов и др.

При недостатке никотиновой кислоты может развиться пеллагра, проявляющаяся в поражениях кожи, сердцебиениях, апатии, снижении веса, падении сопротивляемости к инфекциям, тяжелых поражениях НС. Гипер- витаминоз В3 не описан.

Суточная потребность в никотиновой кислоте составляет 15—25 мг, она может возмещаться как за счет собственно никотиновой кислоты, которой много в печени, мясе, хлебе, так и за счет молочных продуктов, где содержится много триптофана, способного превращаться в организме в никотиновую кислоту.

Витамин В5, или паптотеповая кислота, по своей химической структуре является диоксидиметилмасляной кислотой, соединенной кислотноамидной связью с р-аланином (см. рис. 6.7).

Физиологической активностью отличается производное витамина В3 — коэнзим А (КоА), которое образуется непосредственно во всех клетках организма и играет во многих биохимических процессах роль акцептора и переносчика кислородных остатков. С его участием идут:

  • — окисление и синтез жирных кислот;
  • — метаболизм кетокислот;
  • — цикл лимонной кислоты;
  • — синтез стероидов, АХ, жиров и др.

Недостаток витамина В5 вызывает замедление роста, снижение веса, повреждения кожи; нарушаются функции НС, пищеварительной системы, репродуктивных органов, системы кроветворения, иммунной системы, эндокринной системы. Гипервитаминоз В5 не описан.

Суточная норма потребления пантотеновой кислоты составляет 10—20 мг. Она поступает с пищевыми продуктами и производится микрофлорой кишечника.

Больше всего витамина В5 в печени и яичном желтке; несколько меньше — в мясе, крупах, овощах и фруктах. При глубокой кулинарной обработке теряется до 30% витамина В5.

Витамин В6, или пиридоксин, по своей химической структуре представляет собой гидроксилированное пиридиновое кольцо (см. рис. 6.7). Аналогичной активностью обладают производные пиридоксина — пири- доксаль и пиридоксамин. Все эти вещества всасываются в кишечнике и уже в клетках организма превращаются в физиологически активную форму — пиридоксаль-5-фосфат. Это соединение выполняет роль «помощника» (кофермента) для ферментов, обеспечивающих взаимопревращение аминокислот, а именно переаминировапие, дезаминирование, декарбокси- лирование и разные виды окисления. Кроме того, пиридоксаль-5-фосфат в качестве кофермента участвует в процессах расщепления гликогена до глюкозы, в синтезе гема для гемоглобина, в реакциях образования ара- хидоновой кислоты.

Недостаток витамина В6 приводит к повреждениям кожи, развитию анемии, у детей могут возникать судороги. Гипервитаминоз В6 не описан.

Суточная потребность в витамине В6 составляет 3—5 мг, больше всего его в мясе и несколько меньше — в овощах, картофеле и рисе. При кулинарной обработке разрушается до 30% витамина Вб.

Витамин В7, или биотин, витамин Н, по химической структуре представляет собой два связанных кольца: имидазольное и тиофеновое, к которым присоединена валериановая кислота (см. рис. 6.7). Биотин всасывается в тонком кишечнике, связывается с альбумином крови и транспортируется по всему организму. В клетках биотин входит в состав ферментов, которые осуществляют реакции карбоксилирования и транскарбоксилирова- ния. С помощью этих реакций карбоксильная группа или присоединяется к одной из молекул, или переносится с молекулы на молекулу.

Биотин очень важен для таких процессов, как:

  • — синтез субстратов цикла трикарбоновых кислот;
  • — синтез жирных кислот, нуклеотидов, белков и др.

Недостаток витамина Н или его избыток у людей практически не встречаются, так как, помимо поступления с пищей, он синтезируется в достаточном количестве микрофлорой кишечника. Хроническое нарушение процессов всасывания и гибель кишечной микрофлоры могут понизить содержание витамина Н в организме, что проявляется в виде дерматита и потери вкусовой чувствительности.

Суточная норма потребления витамина Н составляет около 0,2 мг.

Биотина довольно много в печени, яйцах, мясе и мало — в растительных продуктах.

Витамин В9, или фолиевая кислота, но химической структуре представляет собой два связанных кольца — ниразиновое и пиримидиновое, к которым присоединены парааминобензойная и глутаминовая кислоты (см. рис. 6.7). Витамин В9 поступает в организм с пищей (главным образом — с растительной) и синтезируется микрофлорой кишечника. В печени фолиевая кислота переходит в физиологически активную форму — тетра- гидрофолиевую кислоту. Это соединение в качестве кофермента принимает участие более чем в 20 специфических реакциях, например:

  • — переносе метальной группы и участии в образовании метионина (метионин нужен для синтеза холина, адреналина, креатина и др.);
  • — переносе метиленовой группы и синтезе серина из глицина;
  • — участии в образовании нуклеиновых кислот;
  • — участии в обмене аминокислот.

При недостатке витамина В9 возникают задержка роста, анемия, дерматиты, возможны параличи и нарушения пищеварения. Обычная причина авитаминоза В9 — гибель кишечной микрофлоры или нарушение всасывания. Гипервитаминозы В9 не описаны.

Суточная норма потребления фолиевой кислоты составляет около 0,5 мг.

Витамина В9 много во всех растительных продуктах, но там она присутствует в трудно усваиваемой форме; его много в дрожжах, печени и почти нет в мясе и молоке. При тепловой обработке может теряться до 90% фолиевой кислоты.

Витамин Вхъ или цианкобаламинУ по своей химической структуре представляет собой очень большую и сложную молекулу (C63H88Ot4N14PCo), в основе которой лежит порфириноподобная кольцевая структура (как в геме), связанная с атомом кобальта (Со2+) (см. рис. 6.7). Витамин В12 всасывается в кишечнике с помощью особого гликоиротеидного фактора, вырабатываемого клетками стенки желудка, который называется внутренним фактором Кастла. В крови витамин В12 связывается с транспортными белками, в комплексе с которыми он разносится по всем тканям. Больше всего данного витамина поступает в печень, где он депонируется. И в клетках-потребителях, и в печени В12 превращается в активные формы: дезок- сиаденозилкобаламин и метилкобаламин, которые являются кофермен- тами, обслуживающими большую группу биохимических процессов.

С участием активных форм витамина В12 происходят:

  • — перенос метальной группы (трансметилирование), обеспечивающий, в частности, превращение цистеина в метионин;
  • — обмен радикалами, присоединенными к соседним атомам углеродной цепи (трансмутазная реакция), что обеспечивает метаболизм жирных кислот с разветвленной цепыо и распад аминокислот с разветвленной цепью;
  • — перенос аминогрупп (—NH2) и гидроксильных групп (—ОН) и др.

Недостаток витамина В12 вызывает, в первую очередь, нарушение биосинтеза метионина, которое приводит к анемии, вызванной расстройством системы кроветворения. Кроме того, нарушаются деятельность НС и тонус гладкой мускулатуры. Причиной авитаминоза В12 обычно является нарушение всасывания его в кишечнике или удаление части желудка, уменьшающее количество внутреннего фактора Кастла. Гипервитаминоз В12 не описан.

Суточная норма витамина В12 составляет 2—3 мкг.

Этого витамина очень много в печени, рыбе и мясе, меньше — в сыре, яйцах и молоке, совсем мало — в продуктах растительного происхождения.

Витамин Р} или полифенолы, представляет собой группу веществ растительного происхождения, которые придают яркую окраску плодам и ягодам. Все эти вещества в основе структуры своих молекул имеют дифенил- пропановый «скелет» (см. рис. 6.7). Они способны очень легко окисляться, предохраняя от окисления другие физиологически активные вещества.

Полифенолы важны:

  • — для защиты адреналина от окисления;
  • — защиты гиалуроновой кислоты (важнейшего компонента клеточных оболочек) от гидролиза (совместно с витамином С);
  • — синтеза коллагена (совместно с витамином С витамин Р влияет на обмен пролина);
  • — обмена аскорбиновой кислоты;
  • — снижения активности тяжелых металлов.

Недостаток витамина Р проявляется в виде повышенной хрупкости капилляров и микрокровоизлияний в разных органах. Эти симптомы трудно отличимы от авитаминоза С. Гипервитаминоз Р не описан.

Суточная потребность человека в витамине Р оценивается от 25 мг до 1 г.

Витамина много во всех фруктах и ягодах, очень много в чае, красном перце и совсем нет в продуктах животного происхождения.

Витаминоиды. Помимо витаминов, рассмотренных выше, существует группа частично или полностью незаменимых веществ, поступающих в организм человека с нищей в достаточных (или даже избыточных) количествах, — это витаминоиды. К ним относятся:

  • — холин (витамин В4), участвующий в построении клеточных мембран, миелиновых оболочек аксонов нейронов и синтезе АХ;
  • — инозит (витамин В8), входящий в состав одного из компонентов клеточных мембран — фосфоинозитида;
  • — оротовая кислота (витамин В13), принимающая участие в синтезе нуклеиновых кислот;
  • — пангамовая кислота (витамин В15), усиливающая окислительные процессы;
  • — пара-аминобензойная кислота (витамин В10), стимулирующая синтез нуклеиновых кислот и замедляющая окисление адреналина;

линоевая кислота (витамин N), «помогающая» витамину Bj реализовывать свои функции;

карнитин (витамин Вп), участвующий в транспорте жирных кислот через мембрану митохондрий;

  • — убихинон (коэнзим Q), участвующий в работе дыхательной цепи митохондрий;
  • — витамин U (противоязвенный фактор), способствующий регенерации слизистой оболочки желудка, влияющий на обмен гистамина, тиамина, холина, метионина.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >