Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 15 )

У медицині біотин використовують для лікування дерматитів.

4.9. Вітамін С

(аскорбінова кислота, антискорбутний вітамін)

· Аскорбінова кислота – лактон дієнолгулонової кислоти, яка за своєю структурою схожа на L-глюкозу.

· Це відносно сильна кислота. Кислотний характер її зумовлений наявністю двох енольних гідроксилів біля С2 та С3, які зворотно дисоціюють.

· Аскорбінова кислота утворює чотири оптичні ізомери за рахунок наявності двох асиметричних атомів вуглецю – С4 та С5. D-ізомери зовсім неактивні. Вітамінну активність мають тільки природні ізомери L-ряду.

· Вітамін С добре розчинний у воді та практично не розчин-ний в органічних розчинниках. Тверда форма та кислі розчини його стабільні, але він швидко розщеплюється у лугах. Окиснювальна деградація аскорбінової кислоти прис-корюється при підвищенні рН, за наявності іонів Ag++, Cu++.

· Відновлювальні властивості аскорбінової кислоти пов'язані з її здатністю зворотно окиснюватися до дегідроаскорбінової кислоти, утворюючи окисно-відновну систему.

О=С О=С

│ │

НО-С -2 Н+ О=С

║ О │ О

НО-С О=С

│ +2 Н+ │

Н-С Н-С

│ │

НО-СН НО-СН

│ │

СН2ОН СН2ОН

L-Аскорбінова кислота L-Дегідроаскорбінова кислота

(відновлена форма) (окиснена форма)

· Окисниками можуть бути: кисень повітря, Н2О2, FeCl3, мети-леновий синій, 2,6-дихлорфеноліндофенол та ін. Окиснення не супроводжується зниженням вітамінної активності. Дегід-роаскорбінова кислота швидко відновлюється цистеїнном, H2S, глутатіоном та іншими сульфгідрильними сполуками.

· У печінці більшості тварин вітамін С легко синтезується з глюкози на шляху метаболізму уронових кислот.

· У тканинах людини, мавп, морських свинок, деяких видів птиць та риб аскорбінова кислота не синтезується через від-сутність ензиму гулонолактоноксидази, який перетворює L-кетогулонолактон на L-аскорбінову кислоту. Відповідно для людини та вітамін-С-чутливих тварин вітамін С є не обхід-ним харчовим фактором, який повинен надходити з їжею.

Всмоктування. Вітамін С швидко всмоктується у верхніх відділах ШКТ, але найкраще у тонкому кишечнику та поширюється по організму. З підвищенням дози до 200 мг абсорбується близько 70 %. При подальшому збільшенні дози всмоктування знижується до 50 – 20 %.

Накопичення. Більша частина вітаміну знаходиться в організмі у відновленому стані і незначна у вигляді дегідроаскорбінової кислоти (окиснена форма). Обидві форми вітаміну метаболічно та фізіологічно активні. Вміст його у деяких тканинах вище, ніж в інших, і знижується в ряду: гіпофіз, надниркові залози, печінка, мозок, статеві залози, тимус, селе-зінка, нирки, серце, скелетні м'язи та ін.

Нормальна концентрація у плазмі крові: 0,6 – 1,5 мг/%.

Виділення. При нормальному надходженні вітаміну С з їжею (75 – 100 мг) від 50 до 75 % його перетворюється у неактивні речовини, 25 – 50 % екскретується з сечею у нативному вигляді. Він також екскретується з молоком.

Основними кінцевими продуктами катаболізму аскорбінової кислоти в організмі людини є дикетогулонова та щавлева кислоти, які виділяються з сечею. Перетворення вітаміну С у оксалат є основним джерелом ендогенного оксалату сечі.

L-Аскорбінова -2Н+ Дегідроаскорбінова +НОН Дикетогулонова

кислота +2Н+ кислота кислота

окиснення

Щавлева +L-Треонова

кислота кислота

Вітамін С поширений у тканинах рослин і тварин. В організмі останніх він не накопичується і міститься у невеликій кількості. Найбільша концентрація його відмічена у органах з високою метаболічною активністю, таких, як кора надниркових залоз, печінка. Загальні запаси вітаміну С в організмі становлять близько 1500 – 3000 мг. Вважається, що цих запасів дорослій людині вистачить на 1 – 1,5 місяця за умов звичайного фізич-ного і розумового навантаження та відсутності екзогенного надходження вітаміну.

Джерела. На відміну від більшості тварин в організмі людини вітамін С не синтезується з глюкози, тому повинен постійно надходити ззовні. Найбільш важливими джерелами вітаміну С для людини є продукти рослинного походження. Багато його у фруктах і ягодах, особливо у шипшині, чорній смородині, цитрусових (лимоні, лаймі), ананасах, бананах, суницях, горобині. Серед овочів багаті на вітамін С – капуста, салат, перець, хрін, картопля, томати. Активність вітаміну С знижується під час термічної обробки та при зберіганні продуктів за рахунок його незворотної окиснювальної деградації до неактивних речовин.

Добова потреба у вітаміні С для людини становить 75 – 100 мг/добу.

Рекомендовані мінімальні добові потреби:

· дорослі: 75 мг/добу;

· новонароджені: 30 мг/добу;

· підлітки: 80 мг/добу;

· вагітні: 100 мг/добу;

· жінки у період лактації: 150 мг/добу.

Більш високі добові дози аскорбінової кислоти (до 1 г/добу), які рекомендують деякі вчені (Л. Полінг), ймовірно, недостатньо обґрунтовані.

Потреба людини у вітаміні С повністю задовольняється за рахунок його надходження з їжею, за умов повноцінного харчування, при достатній кількості овочів і фруктів, за відсутності патологічних процесів в організмі.

Потреба підвищується при зміні кліматичних умов (низька, або висока температура навколишнього середовища, коливання атмосферного тиску), вагітності, стресових станах, фізичних і розумових навантаженнях, інфекційних захворюваннях, палінні, алкоголізмі, лікуванні антибіотиками, сульфаніламідними пре-паратами, у людей похилого віку.

1. Участь в окисно-відновних реакціях. Вітамін С дуже чутливий до зворотного окиснення (аскорбінова кислота ↔ дегідроаскорбінова кислота). Вірогідно він може брати участь в окисно-відновних процесах у клітині як переносник водню.

2. Участь у синтезі колагену. Аскорбінова кислота бере участь у гідроксилюванні проліну та лізину у складі проколагену під дією відповідних гідроксилаз:

Протоколаген пролін

гідроксилаза

Пролін Гідроксипролін

Віт. С, Fe++, О2

Протоколаген лізин

гідроксилаза

Лізин Гідроксилізин

Віт. С, Fe++, О2

3. Участь у функціональній активності фібробластів/ остеобластів. Аскорбінова кислота необхідна для функціо-нальної активності фібробластів/остеобластів і відповідно для формування сполучної, кісткової тканин, дентину та цеменуюої речовини капілярів.

4. Метаболізм триптофану. Вітамін С є кофактором у реакції гідроксилювання триптофану до 5-гідрокситриптофану на шляху біосинтезу серотоніну.

5. Метаболізм трирозину. Аскорбінова кислота – кофактор p-ОН-фенілпіруватгідроксилази, яка каталізує перетворення p-ОН-фенілпірувату на гомогентизинову кислоту.

6. Формування активної форми фолієвої кислоти (тетрагідрофолату). Аскорбінова кислота разом з фолієвою кислотою сприяє дозріванню еритроцитів. Вітамін С регулює перетворення фолієвої на фолінову кислоту. Вважають, що він підтримує ензимредуктазу фолієвої кислоти у його «активній формі» і забезпечує утворення ТГФК з фолату.

7. Утворення феритину. Аскорбінова кислота необхідна для формування тканинного феритину. АТФ, НАД+ та НАДФ+ стимулюють цей процес.

8. Всмоктування заліза:

· Аскорбінова кислота сприяє всмоктуванню заліза у кишеч-нику через участь його у перетворенні неорганічної Fe++ форми в органічну Fe+++, а також утворення водорозчинного Fe++-аскорбат хелатного комплексу.

· Вітамін С також активує мобілізацію заліза з феритину.

9. Роль у функціонуванні електронтранспортних систем. Аскорбінова кислота, ймовірно, бере участь у функціонуванні мікросомальних електронтранспортних систем. Детально роль її у цьому механізмі ще не вивчена, але важають, що вона пов'язана з реакціями гідроксилювання.

10. Роль у активації/інгібуванні окремих ферментів. Вітамін С здатний як активувати, так і інгібувати окремі групи ензимів. Аргіназа та папаїн активуються, у той час як уреаза та β-амілаза інгібуються вітаміном.

11. Роль у синтезі катехоламінів та стероїдних гормонів. Вітамін С є кофактором ферменту дофамінгідроксилази, який каталізує перетворення дофаміну на норадреналін. Аскорбінова кислота бере участь у процесах гідроксилювання при перетворенні холестеролу в стероїдні гормони.

12. Роль у синтезі карнітину. Карнітин утворюється у печінці шляхом гідроксилювання γ-бутиробетаїну під дією діоксигенази за участі вітаміну С, α-кетоглутарату та Fe++.

13. Роль у α-окисненні жирних кислот. Вітамін С бере участь у активації ферменту α-гідроксилази (α-монооксигенази), яка каталізує α-окиснення довголанцюгових жирних кислот з утворенням їх гідроксильованих похідних.

14. Роль у реакції організму на стрес. Вважають, що вітамін С відіграє важливу роль у реакції організму на стрес. Кора надниркових залоз вміщує велику кількість аскорбінової кислоти, але концентрація її швидко знижується після стимуляції залози АКТГ, при гострих інфекційних та злоякісних захворюваннях, лихоманці, хворобах серця, печінки, нирок.

15. Вітамін С разом із вітамінами Е, А, β-каротином проявляє антиоксидантні властивості. Поряд із цим він запобігає руйнуванню інших антиоксидантів вільними радикалами та сприяє регенерації вітаміну Е. Останній знову включається у метаболічні процеси.

У сучасних умовах абсолютний авітаміноз вітаміну С спос-ерігається рідко, але гіповітамінози досить поширені, особливо у весняний період і на початку літа. Клінічно гіповітаміноз проявляється:

· гематомами, блідими яснами, їх кровоточивістю, особливо під час чищення зубів;

· загальною слабістю, дратівливістю, апатією, сонливістю, зниженням працездатності, депресивними станами;

· болями у суглобах, інфекціями та застудами, які часто повторюються;

· поганим заживленням ран, повільним ростом волосся.

В організмі людини недостатність вітаміну С проявляється у вигляді цинги (скорбуту). Найбільш характерною ознакою захворювання є втрата організмом здатності до утворення кола-гену, синтезу глікопротеїнів, що призводить до ушкодження судинних стінок та опорних тканин. Клінічно цинга проявля-ється при зниженні запасів вітаміну С до 300 мг.

Недостатність аскорбінової кислоти супроводжується:

· підвищенням крихкості та проникності судин, точковими крововиливами під шкіру (петехії);

· кровотечами з ясен, порушенням утворення дентину і формуування зубів у дітей, розшаруванням та випадінням зубів у дорослих;

· кровотечами та крововиливами у внутрішні органи і слизові оболонки;

· зниженням маси тіла, загальною слабістю, задишкою, серцебиттям, болями у серці, набряками кінцівок.

Як ускладнення тяжкого гіповітамінозу можуть виникати вторинні інфекції, гіпохромна анемія;

Причини гіповітамінозу С

Недостатність вітаміну С може розвинутися при:

· захворюваннях шлунково-кишкового тракту;

· нераціональній строгій дієті, алкоголізмі з виснаженням;

· під час вагітності та вигодовування груддю, при фізичному та розумовому перенавантаженні, у похилому віці;

· інфекційних захворюваннях, тиреотоксикозі, атеросклерозі, рахіті, ішемічній хворобі, ревматизмі, захворюваннях крові та сполучної тканини.

Крім лікування цинги і гіповітамінозів, аскорбінову кислоту використовують для профілактики інфекційних та алергічних захворювань, при ураженнях сполучної тканини, для стимуляції регенеративних процесів під час загоєння ран, виразок, опіків.

4.10. Вітамін P

(біофлавоноїди)

Синоніми: рутин, цитрин, кверцитин, вітамін проникності.

Хімічна структура та властивості

· Термін «вітамін Р» (від лат. рermeability – проникність) об'єднує групу рослинних полі-фенолів із Р-вітамінною актив-ністю: катехіни, дегідрохалко-ни, флавони, флавіни, ізофла-вони, флавоноїди та ін., що здатні підвищувати резистент-ність капілярів.

· В основі структури біофлавоноїдів лежить ядро бензапірону, що зв′язане з гідроксилами фенолів. Останні можуть бути етильовані, пов'язані з залишками цукрів (рамнози, глюкози та ін.). Від вуглецевого скелета флавону походить назва «біофлавоноїди». У природі відомо понад 4000 речовин цієї групи.

· Більшість біофлавоноїдів водорозчинні, зустрічаються також жиророзчинні форми, деякі розчиняються у спиртах та лугах.

· Представники біофлавоноїдів: цитрин, кверцетин – гідроксильований флавон, рутин – глікозид кверцетину, катехін –похідне флавону:

В організмі людини і тварин біофлавоноїди не утворюються, потреба в них задовольняється виключно за рахунок рослинної їжі. Рослини синтезують вітамін Р за участі нікель - та молібденовмісних ензимів. Рослини відрізняються здатністю до накопичення різних типів поліфенолів: гречка вміщує рутин, зелений чай – кате-хіни, мірцетини, кемпферол, цитрусові – гесперидини, рис – госипол, ромашка – апігенін, яблука – кверцетин, буряк – антоціани (бетаїн, бетанін), куркума – куркумін та ін.

Метаболізм біофлавоноїдів у живих клітинах недостатньо вивчений. Більшість з цих сполук – багатоатомні феноли, тому вірогідно, що в організмі тварин вони включаються у перетво-рення характерні для фенольних сполук. Дотепер більш деталь-но вивчено метаболізм окремих біофлавоноїдів – рутину, кверцетину, гесперидину, катехінів чаю.

Всмоктування. Дотепер немає достатніх даних про всмок-тування біофлавоноїдів у ШКТ. Відомо, що кверцетин значно повільніше всмоктується, ніж катехіни, погано всмоктується також рутин. Останній може залишатися у шлунку в незмінному вигляді впродовж 4 – 5 годин. Розчинність рутину у шлунковому соку, слині, хімусі незначна, він краще розчи-няється у панкреатичному та кишечному соці. Отже, основним місцем розщеплення та всмоктування рутину є кишечник, в якому він гідролізується у лужному середовищі. При відщеп-ленні від молекули рутину цукрового залишку утворюється кверцетин. У подальшому відбувається руйнування гетероцик-лічного кільця і кверцетин перетворюється на ароматичну кислоту, яка вміщує двовуглецевий ланцюг.

Поширення у тканинах. В організмі тварин відбуваються настільки значні метаболічні перетворення біофла-воноїдів, що до сьогодні вони не знайдені у тваринних клітинах. Катехіни, рутин виявлені лише у сечі, але у крові, тканинах і молоці вони не знайдені.