Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 9 )

· Розчини вітаміну мають жовто-оранжеве забарвлення, їм притаманна жовто-зелена флюоресценція.

· Рибофлавін добре розчинний у воді, стабільний у кислих розчинах навіть при високій температурі, але легко руйнується у лужних.

· Водні розчини вітаміну В2 чутливі до видимого світла та УФ-випромінення. Реакція незворотна.

· Рибофлавін легко відновлюється шляхом приєднання водню за місцем подвійного зв'язку. Реакція зворотна. Жовте за-барвлення мають тільки окиснені форми вітаміну, відновлені – безбарвні сполуки. Здатність до легкого окиснення та відновлення лежить в основі біологічної дії вітаміну.

Біологічно активні форми

Рибофлавін утворює дві біологічно активні (коферментні) форми – ФМН (флавінмононуклеотид) і ФАД (флавінаденінди-нуклеотид), у вигляді яких він як простетична група або кофер-мент входить до складу ензимів-флавопротеїнів.

Деякі з флавопротеїнів, окрім ФАД або ФМН, додатково містять іони металів (залізо, молібден) і, таким чином, форму-ють металофлавопротеїни – ферменти ксантиноксидаза, альдегідоксидаза. У складі гемофлаворотеїнів є рибофлавін і гем, наприклад цитохром b.

· Всі вищі рослини здатні синтезувати рибофлавін. У природі він знаходиться у «вільній формі», а також у формі «нуклеотидів» або комплексів із білками (флавопротеїнів).

· В організмі людини і тварин В2 не утворюється і потреба в ньому задовольняється виключно за рахунок надходження вітаміну з їжею.

· Значна кількість рибофлавіну може синтезуватися мікроор-ганізмами у кишечнику людини, але всмоктування його неадекватне потребам організму.

Всмоктування. Коферментні форми вітаміну В2 абсорбу-ються у тонкому кишечнику шляхом простої дифузії. Вільний рибофлавін попередньо фосфорилюється перед всмоктуванням. Крім кишечнику, фосфорилювання вітаміну відбувається у печінці та еритроцитах.

Нормальна концентрація рибофлавіну у плазмі крові становить 2,5 – 4,0 мг/100 мл, 2/3 його міститься у вигляді ФАД, залишок у формі ФМН. Еритроцити вміщують від 15 до 30 мг/100г вітаміну, лейкоцити та тромбоцити – 250 мг/100 г. Концентрація рибофлавіну в крові відносно постійна навіть за умов гіповітамінозу.

Поширення у тканинах. У тканинах з вільного рибо-флавіну утворюється ФМН і ФАД:

АТФ, Mg2+ АДФ АТФ, Mg2+ ФФн

Рибофлавін ФМН ФАД

Флавокіназа ФМН-аденілтрансфераза

У вигляді флавопротеїнів рибофлавін наявний у всіх тканинах, найбільші концентрації його у печінці та нирках.

Екскреція. В основному виводиться з сечею у вільній формі та 50 % у вигляді нуклеотидів (0,1–0,4 мг/добу), секретується у грудне молоко, частина екскретується з фекаліями (500– 700 мкг/добу – вітамін, що не абсорбувався після бактеріального біосинтезу).

Вітамін В2 значно поширений у природі, наявний у всіх рослинних та тваринних клітинах. За умов мішаного харчування людина отримує необ­хідну для нормальної життєдіяльності кількість вітаміну.

Джерела:

· продукти рослинного похо­дження: дріжджі, хліб, насіння злаків, свіжі овочі;

· продукти тваринного похо­дження: молоко, м'ясо, печінка, нирки, сир, жовток курячого яйця, м'ясо краба;

· частково синтезується мікрофлорою кишечнику.

Добова потреба у вітаміні В2 становить від 1,0 до 3,0 мг/добу. Рекомендоване добове споживання:

· дорослі: 1,5 – 1,8 мг;

· жінки в період лактації: 2,0 мг;

· новонароджені: 0,6 мг;

· діти: 1,0 – 1,8 мг;

· підлітки: 2,0 –2,5 мг.

Потреба підвищується у похилому віці, при значних фізичних навантаженнях, вагітності та лактації, пероральному використанні антибіотиків, гострих захворюваннях, опіковій хворобі, підвищеному катаболізмі білків, у період видужання після хвороби.

Біологічна роль

Біологічно активні форми вітаміну В2 – ФМН і ФАД є коферментами, або простетичними групами ферментів (анаероб-них та аеробних дегідрогеназ, оксидаз), які каталізують окисно-відновні реакції метаболізму (табл. 2).

Таблиця 2 - Рибофлавіновмісні ферменти

ФМН	ФАД
· Жовтий фермент Варбурга · Цитохром-С-редуктаза · Оксидаза L-амінокислот (флавопротеїн, який ауто-окиснюється на субстратно-му рівні молекулярним О2 з утворенням Н2О2)	Ксантиноксидаза Оксидаза D-амінокислот Альдегідоксидаза Сукцинатдегідрогеназа Гліциноксидаза Ацил-КоА-дегідрогеназа

Розрізняють 2 типи хімічних реакцій за участі В2-вмісних ферментів:

1. Ензим здійснює пряме окиснення субстрату – відщеплення протонів і електронів за участі кисню. Наприклад, оксидази L- і D-амінокислот, гліциноксидаза, альдегідоксидаза, ксан-тиноксидаза та ін.;

2. Ензим переносить протони та електрони не від вихідного субстрату, а від відновлених піридинових коферментів. Ферменти цієї групи відіграють провідну роль у реакціях біологічного окиснення.

У ході каталітичної реакції ізоаллоксазиновий залишок ФМН або ФАД зворотно відновлюється з приєднанням двох атомів водню до N1 і N10 і утворенням дегідро - або лейкорибофлавіну.

Дефіцит вітаміну В2 проявляється порушенням процесів окиснення у високоаеробних клітинах епітелію шкіри та порож-нини рота.

Клінічні ознаки гіповітамінозу:

· поганий апетит, зниження маси тіла, загальна, м¢язова і серцева слабість, головний біль, зупинення росту;

· ураження епітелію слизових оболонок, шкіри, рогівки ока;

· сухість і запалення слизової оболонки язика (глосит), хейлоз (тріщини у куточках губах), порожнини рота (слизова яскраво-червона), стоматит;

· себорейний дерматит носо-губного трикутника, шиї, вух, лущення шкіри на обличчі, алопеція (випадіння волосся);

· світлочутливість, порушення зору, сухість і запалення кон¢юктиви, помутніння рогівки, катаракта.

Біохімічні порушення при авітамінозі В2:

· зниження вмісту коферментів, катаболізм тканинних білків; зниження активності печінкових оксидаз щодо детоксикації ксенобіотиків, накопичення в крові продуктів ПОЛ;

· порушення процесів біологічного окиснення та тканинного дихання.

Основні причини гіповітамінозу В2:

· нераціональне харчування, дотримання довготривалої стро-гої дієти, похилий вік;

· фототерапія, лікування антибіотиками;

· хронічний алкоголізм, цироз печінки, мальабсорбція;

Антивітаміни втаміну В2

· Дихлорорибофлавін: у структурі рибофлавіну дві групи - СН3 замінені на атоми хлору.

· Ізорибофлавін: у його структурі група - СН3 переміщена в інше положення.

Рибофлавін використовують для профілактики і лікування гіповітамінозів В2, захворювань шкіри, очей, патологій ШКТ, уражень печінки; для прискорення загоювання ран і виразок, при отруєнні чадним газом.

4.3. Вітамін PP (В3)

(нікотинова кислота, нікотинамід, ніацин, протипелагричний)

Назва – вітамін РР походить від (preventive pellagra) – той, що запобігає розвитку пелагри.

Хімічна структура та властивості

· За хімічною будовою ніацин – піридин-3-карбоксильна кислота. Нікотинамід містить амідну групу.

· властивість вітаміну мають нікотинова кислота та її амід, в орга­нізмі вони взаємоперетворюються.

· Погано розчинний у воді, добре у водних розчинах лугів.

· Стійкий до термообробки.

Біологічно активні форми

Ніацин наявний у тканинах переважно у формі аміду (нікотинамід, ніацинамід) і утворює дві коферментні форми – НАД+ (нікотинамідаденіндинуклеотид) та НАДФ+ (нікотинамід аденіндинуклеотид фосфат). До складу НАД+ входить:

одна молекула нікотинаміду; дві молекули D-рибози; два залишки фосфорної кислоти; одна молекула аденіну.

НАДФ+ – відрізняється від НАД+ наявністю додаткового залишку фосфорної кислоти, що з'єднана з С2 D-рибози, яка, у свою чергу, приєднана до N9 аденіну. Відновлена форма кофер-менту НАД+ має назву дигідронікотинамідаденіндинуклеотид (НАДН·Н+).

Біосинтез

· Амінокислота триптофан – попередник нікотинової кислоти у клітинах рослин, тварин і в організмі людини. З 60 мг триптофану може утворитися близько 1 мг ніацину (ніаци-новий еквівалент). Синтез залежить від піридоксальфосфату.

· Ніацин також синтезується мікрофлорою кишечника. Крім триптофану, мікроорганізми можуть утворювати вітамін В3 з глутамінової кислоти, проліну, орнітину та гліцину.

· Нікотинамід також може утворюватися при катаболізмі НАД+ і НАДФ+.

Метаболізм

Всмоктування. Нікотинова кислота та її амід абсорбуються у тонкій кишці шляхом простої дифузії, переносяться кров’ю до печінки та інших органів.

Нормальна концентрація вітаміну у сироватці крові: 0,2 – 0,9 мг/100 мл. Основна частина нікотинової кислоти та нікотин-аміду крові міститься у еритроцитах. Вміст ніацину у крові практично не змінюється навіть при його значній недостатності, тому визначення вітаміну РР у крові не має діагностичного значення для встановлення вітаміндефіцитних станів.

Поширення у тканинах. У тканинах нікотинова кислота та нікотинамід під дією цитозольних і мітохондріальних пірофос-форилаз перетворюються на НАД+ і НАДФ+ (рис. 9).

Триптофан Нікотинова кислота

ФРПФ

ФФн (Н4Р2О7)

Ніацинрибонуклеотид НАД+ пірофосфорилаза Дез-Амідо НАД+

(Ніацинрибоза-Ф) Глн

АТФ ФФн АТФ

НАД+синтаза

Глу

АТФ Mg++ АДФ + Фн

НАДФ+ НАД+

НАД+ кіназа

Рисунок 9 – Схема біосинтезу НАД+ і НАДФ+

Катаболізм НАД+ і НАДФ+ у тканинах. Коферменти роз-щеплюються у тканинах нуклеотидфосфатазами. НАД+ може гідролізуватися ензимом НАД-азою до вільного нікотинаміду, останній перетворюється на ніацин нікотинамідазою (рис. 10).