Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 7 )

· Некроз печінки може розвинутися при незбалансованій дієті з високим вмістом поліненасичених жирних кислот і низькою кількістю цистеїну. Зниження утилізації ацетил-КоА та інтенсивності тканинного дихання на фоні гіповітамінозу Е призводить до розвитку некрозу печінки.

· Гіповітаміноз Е супроводжується порушенням метаболізму вітаміну А.

Слід зауважити, що у людини при збереженні нормальних функцій організму гіповітаміноз не спостерігається. Він може розвинутися як ускладнення захворювань печінки, підшлункової залози, ШКТ, при стеатореї, у новонароджених. У зв'язку з тим, що вітамін може накопичуватися в організмі, ознаки гіповітамінозу проявляються не відразу і його важко діагностувати.

Найбільш характерні ознаки гіповітамінозу Е:

· порушення репродуктивної функції у чоловіків – аномальний сперматогенез, безплідність;

· порушення менструального циклу у жінок, неспроможність запліднення та виношування дитини, бесплідність;

· м'язова слабкість та дистрофія, відкладення жиру в м'язах;

· дегенеративні зміни у серцевому м'язі;

· некротично-дистрофічні процеси в печінці;

· анемія, скорочення тривалості життя еритроцитів;

· сухість шкіри, ослаблення гостроти зору, ламкість нігтів;

· порушення координації рухів.

Гіпервітаміноз

Вітамін Е практично безпечний і нетоксичний, але надмірне приймання його може викликати нудоту, розлад шлунка, діарею, підвищення артеріального тиску.

Крім профілактики та лікування гіповітамінозу, вітамін Е використовують при:

· важких фізичних навантаженнях, перевтомі, під час одужання після виснажливих захворювань;

· порушеннях менструального циклу, клімактеричних розладах, загрозі переривання вагітності;

· порушеннях статевих функції у чоловіків;

· захворюваннях хребта та суглобів, м'язових дистрофіях, посттравматичних міопатіях;

· захворюваннях нервової системи;

· у геронтології;

· при псоріазі, склеродермії, інших шкірних захворюваннях;

· при комплексному лікуванні різних захворювань при порушенні антиоксидантного захисту.

Вітамін Е прискорює оновлення клітин, знімає запалення, сприяє загоєнню ран, тому його додають до косметичних засобів. Токоферолом також збагачують продукти харчування.

3.4. Вітаміни групи К

Назва вітаміну – вітамін К, походить від його біологічної ролі в організмі: koagulations vitamin, тобто вітамін коагуляції, антигеморагічний фактор – попереджує кровотечі та крововиливи.

Хімічна структура та властивості

До вітамінів групи К відносять 2 типи хінонів із боковими ізопреноїдними ланцюгами: вітамін К1 та К2. В основі циклічної структури обох вітамінів лежить кільце 1,4-нафтохінону. Вітаміни К1 та К2 виділені з природних джерел, вітамін К3 (2-метил-1,4-нафтохінон) – їх синтетичний аналог. Вітаміни К4 (2-метил-1,4-нафтогідрохінон), К5 (2-метил-4-аміно-1-нафтогідро-хінон), К6 (2-метил-1,4-діамінонафтохінон), К7 (3-метил-4-аміно-1-нафтогідрохінон) також ідентифіковані, але не мають великого значення.

Вітамін К1 (філохінон) – вперше виділений з листків люцерни, за хімічною структурою є похідним 2-метил-1,4-нафтохінону, що містить у 3-му положенні фітольний радикал із 20 атомами вуглецю:

Вітамін К1 – рідина світло-жовтого кольору, нестійка при нагріванні у лужному середовищі та опроміненні.

Вітамін К2 (менахінон) – кристали жовтого кольору, не розчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках: бензолі, хлороформі, гексані, ацетоні. Вітамін відкритий у рослинах та організмі тварин, синтезується бактеріями, містить від 6 до 9 ізопреноїдних залишків у боковому ланцюзі:

Вітамін К3 (менадіон) – синтетичний аналог вітаміну К, який не містить бічного ланцюга в положенні 3. За хімічною струк-турою менадіон – 2-метил-1,4-нафтохінон. Його активність у три рази вище, ніж у природних вітамінів. Активність вітаміну К3 пов′зана з наявністю у його структурі метильної групи (СН3-) біля 2-го атома вуглецю.

Вітамін К3 не розчинний у воді, але на його основі синтезовані водорозчинні похідні, які використовуються у медичній практиці. Одним із таких похідних є вікасол – натрієва сіль бісульфітного деривата вітаміну К:

Вітамін К1 утворюється в рослинах, вітамін К2 синтезується сапрофітними бактеріями у тонкому кишечнику людини, у тварин – також у печінці. Вітамін К1 не може продукуватися у кишечнику.

Всмоктування. Вітамін К швидко всмоктується у тонкому кишечнику за наявності жовчних кислот.

Поширення у тканинах. Вітамін К не накопичується у значній кількості в організмі. Він здатен проходити через плацентарний бар'єр і доступний для плода, що розвивається. Жіноче молоко містить мало вітаміну.

Екскреція. Вітамін К не екскретується із сечею чи жовчю, фекалії містять його у великій кількості. В основному він має бактеріальне походження.

Джерелами вітаміну К для людини є переважно продукти рослинного походження та його синтез кишковою мікрофлорою, який може забезпечити потреби організму в вітаміні навіть в умовах зменшення надходження з продуктами харчування.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: капуста, зелені томати, салат, люцерна, кропива, латук, шпинат, гарбуз, горобина, арахісова, оливкова олії;

· продукти тваринного похо­дження: у продуктах тваринного походження, крім печінки свині, вітамін майже не зустріча-ється; невелика кількість вітаміну міститься у яйцях, молоці та молочних продуктах.

Добова потреба у вітаміні К для людини точно не встанов-лена, оскільки він синтезується мікрофлорою ШКТ. Достатнім вважають близько 1,0 мг/добу. Таку потребу повністю забез-печують повноцінне харчування та ендогенний синтез вітаміну. За умови відсутності патологічних змін у кишечнику, печінці, що порушують метаболізм вітаміну К, додаткове введення вітаміну для дорослих не потрібне.

Рекомендоване добове споживання:

· дорослі: 60 – 120 мкг;

· вагітні жінки: 120 –140 мкг;

· жінки у період лактації: 120 –140 мкг;

· новонароджені: 6 – 15 мкг;

· діти: 10 – 60 мкг.

Біологічна роль

1. Участь у процесі коагуляції – основна функція вітаміну К в організмі людини і тварин. Вітамін сприяє коагуляції крові шляхом участі у процесі посттрансляційної модифікації (γ-карбоксилювання) факторів згортання крові – ІІ (протромбіну), VІІ (проконвертину), ІХ (фактора Крістмаса), Х (фактора Стюарта-Прауера) (рис. 7).

НАДФН·Н+ НАДФ+

Вітамін К (хінон) Вітамін К (гідрохінон)

Дегідрогеназа

Епоксид редуктаза

Х - Дикумарол СО2

2,3-Епоксид Вітамін К (гідрохінон)

-- NH-CH-CO--пептид --NH-CH-CO--пептид

│ Карбоксилаза │

CH2 CH2

│ │

CH2 COO- - CH2 - COO-

│

COO-

γ-С-глутамат γ-карбоксиглутамат

Рисунок 7 – γ-Карбоксилювання факторів зсідання крові

· Вітамін К (хінон) у печінці перетворюється на відповідний гідрохінон під дією НАДФН·Н-залежної дегідрогенази.

· Гідрохінон виконує функцію коферменту карбоксилази, який використовує СО2 для додаткового карбоксилювання γ-вуглецю у залишках глутамінової кислоти в структурі факторів зсідання крові. Джерелом СО2 є НСО3- .

· Залишки глутамінової кислоти перетворюються на γ-глута-мат.

· У результаті цієї реакції гідрохінон трансформується у 2,3-епоксид, який знову відновлюється до хінону за участі мікросомальної епоксидредуктази. Дикумарол – інгібітор ензиму.

· Десять перших залишків глутамінової кислоти у структурі потромбіну карбоксилюються під дією вітаміну К. Залишки γ-карбоксиглутамінової кислоти утворюють ділянки для зв′язування іонів Са++ на N-кінці протромбіну. Це призводить до активації протромбіну та інших факторів зсідання крові та підвищення швидкості коагуляції.

2. Активація Са-зв′язувальних білків. Вітамін К аналогічним шляхом бере участь у карбоксилюванні специфічних глутамі-нових залишків у складі Са-зв′язувальних протеїнів у кістках, селезінці, плаценті, нирках. Це підвищує здатність цих білків до зв′язування кальцію і накопичення його у тканинах.

3. Роль у процесі окисного фосфорилювання. Вітамін К – кофактор окисного фосфорилювання, пов′язаний із мітохондрі-альними ліпідами, стимулює транспорт електронів по дихальному ланцюгу. Відомо, що дикумарол – антагоніст вітаміну К, діє як роз’єднувач окисного фосфорилювання.

Філохінон на кшталт токоферолу та убіхінону є «пасткою» супероксид аніон-радикала О2•:

4. Роль у формуванні та відновленні кісток. Вітамін К забезпечує синтез остеокальцину – білка кісткової тканини, на якому кристалізується кальцій, попереджує розвиток остеопорозу.

При нормальному харчуванні дефіцит вітаміну К спостері-гається рідко, крім того, достатня кількість його синтезується мікрофлорою кишечнику. Гіповітаміноз розвивається при:

· різкому обмеженні харчування або коли лікарські засоби та відповідні захворювання порушують його засвоєння;

· довготривалому використанні антибіотиків і сульфаніл-амідних препаратів, які пригнічують розвиток кишкової мікрофлори та ендогенний синтез вітаміну К припиняється. Це призводить до порушення активації факторів згортання крові, зокрема протромбіну, аномального збільшення часу згортання крові та спонтанних кровотеч;

· захворюванях печінки та жовчовивідних шляхів, підшлун-кової залози, резекції частини кишечнику, хронічній діареї. Зменшення утворення або надходження солей жовчних кислот у дванадцятипалу кишку, недостатність жирів у дієті або неможливість їх засвоєння призводить до порушень всмоктування вітаміну К;

· геморагічній хворобі новонароджених. У дитячому віці гіповітаміноз К зустрічається частіше, ніж у дорослих. Незначна кількість вітаміну, яку отримує плід через плацентарну мембрану, недостатнє заселення кишечнику мікроорганізмами, низький вміст у грудному молоці призводять до гіповітамінозу, значного зниження кількості протромбіну в крові, кровотеч, що можуть бути небезпечними для життя;

· надмірному використанні антивітамінів – дикумаролу, варфарину, саліцилової кислоти;

· кількість вітаміну К в організмі може знижуватися під дією алкоголю, шипучих напоїв, великих доз вітаміну Е, які перешкоджають засвоєнню вітаміну.

Прояви вітамінної недостатності:

· кровоточивість ясен, гіпопротромбінемія, значні внутрішні крововиливи, криваве блювання, діарея (у новонароджених);

· окостеніння хрящів, деформація кісток;

· відкладення солей на стінках артерій;

Гіпервітаміноз

Гіпервітаміноз вітаміну К практично не спостерігається, навіть у великих дозах він не викликає негативних наслідків. Довго-тривале використання вітаміну у надмірній кількості сприяє його відкладенню у тканинах, збільшенню в’язкості крові, тромбоутворенню, прискоренню атеросклерозу, посилен-ню потовиділення, пошкодженню печінки та головного мозку.

З терапевтичною та лікувальною метою вітамін К і його синтетичні аналоги використовують при:

· сильних кровотечах, травмах, пораненнях, геморагічому діатезі, гіпотромбінемії;

· захворюваннях печінки, ШКТ, променевій хворобі;

· вагітності, для попередження кровотеч у новонароджених та перед пологами; для профілактики гіповітамінозу у дітей на штучному вигодовуванні;

· передозуванні антикоагулянтами, використанні антибіоти-ків, сульфаніламідних препаратів, нестероїдних протизапаль-них засобів; інтоксикації кумарином, афлотоксинами.

3.5. Вітамін F

Хімічна структура та властивості

Вітамін F – жиророзчинний вітамін. За його назвою об′єднується комплекс поліненасичених жирних кислот – лінолева (Омега-6), ліноленова (Омега-3), арахідонова кисло-ти (Омега-6). Це незамінні поліненасичені жирні кислоти, які не синтезуються в організмі людини, але необхідні для нормаль-ного метаболізму і повинні постійно надходити з їжею.

Н3С-(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН

Лінолева кислота С18:2(Δ9,12)

Н3С-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН- (СН2)7-СООН

Ліноленова кислота С18:3(Δ9,12,15)

Н3С-(СН2 )7-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2 –СН=СН-(СН2)7-СООН

Арахідонова кислота С20:4(Δ5,8,11,14)

До цього комплексу також входять ейкозопентаєнова та докозагексаєнова кислоти.

Вітамін F чутливий до дії світла, нагрівання, окиснюється на повітрі з утворенням токсичних окисів та вільних радикалів. Антиоксиданти – вітамін Е, каротиноїди, селен попереджають окиснення вітаміну F.