Витамин рр (Витамин в5 , никотиновая кислота, никотинамид, ниацин). Антипеллагрический витамин.
Химическое строение и свойства. Витамин РР был выделен К. Эвельгеймом в 1937 г., его введение предохраняло от заболевания пеллагрой или излечивало её. «РР» означаетпротивопеллагрический(preventiverellagra).
Никотиновая кислота является пиридин-3-карбоновой кислотой, никотинамид –её амидом. Оба соединения в организме легко превращаются друг в друга и поэтому обладают одинаковой витаминной активностью.
Никотиновая кислота Никотинамид
Витамин РР плохо растворяется в воде, но хорошо в водных растворах щелочей.
Метаболизм. Поступающий с пищей витамин РР быстро всасывается в желудке и кишечнике в основном путём простой диффузии. С током крови никотиновая кислота легко попадает в печень и другие органы, несколько медленнее проникает в них никотинамид. В тканях оба соединения преимущественно используются для синтеза коферментных форм – НАД и НАДФ. Коферменты через биомембраны не проникают.
Биосинтез НАД осуществляется в 2 этапа.
1 этаппротекает в цитоплазме с помощью ферментаникотинмононуклеотид-пирофосфорилазы(источником синтеза фосфорибозилпирофосфата служит рибозо-5-фосфат, образующийся в пентозофосфатном пути окисления глюкозы):
пирофосфорилаза
2 этаппродолжается в ядре клетки, реакция катализируетсяНАД-пирофосфорилазой:
пирофосфорилаза
2. Никотинамид-мононуклеотид НАД +
Синтез кофермента может осуществляться также митохондриями.
НАДР образуется из НАД в цитоплазме клетки с участием фермента НАД-киназы:
АТФ AДФ
Часть никотинамидных коферментов синтезируется в организме животных из триптофана. Однако этот путь, в который вовлекается до 2% метаболического пула триптофана, значительно уступает по эффективности первому (т.е. из прямого витаминного предшественника).
Распад нуклеотидов катализируется ферментами гликогидролазами (соответственно НАД–гликогидролаза и НАДФ–гликогидролаза), расщепляющими гликозидные связи с образованием никотинамида и АДФ-рибозы. Затем никотинамид окисляется и продукты его окисления (преобладает N–метилникотин-амид) выводятся с мочой.
Биохимические функции. Почти весь имеющийся в клетках и жидких средах организма витамин РР представлен в виде никотинамида, включённого в состав коферментов – НАД и НАДФ. Поэтому значение ниацина определяется ролью этих коферментов, которая является чрезвычайно многогранной:
НАД — кофермент дегидрогеназ, участвующих в реакциях окисления глюкозы, жирных кислот, глицерола, аминокислот; является коферментом дегидрогеназ цикла Кребса (исключая сукцинатдегидрогеназу). В этих реакциях кофермент выполняет функцию промежуточного акцептора электронов и протонов.
НАД – переносчик протонов и электронов в дыхательной цепимитохондрий (от окисляемого субстрата к первому комплексу цепи тканевого дыхания).
НАД – субстрат ДНК-лигазной реакциипри синтезе и репарации ДНК, а также субстрат для синтеза поли-АДФ-рибозы в поли-(АДФ)-рибозилировании белков хроматина.
НАДФН – донор водорода в реакциях синтезажирных кислот, холестерина, стероидных гормонов и некоторых других соединений.
НАДФН – компонент монооксигеназной цепимикросомного окисления, выполняющей функцию детоксикации антибиотиков и других чужеродных веществ.
НАД и НАДФ – аллостерические регуляторыферментов энергетического обмена, в частности, ферментов цикла Кребса, а также реакций новообразования глюкозы (глюконеогенеза).
Никотинамид и N-метилникотинамид (метаболит никотинамида) являются участниками процесса метилирования т-РНК и белков.
Гиповитаминоз. Характерным признаком недостаточности ниацина является симптомокомплекс «трёх Д»: дерматит, диарея, деменция. Так проявляется заболеваниепеллагрой (от ит.pelleagra–шершавая кожа). Болезнь, свирепствовавшая в Испании и Португалии вXVIвеке, быстро распространилась по странам Средиземноморского после того, как там стали интенсивно возделывать кукурузу. Поскольку кукуруза намного продуктивнее, чем прочие зерновые культуры, она завоевала огромную популярность и постепенно стала основным продуктом питания для бедных слоёв населения. Однако в кукурузе витамин РР содержится в трудно усвояемой для человека форме, она бедна триптофаном, из которого способен синтезироваться этот витамин..
В основе заболевания лежит нарушение пролиферативной активности и энергетики клеток.
Дерматит чаще всего отмечается на открытых участках кожи, которая под действием солнечных лучей краснеет, покрывается пигментными пятнами (в виде крыльев бабочки) и шелушится. Язык становится ярко-красным и болезненным, утолщается, на нём появляются трещины (глоссит). Слизистые оболочки полости рта (стоматит, гингивит) и кишечника воспаляются, затем изъязвляются. Расстройство пищеварения проявляется тошнотой, отсутствием аппетита, болями в животе, поносами. Нарушается функция периферических нервов и центральной нервной системы. Появляется головокружение, головные боли. Апатия сменяется депрессией. Тугодумие – вплоть до умственной отсталости – тоже проявление болезни. Развиваются психозы, психоневрозы, в тяжёлых случаях отмечаются галлюцинации.
Симптомы пеллагры чаще наблюдаются лиц с недостатком белка в диете. Объясняется это тем, что животные белки содержат оптимальное количество аминокислоты триптофана, витамина В6и некоторых других, необходимых для биосинтеза ниацина.
Гипервитаминоз. У млекопитающих состояния гипервитаминоза РР вызвать не удалось. Данные о способности ниацина накапливаться в тканях отсутствуют. Избыток никотиновой кислоты быстро выводится с мочой.
Оценка обеспеченности организма витамином РР. Обеспеченность организма ниацином достаточно хорошо характеризуется величиной экскреции основных продуктов его катаболизма –N-метилникотинамида и метил-2-пиридон-5-карбоксиамида. В нормальных физиологических условиях концентрация выводимых с мочой метаболитов никотиновой кислоты и никотинамида невелика, но резко возрастает при их избыточном поступлении в организм. Определение количественного содержанияN-метилникотинамида и его пиридонов в моче после применения нагрузочных доз витамина РР до настоящего времени служит единственным критерием обеспеченности организма этим витамином. Таким критерием не могут быть уровни самого витамина РР или его коферментных форм в крови, так как даже при тяжёлой пеллагре их содержание мало отличается от здоровых лиц.
Суточная потребность. Пищевые источники.
Суточная потребность составляет 20-25 мг.
Источником витамина являются животные (особенно печень, мясо) и многие растительные продукты, в первую очередь, рис, хлеб, картофель. Молоко и яйцо содержат следы ниацина. Правда, витамин РР способен синтезироваться клетками организма из триптофана, но этот процесс малоэффективен – из десятков молекул триптофана образуется только одна молекула витамина. Тем не менее, продукты, богатые этой аминокислотой (молоко и яйцо) могут компенсировать недостаточное поступление никотинамида с пищей.
Химическое строение и свойства. Витамин В6включает группу трёх природных производных пиридина, обладающих одинаковой витаминной активностью: пиридоксина, пиридоксаля, пиридоксамина, отличающихся друг от друга наличием спиртовой, альдегидной или аминогруппы. Витамин В6был открыт в 1934 г. Дьёрди и вскоре синтезирован химически.
Пиридоксин хорошо растворяется в воде и этаноле, устойчив в кислой и щелочной среде, но легко разрушается под действием света при рН=7,0.
Метаболизм. Всосавшись в тонком кишечнике, все формы витамина С током крови разносятся к тканям и, проникая в клетки, фосфорилируются с участием АТФ и пиридоксалькиназ. Коферментные функции выполняют 2 фосфорилированных производных пиридоксина: придоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.
Распад коферментов осуществляется путём дефосфорилирования и окисления в тканях. Основным продуктом катаболизма является 4-пиридоксиловая кислота, которая экскретируется с мочой.
Биохимические функции. Витамин В6 часто называют «королём обмена аминокислот»; вместе с тем его коферментные формы участвуют в реакциях, катализируемых почти всеми классами ферментов. Механизм действия всех пиридоксальфосфат-зависимых ферментов сходен: 1/ вначале образуются шиффовы основания между аминокислотой и коферментом (рис ), при этом нитрофильный азот пиридинового кольца действует как своеобразный электронный сток, уводя электроны от аминокислоты и стабилизируя промежуточный интермедиат – карбанион; 2/ будучи неустойчивыми, шиффовы основания (альдимины) далее модифицируются в процессах трансаминирования, декарбоксилирования, изомеризации и многих других превращениях боковой цепи аминокислот.
Коферментные формы витамина В6 входят в состав следующих ферментов:
1. Аминотрансфераз аминокислот, катализирующих обратимый перенос NH2—
группы от аминокислоты на α-кетокислоту. Вэтой реакции образуются новые α-кетокислоты и заменимые аминокислоты.
2. Декарбоксилаз аминокислот, отщепляющих карбоксильную группу аминокислот, что приводит к образованию биогенных аминов (гистамина, серотонина, ГАМК и других), а также моноаминоксидаз, гистаминазы (диаминооксидаза) и аминотрансферазы ГАМК, обезвреживающих (окисляющих) биогенные амины.
Изомераз аминокислот, с помощью которых организм разрушает D-аминокислоты (в состав тканевых белков млекопитающих входят L-аминокислоты).4. Аминотрансфераз иодтирозинов и иодтиронинов, участвующих в синтезе гормонов щитовидной железы и распаде этих гормонов в периферических тканях.
5. Синтазы δ–аминолевуленовой кислоты, участвующей в биосинтезе гема гемоглобина и других гем-содержащих белков (из глицина и сукцинил
6. Кинурениназы и кинуренинаминотрансферазы, обеспечивающих синтез витамина РР из триптофана.
7. Цистатионинсинтазы (а) и цистатионинлиазы (б) – ферментов, катализирующих синтез и распад цистатионина в следующих реакциях:
|
|H20 | | | |
H2 CH-NH2 CH CH-NH2 CH2 CH-NH2
|
| | | (б) | |
Источник
IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин) получил также название антипеллагрического витамина (от итал. preventive pellagra — предотвращающий пеллагру), поскольку его отсутствие является причиной заболевания, называемого пеллагрой.
Впервые, никотиновая кислота была получена исследователем Хубером в 1867 г. при окислении никотина хромовой кислотой. Современное название «никотиновая кислота», это вещество получило уже в 1873 г., когда Вайдел (Weidel) получил это вещество, окисляя никотин азотной кислотой. Однако о витаминных свойствах никотиновой кислоты еще ничего не было известно.
В двадцатых годах XX в. американский врач Голдбергер предположил существование витамина РР, который помогает вылечить пеллагру. И только в 1937 г. группой ученых во главе с Конрадом Эльвеем было доказано, что никотиновая кислота и есть витамин РР. В 1938 г. в России уже успешно проводили лечение никотиновой кислотой пеллагру.
Никотиновая кислота (водорастворимый витамин группы В) является пиридин-3- карбоновой кислотой, никотинамид — ее амидом (рис.1). Оба соединения в организме легко превращаются друг в друга и поэтому обладают одинаковой витаминной активностью.
Рис. 1 Структурная формула
Его коферментными формами являются никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и фосфорилированная по рибозе форма-никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) (Рис.2).
Небольшое количество никотиновой кислоты синтезируется в организме человека из незаменимой аминокислоты триптофана. Из 60 мг поступающего с пищей тритофана образуется 1 мг никотиновой кислоты. Поэтому, оценивая потребление этого витамина, необходимо принимать во внимание содержание в рационе, как самой никотиновой кислоты, так и триптофана.
Наиболее богаты никотиновой кислотой дрожжи и рисовые отруби. Хорошим источником ее является также пшеница и хлеб, выпеченный из пшеничной муки грубого помола. Из мясных продуктов больше всего витамина РР в печени, меньше — в мясе.
Нередко продукты требует определенных условий хранения для того, чтобы содержащиеся в них витамины дошли до потребителя в целости и сохранности. В этом смысле ниацин обладает прекрасным качеством: высокой устойчивостью к меняющимся условиям внешней среды. Так, продукты с витамином B3 способны долго храниться, выдержать сушку, замораживание, воздействие солнечного света, кислот и щелочей. Однако тепловая обработка (варка, жарка продуктов) способна уменьшить содержание витамина B3 на 5-40% от начального.
Принимать витамин В3 следует во время употребления пищи, чтобы избежать раздражения желудка.
Рекомендуемая суточная потребность витамина В3 для мужчин составляет 16 мг., для женщин 14 мг., для беременных и кормящих женщин 18 мг.
Биохимические функции
Перенос гидрид-ионов Н – ( атом водорода и электрон) в окислительно-восстановительных реакциях( Рис. 3).
Благодаря переносу гидрид-иона витамин обеспечивает следующие задачи:
1. Метаболизм белков, жиров и углеводов. Так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ, то они участвуют в реакциях: при синтезе и окислении жирных кислот, при синтезе холестерола, обмена глутаминовой кислоты и других аминокислот; обмена углеводов: пентозофосфатный путь, гликолиз, окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты, цикла трикарбоновых кислот.
2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот.
3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФ-рибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК, что замедляет некробиоз и апоптоз клеток.
4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной системы клетки.
5. НАДФН участвует в реакциях ресинтеза тетрагидрофолиевой кислоты из дигидрофолиевой, например после синтеза тимидилмонофосфата.
Терапевтическое применение
Главное терапевтическое применение витамин PP (в той или другой форме) находит в профилактике и лечении пеллагры (авитаминоза РР). Сама аббревиатура PP происходит от английского словосочетания pellagra preventing, то есть предупреждающий пеллагру.
Помимо этого витамин используется при заболеваниях печени (циррозы, острые и хронические гепатиты); при спазмах сосудов конечностей, головного мозга, почек, атеросклерозе; при сложно заживающих язвах и ранах; невритах лицевого нерва; инфекционных заболеваниях; гастритах с пониженной кислотностью, энтероколитах, колитах.
Никотиновую кислоту (но не никотинамид) назначают как гиполипидемическое средство тем больным, у которых гиперхолестеринемия сочетается с гипертриглицеридемией. Кроме того только никотиновая кислота используется как сосудорасширяющее средство при спазмах, а никотинамид при диабете I типа. А также нормализует общее физическое состояние организма; является жизненно-важным витамином для поддержания здоровой кожи; уменьшает боли и улучшает подвижность суставов при остеоартрите; оказывает мягкое седативное действие и полезен при лечении эмоциональных и психических расстройств, включая мигрень, тревогу, депрессию, снижение внимания и шизофрению; улучшает микроциркуляцию крови; оказывает слабое антикоагулянтное воздействие; важен для синтеза половых гормонов, а также кортизона, тироксина и инсулина; снижает тягу к алкоголю;
Гиповитаминоз
При дефиците витамина наблюдаются: потеря аппетита, изжога, болезненность рта и пищевода, чувствительность десен, несварение желудка, неприятный запах изо рта, тошнота, диарея; быстрая утомляемость, слабость мышц, апатия, депрессия, раздражительность, головокружение, головные боли, бессонница, дезориентация, бред и галлюцинации, слабоумие; красный, шелушащийся дерматит (чаще на лице, шее, руках и на любых участках кожи, открытых для солнца), бледность и сухость кожи, разъедающие язвы (в том числе во рту и на губах), трещины на коже; понижение иммунитета, боль в конечностях, пониженное содержание сахара в крови, тахикардия.
Авитаминоз PP проявляется в виде пеллагры – тяжелого заболевания с поражением желудочно-кишечного тракта, центральной и периферической нервной системы, кожныхпокровов.
Гипервитаминоз
При длительном применении ниацина наблюдались: головные боли, ощущение жара, жировая дистрофия печени, снижение толерантности к глюкозе, гиперурикемия, повышение концентрации в крови АСТ, ЛДГ, ЩФ, гиперемия кожи (особенно лица и шеи), головокружение, астения. А также появление кожной сыпи, зуда; изжога, рвота, тошнота; предобморочные состояния, обмороки; расстройство желудка; затуманенность зрения; головные боли; пожелтение кожи, белков глаз; потемнение стула и/или мочи.
С осторожностью никотиновую кислоту нужно применять при: геморрагии, глаукоме, подагре, гиперурикемии, печеночной недостаточности, артериальной гипотензии, гиперацидном гастрите, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки (вне стадии обострения).
Также следует знать, что длительное применение больших доз никотиновой кислоты может привести к развитию жировой дистрофии печени. Для предупреждения этого осложнения рекомендуется включать в диету продукты, богатые метионином, или назначать метионин и другие липотропные средства.
Витамин РР не рекомендуется употреблять совместно с гипотензивными лекарственными средствами и антикоагулянтами, поскольку в этих случаях возможно резкое падение артериального давления.
Также витамин РР является своего рода противником и антагонистом аспирина, и их совместное применение приводит к отсутствию эффекта обоих препаратов.
В целом витамин РР, как и любое лекарство, необходим нашему организму в небольших количествах и может быть опасен при передозировке. Поэтому каждому из нас в обязательном порядке следует правильно составлять диету, которая будет содержать достаточное количество этого витамина, но не злоупотреблять им при профилактике и лечении различных заболеваний.
Источник