Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 2 )

· символ у вигляді літери;

· хімічну назву;

· біологічну назву.

Біологічна назва часто містить префікс "анти", який вказує на здатність вітаміну попереджувати відповідне захворювання.

Приклад: D3 - холекальциферол – антирахітний;

В1 – тіамін – антиневритний;

А – ретинол – антиксерофтальмічний.

За фізико-хімічними властивостями (залежно від розчинності у неполярних органічних розчинниках чи у воді) вітаміни поділяють на: жиророзчинні та водорозчинні.

Водорозчинні вітаміни беруть участь у метаболічних процесах у вигляді коферментів або їх складових компонентів. Вони не здатні накопичуватися в організмі у великій кількості, їх надлишок виділяється з сечею.

До водорозчинних вітамінів відносять (табл.1):

Таблиця 1 – Водорозчинні вітаміни

Назва вітаміну	Коферментна форма
В1 - тіамін	Тіамінпірофосфат (ТПФ, ТДФ)
Вітамін В2 - рибофлавін	Флавінаденіндинуклеотид (ФАД), Флавінмононуклеотид (ФМН)
Вітамін РР - вітамін В3, ніацин	Нікотинаміддинуклеотид (НАД), Нікотинаміддинуклеотидфосфат (НАДФ)

Продовження табл. 1

Назва вітаміну	Коферментна форма
Вітамін В5 – пантотенова кислота	Коензим А – НS-КоА
Вітамін В6 – піридоксин	Піридоксальфосфат (ПАЛФ), Піридоксамінфосфат (ПАМФ)
Вітамін В12 – кобаламін	Метилкобаламін, Дезоксиаденозилкобаламін
Вітамін Вс – вітамін В9, фолієва кислота	Тетрагідрофолева кислота (ТГФК)
Вітамін Н – біотин	Карбоксибіотин
Вітамін С – аскорбінова кислота	Не утворює
Вітамін Р – рутин, вітамін проникності	Не утворює

Жиророзчинні вітаміни не утворюють коферментів і впливають на обмін речовин опосередковано:

а) створюють умови для оптимальної дії ферментів у мембранах;

б) виконують роль модуля­торів структури і функцій мембран – стабілізують клітинні мембрани, регулю­ють їх вибіркову проникність;

в) мають антимутагенну дію, захищають генетичний апарат клітин від пошкоджень хімічними та фізичними факторами;

г) володіють антиоксидантними властивостями – знешкоджують активні форми кисню та вільні радикали, гальмують процеси перекисного окиснення біомолеул;

д) впливають на процеси тканинного дихання (безпосе­редньо або опосередковано);

е) окремі вітаміни (А, D) проявляють гормональні власти-вості на кшталт стероїдних гормонів, діють через специфічні ядрерні рецептори, активують експресію генів, що призводить до диференціації клітин, активації синтезу білків.

До жиророзчинних вітамінів відносять:

Вітаміни групи А (ретиноїди).

Вітаміни групи D (кальцифероли).

Вітаміни групи Е (токофероли).

Вітаміни групи К (філохінони).

Вітамін F (есенційні поліненасичені жирні кислоти).

Жиророзчинні вітаміни здатні акумулюватися в організмі у значній кількості, їх неконтрольоване приймання призводить до розвитку гіпервітамінозів. У тканинах деяких тварин концентрація жиророзчинних вітамінів настільки висока, що є смертельною для людини (печінка білого ведмедя).

Після розкриття молекулярних механізмів дії водо - та жиророзчинних вітамінів було запропоновано функціональну класифікацію вітамінів відповідно до їх участі у процесах життєдіяльності. Згідно з цією класифікацією вітаміни поділяють на три групи (рис. 1):

Вітаміни

Коферменти Антиоксиданти Прогормони

В1, В2, В6, В12, РР, С, Е, каротиноїди А, D

Вс, Н, В5, К

Рисунок 1 – Функціональна класифікація вітамінів

1. Вітаміни – коферменти, або ензимовітаміни. Група містить вітаміни, які утворюють коферменти та простетичні групи ферментів. Це вітаміни групи В і вітамін К. Останній є коферментом у реакціях γ-карбоксилювання глутамінової кислоти у Са-зв'язувальних білках. До цієї групи може бути умовно віднесена альдегідна форма вітаміну А – ретиналь, який є простетичною групою родопсину (зорового пурпуру), а також ретинілфосфат – виконує функцію кофермента-переносника залишків цукрів у синтезі глікопротеїнів клітинних мембран.

2. Вітаміни – антиоксиданти. Аскорбінова кислота, токофероли, каротиноїди – β-каротин, лікопін, лютеїн та ін. є компонентами антиоксидантної системи захисту організму від дії вільних радикалів, активних форм кисню. Антиоксидантні властивості притаманні також багатьом біофлавоноїдам.

3. Вітаміни – прогормони – А, D. Для активних форм цих вітамінів характерна гормональна активність. Вітамін D утворює гормон кальцитріол – регулятор обміну кальцію. Активною формою вітаміну А є ретиноєва кислота, яка регулює процеси росту та диференціювання епітеліальних тканин.

Функціональна класифікація також недосконала, оскільки деякі вітаміни поліфункціональні, їх різні форми можуть належати до різних груп за вищеназваною класифікацією.

Вітаміноподібні речовини (квазівітаміни). Окрім основних вітамінів, виділяють групу органічних речовин з вітамінними властивостями, які частково синтезуються в організмі. До них відносять:

· параамінобензойну кислоту (вітамін В10);

· пангамову кислоту (вітамін В15);

· метилметіонін сульфоній хлорид (вітамін U);

· інозит (вітамін В8);

· коензим Q;

· піролохінолінхінон ( РQQ) (вітамін В14);

· ліпоєву кислоту (вітамін N);

· холін (вітамін В4);

· карнітин (вітамін В11);

· оротову кислоту (вітамін В13).

Нестача вітаміноподібних речовин призводить до розвитку гіповітамінозів.

3. Жиророзчинні вітаміни

Жиророзчинні вітаміни здатні акумулюватися в організмі у значній кількості. Вони відкладаються у жирових депо, повільно виводяться і можуть зберігатися у тканинах упродовж тривалого часу. При надмірному споживанні ці вітаміни депонуються у таких концентраціях, які викликають інтоксикацію і спричи-няють розвиток гіпевітамінозу.

3.1. Вітаміни групи А (ретиноїди)

Синоніми: ретинол, антиксерофтальмічний вітамін, аксеро-фтол.

Хімічна структура та властивості

· Вітаміни групи А – жиророзчинні, близькі за структурою сполуки з А-вітамінною активністю, які називають ретино-їдами:

o ретинол (вітамін А-спирт, вітамін А1, аксерофтол);

o дегідроретинол ( вітамін А2);

o ретиналь (ретинен, вітамін А-альдегід);

o ретиноєва кислота (вітамін А-кислота);

o ефіри цих речовин та їх просторові ізомери.

· За хімічною структурою вітамін А1 - транс-9,13-диметил-7-(1,1,5-триметилциклогексен-5-іл-6)-нонатетраєн-7,9,11,13-ол.

· Вітамін А – ненасичений цикліч­ний одноатомний спирт. Він складається з 6-членного кільця β-іонона, двох залишків ізопрену із 4 спряженими подвійними зв'язками та первинною спиртовою групою:

· Ретиноїди походять від природних рослинних пігментів – каротиноїдів, які вперше були виділені з моркви. Від лат. сarota (морква) походить їх назва. Каротиноїди α-, β-, γ- та інші є попередниками (провітамінами) вітаміну А.

· Найбільш активний каротиноїд – β-каротин, молекула якого симетрична, вміщує два β-іононових кільця на кінцях та 9 спряжених подвійних зв'язків.

· Симетричне окиснення β-каротину по центральному подвійному зв'язку під дією ензиму β-каротинази (15,15'-диоксигенази) у стінці тонкої кишки та печін­ці призводить до утворення двох молеку­л вітаміну А.

· Чистий вітамін А нестабільний, чутливий до окиснення на повітрі. Під дією температури та світла швидко втрачає активність.

· Наявність антиоксидантів, наприклад, вітаміну Е, захищає вітамін А від окиснення.

· Бета-каротин стійкий, його втрати під час приготування їжі становлять 25 %, але при довготривалому кип'ятінні він руйнується.

Вітамін А – виключно тваринний вітамін, у рослинах знаходяться лише його провітаміни – каротиноїди.

Всмоктування. У їжі вітамін А міститься переважно у вигляді ефірів, які гідролізуються під дією холестеролестерази кишечника до жирних кислот та вільного вітаміну А. Вітамін А та каротиноїди всмоктуються у тонкому кишечнику (рис.2). Вільний ретинол всмоктується і повторно реестерифікується у епітеліальних клітинах. Перетворення каротиноїдів на вітамін А відбувається у кишечнику деяких тварин та людини під дією β-каротин-15,15'-діоксигенази у присутності молекулярного кис-ню. Цей процес також можливий у клітинах печінки. При розщепленні β-каротину утворюються дві молекули ретиналю, які відновлюються до вітаміну А-спирту специфічною кишковою редуктазою. Ступінь засвоєння вітаміну А та каротинодів залежить від наявності у їжі жирів, вільних жовчних кислот, які необхідні для всмоктування продуктів гідролізу.