Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 6 )

Рекомендоване добове споживання:

· дорослі: 2,5 – 5,0 мкг;

· жінки в період лактації: 10,0 мкг;

· вагітні: 10,0 мкг;

· новонароджені: 7, 5 – 10,0 мкг;

· діти: 2,5 – 10,0 мкг.

Потреба у вітаміні D збільшується:

· при нестачі сонячної інсоляції – у людей, що живуть у високих широтах, регіонах зі значним забрудненням атмос-фери, працюють у нічну зміну, ведуть нічний спосіб життя, носять одежу, яка повністю закриває тіло; лежачіх хворих, які не бувають на свіжому повітрі;

· внаслідок зниження синтезу – у людей з темною шкірою; хворих із дисфункцією кишечнику, печінки, жовчного міху-ра; людей похилого віку, у яких здатність до трансформації вітаміну знижується вдвічі; вегетаріанців і людей, що вживають недостатню кількість жирів з їжею;

· у жінок під час вагітності та лактації у зв'язку з необхідністю попередження рахіту у дітей.

Біологічна роль

Вітамін D вважається прогормоном, його активна форма – кальцитріол – має гормональну активність і діє подібно до стероїдних гормонів. Рецептори до кальцитріолу містяться у кишечнику, нирках, кістках, мозку, підшлунковій залозі, гіпофізі, молочній залозі. Гормон утворює комплекс із рецеп-тором, цей комплекс взаємодіє з ділянками хроматину, які акти-вують транскрипцію генів і синтез мРНК, що кодує структуру Са-зв'язувальних протеїнів. У цитозолі клітин-мішеней синтезу-ється декілька білків з високою спорідненістю до іонів Са++. Підвищення синтезу Са-зв'язувальних протеїнів сприяє абсорб-ції Са++ із ШКТ та реабсорбції його у нирках (рис.6).

Кальцитріол (Г) Рецептор+Г ЯДРО

спец. ділянки ДНК

Транскрипція м-РНК

Синтез Са2++-звязувального протеїну

Транспорт кальцію (абсорбція та реабсорбція Са2+)

(ШКТ, нирки, кістки )

Рисунок 6 – Механізм дії кальцитріолу у клітинах-мішенях

Кальцитріол підтримує гомеостаз Са++ разом із паратгормо-ном (ПТГ) та кальцитоніном. Паратгормон вважають тропним гормоном кальцитріолу, синтез якого він стимулює шляхом активації фермента 1-α-гідроксилази у канальцях нирок.

Біологічна роль вітаміну D полягає у регуляції гомеостазу каль­цію та фосфатів:

· він підвищує абсорбцію Са++ та фосфатів у кишечнику шляхом активації експресіі гена, що кодує структуру Са++-АТФ-ази, останя сприяє активному транспорту Са++ через мембрани клітин ШКТ проти електрохімічного градієнта.

· Вітамін D забезпечує нормальне формування, ріст і розвиток кісок у дітей, попереджає виникнення рахіту у молодому та остеопорозу у зрілому віці. Він стимулює мінералізацію кісток за рахунок синтезу остеокальцину та лужної фосфа-тази, які підвищують рівень кальцію та фосфору у кістках. 24,25(ОН)2D3 – сприяє утворенню гідроксиапатиту у кістках.

· Вважається, що вітамін D сприяє резорбції кісток та мобілізації з них Са++ при низькому рівні кальцію та фосфору у крові. Він також збільшує реабсорбцію Са++ у нирках. Таким чином, загальна дія вітаміну D спрямована на підвищення концентрації Са++ у крові.

· останнім часом установлено його вплив на клітинну диференціацію у нормальних та пухлинних клітинах;

· передбачається його участь у імуномодуляції.

У зв'язку з тим, що основним джерелом вітаміну D є його ендогенний синтез, ознаки гіповітамінозу можуть виникати при недостатньому перебуванні людини на відкритому повітрі, обмеженій дії на шкіру сонячного світла. Згідно з сучасними дослідженнями близько 1 млрд. жителів Землі мають дефіцит або недостатність вітаміну D.

Тільки при недостатньому утворенні в організмі виникає потреба у додатковому надходженні вітаміну з їжею. Клінічно явний авітаміноз виникає у випадках, коли зниження власного синтезу поєднується з дефіцитом вітаміну у їжі.

Недостатність вітаміну D у раціоні дітей призводить до розвитку рахіту, в основі захворювання лежать порушення кальцієво-фосфорного обміну та відкладення у кістковій тканині фосфату кальцію.

Причини розвитку рахіту:

1. Ризик розвитку рахіту виникає у новонароджених дітей, через низький вміст вітаміну у грудному молоці.

2. Зменшення ендогенного синтезу внаслідок недостатньої інсоляції. Відомо, що у деяких тропічних регіонах світу рахіт дуже поширений серед дітей. Цей парадокс пов'язаний з тим, що традиційно жінки сповивають дітей і знаходяться з ними у зак-итих приміщеннях, мало перебуваючи на відкритому повітрі.

3. Неповноцінне харчування, недостатність Са та Р у їжі.

4. Генетичне порушення активності 1-α-гідроксилази, як результат, неможливість утворення кальцитріолу.

5. Резистентність тканин до вітаміну D через порушення синтезу або зміни структури рецепторів до його активної форми, що унеможливлює зв'язування кальцитріолу з відповідною ділянкою ДНК і транскрипцію Са-зв'язувального протеїну у клітинах-мішенях.

6. Серйозні ураження нирок, синдром Фанконі.

Основні симптоми рахіту:

· порушення процесу остеогенезу, затримка росту і розвитку;

· остеомаляція – розм’якшення кісток. Кістки набувають О - та Х-подібної форми, стають крихкими;

· потовщення ребер, деформація хребта;

· збільшення голови, живота через гіпотонію м'язів;

· порушення формування зубів і дентину.

Дефіцит вітаміну D у дорослих проявляється втратою апетиту, безсонням, печінням у роті та горлі, зниженням ваги тіла, погіршенням зору. Надалі спостерігається розвиток остеопорозу. Кальцій вимивається із кісток, через що вони стають м'якими і часто ламаються. Демінералізація перш за все виникає у хребті, кістках таза та кінцівок. Недостатність вітаміну D супроводжується розвитком вторинного гіперпарати-реозу, гіпокальціємією, гіпофосфатемією, підвищенням актив-ності лужної фосфатази у крові, зниженням концентрації 25-гідроксихолекальциферолу.

Гіпервітаміноз

Застосування вітаміну у великих дозах небезпечно. Випадки гіпервітамінозу спостерігаються при використанні «ударних доз» вітаміну D для лікування рахіту та деяких дерматозів, після приймання доз більше 1 500 000 МО/добу (N=МО/добу).

Характерні прояви гіпервітамінозу D: слабкість, лихоманка, підвищення артеріального тиску, втрата апетиту, розвиток анорексії, спрага, поліурія, блювання, діарея, кальцифікація нирок та уролітіаз, ниркова недостатність, різкі болі у суглобах, судоми, відкладення надмірної кількості гідроксіапатиту у кістках, м'язах, бронхах, артеріях, шлунку, демінералізація кісткової тканини, розвиток остеопорозу, головні та м'язові болі. Оскільки вітамін D підвищує вміст кальцію в крові, його надмірне споживання може призвести до гіпелкальціємії. Кальцій може проникати у судинні стінки і провокувати утворення атеросклеротичних бляшок. Цей процес посилюється при дефіциті в організмі магнію.

У терапевтичних дозах вітамін D використовують:

· для профілактики та лікування рахіту, захворювань кісток, які викликані порушенням обміну кальцію; псоріазу, деяких форм туберкульозу, епілепсії;

· при дисфункції паращитовидних залоз.

3.3. Вітаміни групи E (токофероли)

Хімічна структура та властивості

Термін «токоферол» походить від грец. «дітонародження» і «приносити», підкреслюючи важливу роль вітаміну Е у розмноженні людей і тварин.

· За хімічною структурою вітамін Е – 6-ацетокси-2-метил-2-(4,8,12-триметилтридецил)-хроман. За назвою «вітамін Е» відомі 8 сполук: 4 токоферолу та 4 токотрієнолу.

Токофероли – група природних сполук похідних токолу, які відрізняються місцем розташування метильних груп (СНз-) у бензольному кільці:

· α-токоферол – 5,7,8-триметилтокол;

· β-токоферол – 5,8-диметилтокол;

· γ-токоферол – 7,8-диметилтокол;

· δ(дельта) – токоферол – 8-метилтокол;

· α-токоферол найбільш поширений у природі та біологічно активний;

· наявність ОН-групи біля С6 зумовлює антиоксидантні властивості вітаміну;

· вітамін Е стійкий до високих температур (до 200˚С), не руйнується під дією лугів, кислот, тому зберігається при варінні, висушуванні, консервуванні та стерилізації продуктів. Токоферол чутливий до дії світла.

Всмоктування та транспортування. Вільний вітамін Е і його ефіри всмоктуються у тонкій кишці за наявності солей жовчних кислот і транспортуються до печінки хіломікронами. У гепатоцитах токоферол включається до складу ліпопротеїнів, які переносять його до м'язової та жирової тканин, де він депонується. Транспортування вітаміну Е у крові відбувається переважно фракцією α-ліпопротеїнів.

Концентрація у плазмі крові у нормі становить 1,2 мг/дл.

Поширення у тканинах. Вітамін Е накопичується переважно у надниркових залозах, гіпофізі, сем′яниках, жировій та м'язовій тканинах, еритроцитах, печінці.

Екскреція. В умовах нормального харчування виділення вітаміну Е із сечею та фекаліями незначне через його швидке та інтенсивне руйнування у тканинах та ШКТ.

Вітамін Е не синтезується в організмі людини. Токофероли містяться в основному у рослинних продуктах. Найбільш багаті ними нерафіновані рослинні олії.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: рослинні олії – соняш­никова, кукурудзяна, соєва, арахісова, кукурудзяна, обліпихова; свіжі овочі – салат, брюссельська капуста, помідори, шпинат, петрушка, горох, зернові та бобові проростки, яблука, насіння шипшини, мигдаль, арахіс, горіхи, соя.

· продукти тваринного похо­дження: яєчний жовток, печінка, яловичина, свиняче сало, вершкове масло, молоко та молочні продукти.

Добова потреба у вітаміні Е становить від 5,0 до 15 мг/добу. Рекомендоване добове споживання:

· дорослі: 12,0 – 15,0 мг

· діти першого року життя: 5,0 мг

Потреба у вітаміні Е підвищується у період вагітності та лактації, у людей похилого віку, у спортсменів при інтенсивних тренуваннях, під час дієти з високою кількістю ненасичених жирних кислот.

Біологічна роль

Вітамін Е називають «вітаміном молодості та плодючості». Функції токоферолу в організмі людини ґрунтуються на його антиоксидантнтних властивостях. Вітамін Е:

· бере участь у зв’язуванні вільних радикалів, запобігає перекисному окисненню ненасичених ліпідів у клітинних мембранах, підтримуючи їх цілісність;

· запобігає перекисному окисненню за рахунок відщеплення Н+ від 6-ОН-групи ароматичного ядра хроману та відновлення вільного радикала:

o Продукти окиснення α-токоферолу взаємодіють між собою, утворюючи неактивні хінони;

· запобігає окисненню сульфгідрильних груп активних центрів ензимів, підтримуючи їх в активному стані;

· попереджає окисненню вітаміну А та каротиноїдів і знижує їх втрати.

· Для α-токоферолу притаманні мембраностабілізувальні влас-тивості:

o вбудовується у фосфоліпідний бішар мембрани, стабілізуючи її в'язкість та рухомість мембранних ліпідів і білків;

o запобігає окисненню активних центрів мембранних селенопротеїнів вільними радикалами. Відомо, що селенопротеїни повністю захищють клітинні структури від некрозу;

o разом із іншими факторами попереджає пероксидний ефект О3•, Н2О2, NО2 на мембрани мітохондрій, що містять дихальний ланцюг та запобігає їх руйнуванню;

o регулює процес окисного фосфорилювання, сприяючи переміщенню фосфатів всередину мітохондрій.

· Вітамін Е впливає на репродуктивну функцію організму – регулює сперматогенез та овогенез, нормальний розвиток плода.

· Інші функції α-токоферолу:

o вважають, що похідне вітаміну Е токоферонолактон бере участь у синтезі убіхінону (коензиму-Q);

o можливо, він також впливає на синтез нуклеїнових кислот;

o захищає мембрани еритроцитів та інших клітин крові від пошкодження вільними радикалами, запобігає утворенню тромбів;

o підтримує імунний статус організму;

o попереджає передчасне старіння організму, знижує інтен-сивність розвитку атеросклерозу, підвищує толерантність до емоційних стресів, стійкість до фізичних навантажень;

o метаболізм вітаміну Е пов'язаний з обміном селену, дія їх синергічна.

У зв'язку з тим, що токоферол є основним компонентом антиоксидантної системи організму людини, його недостатність супроводжується численними змінами обмінних процесів та фізіологічних функ­цій організму:

· розвивається м'язова дистрофія – підвищується окиснення поліненасичених жирних кислот у м'язах і відповідно зростає використання кисню клітинами, збільшується утворення пероксидів. Останні сприяють вивільненню внутрішньо - клітинних гідролаз через дестабілізувальний вплив на лізосомальні мембрани, що призводить до руйнування м'язів і розвитку дистрофії. Вміст креатину у м'язах зменшується, спостерігається креатинурія.

· Гемолітична (макроцитарна) анемія розвивається внаслідок збільшення чутливості мембран еритроцитів до дії вільних радикалів. Анемія супроводжується набряком, тромбозом судин. Аналогічні симптоми спостерігаються при надмірній кількості ненасичених жирних кислот у їжі.