Глава V. Обмен веществ. Витамины
Общие данные
Обмен веществ является основным жизненным свойством организма, с прекращением обмена веществ наступает смерть. По определению Ф. Энгельса: «Жизнь — это форма существования белковых тел, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков» 1 . Постоянный обмен веществ между внешней средой и организмом является необходимым условием роста и размножения клеток, возобновления входящих в их состав веществ и энергетического обеспечения всех функций организма. Обмен веществ включает два взаимосвязанных процесса: усвоение поступающих в организм веществ — ассимиляцию и распад веществ — диссимиляцию. В процессе ассимиляции образуются сложные органические вещества, входящие в состав клеток и межклеточных структур организма. В процессе диссимиляции происходит распад сложных органических веществ, превращение их в более простые, при этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организма. Конечные продукты обмена веществ, которые не могут подвергаться в организме дальнейшим превращениям, выводятся через органы выделения.
1 ( Ф. Энгельс. Диалектика природы. 1948, стр. 246.)
В обмене веществ принимают участие белки, углеводы и жиры, а также вода и минеральные соли. Помимо этого, организм нуждается в особых веществах — витаминах. Принято рассматривать отдельно обмен каждого вещества. Однако необходимо иметь в виду, что в живом организме обмен одного вещества, например белков или жиров, связан с обменом других веществ.
У разных людей интенсивность обмена веществ неодинакова, она зависит от возраста человека, характера выполняемой им работы, условий, в которых он находится (например, климатических), и других факторов. Поэтому механизм регуляции веществ очень сложный. Установлено, что обмен веществ регулируется нервной системой и гуморальным путем. Факт влияния нервной системы на обменные процессы был выявлен И. П. Павловым и нашел подтверждение в исследованиях многих ученых; такое влияние нервной системы называется трофическим. Гуморальное влияние на обмен веществ оказывают через кровь своими гормонами железы внутренней секреции (гипофиз и др.). Большое значение в обмене веществ имеют витамины. Они входят в состав различных ферментов, при участии которых происходят все обменные процессы.
При заболеваниях происходят различные изменения в обмене веществ, причем иногда они являются основными признаками болезни (болезни обмена). В качестве примера можно указать на подагру, при которой повышено содержание мочевой кислоты в крови и происходит отложение солей этой кислоты в суставах, сухожилиях и хрящах. Различные изменения обмена веществ отмечаются при нарушениях деятельности желез внутренней секреции, при недостаточном поступлении в организм витаминов и при поражении некоторых отделов нервной системы, например гипоталамуса.
Источник
3. Участие витаминов в обмене веществ:
Витамины биологически активны, они входят в состав пищи и участвуют в химических процессах, протекающих в организме, то есть в метаболизме. Роль витаминов в обмене веществ очень велика, при их отсутствии реакции замедляются или вообще останавливаются [2].
Питание человека должно быть сбалансированным, здоровым, витамины для обмена веществ должны постоянно поступать с пищей, так как именно такие витамины являются «живыми». Организм человека не в состоянии их синтезировать самостоятельно, за редким исключением, поэтому они должны поступать извне [1].
При дефиците витаминов нарушается обмен веществ, работа отдельных систем или органов. Прием химических препаратов к здоровому питанию не относится, следует придавать значение лишь тем веществам, которые содержатся в продуктах, поскольку химические аналоги мертвы. Для улучшения обмена веществ и поддержания здоровья недостатка в витаминах быть не должно [2].
Витамины являются веществами с высокой биологической активностью, они ускоряют обменные процессы, но при этом энергетической ценности у них нет и в составе тканей их не найти. При этом они выполняют очень важные функции, принимают участие в физиологических и химических процессах в организме. Роль витаминов в обмене веществ заключается в том, что с помощью ферментативных комплексов происходит расщепление одних веществ с образованием других. Ферменты — это вещества, выделяемые пищеварительной системой для переваривания пищи.
Витамины Р, Е и С — сильные антиоксиданты, они предотвращают процессы окисления полезных веществ и развитие на этом фоне многих заболеваний [2].
Витамины участвуют в синтезе сигнальных молекул, передающих сигналы в клетки, эти клетки помогают реагировать на любое изменение в окружающей среде. Транспортирование веществ через клеточный барьер также осуществляется с помощью некоторых витаминов. При этом одно вещество проникает в клетки, другое ее покидает, выходя в межклеточное пространство [3].
Витамин D работает как транспорт для кальция, помогая ему преодолевать кишечную оболочку, то есть кальций при этом всасывается в кишечнике. С помощью витамина В12 получается аминокислота метионин, помогающая улучшать работу печени и снижающая холестерин. При подборе рациона всегда следует думать о роли витаминов в обмене веществ, следить, чтобы они присутствовали в продуктах в достаточных количествах [2].
Большинство витаминов (особенно группы В) оказывает активное воздействие на обмен белка в организме. Витамин В1 принимает участие в переаминировании аминокислот (А. Е. Браунштейн с сотрудниками), регулирует азотистый обмен в организме (Б. А. Лавров, Н. С. Ярусова) и обмен нуклеотидов (В. А. Энгельгардт с сотрудниками) [1].
Витамин В2 способствует синтезу белков в организме. Он входит в состав ферментов, участвующих в окислительном дезаминировании аминокислот. При недостатке витамина В2 в пище понижается усвоение белка. С другой стороны, повышение содержания белка в пищевом рационе способствует лучшему усвоению этого витамина (Sarett, Klein, Perlzweig).
При недостатке белка в рационе питания повышается выведение никотиновой кислоты и продуктов ее обмена с мочой. Вместе с тем обогащение пищи никотиновой кислотой повышает использование организмом белка кукурузы и ряда зерновых продуктов, содержащих недостаточное количество триптофана или никотиновой кислоты или обоих веществ. Витамин Be играет важную роль во всех реакциях синтеза и обмена аминокислот в организме. витамин белок водорастворимый [3].
Витамин В12 принимает участие в обмене одноуглеродиых групп из эндогенных источников, способствует более быстрому использованию аминокислот для синтеза белка. Витамин В12 стимулирует образование нуклеиновых кислот, в частности рибонуклеиновой кислоты [1].
Витамин С также оказывает влияние на некоторые процессы в межуточном обмене белков. Так, при введении морским свинкам тирозина (или фенилаланина) при диете, бедной витамином С, у животных возникала алкаптонурия. (Алкаптонурня — заболевание, при котором моча приобретает темный цвет от присутствия в ней гомогентизиновой кислоты.) Добавление к пище витамина С ликвидировало алкаптонурию: выделение гомогентизиновой кислоты прекращалось и моча приобретала нормальный цвет, несмотря на продолжавшуюся нагрузку тирозином. Следовательно, при недостатке витамина С в организме нарушается обмен тирозина и фенилаланина [2].
Витамин А, по-видимому, влияет на синтез гликокола и тем способствует выделению из организма солей бензойной кислоты и других токсичных соединений (Meunier et al.) [2].
Витамин Е стимулирует синтез нуклеопротеидов, способствует лучшему использованию организмом белков, оказывает защитное действие на белки, предохраняя их от расщепления. Это свойство витамина Е связано с его тормозящим действием на ферменты, расщепляющие белки (Zierler et al.).
Жировой и холестериновый обмен
Витамин B1 способствует образованию жиров из белков при одностороннем белковом питании, однако в этом процессе необходимо участие также витамина В6. Витамин В2 и пантотеновая кислота усиливают упомянутое действие витамина В1. Витамин В2 играет важную роль в усвоении и синтезе жиров в организме. Имеются данные о положительном влиянии больших доз никотиновой кислоты на обмен холестерина. Отмечено снижение гиперхолестеринемии улиц, получавших от 3 до 6 г никотиновой кислоты в сутки, однако механизм действия никотиновой кислоты на гиперхолестеринемию у этих лиц остается неясным. Витамин В6 способствует лучшему использованию организмом ненасыщенных жирных кислот и, по-видимому, синтезу арахидоновой кислоты. Согласно экспериментальным данным, витамин В6 снижает гиперхолестеринемию и ограничивает развитие липоидоза сосудов н аорты у животных, получавших холестерин. Витамин В12 обладает липотропным действием и предупреждает жировую инфильтрацию печени. Витамин В12 в эксперименте вызывал благоприятные сдвиги в обмене холестерина у кроликов с холестериновым атеросклерозом: снижалось содержание холестерина в крови, повышался фосфатидо-холестериновый коэффициент и уменьшался липоидоз аорты. Липотропное действие витамина В12, видимо, объясняется его ролью в синтезе метионина. Холин также снижал гиперхолестерииемню при экспериментальном склерозе и способствовал устранению липоидных отложений в венечных артериях и аорте [1].
Витамин А при длительном и избыточном потреблении повышает содержание холестерина в крови. Вместе с тем у старых кур уменьшались содержание жира и количество и размеры атеросклеротических бляшек в аорте, а содержание холестерина в аорте мало изменялось (Weitzel и др.). При одновременном введении витамина Е указанное действие витамина А усиливалось. Витамин С при однократном и длительном введении значительно снижает гиперхолестеринемию (А. Л. Мясников) [2].
Декарбоксилирование пировиноградиой кислоты и карбоксилирование происходят под воздействием производного витамина В1-дифосфотиамина, называемого также кокарбоксилазой, который является коэнзимом и действует в качестве катализатора на обмен пировиноградной кислоты.
При недостаточном поступлении с пищей витамина B1 пировиноградная кислота не расщепляется, значительно повышается ее содержание в крови и тканях. Одновременно возникают резкие функциональные нарушения в нервной системе. После введения в организм витамина B1 активируется деятельность карбоксилазы, восстанавливается способность ткани окислять пировиноградную кислоту; наблюдающиеся расстройства функций со стороны центральной и периферической нервной системы проходят, а использование организмом углеводов улучшается. Поэтому для лучшего использования организмом углеводов, особенно при высоком их содержании в пищевом рационе, необходимо вводить в повышенном количестве витамин В1 [1].
Витамин В2, как и витамин В1, а также никотиновая кислота входят в состав ферментной системы, регулирующей окислительно-восстановительные процессы в организме. Окисление молочной кислоты в пировипоградную и расщепление последней до углекислоты и воды происходят при участии всех трех упомянутых витаминов.
Пища, содержащая большое количество углеводов, повышает потребность организма в витамине В2 [3].
Витамин В12 способствует образованию глютатиоиа и сульфгидрнльных ферментов, которые необходимы для процессов гликолиза. При недостатке витамина В12 ухудшается усвоение углеводов, что зависит от пониженного содержания в крови и тканях глютанона. Витамин В12 и глютатион стимулируют активность сульфгидрильных ферментов в углеводном обмене.
Пантотеновая кислота входит в состав ферментной системы, регулирующей обмен пировиноградной кислоты. Введение кролику пантотеновой кислоты после нагрузки сахаром понижает гипергликемическую кривую, что указывает на улучшение усвоения глюкозы.
Многие микроэлементы активно участвуют в синтезе некоторых витаминов, способствуют использованию организмом витаминов. Установлена определенная взаимосвязь между витамином В1 и марганцем. Марганец действует в качестве окислительного катализатора прй использовании витамина В1 в тканях. Явления интоксикации, наблюдавшиеся при введении больших доз витамина В1 ликвидировались после введения марганца в небольших количествах. При С-витаминной недостаточности в эксперименте наблюдается накопление меди в печени и особенно в костной ткани. Введение морским свинкам аскорбиновой кислоты снижает содержание меди в этих тканях. Медь играет важную роль в образовании гемоглобина и созревании эритроцитов. Недостаток меди ведет к развитию анемии. Витамин D регулирует обмен кальция и фосфора в организме. Недостаток витамина D ведет к резкому нарушению кальциево-фосфорного обмена и развитию у детей рахита. Влияние витамина D на обмен кальция используется для стимуляции образования костной мозоли при костных переломах. Имеются наблюдения, установившие, что дрожжевые белки способствуют развитию некроза печени у подопытных животных (крыс и цыплят), однако некроз можно предупредить, если ввести в пищу селен или повысить в пищевом рационе содержание витамина Е. Таким образом, витамин Е и селен обладают в некоторых случаях сходным действием. Недостаток витамина А в организме приводит к накоплению в тканях фосфора, кальция и калия. В эксперименте на крысах не было установлено каких-либо изменений в содержании в тканях натрия, калия и хлора при парентеральном введении малых доз витамина А. При введении больших доз наблюдалось падение содержания внутриклеточного калия и увеличение содержания в тканях хлора. Предполагают, что снижение содержания калия связано с жировым перерождением клеток в результате введения больших доз витамина А, а увеличение содержания хлора — дегеративными изменениями в почках [2].
Источник
Роль витаминов в обмене веществ
Про пользу витаминов мы слышим с детского сада. Хотя многие из нас за всю свою взрослую жизнь так и не выяснили, что это за волшебные эликсиры, и зачем они нам нужны. На самом деле, все довольно просто. Витамины — это органические соединения с разнообразной химической природой и общей задачей. Они участвуют в биохимических процессах организма, делая их эффективней. Одним словом, толкают обмен веществ в правильном направлении. При сбалансированном поступлении витаминов в организм метаболизм будет хорошим. При адекватной скорости химических реакций, в которых участвуют витамины – даже идеальным.
Где мы берем витамины? Мы их едим. Или пьем. Организм не может синтезировать витамины в достаточном количестве, поэтому они доставляются с пищей или через специальные препараты.
Известно, что витамины бывают разными и делят их жирорастворимые (A, E, D, K,) и водорастворимые (C, витамины группы B, P). Они очень активны, не имеют энергетической ценности, но при этом без них обмен веществ тормозится и допускает ошибки.
Витамины катализируют обменные процессы за счет участия в образовании ферментов. А ферменты, как известно, отвечают за запуск обмена веществ. Именно они играют решающую роль в синтезе белков, преобразуют поступившие углеводы в энергию, извлекают пользу из липидов.
Кроме этой важной роли, на витаминах лежит еще много «обязанностей». С их помощью образуются сигнальные молекулы, а они очень нужны клеткам, чтобы реагировать на происходящие изменения и адаптироваться к ним адекватными химическими реакциями.
Витамины убирают свободные радикалы, чистят клетки и защищают организм от избыточных процессов окисления. Благодаря этому труду маленьких органических соединений, мы сохраняем здоровье. Кстати, антиоксиданты – это витамины С, Е и Р.
Витаминам обязаны своей эффективностью синтез аминокислот, транспортировка питательных веществ в клетках, передача их в необходимых количествах внутренним органам.
Представляете, сколько всего делают витамины в нашем организме и насколько важно их поступление в нужном количестве? «Самоздрав» является сторонником методов спокойного и естественного оздоровления организма, и мы не будем вас убеждать в необходимости приема витаминных препаратов без крайней необходимости. В избыточном поступлении витаминов в организм нет ничего хорошего, для метаболизма это не полезно.
Часто чувство нехватки витаминов связано не с их недостаточным потреблением (напомним, их не надо есть ложками, нам нужно не так много), а с нехваткой кислорода и нарушенным газообменом. Витаминов может быть достаточно, ведь большинство из нас все-таки предпочитают разнообразное вкусное питание и адекватный подход к наполнению тарелок и стаканов. Для их усвоения может не хватить молекул кислорода. В итоге мы решаем, что пришло время бороться с авитаминозом и начинаем принимать витаминные препараты. Иногда зря. Если вы очевидно не больны авитаминозом, у вас нет особых проблем с кожей, вы не испытывайте чувство изнуряющей слабости, врач не прописал вам витамины определенной группы или поливитамины, попробуйте кислород. Отрегулируйте дыхательный цикл, и витамины начнут выполнять свою работу в полную силу. А вы поймете, что такое нормальный обмен веществ и перестанете всматриваться в витрины аптек с витаминными комплексами. Возможно, они не для вас.
Источник