Витамины. Лекция 8-9

1.

1
ВИТАМИНЫ
Автор-составитель :
Проф. Е.О. Данченко
ВГУ имени П.М. Машерова

2.

2
Витамины:
незаменимые компоненты пищи
присутствуют в пище в небольших количествах
обеспечивают нормальное протекание
биохимических и физиологических процессов
путем участия в регуляции обмена веществ.
Витамины в организме не выполняют
пластическую и энергетическую функции

3.

3
Номенклатура
витаминов
По Мак-Коллуму (1913) витамины называют
латинскими буквами A, B, C, D, H, E, K
К названию болезни, которую предупреждает
или
излечивает
витамин,
добавляется
приставка
«анти»
(антискорбутный,
антигеморрагический)
Химическое название

4.

4
Классификация витаминов
Водорастворимые витамины (группа В, С, Н, Р)
Жирорастворимые витамины (A, D, E, K)
Витаминоподобные вещества (холин, липоевая
кислота, оротовая кислота, инозит,
карнитин, витамин U, витамин B15)
ПАБК,

5.

5
Биологическое действие витаминов
Витамины участвуют в ферментативных
реакциях в качестве кофакторов ферментов
Витамины-антиоксиданты (С, Е, каротиноиды)
Витамины-прогормоны (А, Д)

6.

6
Источники витаминов
1. Продукты питания
2. Синтез кишечной
микрофлорой
3. Синтез в организме (витамин D, РР)

7.

7
Витаминные патологии
Гиповитаминозы и полигиповитаминозы –
недостаточное поступление одного или
нескольких витаминов с пищей.
Авитаминоз – отсутствие витамина в пище
Гипервитаминоз – избыток витаминов
(чаще жирорастворимых) в пище.
В настоящее время чаще встречаются
полигиповитаминозы.

8.

8
Причины гиповитаминозов
1) Поступление недостаточного количества
витаминов с пищей
2) Несбалансированное питание (употребление
большого количества продуктов одной
категории)

9.

9

10.

10
3) Сезонные изменения рациона питания
(осенне-зимний и весенние период ).
4) Нарушение температурного режима обработки
продуктов, правил транспортировки и хранения.

11.

11
5) Повышенная потребность в витаминах в
результате климатических изменений.
6) Стрессы и повышенные физические нагрузки
увеличивают потребности организма в витаминах
примерно на 40%
7) Постоянный прием некоторых лекарственных
препаратов (антибиотики, противотуберкулезных
лекарств, сульфаниламидов и др.)

12.

12

13.

13
Жирорастворимые витамины

14.

14
Витамин А
(ретинол, антиксерофтальмический
витамин)

15.

15
В группу витамина А входят 3 соединения:
ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота
Витамин
образуется в организме из
каротиноидов,
которые
содержатся
в
растительных продуктах красного цвета и
при попадании в организм превращаются в
витамин А.

16.

16
Структура витамина А

17.

17
Структура каротинов

18.

18
Биологическая роль витамина А

19.

19
1) Ретинол необходим для репродуктивной
функции и функции эпителиальных клеток.
2) Ретиналь участвует в акте зрения и
определяет черно-белое сумеречное зрение.
3) Ретиноевая
кислота
деление
и
дифференцировку быстро делящихся тканей
– хряща, костной ткани.

20.

20
3) -каротин и ретинол выполняют
антиоксидантную функцию и нейтрализуют
свободные кислородные радикалы.
5) Ретиноиды обладают противоопухолевой
активностью и снижают действие
канцерогенов.

21.

21
Суточная потребность
Витамин А – 1-2,5 мг (5000-7000 МЕ)
β-каротин – 2-5 мг
Источники
Продукты животного происхождения: печень,
почки, сливочное масло, рыбий жир
Продукты растительного происхождения
красного и оранжевого цвета (морковь, перец,
томаты и др.)

22.

22
Витамин D
(кальциферол, антирахитический)

23.

23
В растительных маслах содержится
витамин D2
В коже под действием ультрафиолетовых
лучей образуется витамин D3
Активная форма витамина D – кальцитриол
– образуется в печени и почках

24.

24

25.

25
Витамины D2 и D3

26.

26
Биологическая роль витамина D

27.

27
1. Увеличивает концентрацию кальция и
фосфатов в плазме крови путем стимуляции
всасывания в кишечнике и реабсорбции в
почечных канальцах.
2. Повышает минерализацию костной ткани

28.

28
Суточная потребность - 12-25 мкг (500-1000 МЕ),
Источники: рыбий жир, печень рыб и животных,
сливочное масло, яичный желток, молоко.

29.

29
Авитаминоз – рахит
Нарушается минерализация
костной ткани и, кости
размягчаются.
Деформируются кости черепа,
грудной клетки, искривляются
голени, замедляется
прорезывание зубов.

30.

30
Витамин Е
(токоферол, антистерильный)

31.

31
Биологическая роль витамина Е

32.

32
1) Витамин Е защищает клеточные
мембраны от окислительного повреждения
2) Предохраняет от окисления SH-группы
мембранных белков.
3) Увеличивает образование АТФ и
креатинфосфата.

33.

33
Суточная потребность: 10-30 мг
Источники: растительные масла, а также
зерновые продукты, ягоды шиповника, салат,
капуста.

34.

34
Гиповитаминоз
Повышение проницаемость мембран всех
клеток и субклеточных структур и накапливаются
продуктов ПОЛ
При дефиците витамина Е нарушается
сперматогенез у мужчин и развитие плода у
женщин

35.

35
Витамин К
(филлохинон, антигеморрагический
витамин)

36.

36
Структура витамина К
К1 (филлохинон),
содержится в
растительных
продуктах, выделен
из люцерны
К2 (менахинон),
синтезируется
сапрофитами
тонкого кишечника,
выделен из
гниющей рыбной
муки

37.

37
Менадион (водорастворимый
аналог витамина К)

38.

38
Биологическая роль витамина К

39.

39
Стимулирует биосинтез в печени 4-х
факторов свертывания крови.
Участвует в окислительном
фосфорилировании.
Участвует в росте и укреплении костной
ткани

40.

40
Источники витамина К
Кишечная микрофлора
Продукты растительного происхождения:
зеленые листовые овощи (шпинат),
капуста (белокачанная, цветная,
броколли, брюссельская)
Злаки, фрукты (авокадо, киви, бананы)

41.

41
Водорастворимые витамины

42.

42
Витамин С
(аскорбиновая кислота,
антискорбутный)

43.

43
Биологическая роль витамина С

44.

44
1. Окислительно-восстановительные
реакции: участвует в восстановлении
молекулярного кислорода, нитратов и
цитохромов а и с
2. Реакции гидроксилирования: синтез
коллагена, гормонов надпочечников
(кортикостероидов и катехоламинов),
нейромедиатора серотонина, карнитина
(окисление жирных кислот), желчных кислот
из холестерола

45.

45
3. Участие в кроветворении и
метаболизме железа: всасывание
железа, образование активной формы
фолиевой кислоты
4. Водорастворимый антиоксидант

46.

46
Источники и суточная потребность
витамина С
Свежие овощи и фрукты: шиповник,
смородина, клюква, брусника, перец сладкий,
укроп, капуста, земляника, клубника,
апельсины, лимоны, малина
Суточная потребность: 70-120 мг

47.

47
Гиповитаминоз
Общая слабость, быстрая утомляемость,
снижение аппетита, склонность к
заболеваниям, анемия

48.

48
Авитаминоз - цинга
Ломкость сосудов, кровоточивость десен,
расшатывание и выпадение зубов

49.

49

50.

50
Витамин В1
(тиамин, антиневритный витамин)

51.

51

52.

52
Коферментная форма витамина –
тиаминпирофосфат - ТПФ

53.

53
Биологическая роль витамина В1

54.

54
1. ТПФ – кофермент 3-х полиферментных
комплексов, которые катализируют
окислительное кетокислот, что необходимо
для синтеза жирных кислот, холестерола,
стероидных гормонов, кетоновых тел и
продукции АТФ
2. Кофермент транскетолазы – фермента
пентозофосфатного пути окисления
углеводов, основными продуктами которого
является НАДФН и рибоза
3. Участвует в синтезе ацетилхолина

55.

55
Источники и суточная потребность
Хлеб из муки грубого помола
Оболочка семян хлебных злаков
Соя, фасоль, горох, дрожжи
Печень, свинина, почки, мозг, яичный желток
Суточная потребность – 2-3 мг

56.

56
Авитаминоз
Слабость, снижение аппетита, тошнота, При
авитаминозе развивается заболевание берибери: нарушение периферической
чувствительности, онемением пальцев,
ощущением ползанья «мурашек», болями по
ходу нервов.

57.

57
Витамин В2 (рибофлавин)

58.

58

59.

59
Коферментные формы
Витамин В2 входит в состав флавиновых
коферментов – ФМН и ФАД

60.

60
Биологическая роль витамина В2
Коферменты ФАД и ФМН входят в состав
ферментов:
1. Простых дыхательных систем. В них
происходит окисление субстрата с участием
кислорода (разрушение пуриновых азотистых
оснований, деградация альдегидов и т.п.)
2. Сложных дыхательных систем, участвующих
в синтезе АТФ

61.

61
Источники и суточная потребность
Продукты животного происхождения: печень,
почки, мясные продукты, желток куриного яйца,
молочные продукты, дрожжи.
В растительных продуктах витамина В2 мало
(исключение – миндальные орехи).
Частично дефицит рибофлавина восполняется
кишечной микрофлорой.
Суточная потребность - 2-3 мг

62.

62
Гиповитаминоз
Поражение высокоаэробных тканей – эпителия
кожи и слизистых
Сухость ротовой полости, губ и роговицы;
трещины в уголках рта и на губах («заеды»),
глоссит (фуксиновый язык)
Повышенное шелушение кожи.

63.

63
Витамин РР (В3, никотиновая кислота,
никотинамид, антипеллагрический)

64.

64
Коферментные формы витамина
Никотиновая кислота и никотинамид
используются для синтеза коферментых форм
– НАД+ и НАДФ+
Часть никотинамидных коферментов
синтезируется в организме из триптофана
(незаменимая аминокислота)

65.

65

66.

66
Биологическая роль
1. НАД+ входит в состав ферментов, участвующих
в окислении веществ.
2. НАДФ+ входит в состав дегидрогеназ , которые
используются для синтезов и обезвреживания
веществ (микросомальное окисление).

67.

67
Источники и суточная потребность
Продукты животного (печень, мясо, рыба) и
растительного происхождения (рис, хлеб,
картофель, гречка).
Суточная потребность - 15-25 мг

68.

68
Гиповитаминоз
Недостаточность витамина РР приводит к
развитию пеллагры (итал. pelle agra – шершавая
кожа) и включает триаду: дерматит, диарея,
деменция.
Дерматит развивается на открытых участках
кожи в виде «воротничка», «галстука»,
«перчаток», «бакенбард».
Диарея – нарушение функции кишечника.
Деменция - нервные и психические
расстройства.

69.

69
Витамин В6
(пиридоксин, антидерматитный
витамин)

70.

70
Структура витамина
Витамин В6 включает три природных
производных пиридина, обладающих
одинаковой витаминной активностью:
пиридоксина, пиридоксаля, пиридоксамина,
Коферментные формы: пиридоксальфосфат и
пиридоксаминфосфат.

71.

71

72.

72
Биологическая роль витамина В6
1. Участие в белковом обмене: кофермент
аминотрансфераз (трансаминирование) и
декарбоксилаз аминокислот (образование
биогенных аминов).
2. Участие в синтезе гема и сфинголипидов.

73.

73
Источники и суточная потребность
Бобовые, зерновые культуры, мясные
продукты, рыба, картофель.
Синтезируется кишечной микрофлорой,
частично покрывая потребность организма в
этом витамине.
Суточная потребность - 2-3 мг

74.

74

75.

75
Признаки гиповитаминоза
Гипохромная анемия и судороги
Сухой себорейный дерматит, стоматит и
глоссит (опухание языка)

76.

76
Витамин Н (B7, биотин, антисеборейный)

77.

77

78.

78

79.

79
Биологическая роль
Биотин действует как кофермент реакций
карбоксилирования, в которых служит
переносчиком СО2.
В организме 4 фермента используют биотин
как кофермент:
1. Пируваткарбоксилаза: пируват + СО2 + АТФ
ЩУК ЦТК и глюконеогенез

80.

80
2. Ацетил-КоА-карбоксилаза: ацетил-КоА + СО2
+ АТФ малонил-КоА (биосинтез высших
жирных кислот)
3. Пропионил-КоА-карбоксилаза: пропионил-КоА
+ СО2 + АТФ D-метилмалонил-КоА
сукцинат ЦТК

81.

81
Синтезируется кишечной микрофлорой
Суточная потребность – 150-200 мкг

82.

82
Причины гиповитаминоза
применение антибиотиков, которые подавляют
рост кишечной микрофлоры.
поступление в организм большого количества
авидина – гликопротеина белка сырых куриных
яиц, который нарушает всасывание биотина из-за
образования нерастворимого комплекса (12 штук
в день в течение 2-х недель)

83.

83
Гиповитаминоз
У человека практически не встречается
В эксперименте обнаруживаются дерматит,
выпадение жира сальными железами кожи
(себорея), поражение ногтей, выпадение
волос, боли в мышцах, усталость,
сонливость.

84.

84
Пантотеновая кислота (витамин В5)

85.

85
Структура витамина
Пантотеновая кислота широко распространена
в природе, (название от panthos – повсюду)
Пантотеновая кислота состоит из пантоевой
кислоты (α,γ,-дигидрокси-β,β-диметилмасляная
кислота) и β-аланина

86.

86
Структура витамина

87.

87
Коферментные формы
В клетках животных и растений пантотеновая
кислота входит в состав кофермента A (KoA),
принимающего участие в важнейших
реакциях обмена веществ, основная функция перенос остатков карбоновых кислот в
биохимических процессах.

88.

88
Биологическая роль
1. Обмен углеводов – окислительное
декарбоксилирование пирувата → ацетилКоА и α-кетоглутарата → сукцинил-КоА;
2. β-Окисление жирных кислот;
3. Синтез медиатора ацетилхолина, кетоновых
тел, холестерола, стероидных гормонов
(ацетил-КоА), порфиринов (сукцинил-КоА),
жирных кислот (малонил-КоА).

89.

89
Источники и суточная потребность
Пантотеновая кислота широко распространена
в продуктах животного (печень, почки, яйца,
мясо, молоко и др.) и растительного
происхождения (картофель, капуста, фрукты и
др.)
Синтезируется кишечной микрофлорой.
Суточная потребность - 10-15 мг

90.

90
Гиповитаминоз
В связи с широким распространением
витамина в продуктах питания авитаминоз
не встречается.
Симптомы гиповитаминоза не специфичны:
дерматиты, невриты, язвы слизистых
пищеварительного тракта, нарушения
продукции стероидных гормонов и др.

91.

91
Фолиевая кислота
(витамин Вс, В9, витамин роста)

92.

92
Структура витамина
Витамин представляет собой комплекс из трех
составляющих – птеридина,
парааминобензойной кислоты и
глутаминовой кислоты.

93.

93
Коферментная форма ТГФК (5,6,7,8-тетрагидрофолиевая кислота),
которая образуется из фолиевой кислоты под
действием фермента дигидрофолатредуктазы и с
использованием НАДФН+Н+ как донора атомов
водорода

94.

94

95.

95
Биологическая роль
Фолиевая кислота является переносчиком
одноуглеродных радикалов, которые
связываются с ТГФК в положениях N5 или N10:
• метильного (-СН3, N5-метил-ТГФК)
• метиленового (=СН2, N5,N10-метилен-ТГФК)
• метенильного (≡СН, N5,N10-метенил-ТГФК)
• формильного (-СНО, N5-формил-ТГФК и N10формил-ТГФК)
• формиминового (-СН=NH, N5-формиминоТГФК).

96.

96
Строение и взаимопревращение
активных форм ТГФК

97.

97
Благодаря способности переносить
одноуглеродные фрагменты участвует в синтезе
ДНК и делении клеток.
В первую очередь от нехватки фолиевой кислоты
страдает костный мозг, в котором происходит
активное деление клеток.
Клетки-предшественницы эритроцитов,
образующиеся в костном мозге, при недостатке
фолиевой кислоты увеличиваются в размере,
образуя мегалобласты.

98.

98
• Фолиевая кислота взаимодействует с
витамином В12, содействуя выполнению его
функций при превращении метионина в
гомоцистеин

99.

99
Источники и суточная потребность
• Кишечная микрофлора
• Свежие овощи – салат, капуста, морковь,
помидоры, лук
• Бобовые, хлеб из муки грубого помола, дрожжи,
печень.
• Мед
Суточная потребность – 50-200 мкг

100.

100
Гиповитаминоз
• При дефиците ТГФК снижается синтез ДНК
• Это проявляется развитием
мегалобластической анемии, которая
характеризуется появлением в крови незрелых
ядросодержащих форм эритроцитов.

101.

101
Витамин В12 (кобаламин,
антианемический витамин)

102.

102

103.

103
Метаболизм витамина
• Витамин В12, содержащийся в пище, называют
внешним фактором Кастла.
• Всасывается витамин в тонком кишечнике в
комплексе с внутренним фактором Кастла
(секретируется в желудке).

104.

104
Транспорт в крови
• Витамин транспортируется в крови в комплексе
с белками, называемыми транскобаламинами
и в печени, клетках костного мозга и
ретикулоцитах превращается в коферментные
формы: метилкобаламин и 5-дезоксиаденозилкобаламин

105.

105
Биологическая роль витамина
• Витамин В12 участвует в 2-х типах реакций –
реакции изомеризации и трансметилирования

106.

106
Реакция изомеризации
1. 5-дезоксиаденозилкобаламин является
коферментом метилмалонил-КоА-мутазы
(метилмалонил-КоА → сукцинил-КоА → ЦТК).
• Метилмалонил-КоА образуется при
катаболизме изолейцина, холестерола, жирных
кислот с нечетным числом атомов углерода)
или прямо из пропионовой кислоты (продукт
микробиологической ферментации в
кишечнике).

107.

107
Реакция метилирования
2. Метилкобаламин - кофермент
гомоцистеинметилтрансферазы
(метилирование гомоцистеина в метионин).
• Метаболическое значение этой реакции состоит
в том, что сохраняются запасы метионина и
ТГФК, что необходимо для синтеза пуриновых,
пиримидиновых нуклеотидов и синтеза
нуклеиновых кислот.

108.

108
Источники и суточная
потребность
• Основным источником витамина являются
микроорганизмы.
• В растительной пище витамин В12 отсутствует.
• В небольших количествах витамин образуется
бактериями на поверхности фруктов.
• Значительное количество витамина содержится
в печени, дрожжах, молоке, яичном желтке.
Суточная потребность - 2-5 мкг

109.

109
Гиповитаминоз В12
• Причина – вегетарианство, заболевания
желудка (нарушение всасывания витамина),
аутоиммунные нарушения.
• При гиповитаминозе развивается
пернициозная анемия.
• Характеризуется нарушением синтеза ДНК,
образования эритроцитов и появлением
незрелых ядерных форм эритроцитов
(мегалобластов).

110.

110