Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 8 )

На відміну від рослин у організмі людини та тварин лінолева та ліноленова жирні кислоти не синтезуються через відсутність десатурази, що утворює подвійні зв'язки після 9-го атома вуглецю. Незамінні жирні кислоти, що надходять з їжею, під дією десатурзи та елонгази ендоплазматичного ретикулуму гепатоцитів трансформуються у поліненасичені жирні кислоти – γ-ліноленову С18:3(Δ6,9,12), ейкозатрієнову С20:3(Δ8,11,14), арахідо-нову С20:4(Δ5,8,11,14), докозангексенову С22:6. До незамінних жир-них кислот також відносять арахідонову кислоту, яка утворюється з лінолевої (рис. 8).

Лінолеїл-КоА С18:2(Δ9,12)

О2 + НАДФН·Н+

Δ6-Десатураза

2Н2О+ НАДФ+

γ-Ліноленіл-КоА С18:3(Δ6,9,12)

С2

(малоніл-КоА, НАДФ·Н+) Мікросомальна

елонгаза

Дігомо- γ-Ліноленіл-КоА С20:3(Δ8,11,14)

О2 + НАДФН·Н+ Δ5-Десатураза

Н2О+ НАДФ+

Арахідоніл-КоА С20:4(Δ5,8,11,14)

Рисунок 8 – Схема перетворення лінолевої кислоти в арахідонову

За умов надходження до організму достатньої кількості ліно-левої кислоти, потреби людини у арахідоновій кислоті повністю задовольняються.

Всмоктування. Жирні кислоти всмоктуються з кишечнику у складі міцел, утворених солями жовчних кислот. У ентероцитах вони використовуються на ресинтез триацилгліцеролів.

Транспортування. Жирні кислоти транспортуються хіломік-ронами від кишечнику до периферійних тканин, де під дією ліпопротеїнліпази вивільняються з ТАГ і надходять у клітини, в яких використовуються для утворення складних ліпідів – компонентів біологічних мембран та синтезу простаноїдів.

Поширення у тканинах. Вітамін F акумулюється у серці, печінці, нирках, мозку, м’язах.

Основним джерелом вітаміну F є нерафіновані, недезодоро-вані рослинні олії. У процесі рафінування вміст поліненасиче-них жирних кислот в олії знижується.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: оливкова, кукурудзяна, соняшникова, бавовняна, лняна олії; сухі фрукти, чорна смородина, горіхи – арахіс, мигдаль, волоський горіх; насін-ня соняшнику, кукурудза, пророщені зерна, вівсяні пластівці.

· продукти тваринного похо­дження: оселедець, лосось, скумбрія, риб’ячий та тваринний жир, незначна кількість вітаміну F міститься у яєчному жовтку, вершковому маслі.

Добова потреба у вітаміні F для дорослої людини становить 1,0 – 2,0 г/добу, що відповідає 20 – 30 г рослинної олії. Потреба у вітаміні збільшується при збагаченій вуглеводами дієті.

Біологічна роль

Роль вітаміну F полягає у такому:

· використовується для синтезу фосфо - та гліколіпідів клітинних мембран;

· регулює нормальний ріст тканин, регенерацію епітелію, репродуктивну функцію;

· арахідонова кислота є попередником у синтезі біологічно активних ейкозаноідів – простагландинів, тромбоксанів, лейкотрієнів;

· підтримує запаси вітаміну А;

· має помірний гіпохолестеролемічний ефект, антиалергічну, імуномодулювальну, протизапальну дію.

Активність ненасичених жирних кислот залежить від вмісту токоферолу, який захищає їх від перекисного окиснення. Дію вітаміну F підсилюють цинк, вітаміни С і В6.

Нестача незамінних жирних кислот в їжі впродовж трива-лого часу, яка може спостерігатися у немовлят, що перебувають на штучному годуванні, призводить до відставання у рості, зниження маси тіла, розвитку дерматиту, діареї. У дорослих порушується репродуктивна функція, розвиваються атероскле-роз, серцево-судинні та інфекційні захворювання, дерматити, патологія печінки. Для запобігання таким ускладненням кіль-кість незамінних жирних кислот повинна становити не менше ніж 1 – 2 % від загальної потреби організму у калоріях.

Гіпервітаміноз

Вітамін F нетоксичний, але надмірне його споживання приз-водить до збільшення маси тіла, кровотеч через розрідження крові, появи висипань на шкірі, запальних процесів у суглобах.

У практичній медицині поліненасичені жирні кислоти використовують для профілактики атеросклерозу, порушень ліпідного обміну; лікування дерматитів, себореї, вугрів, опікової хвороби, алергічних захворювань, аутоімунних запальних процесів, цукрового діабету, виразкової хвороби шлунка та 12-палої кишки. Вітамін F, як і вітамін Н, називають «вітаміном краси» і використовують у різних косметичних засобах.

4. Водорозчинні вітаміни

4.1. Вітамін В1

(тіамін, антиневитний фактор, аневрин)

Хімічна структура та властивості

· За хімічною будовою тіамін – продукт конденсації двох гетероциклічних сполук – похідного піримідину та тіазолу. Це сірковмісний вітамін (звідси походить назва – тіамін).

· Тіамін розчинний у воді та не розчинний у жирах.

· Водні розчини вітаміну стабільні у кислому середовищі навіть при високій t° і не втрачають своєї активності, але руйнуються у нейтральному і лужному середовищах.

· При кулінарній обробці вітамін практично повністю руйнується, особливо за наявності гідрокарбонату натрію (розпушувачів тіста).

· Окиснення тіаміну до тіохрому, який в УФ-випроміненні дає синю флюоресценцію, лежить в основі кількісного визначення вітаміну.

Біосинтез

Тіамін синтезується рослинами, клітинами грибів, бактерія-ми. В організмі людини він не утворюється і повинен надходити з їжею. Мікрофлора ШКТ також може синтезувати вітамін.

Метаболізм

Всмоктування. Вільний тіамін всмоктується у кишечнику шляхом дифузії або активного транспорту. Якщо з їжею надхо-дять пірофосфати (ефіри тіаміну), вони попередньо дефос-фори-люються кишковими пірофосфатазами.

У тканинах (переважно у печінці та тканинах мозку) вітамін активно фосфорилюється під дією тіамінфосфокінази з утво-ренням коферментної форми тіамінпірофосфату – ТПФ (кокарбоксилази).

Нормальна концентрація у плазмі крові: 1,0 мг/100 мл. Клітини крові містять 6–12 мг/100 мл у вигляді ТПФ.

Накопичення. Здатність тіаміну до накопичення обмежена, він не має токсичної дії. У вільній формі та у вигляді тіамінпірофосфату вітамін відкладається у серці (до 50 %), печінці, нирках; у меншій кількості у скелетних м'язах та мозку. Загальна кількість вітаміну в організмі людини близько 25 мг.

Виділення. При нормальному надходженні вітаміну з їжею:

· близько 10 % його виводиться з сечею (100 – 200 мкг/добу);

· частина деградує з утворенням неорганічного сульфату, що екскретується з сечею.

Вітамін В1 значно поширений у природі. Основну кількість його людина отримує з рослинною їжею.

Джерела:

· продукти рослинного походження: житній хліб, крупи (гречана, вівсяна), горох, квасоля, соя, менше – у картоплі, моркві, капусті;

· пивні дріжджі;

· продукти тваринного походження: печінка, м¢ясо, яйця. У молочних продуктах концентрація низька, але при значному їх вживанні вони теж можуть бути джерелом вітаміну.

Добова потреба у вітаміні В1 становить від 1,2 до 2,2 мг/добу. Профілактичні дози вітаміну 2,0 – 5,0 мг/добу.

Рекомендовані мінімальні добові потреби:

· дорослі: 0,5 мг/ на 1000 ккал;

· новонароджені: 0,4 мг/добу;

· підлітки: 1,3 мг/добу.

Потреба підвищується при гіпоксії, кровотечах, лихоманці, гіпертиреоїдизмі, довготривалому лікуванні антибіотиками, збільшенні вживання вуглеводів і білків, алкоголю, значних фізичних навантаженнях, у період вагітності та лактації.

Біологічна роль

Біологічно «активна форма» тіамінпірофосфат (ТПФ) - кофермент декількох ензимів:

1. Піруватдегідрогеназного мультиферментного комплек-су, який регулює окиснювальне декарбоксилювання пірувату:

Піруват Піруватдегідрогеназа Ацетил КоА.

ТПФ

2. a-Кетоглутаратдегідрогеназного мультиензимного комплексу, який каталізує окиснювальне декарбоксилювання a-кетоглутарату у циклі Кребса.

a-Кетоглутаратдегідрогеназа

a-Кетоглутарат Сукциніл КоА.

ТПФ

3. Транскетолази у транскетолазній реакції пентозофосфат-ного шляху окиснення глюкози.

Транскетолаза

Ксилуозо - 5 - фосфат + рибозо - 5 - фосфат

ТПФ

Седогептулозо - 7 - фосфат + гліцеральдегід - 3 - фосфат

4. Триптофанпіролази – ензиму обміну триптофану.

5. Мітохондріального мультиферментного комплексу декар-боксилази α-кетокислот із розгалуженими ланцюгами, який каталізує окиснювальне декарбоксилювання a-кетокислот – інтермедіатів катаболізму валіну, лейцину та ізолейцину.

6. Піруватдекарбоксилази, що каталізує неокиснювальне декарбоксилювання пірувату до ацетальдегіду у дріжджів.

7. У мозку тіамінтрифосфат (ТТФ) бере участь у синап-тичній передачі нервових імпульсів.

В організмі людини недостатність або відсутність вітаміну тіаміну проявляється у вигляді хвороби бері-бері, яка характери-зується порушенням метабо­лізму і функцій органів травлення, серцево-судинної, нервової та м'язової систем. Залежно від переваги тих чи інших симптомів розрізняють:

· суху форму (поліневритну) бері-бері, яка у європейських країнах має назву синдром Верніке і проявляється переваж-но порушеннями периферійної нервової системи;

· набрякова форма бері-бері (синдром Вейса), при якій пере-важно пошкоджується серцево-судинна система, хоча також спостерігаються прояви поліневриту;

· гостра кардіальна (перніціозна) форма бері-бері, при якій розвивається гостра серцева недостатність.

Клінічні ознаки недостатності вітаміну В1

· Порушення ШКТ. Розлади моторної та секреторної функцій ШКТ є найбільш ранніми симптоми авітамінозу В1: втрата апетиту, нудота, блювання, зниження сек­реції шлункового соку і соляної кис­лоти, атонія кишечнику.

· Неврологічні прояви: зниження периферійної чутливості, втрата периферійних рефлексів, біль по ходу нервів, судоми, атрофія та параліч нижніх, а потім верхніх кінцівок, розлади ЦНС (втрата пам'яті, галюцинації).

· Серцево-судинні прояви: задишка, серцебиття, болі у ділянці серця, змен­шення сили серцевих скорочень, розширення правого шлуночка, тахікардія, гостра серцево-судинна недостатність.

· Різка атрофія м'язової тканини, зни­ження скоротливої здатності скелет­них м'язів (м'язова слаб­кість).

Біохімічні порушення при авітамінозі В1

· Зниження вмісту тіаміну та тіамінпірофосфату у тканинах, крові та сечі.

· Накопичення пентозоцукрів у еритроцитах через зниження активності транс­кетолази. На визначенні активності транс - кетолази еритроцитів базується діагностика В1–авітамінозу.

· Підвищення вмісту піровиноградної кислоти та лактату в крові через порушення окиснювального декарбоксилювання пірувату.

o Зміна співвідношення лактат / піруват може бути найбільш специфічним показником дефіциту тіаміну.

· Зниження використання кисню тканинами, насамперед мозком, через порушення аеробного окиснення глюкози. Розвиток метаболічного ацидозу. Енергодифіцит призводить до порушення функціонування «клітинних насосів» у нерво-вій тканині, м'язах, серці.

· Неповне розщеплення вуглеводів призводить до збільшення використання білків і жирів. Спостерігаються схуднення, м'язова дистрофія, негативний азотистий баланс. З сечею виділяються амінокислоти та креатин.

· Порушення синтезу жирних кислот і перетворення вуглево-дів у жири. Через недостатність утворення ацетил-КоА знижується синтез ацетилхоліну.

Основні причини гіповітамінозу В1:

· довготривале незбалансоване харчування. Тіамін руйнується при довготривалому варінні та втрачається при рафінуванні зернопродуктів, тому його вміст у їжі залежить від характеру її приготування;

· вживання деяких сортів риби та морепродуктів, які містять високоактивний ензим тіаміназу, що розщеплює вітамін;

· захворювання печінки з розвитком цирозу, у тому числі алкогольний цироз;

· захворювання шлунково-кишкового тракту, синдром мальаб-сорбції;

· недостатність вітаміну у новонароджених дітей через низький вміст його у молоці матері.

· Піритіамін: у його структурі тіазольне кільце замінене на піридинове кільце;

· Окситіамін та 2-n-бутилтіамін.

Тіамін та тіамінпірофосфат використовуються у лікуванні цукрового діабету, гіповітамінозів В1, дистрофії міокарда, ураженні м'язів та нервової системи.

4.2. Вітамін В2

(рибофлавін)

Синоніми. Залежно від джерела, з якого виділяють вітамін, він може називатися лактофлавін (з молока), гепатофлавін (з печінки), овофлавін (з яєць), вердофлавін (з рослин).

Хімічна структура та властивості

· В основі молекули рибофлавіну лежить гетероциклічна сполука – ізоалоксазин («флавінове ядро», яке містить бензольне, піразинове та піримідинове кільця). В положенні С-9 до ізоаллоксазинового ядра приєднаний п'ятиатомний спирт D-рибітол – похідне від D-рибози.