МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждения высшего образования
«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ Факультет
Кафедра анатомии, физиологии, химии и безопасности жизнедеятельности
Реферат
Витамины. Основные витамины пищевых продуктов и их значение. Коферменты.
| Работу выполнила: обучающийся ZМ 622 группы, направленность (профиль) «Химия» Уросова Нина Сергеевна Преподаватель: профессор, доктор фармацевтических наук Козьминых Елена Николаевна |
| |
ПЕРМЬ
2020
Оглавление
Введение ……………………………………………………………………… | 3 |
Глава 1. О ВИТАМИНАХ, ИХ КЛАССИФИКАЦИИ И ПРИЧИНАХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПАТОЛОГИЙ ОБМЕНА ВИТАМИНОВ………………………………………………………… 1.1 Причины возникновения патологий обмена витаминов………. 1.1.1 Гиповитаминозы………………………………..…………. 1.1.2 Гипервитаминозы…………………………………............. 1.2 Профилактика гиповитаминозов и гипервитаминозов………… 1.2.1 Профилактика гиповитаминозов………………..……….. 1.2.2 Профилактика гипервитаминозов………..……..……….. 1.3 Классификация витаминов………………………………….…… | 5 5 5 6 7 7 7 7 |
Глава 2. ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ………………….…… 2.1 Ретинол (Витамин А) …………………………………………..… 2.2 Кальциферол (Витамин D) …………………………………….… 2.3 Токоферол (Витамин E) ……………………………………….… 2.4 Нафтохинон (Витамин K) ……………………..………………… 2.5 Убихинон (Витамин Q) ………………………….…………….… | 8 8 8 9 9 9 |
Глава 3. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ………………………. 3.1 Тиамин (Витамин B1)…………………………………………….. 3.2 Рибофлавин (Витамин B2)………………………………….…….. 3.3 Пиридоксин (Витамин B6)………………………………….……. 3.4 Цианокаламобин (Витамин B12)………………………….……… 3.5 Аскорбиновая кислота (Витамин С)………………………….…. 3.6 Витамин Р (биофлавоноиды, полифенолы)…………………….. 3.7 Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота, витамин B5)........... 3.8 Фолиевая кислота (витамин B9)…………………………………. 3.9 Пантотеновая кислота (витамин B3)…………………………….. 3.10 Биотин (витамин Н)………………………………………….…… | 10 10 10 10 10 11 11 12 12 12 12 |
Глава 4. КОФЕРМЕНТЫ…………………………………………..………. | 13 |
Заключение ……………………………………………………………..…….. | 16 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………………………………. | 17 |
Введение
Кушать овощи и фрукты,
Рыбу, молокопродукты —
Вот полезная еда,
Витаминами полна!
(А. Болюбаш)
Витамины – жизненно важные вещества, необходимые нашему организму для поддержания многих его функций. Поэтому достаточное и постоянное поступление витаминов в организм с пищей крайне важно.
Биологическое действие витаминов в организме человека заключается в активном участии этих веществ в обменных процессах. В обмене белков, жиров и углеводов витамины принимают участие либо непосредственно, либо входя в состав сложных ферментных систем. Витамины участвуют в окислительных процессах, в результате которых из углеводов и жиров образуются многочисленные вещества, используемые организмом, как энергетический и пластический материал. Витамины способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Важную роль играют витамины в поддержании иммунных реакций организма, обеспечивающих его устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Это имеет существенное значение в профилактике инфекционных заболеваний.
Витамины смягчают или устраняют неблагоприятное действие на организм человека многих лекарственных препаратов. Недостаток витаминов сказывается на состоянии отдельных органов и тканей, а также на важнейших функциях: рост, продолжение рода, интеллектуальные и физические возможности, защитные функции организма. Длительный недостаток витаминов ведет сначала к снижению трудоспособности, затем к ухудшению здоровья, а в самых крайних, тяжелых случаях это может закончиться смертью.
Только в некоторых случаях наш организм может синтезировать в небольших количествах отдельные витамины. Витамины необходимы для синтеза гормонов – особых биологически активных веществ, которые регулируют самые разные функции организма. Они необходимы для гормональной системы и ферментной системы нашего организма. Также регулируют наш обмен веществ, делая организм человека здоровым, бодрым и красивым.
Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые синтезируются в кишечнике обитающими в нём полезными микроорганизмами, однако в этом случае их бывает не всегда достаточно. Многие витамины быстро разрушаются и не накапливаются в организме в нужных количествах, поэтому человек нуждается в постоянном поступлении их с пищей.
Применение витаминов с лечебной целью (витаминотерапия) первоначально было целиком связано с воздействием на различные формы их недостаточности. С середины XX века витамины стали широко использовать для витаминизации пищи, а так же кормов в животноводстве.
Ряд витаминов представлен не одним, а несколькими родственными соединениями. Знание химического строения витаминов позволило получать их путем химического синтеза; наряду с микробиологическим синтезом это основной способ производства витаминов в промышленных масштабах. Существуют также вещества, близкие по строению к витаминам, так называемые провитамины, которые, поступая в организм человека, превращаются в витамины. Существуют химические вещества, близкие по своему строению к витаминам, но они оказывают на организм прямо противоположное действие, поэтому получили название антивитаминов. К этой группе относят также вещества, связывающие или разрушающие витамины. Антивитаминами являются и некоторые лекарственные средства (антибиотики, сульфаниламиды и др.), что служит еще одним доказательством опасности самолечения и бесконтрольного употребления лекарств.
Первоисточником витаминов являются растения, в которых витамины накапливаются. В организм витамины поступают в основном с пищей. Некоторые из них синтезируются в кишечнике под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, но образующиеся количества витаминов не всегда полностью удовлетворяют потребности организма. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ; они являются биологическими катализаторами или реагентами фотохимических процессов, протекающих в организме, также они активно участвуют в образовании ферментов.
Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Недостаток, а тем более отсутствие в организме какого-либо витамина ведет к нарушению обмена веществ. При недостатке их в пище снижается работоспособность человека, сопротивляемость организма к заболеваниям, к действию неблагоприятных факторов окружающей среды. В результате дефицита или отсутствия витаминов, развивается витаминная недостаточность.
Глава 1. О ВИТАМИНАХ, ИХ КЛАССИФИКАЦИИ И ПРИЧИНАХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПАТОЛОГИЙ ОБМЕНА ВИТАМИНОВ
Человеческий организм в полной мере неспособен синтезировать витамины, и поэтому должен получать их из внешней среды. Витамины являются биологически активными веществами, необходимыми для жизнедеятельности организма в малых количествах. Содержание витаминов в продуктах, однако, значительно ниже, чем основных нутриентов — белков, жиров и углеводов, и не превышает, как правило, 10-100 мг/100 г продукта.
Поступая в организм витамины переходят в свои активные формы, входят в состав ферментов, в виде коферментов и простетических групп и участвует в химических процессах. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов. Биологическая ценность жирорастворимых витаминов в значительной мере связана с их участием в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур. Необходимость водо- и жирорастворимых витаминов для нормального течения различных биологических процессов предопределяет развитие выраженных нарушений деятельности органов и систем при дефиците любого из витаминов.
-
Причины возникновения патологий обмена витаминов.
-
Гиповитаминозы.
Гиповитаминоз представляет собой комплекс нарушений, возникающий в организме при недостаточном поступлении тех или иных витаминов. Крайней степенью витаминной недостаточности является авитаминоз. При чрезмерном употреблении некоторых витаминов возникают патологические состояния, называемые гипервитаминозами.
Причины гиповитаминоза могут быть экзогенными и эндогенными.
К экзогенным причинам относятся:
1. Недостаток витамина в пище | -
Отсутствие в рационе продуктов, содержащих витамин -
Разрушение витаминов при кулинарной обработке пищи, транспортировке, хранении продуктов. Самые неустойчивые витамины - С и А, они расщепляются на свету, воздухе, при термической обработке. |
2. Несбалансированное и некачественное питание: | Неправильное соотношение между белками, жирами и углеводами в рационе. Например, при недостатке жиров снижается усвояемость жирорастворимых витаминов. При недостаточном поступлении в организм белков может наблюдаться гиповитаминоз А, нарушение усвояемости витаминов группы В в некоторых тканях и др. |
3. Условия внешней среды. | Например, при недостатке ультрафиолетовой радиации в детском возрасте может развиваться рахит вследствие недостаточного образования витамина D. |
4. Повышенные физические и психические нагрузки. | При этом организм нуждается в повышенном поступлении витаминов, поэтому возникает относительный гиповитаминоз. |
5.Воздействие вредных профессиональных факторов | Факторов, таких как: вибрация, холод и др. |
6. Применение антибиотиков широкого спектра действия и химиопрепаратов (в особенности группы ГИНК). | Развивается дисбактериоз, который приводит к гиповитаминозу вследствие нарушения витаминсинтезирующей функции микрофлоры. |
Эндогенные причины:
1. Нарушение всасывания витаминов при заболеваниях ЖКТ. | язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, гастрит с пониженной секрецией и др.), при глистных инвазиях, после резекции желудка кишки, при дефиците эндогенного фактора Касла (витамин В) и т.д. |
2. Повышенная потеря витаминов с мочой при заболеваниях почек, применении мочегонных средств |
3. Заболевания печени |
4. Усиленная потеря витаминов при диарее (например, при ряде инфекционных заболеваний) |
-
Гипервитаминозы.
Гипервитаминоз – это острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминсодержащих препаратах).
Чаще всего гипервитаминозы вызываются приёмом резко повышенных доз витаминов А и D. Лечение производится отменой приёма витаминов, обильным питьём (форсированный диурез), антидотами.
Причины гипервитаминозов:
1. Употребление витаминных препаратов с лечебно-профилактическими целями
2. Употребление больших количеств продуктов, богатых данным витамином
3. Случайные отравления.
-
Профилактика гиповитаминозов и гипервитаминозов.
-
Профилактика гиповитаминозов.
Как уже упоминалось, одной из экзогенных причин гиповитаминоза может быть неправильное хранение, транспортировка, кулинарная обработка. Для того, чтобы избежать значительных потерь витаминов необходимо (на примере витамина С):
1. Осуществлять транспортировку овощей только в деревянной таре.
2. Хранение в вакууме при температуре не выше +1-3°С.
3. Правильная кулинарная обработка чрезвычайно важна для сохранения витаминов.
-
Профилактика гипервитаминозов:
1. Принимать препараты витаминов только по назначению врача
2. Соблюдать рекомендуемую дозировку препаратов
-
Классификация витаминов
Современная классификация витаминов не является совершенной. Она основана на физико-химических свойствах (в частности, растворимости) или на химической природе, но до сих пор сохраняются и буквенные обозначения. В зависимости от растворимости в неполярных органических растворителях или в водной среде различают жирорастворимые и водорастворимые витамины.
Жирорастворимые витамины -
Витамин А -
Витамин D (кальциферолы) -
Витамин Е (токоферолы) -
Витамин К | Водорастворимые витамины -
Тиамин (витамин B1) -
Рибофлавин (витамин B2) -
Пиридоксин (витамин B6) -
Цианокобаламин (витамин B12) -
Аскорбиновая кислота (витамин С) -
Витамин Р (биофлавоноиды, полифенолы) -
Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота) -
Фолацин (фолиевая кислота) -
Пантотеновая кислота (витамин B3) -
Биотин (витамин Н) |
Из жирорастворимых витаминов только А и D в дозах, превышающих суточную потребность в сотни и тысячи раз, могут быть опасны. В отличие от этого бета-каротин и витамин Е даже в дозах, во много раз превосходящих их обычное поступление с пищей, переносятся хорошо. Передозировки водорастворимых витаминов также не представляют опасности, за исключением витамина B6, прием которого в очень высоких дозах (примерно в сто раз больше рекомендуемой ежедневной дозы, в течение многих месяцев) может привести к расстройству нервной системы.
Глава 2. ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
2.1. Ретинол (Витамин А)
Физиологические эффекты витамина А весьма разнообразны: стимуляция процессов роста, участие в окислительных процессах (активация молекулярного кислорода), обмене нуклеиновых кислот, белков, углеводов, холестерина, влияние на функции желез внутренней секреции (щитовидная, надпочечники), стимуляция иммунитета, процессов темновой адаптации (необходим для ресинтеза зрительного пурпура — родопсина).
Витамин А обеспечивает процессы регенерации покровного, железистого эпителия кожи, эпителия слизистой оболочки верхних дыхательных путей, мочевыводящих путей, желудочно-кишечного тракта.
Суточная потребность для взрослого человека — 1,5 мг; для беременных — 2 мг; для детей до 1 года — 0,5 мг, от 1 года до 6 лет — 1 мг, от 7 лет и старше — 1,5 мг. Лечебные дозы в среднем от 3 до 7,5 мг (1мг витамина А = 3300 МЕ).
2.2. Кальциферол (Витамин D)
Витамин D оказывает влияние на внутриклеточные окислительные процессы, минеральный обмен, в первую очередь кальциево-фосфорный (поддерживает постоянный уровень кальция и фосфора в крови, улучшает его всасывание в кишечнике, реабсорбцию фосфора в канальцах почек).
Кроме того, витамин D оказывает влияние на эндокринные железы (гипофиз, надпочечники, щитовидная железа, паращитовидная железа), обмен холестерина.
Витамин D влияет на содержание фосфатазы (превращает органические фосфаты в ионы неорганического фосфора) в крови, которая играет важную роль в кальцификации костей, обогащении костей фосфорными радикалами и в образовании нерастворимого фосфата кальция.
При недостаточности витамина D в тяжелых случаях развивается рахит, при котором нарушается образование костей (страдает превращение хрящевой ткани в костную, снижается количество кальция и фосфора в костях, недостаточно кальцифицируется остеоидный матрикс), рост зубов, поражаются мышцы, нарушается общее состояние организма, страдают нервная и сердечно-сосудистая системы, желудочно-кишечный тракт.
Кормящим матерям назначают по 500 МЕ ежедневно с первых дней до начала применения препарата у ребенка. Профилактическая доза на курс у детей с 3-недельного возраста 300 000 МЕ. Для лечения рахита I степени на курс дают 500 000 — 600 000 МЕ, при рахите II степени — 600 000 — 800 000 МЕ, при рахите III степени — 800 000 — 1 000 000 МЕ на курс.
Витамин D следует применять с большой осторожностью вследствие возможности развития тяжелых осложнений.
Потребность в витамине D детей, беременных и кормящих женщин не более 500 МЕ в сутки. Лечебные дозы витамина D при тяжелой форме рахита достигают 5000 — 100 000 МЕ в сутки (1 МЕ витамина D = 0,025 мкг).
2.3. Токоферол (Витамин Е)
Защищает в организме ненасыщенные жирные кислоты и витамин А от окисления (природный антиоксидант).
Потребность человека в витамине Е составляет 20-30 мг смеси природных токоферолов. Лечебная доза — до 300-500 мг.
Назначают внутрь при заболеваниях мышечной системы 50-100 мг в сутки 1-2 месяца, при нарушении сперматогенеза и потенции по 100-300 мг в сутки 1 месяц, при угрожающем аборте — по 100-150 мг в сутки 7-14 дней, при заболеваниях периферических сосудов, атеросклерозе, миокардиодистрофии по 100 мг в сутки 20-40 дней.
Грудным детям при склеродермии, гипотрофии и пониженнной резистентности капилляров по 5-10 мг в сутки.
2.4. Нафтохинон (Витамин К)
Синтезируется микрофлорой кишечника. Применение витамина К рекомендуется при различных формах геморрагического синдрома, легочных, маточных, паренхиматозных кровотечениях, пневмониях, заболеваниях печени, хронических поражениях желудка, в хирургической практике (в частности при подготовке к операции).
Потребность в витамине К, по некоторым данным, составляет примерно 15 мг в сутки. Лечебная суточная доза от 15 до 30 мг.
2.5. Убихинон (Витамин Q)
Убихиноны широко распространены в растительных, микробных и животных клетках. Убихинон представляет собой растворимое в жирах масло желтого цвета с максимумом поглощения при 275 нм. Все убихиноны являются производными коэнзима Q0 (2,3-диметок- си-5-метил-1,4-бензохинона).
Убихиноны переносят электроны через липидные слои мембран. Они играют важную роль в процессах тканевого дыхания, являясь компонентами дыхательной цепи.
Источниками этого витамина является животная и растительная пища. Особенно богаты витамином печень и сердечная мышца.
Глава 3. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
3.1. Тиамин (Витамин B1)
Оказывает благотворное действие на клеточное дыхание, процессы ассимиляции, обмен веществ, углеводный, жировой, белковый, минеральный обмен, сердечно-сосудистую систему и органы пищеварения, функцию нервной системы, в том числе на нервную трофику (питание).
Суточная потребность для взрослых около 2 мг, для детей от 6 месяцев до 1 года — 0,5 мг, от 1 до 1,5 лет — 0,8 мг, от 1,5 до 6 лет — 0,9-1,2 мг. От 7 до 10 лет — 1,4 мг, от 11 до 13 лет 1,7 мг, для юношей 14-17 лет — 1,9 мг, для девушек 14-17 лет — 1,7 мг. Лечебная доза до 50 мг в день.
3.2. Рибофлавин (Витамин B2)
Активно участвует в обмене веществ: окислительно-восстановительных процессах, клеточном дыхании, окислении углеводов, молочной кислоты, альдегидов, обмене жиров, порфиринов, синтезе белков, окислительном дезаминировании аминокислот. Необходим для обеспечения роста.
Рибофлавин оказывает регулярующее действие на функцию ЦНС, особенно ее вегетативного отдела, стимулирует эритропоэз (генерацию новых клеток крови — эритроцитов), регулирует функции печени, благоприятно влияет на сетчатку глаза и пр.
Суточная потребность для взрослого — 2,5 мг, детей от 6 месяцев до 1 года — 0,6 мг, от 1 до 1,5 лет — 1,1 мг, от 1,5 до 6 лет — 1,2 мг-1,6 мг, от 7 до 17 лет — 1,9-2,5 мг. Лечебная доза — 5-10 мг на прием, суточная доза — до 50 мг.
3.3. Пиридоксин (Витамин B6)
Участвует в белковом и жировом обмене, реакциях переаминирования и декарбоксилирования аминокислот, переносе сульфгидрильных групп, обмене триптофана, гистидина, метионина, цистина, окислении и синтезе жира, стимулирует использование организмом ненасыщенных жирных кислот. Может синтезироваться бактериальной флорой кишечника.
Суточная потребность для взрослых — около 2 — 2,5 мг, для детей от 6 мес до 1 года — 0,5 мг, от 1 года до 1,5 лет — 0,9 мг, от 1,5 до 6 лет 1-1,4 мг, от 7 до 13 лет — 1,7-2 мг, для юношей 14-17 лет — 2,2 мг, для девушек 14-17 лет — 1,9 мг. Лечебная доза — 25-200 мг.
3.4. Цианокаламобин (Витамин B12)
Играет важную роль в процессах гемопоэза (кроветворения), регуляции эритропоэза (созревании эритроцитов), вместе с фолиевой кислотой участвует в белковом обмене — синтезе метильных групп, образовании метионина, холина. Кроме того, вместе с фолиевой кислотой витамин B12 участвует в синтезе нуклеиновых кислот, способствует ассимиляции аминокислот и их лучшему использованию клетками. Витамин B12 способствует превращению в организме каротина в витамин А и его отложению в тканях. Синтезируется в толстой кишке.
Суточная потребность здорового человека составляет около 2-5 мкг. Лечебная доза 50-100 мкг в сутки парентерально или 500-2500 мкг внутрь.
3.5. Аскорбиновая кислота (Витамин С)
Принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях, в обеспечении нормального течения белкового, углеводного и жирового обмена. Под действием витамина С органы обогащаются гликогеном, в крови повышается количество пирвиноградной кислоты, мелкодисперстных белков, окисление тирозина, регулируется содержание полипептидов и холестерина. Он благотворно влияет на ассимиляторно-диссимиляторные процессы в клетке, регенерацию аморфного склеивающего вещества эндотелия капилляров, на регулярование проницаемости капилляров и образование коллагена. Оказывает влияние на иммуно-биологические реакции организма.
Витамин С стимулирует образование антител, повышает фагоцитарную активность крови, пролиферацию ретикулоэндотелиальных элементов, предотвращает возникновение или смягчает течение анафилактического шока.
Витамин С оказывает благоприятное влияние на антитоксическую функцию печени, стимулирует внешнесекреторную функцию поджелудочной железы, образование протромбина, эритропоэз, фильтрационную способность почек и др.
Суточная потребность для взрослых — 70 — 100 мг, для детей от 6 месяцев до 1 года — 20 мг, от 1 до 10 лет — 35 мг-50 мг, от 11 до 13 лет — 60 мг, от 14 до 17 лет — 70-80 мг. Лечебная доза — до 500 мг.
3.6. Витамин Р (биофлавоноиды, полифенолы)
Вещества с Р-витаминным действием — природные соединения, так называемые полифенолы, наряду с аскорбиновой кислотой обеспечивают нормальную проницаемость капилляров, регенерацию их аморфного склеивающего вещества.
Под влиянием соединений, обладающих Р-витаминным действием, понижается артериальное давление крови, замедляется ритм сердца, увеличивается его минутный объем, повышается диурез, желчевыведение, увеличивается содержание кальция в сыворотке крови, усиливается тканевое дыхание, уменьшается гипоксия, снижается повышенная функция щитовидной железы и др.
Биологический эффект витамина Р тесно связан с аскорбиновой кислотой. Витамин Р способствует усвоению витамина С.
Назначают взрослым по 20 — 50 мг 2 — 3 раза в сутки. Лечебная суточная потребность в веществах, обладающих Р-витаминной активностью — до 100-150 мг.
3.7. Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота, витамин B5)
Широко участвует в разнообразных процессах обмена веществ (окислительно-восстановительные процессы, регуляция углеводного обмена, соотношение между содержанием в организме никотиновой кислоты и использованием организмом пищевого белка, обмен холестерина, обмен железа и т.п.).
Никотиновая кислота влияет на функциональное состояние ЦНС, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, систему кроветворения [стимуляция костного мозга, эритропоэза (синтеза эритроцитов крови)], усиливает действие инсулина, меркузала, дигиталиса и пр.
Суточная потребность для взрослых — около 20 мг, при тяжелом физическом труде — около 25 мг, для детей от 1 г до 6 лет — 9-13 мг, от 7 до 13 лет — 15-19 мг; для юношей — 14-17 лет — 21 мг, для девушек 14-17 лет — 19 мг. Лечебная разовая доза не более 100 мг, суточная лечебная доза — до 300 мг.
3.8. Фолиевая кислота (витамин B9)
Содержится в листьях растений, дрожжах, печени, почках. Участвует в процессах гемопоэза (кроветворения). Она необходима для регуляции эритропоэза (синтеза эритроцитов крови), тромбоцитопоэза (генерации тромбоцитов) и особенно лейкопоэза (образование лейкоцитов крови), оказывает стимулирующее влияние на синтез белков (катализатор синтеза аминокислот). Синтезируется в организме.
Потребность человека в фолиевой кислоте 2-3 мг в сутки. Разовая лечебная доза 5-50 мг, максимальная суточная доза — 150 мг.
3.9. Пантотеновая кислота (витамин B3)
Важна при расщеплении жиров, углеводов и аминокислот, а также для синтеза жизненно важных жирных кислот и некоторых гормонов. Синтезируется микрофлорой кишечника.
Суточная потребность для взрослых — 10-12 мг, при тяжелом физическом труде и для кормящих женщин — до 20 мг. Терапевтическая суточная доза — от 50 до 500 мг.
3.10. Биотин (витамин Н)
Важен при синтезе углеводов и жирных кислот. Синтезируется микрофлорой кишечника.
Суточная доза около 150-200 микрограмм. Лечебная доза — 150-300 микрограмм.
Глава 4. КОФЕРМЕНТЫ
Коферменты (коэнзимы) – органические природные соединения, необходимые для осуществления каталитического действия ферментов. Коферменты выполняют функцию переносчиков электронов, атомов или функциональных групп с одного субстрата на другой.
Ферментами называют белки, выполняющие в организмах функции катализаторов химических реакций в клетках. Большинство ферментов состоят из белкового компонента (апофермента) и кофермента, имеющего сравнительно небольшую молекулярную массу. Коферменты вместе с функциональными группами аминокислотных остатков апофермента формируют активный центр фермента, на котором происходит связывание с субстратом и образование активированного фермент-субстратного комплекса.
Сами по себе коферменты каталитически неактивны, так же, как и апоферменты без коферментов. Таким образом, образование комплекса апофермента с коферментом – один из способов регуляции активности фермента в организме.
Следует также иметь в виду, что в проявлении каталитического действия ферментов большую роль играют различные неорганические ионы, например К+, Zn2+, Mg2+ и др. В большинстве случаев катионы металлов взаимодействуют с апоферментной частью молекулы фермента, при этом структура фермента меняется таким образом, что собственно и формируется его активный центр. Такие ионы хотя и активируют фермент, но не входят в состав его активного центра. Известны ферменты, например карбоангидраза, в которых катионы металлов (в данном случае Zn2+) входят в состав активного центра. В любом случае такие неорганические ионы, необходимые для проявления каталитической активности ферментов, называют кофакторами.
Коферменты обладают как минимум двумя функциональными группами или реакционноспособными участками, обуславливающими специфическое связывание с апоферментом с одной стороны и с субстратом – с другой. Известны десятки органических соединений, выполняющих функции коферментов. Эти вещества, как правило, содержат системы сопряженных π-связей и (или) гетероатомы. Многие коферменты включают в качестве структурного компонента остаток молекулы витамина (коферментные формы витаминов).
По способам взаимодействия с апоферментом различают растворимые коферменты и простетические группы.
Растворимый кофермент присоединяется к молекуле фермента во время реакции, химически изменяется и затем снова освобождается. Первоначальная форма растворимого кофермента регенерируется во второй, независимой реакции. Поскольку такие же стадии взаимодействия проходит и субстрат, некоторые авторы называют растворимые коферменты косубстратами. Однако этот термин неоправдан, поскольку субстрат взаимодействует в реакции данного типа лишь с определенным ферментом (субстратная специфичность ферментов), в то время как растворимый кофермент взаимодействует с широким кругом ферментов данного класса.
Простетической группой называют кофермент, который прочно связан с апоферментом (обычно ковалентными связями) и во время реакции постоянно находится в активном центре фермента. После освобождения субстрата регенерация простетической группы происходит при взаимодействии с другим коферментом или субстратом.
Все ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, т.е. перенос восстановительных эквивалентов – протонов и (или) электронов (оксидоредуктазы), и все ферменты, катализирующие реакции переноса различных групп (трансферазы), нуждаются в коферментах. По этому признаку коферменты делятся на две группы – окислительно-восстановительные коферменты и коферменты переноса групп.
Флавиновые коферменты ФМН и ФАД найдены в дегидрогеназах, оксидазах и монооксигеназах. Обычно оба соединения ковалентно связаны с ферментами. Активной группой обоих коферментов является флавин (изоаллоксазин), имеющий сопряженную систему из трех колец, которая может при восстановлении принимать два электрона и два протона.
В ФМН к флавину присоединен фосфорилированный спирт – рибит. ФАД состоит из ФМН, связанного с аденозинмонофосфатом (АМФ). Оба соединения являются функционально близкими коферментами:
В липоамиде функцию окислительно-восстановительного центра выполняет внутримолекулярный дисульфидный мостик. Липоевая кислота ковалентно связана с остатком лизина молекулы фермента:
Остаток липоевой кислоты прежде всего участвует в окислительном декарбоксилировании 2-кетокислот.
Группа гема является окислительно-восстановительным коферментом в дыхательной цепи, фотосинтезе, а также в монооксигеназах и пероксидазах. В отличие от гемоглобина в этих случаях ион железа меняет валентность.
Гем в цитохроме С, ковалентно связан с двумя остатками цистеи- на молекулы фермента.
Коферменты НАД+ и НАДФ+ широко распространены как коферменты дегидрогеназ. Они переносят гидрид-ион (Н‾) и действуют всегда в растворимой форме:
НАД+ передает восстановительный эквивалент из катаболического пути в дыхательную цепь и тем самым участвует в энергетическом обмене. НАДФ+, напротив, является самым важным восстановителем при биосинтезе.
Заключение
Биологическое действие витаминов в организме человека заключается в активном участии этих веществ в обменных процессах. В обмене белков, жиров и углеводов витамины принимают участие либо непосредственно, либо входя в состав сложных ферментных систем. Витамины участвуют в окислительных процессах, в результате которых из углеводов и жиров образуются многочисленные вещества, используемые организмом, как энергетический и пластический материал. Витамины способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Важную роль играют витамины в поддержании иммунных реакций организма, обеспечивающих его устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Это имеет существенное значение в профилактике инфекционных заболеваний.
Витамины смягчают или устраняют неблагоприятное действие на организм человека многих лекарственных препаратов. Недостаток витаминов сказывается на состоянии отдельных органов и тканей, а также на важнейших функциях: рост, продолжение рода, интеллектуальные и физические возможности, защитные функции организма. Длительный недостаток витаминов ведет сначала к снижению трудоспособности, затем к ухудшению здоровья, а в самых крайних, тяжелых случаях это может закончиться смертью.
Поэтому витамины – это жизненно важные вещества, необходимые нашему организму для поддержания многих его функций. Поэтому достаточное и постоянное поступление витаминов в организм с пищей крайне важно.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
-
Государственная фармакопея СССР. Х изд. М.: Медицина, 1961.
-
Фердман, Д.Л. Биохимия: учебник для вузов/ Д.Л. Фердман. – М.: Высш. шк., 1966. – 644 с.
-
Малер, Г. Основы биологической химии: пер с англ./ Г. Малер, Ю. Кордес. – М.: Мир, 1970. – 567 с.
-
Химия биологически активных природных соединений / под ред. Н.А. Пре- ображенского. – М.: Химия, 1970. – 512 с.
-
Современные методы в биохимии / под ред. В.Н. Ореховича. – М.: Медици- на, 1977. – 392 с.
-
Яхимович, Р.И. Химия витаминов D / Р.И. Яхимович. – Киев: Наукова дум- ка, 1978. – 248 с.
-
Шрайнер, Р. Идентификация органических соединений: пер. с англ./ Р. Шрайнер, Р. Фьюзон, Д. Кёртин и др. – М.: Мир, 1983. – 703 с.
-
Химическая энциклопедия: в 5 т. Т.1. – М., 1988. – 623 с
-
Досон, Р. Справочник биохимика: пер с англ. / Р. Досон, Д. Элиот, У. Элиот
и др. – М.: Мир, 1991. – 543 с.
-
Девис, С. Витамин С: Химия и биохимия: пер. с англ. /С. Девис, Д. Остин, Д. Патридж. – М.: Мир, 1999. – 176 с.
-
Кольман, Я. Наглядная биохимия: пер. с нем. / Я. Кольман, К.-Г. Рем. – М.: Мир, 2000. – 469 с.
-
Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: учеб. пособ./ Э.Н. Аксенова, О.П. Андрианова, А.П. Арзамасцев и др. – М., 2001. – 384 с.
-
Кнорре, Д.Г. Биологическая химия: учебник для вузов / Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина.– М.: Высш. шк., 2002. – 479 с.
-
Арзамасцев, А.П. Большая российская энциклопедия лекарственных средств: в 2 т. / А.П. Арзамасцев, А.А. Баранов, Ю.Н. Беленков и др. – М.: Ремедиум, 2002. – 1384 с.
-
Энциклопедия биологической химии: в 4 т. Т.4. М., 2004. – 503 с.
-
. Арзамасцев, А.П. Фармацевтическая химия / А.П. Арзамасцев. М.: Гэотар Медицина, 2004. – 640 с.
-
Лифляндский, В. Витамины и минералы / В. Лифляндский. СПб.: НЕВА, 2006. – 640 с.
-
Беликов, В.Г. Фармацевтическая химия / В.Г. Беликов. М.: МЕДэкспрес- информ, 2007. – 624 с.
-
Мокшина, Н.Я. Экстракция и определение ароматических α-аминокислот и водорастворимых витаминов – закономерности и новые аналитические ре- шения: автореф. дис. … д – ра хим. наук / Н.Я. Мокшина. М., 2007.