Роль витаминов в построении коферментов реферат

Обновлено: 05.07.2024

Витамины – это незаменимые органические вещества, различного химического происхождения.

Витамины не участвуют в пластических процессах и не служат поставщиками энергии, но им отводится одна из основных ролей в обмене веществ. Польза витаминов для организма определяется участием во множестве биохимических реакций, где они выполняют функции катализатора ферментов, или выступают посредниками, регулируя уровень гормонов.

Свойства витаминов

У витаминов отмечается высокая биологическая активность, при этом потребность организма в них ограничивается несколькими миллиграммами в день.

Большинство витаминов не синтезируется в организме, а поступает вместе с продуктами питания.

Недостаточность того или иного витамина вызывает снижение активности соответствующего фермента, в результате чего замедляется и биохимическая реакция, в которой этот фермент играл роль катализатора.

Дефицит витаминов в организме вызывает гиповитаминоз, полное отсутствие – авитаминоз; избыток витаминов – гипервитаминоз.

Принято деление витаминов на:

Водорастворимые: С, В1, В2, В3, В5, В6, В7, В9, В12.
Жирорастворимые: А. Д, Е, К.

Водорастворимые витамины не накапливаются в организме, поэтому для поддержания концентрации на нормальном уровне, требуется постоянное регулярное поступление их вместе с пищей.

Жирорастворимые витамины создают депо в жировой ткани и в печени, поэтому при переизбытке может наблюдаться гипервитаминоз.

Основные функции витаминов в организме

Витамины, где содержатся и для чего нужны

Витамин А

Принимает активное участие в окислительно-восстановительных процессах, регулирует синтез белков, поддерживает нормальный обмен веществ, необходим для роста новых клеток, формирования костей, зубов и жировой ткани. Является антиоксидантом, замедляет старение.

Повышает барьерную функцию слизистых оболочек и кожи, обеспечивает нормальную деятельность зрительного анализатора, участвует в синтезе зрительного пигмента сетчатки и восприятия света.

Витамин А поддерживает и восстанавливает иммунитет, защищает от простуд и инфекций дыхательных путей, нормализует работу пищеварительного тракта и мочеполовой системы.

Содержится в продуктах животного происхождения: печени, яичном желтке, сливочном масле, сливках. В растительных продуктах (морковь, красный перец, тыква) представлен в виде каротиноидов, которые в организме превращаются в ретинол.

Витамин Е

Витамин Е – мощный антиоксидант, защищает клетки от повреждения, замедляет окисление липидов, блокирует формирование свободных радикалов.

Токоферол принимает участие в синтезе коллагеновых и эластичных волокон, составляющих основу межклеточного вещества, улучшает циркуляцию крови, препятствует тромбообразованию, снижает давление, предупреждает развитие катаракты.

Источники витамина: нерафинированные растительные масла (подсолнечное, оливковое), орехи (миндаль, арахис), зелень, злаковые, бобовые, овсянка, печень, молоко, яичный желток, проростки пшеницы.

Витамин К

Обладает антигеморрагическим свойством, выполняет важную роль в формировании и восстановлению костей, препятствует остеопорозу, участвует в окислительно-восстановительных реакциях организма.

Источники витамина К: зеленые листовые овощи, шпинат, зеленые томаты, брюссельская и цветная капуста, крапива, овес, соя, пшеница.

Витамин Д

Витамин Д поступает в организм вместе с некоторыми продуктами, кроме того, способен синтезироваться в коже под влиянием ультрафиолета. Участвует в регуляции всасывания кальция в кишечнике и в процессе образования костной ткани. У детей нехватка витамина Д приводит к рахиту, у взрослых к остеопорозу.

Для профилактики гиповитаминоза Д – достаточное пребывание на солнце и включение в рацион продуктов: печени трески, жирных сортов рыбы, морепродуктов, мяса, молока, сыров, сливочного масла.

Витамин С

Является одним из сильнейших антиоксидантов. Регулирует окислительно-восстановительные процессы, принимает участие в синтезе коллагена, обмене фолиевой кислоты и железа, производстве стероидных гормонов.

Мощный фактор защиты от неблагоприятных внешних влияний: усиливает восстановительные процессы, повышает устойчивость к инфекциям, токсинам, аллергенам.

Участвуя в липидном обмене, предупреждает раннее развитие атеросклероза. Препятствует тромбообразованию, необходим для процессов кроветворения, обладает противовоспалительным и противоаллергическим действием.

Аскорбиновая кислота содержится в основном в растительных продуктах – овощах и фруктах: цитрусовых, во всех видах капусты, черной смородине, плодах шиповника, облепихе, болгарском перце и многих других.

В животных продуктах присутствует в малых количествах: в печени, почках.

Витамин В1

Поддерживает деятельность мозга, нормализует работу сердечно-сосудистой, пищеварительной, эндокринной систем, активизирует метаболизм углеводов для получения энергии, улучшает кровообращение.

Содержится во многих продуктах питания, особенно много в зерновых (пшенице, овсе), фруктах, овощах (апельсинах, спарже), в свинине, семенах льна, подсолнечника, орехах.

Витамин В2

Источники витамина В2: печень, дрожжи, яйца, молоко, зерновые, бобовые, капуста, томаты.

Витамин В3

Участвует в ферментативных процессах и метаболизме энергии, нормализует работу нервной и пищеварительной систем, регулирует холестериновый обмен, поддерживает хорошее состояние кожи.

Витамин В5

Основные биохимические процессы в организме проходят с его участием: синтез жирных кислот, липидов, стероидных гормонов, гемоглобина.

Витамин В5 нужен для усвоения других витаминов и для нормального функционирования иммунной системы.

Источники: печень, почки, дрожжи, яичный желток, бобовые, орехи, семена. Частично вырабатывается в кишечнике.

Витамин В6

Участвует в обмене аминокислот, липидов, углеводов, в процессах кроветворения (синтез гемоглобина), в регуляции деятельности нервной системы: активизирует работу мозга, улучшает память. Поддерживает хорошую работу сердечно-сосудистой и иммунной систем.

Содержится в продуктах питания: мясе птицы, рыбе, морепродуктах, зерновых, яйцах, овощах и фруктах.

Витамин В9

Регулирует процессы кроветворения, участвует в синтезе гемоглобина и производстве эритроцитов, корректирует уровень холестерина. Улучшает работу печени, кишечника, стимулирует синтез соляной кислоты в желудке, координирует процессы торможения и возбуждения нервной системы, предупреждает развитие стрессов.

При беременности снижает риск самопроизвольных выкидышей, преждевременных родов, послеродовых кровотечений. Необходимый уровень витамина обеспечивает нормальное формирование всех органов и тканей плода.

В животных продуктах витамин В9 (фолиевая кислота) содержится в сыре, почках, печени, икре, пивных дрожжах.

В продуктах растительного происхождения: капусте, салате, бобовых, муке грубого помола, в свекле, моркови, бобовых культурах.

Витамин В12

От достаточного уровня этого витамина в организме зависит состояние кроветворной и иммунной систем, здоровье кожи и слизистых. Вместе с фолиевой кислотой отвечает за производство нуклеиновые кислот. Принимает участие в липидном и углеводном обмене, играет важную роль в образовании миелиновой оболочки нервных стволов.

Витамин В12 практически не содержится в растительной пище. Основным источником этого витамина являются субпродукты (печень, почки, сердце), а также морепродукты, сыр, молоко, рыба, яичный желток.

Суточные нормы витаминов

Суточные нормы витаминов варьируют в больших пределах, что определяется возрастом, полом, состоянием здоровья человека, перенесенными заболеваниями, окружающей средой, индивидуальными особенностями организма.

Средние суточные нормы витаминов

Название витамина	Дозы
А – ретинол	1 мг
Бета-каротин	2-6 мг
Д – кальциферол	2-5 мкг
Е – токоферол	10-15 мг
К – филлохиноны	5-100 мкг
С – аскорбиновая кислота	70-150 мг
В1 - тиамин	2 мг
В2 - рибофлавин	2-3 мг
В3 - ниацин	20 мг
В5 – пантотеновая кислота	10 мг
В6 - пиридоксин	2 мг
В12 - цианокобаламин	2-3 мкг
РР – никотиновая кислота	10-20 мг
В9 – фолиевая кислота	400 мкг

Потребность в витаминах у каждого человека индивидуальна, различны также процессы всасывания, усвоения и переносимости этих нутриентов. Невозможно создать универсальный комплекс витаминов, подходящий для всех. Разработаны специальные поливитамины для разных категорий людей: для детей, беременных, пожилых людей, спортсменов и другие.

За счет пищи даже при сбалансированном и рациональном питании не удается полностью удовлетворить потребности организма в витаминах.

По высокому риску развития гиповитаминоза выделены группы лиц, которые нуждаются в синтетических витаминах, независимо от характера питания:

Дети и подростки в периоды интенсивного роста.
Люди, испытывающие значительные физические нагрузки: спортсмены, работники тяжелого физического труда.
Больные хроническими заболеваниями, длительно принимающие лекарственные средства, разрушающие витамины: гормоны, антибиотики, психотропные и противовоспалительные препараты.
Периоды беременности и лактации у женщин.
Люди, находящиеся на жестких диетах с ограничением в питании большинства продуктов, вегетарианцы.
Взрослые и дети с низким социально-экономическим уровнем жизни (скудное, однообразное меню).
Пожилые люди.
Лица с вредными привычками: курение, алкоголизм, наркомания.

Как принимать витамины, чтобы получить максимальную пользу от употребления витаминных комплексов:

Пить витамины следует в одно и то же время, лучше утром перед завтраком, чтобы интервал между приемами составлял не менее 24 часов.
Жирорастворимые витамины А, Е, Д, К лучше усваиваются, если их пить во время еды.
Если комплекс витаминов состоит из двух таблеток (витамины, минералы), то витамины принимать утром, а минералы в обед.
Витамины запивают водой объемом до 200 мл.
Применяя витамины, следует учитывать их совместимость с другими лекарственными средствами. Так, витамин А несовместим с антибиотиками, витамин Д – с диуретиками, антацидами; витамин Е и К не рекомендуется принимать вместе с лекарствами, укрепляющими сосуды.
Не принимать витамины натощак.

Эффективность синтетических витаминов

Витамины в таблетках – есть ли польза – медики до сих пор не пришли к единому мнению по поводу того, стоит ли дополнительно к питанию использовать синтетические поливитамины с профилактической целью.

Сторонники использования витаминов с целью профилактики утверждают, что гиповитаминоз – постоянный спутник современного человека, что неизменно приводит к ослаблению иммунитета и развитию многих болезней. По их мнению, это связано с тем, что большая часть витаминов разрушается при термической обработке, при длительном хранении. Состав овощей и фруктов меняется, так как применяются новые технологии выращивания и хранения, что приводит к значительному ухудшению качественных характеристик продуктов питания. Витаминов, поступающих в организм с пищей, не хватает для обеспечения полноценного функционирования органов и систем. В результате приходится восполнять этот недостаток с помощью поливитаминов.

Приверженцы естественного насыщения организма витаминами с помощью разнообразного и сбалансированного питания считают, что дополнительный прием поливитаминов бесполезен, а иногда даже вреден.

Для изучения действия антиоксидантов – витаминов А, С, Е на людей, страдающих патологиями сердечно-сосудистой системы, а также с высоким риском развития онкологических заболеваний проводились масштабные медицинские исследования. Выраженного защитного действия синтетических витаминов, в виде предупреждения сердечных приступов, инсультов и рака выявлено не было.

Изучение роли витаминов в нормальной жизнедеятельности организма. Их классификация по растворимости. Описание участия витаминов в биохимических процессах образования коферментов. Характеристика функций витаминов А, D, Е, С, витаминов группы B и других.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	19.06.2016
Размер файла	20,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

по дисциплине: "Биохимия"

на тему: Роль витаминов в построении коферментов

Витамины (от латинского Vita -- жизнь) -- необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью, которые не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме и поступают в организм с пищей. Содержание витаминов в продуктах, однако, значительно ниже, чем основных нутриентов -- белков, жиров и углеводов, и не превышает, как правило, 10-100 мг/100 г продукта.

Витамины, участвующие в биохимических процессах, являются предшественниками коферментов (например витамин В1) или собственно коферментами (например липоамид).

Коферменты - органические природные соединения небелковой природы, необходимые для осуществления каталитического действия ферментов. Коферменты вместе с функциональными группами аминокислотных остатков фермента формируют активный центр фермента, на котором происходит связывание с субстратом и образование активированного фермент-субстратного комплекса.

Некоторые витамины обеспечивают осуществление физиологических процессов, например: витамин А2 участвует в процессе зрительного восприятия; витамин А3 - в процессе дифференцировки клеток; витамин D - в процессе формирования костной ткани; витамин Е - антиоксидант. Известно более 20 соединений, которые могут быть отнесены к витаминам.

Наряду с витаминами, необходимость которых для человека и животных бесспорно установлена, в пище содержатся биологически активные вещества, которые по своим функциям ближе не к витаминам, а к другим незаменимым пищевым веществам. Эти вещества называют витаминоподобными. К ним обычно относят биофлавоноиды, холин, инозит, оротовую, пангамовую и пара-аминобензойную кислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и др.

Соединения, которые не являются витаминами, но могут служить предшественниками их образования в организме, называются провитаминами. К ним относятся, например, каротины, расщепляющиеся в организме с образованием витамина А, и некоторые стерины (эргостерин, 7-дегидрохолестерин и др.), превращающиеся в витамин D.

Витамины классифицируют по их растворимости, а именно различают водорастворимые (гидрофильные) и жирорастворимые (липофильные) витамины. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов. Биологическая ценность жирорастворимых витаминов в значительной мере связана с их участием в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур. Необходимость водо- и жирорастворимых витаминов для нормального течения различных биологических процессов предопределяет развитие выраженных нарушений деятельности органов и систем при дефиците любого из витаминов.

С момента открытия первых витаминов и до настоящего времени используется буквенная классификация.

витамин растворимость кофермент биохимический

Жирорастворимые витамины

Физиологические эффекты витамина А весьма разнообразны: стимуляция процессов роста, участие в окислительных процессах (активация молекулярного кислорода), обмене нуклеиновых кислот, белков, углеводов, холестерина, влияние на функции желез внутренней секреции (щитовидная, надпочечники), стимуляция иммунитета, процессов темновой адаптации (необходим для ресинтеза зрительного пурпура -- родопсина).Витамин А обеспечивает процессы регенерации покровного, железистого эпителия кожи, эпителия слизистой оболочки верхних дыхательных путей, мочевыводящих путей, желудочно-кишечного тракта.

Витамин D (кальциферолы)

Витамин D оказывает влияние на внутриклеточные окислительные процессы, минеральный обмен, в первую очередь кальциево-фосфорный (поддерживает постоянный уровень кальция и фосфора в крови, улучшает его всасывание в кишечнике, реабсорбцию фосфора в канальцах почек).Кроме того, витамин D оказывает влияние на эндокринные железы (гипофиз, надпочечники, щитовидная железа, паращитовидная железа), обмен холестерина. Витамин D влияет на содержание фосфатазы (превращает органические фосфаты в ионы неорганического фосфора) в крови, которая играет важную роль в кальцификации костей, обогащении костей фосфорными радикалами и в образовании нерастворимого фосфата кальция. При недостаточности витамина D в тяжелых случаях развивается рахит, при котором нарушается образование костей (страдает превращение хрящевой ткани в костную, снижается количество кальция и фосфора в костях, недостаточно кальцифицируется остеоидный матрикс), рост зубов, поражаются мышцы, нарушается общее состояние организма, страдают нервная и сердечно-сосудистая системы, желудочно-кишечный тракт.

Витамин Е (токоферолы)

Защищает в организме ненасыщенные жирные кислоты и витамин А от окисления (природный антиоксидант).

Синтезируется микрофлорой кишечника. Применение витамина К рекомендуется при различных формах геморрагического синдрома, легочных, маточных, паренхиматозных кровотечениях, пневмониях, заболеваниях печени, хронических поражениях желудка, в хирургической практике (в частности при подготовке к операции).

Водорастворимые витамины

Тиамин (витамин B1)

Оказывает благотворное действие на клеточное дыхание, процессы ассимиляции, обмен веществ, углеводный, жировой, белковый, минеральный обмен, сердечно-сосудистую систему и органы пищеварения, функцию нервной системы, в том числе на нервную трофику (питание).

Рибофлавин (витамин B2)

Активно участвует в обмене веществ: окислительно-восстановительных процессах, клеточном дыхании, окислении углеводов, молочной кислоты, альдегидов, обмене жиров, порфиринов, синтезе белков, окислительном дезаминировании аминокислот. Необходим для обеспечения роста. Рибофлавин оказывает регулярующее действие на функцию ЦНС, особенно ее вегетативного отдела, стимулирует эритропоэз (генерацию новых клеток крови -- эритроцитов), регулирует функции печени, благоприятно влияет на сетчатку глаза и пр.

Пиридоксин (витамин B6)

Участвует в белковом и жировом обмене, реакциях переаминирования и декарбоксилирования аминокислот, переносе сульфгидрильных групп, обмене триптофана, гистидина, метионина, цистина, окислении и синтезе жира, стимулирует использование организмом ненасыщенных жирных кислот. Может синтезироваться бактериальной флорой кишечника.

Цианокобаламин (витамин B12)

Играет важную роль в процессах гемопоэза (кроветворения), регуляции эритропоэза (созревании эритроцитов), вместе с фолиевой кислотой участвует в белковом обмене -- синтезе метильных групп, образовании метионина, холина. Кроме того, вместе с фолиевой кислотой витамин B12 участвует в синтезе нуклеиновых кислот, способствует ассимиляции аминокислот и их лучшему использованию клетками. Витамин B12способствует превращению в организме каротина в витамин А и его отложению в тканях. Синтезируется в толстой кишке.

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях, в обеспечении нормального течения белкового, углеводного и жирового обмена. Под действием витамина С органы обогащаются гликогеном, в крови повышается количество пирвиноградной кислоты, мелкодисперстных белков, окисление тирозина, регулируется содержание полипептидов и холестерина. Он благотворно влияет на ассимиляторно-диссимиляторные процессы в клетке, регенерацию аморфного склеивающего вещества эндотелия капилляров, на регулярование проницаемости капилляров и образование коллагена. Оказывает влияние на иммуно-биологические реакции организма.

Витамин С стимулирует образование антител, повышает фагоцитарную активность крови, пролиферацию ретикулоэндотелиальных элементов, предотвращает возникновение или смягчает течение анафилактического шока. Витамин С оказывает благоприятное влияние на антитоксическую функцию печени, стимулирует внешнесекреторную функцию поджелудочной железы, образование протромбина, эритропоэз, фильтрационную способность почек и др.

Витамин Р (биофлавоноиды, полифенолы)

Вещества с Р-витаминным действием -- природные соединения, так называемые полифенолы, наряду с аскорбиновой кислотой обеспечивают нормальную проницаемость капилляров, регенерацию их аморфного склеивающего вещества. Под влиянием соединений, обладающих Р-витаминным действием, понижается артериальное давление крови, замедляется ритм сердца, увеличивается его минутный объем, повышается диурез, желчевыведение, увеличивается содержание кальция в сыворотке крови, усиливается тканевое дыхание, уменьшается гипоксия, снижается повышенная функция щитовидной железы и др. Биологический эффект витамина Р тесно связан с аскорбиновой кислотой. Витамин Р способствует усвоению витамина С.

Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота)

Широко участвует в разнообразных процессах обмена веществ (окислительно-восстановительные процессы, регуляция углеводного обмена, соотношение между содержанием в организме никотиновой кислоты и использованием организмом пищевого белка, обмен холестерина, обмен железа и т.п.).

Никотиновая кислота влияет на функциональное состояние ЦНС, сердечно-сосудистой системы (играют роль сосудорасширяющие ее свойства -- понижение артериального и понижение венозного давления), органов пищеварения (повышение секреторной и моторной функций желудка, стимуляция внешнесекреторной функции поджелудочной железы, благоприятное влияние на функции печени), систему кроветворения [стимуляция костного мозга, эритропоэза (синтеза эритроцитов крови)], усиливает действие инсулина, меркузала, дигиталиса и пр.

Фолацин (фолиевая кислота)

Содержится в листьях растений, дрожжах, печени, почках. Участвует в процессах гемопоэза (кроветворения). Она необходима для регуляции эритропоэза (синтеза эритроцитов крови), тромбоцитопоэза (генерации тромбоцитов) и особенно лейкопоэза (образование лейкоцитов крови), оказывает стимулирующее влияние на синтез белков (катализатор синтеза аминокислот). Синтезируется в организме.

Пантотеновая кислота (витамин B3)

Важна при расщеплении жиров, углеводов и аминокислот, а также для синтеза жизненно важных жирных кислот и некоторых гормонов. Синтезируется микрофлорой кишечника.

Биотин (витамин Н)

Важен при синтезе углеводов и жирных кислот. Синтезируется микрофлорой кишечника.

Коферменты (коэнзимы) - органические природные соединения, необходимые для осуществления каталитического действия ферментов. Коферменты выполняют функцию переносчиков электронов, атомов или функциональных групп с одного субстрата на другой. Ферментами называют белки, выполняющие в организмах

функции катализаторов химических реакций в клетках. Большинство ферментов состоят из белкового компонента (апофермента) и кофермента, имеющего сравнительно небольшую молекулярную массу. Коферменты вместе с функциональными группами аминокислотных остатков апофермента формируют активный центр фермента, на котором происходит связывание с субстратом и образование активированного фермент-субстратного комплекса. Сами по себе коферменты каталитически неактивны, так же, как и апоферменты без коферментов. Таким образом, образование комплекса апофермента с оферментом - один из способов регуляции активности фермента в организме.

Следует также иметь в виду, что в проявлении каталитического действия ферментов большую роль играют различные неорганические ионы, например К+, Zn2+, Mg2+ и др. В большинстве случаев катионы металлов взаимодействуют с апоферментной частью молекулы фермента, при этом структура фермента меняется таким образом, что собственно и формируется его активный центр. Такие ионы хотя и активируют фермент, но не входят в состав его активного центра. Известны ферменты, например карбоангидраза, в которых катионы металлов (в данном случае Zn2+) входят в состав активного центра. В любом случае такие неорганические ионы, необходимые для проявления каталитической активности ферментов, называют кофакторами.

Коферменты обладают как минимум двумя функциональными группами или реакционноспособными участками, обуславливающими специфическое связывание с апоферментом с одной стороны и с субстратом - с другой. Известны десятки органических соединений, выполняющих функции коферментов. Эти вещества, как правило, содержат системы сопряженных р-связей и (или) гетероатомы. Многие

коферменты включают в качестве структурного компонента остаток

молекулы витамина (коферментные формы витаминов).

По способам взаимодействия с апоферментом различают растворимые коферменты и простетические группы.

Растворимый кофермент присоединяется к молекуле фермента во

время реакции, химически изменяется и затем снова освобождается. Первоначальная форма растворимого кофермента регенерируется во второй,

независимой реакции. Поскольку такие же стадии взаимодействия проходит и субстрат, некоторые авторы называют растворимые коферменты косубстратами. Однако этот термин неоправдан, поскольку субстрат взаимодействует в реакции данного типа лишь с определенным ферментом (субстратная специфичность ферментов), в то время как растворимый кофермент взаимодействует с широким кругом ферментов данного класса. Простетической группой называют кофермент, который прочно связан с апоферментом (обычно ковалентными связями) и во время реакции постоянно находится в активном центре фермента. После освобождения субстрата регенерация простетической группы происходит при взаимодействии с другим коферментом или субстратом.

Все ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, т.е. перенос восстановительных эквивалентов - протонов и (или) электронов (оксидоредуктазы), и все ферменты, катализирующие реакции переноса различных групп (трансферазы), нуждаются в коферментах. По этому признаку коферменты делятся на две группы - окислительно-восстановительные коферменты и коферменты переноса групп.

Знание функций витаминов позволяет понять причину возникновения различных патологических состояний, связанных с нарушением метаболизма веществ. Общим положением является то, что дефицит того или иного витамина приводит к снижению активности соответствующего фермента и, следовательно, к торможению соответствующей ферментативной реакции. Поскольку организм является сбалансированной саморегулирующейся системой, изменение метаболизма какого-либо вещества влечет за собой изменение обмена и других метаболитов. Наблюдаемые изменения организма в целом проявляются не сразу, поскольку организм в начальном этапе дефицита какого-либо витамина компенсирует возникшее отклонение, изменяя метаболизм других веществ так, чтобы снизить отрицательное влияние дефицита витамина (состояние гиповитаминоза). Если дефицит витамина устранен, организм возвращается в нормальное состояние. В том случае, если дефицит витамина большой и длится длительное время, возникает авитаминоз, и когда компенсаторные ресурсы организма исчерпаны наступает летальный исход.

В.А. СМИРНОВ, Ю.Н. КЛИМОЧКИН. ВИТАМИНЫ И КОФЕРМЕНТЫ

учебное пособие. Часть 2.- Самара Самарский государственный технический университет 2008

Полищук Д.А.. Значение витаминов в питании человека: Физкультура и спорт, 1984. -- 240 с.

1.1 Причины возникновения патологий обмена витаминов……….

1.2 Профилактика гиповитаминозов и гипервитаминозов…………

1.2.1 Профилактика гиповитаминозов………………..………..

1.2.2 Профилактика гипервитаминозов………..……..………..

1.3 Классификация витаминов………………………………….……

Глава 2. ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ………………….……

2.2 Кальциферол (Витамин D) …………………………………….…

Глава 3. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ……………………….

3.5 Аскорбиновая кислота (Витамин С)………………………….….

3.6 Витамин Р (биофлавоноиды, полифенолы)……………………..

3.7 Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота, витамин B₅).

3.9 Пантотеновая кислота (витамин B₃)……………………………..

Кушать овощи и фрукты,

Вот полезная еда,

(А. Болюбаш)

Витамины – жизненно важные вещества, необходимые нашему организму для поддержания многих его функций. Поэтому достаточное и постоянное поступление витаминов в организм с пищей крайне важно.

Биологическое действие витаминов в организме человека заключается в активном участии этих веществ в обменных процессах. В обмене белков, жиров и углеводов витамины принимают участие либо непосредственно, либо входя в состав сложных ферментных систем. Витамины участвуют в окислительных процессах, в результате которых из углеводов и жиров образуются многочисленные вещества, используемые организмом, как энергетический и пластический материал. Витамины способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Важную роль играют витамины в поддержании иммунных реакций организма, обеспечивающих его устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Это имеет существенное значение в профилактике инфекционных заболеваний.

Витамины смягчают или устраняют неблагоприятное действие на организм человека многих лекарственных препаратов. Недостаток витаминов сказывается на состоянии отдельных органов и тканей, а также на важнейших функциях: рост, продолжение рода, интеллектуальные и физические возможности, защитные функции организма. Длительный недостаток витаминов ведет сначала к снижению трудоспособности, затем к ухудшению здоровья, а в самых крайних, тяжелых случаях это может закончиться смертью.

Только в некоторых случаях наш организм может синтезировать в небольших количествах отдельные витамины. Витамины необходимы для синтеза гормонов – особых биологически активных веществ, которые регулируют самые разные функции организма. Они необходимы для гормональной системы и ферментной системы нашего организма. Также регулируют наш обмен веществ, делая организм человека здоровым, бодрым и красивым.

Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые синтезируются в кишечнике обитающими в нём полезными микроорганизмами, однако в этом случае их бывает не всегда достаточно. Многие витамины быстро разрушаются и не накапливаются в организме в нужных количествах, поэтому человек нуждается в постоянном поступлении их с пищей.

Применение витаминов с лечебной целью (витаминотерапия) первоначально было целиком связано с воздействием на различные формы их недостаточности. С середины XX века витамины стали широко использовать для витаминизации пищи, а так же кормов в животноводстве.

Ряд витаминов представлен не одним, а несколькими родственными соединениями. Знание химического строения витаминов позволило получать их путем химического синтеза; наряду с микробиологическим синтезом это основной способ производства витаминов в промышленных масштабах. Существуют также вещества, близкие по строению к витаминам, так называемые провитамины, которые, поступая в организм человека, превращаются в витамины. Существуют химические вещества, близкие по своему строению к витаминам, но они оказывают на организм прямо противоположное действие, поэтому получили название антивитаминов. К этой группе относят также вещества, связывающие или разрушающие витамины. Антивитаминами являются и некоторые лекарственные средства (антибиотики, сульфаниламиды и др.), что служит еще одним доказательством опасности самолечения и бесконтрольного употребления лекарств.

Первоисточником витаминов являются растения, в которых витамины накапливаются. В организм витамины поступают в основном с пищей. Некоторые из них синтезируются в кишечнике под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, но образующиеся количества витаминов не всегда полностью удовлетворяют потребности организма. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ; они являются биологическими катализаторами или реагентами фотохимических процессов, протекающих в организме, также они активно участвуют в образовании ферментов.

Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Недостаток, а тем более отсутствие в организме какого-либо витамина ведет к нарушению обмена веществ. При недостатке их в пище снижается работоспособность человека, сопротивляемость организма к заболеваниям, к действию неблагоприятных факторов окружающей среды. В результате дефицита или отсутствия витаминов, развивается витаминная недостаточность.

Глава 1. О ВИТАМИНАХ, ИХ КЛАССИФИКАЦИИ И ПРИЧИНАХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПАТОЛОГИЙ ОБМЕНА ВИТАМИНОВ

Человеческий организм в полной мере неспособен синтезировать витамины, и поэтому должен получать их из внешней среды. Витамины являются биологически активными веществами, необходимыми для жизнедеятельности организма в малых количествах. Содержание витаминов в продуктах, однако, значительно ниже, чем основных нутриентов — белков, жиров и углеводов, и не превышает, как правило, 10-100 мг/100 г продукта.

Поступая в организм витамины переходят в свои активные формы, входят в состав ферментов, в виде коферментов и простетических групп и участвует в химических процессах. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов. Биологическая ценность жирорастворимых витаминов в значительной мере связана с их участием в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур. Необходимость водо- и жирорастворимых витаминов для нормального течения различных биологических процессов предопределяет развитие выраженных нарушений деятельности органов и систем при дефиците любого из витаминов.

Причины возникновения патологий обмена витаминов.

Гиповитаминозы.

Гиповитаминоз представляет собой комплекс нарушений, возникающий в организме при недостаточном поступлении тех или иных витаминов. Крайней степенью витаминной недостаточности является авитаминоз. При чрезмерном употреблении некоторых витаминов возникают патологические состояния, называемые гипервитаминозами.

Причины гиповитаминоза могут быть экзогенными и эндогенными.

К экзогенным причинам относятся:

1. Недостаток витамина в пище

Отсутствие в рационе продуктов, содержащих витамин

Разрушение витаминов при кулинарной обработке пищи, транспортировке, хранении продуктов. Самые неустойчивые витамины - С и А, они расщепляются на свету, воздухе, при термической обработке.

2. Несбалансированное и некачественное питание:

Неправильное соотношение между белками, жирами и углеводами в рационе.

Например, при недостатке жиров снижается усвояемость жирорастворимых витаминов. При недостаточном поступлении в организм белков может наблюдаться гиповитаминоз А, нарушение усвояемости витаминов группы В в некоторых тканях и др.

3. Условия внешней среды.

Например, при недостатке ультрафиолетовой радиации в детском возрасте может развиваться рахит вследствие недостаточного образования витамина D.

4. Повышенные физические и психические нагрузки.

При этом организм нуждается в повышенном поступлении витаминов, поэтому возникает относительный гиповитаминоз.

5.Воздействие вредных профессиональных факторов

Факторов, таких как: вибрация, холод и др.

6. Применение антибиотиков широкого спектра действия и химиопрепаратов (в особенности группы ГИНК).

Развивается дисбактериоз, который приводит к гиповитаминозу вследствие нарушения витаминсинтезирующей функции микрофлоры.

Эндогенные причины:

1. Нарушение всасывания витаминов при заболеваниях ЖКТ.

язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, гастрит с пониженной секрецией и др.), при глистных инвазиях, после резекции желудка кишки, при дефиците эндогенного фактора Касла (витамин В) и т.д.

2. Повышенная потеря витаминов с мочой при заболеваниях почек, применении мочегонных средств

3. Заболевания печени

4. Усиленная потеря витаминов при диарее (например, при ряде инфекционных заболеваний)

Гипервитаминозы.

Гипервитаминоз – это острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминсодержащих препаратах).

Чаще всего гипервитаминозы вызываются приёмом резко повышенных доз витаминов А и D. Лечение производится отменой приёма витаминов, обильным питьём (форсированный диурез), антидотами.

Причины гипервитаминозов:

1. Употребление витаминных препаратов с лечебно-профилактическими целями

2. Употребление больших количеств продуктов, богатых данным витамином

3. Случайные отравления.

Профилактика гиповитаминозов и гипервитаминозов.

Профилактика гиповитаминозов.

Как уже упоминалось, одной из экзогенных причин гиповитаминоза может быть неправильное хранение, транспортировка, кулинарная обработка. Для того, чтобы избежать значительных потерь витаминов необходимо (на примере витамина С):

1. Осуществлять транспортировку овощей только в деревянной таре.

2. Хранение в вакууме при температуре не выше +1-3°С.

3. Правильная кулинарная обработка чрезвычайно важна для сохранения витаминов.

Профилактика гипервитаминозов:

1. Принимать препараты витаминов только по назначению врача

2. Соблюдать рекомендуемую дозировку препаратов

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.

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная, в химическом отношении, группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Витамины содержатся в пище в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам.

Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.

Они не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения. Однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека. Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключение составляет витамин К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз, отсутствие витамина — авитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные. Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются, а при избытке выводятся. Это с одной стороны объясняет то, что довольно часто встречаются гиповитаминозы водорастворимых витаминов, а с другой — иногда наблюдаются гипервитаминозы жирорастворимых витаминов.

2. История открытия витаминов

В 1880 году русский биолог Николай Лунин из Тартуского университета скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В то же время мыши, которых кормили молоком, нормально развивались. В своей диссертационной (дипломной) работе Лунин сделал вывод о существовании какого-то неизвестного вещества, необходимого для жизни в небольших количествах. Вывод Лунина был принят в штыки научным сообществом. Другие учёные не смогли воспроизвести его результаты. Одна из причин была в том, что Лунин использовал тростниковый сахар, в то время как другие исследователи использовали молочный сахар, плохо очищенный и содержащий некоторое количество витамина B.

В 1929 году Хопкинс и Эйкман за открытие витаминов получили Нобелевскую премию, а Лунин и Функ — не получили. Лунин стал педиатром, и его роль в открытии витаминов была надолго забыта. В 1934 году в Ленинграде состоялась Первая всесоюзная конференция по витаминам, на которую Лунин (ленинградец) не был приглашён.

В 1910-е, 1920-е и 1930 годы были открыты и другие витамины. В 1940 годы была расшифрована химическая структура витаминов.

3. Классификация витаминов

жирорастворимый водорастворимый витамин

Действие витаминов было установлено до выяснения их строения и послужило основой при их классификации. Первоначально была введена буквенная классификация и, несмотря на то, что она не отражает ни биологической, ни физической сущности витаминов, ею широко пользуются. В настоящее время открыто несколько десятков витаминов. Для удобства изучения их классифицируют по физическим свойствам: а) витамины, растворимые в жирах, б) витамины, растворимые в воде.

· витамины комплекса В (около двух десятков витаминов, отличающихся один от другого по химическим и биологическим свойствам, влияющих на разные функции организма путем воздействия на нервную систему)

Роль витаминов в организме очень велика, поскольку именно их наличие является залогом нормального обмена веществ. Без витаминов не проходит ни одна химическая реакция, к тому же они являются активатором физиологических процессов в нашем организме.

Витамины-это катализаторы все обменных процессов, входящие в состав ферментативных систем. В эти системы входят все водорастворимые витамины, а жирорастворимые входят только частично. Главной и удивительной особенностью витаминов является их способность преобразования в коферменты, прикрепляющиеся к ферменту и способные усиливать их воздействие. Ферментативная система в свою очередь – это совокупность ферментных комплексов, которые регулируют обменные процессы, ускоряют химические реакции, расщепляют одни вещества и образуют другие.

Коферменты настолько эффективные вещества, что для того, чтобы они стали катализаторами определенного процесса, их требуется ничтожно малое количество. Отсюда и вывод, что витаминов для организма человека нужно немного.

Фермент с присоединенным коферментом является участником синтеза сложных белков и процесса энергетического обмена веществ.

Флавиновые нуклеотиды, или флавиновые коферменты (флавинмононуклеотид, ФМН, 5-фосфорный эфир рибофлавина.; флавинадениндинуклеотид, ФАД, рибофлавин-5'-аденозиндифосфат), являются коферменты так называемых флавопротеинов — ферментов, широко распространенных в живых клетках, принимающих участие в обмене основных классов органических соединений и играющих важную роль в процессе биологического окисления.

Флавиновые коферменты ФМН и ФАД найдены в дегидрогеназах, оксидазах и монооксигеназах. Обычно оба соединения ковалентно связаны с ферментами. Активной группой обоих коферментов является флавин (изоаллоксазин), имеющий сопряженную систему из трех колец, которая может при восстановлении принимать два электрона и два протона.

Коферменты НАД+ и НАДФ+ широко распространены как коферменты дегидрогеназ. Они переносят гидрид-ион (Н‾) и действуют всегда в растворимой форме.

НАД передает восстановительный эквивалент из катаболического пути в дыхательную цепь и тем самым участвует в энергетическом обмене. НАДФ+, напротив, является самым важным восстановителемпри биосинтезе.

Кофермент А является водорастворимым коферментом ацилтрансфераз – ферментов, катализирующих реакции переноса ацильных групп. Сокращенно его обозначают как КоА (СоА) или, если требуется записать химическими символами связанный с ним ацильный остаток, его записывают как КоА-SH. В организме КоА образуется из пантотеновой кислоты (витамин В3), цистеамина и АТФ.

Читайте также: