Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический).

Впервые выделен из моркови (corota). В моркови обнаруживается каротин – это провитамин, из него в кишечнике и в печени образуется витамин А. Он оказывает влияние на рост человека, улучшает состояние кожи, способствует сопротивлению организма к инфекциям, обеспечивает рост и развитие эпителиальных клеток, входит в состав зрительного пигмента сетчатки глаза родопсина, регулирующего темновую адаптацию глаза. Витамин А участвует в энергетическом обмене, регуляции образования глюкозы, биосинтезе кортикостероидов, влияет на проницаемость мембран.

Авитаминоз витамина А приводит к поражению эпителиальной ткани с характерным поражением кожи, отличающимся сухостью, склонностью к ринитам, ларинготрахеитам (воспалению слизистой оболочки гортани и трахеи) бронхитам, пневмониям, к нарушению сумеречного зрения, конъюнктивитам (воспалению глаза) и ксерофтальмии (сухости слизистой оболочки и роговицы глаза) которые в тяжелых случаях заболевания сменяются перфорацией роговицы и слепотой.

При гиповитаминозе А поражается эпителий желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей. Нарушение барьерных свойств эпителия в сочетании с изменением иммунного статуса при дефиците витамина А резко снижают устойчивость организма к инфекциям. Кожа становится сухой и шероховатой на руках и икрах ног, шелушится, ороговение волосяных фолликулов делает ее шершавой. Ногти становятся сухими и тусклыми. Отмечается также похудение, вплоть до истощения, у детей - задержка роста.

При гипервитаминозе витамина А наблюдается сонливость, вялость, головная боль, тошнота, рвота, раздражительность, расстройство походки, болезненность в костях и в нижних конечностях, желтая окраска кожи, выпадение волос, потеря солей кальция костной тканью.

Витамин А обнаружен только в продуктах животного происхождения (рыбий жир, жир молока, сливочное масло, сливки, творог, сыр, яичный желток, жир печени и жир других органов - сердца, мозга). Однако в организме человека (в кишечной стенке и печени) витамин А может образовываться из некоторых пигментов, называемых каротинами, которые широко распространены в растительных продуктах. Наибольшей активностью обладает b - каротин (провитамин А). Считается, что 1 мг b-каротина по эффективности соответствует 0,17 мг витамина А (ретинола).

Много каротина содержится в рябине, абрикосах, шиповнике, черной смородине, облепихе, тыкве, арбузах, в красном перце, шпинате, капусте, ботве сельдерея и петрушки, укропе, салате, моркови, щавеле, зеленом луке, зеленом перце, крапиве, одуванчике, клевере.

Суточная потребность взрослого человека в витамине А - 1-2,5 мг, беременных и кормящих женщин - 1,25-1,5 мг, детей первого года жизни – 0-0,4 мг. Потребность повышается в период развития и роста, а также при диабете и заболеваниях печени.

Витамин А в течение короткого времени выдерживает высокие температуры. Витамин чувствителен к окислению кислородом воздуха и к ультрафиолетовым лучам. Лучше хранить продукты содержащие витамин А в темном месте. Витамин А лучше всасывается и усваивается в присутствии жиров.

Витамин D (кальциферол, ксерофтальмический) – обеспечивает всасывание кальция и фосфора в тонкой кишке. Витамин D помогает в борьбе против рахита.

Недостаточность витамина D приводит к нарушению фосфорно-кальциевого обмена, следствием чего может быть рахит, что приводит к недостаточному отложению извести в костях. При гипервитаминозе витамина D наблюдается сильное токсическое отравление: потеря аппетита, тошнота, рвота, общая слабость, раздражительность, нарушение сна, повышение температуры. Отложение солей кальция во внутренних органах (почки), преждевременная минерализация скелета, задержка роста у детей.

В растительных продуктах витамина D практически нет. Больше всего витамина содержится в некоторых рыбных продуктах: рыбном жире, печени трески, палтуса, сельди атлантической. В яйцах его содержание составляет 2,2 %, в молоке - 0,05 %, в сливочном масле - 1,3 %, очень много в печени дельфина, тюленя, белого медведя; в небольших количествах присутствует он в грибах, крапиве, тысячелистнике, шпинате.

Образованию витамина D способствуют ультрафиолетовые лучи. Овощи, выращенные в парниках, содержат меньше витамина D, чем овощи, выращенные в огороде, так как стекла парниковых рам не пропускают этих лучей.

Потребность в витамине D взрослых людей удовлетворяется за счет образования его в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей и частично за счет поступления его с пищей. Кроме того, печень взрослого человека способна накапливать заметное количество витамина D, достаточное для обеспечения его потребности в течение 6 месяцев. Ежедневная потребность в витамине для взрослого человека – 0,025 - 1 мг.

Витамин E (токоферол, антиокислительное действие) по химической структуре относится к группе спиртов. Токоферол - витамин размножения, благотворно влияет на работу половых и некоторых других желез. Особенно существенно его влияние на обмен веществ в мышечной ткани. Участвует в синтезе креатинфосфата - одного из наиболее важных макроэргов мышцы сердца и скелетных мышц, способствует сохранению высокого уровня гемоглобина мышцы, участвует в регуляции минерального обмена мышцы, в регуляции синтеза стероидных гормонов.

Авитаминоз витамина Е может развиться после значительных физических перегрузок. У животных, лишенных витамина Е, обнаружены дегенеративные изменения в скелетных мышцах и мышцах сердца, мышечная дистрофия, уменьшение массы мышечной ткани (за счет белка миозина), повышение проницаемости и ломкости капилляров, снижение подвижности, паралич.

Токоферолы содержатся в основном в растительных продуктах. Наиболее богаты ими нерафинированные растительные масла: соевое, хлопковое, подсолнечное, арахисовое, кукурузное, облепиховое. Больше всего витаминоактивного α-токоферола в подсолнечном масле. Витамин Е содержится практически во всех продуктах, но особенно его много в зерновых, бобовых, в овощах: спаржевой капусте, помидорах, салате, горохе, шпинате, ботве петрушки, семенах шиповника. Небольшие его количества содержатся в мясе, жире, яйцах, молоке и говяжьей печени.

Суточная потребность в токофероле для взрослых 12-15 мг, (по другой литературе 5-30 мг), для детей первого года жизни - 5 мг. Витамин Е весьма стоек, не разрушается ни действием щелочей и кислот, ни кипячением, ни нагреванием до 200⁰С. Таким образом, при варке, сушке, консервировании и стерилизации сохраняется. Витамин может накапливаться в организме, вследствие чего авитаминоз наступает не сразу.

Витамин К (нафтохинон, филохинон, антигеморрагический) необходим для синтеза в печени факторов свертывания крови (например, гемоглобина). Здоровый организм вырабатывает витамин К сам, продуцируется микрофлорой кишечника и поступает с пищевыми продуктами.

Самая важная биологическая роль витамина К обусловлена его участием в свертывании крови. Авитаминоз витамина К проявляется в замедлении свертывания крови и развитии подкожных, внутримышечных и других кровоизлияний (геморрагий), а также в замедлении превращения фибриногена в фибрин. Наряду с этим отмечаются изменения функциональной активности скелетных и гладких мышц, снижается активность ряда ферментов.

Витамин К широко распространен в растительном мире. Особенно богаты им зеленые листья люцерны, шпината, каштана, крапивы, тысячелистника. Много витамина и в шиповнике, белокочанной, цветной и краснокочанной капусте, моркови, помидорах, клубнике.

Суточная потребность в витамине К взрослых людей примерно составляет 0,7-1,4 мг (по другой литературе10-15 мг). Витамин К доставляется в организм главным образом с пищей, частично образуется микрофлорой кишечника. Всасывание витамина происходит при участии желчи. Причина возникновения авитаминоза: нарушение всасывания жиров (закупорка желчных протоков и не поступление желчи в кишечник), угнетение кишечной микрофлоры антибиотиками. Витамин К разрушается при тепловой обработке.

ВОПРОС 3

Витамины группы В. Эти витамины входят в состав ферментов в качестве коферментов. Среди них различают:

Витамин В₁ (тиамин) играет первостепенную роль в обмене углеводов: чем выше уровень их потребления, тем больше требуется тиамина. При отсутствии его развивается полиневрит. Входит в состав фермента пируватдекарбоксилазы, которая декарбоксилирует ПВК – яд для организма. Тиамин играет важную роль в белковом обмене: катализирует отщепление карбоксильных групп и участвует в процессах дезаминирования и переаминирования аминокислот. Вовлекается в жировой обмен, участвуя в синтезе жирных кислот, которые не дают образовываться камням в печени и желчном пузыре. Воздействует на функцию органов пищеварения, повышает двигательную и секреторную функцию желудка, ускоряя эвакуацию его содержимого. Нормализирующе влияет на работу сердца. Этот витамин относится к серосодержащим. В чистом виде это бесцветные кристаллы с запахом дрожжей, хорошо растворимые в воде. Тиамин поступает в организм с пищей, а частично образуется микроорганизмами кишечника, но в количестве, не удовлетворяющем физиологические потребности в нем. Суточная потребность от 1,3 до 2,6 мг (0,6 мг на 1000 ккал). (2-3 мг при занятии спортом 5-10 мг).

При недостатке в пищи идет накопление ПВК в крови, нервной ткани, что сначала ведет к расстройству ЦНС и периферической НС, проявляется в мышечной слабости, бессоннице, нарушениях сердечной деятельности.

Тиамин в большем количестве содержится в дрожжах, в оболочке зёрновых культур, в гречке, в овсянке, в картофеле. Термостабилен в кислой среде при рН < 3 и выдерживает до 140 ⁰ С, в щелочной среде при нагревании разрушается. Жарение, хранение сухих продуктов практически не влияют на содержание тиамина.

Витамин В₂ (рибофлавин) участвует в процессах роста, в обмене белков, жиров и углеводов, он оказывает регулирующее влияние на состояние центральной нервной системы, воздействует на процессы обмена в роговице, хрусталике, сетчатке глаза, обеспечивает световое и цветовое зрение.

Входит в состав ферментов биологического окисления, обеспечивая перенос Н в дыхательной цепи. Гиповитаминоз – нарушение процессов биологического окисления, воспаление слизистых оболочек ротовой полости, языка, болезненные трещины кожи в уголках рта, заболевание глаз (легкая утомляемость зрения, светобоязнь). В основном поступает в организм с пищей, но у человека может синтезироваться микрофлорой кишечника. Суточная потребность - 0,8 мг на 1000 ккал. (2-4 мг/сут)

Устойчив к нагреванию, но очень чувствителен к воздействию ультрафиолетовых лучей. Витамина много в мясе, в печени, в зеленых овощах, в почках, в молоке и в дрожжах.

Витамин В₃ (пантотеновая кислота)

В тканях витамин В₃ подвергается фосфорилированию (отщепление остатка фосфорной кислоты) и входит в состав коэнзима А (КоА), играющий важнейшую роль в обмене углеводов, жиров, белков. Авитаминоз неизвестен, так как потребность полностью удовлетворяется (10 мг/сут) микрофлорой кишечника. У животных авитаминоз проявляется: поседение шерсти, нарушение функции надпочечников.

Источники: дрожжи, икра рыб, печень, зеленые части растений.

Витамин PP (никотиновая кислота и ее амид – никотинамид, витамин В₅) входит в состав ферментов – окислительных дегидрогеназ НАД и НАДФ, участвующих в клеточном дыхании и обмене белков, регулирующих высшую нервную деятельность и функции органов пищеварения. Используется для профилактики и лечения пеллагры, заболеваний желудочно-кишечного тракта, вяло заживающих ран и язв, атеросклероза.

Авитаминоз: уменьшение НАД и НАДФ, нарушение нормального течения окислительных процессов как следствие пеллагра: поражение кожи (дерматит), на открытых частях тела, подверженных действию солнечных лучей, диарея, нарушение психической деятельности (потеря памяти, галлюцинации, бред). При передозировке или при повышенной чувствительности могут возникать покраснение лица и верхней половины туловища, головокружение, чувство прилива к голове, крапивница.

Основными источниками витамина РР служат мясо, печень, почки, яйца, молоко. Содержится витамин PP также в хлебных изделиях из муки грубого помола, в крупах (особенно гречневой), бобовых, присутствует в грибах.

Суточная потребность в витамине РР взрослого человека составляет 14-18 мг (15-25 мг/сут).Витамин РР может синтезироваться в организме человека из незаменимой аминокислоты триптофана, входящей в состав белков.

Витамин РР относительно устойчив к тепловой обработке.

Витамин В₆(пиридоксин)коэнзим ферментов, обеспечивающих превращение аминокислот, обеспечивает нормальное усвоение белков и жиров, играет важную роль в азотистом обмене, в кроветворении, влияет на кисло-образующие функции желудочных желез. В чистом виде представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Суточная потребность в пиридоксине 1,5-3мг (2-3 мг), возрастает при быстром росте, под влиянием физических нагрузок.

Витамин В₆ устойчив к воздействию кислот, щелочей, высокой температуры, солнечный свет его разрушает. Варка для пиридоксина даже полезна, так как при этом освобождаются его активные части. Длительное хранение приводит к разрушению пиридоксина, причем в тепле этот процесс происходит гораздо интенсивнее.

Авитаминоз: воспаление кожи, потеря аппетита, слабость, уменьшение числа лимфоцитов в крови.

Источники: ростки пшеницы, дрожжи, печень, некоторое количество синтезируется микрофлорой кишечника. Витамин содержится в мясе, в рыбе и в молоке.

Витамин В₁₂ (цианокобаламин) принадлежит к веществам с высокой биологической активностью. Витамин имеет очень сложное строение: четыре пиррольных кольца, в центре – ион Си, нуклеотидная группировка.

Основное значение этого витамина - в его антианемическом действии, к тому же он оказывает существенное влияние на процессы обмена веществ - белков, синтез аминокислот, тиминнуклеотидов и дезоксирибозы, необходимых для построения РНК, участвует в процессах кроветворения. У детей стимулирует рост и вызывает улучшение общего состояния. Суточная потребность 0,3г. (1 мкг).

Глистные инвазии могут полностью лишить организм витамина В_12. При потреблении белого хлеба, в котором мало клетчатки, необходимой для нормального существования микрофлоры, а также имеются пекарские дрожжи, при этом синтез витамина В₁₂ будет нарушен. Результатом может стать анемия и малокровие. Источники: печень, молоко, яйца, кишечная микрофлора.

Витамин В₁₅ (пангамовая кислота) или кальциевая соль. Она активирует кислородный обмен, применяется при острых отравлениях алкоголем и наркотиками. Проявляет липотропный эффект (предотвращает скопление в печени клеточных элементов с кровью и лимфой.)

Пангамовая кислота улучшает общее состояние: появляется бодрость, аппетит, нормализуется сон, смягчаются локальные симптомы. Применение пангамовой кислоты также стабилизирует деятельность системы гипофиз - надпочечники и центральной нервной системы.

Витамин В₁₅ участвует в окислительных процессах, улучшает трофику сердечной мышцы в результате стимуляции биосинтеза креатина и креатинфосфата, а также в результате активации ферментов дыхательной цепи. Он оказывает положительное влияние при кислородном голодании.

Противотоксическое действие пангамовой кислоты объясняется ее участием в биосинтезе холина, который связывает и выводит токсические вещества. Были получены положительные результаты при лечении больных витамином В₁₅. Отмечается исчезновение влечения к наркотику и алкоголю.

Авитаминоз неизвестен.

Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных процессах, предохраняет от окисления активные тиоловые группы (- Н) ферментов, важная роль в обмене белков и углеводов, синтезе белка соединительной ткани (коллагена), кости (оссеина), зубов (дентана). Участвует в образовании стероидных гормонов надпочечников. При гипервитаминозе витамина С возможны нарушения функции печени и поджелудочной железы.

Содержится в свежих растениях: шиповнике, кизиле, черной смородине, рябине, облепихе, цитрусовых плодах, красном перце, хрене, петрушке, зеленом луке, укропе, кресс-салате, краснокачанной капусте, картофеле, брюкве, капусте, в овощной ботве. В лекарственных растениях: крапиве, в лесных плодах.

Оптимальная потребность в витамине С для взрослого человека 55 - 108 мг (50-75 мг), беременных и кормящих женщин - 70-80 мг , под влиянием интенсивной мышечной деятельности 100-150 мг,

Витамин С очень нестойкий. Он разлагается при высокой температуре, при соприкосновении с металлами, при долгом вымачивании овощей переходит в воду, быстро окисляется.

Витамин P (рутин) объединяет группу, около 500 биологически активных веществ - биофлавоноидов. Все они являются продуктами растительного происхождения, в животных тканях эти вещества не обнаружены. Витамин нормализует состояние капилляров и повышает их прочность, снижает проницаемость стенок сосудов. Способствует поддержанию в хорошем состоянии коллагена-цемента между всеми клетками.

Основные источники витамина Р являются цитрусовые (особенно кожура),овощи, орехи, семена.

В результате авитаминоза витамина Р наблюдается ломкость капилляров из-за нехватки коллагена, что приводит к быстрому образованию синяков.

Главными функциями витамина Р является предупреждение возникновения синяков, укрепление стенок капилляров. Он участвует в создании защиты от инфекций и простуд, препятствует кровотечению из десен и укрепляет зубы в деснах.

Витамин Р и витамин С лучше принимать вместе. Потребность в витамине не установлена, примерно она составляет половинное количество по отношению к витамину С. Недостаток витамина Р не восполняется витамином С. Говорят о взаимообусловленности действия этих витаминов.

Витамин Н (биотин, антисеборрейный) гетероциклическое соединение, в структуре можно выделить имидазольный и тиофеновый циклы, боковая цепь представлена остатком валериановой кислоты. входит в состав ферментов в качестве кофермента, ускоряет реакции карбоксилирования.

Гиповитаминоз: воспаление кожных покровов, выпадение волос, усиленное выделение жира сальными железами (себорея), поэтому антисеборрейный.

Потребность обеспечивается за счет синтеза его кишечными бактериями. Некоторая часть поступает с пищей: горох, соя, цветная капуста, грибы, желток, печень.

Тема 6. Ферменты

План

1. Химическая природа и строение ферментов.

2. Свойства ферментов как биокатализаторов.

3. Образование ферментов из проферментов.

4. Классификация ферментов.

1-й вопрос.

Ферменты, или энзимы в переводе: fermentum – закваска; эн – внутри, зим – закваска. Они стали известны впервые при изучении процессов брожения. Могут себя проявлять как внутри организма (в клетках), так и вне его. В настоящее время известно 2500 ферментов.

Большое число ферментов получено синтетическим путем, путем применения методов генной инженерии. Среди них: рибонуклеаза, лизоцим, цитохром С и др. Сейчас более 200 ферментов поступает в промышленное производство (в хлебопечение, сыроделие, парфюмерию, производство моющих средств и даже производство пластмасс).

Подсчитано, что живая клетка может содержать до 1000 ферментов, каждый из которых ускоряет ту или иную определенную функцию.

Ферменты по своей химической природе – это белки. Поэтому обладают рядом свойств, присущих белкам. Доказательства белковой природы ферментов.

1. При действии на них протеолитических ферментов они теряют активность.

2. Ферменты образуют коллоидные растворы, поэтому от примесей их можно очистить при диализе.

3. Ферменты, как и все белки, имеют большую молекулярную массу.

4. Ферменты в растворах ведут себя как амфотерные электролиты и при изменении рН их коллоидные частицы приобретают электрический заряд.

5. Ферменты способны кристаллизоваться из растворов. Но их кристаллы при высушивании разрушаются, так как содержат значительное количество воды.

Кристаллические ферменты каталитически очень активны.