Водорастворимые витамины

Витамин В₁

Витамин В₁ синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами. Животные и человек этот витамин не синтезируют, поэтому полностью зависят от его поступления из внешней среды. Содержится витамин в дрожжах, в зародышевых оболочках злаков, а, следовательно, в хлебе из муки простого помола. Переработка растительного сырья (удаление отрубей) всегда сопровождается резким снижением уровня витамина в полученном продукте. Шлифованный рис, например, совсем не содержит витамина.

Введенный с пищей витамин В₁ всасывается в тонком кишечнике и уже в кишечной стенке, а также в печени и почках фосфорилируется и превращается в дифосфотиамин (кокарбоксилазу).

Особенно важную роль витамин В₁ играет в углеводном обмене. Витамин в виде кофермента входит в состав фермента пируватдегидрогеназы, которая осуществляет окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, превращая ее в ацетил-КоА. При недостатке витамина В₁ в организме накапливаются пируват и лактат, уменьшается содержание Ацетил-КоА, замедляется цикл Кребса, образование ацетилхолина. Большая концентрация пирувата токсически действует на ЦНС. Особого внимания заслуживает значение витамина В₁ для функционального состояния ЦНС и мышечной деятельности. Это становится понятным, если учесть, что ЦНС почти всю свою энергию черпает из углеводов. Нарушение В₁ витаминного баланса лишает ЦНС возможности эффективно использовать глюкозу при одновременном воздействии на нее промежуточных продуктов обмена веществ, токсически влияющих на мозг. Витамин принимает участие в передаче возбуждения с нерва на исполнительный орган. Он угнетает холинестеразу и тем самым усиливает действие ацетилхолина.

Другая коферментная форма витамина В₁ входит в состав фермента транскетолазы, участвующей в пентозофосфатном пути расщепления углеводов, одним из конечных продуктов которого является рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот. Нарушение образования ацетил-КоА из пирувата приводит к снижению выработки энергии в цикле Кребса.

При недостатке тиамина в пище развивается полиневрит (бери-бери), главными признаками которого являются параличи, затем контрактуры конечностей, особенно кистей рук. Морфологически обнаруживается дегенерация нервных волокон, миелиновых оболочек и задних столбов спинного мозга.

Кроме того, отмечаются апатия, понижение аппетита, рвота, диспепсия, ригидность мышц, исчезновение рефлексов (подошвенных, коленных), нарушение памяти.

Авитаминоз В₁ сопровождается угнетением синтеза липидов и стероидов, в результате чего может развиться гипофункция ряда желез внутренней секреции, а также задержка биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Азотистый баланс становится отрицательным, масса тела снижается.

Витамин В₂ (рибофлавин)

Рибофлавин широко распространен в природе. Богатым источником рибофлавина являются пивные дрожжи и молочные продукты. Довольно много витамина также в яйцах, особенно в желтке. Рибофлавин всасывается в тонком кишечнике, подвергается фосфорилированию с образованием флавинадениндинуклеотида (ФАД).

Все изученные флавопротеиды являются окислительно-восстановительными ферментами и относятся к группе оксидоредуктаз, выполняя функции транспорта водорода в процессе тканевого дыхания. Одни из них являются акцепторами водорода от восстановленных пиридиннуклеотидных коферментов (НАД и НАДФ) и переносят его далее на соответствующие акцепторы. Последние отрывают от него электроны и переносят их через систему цитохромов на молекулярный кислород.

Ряд ферментов, содержащих рибофлавин, участвуют в обмене других витаминов, в частности пантотеновой кислоты, холина, пиридоксина, фолиевой и оротовой кислот. Рибофлавин вместе с пиридоксином участвуют в обмене триптофана в организме.

Проявление недостаточности витамина В₂ связано с понижением интенсивности тканевого дыхания, а также с нарушением межуточного обмена углеводов и белков. Полное отсутствие рибофлавина в пище вызывает острый арибофлавиноз. Он характеризуется внезапным развитием коматозного состояния и быстро наступающей гибелью. При частичной недостаточности рибофлавина развивается хроническое заболевание, характеризующееся нарушением роста, возникновением кожных поражений в виде облысения и дерматитов с шелушением кожи и проявлением эрозии, поражением глаз в виде васкуляризации роговой оболочки, кератитов, в некоторых случаях – катаракты.

Арибофлавиноз у человека проявляется раньше всего поражением языка и губ: язык пурпурно-красного цвета, шероховатый, губы болезненные, с мокнущими трещинами в углах. На волосистой части головы, мошонке и других частях тела могут развиваться дерматиты. Отмечаются также глосситы, сопровождающиеся чувством жжения в языке. Характерны также специфические поражения глаз. Одним из постоянных симптомов арибофлавиноза считается васкуляризация роговой оболочки, хотя она может развиваться не только при недостаточности рибофлавина. Субъективно при арибофлавинозе отмечается светобоязнь. В тяжелых случаях описаны конъюктивиты и кератиты.

Витамин В₆ (пиридоксин)

Витамин В₆ имеет широкое распространение в природе. Он найден у различных микроорганизмов, в тканях животных и растений. Наиболее богатым источником витамина В₆ являются пивные дрожжи, мясо, рыба, молоко, цельное зерно злаков. Относительно высокое количество витамина найдено в горохе, бобах. У животных много витамина В6 находятся в тканях печени, сердца, почек. Всасывание пиридоксина в желудочно-кишечном тракте осуществляется преимущественно в толстой кишке в результате пассивной диффузии. Из циркулирующей крови свободный пиридоксин быстро проникает в ткани, где подвергается окислению, а затем фосфорилированию и превращается в пиридоксалевые коферменты, которые, соединяясь в клетках со специфическим протеином, образуют соответствующие ферменты. Они участвуют в трансаминировании и декарбоксилировании аминокислот, в образовании биогенных аминов.

Одну из важных функций в обмене аминокислот пиридоксальфосфат осуществляет в природе синтеза гемма в эритроцитах, принимает участие в синтезе никотиновой кислоты из триптофана, в синтезе КоА, арахидоновой кислоты, которая необходима для роста и развития организма. Основной конечный продукт обмена витамина В₆ в организме в организме животных и человека – биологически недеятельная 4-пиридоксиловая кислота, которая выводится с мочой. Пиридоксалевые ферменты присутствуют, главным образом, в тканях с энергетическим обменом веществ – печени, почках, сердце. У теплокровных животных наибольшим резервом витамина В₆ является пиридоксальфосфат, входящий в состав фосфорилазы скелетной и сердечной мускулатуры.

Основные нарушения при этом гиповитаминозе проявляются изменения нервной системы (повышение возбудимости, судороги) и пеллагроподоные изменения кожи. Изменения в ЦНС объясняются нарушением обмена глютаминовой кислоты, из которой образуется гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК), оказывающая тормозящее влияние в нейронах коры головного мозга. При снижении уровня ГАМК возникают судороги. Отсутствие фосфопиридоксаля нарушает превращения триптофана в никотиновую кислоту, что приводит к развитию пеллагры накоплению ксантуреновой кислоты, которая препятствует образованию инсулина, способствует развитию сахарного диабета. Кроме того, длительный гиповитаминоз может привести к развитию микроцитарной гипохромной анемии (вследствие нарушения синтеза гемма), нарушению умственной деятельности, потере аппетита, остановке роста, появлению тошноты.

Витамин В₁₂ (цианокобаламин)

В основном витамин В₁₂ попадает в организм человека с пищевыми продуктами животного происхождения, поступившими с пищей. Витамин В₁₂ в желудке вступает в связь с «внутренним фактором» Кастла, относящимся к мукопротеидам. У человека внутренний фактор (ВФ) образуется париетальными клетками слизистой оболочки фундального отдела желудка. ВФ связывает витамин В₁₂ и защищает его от утилизацией кишечной флорой, облегает адсорбцию и всасывание. В процессе адсорбции комплекс витамин В₁₂-ВФ связывается со специфическими рецепторами подвздошной кишки. Пройдя эпителиальный барьер кишечника, витамин В₁₂ попадает в ток крови, где он связывается с белками плазмы, транскобаламинами-1,-2,-3. основным местом депонирования витамина в организме является печень, где может содержаться его от 2 до 2,5 мг. Этого количества цианокоболамина, даже при полном отсутствии поступления, хватит на 4-5 лет для поддержания эритробластического кроветворения. Витамин В₁₂ обладает чрезвычайно многообразным действием в организме, катализируя реакции белкового, жирового и углеводного обменов. Из всех известных в настоящее время кобаламидных ферментов только два обнаружены у человека и животных:

Метилкобаламин в печени переводит фолиевую кислоту в активную форму тетрагидрофолиевую, обеспечивающую синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в структуру ДНК. Отсутствие витамина В₁₂ приводит к нарушению выработки ДНК. Недостаток ДНК нарушает деление клеток. Прежде всего, страдают активно размножающиеся клетки кроветворной системы, и тип кроветворения переходит на мегалобластический. Развивается гиперхромная анемия.

Дезоксиаденилкобаламин – участвует в регуляции жирового обмена. Он способствует образованию янтарной кислоты из метилмалоновой. При дефиците витамина В₁₂ в организме накапливается токсическая метилмалоновая кислота, нарушается синтез жирных кислот и миелина, что ведет к возникновению неврологических симптомов.

Различают 2 формы эндогенного В₁₂-гиповитаминоза ГАСТРОГЕННЫЙ, причиной которого является отсутствие или недостаточность внутреннего фактора Кастла, что приводит к нарушению использования пищевого витамина В₁₂ и ЭНТЕРОГЕННЫЙ гиповитаминоз вследствие нарушения всасывания витамина В₁₂ в кишечнике (наличие широкого лентеца, значительное разрушение витамина патологической кишечной микрофлорой).

Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота)

В природе витамин РР встречается в двух формах – в виде никотиновой кислоты (НК) и никотинамида (НАМ), которые довольно широко распространены в растительных и, особенно, животных продуктах. Из растительных продуктов богаче всего сухие пивные, пекарские дрожжи, гречневая крупа, пшено. Очень богаты НК животные продукты: мясо домашней птицы, баранина, телятина, печень, почки и сердце. Никотиновая кислота – один из самых стойких витаминов в отношении хранения и кулинарной обработки. Поступающие с пищей НК и НАМ всасываются в фундальной части желудка и на всем протяжении тонкого кишечника. В условиях острого дефицита НК и НАМ ткани могут синтезировать НАМ из триптофана. Почти весь имеющийся в тканях и жидкостях животных и человека витамин РР включен в структуру коферментов НАД и НАДФ, которые вместе с апоферментами катализируют окислительно-восстановительные реакции клеточного обмена, НАД и НАДФ находятся во всех клетках организма животных и растений.

Наиболее важная функция никотинамидных коферментов – это участие в переносе водорода с окисляемых субстратов на флавиновые ферменты в процессе клеточного дыхания. Таким образом, коферментные функции НАД и НАДФ проявляются главным образом в окислительно-восстановительных реакциях, в обратимом присоединении атома водорода и образовании АТФ. При недостаточности НК развивается пеллагра, главными признаками которой являются дерматит, поражение желудочно-кишечного тракта (диарея) и слабоумие (деменция).

Клиническая картина пеллагры включает следующие явления: вялость, апатия, слабость в ногах, быстрая утомляемость, головокружение, раздражительность, бессонница, бледность и сухость кожи, снижение аппетита, падение веса, понижение сопротивляемости организма к инфекциям и понижение трудоспособности. Ранними клиническими симптомами пеллагры являются понос и изменения в полости рта. Весьма характерны изменения языка. Вначале края и кончик языка ярко-красные. Постепенно краснота переходит на весь язык, и он выглядит блестящим, как бы лакированным. Наряду с этим наблюдается явления со стороны кишечника: метеоризм, урчание, поносы. Через некоторое время после начала поноса больные замечают появление на коже симметричных красных пятен (пеллагрическая эритема). Она чаще располагается на открытых частях тела: тыле кистей рук, стоп, шее, лице, особенно на носу, щеках, лбу и вокруг рта. У детей эритема лица протекает с острым отекам и резкой болезненностью. При неосложненной эритеме через несколько дней начинается отрубевидное, желточно-коричневое шелушение. При развитии заболевания наблюдаются глубокие нарушения функции центральной и периферической нервной системы: шум и звон в ушах, нарушение вкуса, сильный зуд, головные боли, боли в позвоночнике, конечностях, ощущение опоясывания, онемения, бегания мурашек, поверхностные и глубокие расстройства тактильной и болевой чувствительности, неуверенная походка, тяжелая адинамия, дрожание головы и конечностей, парезы, мышечная атрофия, неподвижность и скованность. Самое тяжелое в клинической картине пеллагры – нарушение психики. Лечение пеллагры дает тем больший эффект, чем раньше оно начато. Специфическим методом является назначение никотиновой кислоты или ее амида.

Витамин С (аскорбиновая кислота)

Аскорбиновая кислота является одним из наиболее распространенных в природе витаминов. Источником витамина С являются шиповник, черная смородина, капуста, помидоры, цитрусовые, картофель и др. У человека, обезьян, морских свинок в организме аскорбиновая кислота не синтезируется. Всасывание аскорбиновой кислоты осуществляется системой кровеносных капилляров в тонком кишечнике, как путем простой диффузии, так и с участием переносчика в присутствии ионов натрия. Для поступления в клетки необходим переход аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую, которая легко диффундирует в клетки без затраты энергии. Параллельно с окислением аскорбиновой кислоты в организме происходит восстановление дегидроаскорбиновой кислоты в аскорбиновую. Это происходит в эритроцитах под влиянием фермента дегидроаскорбинредуктазы при участии восстановленной формы глютатиона. Не все ткани одинаково усваивают аскорбиновую кислоту. Очень много ее поступает в ЦНС, лейкоциты, надпочечники, сердечную мышцу и т.п. Она необходима для нормального синтеза и обмена гормонов надпочечников и адекватного функционирования симпатико-адреналовой системы. Основная роль аскорбиновой кислоты – транспорт электронов и участие в окислительно-восстановительных процессах. Витамин С в эритроцитах повышает активность некоторых ферментов, катализирующих реакции гликолиза: гексокиназы, фосфогексоизомеразы и фосфоглюкомутазы. Кроме того, аскорбиновая кислота необходима для образования коллагена из проколагена, в котором содержится очень большое количество оксипролина. В настоящее время выяснено, что аскорбиновая кислота участвует в гидроксилировании пролина-коллагена, укрепляет базальную мембрану сосудов, этим она способствует поддержанию нормальной проницаемости капилляров. Витамин С оказывает антитоксическое действие при токсических поражениях печени, участвует в детоксикации гистамина, в синтезе интерферона, облегчает течение простудных заболеваний, оказывает антитоксическое действие при токсических поражениях печени, участвует в детоксикации гистамина. В синтезе интерферона, облегчает течение простудных заболеваний, так как способствует усвоению железа в желудочно-кишечном тракте; оказывает антисклеротическое действие, так как снижает биосинтез и увеличивает распад холестерина.

Основные симптомы недостаточности витамина С: повышенная ломкость кровеносных капилляров, общая слабость, апатия, повышенная утомляемость, снижение аппетита, задержка роста, повышенная восприимчивость к инфекциям, бледность десен, их отечность, разрыхленность, кровоточивость при чистке зубов. В далеко зашедших случаях цинги нарастают влияния гингивита, расшатываются и выпадают зубы. По мере развития скорбута обнаруживаются красновато-синеватые пятна на ягодицах, на голенях подкожные кровоизлияния. В результате кровоизлияний в толщу мышц наблюдается их болезненность, ригидность. В тяжелых случаях поражаются внутренние органы (кровохарканье, неспецифические пневмонии, обострение туберкулезного процесса). Развиваются сердцебиение, одышка, происходит ослабление сердечного толчка, тоны сердца глухие. У детей раннего возраста скорбут проявляется в особой форме – в виде болезни Маллера – Барлова. Особенности заболевания: болезненность конечностей при движениях, припухание диафизов, беспокойство ребенка, длительный субфебрилитет. В тяжелых случаях могут проявляться кровоизлияния в глазницы, веки, черепа. На коже мелкоточечная петехиальная сыпь. Нарушается гемопоэз: понижается количество гемоглобина и эритроцитов, не редко тромбоцитоз. Развивается стойкая лейкоцитопения.

Витамин Р (биофлавоноиды)

Витамин Р содержится в цитрусовых(особенно в кожуре), черной смородине, в листьях чая, черники и др. вещества, обладающие Р-витаминной активностью, называются БИОФЛАВОНОИДАМИ. Витамин Р образует с аскорбиновой кислотой окислительно-восстановительную систему, способствуя при этом реализации физиологического действия витамина С. Основной функцией витамина Р является регуляция стойкости и проницаемости сосудистой стенки. В настоящее время препараты витамина нашли широкое применение в клинической практике не только для лечения авитаминозов, но и при многих других заболеваниях, сопровождающихся повышением сосудистой проницаемости и понижением их резистентности.

Биофлавиноиды и аскорбиновая кислота оказывают влияние на сосудистую проницаемость, воздействие на систему гиалуроновая кислота-гиалуронидаза. Ингибирующее действие биофлавиноиды оказывают на гиалуронидазу, на сукцинатдегидрогеназу и другие ферменты. Биофлавоноиды предохраняют аскорбиновую кислоту от окисления, а также восстанавливают дегидроаскорбиновую кислоту в аскорбиновую при участии глутатиона. Приведенные данные позволяют говорить о наличии связи в механизме физиологического действия биофлавиноидов и аскорбиновой кислоты. Характер этой связи заключается в способности фловоноидных веществ усиливать биологическое действие аскорбиновой кислоты, по-видимому, благодаря их совместному участию в тканевом дыхании.

Основными показателями Р-витаминной недостаточности до последнего времени считаются пониженная резистентность и повышенная проницаемость капилляров. Пониженная резистентность или хрупкость, капилляров обнаруживается при механическом воздействии на них, которое может вызвать разрыв капиллярной стенки и образование точечных кровоизлияний – петехий. Понятие «повышенная проницаемость капилляров» означает нарушение структуры капиллярной стенки, в результате чего она становится проницаемой для более крупных, чем в норме, частиц, например белковых молекул или эритроцитов. Для определения резистентности капилляров у человека принята баночная проба Нестерова.

Витамин В₃ (Пантотеновая кислота)

Пантотеновая кислота широко распространена в природе. Она синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами: дрожжами, многими бактериями, в том числе кишечной флорой млекопитающих, грибками. Особенно богаты пантотеновой кислотой печень животных, почки. Яичный желток, икра, мясо. Специфическая функция пантотеновой кислоты в обмене веществ состоит в том, что она является незаменимой составной частью кофермента А. этот кофермент играет фундаментальную роль в обменен веществ, принимая участие в осуществлении таких биохимических процессов, как окисление и биосинтез жирных кислот, окислительное декарбоксилирование кетокислот, в цикле лимонной кислоты, биосинтезе стероидов, нейтральных жиров, фосфатидов, порфиринов, ацетилхолина и др. Во всех этих процессах кофермент А функционирует в роли промежуточного акцептора и переносчика различных кислотных остатков (ацилов), образуя так называемые ацилпроизводные кофермента А (ацил-КоА). Причины гиповитаминоза: подавление микробного синтеза или повышенная потребность в пантотеновой кислоте (холод, физические напряжения, облучения, инфекционные заболевания и др.)

К основным проявлениям длительной недостаточности пантотеновой кислоты у человека и животных могут быть отнесены следующие: общее угнетение, вялость, анемия, замедление роста, потеря веса. К этому периоду отмечается развитие синдрома жжения ног (покалывание, онемение в пальцах ног, затем боли принимают жгучий характер), возможно развитие коматозного состояния и, в далеко зашедших случаях, смерти. Могут быть нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта: потеря аппетита, геморрагические гастроэнтериты, колиты, появление язв в кишечнике, профузная диарея, изъязвляющие и некротизирующие глосситы. Развиваются изменения со стороны органов размножения: недоразвитие половых органов, рассасывание зародышей, стерильность, нарушение развития эмбрионов, возникновение уродств – микрофтальмии, гидроцефалии, гидронефрозов, расщепление неба, дефектов кожи, сердечнососудистых аномалий; повреждения надпочечников; геморрагические изменения, атрофия и некроз, нарушение биосинтеза стероидных гормонов; торможение образования антител, с чем может быть связано резкое повышение чувствительности к инфекциям. Со стороны крови может быть нормоцитарная анемия, так как нарушается синтез гемма; со стороны нервной системы – дегенеративные изменения.

Развитие описанных симптомов в той или иной степени обусловлено выпадением в обменен веществ функции кофермента А, концентрация которого в тканях при недостатке пантотеновой кислоты резко снижена. Нарушения со стороны надпочечников, очевидно, обусловлены торможением биосинтеза холестерина и стероидных гормонов из-за недостатка КоА. Изменения со стороны нервной системы могут быть обусловлены нарушением биосинтеза ацетилхолина и фосфолипидов. Существенную роль в развитии симптомов недостаточности пантотеновой кислоты может играть нарушение процессов энергообразования и биосинтеза липидов. Развитие дерматитов может быть связано с нарушением обмена соединительной ткани, в частности, ацетилирования гексозаминов и биосинтеза мукополисахаридов.