16. Водорастворимые витамины, биологическая роль, источники, нормы.
К водорастворимым витаминам относятся: аскорбиновая кислота (С), биофлавоноиды, витамины группы В — тиамин (В,), рибофлавин (В2), пиридоксин (В6), ниацин (РР), фолацин, витамин В,2, пантотеновая кислота, биотин (Н).
Водорастворимые витамины участвуют в ферментативных клеточных процессах непосредственно в виде коферментов или регулируют динамику процесса за счет переноса функциональных групп или протонов и электронов.
Основными источниками водорастворимых витаминов (группы В, витамин С) являются, как правило, пищевые продукты растительного происхождения и в меньшей мере животного происхождения. Эти витамины легко всасываются из желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу.
Сут. норма= 50-300 мг
Суточная доза варьируется от 30 (для детей до 3 лет) до 120 мг. (для беременных и кормящих). Максимально допустимая доза – 1 гр. (1000 мг.). Если превысить эту дозу, возможны нарушения в работе ЖКТ и почек.
Обычно проводят изучение витаминной обеспеченности определенных контингентов населения в определенное время года. Чаще это организованные коллективы детей, студентов, рабочих предприятий — людей с примерно одинаковыми условиями труда, характером питания. Такое обследование должно включать:
1) изучение состояния здоровья обследуемых (антропометрические данные, показатели иммуннологического и гематологического статуса, а также общее клиническое обследование);
2) анализ статистических данных о заболеваемости в коллективе;
3) выяснение характера питания — анализ фактического потребления витаминов с пищей;
4) лабораторные исследования (биохимические и физиологические) .
17. Витамины группы В, роль, источники. Показатели обеспеченности.
Витамин B — это не отдельное соединение, а целый комплекс веществ, которых объединяет присутствие азота в составе молекулы. Совокупность этих азотистых веществ известна как витамины группы B, каждый элемент которой был пронумерован: от витамина B1 до витамина B20.
В этом комплексе каждый витамин B имеет свое биологическое значение, однако все витамины группы B обеспечивают оптимальное функционирование нервной системы и отвечают за энергетический обмен. Деятельность иммунной системы и эффективность процессов роста и размножения клеток также во многом зависит от наличия витаминов группы B.
Одновременное действие витаминов группы B более результативно, чем работа каждого витамина B по отдельности. Следствием неправильного питания обычно становится общий недостаток витаминов группы B.
Хорошим источником витаминов группы В считаются пивные дрожжи, печень и зерновые.
Обеспеченность можно определить биохимическим анализом (содержание витамина в крови или моче)
18. Витамин с.
Основные источники витамина С для человека — продукты растительного происхождения: картофель, капуста, лук, перец, петрушка, шпинат, крыжовник, садовая земляника, томаты. Наиболее богаты аскорбатом ягоды черной смородины, рябины, облепихи, плоды шиповника, хвоя различных пород, крушина.
Обеспеченность организма витамином С определяют различными методами — биологическими и физико-химическими. Весьма точными и специфическими являются хроматографические методы. Для изучения распределения витамина в организме используют и изотопные методы. Из физиологических тестов можно применять способ определения ломкости капилляров.
При длительном хранении овощей, фруктов и ягод их витаминная ценность снижается: в пищевой зелени через сутки остается 40-60% первоначального количества витамина, в яблоках через 3 месяца -около 85%, через полгода -75%. Сохранность витамина С зависит также от способа кулинарной обработки продуктов. Длительная термическая обработка (варка, тушение и т. п.) в значительной степени разрушает его и даже приводит к полной потере витаминной ценности изготовленных таким образом блюд. В большей степени обеспечивает витаминную сохранность кратковременное температурное воздействие, например, обычная жарка, жарка в современных духовках, генерирующих тепло УВЧ-полем. С этой же целью рекомендуется сокращать время варки путем погружения продуктов в кипящую воду. Так, если очищенный картофель залить холодной водой и варить, то разрушается 35% содержащегося в нем витамина, если же его погрузить в уже кипящую воду, — только около 7%.
В связи со значительной потерей витамина рекомендуется варка овощей в предварительно подсоленной воде в кожуре. В картофеле, например, сваренном в мундирах (при погружении его в кипящую подсоленную воду), витамин сохраняется практически полностью. Разрушающе действуют на витамин С некоторые металлы, поэтому для приготовления пищи лучше брать эмалированную, алюминиевую, из нержавеющей стали.
Разрушают витамин в ряде случаев соление и маринование, поскольку во всех овощах, фруктах и ягодах (кроме цитрусовых) наряду с витамином С в неактивной форме содержится разрушающий его антивитамин — фермент аскорбиназа.
Источник
Водорастворимые витамины
Общие свойства и классификация витаминов
В конце XIX в. было установлено, что организм человека и животного нуждается в постоянном поступлении с пищей белков, жиров, углеводов и ряда минеральных элементов. Вместе с тем были известны нарушения обмена веществ и ряд заболеваний, которые были связаны с дефицитом поступления с пищей каких-то других веществ. Честь экспериментального открытия новой, специфической группы пищевых веществ принадлежит русскому исследователю Н. И. Лунину (1880г.). Польский ученый К. Функ дал им название «витамины», что значит жизненные амины.
Витамины —группа низкомолекулярных веществ различной химической природы, необходимых для нормального роста и жизнедеятельности организма. Они характеризуются следующими признаками:
- не синтезируются в организме человека, поэтому должны поступать с пищей. Одни из них (В6, В12, пантотеновая и фолиевая кислоты и некоторые другие) синтезируются микрофлорой кишечника, другие частично образуются в организме (например, никотиновая кислота из незаменимой аминокислоты триптофана), однако данные процессы не способны обеспечить потребность организма в этих веществах;
- не служат источником энергии или пластическим материалом. Потребность организма в них невелика и составляет в сутки доли грамма (например, С—0,07 г; В1—0,002 г.; В12 — 0,000003 г);
- поступая с пищей в малых количествах, оказывают влияние на биохимические процессы в организме. Большинство витаминов входит в состав активной группы ферментов (кофермента), определяя специфичность их действия. Другие регулируют проницаемость мембран;
- при недостаточном поступлении с пищей (или плохом усвоении) приводят к специфическим нарушениям обмена веществ и физиологических функций и даже возникновению болезней(авитаминозам и гиповитаминозам).
Витамины делят на две большие группы:водорастворимые и жирорастворимые, что определяет преимущественное их содержание в определенном рационе. Такая классификация имеет и физиолого-биохимическое значение: витамины, растворимые в жирах, могут накапливаться в организме человека, и поэтому кратковременный дефицит их поступления не приводит к каким-либо неблагоприятным последствиям. При избыточном приеме с пищей жирорастворимых витаминов в больших дозах их концентрация в липидах организма может существенно превышать норму, что в отдельных случаях приводит к неблагоприятным изменениям обмена или функциональным нарушениям(гипервитаминоз). Водорастворимые витамины практически не накапливаются в организме, поэтому его чувствительность к их недостатку особенно велика. При низком содержании или отсутствии в рационе водорастворимых витаминов специфические нарушения обмена возникают сравнительно быстро.
Ряд веществ (оротовая, пангамовая кислоты, холин, карнитин, витамин U) хотя и имеют большое значение для организма, но не обладают всеми характерными для витаминов свойствами, поэтому их относят к витаминоподобным веществам.
Не все витамины играют одинаковую роль в жизнедеятельности организма. Дефицит одних витаминов может привести к нарушениям обмена веществ, недостаток других — не только к изменениям обмена, но и к отклонениям физиологических функций; длительное отсутствие третьих — к серьезным расстройствам здоровья и даже смерти. Для 10 витаминов установлены нормы потребности в их организма в зависимости от возраста, пола и характера деятельности. Эти важнейшие и другие витамины, а также витаминоподобные вещества находят широкое применение в медицине и спортивной практике.
Водорастворимые витамины
Большинство водорастворимых витаминов проявляют биологическое действие в виде комплексных соединений с ферментами или ферментными системами, образуя коферменты и так влияют на процессы метоболизма. Водорастворимые витамины в свою очередь можно разделить на две группы:
1) витамины группы В, куда входят более 15 представителей;
2) витамины группы С — аскарбиновая кислота и витамин Р.
Тиамин — витамин В1. (тиамин, аневрин)
Это первый из витаминов, выделенный в чистом виде. По химическому строению представляет собой сложное соединение, включающее пиримидиновое и тиазольное кольца;
Наличие серы и аминогруппы в составе витамина послужило основанием для его названия.
В организме витамин В1; находится в форме пирофосфорного эфира — тиаминдифосфата (кокарбоксилазы) во всех органах и тканях:
Больше всего пирофосфорного эфира в печени, почках, сердце, мозгу, мышцах. Он является коферментом, катализирующим декарбоксилирование кетокислот (пировиноградной, α-кетоглутаровой). При недостатке витамина В1 нарушается нормальное превращение углеводов, наблюдается повышенное накопление кетокислот в организме.
Тиамин играет также важную роль в процессах биосинтеза. В форме тиаминдифосфата он входит в состав другого фермента транскетолазы, который участвует в окислении углеводов по пентозному пути. Образующаяся пентоза используется для биосинтеза нуклеиновых кислот, ряда ферментов и других соединений, в состав которых входят пятиатомные углеводы.
При отсутствии в пище витамина В1 у людей возникает заболевание бери-бери, у птиц и животных — полиневрит. Оба эти заболевания связаны с поражением нервных стволов. Наряду с этим резко изменяется сердечная деятельность, обнаруживаются нарушения в водном обмене, а также секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта. Этот витамин очень устойчив в кислой среде. Выдерживает нагревание до 140 О С при рН=3.
Роль витамина В1 в обмене достаточно изучена. Он оказывает определенное влияние на углеводный обмен, т.к. входит в фермент карбоксилазу, катализирующего расщепление промежуточного продукта углеводного обмена — ПВК. При недостатке В1 эта кислота накапливается, что приводит к расстройству центральной нервной системы, которое проявляется в виде параличей, невритов, потере чувствительности.
Источником витамина В1 являются в основном продукты растительного происхождения: мука грубого помола, неочищенный рис, горох, соя, отрубы, гречневая крупа. Сут потребность – 0,5 мг/1000ккал диеты.
Рибофлавин — витамин В2. Этот витамин относится к числу витаминов, обладающих окраской (флавины). По химической природе рибофлавин — производное изоаллоксазина, к которому присоединен пятиатомный спирт рибитол (что и определило его название);
Рибофлавин обнаружен во всех органах и тканях животного организма. Он встречается как в свободном виде, так и в соединении с белком. Наиболее богаты рибофлавином печень, а также почки, в мышцах и в мозгу его в 6-10 раз меньше, чем в печени. Широкое распространение рибофлавина соответствует его важной роли в обмене веществ:
1) В форме флавинадениндинуклеотида (ФАД) рибофлавин является коферментом оксидоредуктаз, осуществляющих перенос водорода по дыхательной цепи.
2) принимает участие в белковом обмене, о чем свидетельствует положительное влияние рибофлавина на использование белка в период роста организма.
Главным признаком В2-авитаминоза является заболевание глаз — сперва легкая утомляемость, затем вплоть до поражения роговицы и хрусталика. При недостатке В2 часто имеет место развитие анемии.
Особенно богатыми источниками витамина В2 являются пивные дрожжи, рыбная мука, коровье масло, молоко, печень, почки и сердечная мышца. Сут потребность – 0,5 мг/1000ккал диеты.
Пантотеновая кислота — витамин В3. В состав пантотеновой кислоты входит β-аланин и пантоевая кислота:
Роль пантатеновой кислоты в обмене веществ заключается в том, что она входит в состав КоА, принимающего участие в окислении жирных кислот, а также пировиноградной и лимонной, т.е. выступает в качестве промежуточного вещества — метаболита, связывающего углеводный и жировой обмен.
В3 содержится в больших количествах в дрожжах, яичном желтке, печени, мясе, молоке, зеленых частях растений. Много этого витамина в картофеле, помидорах, цветной капусте. 5-10 мг/сутки
Пантотеновая кислота является активной группой коэнзима А, играющего важную роль в превращениях пировиноградной и α-кетоглутаровой кислоты. Соединение коэнзима А с уксусной кислотой (ацетил-коэнзим А) образуется не только в результате окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты, но и при β-окислении жирных кислот, дезаминировании некоторых аминокислот (например, аланина). Следовательно, ацетил-коэнзим А является связующим звеном между обменом жиров, углеводов и ряда аминокислот при их аэробном окислении в цикле трикарбоновых кислот. Коэнзим А участвует в окислении и синтезе жирных кислот. Пантотеновая кислота играет важную роль в обмене веществ всех органов и тканей. По-видимому, этим объясняется ее широкое распространение в растительном и животном мире.
Никотиновая кислота — витамин РР, антипеллагрический. Это сравнительно простое соединение. Витаминными свойствами обладают никотиновая кислота и ее амид:
Никотинамид входит в активную группу ряда ферментов дыхательной цепи. Известны два вида коферментов, в которые входит никотинамид: никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Ферменты, в состав которых входит НАДФ, являются переносчиками водорода от одного субстрата на другой, т. е. участвуют в анаэробном окислении субстратов. НАДФ, кроме того, участвует в процессах биосинтеза. В связи с этим при недостатке никотиновой кислоты нарушаются процессы биологического окисления и образования ряда веществ, синтезируемых в организме.
Признаки В5-витаминной недостаточности можно охарактеризовать тремя Д: 1) дерматиты — специфические заболевания кожи; 2) Деменция — слабоумие; 3) Диаррея — нарушение работы пищеварительного тракта — расстройства. Заболевания чаще встречаются в тропической местности. У человека поражаются открытые участки кожи — лицо, руки, ноги. У животных это заболевание носит название “черного языка”.
Никотиновая кислота или витамин В5 никакого отношения к никотину не имеет. Значительные количества никотиновой кислоты содержится в дрожжах, рисовых и пшеничных отрубях. Печени, мясе, картофеле, гречке. 15-25 мг/сутки
Пиридоксин — витамин В6, антидерматитный. В6 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и спирте. Он устойчив по отношению к кислотам и щелочам, но разрушается под влиянием света.
Свойством этого витамина обладают три сходных по строению производных пиримидина: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. В живых организмах в процессе обмена они могут переходить друг в друга, однако у человека обнаружены лишь два последних соединения.
Пиридоксин Пиридоксаль Пиридоксамин
Влияние витамина В6 на процессы метаболизма выражается в том, что он входит в состав ферментов, катализирующих реакции переаминирования и декарбоксилирования аминокислот.
Являются коферментами ряда важнейших ферментов, осуществляющих регуляцию белкового обмена. Наиболее важные из них — аминотрансферазы, при участии которых путем переноса аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту осуществляется биосинтез новых, недостающих заменимых аминокислот, одновременно образуется кетокислота. Пиридоксин входит в состав других ферментов — декарбоксилаз аминокислот. При его участии из аминокислот образуются амины, ряд из них (серотонин, гистамин, γ-аминомасляная кислота) играет важную роль в регуляции обмена веществ, функции нервной системы и других органов. Пиридоксин участвует так же в обмене углеводов, входя в состав фермента фосфорилазы, который расщепляет гликоген.
Авитаминоз В6 наблюдается у людей и животных. При этом характерно выпадение шерсти у животных, шелушение кожи, специфические дерматиты, подобные пеллагре как при недостатке витамина В5, но не поддающиеся лечению витамином В5.
Содержится витамин В6 в значительных количествах в отрубях, зародышах пшеницы, дрожжах, бобах, почках, печени. 2-3 мг/сутки
Цианкобаламин — витамин В12. Это наиболее сложный по строению из известных в настоящее время витаминов. Его молекулярная масса 1356. В составе молекулы цианкобаламина имеется кольцо, сходное с порфирином гемоглобина, однако в центре находится не железо, а кобальт и цианогруппа:
Как видно из представленной формулы, витамин В12 состоит двух частей: порфириноподобной и нуклеотидной. В чистом виде он представляет собой кристаллическое вещество темно-красного цвета.
Особенностью обмена витамина В12 является то, что он усваивается из желудочно-кишечного тракта только при наличии в содержимом желудка специального мукопротеина (вырабатываемого стенкой желудка), который предохраняет витамин от разрушения и обеспечивает всасывание.
Биохимическая роль витамина В12 многогранна. Он входит в состав кофермента (кобамидный кофермент). Ферменты, содержащие кобамидный кофермент, влияют на реакцию ацетилирования (образования ацетил-коэнзима А), благодаря чему ускоряется процесс биологического окисления уксусной и пировиноградной| кислот. Наиболее важно участие витамина В12 в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, т. е. в образовании РНК ДНК. Стимулируя их биосинтез, кобамидные ферменты влияют на синтез белка, что проявляется в виде анаболического эффекта. Витамин В12 участвует в обмене метионина, переносе метилных групп, что определяет его положительное влияние на жировой обмен (липотропное действие).
При недостатке или отсутствии этого витамина нарушается процесс кроветворения и развивается злокачественная анемия. Характерно также, что при В12-авитаминозе наблюдается резкое снижение кислотности желудочного сока. В12 содержится в печени, почках, отходах промышленности антибиотиков и т.д. Роль его в обмене веществ сводится к тому, что он способен переносить метильные группы -СН3, участвует в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, влияет на общий уровень обмена веществ.
Витамин В12 синтезируется исключительно микроорганизмами, в том числе микрофлорой кишечника. Сут. потребность – 50 мкг
Фолиевая кислота — витамин Вс. Название кислоты связано с тем, что она в больших количествах обнаружена в листьях шпината. Фолиевая кислота состоит из трех компонентов: птеридина, парааминобензойной и глютаминовой кислот:
Фолиевая кислота — важный кофактор ряда сложных ферментных систем у человека и животных. Она участвует в стимулировании процессов биосинтеза ряда веществ с использованием простых (одноуглеродистых) соединений, а также в синтезе тимина, пурина, т. е. веществ, которые являются структурными элементамиприобразовании нуклеиновых кислот и некоторых ферментов (НАД, ФАД и др.). По ряду проявлений действие фолиевой кислоты сходно с действием витамина В12, поэтому совместное влияние особенно отчетливо проявляется в стимулировании синтеза эритрицитов, белкового обмена и др. Оказывает влияние на органы кроветворения. Источником фолиевой кислоты служат: дрожжи, грибы, салат, помидоры, зеленый лук, печень, почки, сыр. 25-50 мкг/сут.
Аскорбиновая кислота — витамин С. Это ненасыщенное соединение, не содержащее карбоксильной группы. Наличие двух енольных гидроксилов определяет кислый характер соединения. Аскорбиновая кислота способна к обратимому окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты, которая может присоединять атомы водорода (восстанавливаться), вновь превращаясь в аскорбиновую кислоту:
Эта способность аскорбиновой кислоты определяет ее участие в окислительно-восстановительных реакциях в качестве дополнительного переносчика водорода.
Витамин С, особенно дегидроаскорбиновая кислота, — малоустойчивое соединение. Поэтому содержание его в пищевых продуктах снижается в процессе длительного хранения. Витамин С разрушается при нагревании (приготовлении пищи), особенно интенсивно — в присутствии солей тяжелых металлов (медь, железо). Биохимическую роль витамина С связывают с возможным участием в окислительно-восстановительных реакциях. Витамин С влияет на состояние белкового обмена в мышцах; он участвует в образовании соединительнотканных белков (коллагена и др.), гормонов коры надпочечников, в регуляции обмена некоторых аминокислот (тирозина, пролина, лизина), нормализует активность некоторых ферментов (например, гиалуронидазы).
При недостатке или отсутствии витамина С в пищевых продуктах развивается заболевание цинга. Характерным признаком цинги является поражение стенок кровеносных сосудов, повышение их проницаемости. Сосуды становятся хрупкими, поэтому на деснах и коже появляются мелкие кровоизлияния. При цинге наблюдается также повреждение костей и особенно зубов, которые расшатываются и выпадают. Цинга в запущенных случаях может закончится смертью.
По химической природе аскорбиновая кислота близка к углеводам. Витамин С — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в Н2О, малоустойчиво.
Биологическая роль аскорбиновой кислоты разнообразна. Она принимает участие в синтезе соединительнотканных белков и белков костей, угнетает фермент, который расщепляет гиалуроновую кислоту. Последняя является склеивающим веществом стенок сосудов и капиляров. При недостатке витамина С происходит расщепление гиалуроновой кислоты и как следствие — признаки заболевания цинги — капиляры становятся хрупкими и ломкими. Аскорбиновая кислота оказывает воздействие на углеводный обмен, узменяя содержание гликогена в печени и сахара в крови; белковый и минеральный обмен; принимает участие в выработке гормонов коры надпочечников. При недостатке витамина С резко снижается устойчивость организма к инфекционным заболеваниям и некоторым ядам.
Больше всего витаминаС содержится в черной смородине, плодах шиповника, апельсинах, лимонах, красном перце, землянике, капусте, картофеле. Суточная потребность человека в нем составляет 50-70 мг, для спортсменов – до 120 мг/сут.
Биофлавоноиды—витамин Р (витамин проницаемости, рутин, цитрин). Это группа соединений, обладающих сходным биологическим действием и строением. Все они относятся к циклическим соединениям, близким по структуре к природным красителям. Витамин Р оказывает влияние на окислительно-восстановительные реакции, тормозит активность гиалуронидазы, что способствует сохранению нормальной проницаемости стенок кровеносных сосудов. Влияние на обмен веществ выражается в том, что вместе с аскорбиновой кислотой участвует в окислительно-восстановительных процессах, тормозит действие фермента гиалуронидаза, оказывает влияние на биосинтез нуклеотпротеидов. Витамин Р предохраняет витамин С от разрушения. 50-100 мг/сут
Витамин Н (биотин)- Недостаток этого витамина вызывает заболевание под названием “очковые глаза”, сопровождающееся краснотой и шелушением кожи вокруг глаз, воспалением волос и ногтей. Витамин Н принимает участие в синтезе пуриновых оснований, КоА, АТФ, реакциях карбоксилирования.
Содержится данный витамин в печени, яичном желтке, дрожжах, молоке, почках, сердце, в бобах, цветной капусте, пшеничной муке. Суточная потребность около 10 мкг.
Источник