Биохимия
Общая характеристика витаминов
Понятием витамины в настоящее время объединяется группа низкомолекулярных веществ разнообразной природы, которые необходимы для биохимических реакций, обеспечивающих рост, выживание и размножение организма. Витамины обычно выступают в роли коферментов – таких молекул, которые непосредственно участвуют в работе ферментов. Витамины иногда называют «пламень жизни», так как жизнь без витаминов невозможна.
Различают следующие группы витаминов:
- Жирорастворимые А, D, E, K, F.
- Водорастворимые B1, B2, B3, B5, B6, B9, B12, H, C.
- Также выделяют витаминоподобные вещества:
- жирорастворимые – Q (убихинон),
- водорастворимые – B4 (холин), P (биофлавоноиды), B8 (инозит), B10 (параамино- бензойная кислота), B11 (BT, карнитин), U (S-метилметионин), N (липоевая кислота), B13 (оротовая кислота), B14 (метоксантин, пиррол-хинолин-хинон), B15 (пангамовая кис- лота).
Общая характеристика
Независимо от своих свойств витамины характеризуются следующими общебиологическими свойствами:
- В организме витамины не образуются, их биосинтез осуществляется вне организма человека, т.е. витамины должны поступать с пищей. Тех витаминов, которые синтезируются кишечной микрофлорой обычно недостаточно для покрытия потребностей организма (строго говоря, это тоже внешняя среда). Исключением является витамин РР, который может синтезироваться из триптофана и витамин D (холекальциферол), синтезируемый из холестерола.
- Витамины не являются пластическим материалом. Исключение – витамин F.
- Витамины не служат источником энергии. Исключение – витамин F.
- Витамины необходимы для всех жизненных процессов и биологически активны уже в малых количествах.
- При поступлении в организм они оказывают влияние на биохимические процессы, протекающие в любых тканях и органах, т.е. они неспецифичны по органам.
- В повышенных дозах могут использоваться в лечебных целях в качестве неспецифических средств: при сахарном диабете – B1, B2, B6, при простудных и инфекционных заболеваниях – витамин С, при бронхиальной астме – витамин РР, при язвах ЖКТ – витаминоподобное вещество U.
Жирорастворимые витамины при увеличении дозы накапливаются и могут вызывать гипервитаминозы с рядом общих симптомов (потеря аппетита, расстройство ЖКТ, сильные головные боли, повышенная возбудимость нервной системы, выпадение волос, шелушение кожи) и со специфическими признаками. Яркая картина гипервитаминозов отмечается только для витаминов А и D.
Нехватка витаминов ведет к развитию патологических процессов в виде специфических гиповитаминозов или авитаминозов. Широко распространенные скрытые формы витаминной недостаточности не имеют каких-либо внешних проявлений и симптомов, но оказывают отрицательное влияние на работоспособность, общий тонус организма и его устойчивость к разным неблагоприятным факторам.
Причины нехватки витаминов могут быть:
Экзогенные:
- нерациональное питание, т.е. недостаточное потребление с пищей,
- гельминтозы, лямблиозы, дизентерия, дисбактериоз кишечника
Эндогенные:
- нарушение всасывания (энтероколиты, гастроэнтериты различного происхождения). Например, пернициозная анемия Аддисон-Бирнера,
- заболевания печени и желчного пузыря (для жирорастворимых витаминов),
- повышенная потребность (беременность, лактация, физические нагрузки),
- генетические дефекты кофермент-образующих ферментов.
Витамеры
Иногда витамин представлен различными химическими формами – витамерами (витамин + греч. meros – часть), т.е. соединениями с витаминной функцией, сходными по структуре. Например, витамин E представлен группой витамеров – α, β- и γ-токоферолами, витамин К – менахинонами и филлохинонами, витамин D может быть в виде эргокальциферола и холекальциферола, витамин F включает схожие полиненасыщенные жирные кислоты.
Провитамины
Некоторые витамины поступают в организм в виде провитаминов. В организме провитамины превращаются в активные формы, например:
- каротиноиды, в частности β-каротин, превращаются в витамин А,
- пищевой эргостерол или 7-дегидрохолестерол под действием ультрафиолетовых лучей превращаются соответственно в эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3).
Антивитамины
Вещества, которые каким-либо образом препятствуют действию витамина, получили название антивитамины. Выделяют две группы антивитаминов:
- вещества, которые могут инактивировать витамин путем его расщепления, разрушения, связывания его молекул в неактивные формы или препятствуют синтезу соответствующего кофермента.
- вещества, похожие по структуре на тот или иной витамин. Эти вещества конкурентно вытесняют витамины из ферментов, препятствуют образованию их коферментных форм или участию в реакциях.
Примером антивитаминов являются:
- дикумарол (антивитамин К) – препятствует образованию активной формы витамина К, что блокирует синтез факторов свертывания крови,
- изониазид (антивитамин РР) – образует «неправильные» коферменты, аналогичные НАД и НАДФ, что блокирует протекание окислительно-восстановительных реакций,
- антибактериальные препараты группы сульфаниламидов (антифолаты) – вытесняют витамин В9 из реакций синтеза фолиевой кислоты. Этим они снижают образование фолиевой кислоты в бактериях и препятствуют синтезу пуриновых и пиримидиновых оснований и, как следствие, нуклеиновых кислот,
- авидин (антивитамин Н) – связывается с витамином в кишечнике и не допускает его всасывания в кровь.
- фермент тиаминаза – разрушает витамин В1 (тиамин).