Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 11 )

Цистенілтрансфераза

Н2О

СО2

4'-фосфопантетеїн В6-Ф 4'-фосфопантотеніл цистеїн

Декарбоксилаза

АТФ

ФФн Аденілтрансфераза

дефосфо-КоА коензим А

Кіназа

АТФ АДФ

Рисунок 11 – Схема біосинтезу коензиму А

Нормальна концентрація та поширення у тканинах. Вміст вітаміну В5 у плазмі крові становить 15 – 45 мг/100 мл. У невеликій кількості він наявний у всіх тканинах організму. Найбільші концентрації відмічені у печінці, серці, нирках.

Екскреція. Продукти катаболізму пантотенової кислоти невідомі. За умов нормального харчування із сечею виділяється від 2,5 до 5 мг/добу вітаміну В5, із потом екскретується 3 – 4 мг/100 мл, секретується з молоком 200 – 300 мг/100 мл.

Вітамін В5 значно поширений у тканинах рослин та тварин.

Джерела:

· продукти тваринного похо­дження: печінка, нирки, яєчний жовток, знежирене молоко, сир, курятина, риба;

· продукти рослинного похо­дження: хлібні злаки, боби, хліб із висівками, солодка картопля;

· дріжджі;

· більшість овочів і фруктів бідні на вітамін В5;

· близько 57 % вітаміну руйнується під час виготовлення борошна та 33 % при кулінарній обробці м'яса;

· більше ніж 3,4 мг на добу синтезується мікрофлорою кишечнику, за відсутності дисбактеріозу.

Добова потреба у пантотеновій кислоті невідома через її значне поширення у природі.

Рекомендоване добове споживання на 2500 кал:

· дорослі: 5 – 12 мг;

· новонароджені: 1 –2 мг;

· діти: 4 – 5 мг;

· вагітні жінки 15 – 20 мг.

Потреба у вітаміні підвищується при гострих захворюваннях, опіках, серйозних пораненнях, лікуванні антибіотиками, під час видужання після хвороби, у період вагітності та лактації. Для забезпечення достатньої кількості вітаміну у дітей, що інтенсивно ростуть, у період формування мозку та інших внутрішніх органів, молоко матері повинно вмішувати до 5 мг пантотенової кислоти на 1 л. Потреба у вітаміні В5 збільшується при стресових станах, великих фізичних навантаженнях, заняттях спортом.

Біологічна роль

Біологічна роль пантотенової кислоти пов'язана з її входжен-ням до структури коферменту А (коферменту ацилювання), який бере участь у реакціях активації та перенесення ацетильного (СН3С=О) залишку та радикалів інших кислот. Внасладок утво-рення ацил-КоА карбонова кислота активується, складаються вигідні термодинамічні умови для її використання у ендерго-нічних процесах. Як компонент HS-КоА вітамін В5 необхіден для перебігу декількох фундаментальних біохімічних процесів.

1. Формування «активного» ацетату (ацетил-КоА). Коен-зим А легко взаємодіє з ацетатом із утворенням метаболічно активного Ацетил-КоА:

О

║

СН3 - С ~ S-КоА.

Ацетил-КоА містить у своїй структурі високоенергетичний сульфатний зв'язок, еквівалентний макроергічному фосфату АТФ. Близько 80 ферментів залежать від пантотенової кислоти. У формі активного ацетату вітамін бере участь у:

· циклі трикарбонових кислот – у реакції з оксалоацетатом утворює цитрат;

· реакціях ацетилювання;

· синтезі нейтральних жирів, ацетилхоліну, фосфоліпідів, холестеролу, кетонових тіл;

· біосинтезі та елонгації жирних кислот;

· β-окисненні жирних кислот;

· окиснювальному декарбоксилюванні пірувату та α-кетоглу-тарату;

· утворенні стероїдних гормонів кори надниркових залоз;

· активації амінокислот із розгалуженими ланцюгами – ізолейцину, лейцину, валіну;

· біосинтезі гіпурової кислоти.

2. Формування «активного» сукцинату (сукциніл-КоА). Сукциніл-КоА – продукт окиснювального декарбоксилювання α-кетоглутарату у циклі лимонної кислоти, який бере участь у нижче наведених метаболічних процесах:

· Синтезі гему. Сукциніл-КоА взаємодіє з гліцином і утворює δ-АЛК - ключовий метаболіт синтезу гему.

· Розщепленні кетонових тіл у позапечинкових тканинах.

У людини ізольований дефіцит пантотенової кислоти виникає рідко через її значне поширення у харчових продуктах і біосинтез мікрофлорою ШКТ. Недостатність вітаміну В5 проявляється у вигляді:

· дерматитів, депігментації волосся, алопеції;

· виснаження, зупинення росту, анемії;

· ураження слизових оболонок;

· дистрофічних змін залоз внутрішньої секреції, зокрема надниркових залоз, серця, нирок, ШКТ;

· порушень нервової системи – невритів, паралічів;

· печіння у стопах є характерним проявом дефіциту вітаміну.

Основні причини гіповітамінозу В5:

· захворювання ШКТ, при яких відбувається порушення природної мікрофлори кишечнику або всмоктування вітаміну;

· довготривале нераціональне харчування, лікування антибіотиками;

· часто є супутником інших гіповітамінозів.

Пантотенову кислоту використовують для лікування дерматитів, захворювань печінки, серця, у парфумерії.

4.5. Вітамін В6

(піридоксин, адермін, антидерматитний)

Хімічна структура та властивості

· За структурою вітамін В6 є 2-метил-3-оксі-4,5-діоксиметил-піримідином. Відповідно до Міжнародної номенклатури тер-міном «вітамін В6» позначають три похідні 3-оксипіридину, які мають однакову вітамінну активність: піридоксин (піридоксол), піридоксаль, піридоксамін.

· Вітамін В6 добре розчинний у воді та етанолі.

· Водні розчини вітаміну стійкі до кислот і лугів, але чутливі до дії ультрафіолетового світла при нейтральному рН.

· Вітамін стійкий до температури, але втрачається під час консервування.

Біологічно активні форми

Коферментні властивості притаманні лише фосфорильова-ним формам піридоксалю та піридоксаміну – ПАЛФ (піридоксальфосфат) і ПАМФ (піридоксамінфосфат). У природі вони зустрічаються в основному в комплексі з білками.

Фосфорилювання піридоксалю та піридоксаміну відбуваєть-ся у печінці, мозку та інших тканинах за участі АТФ, Zn++ і специфічних кіназ.

Утворення піридоксальфосфату:

Дегідрогеназа Кіназа, Zn++

Піридоксин Піридоксаль Піридоксаль-Ф

Фосфопротеїн Фосфопротеїн-Н2 АТФ АДФ+ Фн

Вітамін В6 синтезується багатьма мікроорганізмами і росли-нами. В організмі людини він не утворюється, але у невеликій кількості синтезуватися мікроорганізмами кишечника.

Всмоктування. Вітамін В6 легко абсорбується у тонкому ки-шечнику простою дифузією і розноситься кров’ю до тканин. Частина – депонується у зв'язаному з білком вигляді, переважно у печінці, більшість перетворюється у коферментні форми.

Екскреція. Піридоксаль і піридоксамін у невеликій кількості (0,5 - 0,7 мг/добу) виводяться з сечею. Основний біологічно неактивний метаболіт, який екскретується - 4-піридоксинова кислота (3,0 мг/добу).

Вітамін значно поширений у тканинах рослин і тварин. У рослинних продуктах переважає піридоксин, а у тваринних – піридоксаль та піридоксамін. У багатьох продуктах тваринного походження піридоксин знаходиться у комплексі з білками, але у ШКТ під дією ензимів він легко вивільняється і всмоктується.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: дріжджі, хліб, морква, червоний перець, картопля, горох, квасоля, крупи, капуста. У наших умовах основними джерелами вітаміну В6 є хліб та картопля;

· продукти тваринного похо­дження: м'ясо, печінка, нирки, риба, жовток яйця.

Добова потреба у піридоксині для людини точно не встановлена, оскільки частково потреби у ньому задовольня-ються за рахунок синтезу мікрофлорою кишечнику. Розрахована добова потреба становить близько 2,0 мг/добу. Вважається, що вона залежить від надходження білків з їжею, оскільки кофермент бере участь у багатьох реакція обміну амінокислот.

Добова потреба:

· дорослі: 2,0 мг;

· новонароджені: 0,3 – 0,4 мг;

· жінки у другій половині

вагітності: 2,5 мг.

Потреба значно підвищується при довготривалому лікуванні туберкульозу ізоніазидом, який є антивітаміном вітаміну В6.

Біологічна роль

Піридоксальфосфат діє як кофермент, в основному у реакціях амінокислотного обміну.

· Трансамінування. ПАЛФ і ПАМФ, що взаємоперетворю-ються, є коферментами амінотрансфераз у зворотних реакціях трансамінування амінокислот.

· Декарбоксилювання. Кофермент (ПАЛФ) декарбоксилаз у реакціях незворотного декарбоксилювання амінокислот із утворенням відповідних біогенних амінів:

o Тирозин → Тирамін + СО2.

o Гістидин → Гістамін + СО2.

o Глутамінова кислота → ГАМК + СО2.

· Кофермент деаміназ (дегідраз), які каталізують реакції нео-киснювального дезамінування гідроксіамінокислот серину та треоніну.

· Кофермент кінуренінази, що перетворює 3-ОН-кінуренін на 3-ОН-антралову кислоту, з якої утворюється нікотинова кис-лота. Тому при нестачі В6 синтез ніацину з триптофану припиняється. У крові підвищується рівень кінуреніну та 3-ОН-кінуреніну, які у позапечінкових тканинах перетворю-ються на ксантуринову кислоту. Остання виділяється з сечею, що є надійним критерієм діагностики дефіциту В6.

· Транссульфурування. Бере участь у перенесенні сульфгід-рильних (-SH) груп, наприклад, у реакції:

Гомоцистеїн + Серин → Гомосерин + Цистеїн.

· Кофермент дисульфурази, яка каталізує неокиснювальне дезамінування цистеїну, при якому виділяється H2S.

· Бере участь у взаємоперетвореннях гліцину та серину серин-гідрокси-метилтрансферазою.

· Біосинтезі арахідонової кислоти з ліноленової.

· Синтез сфінгомієліну. ПАЛФ – кофермент у активації серину, останній необхідний для синтезу сфінгомієліну.

· Кофермент рацемаз амінокислот:

D-Глутамінова кислота → L-Глутамінова кислота

D-Аланін → L-Аланін.

· Внутрішньомітохондріальний синтез жирних кислот – кофермент елонгації жирних кислот у мітохондріях.

· Необхідний для «активного транспорту» амінокислот через клітинну мембрану та їх абсорбції у кишечнику.

· Структурний компонент фосфорилази м'язів: чотири молекули піридоксальфосфату разом із однією молекулою ензиму утворюють тетрамерну структуру.

· Сприяє транспорту іонів К+ через мембрану у клітини.

· Діє як кофермент аміноацетонсинтетази в утворенні аміноацетону з ацетил-КоА та гліцину.

· Синтез КоА-SH з пантотенової кислоти. При гіповітамінозі В6 вміст коензиму А у печінці значно знижується.

· Синтез порфіринів. Піридоксальфосфат є коферментом δ-амінолевулінатсинтази – ключового ферменту синтезу ге-му. Недостатність вітаміну викликає розвиток анемії.

У людини гіповітаміноз В6 зустрічається рідко і не описано якоїсь специфічної хвороби його недостатності. Дефіцит піри-доксину краще вивчений на тваринах.

Клінічні та біохімічні прояви недостатності вітаміну В6:

у щурів спостерігається акродинія – специфічний дерматит, який вражає шкіру лапок, хвіст, ніс, вуха, дегенеративні зміни у ЦНС.

У людини:

· епілептиформні напади у немовлят, яких вигодовують незбалансованими за вітаміном В6 штучними сумішами. Зниження активності ПАЛФ-залежної глутаматдекарбок-силази призводить до зменшення утворення тормозного медіатора γ-аміномасляної кислоти у мозку, підвищення збудливості нервової системи, що є причиною судом.