Витамины классификация витаминов биохимия

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ

Современная классификация витаминов не является совершенной. Она основана на физико-химических свойствах (в частности, растворимости) или на химической природе, но до сих пор сохраняются и буквенные обозначения. В зависимости от растворимости в неполярных органических растворителях или в водной среде различают жирорастворимые и водорастворимые витамины. В приводимой классификации витаминов, помимо буквенного обозначения, в скобках указан основной биологический эффект, иногда с приставкой «анти», указывающей на способность данного витамина предотвращать или устранять развитие соответствующего заболевания; далее приводится номенклатурное химическое название каждого витамина.

Витамины, растворимые в жирах

Витамины, растворимые в воде

8. Витамин Н (антисеборейный, фактор роста бактерий, дрожжей и грибков); биотин

10. Витамин Р (капилляроукрепляющий, витамин проницаемости); биофлаво-ноиды

Помимо этих двух главных групп витаминов, выделяют группу разнообразных химических веществ, из которых часть синтезируется в организме, но обладает витаминными свойствами. Для человека и ряда животных эти вещества принято объединять в группу витаминоподобных. К ним относят холин, липоевую кислоту, витамин В₁₅ (пангамовая кислота), оротовую кислоту, инозит, убихинон, парааминобензойную кислоту, кар-нитин, линолевую и линоленовую кислоты, витамин U (противоязвенный фактор) и ряд факторов роста птиц, крыс, цыплят, тканевых культур. Недавно открыт еще один фактор, названный пирролохинолинохиноном. Известны его коферментные и кофакторные свойства, однако пока не раскрыты витаминные свойства (см. далее «Витаминоподобные вещества»). Поскольку типичные проявления авитаминозов встречаются довольно редко, очевидно, нет необходимости в подробном описании клинической картины гипо- и авитаминозов. Более подробно будут представлены сведения о биологической роли тех витаминов, механизм действия которых уже расшифрован.

В табл. 7.1 суммированы известные к настоящему времени сведения о суточной потребности, природе активной формы и физиологической роли витаминов.

Источник

Что такое витамины?

Понятием витамины в настоящее время объединяется группа низкомолекулярных веществ разнообразной природы, которые необходимы для биохимических реакций, обеспечивающих рост, выживание и размножение организма. Витамины образно называют пламень жизни, так как жизнь без витаминов невозможна.

Классификация витаминов

Функция жирорастворимых витаминов может быть коферментной (витамин К), антиоксидантной (витамины А и Е), или гормональной (витамины A и D).

Водорастворимые витамины обычно выступают в роли коферментов и простетических групп – таких молекул, которые непосредственно участвуют в работе ферментов.

3. Также выделяют витаминоподобные вещества :

Витамеры

Иногда витамин представлен различными химическими формами – витамерами (витамин + греч. meros – часть), т.е. соединениями с витаминной функцией, сходными по структуре. Например,

витамин E представлен группой витамеров – α-, β- и γ-токоферолами,
витамин К – менахинонами и филлохинонами,
витамин D может быть в виде эргокальциферола и холекальциферола,
витамин F включает схожие полиненасыщенные жирные кислоты.

Провитамины

Некоторые витамины поступают в организм в виде провитаминов. В организме провитамины превращаются в активные формы, например:

каротиноиды, в частности β-каротин, превращаются в витамин А,
пищевой эргостерол или 7-дегидрохолестерол под действием ультрафиолетовых лучей превращаются соответственно в эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3).

Антивитамины

Соединения, препятствующие проявлению эффектов витамина тем или иным образом, получили название антивитамины . Их подразделяют на две основные группы:

Вещества, которые инактивируют витамин путем его расщепления, разрушения или связывания его молекул в неактивные формы. Примером служит яичный белок авидин или фермент тиаминаза.
Вещества, похожие по структуре на тот или иной витамин. Эти вещества конкурентно вытесняют витамины из ферментов, препятствуют образованию их коферментных форм или участию в реакциях. Примером являются антибактериальные препараты группы сульфаниламидов (антифолаты), дикумарол (антивитамин К), изониазид (антивитамин РР).

Свойства витаминов

Независимо от своих свойств витамины характеризуются следующими общебиологическими свойствами:

1. В организме витамины не образуются, их биосинтез осуществляется вне организма человека, т.е. витамины должны поступать с пищей. Тех витаминов, которые синтезируются кишечной микрофлорой обычно недостаточно для покрытия потребностей организма (строго говоря, это тоже внешняя среда). Исключением является витамин РР, который может синтезироваться из триптофана, и витамин D (холекальциферол), синтезируемый из холестерола.

2. Витамины не являются пластическим материалом. Исключение – витамин F.

3. Витамины не служат источником энергии. Исключение – витамин F.

4. Витамины необходимы для всех жизненных процессов и биологически активны уже в малых количествах.

5. При поступлении в организм они оказывают влияние на биохимические процессы, протекающие в любых тканях и органах, т.е. они неспецифичны по органам.

6. В повышенных дозах могут использоваться в лечебных целях в качестве неспецифических средств: при сахарном диабете – B₁, B₂, B₆, при простудных и инфекционных заболеваниях – витамин С, при бронхиальной астме – витамин РР, при язвах ЖКТ – витаминоподобное вещество U и никотиновая кислота, при гиперхолестеринемии – никотиновая кислота.

Источник

3.3. Биохимия витаминов

Витамины — это минорные компоненты пищи, которые выполняют регуляторную роль в обмене веществ. Термин витамины возник в связи с тем, что первый витамин, открытый К.Функом в 1911 году содержал аминогруппу и предотвращал развитие полиневрита.

3.3.1. Номенклатура витаминов

Каждый витамин имеет три вида названий:

буквы латинского алфавита;

название, отражающее химическую природу витамина (например, ретинол – спирт);

название, образующееся путём сочетания приставки анти с названием заболевания, возникающего при отсутствии витамина (например, антирахитический, антианемический витамины).

3.3.2. Классификация витаминов

По растворимости витамины делятся на две группы:

— водорастворимые (С, В, Н, РР)

— жирорастворимые (А, Д, Е, К).

Иногда выделяют витаминоподобные вещества, например инозит, пангамовая кислота.

3.3.3. Биологическая роль витаминов

Коферментная: витамин РР (противопеллагрический) входит в состав кофермента НАД, витамин В₂ (рибофлавин) – в состав кофермента ФАД.

Являются аллостерическими активаторами (регуляторами) многих ферментов.

Некоторые витамины входят в состав более сложных белков, например витамин А (антиксерофтальмический) входит в состав родопсина сетчатки.

Антирадикальная (антиоксидантная) функция. Витамины блокируют свободные радикалы, в том числе, радикалы кислорода. Данная функция наиболее характерна для витаминов Е, А, С.

3.3.4. Обмен витаминов

Всасывание. Для некоторых витаминов имеются специальные белки-переносчики, во всасывании жирорастворимых витаминов принимают участие жёлчные кислоты.

Транспорт витаминов. Для жирорастворимых витаминов необходимы транспортные белки (например, ретинолсвязывающий белок для витамина А).

В тканях витамины встраиваются в состав коферментов.

Инактивация витаминов происходит в печени.

Продукты распада витаминов выводятся через почки. По их концентрации в моче судят об обмене витаминов в организме.

В обмене витаминов возможны нарушения:

— авитаминозы – патологические состояния, развивающиеся при отсутствии витаминов в пище и при нарушении их усвоения и обменных превращений;

— гипервитаминозы – патологические состояния вследствие избыточного поступления в организм;

— гиповитаминозы – патологические состояния, возникающие при недостаточном поступлении или частичном нарушении обмена витаминов, а также при повышенной потребности в них (беременность, ранний детский возраст, работа в жарких цехах и др.)

Различают экзогенные и эндогенные причины гиповитаминозов. Экзогенные (алиментарные) гиповитаминозы лечат путём назначения витаминных препаратов и продуктов, богатых недостающим витамином.

К эндогенным причинам относятся нарушение всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, заболевания печени и жёлчевыводящих путей, дисбактероиозы, гельминтозы. Эндогенные гиповитаминозы лечат путём инъекций витаминов, минуя желудочно-кишечный тракт.

В детском возрасте могут встречаться особые витаминорезистентные состояния, при которых нарушено включение витаминов в состав коферментов. Эти состояния корректируют назначением готовых коферментных форм витаминов.

3.3.5. Краткая характеристика некоторых витаминов

Витамин А, ретинол, антиксерофтальмический витамин (препятствующий сухости глаз). По химической природе является циклическим ненасыщенным спиртом. Распространён в продуктах животного происхождения: желток, сливочное масло, печень. Растительные продукты (морковь, красный перец) содержат провитамин каротин. Суточная потребность до 5 мг.

— участвует в синтезе зрительного пигмента родопсина;

— стимулирует рост и развитие эпителия, костной, хрящевой ткани способствуя синтезу в них нуклеиновых кислот, сложных углеводов (гликозаминогликанов);

— является инактиватором радикальных форм кислорода.

Авитаминоз проявляется нарушением сумеречного зрения (куриная слепота). Развивается сухость роговицы глаза (ксерофтальмия) в результате ороговевания эпителия слёзной железы, закупорки её протока и прекращения слезоотделения. Страдают эпителиальные ткани дыхательных путей, мочевыводящих путей (дерматиты, бронхиты, пиелиты), нарушается репродуктивная функция. Возможен и гипервитаминоз А при использовании большого количества продуктов, содержащих этот витамин.

Витамин РР, никотиновая кислота, противопеллагрический витамин. Содержится в злаках, дрожжах. Суточная потребность в нём составляет до 10 мг.

Биологическая роль: входит в состав коферментов НАД и НАДФ, участвует в процессах биологического окисления. Авитаминоз проявляется заболеванием пеллагра (шершавая кожа). К её симптомам относятся дерматит, слабоумие (деменция), расстройства функций кишечника (диарея) — болезнь «трёх Д».

Витамин В₂_,рибофлавин, витамин роста. Он включает флавин и рибитол, распространён в оболочке злаков, в дрожжах. Суточная потребность 1-2 мг. Биологическая роль: входит в состав коферментов ФМН и ФАД, участвует в биологическом окислении. Авитаминоз проявляется в виде дерматита, катаракты, анемии, поражении сердечной мышцы

Липоевая кислота – витаминоподобное вещество, представляет собой восьмиуглеродную жирную кислоту с двумя SH — группами. Биологическая роль: является коферментом окислительного декарбоксилирования α-кетокислот.

Пантотеновая кислота является витамином, который, в свою очередь, включает β-аланин и производное масляной кислоты. Она распространена в животных и растительных продуктах. Суточная потребность до 10 мг. Биологическая роль: входит в состав HS- КоА, участвует в окислительном декарбоксилировании α-кетокислот, в активации жирных кислот. Авитаминоз проявляется дерматитом, депигментацией волос, поражением нервной системы.

Витамин В₁_, тиаминдифосфат, антиневритный витамин включает в свой состав пиримидиновое кольцо, содержит аминогруппу. Суточная потребность 2 мг, содержится в злаках, дрожжах. Биологическая роль: входит в состав кофермента тиаминдифосфата (ТДФ) и участвует в окислительном декарбоксилировании α -кетокислот, является коферментом транскетолазы при окислении глюкозы по пентозофосфатному пути. Авитаминоз проявляется полиневритами (болезнь бери-бери).

Источник

Витамины классификация витаминов биохимия

§ 18. ВИТАМИНЫ

Общие представления о витаминах

Витамины – это низкомолекулярные органические вещества, являющиеся обязательными компонентами пищи и обеспечивающие нормальное протекание биохимических и физиологических процессов.

Термин витамин произошел от лат. vita – жизнь и означает амины жизни. Впервые этим термином польский биохимик К.Функ назвал микрокомпонент пищи, предотвращающий заболевание бери-бери, поскольку он обладал свойствами амина. Однако не все открытые впоследствии витамины были аминами, более того, не все они содержат в своем составе азот. Тем не менее этот термин укоренился и используется в настоящее время.

Витамины характеризуются следующими свойствами:

a) витамины являются незаменимыми компонентами пищи;

b) витамины нужны организму в небольших количествах, от нескольких микрограммов до нескольких десятков миллиграммов (табл. 7);

c) витамины не включаются в структуру тканей человека;

d) витамины не используются в качестве источника энергии;

e) витамины не синтезируются организмом человека и животных, однако могут синтезироваться кишечной флорой, витамин D образуется под действием солнечных лучей;

f) структура каждого витамина уникальна, нет гомологий в структуре витаминов;

g) многие витамины являются предшественниками коферментов и простетических групп ферментов;

h) некоторые витамины выполняют регуляторную функцию.

Витамины имеют два обозначения: буквенное и тривиальное. Например, витамин С, или аскорбиновая кислота. Некоторые витамины представлены несколькими родственными соединениями, например, витамин D представлен группой соединений, обозначаемых как D₂, D₃, D₄.

Ежедневная потребность в витаминах

Витамины по способности растворяться в воде или жире делятся на два класса: водорастворимые (рис. 63) и жирорастворимые (рис. 64). К водорастворимым витаминам относятся витамин С (аскорбиновая кислота), В₁(тиамин), В₂ (рибофлавин), В₃ (пантотеновая кислота), В₅ (никотиновая кислота, никотинамид, РР), В₆ (пиродоксин), В₁₂ (кобаламин)_, В_с (фолиевая кислота), Н (биотин), к жирорастворимым – К (антигеморрагический), Е (токоферолы), D (кальциферолы), A (ретинол).

Недостаток или избыток поступления витаминов с пищей приводят к развитию авитаминоза, гиповитаминоза и гипервитаминоза. Авитаминоз развивается при длительной недостаточности витамина. При частичной недостаточности витамина наблюдается гиповитаминоз. Различают пищевой и эндогенный авитаминозы. Пищевой авитаминоз связан с недостаточным поступлением витаминов с пищей. В случае эндогенного авитаминоза витамины с пищей поступают в достаточных количествах, но их использование ограничено вследствие внутренних причин. Совместная недостаточность нескольких витаминов называется полиавитаминозом. Избыточное поступление витамина с пищей может привести также к нежелательному состоянию – гипервитаминозу.

Интересно знать! Авидин – белок яичного белка – прочно связывает биотин. Связь между биотином и авидином настолько прочна, что включение сырого яичного белка в рацион животных приводит к острой биотиновой недостаточности.

Жирорастворимые витамины

Жирорастворимые витамины (рис. 63) представляют собой маслянистые вещества, плохо растворимые в воде.

Рис. 63. Жирорастворимые витамины

Известны две формы витамина А – А₁ (рис. 63) и А₂. Витамин А содержится в печени рыб, яйцах, молоке. В растениях витамин А отсутствует, но во многих растениях (морковь, помидоры, перец) содержатся каротиноиды, которые в организме животных могут превращаться в витамин А. При авитаминозе наблюдается поражение эпителиальных тканей, ослабление иммунитета, снижения остроты зрения в сумерках – куриная слепота. Избыточное поступление витамина А может вызвать гипервитаминоз – интоксикацию организма. Этот витамин в составе сложного белка родопсина принимает участие в фоторецепции. Родопсин состоит из белка опсина и ретиналя (альдегидной формы витамина А). Под действием света родопсин распадается на опсин и ретиналь:

родопсин опсин + ретиналь.

Затем осуществляется каскад биологических процессов, в результате которых нервный импульс передается в центральную нервную систему.

Под этим названием объединена группа родственных соединений, которые еще называются кальциферолами. Витамин D регулирует обмен Са 2+ и фосфора. Недостаток этого витамина приводит к нарушению фосфорно-кальциевого обмена. В результате у детей происходит деформация костей и наблюдается дряблость мышц, т.е. развивается рахит. Большие дозы могут вызвать гипервитаминоз, который проявляется в похудении, задержке роста, подъеме давления, температуры, могут возникать судороги.

Витамин D содержится в больших количествах в печени рыб, рыбьем жире, яйцах, икре, сливочном масле.

Витамин Е, или токоферолы

Токоферолы препятствуют перекисному окислению липидов, которое ведет к нарушению функций мембран. При их недостаточности может происходить:

a) резорбция плода при беременности;

b) дегенерация семенников у самцов, снижение подвижности сперматозоидов;

c) мышечная дистрофия;

d) снижение времени жизни и продукции эритроцитов.

Токоферолы широко распространены в природе. Ими богаты растительные масла.

Под термином витамин К также объединена группа родственных соединений. Витамин К принимает участие в окислительных процессах и в процессе свертывания крови. Недостаточность в этом витамине у людей встречается достаточно редко. При авитаминозе снижается свертываемость крови, и в связи с этим возникают подкожные и внутримышечные кровоизлияния. Витамином богаты зеленые растения: шпинат, капуста, тыква, его синтезирует кишечная флора.

Водорастворимые витамины

Витамин С, или аскорбиновая кислота, является витамином для человека, обезьян и морских свинок, в организме других животных и растениях это вещество синтезируется из глюкозы.

При недостаточности витамина наблюдается ломкость кровеносных сосудов, быстрая утомляемость, общая слабость, повышенная восприимчивость к инфекциям, болезненность десен. При длительной недостаточности развивается такая болезнь, как цинга, при которой появляются язвы на деснах и выпадают зубы.

Аскорбиновая кислота выступает в качестве кофактора некоторых ферментативных реакций.

Этим витамином богаты фрукты и овощи.

Рис. 64. Водорастворимые витамины.

Никотинамид является компонентом двух близких по структуре коферментов никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ). Эти коферменты могут находиться в окисленной (НАД + и НАДФ + ) и восстановленной (НАДН и НАДФН) формах. Они принимают участие в реакциях дегидрирования и гидрирования, катализируемых ферментами дегидрогеназами:

Рибофлавин входит в состав коферментов флавинмононуклеотида (ФМН) и флавинадениндинуклеотида (ФАД). Эти коферменты функционируют в качестве прочно связанных с ферментом простетических групп дегидрогеназ:

Роль других водорастворимых витаминов связана также с участием в ферментативных реакциях в составе коферментов или простетических групп ферментов.

Интересно знать! При злокачественном малокровии (пернициозной анемии) в организме вырабатываются большие, недоразвитые и нестойкие эритроциты, количество которых значительно ниже нормы. Это заболевание раньше было неизлечимо и обычно приводило к смерти. В 1926 г. было обнаружено, что с этим заболеванием можно справиться, если употреблять в пищу сырую печень. Не многим больным нравилась эта процедура. И только через 22 года был выделен витамин В₁₂, и было показано, что именно он является целительным агентом.

Источник