Главная страница
qrcode

лекция 11 ВИТАМИНЫ И. Витамины И. С. Григ Волгму витамины


НазваниеВитамины И. С. Григ Волгму витамины
Анкорлекция 11 ВИТАМИНЫ И.ppt
Дата18.11.2017
Размер6,21 Mb.
Формат файлаppt
Имя файлаlektsia_11_VITAMINY_I.ppt
ТипДокументы
#11132
Каталогid150267517

С этим файлом связано 26 файл(ов). Среди них: lektsia_11_VITAMINY_I.ppt и ещё 16 файл(а).
Показать все связанные файлы

Витамины И.С. Григ ВолГМУ

ВИТАМИНЫ


низкомолекулярные органические вещества различной химической природы и различного строения;
в организме не синтезируются, являются незаменимыми факторами пищи ;
требуются в очень малых количествах;
выполняют важные функции в процессе метаболизма.
не включаются в структуру тканей, т.е. не являются пластическим материалом ;
не используются организмом в качестве источника энергии.

ВИТАМИНЫ


источники витаминов (пища, синтез микрофлорой кишечника вит. К, биотина, фолиевой, пантотеновой кислот и др.);
потребность в них (суточная потребность – мг или доли мг, для вит. С – 100 мг);

Классификация витаминов


водорастворимые витамины (вит.В1, В2, В6, В12 РР, С, Р, фолиевая кислота, пантотеновая кислота, биотин);
жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К);
витаминоподобные вещества (холин, инозит, липоевая кислота, пангамовая кислота, убихинон, парааминобензойная кислота и т.д.).

Номенклатура витаминов


а) буквенная (вит. А, С, К и т.д.);
б) химическая (тиамин, амид никотиновой кислоты и др.);
в) по названию авитаминоза с добавлением приставки “анти”, например, антиневритный, антирахитический и т.д.).

Провитамины


    – предшественники витаминов, способные в организме превращаться в витамины.

    (7-дегидрохолестерол  вит Д3, каротины  витамин А и др.).

Антивитамины


– вещества, вызывающие снижение или полную потерю биологической активности витамина.
2 группы антивитаминов:
антивитамины, имеющие структуру, сходную с витамином и оказывающие действие, основанное на конкурентных взаимоотношениях с ним (сульфаниламиды и ПАСК являются аналогами ПАБК и др.).
неспецифические антивитамины, вызывающие расщепление и связывание витамина (тиаминаза, аскорбатоксидаза, авидин).

Гипо и – авитаминозы.


Экзогенные причины гиповитаминозов:
недостаточное поступление витаминов или полное их отсутствие в пище.
Эндогенные причины:
повышенная потребность в витаминах при некоторых физиологических и патологических состояниях;
нарушение всасывания витаминов при заболеваниях ЖКТ, печени и поджелудочной железы;
дисбактериоз кишечника;
действие структурных аналогов витаминов - антивитаминов;

Гипо – авитаминозы.


Врожденные нарушения обмена и функции витаминов - витаминзависимые и витаминрезистентные состояния. Причина - генетические дефекты в обмене витаминов. Биохимические механизмы этих расстройств:
нарушения всасывания витаминов,
их транспорта,
образования активных форм,
взаимодействия с белками-апоферментами.
Витаминзависимые и витаминрезистентные состояния развиваются независимо от поступления в организм витаминов.

Гипервитаминозы


Жирорастворимые витамины не выделяются с мочой, их избыток в организме оказывает токсический эффект, особенно вит. А и Д.

Водорастворимые витамины.


Основной механизм действия водорастворимых витаминов
они - предшественники коферментов, т.е. их производные являются коферментами.

Витамин В1 (тиамин, антиневритный витамин)


Химическая структура – пиримидиновое и тиазоловое кольца, соединенные метиленовой связью.

Тиаминдифосфат (ТДФ, ТПФ)

Биороль витамина В1


активная форма витамина – ТПФ (ТДФ) входит в состав ферментов:
-пируват – и α-кетоглутаратдегидрогеназных комплексов, катализирующих окислительное декарбоксилирование ПВК и α -кетоглутарата;
- транскетолазы пентозного цикла;
- Авитаминоз:
- полиневрит– нарушения в периферической нервной системе (бери-бери);
- кардиальная форма болезни;
- нарушения секреторной и моторной функции ЖКТ.

Витамин В2 (рибофлавин)


Химическая структура – изоаллоксазин, к которому в положении 9 присоединен спирт Д- рибитол.

Биороль витамина В2


– участие в построении ФМН и ФАД – коферментов флавиновых ферментов (НАДН-дегидрогеназы дыхательной цепи, ацилКоА-дегидрогеназы, МАО, сукцинатдегидрогеназы, ксантиноксидазы, оксидаз L и D-аминокислот и др).
Гипо- и авитаминоз - нарушения ЦТК, ЦПЭ, β-окисления, обмена ЖК, биогенных аминов и т. д.
Признаки авитаминоза – ангулярный стоматит, кератиты, катаракта.

Витамин В2. ФАД

Флавинадениндинуклеотид

Витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный)


Химическая структура – в основе структуры кольцо пиридина.
3 формы витамина: пиридоксин (пиридоксол), пиридоксаль и пиридоксамин.

Пиридоксальфосфат

Витамин В6. Пиридоксальфосфат

Биорольвитамина В6


Пиридоксальфосфат (ПФ) и фосфопиридоксамин являются коферментами:
- аминотрансфераз (трансаминаз),
- декарбоксилаз аминокислот,
- серин-и треониндегидратаз (неокислительное дезаминирования серина и треонина),
- δ-аминолевулинатсинтазы (синтез гема) и др.
Гипо- и авитаминоз вит. В6 - нарушение биосинтеза заменимых аминокислот, биогенных аминов, ГАМК, гема и т.д.
признаки авитаминоза – специфический дерматит.

Роль вит. В6 в метаболизме

Витамин РР

Витамин РР (ниацин, вит. В3, никотиновая к-та, никотинамид)


может синтезироваться из незаменимой АК триптофан.
Хим. структура – пиридиновое кольцо, содержащее карбоксильную группу, у никотинамида – амидная группа.
Биороль: в составе НАД и НАДФ входит в состав глутаматдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы, изоцитратдегидрогеназы глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и др.
Авитаминоз – пеллагра (дерматит, диарея, деменция)

Витамин РР


может синтезироваться из незаменимой АК триптофан.
Хим. структура – пиридиновое кольцо, содержащее карбоксильную группу, у никотинамида – амидная группа.
Биороль: в составе НАД и НАДФ входит в состав ферментов глутаматдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы, изоцитратдегидрогеназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и др.
Авитаминоз – пеллагра (дерматит, диарея, деменция)

НАД+ и НАДН+Н+

Витамин РР. НАD

Фолиевая кислота (птероилглутаминовая кислота, фолацин, фолат, вит. В9, Вс)


Химическое строение – 3 структурные единицы: остаток 2 – амино - 4 окси - 6 метил-птеридина, парааминобензойная кислота и L-глутаминовая кислота.

Структура фолиевой кислоты

Биороль ФК


входит в состав кофермента ТГФК (Н4-фолат). Все производные Н4-фолата –промежуточные переносчики одноуглеродных фрагментов [C1].
6 одноуглеродных групп, включающихся в превращения в составе ТГФК:
формильная ( -СНО),
метенильная (-СН=),
метильная ( -СН3)
оксиметильная (-СН2ОН),
метиленовая ( -СН2-)
формиминовая ( -СН=NН).

Структура фолиевой кислоты

Фолиевая кислота и Н4-фолат


Фолиевая (птероилглутаминовая) кислота
2 NАДРН+Н+
2 НАДФ+


5,6,7,8- тетрагидрофолиевая кислота
( ТГФК, Н4 – фолат)


фолат редуктаза

Фолиевая кислота. ДГФК. ТГФК

Биороль Н4-фолата


ТГФК образует коферменты, содержащие одноуглеродные фрагменты, присоединенные к атому N в положении 5 или к атому N в положении 10 (или к обоим).
Коферменты ТГФК, содержащие одноуглеродные фрагменты, присоединенные к 5 атому N:
- N5-формил-ТГФК (N5 СНО-Н4-фолат);
- N5-метил-ТГФК (N5-СН3-Н4-фолат) — регенерация мет из гомоцистеина.
N5-метил-Н4-фолат Н4-фолат
Гомоцистеин метионин
гомоцистеинметилтрансфераза

Биороль Н4-фолата


к 10 атому N
- N10-формил-ТГФК (N10-СНО-Н4-фолат) — синтез пуриновых нуклеотидов (атом С во 2 положении);
- синтез тРНКфМет у прокариот;
к 5 и 10 атомам N :
- N5,N10-метилен-ТГФК (N5,N10-СН2-Н4-фолат) — синтез тимидиловых нуклеотидов, синтез серина из глицина;
- N5,N10-метенил-ТГФК (N5, N10=СН-Н4–фолат) — синтез пуриновых. нуклеотидов (атом С в положении 8).
Гиповитаминоз – нарушение синтеза белка и нуклеиновых кислот — макроцитарная анемия.

Производные фолата

Антибактериальное действие сульфаниламидов

Антибактериальное действие сульфаниламидов. Аналоги ФК - цитостатики


Антибактериальное действие сульфаниламидов основано на их способности включаться вместо ПАБК (из-за сходства в строении) в структуру ФК, что ведет к блокаде синтеза нуклеиновых кислот у бактерий.
Структурные аналоги ФК - 4-аминоптерин и метотрексат (-СН3 у N10) – конкурентные ингибиторы фолатредуктазы, блокируют синтез дТМФ и ДНК, являются цитостатиками, используются в химиотерапии рака.

Структура кобаламина - витамина В12


Вит.В12 - единственный витамин , содержащий в составе Ме и единственный витамин, синтезирующийся исключительно микроорганизмами.
Химическая структура – 2 части:
- планарная – порфириноподобное корриновое кольцо с центральным атомом Со;
- нуклеотидная часть, содержащая 5,6- диметилбензимидазол, рибозу и остаток фосфата у 3 атома углерода.

Вит. В12 и его производные


Производные кобаламина – оксикобаламин, хлоркобаламин, цианокобаламин, аквакобаламин, нитритокобаламин, дезоксиаденозилкобаламин и метилкобаламин
Два В12–кофермента (кобамидных кофермента) - метилкобаламин (СН3- В12) и дезоксиаденозилкобаламин

Производные вит. В12

Участие витамина В12 в обмене


метилкобаламин - кофермент в реакциях трансметилирования (регенерация метионина из гомоцистеина), участвует в переносе метильных групп с N5-метил-Н4-фолата на гомоцистеин с образованием метионина и Н4-фолата.
Метионин необходим для метилирования различных соединений, например, синтез креатина, адреналина, превращение фосфатидилэтаноламина в фосфатидилхолин. Реакции трансметилирования происходят при синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот, при недостатке вит. В12 нарушается синтез нуклеиновых кислот, страдает кроветворная система, развивается мегалобластическая анемия.


5 дезоксиаденозилкобаламин – кофермент, необходимый для внутримолекулярного переноса водорода в реакциях изомеризации (изомеризация метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА с участием метималонил-КоА-мутазы).
Метилмалонил-Коа образуется из жирных кислот с нечетным числом атомов С и аминокислот с разветвленным радикалом.
При недостатке вит.В12 накапливается метилмалонил-КоА, который токсичен для нервной ткани, возникает поражение задне-боковых столбов спинного мозга.

Изомеризация метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА


L- метилмалонил КоА сукцинил-КоА

Биологическая роль витамина В12

Гиповитаминоз витамина В12


Наиболее частая причина нарушения всасывания вит. В12 в тонком кишечнике – недостаток гликопротеида внутреннего фактора Касла, который синтезируется париетальными клетками слизистой желудка.
транспорт в крови вит. В12 в составе транскобаламина I и II. Транскобаламин I - депо вит. В12.
Гиповитаминоз вит. В12 - развитие макроцитарной (мегалобластической) анемии с неврологическими нарушениями.

Витамин С (аскорбиновая кислота, антискорбутный витамин)


Химическая. структура – производное L-гулоновой кислоты
Авитаминоз– цинга. В основе – торможение синтеза коллагена, связанное с нарушением его посттрансляционной модификации (гидроксилирование про и лиз).
Клинические проявления - повышение проницаемости сосудистой стенки, ведущее к появлению кровоизлияний, петехий, нарушение связочного аппарата - выпадение зубов и т.д.

Биороль витамина С


Участие в окислительно-восстановительных реакциях;
участие в реакциях гидроксилирования:
- гидроксилирование про и лиз в проколлагене (синтез коллагена),
- синтез норадреналина из дофамина, образующегося из тирозина,
- синтез кортикостероидов,
- гидроксилирование триптофана в положении 5 (синтез серотонина),
- в обмене тирозина (синтез гомогентизиновой кислоты);
обладает антиоксидантным действием, предотвращая ПОЛ;
в кишечнике восстанавливает Fе3+ в Fе2+, способствуя его всасыванию, ускоряет освобождение Fе из ферритина; способствует освобождению Fе из связанной транспортной формы (из комплекса с трансферрином),

Биотин (витамин Н)


Химическое строение:производное мочевины и тиофенового кольца с валериановой кислотой в боковой цепи.
Биотиновые ферменты, содержащие в качестве кофермента биотин, катализируют 2 типа реакций:
- реакции карбоксилирования (с участием СО2 или НСО3-), сопряженные с распадом АТФ;
- реакции транскарбоксилирования (без участия АТФ), при которых субстраты обмениваются карбоксильными группами.

Биотин (витамин Н)


входит в состав ферментов:
- карбамоилфосфатсинтетазы I и II (синтез мочевины, пиримидинов),
- пируваткарбоксилазы (ПВК → ЩУК → ФЭП → глю),
- ацетил-КоА-- карбоксилазы (ацетил-КоА → малонил-КоА),
- пропионил-КоА-карбоксилазы
(пропионил-КоА → метилмалонил-КоА → сукцинил-КоА).
Антагонист биотина – авидин (гликопротеид).
Авитаминоз – нарушение синтеза нуклеиновых кислот, мочевины, ВЖК, а также глюконеогенеза. Клинические проявления - дерматит

Биотин


Антагонист биотина – авидин (гликопротеид).
Авитаминоз – нарушение синтеза нуклеиновых кислот, мочевины, ВЖК, а также глюконеогенеза.
Клинические проявления -дерматит

Пантотеновая кислота (витамин В5)


Хим. структура – соединение
β-аланина и 2,4 диокси-3,3- диметилмасляной кислоты.

Пантотеновая кислота (Витамин В5)

Коэнзим А

Коэнзим А

Биороль пантотеновой кислоты


входит в коэнзим А и 4 фосфопантетеина -простетическую группу АПБ (синтез ЖК).
НS-КоА содержит тиоэтаноламин, пантотеновую кислоту, 3фосфоаденозин – 5 дифосфат, участвует в:
- окислительном декарбоксилировании α-кетокислот (пирувата и α-кетоглутарата),
- активации ЖК,
- в окислении и биосинтезе ВЖК,
- синтезе холестерина и кетоновых тел и др,
Признаки авитаминоза – дерматиты, дистрофические изменения ЖВС и нервной системы, депигментация волос, алопеция и т.д.

Структура витаминов А, Д, Е, К


Хим. строение – циклический непредельный одноатомный С20 спирт, состоит из шестичленного кольца (β - ионон), двух остатков изопрена и первичной спиртовой группы.
В организме ретинол окисляется при участии ферментов с образованием цис и– транс-альдегидов – ретиналей, при окислении которых получаются ретиноевые кислоты.

Провитамины вит. Акаротины


Наибольшей биологической активностью обладает β-каротин, при расщеплении которого под действием β-каротин-диоксигеназы образуются 2 молекулы ретиналя по схеме:
β-каротин  2 ретиналь → ретиноевая кислота
тонкий кишечник, печень ↓
ретинол
в крови ретинол связан с ретинолсвязывающим белком и преальбумином.

Структура вит. А и его производных


Структура 11-цис-ретиналя, полностью транс-ретиналя и полностью-транс-ретинола (витамина А).

Витамин А ( ретинол)

Витамин А ( ретинол, антиксерофталмический витамин)


Цис-ретинальТранс-ретиналь
Биороль – влияние вит. А и ретиноевой кислоты на рост и дифференцировку тканей. Механизм их действия, как и у всех липофильных гормонов - связываясь с внутриклеточными рецепторами, регулируют транскрипцию определенных генов.
участие в восприятии света (11 цис- ретиналь - компонент родопсина палочек сетчатки глаза).
Гиповитаминоз вит. А - гемералопия, ксерофталмия, кератомаляция, фолликулярный гиперкератоз и т. д. У молодых - остановка роста костей.

Роль вит. А в восприятии света

Ретиноевая кислота

Витамин Д3 - кальциферол, антирахитический витамин


Химическое строение - вит. Д2 (эргокальциферол ) и вит. Д3 (холекальциферол) – производные циклопентанпергидрофенантрена.
Провитамины:
- эргостерол (растения, дрожжи) УФ → витамин Д2.
- 7-дегидрохолестерол (кожа) УФ → витамин Д3.

Провитамины вит. Д2 и Д3. 25(ОН)2 Д3 и 1,25(ОН)2Д3

Активные метаболиты вит Д3


Печень — холекальциферол 25-гидроксилаза25(ОН)Д3 (кальцидиол),
Почки - 25(ОН)Д3 24-гидроксилаза  24,25 (ОН)2 Д3 и
25(ОН) Д3 1α-гидроксилаза  1,25 (ОН)2 Д3 (кальцитриол)
Активные метаболиты вит. Д3 – 1,25 (ОН)2 Д3 и 24,25(ОН)2 Д3 — гормоны.


Превращение 7-дегидрохолестерола в вит.Д3

Синтез вит Д3

7-дегидрохолестерол

25-гидроксихолекальциферол

1,25 (ОН)2 Д3

Витамин Д - кальциферол, антирахитический витамин


Биороль – органы- мишени 1,25(ОН)2Д3: кишечник, почки, кости;
тонкий кишечник – увеличение всасывания солей Са и Р;
почки – усиление реабсорбции солей Са и Р в дистальных отделах почечных канальцев;
кости – увеличение резорбции солей Са и Р при пониженном уровне Са2+ в крови .
Итоговый эффект– увеличение уровня Са и Р в плазме крови.
24,25(ОН)2Д3 стимулируют остеогенез.

Активные метаболиты витамина Д3


7-дегидрохолестерол
кожа ↓ УФ
Витамин Д3


(холекальциферол)
печень ↓ 25-гидроксилаза
25 (ОН) Д3


(кальцидиол)


почки ↓ 1α-гидроксилаза
ПТГ
1,25 (ОН)2 Д3
(кальцитриол).

Органы –мишени 1,25(ОН)2Д3


1,25 (ОН)2 Д3


Мобилизация Р и Ca2+ из костной ткани (резорбция костной ткани) при низком уровне Са2+ в крови


Всасывание Ca2+ и Р в тонком кишечнике


Реабсорбция Ca2+ и Р в почечных канальцах

Механизм действия вит. Д3


влияние на генетический аппарат клетки, индукцию синтеза мРНК для кальцийсвязывающих белков. Рецепторы для вит.Д – не только в тканях-мишенях, но и в клетках других тканей, где влияют на рост и дифференцировку тканей.


Гиповитаминоз вит. Д у детей – рахит – искривление позвоночника, конечностей, деформация костей черепа, грудной клетки, гипотония мышц, повышение нервно--мышечной возбудимости.
Причины рахита:
↓ вит. Д3 в рационе;
нарушение всасывания вит. Д3 в тонком кишечнике;
↓ синтеза предшественников 1,25(ОН)2Д3 из-за недостаточного пребывания на солнце;
дефект 1α гидроксилазы;
дефект R кальцитриола в клетках-мишенях.


При вит. Д – резистентном рахите нарушен синтез гидроксилаз, переводящих вит. Д3 в активное состояние.
У взрослых при недостатке вит. Д – остеомаляция.
Гипервитаминоз вит. Д – деминерализация костей, повышение уровня Са в крови,
отложение его в мягких тканях, образование камней в мочевых путях.

Рахит

Витамин Е, токоферолы


Химическое строение- производные токола.

    α-токоферол
    Биороль–жирорастворимые антиоксиданты, предотвращают аутоокисление липидов биомембран.
    Дефицит вит Е дистрофия мышц и гемолитическая анемия, в результате активации ПОЛ в мембранах эритроцитов и мембранах лизосом мышечных клеток. Выходящие в цитозоль ферменты разрушают мышечную ткань, увеличивая креатинурию.

Структура и биороль вит.Е


Вит. Е - антиоксидант, липофильная молекула, способна инактивировать свободные радикалы непосредственно в гидровофобном слое мембраны и т.о.предотвращать развитие цепи ПО ненасыщенных ЖК в липидах мембран клеток и т.о.стабилизировать мембраны.

α-токоферол

Вит. Е (α-токоферол)

Витамин К (антигеморрагический)


Вит. К1 и К2 - 2 типа хинонов с боковыми цепями, представленными изопреноидными звеньями. В основе структуры — кольцо 1,4- нафтохинона.
Вит. К1 (филлохинон) содержится в растениях.
Вит. К2 (менахинон) синтезируется микрофлорой кишечника.
Вит. К3 - синтетический аналог вит. К.
Викасол – синтезированная натриевая соль бисульфитного производного вит. К.

Cтруктура витаминов К2 и К1


Витамин К1 (филлохинон)


Витамин К2 (менахинон)

Витамин К3 Викасол

Витамины К1 и К2

Биороль вит. К


кофермент γ-глутамил-карбоксилазы, (превращение глутамата в γ-карбоксиглутамат, необходимый для биосинтеза 4 факторов свертывания крови – факторов II (протромбина), VII, IX, X.
-карбоксиглутаминовая кислота образуется из глутамата в результате посттрансляционной модификации 4 указанных факторов свертывания крови. Дополнительные отрицательно заряженные СООН группы облегчают связывание ионов Са с молекулами белков.

Витамин К


Антивитамины вит. К – природный антикоагулянт дикумарол и синтетические аналоги вит. К — конкурентные ингибиторы γ-глутамилкарбоксилазы, препятствуют тромбообразованию.
дефицит вит.К - при нарушении всасывания жиров, применении антибиотиков, нарушающих нормальный состав микрофлоры кишечника; возможны нарушения свертывания крови.

Липоевая кислота


перейти в каталог файлов


связь с админом