Тиамин
Тиамин также называется ещё витамин В1. Тиамин происходит от замещённого
пиримидина и тиазола, которые связаны метиленовым мостиком. Тиамин
очень быстро превращается в активную форму, тиамин пирофосфат (ТПФ),
в мозге и печени с помощью фермента тиамин дифосфотрансферазы.
ТПФ является необходимым кофактором для пируватДГ, альфа-кетоглутаратДГ
и транскетолазы, катализируемой реакции пентозофосфатного пути. Недостаточность
потребления тиамина ведёт к тому, что клетка неспособна генерировать
энергию (ведь энергия главным образом получается из глюкозы, которая
распадается до пирувата, а пируват с помощью пируватДГ превращается
в ацетилКоА, который сгорает в цикле Кребса, поэтому при недостатке
тиамина пируват не превращается в ацетилКоА, который является главным
источником энергии).
Суточное потребление тиамина составляет 1-1,5 мг.
Клинические проявления недостаточности тиамина.
Самыми ранними симптомами недостаточности тиамина являются запор,
потеря аппетита, тошнота, депрессия, периферическая невропатия и общая
слабость. Хроническая недостаточность тиамина ведёт к более тяжёлым
неврологическим симптомам таких как атаксия, помутнение сознания и
потеря координации глаз.
Болезнь при тяжёлой недостаточности тиамина называется Бери-Бери.
Она развивается либо при диете, богатой углеводами, либо при недостаточности
потребления тиамина. Также может развиваться болезнь, известная как
синдром Вернике-Корсакова. Этот синдром чаще развивается у алкоголиков
благодаря их стилю жизни.
Рибофлавин
Известен ещё как витамин В2. Рибофлавин является предшественником
коферментов флавин мононуклеотид (ФМН) и флавин аденин динуклеотид
(ФАД). Ферменты, которые требуют ФМН или ФАД как кофактор, называются
флавопротеины. Некоторые флавопротеины содержат металл, и тогда они
называюстя металлофлавопротеины. Оба класса этих ферментов вовлечены
в широкий круг редокс- реакций. В ходе этих реакций образуются восстановленные
формы ФМН и ФАД, ФМНН2 и ФАДН2 соответственно. Нормальная суточная
потребность в рибофлавине составляет 1,2-1,7 мг.
Клинические проявления недостаточности рибофлавина.
Недостаточность рибофлавина редко наблюдается у жителей большинства
европейских стран, т.к. он содержится в нормальных количествах в хлебе,
яйцах, молоке, мясе и т.д. Недостаточность рибофлавина очень часто
наблюдается у хронических алкоголиков.
Симптомы, связанные с недостаточностью рибофлавина, включают глоссит,
себорея, ангулярный стоматит, хеёлоз и фотофобию. Рибофлавин разрушается
на свету, поэтому недостаточность рибофлавина может возникнуть у новорожденных,
которые лечатся от гипербилирубинемии фототерапией.
Ниацин
Ниацин (никотиновая кислота, никотинамид) известен также под названием
витамин В3. Как никотиновая кислота, так и никотинамид могут служить
как пищевые источники витамина В3. Ниацин требуется для синтеза активных
форм витамина В3, никотинамид аденин динуклеотид (НАД+) и никотинамид
аденин динуклеотид фосфат (НАДФ+). НАД+ и НАДФ+ являются кофакторами
для значительного числа дегидрогеназ, например лактатДГ, малатДГ.
Ниацин может синтезироваться из аминокислоты триптофана. Однако эта
возможность использованиятриптофана для синтеза ниацина ограничена.
Из 60 мг триптофана образуется только 1 мг ниацина, кроме того для
этого синтеза требуется присутствие витаминов В1, В2 и В6, которых
не всегда присутствует в организме в избытке.
Рекомендованая суточная потребность для ниацина составляет 13-19 мг.
Клинические проявления недостаточности ниацина.
Недостаточное потребление ниацина (как и триптофана) ведёт к глосситу,
дерматиту, потере веса, диарее, депрессии и деменции. Такие симптомы
как депрессия, дерматит и диарея объединены в одно состояние, которое
называется пеллагра. Некоторые физиологические состояния организма
(например болезнь Хартнупа), а также применение некоторых лекарств
может привести к недостаточности ниацина. При болезни Хартнупа страдает
всасывание триптофана. Из лекарств можно выделить изониазид, который
является основным лекарством для лечения туберкулёза.
Никотиновая кислота (не никотинамид) при назначении фармакологических
доз (2-4 г/день) понижает уровень холестерола в крови, поэтому это
используется для лечения гиперхолестеролемии. Это связано с тем, что
никотиновая кислота уменьшает мобилизацию ЖК из жировых депо. Также
никотиновая кислота исчерпывает депо гликогена, что ведёт к возрастанию
уровня глюкозы в крови, поэтому терапия никотиновой кислотой не рекомендуется
диабетикам и больным подагрой.
Пантотеновая кислота.
Также известна как витамин В5. Пантотеновая кислота образуется из
аланина и пантоевой кислоты. Пантотеновая кислота требуется для синтеза
коэнзимА (КоА), а также как компонент ацилпереносящего белка, который
используется для синтеза ЖК. Следовательно, пантотеновая кислота используется
для метаболизма углеводов в цикле Кребса и метаболизма всех жиров
и белков.
Недостаточность пантотеновой кислоты набдюдается очень редко, т.к.
она широко распространена в пищевых продуктах.
Витамин В6
Пиридоксаль, пиридоксамин и пиридоксин в общем известны как витамин
В6. Все три компонента превращаются в биологически активную форму
витамина В6, пиридоксальфосфат. Это превращение катализируется пиридоксаль
киназой.
Пиридоксальфосфат как кофактор используется в реакциях трансаминирования
аминокислот, а также в гликогенолизе как кофактор гликогенфосфорилазы.
Суточная потребность в витамине В6 составляет 1,4 - 2,0 мг. Во время
беременности и лактации потребность в витамине В6 возрастает на 0,6
мг в день.
Недостаточность витамина В6 бывает редко и обычно ассоциируется с
недостаточностью других витаминов из группы В. Недостаточность в этом
витамине может возникнуть при применении изониазида (используется
для лечения туберкулёза) и пенициллинамина (используется для лечения
ревматоидного артрита).
Биотин
Биотин сам является коферментов для ферментов, которые используются
в реакциях карбоксилирования (ацетилКоА карбоксилаза и пируват карбоксилаза).
Биотин содержиться во многих продуктах, а также синтезируется нормальной
микрофлорой, поэтому его недостаточность наблюдается очень редко.
Недостаточность возникает при применении лекарств, которые влияют
на микрофлору, а также при чрезмерном потреблении сырых яиц. Последнее
связано с тем, что в яйцах содержится белок авидин, который препятствует
абсорбции биотина.
Кобаламин
Кобаламин более известен как витамин В12. Витамин В12 состоит из тетрапиррольного
кольца и иона кобальта в центре. Витамин В12 синтезируется исключительно
микроорганизмами и найден в печени животных, связанного с белком в
виде метилкобаламина или 5-деоксиаденозилкобаламин. Витамин может
освобождаться от белка, и тогда он становится активным. Освобождение
осуществляется в желудке с помощью желудочного сока или трипсина после
потребления мяса. Витамин потом связывается с фактором Касла, который
снтезируется париетальными клетками желудка, и в таком виде происходит
его всасывание.
В организме человека имеется только две реакции, которые требуют витамин
В12 как кофактор. В ходе катаболизма ЖК с нечётным числом углеродных
атомов и в катаболизме валина, изолейцина и треонина конечным продуктом
является пропионилКоА, который превращается в сукцинилКоА для окисления
его в цикле Кребса. Одним из ферментов для этого превращения является
метилмалонилКоА мутаза, который требует витамин В12 как кофактор в
превращении метилмалонилКоА в сукцинилКоА.
Второй реакцией, которая требует витамин В12 как кофактор, является
превращение гомоцистеина в метионин. Ферментом этой реакции является
метионин синтаза.
Клинические проявления недостаточности витамина В12.
Печень может накапливать витамин В12, поэтому его недостаточность
встречается очень редко. При недостаточности витамина В12 развивается
мегалобластическая анемия, которая в этом случае называется пернициозная
анемия. Это наблюдается при недостатке фактора Касла, который необходим
для всасывания В12. Анемия является результатом того, что страдает
синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, а следовательно и синтез
ДНК. В синтезе нуклеотидов используется N5-метилТГФК, а для этого
необходимо действие метионин синтазы, коферментом которого является
витамин В12.
Также неврологическим осложнением недостаточности витамина В12 является
демиелизация нервных клеток. Считается, что демиелинизация связана
с возрастанием метилмалонилКоА, потому что он является ингибитором
малонилКоА, который используется в синтезе ЖК. Это в свою очередь
ведёт к нарушения синтеза миелина и деструкции миелиновой оболочки.
Фолиевая кислота
Фолиевая кислота состоит из трёх частей: птеридиновое кольцо, пара-аминобензойная
кислота и глутаминовая кислота. Фолевая кислота содержится в дрожжах,
листьевых овощах, печени животных и др.
В клетках фолиевая кислота превращается в тетрагидрофолиевую кислоту
с помощью фермента дигидрофолат редуктазы. ТГФК переносит различные
формы одноуглеродных радикалов (метил, метилен, метенил, формил) в
ходе различных реакций. Эти реакции требуются в синтезе серина, метионина,
глицина, холина и пуриновых нуклеотидов и дТМФ.
Клинические проявления недостаточности фолиевой кислоты.
Недостаточность фолиевой кислоты связана в первую очередь с нарушением
синтеза ДНК. Это ведёт к остановке клеточного цикла быстро пролиферирующих
клеток, в частности гемопоэтических клеток. В результате возникает
мегалобластическая анемия как и при витамине В12.
Недостаточность фолиевой кислоты из-за его широкого распространения
в продуктах встречается редко. Очень часто наблюдается у алкоголиков.
У неалкоголиков главными причинами недостаточности является нарушения
абсорбции, метаболизма витамина или его повышенной потребности. Например,
во время беременности потребность в витамине возрастает. Это происходит
благодаря увеличению быстро пролиферирующих клеток. Такие лекарства
как антиконвульсанты и оральные контрацептивы ведут к нарушению абсорбции
фолиевой кислоты.
Аскорбиновая
кислота
Аскорбиновая кислота более известна как витамин С. Аскорбиновая кислота
синтезируется из глюкозы в ходе глюкуронового пути. Фермент L-гулонолактон
оксидаза, ответственный за превращение гулонолактона в аскорбиновую
кислоту, отсутствует у приматов и поэтому аскорбиновая кислота обязательно
должна поступать с пищей.
Сам является активной формой. Аскорбиновая кислота участвует в восстановлении
различных веществ в самых разных реакциях. Витамин С может восстанавливать
цитохромы а и с дыхательной цепи. Самая главная реакция, которая требует
витамина С как кофактора, является гидроксилирование пролиновых остатков
в коллагене. Следовательно, витамин С требуется для нормального состояния
соединительной ткани, а также для заживления рубцов. Т.к. коллаген
содержится в органическом матриксе костей, то витамин С также необходим
для нормального состояния костей.
Есть и другие реакции, которые требуют витамина С как кофактора. Например,
катаболизм тирозина и синтез адреналина из тирозина. Кроме тоо считается,
что витамин С связан с процессом стероидогенеза, потому что его болшое
количество содержится в коре надпочечников.
Недостаточность в витамине С приводит к болезни, которая называется
цинга. Это осуществляется благодаря участия витамина в пост-трансляционной
модификации коллагена. Цинга характеризуется мышечной слабостью, кровоточивостью
из дёсен, остеропорозом, ломкостью костей, анемией и др. Недостаточность
витамина С развивается на фоне либо недостаточного потребления его
организмом, либо при повышенной потребности в этом витамине. Повышенное
потребление связано с тяжёлым стрессом (или травмой). Это из-за того,
что при стрессе происходит истощение коры надпочечников, где много
содержится витамина С.
Витамин А
Витамин А состоит из трёх биологически активных молекул: ретинол,
ретиналь (ретинальдегид) и ретиноевой кислоты. Каждый из этих трёх
компонентов происходит от растительного предшественника бетта-каротина
(член семейства каротеноидов). Когда бетта-каротин попал в просвет
кишечника, то он расщепляется бетта-каротин диоксидазой и образуется
ретиналь. Ретиналь потом восстанавливается до ретинола с помощью ретинальдегид
редуктазы. Ретинол этерифицируется пальмитиновой кислотой и вступает
в кровь в составе хиломикронов. Потом остатки хиломикронов потребляются
печенью, где и происходит запасание витамина А. Транспорт витамина
из печени к внепечёночным тканям осуществляется в связанной формой
ретинола с апоретинол-связывающим белком. В клетке ретинол связывается
с клеточным ретинол-связывающим белком. Для транспорта по крови ретинол
связывается с альбумином.
Внутри клеток ретинол связан с рецептором, формируя витамин-рецепторный
комплекс. После того, как на рецептор подействует какой-либо сигнал
(чаще всего это стероидные и тиреоидные гормоны), этот комплекс взаимодействует
с определёнными последовательностями НК в генах, что способствует
росту и дифференциации, а также экспрессии этих генов.
Также витамин А участвует в зрении. Световосприятие есть ни что иное,
как функция двух типов клеток, расположенных в сетчатке глаза, - это
палочки и колбочки. Палочки и колбочки в составе своей мембраны содержат
фоторецепторный пигмент. Светочувствительным компонентом в глазах
млекопитающих является белок опсин, который ковалентно связан с альдегидом
витамина А. Фоторецептором палочек является родопсин, это серпентиновый
рецептор. Внутри клеток родопсин связан с G-белком, который здесь
называется трансдуцин.
Ретинол также участвует в синтезе определённых гликопротеинов и мукополисахаридов,
необходимых для регуляции роста и секреции слизи.
Клинические проявления недостаточности витамина А
Витамин А запасается в печени, и поэтому его недостаточность возникает
очень редко. Ранним симптомом недостаточности витамина А является
куриная слепота. Потом возникают фолликулярный гиперкератиноз, повышенная
чувствительность к инфекциями раку и железо дефицитная анемия. Длительная
недостаточность витамина А ведёт к ксерофтальмии (кератинизация роговицы).
Повышенная восприимчивость к раку связана с тем, что бетта-каротин
является мощным антиоксидантом.
Витамин Д
Витамин Д является стероидным гормоном. Он регулирует экспрессию определённых
генов. Активной формой гормона является 1,25-дигидроксикальцийтриол.
Главной функцией кальцийтриола является регулирование гомеостаза кальция
и фосфора. Активный кальцийтриол синтезируется из эргостерола (образуется
в растениях) и 7-дегидрохолестерол. Эргокальциферол (витамин Д2) образуется
из эргостерола под действием ультрафиолета. В коже 7-дегидрохолестерол
превращается в холекальциферол (витамин Д3) также под действием УФ.
Холекальциферол абсорбируется в кишечнике и потом транспортируется
в печень, связавшись со специфическим витаминД-связывающим белком.
В печени холекальциферол гидроксилируется по 25 позиции под действием
Д3-25-гидроксилазы и образуется 25-гидрокси-Д3, который является главной
формой циркулирования витамина Д. Превращение 25-гидрокси-Д3 в биологически
активный кальцийтриол осуществляется с помщью Д3-1-гидроксилазы, который
присутствует в проксимальных канальцах почки, в костях и плаценте.
Функция кальцийтриола неразрывно связана с действием паратирина и
кальцитонина. Она заключается в регулировании уровня кальция и фосфора.
Паратирин освобождается в ответ на низкое содержание кальция и индуцирует
продукцию кальцийтриола. Под действием паратирина синтезируется 24.25-дигидроксикальцийтриол.
В эпителиоцитах функция кальцийтриола как стероидного гормона заключается
в том, что он активирует ген (кальбайндинД28К), который ответственен
за синтез белка, который в свою очередь отвечает за абсорбцию кишечного
кальция. Увеличение абсорбции кальция требует сопутствующей абсорбции
каких-либо отрицательно заряженных ионов для того, чтобы поддерживать
электрическое равновесие. Основным таким ионом является Фн. Когда
уровень кальция в плазме крови падает, то главным местом для действия
кальцийтриола и паратирина является костная ткань, где они стимулируют
резорбцию костей, и почки, где они уменьшают выделение кальция посредством
стимуляции реабсорбции в дистальных канальцах. Роль кальцитонина в
гомеостазе кальция заключается в понижении увеличенного уровня кальция
посредством ингибирования резорбции костей.
Клинические проявления недостаточности витамина Д
В тех странах, где витамин Д добавляется в молоко, недостаточность
встречается редко. Главными симптомами недостаточности является рахит
у детей и остеомалация (размягчение костей) у взрослых. Рахит характеризуется
нарушенной минерализацией во время развитие костей, что приводит к
размягчению костей. Остеомаляция характеризуется деминерализацией
уже сформировавшихся костей, что ведёт к размягчению и повышенной
чувсвительности к переломам.
Витамин Е
Витамин Е есть ни что иное, как смесь токоферолов. Самым распространённым
токоферолом является альфа-токоферол. Витамин Е абсорбируется из кишечника
в составе хиломикронов. Доставляется к тканям через транспорт хиломикронов
и затем потребляется печенью в составе остатков хиломикронов. Печень
может упаковывать витамин в ЛПОНП. Благодаря своей липофильной природе
витамин Е накапливается в клеточных мембранах, жировых депо и циркулирующих
липопротеинов. Главное место хранения витамина Е - это жировая ткань.
Главная его функция заключается в том, что он является мощным антиоксидантом,
связывает свободные радикалы и молекулярный кислород. В частности
витамин Е предотвращает от перокисление и чрезмерной десатурации ЖК,
которые входят в состав мембран. Альфа-токоферол может связывать два
пероксидных свободных радикала и потом связывается с глюкуроновой
кислотой и выводится в составе желчи.
Клинические проявления недостаточности витамина Е
Главными симптомами недостаточности витамина Е является увеличение
хрупкости эритроцитов, мышечная слабость и бесплодие.
Витамин К
Витамин К существует как К1 (фитилменахинон) в зелёных овощах, как
К2 (мультипренилменахинон) в составе кишечной микрофлоре и как К3
в синтетическом менадионе. Главная функция витамина К заключается
в поддержании нормального уровня протеинов, которые необходимы для
свёртывания крови (факторы 2, 7, 9, 10 и белки С и S). Эти белки синтезируются
печенью в неактивном состоянии. Превращение неактивных форм в активные
свёртывающие факторы требует посттрансляционной модификации остатков
глутаминовой кислоты. Это модификация есть ни что иное, как карбоксилирование
остатков глутаминовой кислоты, и фермент, который катализирует эту
реакцию требует витамин К как кофактор. В результате образуются гамма-карбоксиглутамат.
В ходе карбоксилирования восстановленная форма витамина К (гидрохинон)
превращается в 2,3-эпоксидную форму. Обратная регенерация гидрохинона
происходит с помощью редуктазы. Эта последняя реакция является местом
действия для дикумарола, который является основой для антикоагулянтов
таких как, например, варфарин.
Клинические проявления недостаточности витамина К
Витамин К всасывается в кишечнике только в присутствии желчных солей.
Частично витамин К синтезируется микрофлорой кишечника, поэтому все
те лекарства, которые действуют на микрофлору, могут привести к недостаточности.
Основным симптомом является геморрагический синдром
назад
|