(никотиновая кислота и никотинамид; ниацин; антипеллагрический
Рис. 12-12. Арибофлавиноз. Себорейные поражения кожи, ангулярный стоматит, хейлоз (по В.В. Ефремову, 1944)
фактор) в организме может быть вызвана его дефицитом в пище, особенно в сочетании с неполноценным белковым питанием и/или недостатком витамина В6 (некоторое количество витамина РР синтезируется в организме человека и животных из триптофана через кинуренин и хинолиновую кислоту при участии пиридоксальфосфата), а также мальабсорбцией, алкоголизмом, длительным приемом ряда лекарственных препаратов (изониазид, цитостатики и др.). Синтез никотиновой кислоты из триптофана может быть нарушен при карциноидном синдроме, что объясняется усилением превращения триптофана в гидроксииндолы.
Дефицит в организме ниацина в сочетании с недостаточностью витаминов А, В1, В2, С вызывает развитие пеллагры, наиболее характерными признаками которой являются поражения кожи (дерматиты), пищеварительного тракта (диарея) и нарушения нервной деятельности (деменция). Развитию клинической картины пеллагры обычно предшествуют неспецифические симптомы гиповитаминоза: вялость, апатия, слабость в ногах, быстрая утомляемость, снижение аппетита, головокружение, раздражительность, бессонница, снижение сопротивляемости организма инфекциям.
Ранними клиническими симптомами пеллагры являются вызванная атрофией эпителия желудочно-кишечного тракта диарея, приводящая к обезвоживанию организма и нарушению всасывания ниацина и триптофана, воспаление и изъязвление слизистой оболочки толстой кишки и изменения в полости рта (фуксиноподобный язык со вздутиями и трещинами, стоматиты, гингивиты). Повышенная чувствительность кожных покровов к ультрафиолетовой части спектра, связанная со значительным усилением обмена порфиринов, которые обладают фотосенсибилизирующими свойствами, приводит к появлению на коже открытых частей тела симметричных красных пятен (пеллагрическая эритема). В дальнейшем развиваются гиперпигментация, гиперкератоз с отшелушиванием, трещинами, пиодермия (рис. 12-13). Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются миокардиодистрофия и гипотония. Нарушения липидного обмена проявляются гипохолестеринемией. Гибель нейронов и дегенерация проводящих путей приводят к глубоким нарушениям функций центральной и периферической нервной системы, проявляющимся шумом и звоном в ушах, нарушением вкуса, нервно-мышечными и головными болями, болями в позвоночнике, конечностях, ощущением онемения, парестезиями в форме жжения, расстройствами брюшных кожных
и сухожильных рефлексов, тяжелой адинамией, артикуляционными нарушениями речи, парезами, мышечными атрофиями, нарушениями координации движений. Самое тяжелое в клинической картине пеллагры - нарушения психики (психозы с дезориентацией, бред, галлюцинации).
Классическим объектом для моделирования пеллагры в эксперименте являются собаки, у которых отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к болезни «черный язык».
Тяжелые последствия дефицита витамина РР в организме в значительной степени объясняются вхождением никотинамидных ко- ферментов (НАД+, НАДФ+) в со-
став большого числа ферментов (малатдегидрогеназа, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, глутаматдегидрогеназа и др.), действующих на различных этапах окисления и синтеза углеводов, аминокислот, липидов и др. При участии никотинамидных коферментов специфические дегидрогеназы катализируют обратимые реакции дегидрирования спиртов, оксикислот и некоторых аминокислот в соответствующие альдегиды, кетоны и кетокислоты. В процессе биологического окисления НАД+ выполняет роль промежуточного переносчика электронов и протонов между окисляемым субстратом и флавиновыми ферментами.
Недостаток витамина РР приводит к нарушению биосинтеза стероидных гормонов, оказывающих разностороннее влияние на обмен веществ в различных тканях. У ниациндефицитных крыс возможно переключение окислительной ветви пентозофосфатного пути на неокислительную. Высказывается мнение, что РРнедостаточность нарушает биосинтез белка, а еще раньше - биосинтез нуклеиновых кислот, при этом гибель клеток, особенно высокоаэробных, не уравновешивается их пролиферацией.
Существенный недостаток никотиновой кислоты может наблюдаться при врожденных нарушениях ее биосинтеза из триптофана
вследствие дефекта пиридоксальзависимого фермента кинурениназы (наследственная ксантуренурия - синдром Кнаппа-Комровера).
К редким наследственным нарушениям, ведущим к развитию пеллагроподобных симптомов, относится болезнь Хартнупа - нарушение реабсорбции в почках группы монокарбоновых моноаминокислот, в число которых входит и триптофан, сочетающееся с дефектом всасывания триптофана в тонком кишечнике.
Высокие дозы никотиновой кислоты, имеющие гистаминлиберирующий эффект, при приеме внутрь или инъекциях вызывают расширение кровеносных сосудов, гиперемию кожи; могут появляться зуд, сыпь, возможны диспепсия, гипотония, нарушения функций печени, снижение толерантности к глюкозе. Встречается индивидуальная чувствительность к никотиновой кислоте.
Для человека основными источниками никотиновой кислоты и ее амида являются рис, хлеб, картофель, мясо, печень, почки, морковь и другие продукты. В молоке и яйцах витамин РР почти не содержится, хотя эти продукты обладают антипеллагрическим действием за счет высокого содержания триптофана, из которого в организме человека может синтезироваться никотиновая кислота. Суточная потребность в витамине РР составляет 14-25 мг.
Витамин Вь
Витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный витамин) синтезируется микрофлорой кишечника в количествах, частично покрывающих потребности организма. Гиповитаминоз В6 может развиваться при нарушении всасывания витамина в кишечнике, повышенном его распаде (например, при алкоголизме), при повышенном катаболизме белка (стресс, лихорадка, гипертиреоз), при применении ряда лекарственных препаратов (изониазид, фтивазид, L-ДОФА и др.). Признаком авитаминоза В6 у человека является развитие сухого себорейного пеллагроподобного дерматита (шелушение, эритема, гиперпигментация), хейлоза, стоматита и глоссита, что может быть отчасти связано с вторично развивающейся (из-за нарушения обмена триптофана) недостаточностью никотиновой кислоты. При дефиците витамина В6 развивается гипохромная микроцитарная анемия и появляются судороги. При недостаточном содержании пиридоксина в искусственной пище у грудных детей возникают дерматиты и поражения нервной системы, в том числе эпилептиформные судороги. Патогенез судорог, гипервоз-
будимости и повышенной чувствительности к шуму у новорожденных и некоторых животных (например, крыс) связан со снижением скорости образования в нервной ткани γ-аминомасляной кислоты (тормозного медиатора нервной системы) из глутамата в реакции, катализируемой глутаматдекарбоксилазой, в состав которой входит коферментная форма витамина В6 - пиридоксальфосфат. Витамин В6 участвует также в метаболизме триптофана, при нарушении которого образуются соединения типа ксантуреновой кислоты, способные препятствовать инсулиногенезу, вызывающие диабетоподобные состояния.
Проявления авитаминоза у крыс (весьма чувствительных к недостатку пиридоксина) выражаются в специфическом дерматите с преимущественным поражением кожи лапок, носа, ушей и хвоста (акродиния), выпадении шерсти на пораженных участках, шелушении кожи, в дальнейшем - изъязвлении кожи конечностей и гангрене. При авитаминозе В6 у крыс, собак, свиней, кур отмечаются гипохромная анемия, эпилептиформные припадки, дегенеративные изменения в ЦНС.
Пиридоксальфосфат является необходимым кофактором пиридоксалевых ферментов, катализирующих ключевые реакции белкового обмена (аминотрансфераз, осуществляющих обратимый перенос аминогруппы от аминокислот на кетокислоты, и декарбоксилаз аминокислот, катализирующих необратимое отщепление СО2 от аминокислот с образованием биогенных аминов).
Недостаток витамина В6 сопровождается нарушениями белкового обмена (отрицательный азотистый баланс), от которых особенно страдают быстро пролиферирующие ткани. Развиваются гипераминоацидемия и гипераминоацидурия. Нарушение биосинтеза гема гемоглобина на этапе синтеза δ-аминолевулиновой кислоты наряду с нарушением синтеза белка являются метаболической причиной развития анемии при В6-авитаминозе.
Большая численность пиридоксальзависимьгх ферментов объясняет существование широкого спектра энзимопатий: врожденной гомоцистинурии, связанной с дефектом цистатионинсинтазы, врожденной цистатионинурии, обусловленной нарушением активности цистатионазы, наследственной ксантуренурии (синдром Кнаппа-Комровера), связанной с дефектом кинурениназы и пиридоксинзависимого судорожного синдрома, в патогенезе которого существенную роль может играть снижение активности глутаматдекарбоксилазы.
В больших суточных дозах (250-500 мг) витамин В6 может вызвать кожные высыпания, головокружение и судороги, что вынуждает прерывать лечение. Развитие сенсорной нейропатии и нарушений вибрационной чувствительности возможно при парентеральном введении свыше 2 г пиридоксина в сутки. Длительное введение лечебных доз витамина может угнетать противосвертывающую систему крови.
Витамин В6 содержится в дрожжах, хлебе, горохе, фасоли, картофеле, мясе, печени, почках. Наиболее высока концентрация витамина в зародышевой части семян и зерен злаков. Суточная потребность установлена ориентировочно (2-4 мг в сутки). Она увеличивается при потреблении с пищей большого количества белка, физической нагрузке, охлаждении, облучении, беременности, при применении сульфаниламидов и антибиотиков, угнетающих микрофлору кишечника, а также с возрастом.
Витамин В12
Гипо- и авитаминоз В12 у человека может развиваться вследствие недостаточности витамина В12 (кобаламин, антианемический фактор) в пище (строгое вегетарианство), отсутствия или недостаточности вырабатывающегося в обкладочных клетках слизистой желудка антианемического фактора Касла, образующего с витамином В12 комплекс, который способен всасываться в кишечнике при взаимодействии с рецептором, а также вследствие расстройства всасывания витамина В12 в кишечнике (энтериты, в том числе спру, резекции кишечника) и абсорбции витамина кишечными паразитами (широкий лентец, анкилостома). Примером гастрогенного авитаминоза является болезнь Аддисона-Бирмера (злокачественная пернициозная анемия) -заболевание, связанное с генетически обусловленной секрецией слизистой желудка биологически неактивного внутреннего фактора Касла либо отсутствием его секреции (наследственная форма) или развивающееся в связи с образованием аутоантител к внутреннему фактору Касла или обкладочным клеткам слизистой желудка, а также при угнетении секретирующей функции желудка вследствие атрофии его слизистой оболочки, резекции, рака и др. (приобретенная форма).
Недостаточность витамина В12 в организме приводит к развитию злокачественной гиперхромной макроцитарной мегалобластической анемии, лейкопении, нейтропении и тромбоцитопении, па-
тологии органов пищеварения (глоссит, атрофия слизистой желудка и др.), а также дегенерации задних и боковых столбов спинного мозга (фуникулярный миелоз), проявляющейся парестезиями, судорогами, нарушениями кожной и вибрационной чувствительности, ахилловых и коленных рефлексов.
Известно, что витамин В12 является одним из важнейших факторов нормального кроветворения, обеспечивающих необходимое равновесие процессов пролиферации и дифференцировки клеток крови в физиологических условиях. Витамин В12, будучи синергистом фолиевой кислоты, играет важную роль в синтезе нуклеиновых кислот и белков. Дефицит витамина В12 нарушает деметилирование N5-метилтетрагидрофолиевой кислоты, что затрудняет использование в клетках тетрагидрофолиевой кислоты, необходимой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, в первую очередь в быстро пролиферирующих тканях (костный мозг, эпителий желудочно-кишечного тракта). Наряду с этим недостаток витамина В12 приводит к нарушению превращения метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА, в связи с чем формируется избыток метилмалоновой и пропионовой кислот, которые, превращаясь в жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов в скелете, включаются в липиды нейронов, вызывая демиелинизацию нервных волокон и жировую дистрофию нервных клеток.
К врожденным нарушениям обмена витамина В12 у человека, проявляющимся мегалобластической анемией, наряду с болезнью Аддисона-Бирмера относятся болезнь Имерслунда-Грэсбека (нарушение всасывания витамина В12, связанное с дефектом рецепторов в клетках эпителия кишечника) и дефект транскобаламина II (нарушение его образования и транспорта витамина В12), для которого характерны также неврологические расстройства, задержка роста, диарея, неукротимая рвота. Врожденный дефект транскобаламина I (нарушение его образования) не сопровождается клинической симптоматикой. Известен ряд генетических нарушений, затрагивающих синтез ферментов, в состав которых входят кобамидные коферменты, а также энзимов, принимающих участие в образовании метил- и дезоксиаденозилкобаламина. Дефицит тетрагидроптероилглутаматметилтрансферазы проявляется снижением иммунитета, отставанием в росте и умственном развитии, анемией, а также повышенным выделением с мочой гомоцистеина и цистатионина. Дефекты синтеза метилмалонил-КоА-мутазы и
дезоксиаденозилкобаламинтрансферазы приводят к повышению содержания в крови и моче метилмалоновой кислоты и ацидозу.
Избыточное количество В12 нетоксично, но встречается индивидуальная чувствительность к витамину и в редких случаях - плохая переносимость.
Для человека основными источниками витамина В12 являются мясо, говяжья печень, почки, рыба, молоко, яйца. Суточная потребность в витамине В12 составляет 2-3 мкг.
Фолиевая кислота
При недостаточности фолиевой кислоты (витамин Вс, В9, фолацин) у экспериментальных животных отмечаются снижение аппетита, задержка роста, геморрагические гастроэнтериты, жировая инфильтрация печени, дерматиты, спинномозговые параличи, макроцитарная анемия, лейкопения, тромбоцитопения.
Дефицит фолиевой кислоты в организме человека, вызываемый подавлением лекарственными препаратами (сульфаниламиды) синтеза фолацина из парааминобензойной кислоты микрофлорой кишечника или нарушением всасывания витамина (при спру, алкоголизме, приеме барбитуратов), сопровождается развитием гиперхромной макроцитарной мегалобластической анемии. В тяжелых случаях авитаминоза отмечаются тромбоцитопения и лейкопения. Мегалобластическая фолиеводефицитная анемия может быть обусловлена недостаточностью только фолатов (монодефицит витамина В9), а также дефицитом витамина В12 и связанным с ним нарушением метаболизма фолиевой кислоты (см. выше) (сочетанный дефицит витаминов В12 и В9). Наряду с нарушениями кроветворения при фолиеводефицитной анемии развиваются хейлоз, глоссит, эзофагит, атрофический или эрозивный гастрит, энтерит, ахлоргидрия, диарея, стеаторея.
Коферментные функции тетрагидрофолиевой кислоты (биологически активной формы фолиевой кислоты) непосредственно связаны с переносом одноуглеродных групп (формильная, метильная, метиленовая, метенильная, оксиметильная, формиминовая). Путем включения фолиевых коферментов в обмен одноуглеродных соединений осуществляется их участие в биосинтезе предшественников нуклеиновых кислот - пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, а также в метаболизме ряда аминокислот: серина, глицина, гистидина, метионина, триптофана и др. При недостат-
ке фолиевой кислоты биосинтез белков может быть лимитирован недостатком метионина и серина, синтез ДНК тормозится дефицитом тимидиловых нуклеотидов (дезоксиуридиловая кислота не превращается в тимидиловую) и пуриновых нуклеотидов, что приводит к нарушениям клеточного цикла быстро пролиферирующих эпителиальных и гемопоэтических клеток и определяет клинику фолатдефицитных состояний.
Известен наследственный дефект НАДФН-зависимой дигидрофолатредуктазы, вызывающий нарушение обмена фолиевой кислоты и приводящий к развитию мегалобластической анемии.
Избыточное количество фолиевой кислоты может быть токсично и вызывать гистаминоподобный эффект.
Богатыми источниками фолиевой кислоты являются зеленые листья растений, дрожжи, капуста, томаты, шпинат, а также почки, печень, мясо и другие продукты. Фолацин синтезируется микрофлорой кишечника в количествах, достаточных для удовлетворения потребности организма взрослого человека, которая составляет от 0,5 до 2 мг в сутки.
Пантотеновая кислота
Апантотеноз у экспериментальных животных проявляется замедлением роста, потерей массы тела, дерматитами, дегенеративными изменениями миелиновой оболочки спинного мозга, седалищного нерва и связанными с ними параличами, дискоординацией движений; нарушениями со стороны желудочно-кишечного тракта (гастроэнтериты, колиты, профузная диарея), дегенеративными изменениями репродуктивных органов и гибелью плода, нарушениями биосинтеза стероидных гормонов, связанными с повреждениями надпочечников; замедлением процесса антителообразования; анемией; в далеко зашедших случаях наблюдается летальный исход. В связи с широким распространением пантотеновой кислоты (антидерматитный фактор) в продуктах питания у людей ее недостаточность встречается редко, однако при тяжелых нарушениях питания отмечались поражения кожных покровов, депигментация волос и потеря волосяного покрова; депрессия, апатия; инфекции верхних дыхательных путей; нарушения со стороны сердечнососудистой системы и желудочно-кишечного тракта; слабость мышечных групп разгибателей, онемение пальцев ног, ощущение жжения в стопах.
Пантотеновая кислота в организме человека и животных входит в состав кофермента А (коэнзима А), который принимает участие в осуществлении таких биохимических процессов, как окислительное декарбоксилирование α-кетокислот (пируват, α-кетоглутарат), β-окисление и биосинтез высших жирных кислот, синтез стероидных гормонов, триацилглицеролов, фосфолипидов, ацетилхолина, гиппуровой кислоты, гема гемоглобина и других, выступая в роли промежуточного акцептора и переносчика различных кислотных остатков (ацилов) и образуя так называемые ацилпроизводные кофермента А (в том числе ацетил-КоА - ключевой метаболит, посредством которого происходит взаимодействие белкового, углеводного и липидного обменов).
Развитие симптомов гиповитаминоза в основном обусловлено нарушениями синтетических процессов (в том числе синтеза стероидных гормонов), процессов энергообразования и усилением катаболизма белков, углеводов и липидов, вызванными недостатком кофермента А в организме. Нарушения со стороны нервной системы обусловлены снижением биосинтеза ацетилхолина и фосфолипидов; развитие анемии - нарушением синтеза гема гемоглобина. Развитие дерматитов может быть связано с нарушением обмена соединительной ткани (биосинтеза гликозаминогликанов, в том числе ацетилирования гексозаминов).
Пантотеновая кислота содержится практически во всех продуктах растительного и животного происхождения. Особенно богаты ею печень, почки, яичный желток, икра, мясо, дрожжи, цветная капуста, картофель, помидоры. Кроме того, пантотеновая кислота синтезируется микрофлорой кишечника. Суточная потребность для взрослого человека в пантотеновой кислоте - 3-10 мг.
Витамин Н
У человека экзогенный авитаминоз Н встречается редко в связи с тем, что витамин Н (биотин, антисеборейный фактор) в достаточных количествах синтезируется микрофлорой кишечника (эндогенный синтез может снижаться при приеме антибиотиков и сульфаниламидов). Дефицит биотина может проявляться при мальабсорбции, парентеральном питании, а также при употреблении в пищу большого количества сырого яичного белка, содержащего гликопротеин авидин, способный к необратимому связыванию с витамином, образуя комплекс, не подвергающийся расщепле-
нию в пищеварительном тракте. Биотиновый авитаминоз у животных характеризуется прекращением роста, снижением массы тела, дерматитом (себорея десквамационного типа), депигментацией производных кожи, атактической походкой, отеком конечностей, параличами, нарушениями нервно-трофических процессов и липидного обмена. У человека при недостаточности биотина развиваются себорейный дерматит носогубного треугольника и волосистой части головы, поражения ногтей, выпадение волос, конъюнктивит, миалгия, гиперестезии, атаксия, вялость, сонливость, анорексия, анемия.
Биотиновые ферменты катализируют реакции карбоксилирования (пируваткарбоксилаза, ацетил-КоА-карбоксилаза, пропионилКоА-карбоксилаза, β-метилкротоноил-КоА-карбоксилаза) и транскарбоксилирования (метилмалонилоксалоацетаттранскарбоксилаза), играющие важную роль в синтезе пуриновых нуклеотидов, белков, высших жирных кислот, превращении пирувата в оксалоацетат, что приводит к пополнению запаса оксалоацетата в ЦТК.
При биотиновой недостаточности нарушается обмен белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот, образование АТФ, в том числе включение СО2 в пуриновые нуклеотиды и ацетоуксусную кислоту; карбоксилирование пропионил-КоА и β-метилкротоноил-КоА; карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА (первая стадия синтеза высших жирных кислот). Недостаточность биотина влияет на синтез амилазы в поджелудочной железе и сывороточного альбумина в печени, что, возможно, связано с нарушением синтеза субстратов ЦТК и снижением энергообеспечения клеток.
К врожденным нарушениям обмена и функций биотина относятся врожденная пропионатацидемия, обусловленная дефектом пропионил-КоА-карбоксилазы, и врожденная β-метилкротоноилглицинурия, связанная со снижением активности β-метилкротоноил-КоА-карбоксилазы.
При недостаточности панкреатической биотинидазы, необходимой для усвоения витамина Н, у новорожденных возможно развитие десквамативной эритродермии Лейнера, сопровождающейся себореей и диареей.
Из продуктов животного и растительного происхождения витамином Н богаты почки, печень, молоко, желток яйца, картофель, лук. Суточная потребность - 10-30 мкг.
Витамин Р
Витамин Р (рутин, цитрин, фактор проницаемости) представлен группой веществ с общим названием биофлавоноиды. Наибольшей активностью обладают катехины, рутин, кверцетин.
При недостаточности витамина Р, развивающейся у лиц, не употребляющих растительной пищи, отмечается повышение проницаемости кровеносных сосудов, сопровождающееся кровоизлияниями и кровотечениями. У человека одной из причин общей слабости, быстрой утомляемости и болей в конечностях может являться дефицит биофлавоноидов. Механизм действия витамина Р на сосудистую проницаемость окончательно не изучен. Биофлавоноиды выступают синергистами витамина С в процессе посттрансляционной модификации коллагена - белка, определяющего механические свойства соединительной ткани и сосудистую проницаемость, регулируя активность пролилгидроксилазы. Недостаток витамина Р вызывает увеличение сосудистой проницаемости также за счет активации гиалуронидазы и расщепления гиалуроновой кислоты. Биофлавоноиды защищают от окисления катехоламины (предотвращают переход адреналина в адренохром).
При дефиците витаминов группы Р одной из причин возникающих нарушений могут быть изменения структуры и функции биологических мембран, в частности мембран лизосом, приводящие к выбросу протеолитических ферментов и росту проницаемости капилляров. Антиоксидантные свойства биофлавоноидов проявляются в лимитировании перекисного окисления липидов, восстановлении витамина С, токоферолов, SH-групп (в том числе в составе глутатиона) и т.д. Витамины группы Р оказывают влияние на коагуляционный гемостаз, ограничивая выход в кровь тканевых факторов свертывания; снижают адгезивность тромбоцитов за счет торможения активности фосфодиэстеразы, накопления циклических нуклеотидов и уменьшения продукции тромбоксанов; снижают агрегационную активность тромбоцитов и вовлечение их в реакцию высвобождения.
Обезболивающий, седативный и гипотензивный эффекты ряда биофлавоноидов связаны с их действием на бензодиазепиновые рецепторы мозга.
Витамин Р в больших количествах содержится в цитрусовых, винограде, красном перце и многих других овощах и фрук-
тах. Установленная суточная потребность в витамине Р от 50 до
100 мг.
