Гіпо-, гіпер- та авітамінози

РОЗДІЛ 11. Вітаміни

 

Необхідною умовою забезпечення нормальної життєдіяльності організму є вміст у харчовому раціоні людини, поряд з макрокомпонентами їжі – білками, жирами, вуглеводами, так званих мікрокомпонентів, до числа яких належать вітаміни. Вивчення їх ролі в організмі відіграло важливе значення в профілактиці та лікуванні багатьох захворювань. Цей напрямок у науці було названо вітамінологією. На сьогодні відомо близько 30 вітамінів і вітаміноподібних речовин.

Історія відкриття вітамінів. Розвиток вітамінології в Україні. Вчення про вітаміни – вітамінологію – у даний час виділено в самостійну науку, хоч ще 100 років тому вважали, що для функціонування організму людини і тварин потрібні білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини та вода. Однак практика та досвід показали, що для нормального росту і розвитку організму цих речовин недостатньо. Історія мандрівників та мореплавців, спостереження лікарів підтвердили, що існують особливі захворювання, пов'язані з нестачею певних речовин у продуктах харчування.

Вченими було доведено, що в людей, які довго споживали одноманітну й консерврвану їжу (солоне м'ясо, сухарі) і не одержували свіжих продуктів (фруктів, овочів, молока), виникали захворювання, серед яких найчастіше була цинга, або скорбут, кур'яча сліпота, поліневрит. Так, у ХІХ столітті широке розповсюдження набуло захворювання цинга, летальність при якому досягала 70 - 80 %.

Під час морських експедицій при одноманітному харчуванні моряки хворіли на цингу, від якої іноді гинуло багато людей.Так, із 169 учасників експедиції Васко да Гама, що прямувало до Індії, від цинги загинуло 100 чоловік. В. Пашутін досліджував розвиток цинги і дав повну характеристику цього захворювання та встановив його залежність від характеру дієти.

Приблизно в цей час широкого поширення, особливо в країнах Південно-Східної Азії та Японії, набуло захворювання бері-бері. В Японії 30 % населення охоплювало це захворювання. Японський лікар К. Такакі у 1887 році прийшов до висновку, що у м'ясі, молоці, свіжих овочах міститься речовина, яка попереджує розвиток захворювання бері-бері.

У 1892 році М. Савельєв, а в 1893 році І. Луценко, вивчаючи причини кур'ячої сліпоти, встановили, що вона виникає внаслідок нестачі жирів у дієті і пов'язана із змінами зорового нерва.

Розвиток вчення про вітаміни тісно пов'язаний з іменем лікаря М. І. Луніна (1880 р.), який проводив експерименти на двох групах мишей. Одна група отримувала штучний раціон, що складався із жиру, білка казеїну, молочного цукру, солей, молока і води. Друга група мишей отримувала свіже молоко. Перша група загинула, а тварини іншої групи залишилися здоровими і нормально розвивалися. М. Лунін прийшов до висновку, що, крім білків, жирів, вуглеводів мінеральних речовин та води, організму потрібні ще якісь речовини.

Голандський лікар К. Ейкман (1897 р.), який працював на острові Ява, де основним продуктом харчування був полірований рис, замітив, що у курей, які отримували полірований рис розвивалося захворювання аналогічне бері-бері у людей. Коли курей було переведено на харчування неочищеним рисом, то наступало виздоровлення.

На основі цих даних К. Ейкман прийшов до висновку, що рисові висівки містять речовину, що проявляє лікувальний ефект. У 1912 році польський вчений К. Функ виділив із рисових висівок активну антиполіневритну речовину, в складі якої була амінна група. Згідно цього і враховуючи значення подібних речовин для життя, К. Функ назвав ці сполуки вітамінами (від лат. vita-життя, amin - амін). З того часу термін вітамін укорінився в біології та медицині, хоча в хімічній структурі багатьох вітамінів відсутня аміногрупа і взагалі азот.

Це важливе наукове відкриття у подальшому було підтверджено дослідженнями Ф. Гопкінса (1912 р.) та К. Функа (1912 р.), К.Сосіна.

Розвиток вітамінології на Україні. Український біохімік із Празького університету І. Горбачевський досліджував Буковину та Поділля і встановив, що поширення там пелагри пов'язано з неповноцінним харчування, з переважанням в їжі кукурудзи, що призводило до нестачі триптофану, необхідного для синтезу вітаміну РР.

Великі заслуги у розвитку вітамінології належать О. Палладіну, Б. Лаврову, К. Леутському, Р. Чаговцю, Л. Черкесу та іншим вченим. Сучасний період у розвитку біохімії вітамінів характеризується дослідженнями механізмів їх біологічної дії, вивченням ролі окремих вітамінів та їх метаболітів у процесах обміну речовин.

Вітаміни – це необхідні для нормальної життєдіяльності низькомолекулярні органічні речовини різноманітної хімічної природи, синтез яких в організмі людини відсутній або обмежений.

Вітаміни володіють низкою спільних біологічних властивостей, а саме: у переважній більшості вони синтезуються поза організмом людини і тварин, а в організм надходять у складі харчових продуктів і фармацевтичних препаратів, деякі з них (вітаміни К, В тощо) синтезуються мікрофлорою товстої кишки; вітаміни не виконують пластичних і енергетичних функцій, але необхідні для всіх життєвих процесів; свою біологічну активність вітаміни здійснюють у малих концентраціях, тоді як у надмірній кількості вони можуть викликати розвиток порушень; недостатнє надходження в організм окремих вітамінів або зниження ступеня їх засвоєння призводить до розвитку патологічних процесів у вигляді специфічних гіпо- і авітамінозів.

Кожен вітамін, який потрапляє в складі їжі, зазанає в організмі людини низки перетворень –всмоктується в травній системі, транспортується кров’ю та переноситься крізь мембрани клітин, перетворюється на коферментні та гормональні форми, взаємодіє з відповідними ферментами або рецепторними білками.

Більшість вітамінів у складі ферментних систем каталізують перетворення амінокислот і білків, жирів, стероїдів, вуглеводів і нуклеїнових кислот; до таких хімічних процесів належать реакції окиснення та відновлення, перенесення електронів, переамінування, трансметилування, ізомеризації, карбоксилування, декарбоксилування, перенесення ацильних і одновуглецевих груп. Отже, за участі вітамінів забезпечується нормальне функціонування всіх тканин, органів і залоз внутрішньої секреції; вони підвищують розумову та фізичну працездатність, підтримують опірність організму до дії шкідливих факторів зовнішнього середовища (спека, холод, інфекції, інтоксикації) тощо.

Класифікація вітамінів

До моменту встановлення хімічної структури вітаміни називали літерами латинського алфавіту в міру їх відкриття: А, В, С, Д тощо. Деякі вітаміни отримали свою назву від перших літер лікувального ефекту або захворювання. Наприклад, назва вітаміну Р походить від “permeare” – проникати, оскільки він зменшує проникність судин; вітамін РР названий першими літерами захворювання “pellagra preventiva” тощо. У 1956 році Комісією з номенклатури біохімічної секції Міжнародної спілки з чистої і прикладної хімії (IUPAC) були прийняті сучасні назви вітамінів, які відображають їх хімічну природу або біологічну дію, іноді з префіксом «анти-», який відображає здатність того чи іншого вітаміна запобігати або усувати розвиток певного захворювання.

Зафізичними властивостямита розчинністю всі вітаміни поділяють на дві великі групи: жиророзчинні (А, Д, Е, К), які не розчиняються у воді і для їх засвоєння в організмі необхідна присутність жовчі, та водорозчинні (В₁ – В₆, РР, В_с, В₁₂, С, РР, Н). Водорозчинні вітаміни переважно виконують роль коензимів, а жиророзчинні – виступають у якості регуляторів структурних компонентів клітин.

Коферментна функція водорозчинних вітамінів полягає у тому, що вони можуть сполучатися з білковою частиною (апоферментом) фермента нековалентними або ковалентними зв’язками (в останньому функція вітамінів базується на їх здатності приєднувати або віддавати протони – вітаміни В₂, РР, ліпоєва кислота, вітамін С; одновуглецеві групи: метильну (-СН₃), метиленову (-СН₂-), формільну (-СОН), оксиметильну (-СН₂ОН), метенільну (=С-Н) – фолієва кислота В_с, тощо.

Різні хімічні форми одного й того ж вітаміна називають вітамерами. Вони чинять практично однакову біологічну дію, але різняться вираженістю впливу на організм. Вони позначаються однією латинською літерою з різними цифровими індексами, наприклад, вітамери А₁ та А₂, вітамери К₁ та К₂ тощо.

Виділяють також і вітаміноподібні речовини (водо- та жиророзчинні). Вони належать до умовно незамінних факторів харчування, мають складну хімічну структуру та потрібні організму в більших, порівняно з вітамінами, концентраціях. Їх недостатність не спричинює розвиток патологічних змін в організмі, а передозування не викликає інтоксикації. Вони значною мірою підсилюють біологічну та профілактичну активність більшості вітамінів і мікроелементів, сприяють нормальному функціонуванню систем і органів, беруть участь в обмінних процесах.

За фізіологічними властивостями вітаміни поділяють на ті, що можуть підвищувати реактивність організму (В₁, В₂, РР, С, А), проявляти антигеморагічну (С, Р, К), антианемічну (В_12, В₆, С), антиінфекційну (С, К) дію.

За молекулярними механізмами дії вітаміни класифікують на три групи:

До першої групи належать вітаміни, з яких утворюються коферменти та простетичні групи різних ферментів. (вітаміни групи В, вітамін К, деякою мірою вітамін А).

До другої групи входять вітаміни-прогормони – вітамін Д₃ (1,25-дигідроксихолекальциферол), що регулює процеси обміну кальцію; вітамін А, який у формі ретиноєвої кислота бере участь у процесах росту та диференціювання епітеліальних клітин.

До третьої групи відносять вітаміни-антиоксиданти – вітамін С (аскорбінова кислота) та вітамін Е (токоферол), які входять у систему антиоксидантного захисту організму від пошкоджуючої дії активних вільнорадикальних форм кисню. До цієї групу також належать біофлавоноїди та каротиноїди (β-каротин, лікопин, лютеїн, які можуть перетворюватися на вітамін А).

За хімічною будовою вітаміни об’єднують у чотири групи: аліфатичні (похідні лактонів ненасичених поліоксикарбонових кислот (вітамін С) та аліфатичні ненасичені кислоти (вітамін F); аліциклічні (вітамін А, Д); ароматичні (вітамін К); гетероциклічні (хроманові (вітамін Е), фенілахроманові (вітамін Р), піридинкарбонові (вітамін РР), піридоксинові (вітамін В₆), піримідинотіазові (вітамін В₁), птеринові (вітамін В_с), ізоалоксазинові (вітамін В₂), кобаламінові (вітамін В₁₂).

Гіпо-, гіпер- та авітамінози

Соціально-економічні умови життя сучасної людини, невпинна індустріалізація часто спричинюють недостатнє надходженням вітамінів в організм, порушеннями їх усмоктування, транспорт тощо. Так, у харчовому раціоні людини збільшилася частка рафінованих і консервованих продуктів, які володіють значно меншою вітамінною цінністю. Наприклад, під час виготовлення борошна вищих сортів із висівками втрачається 80 – 90 % усіх вітамінів; під час екстрагування, дезодорування та освітлення олій руйнуються жиророзчинні вітаміни; під час термічної обробки легко руйнується аскорбінова кислота, а вітаміни А, Е, К дуже чутливі до світла та кисню; при кип’ятінні молока кількість вітамінів у ньому суттєво знижується; овочі та фрукти, вирощені в теплицях, мають значно менший вміст вітамінів, ніж ті, що вирощують на відкритому ґрунті в природних умовах; після трьох діб зберігання продуктів у холодильнику втрачається приблизно 30 % вітаміну С (при кімнатній температурі відповідно 50 %); очищені від шкірки овочі містять значно менше вітамінів; β-каротин в організмі людини засвоюється на 30 % краще при дрібному перетиранні овочів; висушування, заморожування, механічна обробка, зберігання в металевому посуді, пастеризація знижують вміст вітамінів у вихідних продуктах; вміст вітамінів у різних продуктах суттєво змінюється впродовж різних періодів року. Якщо необхідна кількість вітамінів не надходить у організм впродовж тривалого часу, то виникає та згодом наростає вітамінна недостатність із певними клінічними проявами, яка може бути призупинена на будь-якому початковому етапі. Проте, якщо переважають витрати вітамінів над їх надходженням, то процес продовжуватиметься і прояви вітамінної недостатності будуть прогресувати. Часткову нестачу вітамінів називають гіповітамінозом, причому частіше виникає нестача зразу кількох вітамінів (полігіповітаміноз), а не одного (моногіповітаміноз). Виражена тяжка форма вітамінної недостатності носить назву авітаміноз. Зазвичай цей стан виникає внаслідок тривалого харчування продуктами, повністю позбавленими вітамінами, але може виникати ендогенно, через порушення всмоктування вітамінів внаслідок захворювань травного тракту. До найвідоміших авітамінозів належать скорбут, бері-бері, ксерофтальмія, рахіт, пелагра.

Достатньо розповсюдженою формою вітамінної недостатності є субнормальне забезпечення вітамінами, котре характерне для практично здорових дітей усіх вікових груп. Клінічними симптомами воно не проявляється, але значною мірою знижує опірність дитячого організму до інфекцій, знижує фізичну та розумову працездатність, уповільнює терміни видужування після захворювань, сприяє загостренню хронічних процесів тощо.

Причини гіпо- та авітамінозів носять екзогенне та ендогенне походження. До екзогенних належить аліментарна форма вітамінної недостатності, обумовлена нераціональним харчуванням, неправильним зберіганням і неправильною кулінарною обробкою продуктів, а також дисбактеріоз, викликаний здебільшого тривалим і неконтрольованим використанням фармпрепаратів (антибіотиків, сульфаніламідів тощо).

Ендогенні (вторинні) гіпо- й авітамінози здебільшого розвиваються внаслідок підвищених потреб у вітамінах при деяких фізіологічних і патологічних станах (вагітність, лактація, тиреотоксикоз, кахексія тощо); посиленого розпаду вітамінів у кишках внаслідок дисбактеріозу чи інфекційного ураження травного тракту; порушення процесу всмоктування вітамінів у результаті порушення секреторної та моторної функцій кишок; хвороб печінки, підшлункової залози, що викликають закупорку загальної жовчної протоки та всмоктування жирів, а також порушення внутрішніх перетворень окремих вітамінів у біологічно активні та коензимні форми.

Нестача поступлення вітамінів з їжею призводить до зниження фізичної та розумової працездатності; послаблює опірність організму до різних захворювань; посилення негативного впливу на організм ушкоджувальних факторів навколишнього середовища, токсичних факторів виробництва, нервово-емоційного напруження та стресу. У дитячому та юнацькому віці нестача вітамінів негативно впливає на показники фізичного розвитку, успішності навчання, сприяє розвитку обмінних порушень і хронічних захворювань; у вагітних і жінок, що годують є однією з причин недоношування вагітності.

При надходженні в організм людини водорозчинні вітаміни практично повністю використовується ним, а надлишок виводиться в складі жовчі та сечі, тому захворювання, пов’язані з їх передозуванням, не описані. Відомі лише два жиророзчинні вітаміни (А і Д), тривале застосування яких у дозах, що перевищують фізіологічну потребу організму в десятки тисяч разів, може викликати гіпервітаміноз (вітамінну інтоксикацію). Деякі вітаміни при передозуванні можуть спричинювати розвиток неспецифічних реакцій (нудоту, блювання, діарею, почервоніння шкіри), які швидко проходять після відміни вітамінних препаратів.

Існують також і природжені порушення обміну вітамінів (тіамінзалежна мегалобластна анемія, піридоксинзалежний судомний синдром, природжений вітамін D-залежний рахіт тощо). Вони обумовлені або дефектом структури апофермента, або інших білків, що беруть участь у процесі всмоктування та транспорту вітамінів, їхньому перетворенні в коферменті активні форми. Інколи цю патологію вдається цілком чи частково корегувати шляхом постійного введення відповідного вітаміну в дозах, що перевищують фізіологічну потребу в 100 – 1 000 разів. Подібні випадки одержали назву вітамінозалежних станів. В інших випадках, які носять назву вітамінорезистентних, введення навіть дуже високих доз відповідних вітамінів не усуває явищ їх недостатності та призводить до тяжкого порушення здоров'я та навіть до летального результату.

Водорозчинні вітаміни

Однією з особливостей механізму дії водорозчинних вітамінів є те, що більшість з них відіграють роль коферментів – небілкової частини складних ферментів. Саме в складі ферментів водорозчинні вітаміни забезпечують нормальне функціонування органів і систем організму, регулюють обмін речовин, функціональний стан ЦНС, трофіку тканин, проникність кровоносних судин. З травного тракту вони всмоктуються в кров ворітної вени, а їх надлишок виводиться в складі сечі.

11.3.1. Вітаміни, що забезпечують енергетичні процеси. Вітамін В₁ (тіамін, антиневритний) у своїй структурі містить піримідинове та тіазолове кільця, з’єднані метиновим містком. У печінці, нирках, мозку, серцевому м’язі шляхом фосфорилування тіаміну за участі тіамінкінази та АТФ утворюється тіаміндифосфат (ТДФ), який входить до складу тіамінових ферментів; тіамінтрифосфат (ТТФ) не виявляє коферментних властивостей.

Джерелами вітаміну В₁ є продукти рослинного походження (оболонки зерен хлібних злаків і рису, горох, квасоля, соя тощо), а також з м’ясом (особливо свининою), молоком, дріжджами. Добова потреба дорослої людини становить 2 – 3 мг, але може змінюватися в залежності від складу та калорійності їжі (переважання вуглеводів у харчовому раціоні підвищує потребу організму в вітаміні, тоді як ліпіди її різко зменшують), інтенсивності обміну речовин і навантаження на організм.

Біологічна роль вітаміну В₁ визначається тим, що він входить до складу трьох ферментів і ферментних комплексів: у складі піруват- і a-кетоглутаратдегідрогеназних комплексів він бере участь в окиснювальному декарбоксилуванні пірувату та a-кетоглутарату, розгалужених оксокислот (тобто є кокарбоксилазою), завдяки чому сприяє утворенню енергії; у складі транскетолази ТДФ бере участь у неокиснювальній стадії пентозофосфатному шляху перетворення глюкози, сприяючи, у такий спосіб, біосинтезу нуклеотидів, нуклеїнових кислот і нуклеотидних коферментів, а також синтезу стероїдів, жирних кислот, ацетилхоліну, знешкодженню ліків і отрут тощо. Вітамін в₁ чинить вплив на проведення нервового збудження в синапсах, володіє помірно вираженими гангліоблокуючими та курареподібними властивостями.

Гіповітаміноз В₁ виникає здебільшого при недостатності цього вітаміна в їжі, що спричинює порушення метаболізму в нервовій і м’язовій системі та міокарді, яке супроводжується метаболічним ацидозом унаслідок накопичення в тканинах молочної та піровиноградної кислот, декарбоксилування яких сповільнюється; гальмується розщеплення глюкози та утворення АТФ, порушується енергетичний обмін. Клінічна картина вираженої недостатності вітаміну В₁ (захворювання «бері-бері» (у перекладі – овеча хода)) супроводжується поліневритом з втратою чутливості, парезами та паралічами, різко вираженою м’язовою слабкістю, дистрофією міокарда, серцевою недостатністю. При тривалій нестачі вітаміну виникає біль вздовж нервових волокон, атрофія м’язів, кахексія, розлади вищої нервової діяльності (страх, зниження інтелекту). Внаслідок метаболічного ацидозу може розвинутися ацидотична кома. Прояви гіповітамінозу спостерігають і у людей, які страждають на алкоголізм, внаслідок порушення всмоктування вітаміну в травному тракті у них виникає безсоння, дратівливість, головний біль. Характерною ознакою захворювання є порушення секреторної та моторної функцій травного тракту – зниження кислотності шлункового соку, втрата апетиту, атонія кишок. Вітамін В₁ руйнується під впливом фермента тіамінази, який у значній кількості міститься в сирій рибі, тому дефіцит цього вітаміну може зустрічатися у мешканців полярних і приполярних регіонів, у мешканців країн Азії та Південної Америки, де основу харчового раціону становить полірований рис.. Це захворювання виникає також у працівників гарячих цехів, при виробничому контакті з сірковуглецем, тетраетилсвинцем.

Вітамін В₂ (рибофлавін) в основі своєї структури містить ізоалоксазин, з’єднаний із спиртом рибітолом. Наявність ізоалоксазинової поліциклічної системи надає йому яскраво-жовтого забарвлення.

Вітамін В₂ у тканинах знаходиться в формі фосфорилованих похідних – флавінмононуклеотиду (ФМН), який синтезується з вільного рибофлавіну та АТФ за участі рибофлавінкінази, та флавінаденіндинуклеотиду (ФАД), який утворюється з ФМН під впливом специфічної АТФ-залежної ФМН-аденілтрансферази. У невеликій кількості він присутній у вигляді продуктів окиснення – люміфлавіну та люміхрому (у сітківці ока).

Джерелами вітаміну В₂ є продукти тваринного походження – печінка, яйця, молоко; значна його кількість міститься в дріжджах, хлібі (з борошна грубого помолу), шпинаті. Він частково синтезуються мікрофлорою кишки. Добова потреба дорослої людини у вітаміні В₂ становить 1,8 – 2,6 мг, вона збільшується в похилому віці, при тяжкій фізичній роботі, надмірній кількості жирів у харчовому раціоні.

Біологічна роль. Будучи коферментами ферментів класу оксидоредуктаз, ФАД і ФМН беруть участь у дезамінуванні амінокислот (у складі оксидаз лейцину, валіну, метіоніну); утворенні сечової кислоти (у складі ксантиноксидази); вони беруть участь в окисненні жирних кислот (у складі ацил-КоА-дегідрогенази); транспорті протонів і електронів у дихальному ланцюзі мітохондрій з НАДН₂ на убіхінон (у складі НАДН₂-дегідрогенази); циклі трикарбонових кислот (у складі сукцинатдегідрогенази), окисному декарбоксилуванні пірувату (у складі піруватдегідрогеназного комплексу) – процесах, які поєднані з генерацією енергії АТФ.

Його присутність необхідна для утворення нейромедіаторів і їх інактивації; повноцінного кровотворення, оскільки рибофлавін сприяє синтезу еритропоетину та збереженню тетрагідрофолієвої кислоти; він підтримує захисні механізми організму, забезпечуючи фагоцитуючу активність нейтрофілів. Вітамін В₂ бере важливу участь у механізмі зору – завдяки свої світлочутливості він перетворює діючі на нього фіолетові та сині промені на більш довгохвильові (світло зеленої флуоресценції), до яких око володіє більшою чутливістю, тобто виконує роль сенсибілізатора, спричинюючи батохромний ефект. Через активування інших вітамінів (В₆ і особливо РР) рибофлавін забезпечує пластичні процеси у слизових оболонках.

Гіповітаміноз вітаміну В₂ може виникати внаслідок недостатнього надходження рибофлавіну з продуктами харчування (екзогенний) та ахілії (ендогенний) і характеризується зниженням вмісту ФМН і ФАД, що проявляється пригніченням тканинного дихання, посиленим розпадом тканинних білків. Клінічна картина характеризується ураженням слизових оболонок, шкіри та зору: знижується апетит і маса тіла, з’являються слабкість, головний біль і ріжучий біль очей, порушення сутінкового зору, відчуття печіння шкіри, болючість у кутиках рота та нижній губі. За відсутності лікування з’являються тріщини в кутиках рота (кутовий стоматит), язик стає сухим, яскраво червоним (глосит), розвивається себорейний дерматит носо-губних складок, кон’юнктивіт, блефарит, посилюється васкуляризація склер (вростання судин), інколи виникає катаракта (помутніння кришталика). При авітамінозі В₂ розвивається загальна м’язова та серцева слабкість, дегенеративні зміни нервової системи, анемія, виразковий коліт тощо.

Вітамін В₃ (пантотенова кислота, пантотен) складається з залишківa,g-дигідрокси-b, b-диметилмасляної кислотита b-аланіну, з’єднаних між собою амідним зв’язком.

Біологічно активними формами пантотенової кислоти є коензим (КоА-SН) і 4-фосфопантотеїн. В основі хімічної структури КоА лежить залишок 3'-фосфоаденозин-5'-дифосфату, з’єднаний із залишком пантотенової кислоти, карбоксильна група якої, в свою чергу, з’єднується ациламідним зв'язком із тіоетаноламіном.

Функціонально активною групою КоА-SН є кінцева сульфгідрильна група-SН. Ацил-КоА має великий запас енергії і належить до числа сполук із макроергічним зв'язком.

Джерелами пантотенової кислоти є печінка, нирки, яєчний жовток, ікра риб, дріжджі, горох. В організмі людини вона синтезується в значній кількості кишковою паличкою. Добова потреба для дорослої людини становить 10 –12 мг і збільшується до 20 мг при тяжкій фізичній праці та у жінок, які годують грудьми.

Біологічна роль. Коензим А у вигляді свого високореакційноздатного похідного – ацетил-КоА утворює зв’язки по типу С-С, С-N, С-О, С-S і бере участь у низці біохімічних реакцій: ізомеризації D- і L-форм (наприклад, b-оксимасляної та метилмалонової кислот), карбоксильних груп (перетворення метилмалонової кислоти на янтарну) і подвійних зв’язків (вінілоцтової та кротонової кислот); конденсації карбонових кислот за a-вуглецевим атомом; дегідруванні (a-, b-дегідрування кислот і b-оксикислот на кетокислоти) і зворотному окисненні; гідратації; розщепленні b-кетокислот; утворенні фосфоангідридів. Карбоксиацильні форми ацетил-КоА є переносниками карбоксильних груп у реакціях, які здійснюють біотинові та інші ферменти (декарбоксилування щавелевооцтової кислоти з утворенням піровиноградної; утворення метилмалонату з ацетату).

Ацетил-КоА здійснює транспорт ацильних груп від одного субстрату до іншого, слугуючи, у такий спосіб, їх проміжним акцептором і донором у низці хімічних реакцій, які пов’язані з біосинтезом амінокислот (аргініну, проліну, глутамінової кислоти), вищих жирних кислот, фосфоліпідів, пуринів, терпенів, стероїдів, порфіринів, ацетилхоліну тощо; знешкодженні біогенних і чужорідних речовин; всмоктуванні багатьох речовин, оскільки утворення тауро- і глікокон’югатів жовчних кислот здійснюється через стадію проміжних холілпохідних-КоА.

Інша біологічно активна форма – 4'-фосфопантетеїн слугує простетичною групою ацилпереносного білка, що входить до складу мультиферментного комплексу синтетази жирних кислот.

Гіповітаміноз В₃ у людей практично не розвивається через достатній синтез цього вітаміну мікрофлорою кишок. Клінічна картина у волонтерів, яким вводили антивітаміни, характеризувалася втратою апетиту, в’ялістю, огрубінням і посивінням волосся, порушенням діяльності нервової системи (розладами координації, невритами, паралічами), дистрофічними змінами в серці, нирках, залозах внутрішньої секреції. Низький рівень пантотенату в крові часто поєднується з іншими гіповітамінозами (В₁, В₂) і проявляється як комбінована форма гіповітамінозу.

Вітамін В₅ (РР, кислота нікотинова, протипелагричний) за хімічною природою є нікотиновою кислотою (піридин-3-карбонова кислота), яка в організмі легко перетворюється на нікотинамід. Біологічно активною формою нікотинової кислоти в організмі людини є нікотинамідні коферменти: нікотинаміддинуклеотид (НАД) і нікотинаміддинуклеотид фосфат (НАДФ).

Джерелами вітаміну В₅ є м’ясні продукти (особливо печінка), рис, гречка, хліб, картопля, морква, дріжджі. На відміну від багатьох вітамінів синтезується в організмі людини з амінокислоти триптофану (1 молекула нікотинаміду з 60 молекул триптофану) за участі вітаміну в₆. Добова потреба для дорослої людини становить 15 – 25 мг.

Біологічна роль. Нікотинамідні коферменти беруть участь у понад 130 біохімічних реакцій дегідрування або окиснення з утворенням хімічних зв’язків типу С=О, С-ОН, СН=NH, СН= N, С-N, С-S, С=С, дегідруючи або окиснюючи при цьому спирти на альдегіди та кетони, останні – на органічні кислоти, аміносполуки – на іміносполуки тощо.

у формі коферментнів НАД⁺ (нікотинамідаденіндинуклеотиду) і НАДФ⁺ (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфату) цей вітамін входить до складу оксидоредуктаз, каталізуючи реакції дегідрування різних органічних сполук з перенесенням водню на проміжний акцептор, а згодом – на кисень. Дегідрогенази за участі НАД каталізують переважно окиснювальні реакції субстратів, а за участі НАДФ – відновні. У складі дегідрогеназ ці коферментні форми вітаміну В₅ беруть участь у реакціях циклу трикарбонових кислот: синтезі сукциніл-КоА, дегідруванні ізоцитратної кислоти з утворенням щавелевоянтарної та зворотному дегідруванні L-малату з утворенням щавелевооцтової кислоти.

У завершальному етапі біологічного окиснення (тканинному диханні) НАД і НАДФ слугують первинною ланкою процесу перенесення протонів і електронів із субстратів на молекулярний кисень, беручи у такий спосіб участь у забезпеченні організму енергією.

Оксидоредактузи за участі нікотинамідних коферментів каталізують окремі реакції прямого окиснення глюкози в пентозофосфатному шляху, глюконеогенезі, гліколізі, спиртовому бродінні; вони беруть участь у білковому обміні (наприклад, за їх участі відбувається зворотна реакція окиснення L-глутамінової кислоти на a-кетоглутарову); у b-окисненні жирних кислот (НАД-залежна b-оксіацил-КоА-дегідрогеназа), окисненні гліцеролу (НАД-залежна гліцеролфосфатдегідрогеназа).

За участі нікотинових коферментів відбувається деякі реакції обміну вітамінів – відновлення дегідро-L-аскорбінової кислоти до L-аскорбінової, дегідрування піридоксину з утворенням піридоксалю, вітаміну А – з утворенням ретиналю, відновлення фолієвої кислоти з утворенням 7,8-дигідрофолієву.

НАД⁺ слугує субстратом у ДНК-лігазній реакції, яка є обов’язковою при реплікації та репарації. Він необхідний також для синтезу полі-АДФ-рибози, що є одним із регуляторів матричного синтезу нуклеїнових кислот, а в зв'язку з цим і біосинтезу білків.

Нікотинова кислота бере участь у вивільненні гістаміну з тканин, активації системи кінінів, поліпшує мікроциркуляцію, що призводить до послаблення явищ гіпоксії. Доведено, що цей вітамін має гіпохолестеринемічну дію, у великих дозах знижує вміст тріацилгліцеролів і b-ліпопротеїнів крові; він посилює секреторну функцію шлунка та підшлункової залози, покращує функції печінки та кори надниркових залоз, активує фібринолітичну систему, нікотинамід володіє слабо вираженим протитуберкульозним впливом.

Завдяки участі у вуглеводному, білковому та ліпідному обмінах, вітамін В₅ регулює діяльність кори великих півкуль головного мозку, серцево-судинної системи, процеси травлення та кровотворення.

Гіповітаміноз В₅ виникає внаслідок тривалої недостатності в їжі нікотинової кислоти та триптофану або надлишкового використання останнього на синтез серотоніну. Ендогенна нестача вітаміну РР зустрічається при шизофренії, невритах, алергійних дерматитах, захворюваннях травного тракту, отруєннях свинцем, бензолом тощо. Клінічна картина гіповітамінозу РР характеризується такими загальними симптомами як надмірна втомлюваність, апатія, погіршення пам’яті, головний біль, схуднення і проявляється захворюванням, що носить назву пелагра (у перекладі – огрубіла шкіра) і характеризується наявністю дерматиту, діареї, деменції (тріада «Д»). Дерматит виявляється в гіперчутливості шкіри до сонячного світла (фотосенсибілізація) з виникненням на тильній частині кистей, шиї, грудній клітці червоних, сіро-коричневих плям запального характеру з подальшим їх лущенням, утворенням тріщин. Розлади травного тракту проявляються фуксиноподібним язиком, діареєю без слизу та крові, геморагіями та ерозіями слизової оболонки травного тракту). Невростенічний синдром характеризується дратівливістю, безсонням, пригніченістю психіки, загальмованістю, нервово-м’язовим болем і деменцією – недоумством, пов'язаним із ураженням центральної нервової системи. захворювання зазвичай перебігає з загостреннями у весняний період.

Вітамін В₆ (піридоксин, антидерматитний) воснові своєї структури містить піридинове кільце, він має три форми – піридоксол (піридоксин), піридоксаль і піридоксамін, які різняться будовою замісної групи біля атома вуглецю в n-положенні до атома азоту.

В організмі всі три форми вітаміну володіють однаковою біологічною активністю, можуть взаємоперетворюватися одна в одну та використовуються для синтезу коферментів піридоксаль-5-фосфату та піридоксамін-5-фосфату, які утворюються шляхом фосфорилування за гідроксильною групою в п’ятому положенні піримідинового кільця за участі фермента піридоксалькінази та АТФ як джерела фосфату.

Джерелами вітаміну В₆ є яйця, печінка, молоко, зелений перець, морква, дріжджі, пшеничний хліб; невелика кількість вітаміну синтезується мікрофлорою кишки. Добова потреба для дорослої людини становить 2 – 3 мг.

Біологічна дія. Піридоксалеві коферменти входить до складу понад 50 ферментів. Вони беруть участь у реакціях перетворення амінокислот: переамінування (у складі амінотрансфераз), рацемізації (у складі аланін-, метіонін- і глутаматрацемази), b-заміщення (у складі цистеїнсинтази, метилцистеїнсинтази, триптофансинтази), дегідратації (у складі сериндегідратази) незворотного декарбоксилування (у складі глутаматдекарбоксилази з утворенням ГАМК, валіндекарбоксилази, тирозиндекарбоксилази), a,b-розщеплення (у складі треонінальдолази, серинальдолази). Ці коферментні форми беруть участь в знешкодженні біогенних амінів (у складі моноаміно- та діамінооксидаз), синтезі складних білків гемопротеїнів (у складі синтетази d-амінолевулінової кислоти), сфінголіпідів, глікогенолізі тощо. Він також здійснює активне перенесення деяких амінокислот через клітинні мембрани.

Піридоксин попереджує та зменшує токсичні явища, викликані застосуванням ізоніазиду та інших протитуберкульозних препаратів; покращує ліпідний обмін при атеросклерозі.

Гіповітаміноз В₆, пов'язаний з екзогенною недостатністю вітаміну у дорослих людей практично не зустрічається, він може виникати в немовлят у зв’язку з незбалансованим штучним вигодовуванням або як наслідок природженої патології ферментних систем (піридоксинзалежний судомний синдром (зниження синтезу g-аміномасляної кислоти – медіатора гальмування в ЦНС), піридоксинзалежна анемія (порушення В₆-залежних реакцій метаболізму порфіринів і гему)); у хворих на туберкульоз, які тривалий час приймають ізоніазид – антивітамін піридоксину; у жінок, які тривалий час приймають контрацептиви. Клінічна картина характеризується нудотою, блюванням, появою глоситу, кон’юнктивіту, поліневриту, пелагроїдного дерматиту, підвищеною збудливістю нервової системи (у зв’язку з порушенням синтезу ГАМК), судомами.

11.3.2. Вітаміни, що виконують гемопоетичну функцію. Вітамін В_с, В₉, В₁₀ (фолієва кислота, фолацин, птероїлглутамінова кислота) складається з трьох структурних одиниць: залишка птеридину, параамінобензойної та глутамінової кислоти. Активною формою вітаміну є тетрагідрофолієва кислота (ТГФК), яка утворюється при відновленні фолієвої кислоти під дією дигідрофолатредуктази в присутності НАДФН₂.

Джерелами фолієвої кислоти є продукти рослинного (салат, капуста, помідори, шпинат, боби) і тваринного (печінка, м'ясо) походження. Добова потреба для дорослої людини становить 50 – 200 мкг; фактично всмоктується в кишці біля 50 % фолатів, спожитих із їжею.

Біологічна роль ТГФК пов’язана з її здатністю переносити одновуглецеві групи (метильні (-СНз), метиленові (-СН₂-), формільні (-СОН), оксиметильні (-СН₂ОН), метенільні (≡С-Н)) на проміжні сполуки та, у такий спосіб, брати участь у амінокислот (серину, гліцину, метіоніну), піримідинів, пуринів, нуклеїнових кислот, креатину, холіну тощо.

У комплексі з вітаміном В₁₂ (він сприяє відновленню фолієвої кислоти та накопиченню її активних коферментних форм у клітині) фолієва кислота стимулює еритропоез, лейкопоез, тромбопоез, оновлення білків у тканинах, що швидко регенерують.

Гіповітаміноз В₁₀ зазвичай виникає внаслідок порушення всмоктування фолієвої кислоти (внаслідок атрофії залоз і пухлини шлунка, захворювання кишок) або надмірне її використання (кишкові паразити, дисбактеріоз, вагітність) та характеризується порушенням обміну речовин, поділу клітин і зупинки росту організму. Клінічна картина характеризується швидкою стомлюваністю, дратівливістю, втратою апетиту, а також ознаками пригнічення проліферації кровотворних клітин, що проявляються мегалобластною анемією (кістковий мозок продукує гігантські незрілі еритроцити, що пов’язано з пригніченням синтезу ДНК), макроцитарною анемією, анемією Аддісона-Бірмера; лейко- і тромбопенією. Спостерігаються також порушення регенерації епітелію, особливо травного тракту, які обумовлені недостатністю пуринів і піримідинів для синтезу ДНК у клітинах слизової оболонки, які постійно діляться.

Авітаміноз фолієвої кислоти може виникати внаслідок тривалого застосування сульфаніламідних препаратів – аналогів параамінобензойної кислоти, яка інгібує синтез фолієвої кислоти в мікроорганізмах. При гострому дефіциті (наприклад, після прийому антагоністів фолатів) може спостерігатися втрата апетиту, біль у черевній порожнині, нудота та діарея, з’являються виразки в роті таі глотці, пошкодження шкіри та випадіння волосся, неврологічні порурешення (аж до депресії та слабоумства).

Вітамін В₁₂ (ціанокобаламін, антианемічний) являє собою складну за будовою молекулу, яка містить кориноїдно-порфіриноподібну (хромофорну) та нуклеотидну частини. Циклічна коринова система зв’язана з атомом кобальту. Для його всмоктування необхідний гастромукопротеїд (фактор Касла), який синтезується клітинами слизової оболонки шлунка. У тканинах організму вітамін В₁₂ служить джерелом двох коферментних форм: у цитоплазмі – метилкобаламіну (метил-В₁₂), а в мітохондріях – дезоксіаденозилкобаламіну (ДА-В₁₂).

Джерелами вітаміну В₁₂ є молоко, яйця, печінка, дріжджі, соєві боби, він також синтезується мікрофлорою кишок. Добова потреба для дорослої людини становить 2 – 5 мкг.

Біологічна роль. метил-В₁₂, здійснюючи ресинтез метіоніну з гомоцистеїну в складі гомоцистеїнметилтрансферази, бере участь в утворенні креатину, адреналіну, ацетилхоліну, азотистих основ нуклеїнових кислот, білків та інших біологічно активних речовин. Він бере участь в перетворенні похідних фолієвої кислоти, полегшує їх депонування в організмі та, у такий спосіб, опосередковано забезпечує синтез нуклеотидів – попередників ДНК і РНК, а також проліферацію кровотворних клітин. ДА-В₁₂ є коферментом метилмалоніл-КоА-мутази, яка каталізує перетворення метилмалоніл-КоА на сукциніл-КоА, що сприяє згоранню в циклі Кребса залишків пропіоніл-КоА, які утворюються при b-окисненні жирних кислот з непарним числом атомів вуглецю; у складі фермента глутаматізомерази він забезпечує ізомеризацію L-глутамінової кислоти з утворенням метиласпарагінової кислоти; у складі гліцеролдегідратази бере участь у внутрішньомолекулярному окиснювально-відновному перетворенні гліцеролу на b-оксипропіоновий альдегід, він каталізує розщеплення лізину на масляну та оцтову кислоти; бере участь в окисненні тиміну та бічного ланцюга холестерину тощо.

Вітамін В₁₂ володіє високою біологічною активністю: слугує фактором росту, забезпечує кровотворну функцію (особливо еритропоез), сприяє нормалізації функцій печінки, активує загортальну систему, впливає на регенерацію нервових волокон.

Гіповітаміноз В₁₂ виникає при його дефіциті в харчовому раціоні (вегетаріанська дієта), а також при порушенні всмоктування (після резекції шлунка, запальних процесах його слизової оболонки). На відміну від інших водорозчинних вітамінів, кобаламін здатний накопичуватися в організмі в достатній кількості (4 – 5 мкг), тому клінічні симптоми недостатності можуть не спостерігатися впродовж кількох років, навіть у випадку часткової та загальної гастректомії. Клінічна картина проявляється циклічно у вигляді хвороби Аддісона-Бірмера: під час ремісії симптоматика зазвичай відсутня, а у період загострення з’являється тріада синдромів: анемічний (слабкість, надмірна втомлюваність, шум у вухах, задишка, серцебиття), шлунково-кишковий (сухість язика та його печіння, атрофія сосочків і втрата смакових відчуттів (лакований язик), втрата апетиту аж до анорексії, проноси), неврологічний (парестезії, атаксія, парези нижніх кінцівок).

Вітамін С (аскорбінова кислота, антискорбутний) – лактон дієногулонової кислоти (g-лактон-2,3-дигідро-L-гулонова кислота), схожої за своєю структурою до глюкози. Може існувати в відновленій (аскорбінова кислота) та окисненій (дегідроаскорбінова кислота) формах (рис. 11.1):

 

 

Обидві форми швидко трансформуються одна в одну: аскорбінова кислота може окиснюватися киснем повітря, пероксидом та іншими окисниками; дегідроаскорбінова кислота легко відновлюється цистеїном, глутатіоном, сірководнем.

Джерелами вітаміну С є свіжі фрукти (грейпфрути, смородина чорною та червона, плоди шипшини, журавлина) та овочі (капуста, салат, перець), частково руйнується при кулінарній обробці в присутності окисників. Добова потреба для дорослої становить 70 – 100 мг.

Біологічна дія аскорбінової кислотипов’язана з її участю в окиснювально-відновних реакціях, що зумовлено особливостями структури та властивістю легко віддавати та приєднувати атоми водню. Вона бере участь у гідроксилуванні залишків проліну та лізину під час синтезу колагену, гідроксилуванні b-бутиробетаїну під час синтезу карнітину, гідроксилуванні вітаміну Д₃ під час синтезу кальцитріолу, гідроксилуванні дофаміну (з утворенням норадреналіну), триптофану (з утворенням серотоніну), стероїдних гормонів (з утворенням кортикостероїдів) у надниркових залозах, гідроксилуванні n-гідроксифенілпірувату (з утворенням гомогентизинової кислоти); сприяє відновленню фолату з утворенням його коферментних форм; підтримує сульфгідрильні групи ферментних білків у відновленому стані, забезпечуючи в такий спосіб активацію низки ферментів (наприклад, сукцинатдегідрогенази, цитохромоксидази, лужної фосфатази тощо); вона бере участь в обміні заліза: у кишці відновлює іонів Fе⁺³ до Fе⁺², сприяючи його всмоктуванню, а також вивільненню заліза з комплексу з трансферином у крові, прискорюючи його надходження в тканини; прискорює окиснення НАДН₂ у реакціях тканинного дихання, окиснення глюкози в пентозофосфатному шляху; неспецифічно впливає на активність аргінази, естерази, катепсину, лужної фосфатази, сукцинатдегідрогенази, цитохромоксидази, уреази, поліфенілоксидази, гіалуронідази; окиснення аскорбінової кислоти з утворенням монодегідроаскорбінової кислоти забезпечує синергізм дії з a-токоферолом в усуненні вільних радикалів, що стабілізує біологічні мембрани.

У зв’язку з зазначеними біохімічними властивостями аскорбінова кислота підтримує функціонування сполучної тканини, стимулює синтез стероїдних гормонів, глікогену, альбуміну, протромбіну, посилює шлункову секрецію та всмоктування заліза в кишці; вона також активує імунні реакції організму, сприяє синтезу антитіл, посиленню фагоцитарної активності лейкоцитів, стійкості організму до захворювань.

Гіповітаміноз С найчастіше є наслідком недостатнього надходження цього вітаміну з продуктами харчування понад 3 – 6 міс і носить назву скорбут. Клінічна картина розвивається поступово. Перша (прихована) стадія характеризується появою втомлюваності, сонливості, дратівливості, серцебиття, болю в ногах, кровоточивості ясен. Для другої стадії характерна поява геморагічного синдрому внаслідок порушення синтезу колагену: крововиливи на шкірі, у підшкірній клітковині, м’язах, суглобах, внутрішніх органах. Розвивається остеопороз, виникають спонтанні переломи кісток, випадають зуби. Третя стадія характеризується різкою вираженістю зазначених симптомів, також виникає склероз м’язів кінцівок, на шкірі з’являються виразки, розвивається некротичний стоматит. Анемія – супутник скорбуту – обумовлена порушенням утворення коферментних форм фолацину, зниженням синтезу ДНК у кровотворних клітинах. У дітей скорбут супроводжується неправильним формуванням скелета, крововиливами в суглоби (найчастіше колінні) з порушенням їх рухомості.

Вітамін Р (рутин, цитрин, рибофлавоноїд, поліфенол, вітамін проникності) за хімічною природою належить до групи речовин, які мають загальну назву “біофлавоноїди” і містять у своєму складі дифенілпропановий вуглецевий скелет хромону або флавону (2-фенілхромону), у якому наявні подвійні зв'язки, кето- та гідроксигрупи в циклах і в залишках цукрів, що приєднуються до аглікону.

 

 

Серед усіх біофлавоноїдів найбільшу активність проявляють кверцетин (гідроксильований флавон), рутин (глікозид кверцетину), гесперидин (представник флавононів) і епікатехін (представник катехінів).

Джерелами флавоноїдів є плоди шипшини, лимони й інші цитрусові, недозрілі грецькі горіхи, ягоди чорної смородини, чорноплідної горобини, вишні, зелені листки чаю, листя рути духмяної. Для медичного застосування їх добувають із зеленої маси гречки, квітів софори японської та насіння бобових. Добова потреба для людини приблизно становить 50 – 100 мг / добу.

Біологічна дія біофлавоноїдівполягає в зниженні проникності капілярів шляхом запобігання окисненню катехоламінів, які, своєю чергою, через гіпофіз стимулюють синтез кортикостероїдів, відповідальних за підтримання тонусу прекапілярних сфінктерів. Стабілізація міжклітинного матриксу сполучної тканини та зміцнення кровоносних судин відбувається також і через механізм гальмування біофлавоноїдами активності ферменту гіалуронідази та забезпечення цілісності лізосом, які містять комплекс протеолітичних ферментів, вихід яких може призводити до підвищення судинної проникності. з аскорбіновою кислотою біофлавоноїди утворюють єдину окисно-відновну пару та, у такий спосіб, доповнюють дію один одного: вітамін Р запобігає деполімеризації колагену та окисненню адреналіну, утворених за участі вітаміну С; вони активують тканинне дихання та запобігають вільнорадикальному окисненню шляхом блокування каталітичної дії тяжких металів з утворенням стабільних комплексів. Вітамін Р відновлює дегідроаскорбінову кислоту в аскорбінову за участю глутатіону, тим самим подовжуючи тривалість дії останньої.

Гіповітаміноз вітаміну Р може розвиватися за умов відсутності в харчовому раціоні рослинних продуктів і зазвичай поєднується з недостатністю аскорбінової кислоти. Клінічна картина проявляється посиленою кровоточивістю ясен і петехіальними крововиливами, загальною слабкістю та больовими відчуттями в кінцівках.

Вітамін Н (біотин) є сполукою, в основі якої лежить тіофенове кільце, до якого приєднана молекула сечовини, а бічний ланцюг представлений валеріановою кислотою. Коферментною формою біотину є N₅-карбоксибіотин, що утворюється при приєднанні СО₂ до атомів азоту молекули вітаміну за участі АТФ. N₅-карбоксибіотин утворює з апоферментом міцні зв’язки.

Джерелами біотину є майже всі продукти тваринного та рослинного походження, найбільше його в печінці, нирках, молоці, яєчному жовтку, горосі, квасолі, цибулі, помідорах, картоплі. Синтезується мікрофлорою кишок, тому виводиться в складі сечі в кількості, що перевищує його надходження з продуктами харчування. Добова потреба для дорослої людини становить приблизно 10 мкг.

Біологічна дія вітаміну Н полягає в тому, що він за присутності іонів Mg²⁺ і Mn²⁺сприяє включенню СО₂ в органічні сполуки у складі ферментів карбоксилаз: метилмалоніл-КоА-транскарбоксилази, піруваткарбоксилази, ацетил-, пропіоніл-, метил-, кротоніл-КоА-карбоксилаз. Вони каталізують зворотні реакції карбоксилування, транскарбоксилування, монодекарбоксилування багатоосновних кислот, беручи в такий спосіб участь у біосинтезі ліпідів, амінокислот, вуглеводів, нуклеїнових кислот тощо. Біотин також необхідний для нейтралізації токсичності авідину – кристалічного глікопротеїну сирого яєчного білка, який здатний витісняти біотин із ферментних систем, утворюючи з ним нерозчинний комплекс, не спроможний всмоктуватися в кишці. При варінні яєць авідин руйнується.

Гіповітаміноз Н у людей зустрічається вкрай рідко, він може виникати при вживанні великої кількості сирих яєць, а також при тривалому застосуванні сульфаніламідних препаратів, які викликають дисбактеріоз кишок. В експерименті на щурах встановлено, що недостатність цього вітаміну супроводжується порушенням у печінці синтезу цитруліну з орнітину, включення СО₂ у пурини та ацетооцтову кислоту, карбоксилування пропіонової кислоти тощо. Клінічна картина недостатності біотину в людей проявлялася депігментацією шкіри, розвитком дерматитів, випадінням волосся, атрофією смакових сосочків язика, больовими відчуттями в м’язах, гіперчутливістю, відставанням у рості.

11.3.3. Вітаміноподібні водорозчинні речовини. Холін (вітамін В₄) – аміноетиловий спирт, що містить три метильні групи. В організмі синтезується в складі холінфосфатиду та серинфосфатиду, донором метальних груп для його синтезу слугують метіонін, гліцин і серин. Сприяють його синтезу в організмі ціанокобаламін і фолієва кислота.

Джерелами холіну для організму людини є капуста, злакові, а також яєчний жовток і печінка. Добова потреба становить 0,5 – 1 г.

Біологічна дія. Холін входить до складу фосфоліпідів (лецитину, сфінгомієліну тощо), слугує гепатопротектором, прискорюючи структурне відновлення ушкоджених гепатоцитів при токсичній дії алкоголю та ліків; стимулює ферментативне розщеплення жирів, знижує рівень холестерину та жирних кислот у крові, сприяє засвоєнню жиророзчинних вітамінів; він необхідний для утворення ацетилхоліну, чинить позитивний вплив на умовно-рефлекторну діяльність і покращує пам'ять; бере участь у реакціях трансметилування під час синтезу метіоніну, сприяючи в такий спосіб виведенню надлишку гомоцистеїну; холін зміцнює мембрани b-клітин підшлункової залози, регулюючи в такий спосіб рівень інсуліну в крові; впливає на репродуктивну функцію: бере участь у біосинтезі простагландинів у передміхуровій залозі та пришвидшує рухливість сперматозоїдів.

Гіповітаміноз холіну може розвиватися внаслідок його обмеженого надходження з їжею, у разі введення в організм речовин, що в великій кількості утилізують метильні групи (наприклад, нікотинова кислота), а також у випадку дефіциту ціанокобаламіну та фолієвої кислоти. Клінічна картина гіповітамінозу характеризується дратівливістю, швидкою втомлюваністю, діареєю після вживання жирної їжі, розвитком жирової інфільтрації печінки, дегенерацією канальцевого апарату нирок, затримкою росту.

Вітамін В₈ (інозит, міоінозит) – шестиатомний циклічний спирт, похідне циклогексану. Біологічно активною є лише одна з дев’яти форм стереоізомерів – міоінозит, а також фітин – сіль інозитфосфорної кислоти.

Джерелами інозитує м'ясо, печінка, яєчний жовток, картопля, хліб, горох, кунжутне масло. Синтезується в організмі людини з глюкози, а також мікрофлорою кишок. Добова потреба для дорослої людини становить 1 – 1,5 г.

Біологічна дія інозиту полягає в його участі в побудові біологічних мембран і мієліну, метаболізмі в нервовій тканині, він (подібно до холіну) бере участь у транспорті ліпідів, сприяє зниженню рівня холестерину в крові, чинить ліпотропний і антиатеросклеротичний ефекти, покращує реологічні функції крові, запобігає утворенню тромбів. За участі інозиту відбувається перетворення урацилу на цитозин під час синтезу нуклеотидів і нуклеїнових кислот. Він підвищує енергетичний потенціал міокарда, стимулює перистальтику шлунка та кишок, ріст волосся, утворення сперматозоїдів.

Гіповітаміноз інозиту в людей не спостерігають. Проте, його недостатність може клінічно проявлятися низкою очних захворювань, оскільки інозит у великій кількості міститься в кришталику, задній стінці ока та слізній рідині.

Вітамін В₁₃ (оротова кислота, урацилкарбонова кислота) – похідне піримідину. Синтезується в організмі людини з аспарагінової кислоти та карбамоїлфосфату в процесі утворення піримідинових нуклеотидів.

Джерелами оротової кислоти є дріжджі та молоко (особливо овече, козяче та кумис), синтезується мікрофлорою кишок. Добова потреба становить 0,5 – 1,5 г.

Біологічна роль оротової кислоти пов’язана з її участю в обміні білків і фосфоліпідів, метаболізмі фолієвої та пантотенової кислот, ціанокобаламіну, синтезі метіоніну; вона слугує попередником у біосинтезі піримідинових основ, беручи участь в утворенні УМФ і ЦМФ, тому розглядається як сполука анаболічної дії. Вона також сприяє утилізації глюкози, бере участь у синтезі рибози, підтримує резерви АТФ і м’язового карнозину, активує ріст і розвиток клітин і тканин, особливо м’язової. Оротова кислота прискорює регенеративні процеси в гепатоцитах, знижує ризик розвитку ожиріння печінки, сприяє зниженню рівня холестерину в крові, а також покращує скоротливу діяльність міокарда.

Гіповітаміноз В₁₃ у людей не зустрічається. При спадковому порушенні перетворення оротової кислоти на уридилмонофосфат розвивається оротацидурія, яка призводить до недостатності піримідинових нуклеотидів.

Вітамін В₁₅ (пангамова кислота) – 6-О-диметилгліциновий ефір D-глюконової кислоти. Її молекула містить лабільні метильні групи, які з допомогою специфічних трансфераз можуть переноситися на різні субстрати.

Джерелами пангамової кислоти є насіння рослин – гарбуза, кунжуту, соняшника, а також пивні дріжджі, коричневий рис, горіхи, мигдаль, печінка. Добова потреба для дорослої людини становить 1 – 2 мг.

Біологічна роль. Пангамова кислота слугує донором метальних груп, необхідних для синтезу холіну, метіоніну, адреналіну, креатину, стерину, стероїдних гормонів, метильованої S-РНК тощо. Вона активує дихальні ферменти тканин, зокрема сукцинатдегідрогеназу, і в такий спосіб сприяє синтезу АТФ і збереженню функцій тканин за умов гіпоксії; володіє ліпотропним ефектом, попереджуючи ожиріння печінки; стимулює діяльність гіпофіза та надниркових залоз; знижує втомлюваність м’язів, підвищуючи в них вміст креатинфосфату; посилює детоксикаційні функції організму при отруєнні алкоголем, наркотичними препаратами, хлорорганічними сполуками, антибіотиками тетрациклінового ряду. Володіючи антигіалуронідазною активністю, пангамова кислота чинить антиексудативний вплив під час запалення; стимулює імунні реакції, володіє судинорозширювальним і гангліоблокуючим ефектами.

Гіповітаміноз зустрічається вкрай рідко. Клінічно проявляється надмірною втомлюваністю, нервовими розладами, порушенням роботи серцево-судинної системи.

Вітамін В_т (карнітин) -g-триметиламін-b-гідроксимасляна кислота. біологічною активністю володіє L-стереоізомер. В організмі людини синтезується з лізину g-бутиробетаїну за участі аскорбінової кислоти.

Джерелами карнітину є м’ясні продукти. Добова потреба становить 300 мг.

Біологічна дія карнітину пов’язана з тим, що він транспортує довголанцюгові жирні кислоти з цитоплазми в матрикс мітохондрій, де відбувається їх b-окиснення до ацетил-КоА з подальшим вивільненням енергії; він регулює інтенсивність енергообміну в мітохондріях шляхом кон’югації ацильного радикалу та вивільнення КоА. Численні експериментальні дослідження доводять, що карнітин чинить захисний вплив при апоптозі, оскільки бере участь в інгібуванні синтезу церамідів і активності каспаз, при оксидативному стресі він інгібує синтез NО-синтази, та стимулює активність антиоксидантних ферментів (глутатіонредуктази, глутатіонпероксидази, каталази). У спортиво-медичній практиці використовують анаболічні властивості карнітину: пришвидшуючи утилізацію амінокислот і синтез білка, він здатен збільшувати масу м’язів і посилювати їх витривалість, а стимулюючи секрецію та ферментативну активність шлункового та кишкового соків – покращувати засвоєння їжі, у тому числі, білка.

Гіповітаміноз карнітину може бути викликаний його недостатнім надходженням у складі їжі або порушенням біосинтезу в організмі, а також мітохондріальними захворюваннями. Клінічно це проявляється загальною слабкістю та швидкою втомлюваністю, порушенням свідомості, болем у серці, дистрофією м’язів, ожирінням.

вітамін N (ліпоєва кислота) – 6,8-дитіолоктанова, тіоктова кислота – фактор росту молочнокислих бактерій:

Існування сульфгідрильної та дисульфідної форм ліпоєвої кислоти зумовлює участь вітаміну в окисно-відновних реакціях у якості кофермента.

Джерелами ліпоєвої кислоти є продукти рослинного (шпинат, броколі, помідори, дріжджі) та тваринного (яловичина, молоко) походження. Добова потреба для дорослої людини становить 25 – 50 мг.

Біологічна роль. Амід ліпоєвої кислоти відіграє ключову роль в окисненні та перенесенні ацильних груп у складі поліферментних комплексів (піруват- і a-кетоглутаратдегідрогеназний), основні її функції – перенесення ацильних залишків з ацилтіамінпірофосфату через ліпоєву кислоту на КоА під дією дигідроліпоїлацилтрансферази та відновлення ФАД під дією дигідроліпоїлдегідрогенази.

Вона впливає на процеси окиснення глюкози, сприяє утворенню глікогену в печінці та синтезу ацетоацетатної кислоти, нормалізує обмін холестерину, чинить детоксикаційний вплив при отруєнні солями тяжких металів (утворює з ними водорозчинні комплекси, які легко виводяться з організму). Будучи потужним відновником, ліпоєва кислота знижує потребу організму в вітамінах С і Е, попереджує їх швидке окиснення.

Гіповітаміноз ліпоєвої кислоти у людини не зафіксований. Однак, доведено, що недостатність вітаміну N може призводити до жирового переродження печінки та порушення утворення жовчі, виникнення атеросклеротичних уражень судин. Надмірне накопичення в тканинах піровиноградної кислоти при цьому спричинює ацидоз та, як наслідок, розвиток неврологічних порушень.

вітамін U (S-метилметіонін, антивиразковий) – метильоване похідне амінокислоти метіоніну.

Джерелами вітаміну U є сирі жовтки, молоко, буряки, капуста, зелень петрушки, редька, солодкий перець. Добова потреба для дорослої людини становить 200 мг.

Біологічна дія. Вітамін U слугує активним донором метильних груп, необхідних для синтезу холіну та холінфосфатидів, креатину, адреналіну, стеролів, метильованих РНК, ДНК. Він стимулює загоєння ерозій і виразок слизової оболонки травного тракту шляхом віддачі своїх метальних груп, необхідних для репаративних відновлювальних процесів. Метилуючи гістамін, вітамін U перетворює його на метилгістамін (неактивну форму) і, у такий спосіб, знижує шлункову секрецію та чинить знеболювальну дію.

Гіповітаміноз у людей не спостерігають. Проте, тривала недостатність цього вітаміну в їжі може провокувати посилення агресивності шлункового соку та утворення виразок.

Вітамін В₁₀ (параамінобензойна кислота, ПАБК) – основна частина молекули фолієвої кислоти, необхідної як для життєдіяльності мікроорганізмів, так і організму людини і тварин.

Джерелами вітаміну є всі продукти рослинного та тваринного походження. Найбільше її знаходиться у печінці, молоці, яйцях, дріжджах. Добова потреба для людини не встановлена. Терапевтична доза – 100 мг/добу.

Біологічна дія. ПАБК відіграє важливу роль у синтезі пуринів і піримідинів, амінокислот і фоліацину; вона гальмує активність адреналіну, тироксину, володіє антигістамінним ефектом, стимулює синтез інтерферону, підтверджена її дія на ензим тирозиназу – ключовий фермент синтезу меланіну шкіри.

Сульфаніламідні препарати володіють структурною схожістю з ПАБК. У більшості мікроорганізмів (у тому числі мікобактеріях туберкульозу) ці препарати конкурентно заміщають ПАБК під час синтезу фолієвої кислоти, внаслідок чого ріст і розмноження мікроорганізмів припиняється. Вона знижує токсичність миш’яку та сурми.

Гіповітаміноз ПАБК у людини не описаний. У тварин виникають порушення пігментації шерсті, пір’я, шкіри, розлади лактації.

 

Жиророзчинні вітаміни

Жиророзчинні вітаміни (А, Д, Е, К) знаходяться в ліпідах харчових продуктів як тваринного, так і рослинного походження. Їх всмоктування відбувається в тонкій кишці за наявності жовчі та активної ліпази. Вони включаються в хіломікрони і в їх складі транспортуються здебільшого в печінку (вітаміни А, Д, К) та жирову тканину (вітамін Е), де резервуються.

Вони, на відміну від водорозчинних вітамінів, не входять до складу ферментів, їх вплив на обмін речовин здійснюється опосередковано – вони виконують роль модуляторів і стабілізаторів структури та функцій мембран, захищають генетичний апарат від ушкоджувальної дії фізичних і хімічних чинників, що обумовлено їх потужними антиоксидантними властивостями; беруть участь в енергетичному обміні, чинять виражений анаболічний вплив, регулюють проникність низки речовин тощо.

Вітамін А (ретинол, каротиноїд, антиксерофтальмічний фактор, вітамін росту) об’єднує групу похідних рослинних пігментів – каротинів (a-, b- і g-) (Саrоtа – морква, лат.), які різняться за хімічною будовою та біологічними властивостями. У печінці та слизовій оболонці тонкої кишки людини каротини зазнають окиснювального розщеплення під впливом ферменту каротинази