Витамины и их значение в жизни человека

Витамин B₆

      

Пиридоксин (пиридоксол)             Пиродоксаль                       Пиродоксамин    

    

Пиридоксальфосфат                          Пиридоксаминфосфат  

 

Витамин В₉ (фолиевая кислота). Витамин В9 влияет на кроветворение, стимулирует образование эритроцитов и лейкоцитов, снижает содержание холестерина в крови. При авитаминозе развивается малокровие. При нагревании разрушается до 50-90% витамина В9. Фолиевая кислота является одним из ферментов синтеза аминокислот и участвует в обмене холина. Потребность в этом витамине растет с увеличением содержания витамина В12. Суточная потребность В9 составляет 0,2 мг.

 

1:         2-амино-4-окси-6-метилптеридина кислота

2:         парааминобензойная кислота

3:         L-глутаминовая кислота

Витамин Вх (пантотеновая кислота).     Ее еще называют вездесущая кислота, так как она содержится во многих растительных и животных продуктах: капусте, картофеле, моркови, луке, мясе, молоке, дрожжах, рисе, печени, яичных желтках, зеленых частях растений. Вх участвует в углеводном обмене, в образовании ацетилхолина в нервных клетках, в окислении конечных продуктов распада белков, жиров, углеводов. При авитаминозе и гиповитаминозе наблюдаются воспаления кожи (дермиты), воспаление роговицы (кератиты), депигментация волос, прекращение роста, развивается язва желудка и кишечника, поражение сердца, почек, надпочечников, нервной системы (паралич, полиневрит - воспаление нервов), потеря координации движений. Суточная потребность в этом витамине - 10-12 мг, а выводится его с мочой - 3-3,5 мг. Потребность в витамине Вх растет при усиленной деятельности щитовидной железы.

 
1: 2,4-диокси-3,3-диметилмаслянной кислоты

2: β - Аланин

Витамин В₁₂ (цианкобаламин). Содержит 4,5% кобальта, синтезируется лучистыми грибками и сине-зелеными водорослями, у животных и у человека синтезируется микрофлорой кишечника и накапливается в печени (особенно у осетра и судака) и в почках. В12 входит в состав многих ферментов, участвует в обмене нуклеиновых кислот, тормозит образование холестерина, необходим доя обмена веществ в головном мозге, поддерживает защитную функцию печени, нормализует содержание лейкоцитов, влияет на образование эритроцитов. Поэтому, когда мало в организме витамина В12, резко уменьшается количество эритроцитов и наступает анемия (малокровие).         

 Недостаток кислорода  в тканях связан с тем, что  витамин В12 вместе с фолиевой кислотой участвует в синтезе гемоглобина, содержащегося в эритроцитах. Химическую природу этого витамина удалось установить в 1948 году и искусственно получить этот препарат путем микробиологического синтеза. Большое количество витамина В12 потребляют глисты, паразитируя в организме человека, поэтому люди с гельминтозом страдают еще и малокровием. Суточная доза В12 составляет 0,005 мг.

Молекула витамина В12 состоит из трех частей. Планарная часть содержит тетрапиррольное ядро коррина, стабилизированное центральным атомом кобальта. Перпендикулярно к ней расположена нуклеотидная часть, построенная из циклических остатков рибозы и 5,6-диметилбензимидазола и замкнутая в макроцикл через карбоксамидный атом азота. Этот атом азота связан с одной стороны через остаток пропановой кислоты с тетрапиррольной группировкой, а с другой стороны – через изопропильный мостик – с кислородом группы и далее с фрагментами рибозы и бензимидазола. Анионная часть соединена с атомом кобальта необычной кобальт-углеродной связью.

Следует заметить, что все разработанные  в 1950-е гг. микробиологические методы получения витамина В12 все равно отличались относительной дороговизной: 245 тыс. долларов США за 1 кг.

Эмпирическая формула витамина – C63H88N14O14PCo. Пока структура не была установлена, ученые в исследованиях  пользовались следующей приблизительной формулой: C61–64H86–92N14O14PCo.

Витамин В₁₅ (пангамовая кислота). Повышает использование кислорода тканями, усиливает действие ацетилхолина. Содержится в ростках риса, рисовых отрубях, пивных дрожжах, в печени, в бычьей крови, в семенах многих растений. Витамин В15 используют при хронических и острых отравлениях. Суточная доза этого витамина -100-300 мг.

Витамин Н (биотин). Иначе его называют кожный фактор. Соединяясь с белком куриного яйца - авидином, он образует лизоцим, вещество, которое задерживает рост микробов (оно находится в слюне и слезной жидкости). При гиповитаминозе поражается кожа с выделением большого количества кожного сала и выпадением волос. Витамин Н содержится в дрожжах, томатах, печени, почках, яичном желтке. Суточная потребность в этом витамине - 150-300 мг.

Витамин РР (антипеллагрический витамин, никотинамид). При отсутствии витамина РР (от английского pellagra preventing) в пище, у человека возникает заболевание, получившее название пеллагры. Антипеллагрическим витамином является никотиновая кислота или её амид. Никотиновая кислота была известна химикам ещё с 1867 года, но только 70 лет спустя было установлено, что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важнейшего витамина.        

 Никотиновая кислота  представляет собой белое кристаллическое  вещество, хорошо растворимое в  воде и спирте. При кипячении  и автоклавировании биологическая  активность не изменяется. Активностью антипеллагрического витамина обладает как сама никотиновая кислота, так и амид никотиновой кислоты. По-видимому, в организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амид никотиновой кислоты, который и является истинным антипеллагрическим витамином. При введении никотиновой кислоты людям и животным, страдающим пеллагрой, все признаки заболевания исчезают. Антипеллагрический витамин довольно широко распространён в природе, благодаря чему пеллагра при нормальном питании встречается редко. Большое количество витамина РР находится в рисовых отрубях, где его содержание доходит до 100 мг %. В дрожжах и пшеничных отрубях, в печени рогатого скота и свиней также содержится довольно значительное количество этого витамина.

Р — витамины или биофловониды. История витамина Р или «витамина проницаемости» началась в 1936 году, когда американские ученые — Сент-Дьерди с сотрудниками, проводя опыты на морских свинках с экспериментальной цингой обнаружили, что чистая аскорбиновая кислота (витамин С) не излечивает полностью последствия цинги, а именно — подкожные кровоизлияния. Однако в тех случаях, когда они использовали в лечебных целях неочищенные растительные экстракты, последствия болезни проходили полностью.

На этом основании был сделан следующий вывод — имеется еще одно активное вещество, необходимое для полного восстановления функций организма. Таким образом, был открыт новый витамин, обладающий способностью предохранять стенки капилляров от повышенной проницаемости, и названный витамином Р от латинского слова «Регтеаг» -проникать.

Именно присутствие этого витамина позволяло полностью излечивать характерные для цинги подкожные  кровоизлияния и восстанавливать нормальную проницаемость капилляров. После этого открытия начались серьезные химические исследования нового витамина, попытки выделить его в чистом виде и установить его структуру.

Биофлавоноиды обладают выраженным сосудоукрепляющим  и симпатомиметическим действием, имеют очень ценное свойство — антиоксидантную активность, являются переносчиками водорода, принимают участие в окислительно-восстановительных процессах организма, влияют на деятельность щитовидной железы. Наибольший эффект биофлавоноидов наблюдается при их совместном применении с витаминомС. Одной из особенностей биофлавоноидов, является способность предох-ранять аскорбиновую кислоту от окисления, а также предохранять организм от ее повышенного расхода. Таким образом, существующая в растениях химическая и функциональная зависимость между витаминами Р и С делает природные препараты более эффективными, чем применение витамина С в чистом виде.

Антиоксидантное действие биофлавоноидов распространяется на адреналин, существует взаимосвязь между гормонами  коры надпочечников и витаминами С и Р, известно положительное влияние витамина Р на желчеотделение, влияние на кроветворение и т.д. Однако основным свойством биофлавоноидов является способность повышать устойчивость капилляров, уменьшать их высокую проницаемость и восстанавливать их резистентность (лат. resistere — сопротивляться).

Непосредственное влияние биофлавоноидов на окислительно-восстановительные, ферментативные и другие биохимические процессы ставит их в группу потенциально возможных противоопухолевых и радиомодифицирующих веществ. Фармакологичес — изучения в этом направлении проводились с начала 60-х годов 20 века. Опытами in vitro было показано, что антиоксиданты способны подавлять окислительно-восстановительные процессы в раковых клетках, уменьшать в них содержание РНК и угнетать биосинтез белка. При этом противоопухолевая активность таких соединений резко повышается при одновременном рентгенооблучении. В результате активируется работа полифенолоксидазы, способствующей превращению фенолов в хиноны. Такие группы флавоноидов, как лейкоантоцианы и катехины, значительно повышают содержание хинонов в опухолях, что увеличивает их противораковую активность. Показано, что катехины повышают сопротивляемость организма облучению, увеличивая продолжительность жизни подопытных животных-опухоленосителей до 69% по сравнению с контролем.

Величина активности полифенолов связана с их строением. Из изученных групп соединений наибольшей активность обладали лейкоантоцианидины, тормозя рост лимфосарком некоторых типов более чем на 60%. Кверцетин и рутин обладали низкой противоопухолевой активность (по сравнению с лейкоантоцианидинами и катехинами), но в качестве радиозащитного средства они увеличивали продолжительность жизни животных, также как и лейкоантоцианидины.

Таким образом, лейкоантоцианидины в дозах 70-80 мг/ кг оказывали противоопухолевое действие, 35 мг/кг — радиосенсибилизирующее, в дозе 5 мг/кг — радиозащитное действие. Катехины обладают выраженным радиосенсибилизирующим действием. Кверцетин обладает умеренным противоопухолевым и выраженным радиозащитным действием

Поэтому, некоторые биофлавоноиды могут быть использованы для профилактики раковых заболеваний, в том числе они уменьшают вероятность образования рака кожи и желудка под действием облучения, дыма сигарет, некоторых химических канцерогенов.

Позднее было найдено, что Р-витаминной активностью обладают не только биофлавоноиды, но и соединения другой химической природы. Например, выраженным капилляроукрепляющим действием обладает эсцин, тритерпеновый гликозид плодов каштана конского (он в 600 раз активнее рутина по влиянию на резистентность капилляров), а также теаспонин — гликозид семян чая, применение которого в дозах около 50 мг/кг уменьшает ломкость капилляров в 34-36 раз. Р-витаминной активностью обладает галловая кислота, некоторые кумарины (гликозид эскулин). Высокой Р-витаминной активностью обладает сумма сапонинов из каллистефуса китайского (Callistepphus chinensis), из монтбреции садовой (Tritonia x crocosmaeflora ), из луковиц гла-диолуса гибридного (Gladiolus x hupridus). Таким образом, «Витамин Р» — это более емкое понятие, включающее в себя различные группы химических соединений, имеющих общую физиологическую направленность действия. Но все же биофлавоноиды занимают главенствующее положение в этом классе соединений.

4.2. Препараты  жирорастворимых витаминов

Витамин А        

 Он известен в  двух формах: каратиноиды и ретинол.  Почти не разрушается при кипячении,  образуется в организме из  провитамина – каротина - желто-оранжевого  пигмента. Известно около 40 каратиноподобных веществ (каратиноидов), которые содержатся в зеленых частях растений, в моркови, свекле, тыкве, томатах, шпинате, красном перце, брюкве, крапиве, абрикосах, в желтой и белой кукурузе. Хорошо сохраняется при квашении. Витамин А накапливается в печени. Особенно много его в печени полярных животных, отчего она ядовита. В больших количествах содержится в почках, печени, молоке, в желтке яиц, в рыбьей икре, в масле (в летнем - в 10 раз больше, чем в зимнем), в печеночном жире палтуса, камбалы, лосося, трески. В жире печени пресноводных рыб открыт витамин А2. При сушке продуктов активность витамина А уменьшается. Суточная потребность этого витамина составляет от 1 до 5 мг.

Химические свойства и структурная  формула витамина А установлены еще в 1931 г. Тогда же было показано, что он представляет собой ненасыщенный спирт с эмпирической формулой С₂₀Н₃₀О, с пятью двойными связями - одной в бета-иононовым кольце и четырьмя в боковой алифатической цепи. Кристаллические препараты витамина А получены в 1937 г. Витамин А - это циклический непредельный одноатомный спирт, который растворим в большинстве органических растворителей, нестоек в присутствии кислорода воздуха, чувствителен к воздействию света и нагреванию, образует простые и сложные эфиры, большинство которых более стабильны, чем сам витамин А. Каротиноиды относятся к обширной группе углеводородных соединений - пигментов, синтезируемых высшими растениями, грибами, бактериями. По своему строению каротиноиды могут быть разделены на ряд групп: собственно каротиноиды, гидроксилсодержащие каротиноиды, каротиноиды, содержащие карбонильные группы и др. Собственно каротиноиды обозначают термином «каротины». Каротиноиды других групп, содержащие в своей молекуле кислород, следует рассматривать как производные каротинов. Каротиноиды и каротины способны к образованию структурных и пространственных изомеров.

Ретиноиды структурно связаны  с витамином А, или ретинолом, - жирорастворимым спиртом, содержащим четыре конъюгированные двойные  связи.

        

Несомненным и пока единственным показателем биологической ценности каротиноидов является их способность  превращаться в организме в витамин  А. Каротиноиды, способные к такому превращению, объединяются под названием провитамины А. К их числу относятся структурные изомеры каротина – альфа, бета и гамма каротины.

Витамин A₁ (ретинол)

β – Каротин 

 

Наиболее распространенным структурным  изомером является бета-каротин, молекула которого состоит из двух бета-иононовых  колец, соединенных алифатической цепью, имеющей 9 ненасыщенных двойных связей. По одной такой связи находится в каждом иононовом кольце. Альфа-каротин при таком же строении алифатической цепи содержит лишь один бета-иононовый цикл, тогда как второй цикл заменен на альфа-иононовый. Гамма-каротин содержит 12 ненасыщенных двойных связей, один бета-иононовый цикл и на другом конце молекулы раскрытое кольцо. Молекула витамина А состоит из трех главных структурных компонентов: циклической концевой группы, полиеновой боковой цепи и полярной концевой группы. Каждый из этих компонентов можно модифицировать, что дает возможность получения практически неограниченного числа ретиноидов, которые могут сильно отличаться от витамина А по своей токсичности, фармакологическому профилю и фармакокинетике. Из более 4000 исследованных к настоящему времени ретиноидов стадии клинического применения достигли лишь несколько соединений, обладающих благоприятным терапевтическим индексом. Их можно разделить на три следующие категории: