Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 18 )

РQQ-дегідрогенази та оксидази за механізмом дії аналогічні до флавопротеїнів, які каталізують перенесення 2Н+ та 2ė, можливо безпосередньо на убіхінон.

РQQ-декарбоксилази, навпаки, подібні за механізмом дії до піридоксалевих коферментів, оскільки обидві системи містять карбонільну групу.

Піролохінолінхінон бере участь у:

· розвитку клітин та внутрішньоклітинних структур;

· репродуктивних процесах;

· імунних процесах.

· Піролохінолінхінон має антиоксидантні, протизапальні властивості.

Слід відмітити, що вітамінні властивості РQQ ще не вивчені до кінця.

Прояви вітамінної недостатності та застосування

Недостатність РQQ супроводжується розладами шлунка, серцево-судинними захворюваннями, дисфункцією печінки.

5.7. Ліпоєва кислота

Синоніми: вітамін N, тіоктова кислота, 6,8-дитіооктанова кислота.

Хімічна структура та властивості

За хімічною структурою α-ліпоєва кислота є 1,2-дитіолан-3-валеріановою кислотою.

· Ліпоєва кислота – кристалічна речовина жовтого кольору із специфічним запахом та гірким смаком.

· Нерозчинна у воді, але розчинна у органічних розчинниках (етанолі, хлороформі, циклогексані).

· Руйнується при термічному обробленні.

· Під дією розчинів лугів ліпоєва кислота полімеризується, утворюючи лінійні полімери, у яких залишки кислоти зв'язані дисульфідними містками.

· Під дією відновників ліпоєва кислота легко перетворюється на 6,8-дигідроліпоєву.

Вперше ліпоєву кислоту виділено з дріжджів та тканини печінки як фактор росту молочнокислих бактерій, які не можуть його синтезувати. У природі ліпоєва кислота поширена у тканинах тварин, рослин, мікроорганізмів.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: зелені частини рослин, боби, шпинат, броколі, картопля, морква, буряк, фрукти, дріжджі;

· продукти тваринного похо­дження: яловичина, молоко, печінка;

· ліпоєва кислота в організмі тварин та людини синтезується в основному мікрофлорою кишечнику, що забезпечує власні потреби. З віком здатність виробляти ліпоєву кислоту зменшується.

Добова потреба у ліпоєвій кислоти для дорослих здорових людей становить у середньому 30 мг/добу.

Рекомендоване добове споживання:

· дорослі: 25 – 50 мг

· вагітні жінки та період лактації: 75 мг

· діти: 12,5 – 25 мг

Потреба у ліпоєвій кислоті підвищується у людей із захворюваннями печінки.

Біологічна роль

Ліпоєва кислота бере участь в окисно-відновних процесах в організмі. Вона може існувати у відновленій (SH-) і окисненій (S-S) формах, чим зумовлені її коферментні функції:

· Ліпоєва кислота швидко відновлюється до дегідроліпоєвої з 2 активними сульфгідрильними групами (SH-), які мають редукуючі властивості.

· Ліпоєва кислота бере участь у процесах окисного декар-боксилювання α-кетокислот як переносник ацильних груп та атомів Н+ у складі мультиферментних комплексів:

1 піруватдегідрогеназного, який окиснює та декарбоксилює ПВК до ацетил-КоА;

2 α-кетоглутаратдегідрогеназного, що є компонентом циклу трикарбонових кислот;

3 дегідрогенази α-кетокислот із розгалуженими бічними лан-цюгами. Відповідні кетокислоти (ацетил-КоА, ізовалерил-КоА, сукциніл-КоА) утворюються при трансамінуванні амі-нокислот із розгалуженими бічними ланцюгами (лейцину, валіну, ізолейцину);

4 система розщеплення гліцину (СРГ) – мультиензимний комплекс, який розташований у матриксі мітохондрій гепа-тоцитів і каталізує окиснення гліцину до СО2, NН3, НАДН, (N5N10)-метилентетрагідрофолату.

· Вітамін N бере участь у процесах аеробного окиснення вуглеводів, ліпідів, амінокислот і їх синтезі. Він сприяє засвоєнню глюкози клітинами (має інсуліноподібний ефект),

· У структурі ферменту ліпоєва кислота зв′язується з білковою частиною пептидним зв′язком, який формується за рахунок її карбоксильної групи та аміногрупи залишку лізину апоферменту.

· Ліпоєва кислота має ліпотропний ефект, попереджаючи жирове переродження печінки. Вона зменшує використання глутатіону – важливого внутрішньопечінкового антиокси-данта;

· Знижує концентрації жирних кислот, загального холестеролу та його ефірів у сироватці крові.

· Ліпоєва кислота – «універсальний антиоксидант», підсилює дію інших антиоксидантів (вітамінів С, Е, глутатіону). Вона є компонентом каскадної системи у якій після окиснення вітамінів С, Е глутатіон відновлює їх, сам глутатіон у подальшому відновлюється ліпоєвою кислотою. Цей механізм сприяє збереженню та економному використанню запасів вітамінів.

· За рахунок антиоксидантних властивостей ліпоєва кислота має радіопротекторну дію; сприяє знешкодженню важких металів та їх солей, фосфорорганічних сполук, ціанідів, сполук миш’яку, сурми, етанолу та інших токсичних сполук.

Специфічні прояви гіповітамінозу не описані.

Ліпоєва кислота використовується у медичній практиці з профілактичною та лікувальною метою:

· при порушеннях вуглеводного та ліпідного обміну;

· у терапії цукрового діабету, при інсулінорезистентності, діабетичній полінейропатії, діабетичній нефропатії;

· при гострих та хронічних захворюваннях печінки: жировому переродженні печінки, початкових стадіях цирозу, алкогольному гепатиті;

· при поліневритах, для покращання концентрації уваги та пам'яті;

· при отруєннях солями важких металів та інших інтоксикаціях;

· при коронарному атеросклерозі, серцевій недостатності;

· при деяких захворюваннях шкіри;

· для профілактики і корекції захворювань судин.

5.8. Холін

Синоніми: вітамін В4, Вр. Уперше винайдений у жовчі, звідки походить його назва.

Хімічна структура та властивості

· За хімічною структурою холін - 2-оксіетил-триметиламоній – аміноетиловий спирт, який містить у своєму складі атом азоту і три метильні групи (СН3-). Зазвичай його відносять до вітамінів групи В:

.

· Холін – термостабільний аміноспирт, який утворює безбарвні кристали, добре розчинні у воді, етиловому спирті, не розчинні в ефірі та бензолі.

· Холін легко утворює солі з сильними кислотами, його водні розчини мають властивості сильних лугів.

Метаболізм

Холін здатен синтезуватися в організмі людини і тварин, але при нестачі у раціоні білків, які містять амінокислоту метіонін – донора метильних груп під час утворення холіну, може розвинутися вторинна холінова недостатність. Слід зазначити, що в організмі утворюється не вільний холін, а холін у складі фосфоліпідів.

Метаболізм холіну пов'язаний із метаболізмом інших вітамінів:

вітамін В12 та фолієва кислота сприяють синтезу холіну в організмі людини; тіамін (вітамін В1) протидіє ліпотропній дії холіну на печінку, оскільки стимулює утворення жиру з вуглеводів; нікотинова кислота (вітамін В3) утилізує метильні групи, які беруть участь в утворенні холіну, тим самим перешкоджаючи його синтезу.

Холін дуже поширений у природі – рослинах, тваринах, мікроорганізмах.

Джерела:

· продукти тваринного похо­дження: особливо багатий на холін яєчний жовток. Він також міститься у печінці, нирках, мозку, серцевому м’язі, сирі, молоці, м'ясі;

· продукти рослинного похо­дження: капуста, шпинат, бобові, зернові культури, соя, нерафінована рослинна олія.

· Синтезується у достатній кількості в організмі людини і тварин.

Добова потреба у вітаміні В4 залежить від раціону харчування, значною мірою визначається наявністю у ньому білків, вітамінів В12 та В6. Для дорослих вона у середньому становить від 0,5 – 1,5 г/добу.

Потреба у холіні підвищується при зниженні у їжі кількості білків, на фоні лікування сульфаніламідними препаратами, під час приймання естрогенів, вживанні великих доз алкоголю.

Біологічна роль

· Як донор метильних груп (СН3-) холін бере участь у реакціях трансметилювання при біосинтезі фосфоліпідів, ацетилхоліну, метіоніну, пуринових та піримідинових нук-леотидів.

· Холін є попередником ацетилхоліну – одного з основних медіаторів нервової системи.

· Вітамін В4 входить до складу фосфоліпідів (фосфатидил-холіну, або лецетину, сфінгомієліну), що є основними компонентами клітинних мембран.

· Холін – це ліпотропна речовина, яка має гепатопротектор-ний ефект – запобігає розвитку жирової дистрофії печінки за рахунок стимулювання синтезу в ній фосфоліпідів. Дію холіну підсилює інозитол. Вітамін В4 також сприяє накопиченню у гепатоцитах глікогену, знижує рівень холестеролу, запобігає утворення жовчних каменів.

· Холін проникає через гематоенцефалічний бар'єр і впливає на функціональний стан центральної нервової системи, сприяє покращанню розумової діяльності та пам′яті.

· Він попереджає розвиток атеросклерозу, зменшує та усуває дистрофічні зміни у міокарді та інших внутрішніх органах.

· Для холіну характерно: антианемічна, мембранопротекторна; антиатеросклеротична, ліпотропна дія; він відновлює структуру нервової тканини, покращує її метаболізм, має ноотропну, антидепресантну, анксіолітичну дію.

Зниження забезпечення організму холіном виникає при його обмеженому надходженні з їжею, дефіциті вітамінів В12 та Вс, а також надмірному надходження речовин, які утилізують метильні групи на кшталт нікотинової кислоти (вітаміну РР).

Дефіцит холіну призводить до:

· порушення обміну ліпідів в організмі;

· розвитку жирової інфільтрації печінки, цирозу;

· дегенерації канальців нирок;

· кровотеч через порушення згортання крові (зниження синтезу V фактора згортання крові);

· затримки росту;

· розвитку атеросклерозу та серцевих захворювань.

Великі дози холіну токсично впливають на організм людини, викликаючи підвищення секреції слинних залоз, зниження артеріального тиску, пригнічення серцевої діяльності, підвищення перистальтики кишок.

Застосування холіну

У медицині холін використовують:

· для лікування гострих і хронічних захворювань печінки: гепатиту, цирозу, жирової дистрофії печінки, жовчокам'яної хвороби;

· при атеросклерозі, гіперхолестеринемії, ішемічній хворобі серця, міокардіодистрофії, артеріальній гіпертензії;

· при анемії, порушеннях пам'яті, депресії, фобії, безсонні, хворобі Альцгеймера, поліневриті; алкоголізмі.

Ураховуючи, що холін – найважливіший компонент фосфо-ліпідів мозку, додаткове вживання його в їжу вагітними жінками (плід не може самостійно його виробляти) і дітьми перших п'яти років життя позитивно впливає на розумові здібності малюків.

В аналітичній хімії використовують здатність холіна утворю-вати погано розчинні солі з фосфорновольфрамовою та плати-нохлористоводневою кислотами, ці властивості застосовують для визначення холіну.

5.9. Карнітин (В11)

Синоніми: Вітамін В11, L-карнітин; вітамін Вт, γ-триметил-бета-гідроксибутиробетаїн. L-Карнітин уперше виділений з екстракту тканин м'язів, звідси походить його назва (від лат. «carnis» – м’ясо). Також було встановлено, що він є незамінним фактором для росту борошнистого черв’яка Tenebrio molitor, у зв'язку з чим його назвали вітаміном Вт.

Хімічна структура та властивості

· L-Карнітин(1-3-гідрокси-4-N-(триметиламоній) масляна кис-лота, за хімічною структурою є похідним масляної кислоти:

(CH3)3N+–CH2–CH(OH)–CH2–COO–.

· L-Карнітин присутній у біологічних системах як у вільному вигляді, так і у формі ефірів, включаючи ацетил-L-карнітин (рис. 15).

Рисунок 15 – Хімічна структура L-карнітину (А) і ацетил-L-

карнітину (Б)

· L-Карнітин синтезується в організмі людини та тварин і знаходиться практично у всіх клітинах організму.

· Синтез L-карнітину відбувається у печінці та нирках за участі незамінних амінокислот – лізину та метіоніну, а також за наявності вітамінів: С, В6, В3(ніацину), В12, фолієвої кислоти, Fе++.

· При нестачі хоча б одного з вищенаведених факторів власний синтез карнітину значно знижується. Основним лімітуючим фактором є наявність аскорбінової кислоти, при дефіцити якої утворення L-карнітину повністю припиняється і розвиваються симптоми карнітинової недостатності.

· Для синтезу карнітину потрібно 5 ферментів.

· Проміжний продукт синтезу N-триметиллізин перетво-рюється на гідрокситриметиллізин, який у ланцюзі реакцій, що протікають як в мітохондріях так і в цитозолі клітини, далі утворює γ-бутиробетаїн. Необхідні для цих етапів біосинтезу ферменти виявлені у скелетних м'язах, серці, печінці, нирках та мозку. Перетворення γ-бутиробетаїну на L-карнітин відбувається у реакції гідроксилювання під дією специфічної гідроксилази, яка виявлена виключно в печінці, нирках та мозку, але його немає у скелетних або серцевому м'язах.