Какие витамины синтезируются в нашем организме
Жизнь — это боль, и иногда, увы, совсем не метафорическая. Некоторым пациентам приходится вести с ней постоянную и почти безнадежную борьбу. Для этого в ход идут любые средства, даже такие опасные, как опиоидные анальгетики, известные массой побочных эффектов. Но в последние годы ученые и медики приближаются к тому, чтобы в корне изменить природу этих анальгетиков, «отменив» их негативное действие, но сохранив обезболивающее.
Любая боль требует ответных действий. Но боль хроническая, нестерпимая, как у некоторых онкологических больных, может не откликаться на прием обычных анальгетиков из аптечки.
Это вынуждает принимать исключительно сильные по своему обезболивающему эффекту препараты, опиоидные анальгетики, такие как морфин и его производные.
Первооткрывателем морфина стал потомственный фармаколог Фридрих Сертюрнер, который с юных лет увлеченно экспериментировал в семейной, а затем и в придворной лаборатории в Вестфалии. Опий, таинственное снадобье из сказок «Тысячи и одной ночи», химик начала XIX века никак не мог обойти вниманием. Выделив чистый препарат, Сертюрнер опробовал его на первых попавшихся собаках, а затем и на себе самом. Вещество погружало всех в глубокое, бесчувственное забытье с яркими видениями и было названо морфином в честь греческого бога сна. Его дальнейшая история знакома всем: от широкого использования и всеобщих восторгов — до злоупотреблений и суровых законодательных ограничений.
Милость сменилась запретами неспроста: у людей, вынужденных принимать опиоидные анальгетики, быстро развиваются тяжелые, а часто и опасные побочные эффекты, вплоть до полной остановки дыхания. Это заставляет тщательно оценивать целесообразность применения опиоидов, требует контроля за их оборотом и резко снижает доступность обезболивающих для тех, кто по‑настоящему в них нуждается. Так проявляется «двойственная» природа опиоидов, берущая начало в биохимии и физиологии их действия на нервную систему и весь организм.
Обоюдоострый меч
Все эффекты опиоидов связаны с воздействием на соответствующие рецепторы нервных клеток. Сегодня их известно пять видов, самые изученные — мю- (μ), дельта- (δ) и каппа- (κ) рецепторы, которые обнаруживаются в нейронах головного и спинного мозга, желудочно-кишечного тракта и в некоторых других органах. Любой опиоид взаимодействует с разными их типами, хотя у каждого есть свои «любимчики». Например, для самого морфина ключевыми являются μ-рецепторы.
| Локализация | Эффекты |
|---|---|
Мю (М) | |
| головной мозг (кора, таламус и др.), спинной мозг, периферические чувствительные нейроны, ЖКТ | анельгезия, эйфория, миоз, ослабление кишечной перистальтики, физическая зависимость |
Дельта (δ) | |
| головной мозг (мост, миндалина, зрительный бугор и др.), периферические чувствительные нейроны | анальгезия, антидепрессантное действие, физическая зависимость |
Каппа (κ) | |
| головной мозг (гипоталамус, ограда и др.), спинной мозг, периферические чувствительные нейроны | анальгезия, миоз, седация (тормозящее и снотворное действие), дисфория (угнетенное состояние) |
Обнаружение опиодных рецепторов заставило задуматься, какую роль они выполняют без препаратов морфия. Такие вопросы привели к открытию энкефалинов и эндорфинов, «эндогенных опиоидов», которые выделяются самим мозгом. Это своего рода встроенная система защиты от боли, от тяжелых переживаний и невзгод. Эндогенные опиоиды, так же как и экзогенные, связываются с опиоидными рецепторами и проявляют анальгезирующий эффект.
Открытие эндорфинов вызвало почти эйфорию: была предпринята масса попыток получить их синтетические аналоги, вещества, которые оставались бы мощными анальгетиками, но не были бы отягощены массой неблагоприятных последствий. К сожалению, успехом эти поиски не увенчались: либо обезболивающее действие было слабым по сравнению с опиоидами извне, либо побочные эффекты слишком сильными — все аналоги оказались ничем не лучше того же морфина. Чтобы понять, почему это произошло, придется разобраться, как же работают опиоидные рецепторы.
Новое звено
Связываясь с лигандом (эндорфином, опиатом или другим сходным веществом), μ-рецептор меняет свою форму, запуская целый каскад внутриклеточных реакций. При этом сам рецептор становится субстратом для действия ферментов-протеинкиназ, которые модифицируют (фосфорилируют) некоторые из его аминокислот. Такой измененный рецептор связывает уже другие белки — бета-аррестины. Считается, что именно они виновны в развитии опасных побочных эффектов. Показано, что у мышей, генетически неспособных производить бета-аррестины, введение морфина вызывало обезболивание без угнетения дыхания, пищеварения и других опасных эффектов.
Механизм / Ингибирование / Обезболивание
Активация опиоидного рецептора на мембране нейрона блокирует поступление в клетку ионов кальция и при этом стимулирует выведение из нее калия. Это приводит к гиперполяризации зарядов на мембране, тормозя возбуждение нейрона.
Бета-аррестины представлены в клетках всех тканей нашего тела и всегда связаны с работой мембранных рецепторов, активируя или подавляя их действие. Почему это может приводить к подавлению дыхания и перистальтики и к другим неприятным эффектам, до сих пор точно неизвестно. На этот счет существуют лишь гипотезы, причем все они не исключают друг друга, и в организме, возможно, разные варианты реализуются одновременно.
Самая популярная гипотеза (и самая недавняя по времени появления) предполагает, что рецептор, опиоид и бета-аррестин образуют общий тройной комплекс. Этот комплекс запускает каскад регуляторных процессов, которые меняют активность отдельных генов и белков. Прежде всего это сказывается на работе ионных каналов, которые выкачивают из клетки калий. Стремительная потеря калия вызывает гиперполяризацию клеточной мембраны; в таком состоянии клетка не способна к генерации потенциала действия и проведению импульсов. Происходит торможение всех процессов, в которые она вовлечена. Например, нейрон перестает отвечать на сигналы от путей, проводящих болевые импульсы, и в конечном итоге блокирует возникновение болевого эффекта. Так клетка участвует в обезболивании, а потеряв заодно чувствительность к другим сигналам, создает и побочные эффекты.
Механизм / Стимуляция /Эйфория
Активация опиоидных рецепторов в нейронах прилежащего ядра мозга ведет к выбросу молекул гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Это заставляет соседние клетки выделять другой нейромедиатор, дофамин, приводящий к возникновению эйфории.
Молекула из машины
Долгожданный прорыв в поиске «золотой пули против боли» принесло компьютерное моделирование. Американские ученые из команды нобелевского лауреата Брайана Кобилки получили больше 3 млн виртуальных молекул, структурно подходящих для связывания с μ-рецептором. Шаг за шагом отбирая самые перспективные варианты, исследователи сократили их число до 2500, затем до 23 и, наконец, всего до семи соединений, которые демонстрировали самое высокое сродство к μ-рецептору. Фаворитом этой гонки оказалась молекула PZM21. Запомните ее название — возможно, это будущая знаменитость мирового масштаба.
PZM21 не только соединяется с μ-рецептором, но и меняет его конформацию так, что даже после фосфорилирования бета-аррестин не способен связаться с ним. Это приводит к позитивному терапевтическому эффекту (обезболиванию), причем побочные эффекты в виде угнетения дыхания, снижения перистальтики ЖКТ, физической и психической зависимости исчезают. Оценив воздействие PZM21 на лабораторных животных, ученые обнаружили, что новая молекула оказывает обезболивающее действие даже быстрее морфина — уже через 15 минут против 30. При этом морфин, как всегда, приводил к апноэ, а PZM21 на дыхательный ритм не влияла.
Кандидат номер один
Перспективный препарат олицеридин (TRV130), по заявлению создателей, может оказаться даже лучшим анальгетиком, чем сам морфин: его обезболивающий эффект начинается уже через пару минут после введения. На сегодня TRV130 остается единственным аналогом морфина, который был испытан на людях. Сейчас он находится на третьей фазе клинических испытаний, результаты которых должны стать известны уже в нынешнем году. Впрочем, слишком обнадеживаться не стоит. Во‑первых, есть некоторые поводы подозревать, что TRV130 все-таки вызывает угнетение дыхания. Во‑вторых, известно немало примеров, когда столь же многообещающие разработки заканчивались ничем. Достаточно вспомнить историю дезоморфина, более известного под названием героин.
Очень важно, что проблему адекватного обезболивания ученые пытаются решить, двигаясь совершенно разными путями. И пока одни моделируют и испытывают новые молекулы, другие пытаются «доработать» уже существующие. Такую надежду дает открытие особой группы эндогенных опиоидов, коротких пептидов эндоморфинов. Работы прошлого года показали хорошие перспективы для получения модифицированных эндоморфинов, которые воздействуют на μ-рецепторы, запуская обезболивание без побочных эффектов.
Конечно, говорить о получении заветных молекул пока еще рановато. Даже Брайан Кобилка и его соавторы замечают, что PZM21 и создаваемые ею эффекты нуждаются в дополнительных и всесторонних исследованиях, равно как и «аналоги» эндорфинов. Необходимо выяснить метаболические превращения, которые вещество претерпевает в человеческом организме, удостоверить положительные эффекты и отсутствие отрицательных. На все это уйдет еще не один год. Но по крайней мере ученые создали хорошую основу для дальнейших открытий, а больные и врачи получили новую надежду.
Источник
Витамины – это низкомолекулярные вещества, которые необходимы человеку для поддержания нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма.
Кроме этого, они влияют на процессы, протекающие в различных органах и тканях, а также на рост и развитие человека. Входят в состав многих ферментов и физиологически активных веществ.
Строение и механизм действия витаминов, а также применение их человеком изучает наука витаминология.
Особенности витаминов
Они не являются источником энергии и не обладают калорийностью;
Не являются пластическим материалом. Из них не формируются клетки и ткани организма;
Суточная потребность в витаминах очень мала. Действие витаминов проявляется в малых дозах;
Это крайне непрочные соединения. Витамины разрушаются при нагревании пищи (витамин С), при варке (витамин А);
Большинство витаминов не синтезируются в организме человека.
Как витамины появляются в организме
Источником поступления витаминов является растительная и животная пища. Некоторые витамины (Е, К, В6, В12) в малых количествах синтезируются микрофлорой кишечника человека. Под действием ультрафиолетовых солнечных лучей в коже формируется витамин D.
При нарушении поступления витаминов в организм человека возникают 3 патологических состояния:
Авитаминоз – отсутствие витамина в организме;
Гиповитаминоз – недостаток витамина либо плохое его усвоение, что ведет к нарушениям жизнедеятельности организма;
Гипервитаминоз – избыточное поступление витамина в организм. Например, из-за неконтролируемого приема синтетических препаратов. Гипервитаминозы проявляются как тяжелые отравления организма и аллергические реакции. Наиболее токсичными являются витамины А, В12, D.
Виды витаминов. Для чего именно нужны разные витамины в организме?
В зависимости от растворимости витамины подразделяются на две группы: жирорастворимые (A, D, E, K) и водорастворимые (витамины группы B, C).
Жирорастворимые витамины
Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, главным образом в печени и жировой ткани.
Витамин А (ретинол) необходим организму для поддержания хорошего зрения, нормального роста организма и работы иммунной системы.
Ретинол содержится в таких продуктах, как сливочное масло, печень трески, яичный желток, творог, рыбий жир, помидоры, морковь, абрикосы, петрушка.
Суточная потребность в витамине составляет для взрослых 900 мкг, для детей 400–1000 мкг.
При авитаминозе и гиповитаминозе возникает замедление роста и развития как всего организма, так и отдельных его частей (зубов, волос), поражается кожа, ухудшается зрение. Развивается сухость роговицы глаз (ксерофтальмия). Ослабевает сумеречное зрение («куриная слепота»).
Витамин D (кальциферол) регулирует в организме обмен кальция и фосфора, которые необходимы для образования костей и зубов.
Кальциферол содержат такие продукты, как печень, яичный желток, осетровая икра, сливочное масло, рыбий жир. Под действием ультрафиолетовых лучей витамин D образуется в коже. Суточная потребность в витамине равна 10–15 мкг.
При гиповитаминозе уменьшается содержание кальция и фосфора, что ведет к неправильному формированию скелета и задержке роста, рахиту в детском возрасте, у взрослых может быть размягчение костей (остеомаляция).
Витамин Е (токоферол) регулирует половую потенцию, улучшает белковый, минеральный, жировой обмен, препятствует образованию опухолей, являясь природным антиоксидантом.
Содержится в растительном масле, молоке, зародышах пшеницы, яичном желтке. В сутки потребность в витамине составляет 15 мг.
При гиповитаминозе появляются мышечная дистрофия, бесплодие, нарушение беременности.
Витамин К (филлохинон) принимает участие в свертывании крови.
В достаточных количествах содержится в шпинате, свиной печени, соевых бобах.
В малых количествах синтезируется кишечной микрофлорой. Суточная потребность в витамине составляет 120 мкг.
При недостатке витамина наблюдаются нарушение свертываемости крови, желудочно-кишечные кровотечения, подкожные кровоизлияния.
Водорастворимые витамины
Водорастворимые витамины, в отличие от жирорастворимых, в больших количествах не запасаются в организме, а при избытке выводятся с мочой.
Витамин С (аскорбиновая кислота) необходим для нормального роста тканей, является важным антиоксидантом, способствует заживлению ран. Важную роль этот витамин играет в образовании коллагена – особого белка соединительной ткани.
В больших количествах аскорбиновая кислота содержится в свежих овощах и фруктах (картофель, шпинат, черная смородина, цитрусовые, плоды шиповника)
Витамин С малоустойчив – при нагревании и при длительном хранении он теряет свою биологическую активность. Суточная потребность в витамине составляет 50–100 мг.
При авитаминозе аскорбиновой кислоты развивается цинга, в результате которой кровоточат десна, выпадают зубы. Возникает быстрая утомляемость, анемия, ослабляется иммунитет. При длительном отсутствии витамина С человек может погибнуть.
Витамин В1 (тиамин) важен для нервной и мышечной систем. Тиамин повышает активность ферментов, принимает участие в процессах углеводного обмена.
Витамин В1 содержится в таких продуктах, как ржаной хлеб, пивные дрожжи, неочищенные зерна злаков, семена бобовых, отруби, гречка. В сутки необходимо принимать 1,5 мг этого витамина.
Недостаток тиамина ведет к нарушению нервной системы, воспалению нерва, отечности и боли в ногах, атрофии мышц. Нередка недостаточность сердечно-сосудистой системы. Развивается болезнь бери-бери (полиневрит).
Витамин В2 (рибофлавин) влияет на обмен белков, жиров и углеводов, обеспечивает цветовое зрение.
Содержится в зерне, печени, мясе, молоке и яйцах. Суточная потребность в рибофлавине равна 1,8 мг.
При гиповитаминозе появляется дерматит (шелушение кожи), воспаление слизистых оболочек, катаракта, ухудшение зрения.
Витамин В3, или РР (никотиновая кислота, ниацин) участвует в белковом обмене, снижает холестерин, нормализует работу сердца.
Источником этого витамина выступают мясо, печень, почки, рисовые отруби, пивные дрожжи. Суточная норма составляет 20 мг.
При гипо- и авитаминозе возникает пеллагра – поражение кожи, потеря вкуса, диарея, шум в ушах и нарушение психики.
Витамин В6 (пиридоксин) способствует образованию гемоглобина в клетках крови эритроцитах, участвует в белковом обмене и синтезе серотонина.
В малых количествах пиридоксин синтезируется микрофлорой кишечника. В пищу поступает с зерновыми и бобовыми культурами, мясом, яйцами, молоком и печенью. Суточная потребность в витамине составляет 2 мг.
При недостатке или отсутствии витамина возникают анемия (малокровие), дерматит, сонливость, депрессия, расстройство пищеварения.
Витамин В12 (цианокобаламин) участвует в синтезе рибонуклеиновой кислоты (РНК), положительно влияет на обменные процессы в сердечной мышце и щитовидной железе. Помогает в создании красных кровяных телец в костном мозге.
Содержится в продуктах животного происхождения. Особенно много витамина В12 в печени. В небольших количествах синтезируется в кишечнике. Суточная потребность составляет 3 мкг.
При отсутствии витамина возникает злокачественная анемия, которая лечится препаратами, содержащими кобальт, необходимый для синтеза витамина.
Помогают ли витамины укрепить иммунитет?
Некоторые люди занимаются самолечением и, приходя в аптеку, скупают кучу дорогих мультивитаминных комплексов и БАДов, считая, что они помогут от каких-то болезней или укрепят иммунитет. В лучшем случае они не помогут, в худшем – навредят, вызвав состояние гипервитаминоза.
БАДы в своем составе имеют витамины, минералы и микроэлементы. Они не проходят тщательную проверку, так как лекарствами не являются и принимают их в основном здоровые люди. Поэтому в продажу попадает большое количество некачественных препаратов, которые могут больше навредить, чем помочь.
Иногда производители БАДов добавляют мало действующего вещества либо не добавляют его вовсе, поэтому БАДы попросту никак не действуют на организм.
Мультивитаминные комплексы являются лекарствами, поэтому и принимать их нужно только в том случае, если их выпишет врач.
Источник
Витамины, как известно, с химической точки зрения, относятся к низкомолекулярным органическим соединениям.
Они определены в общую группу по признаку их необходимости, в качестве составного элемента пищи.
Говоря о роли витаминов и микроэлементов для человека, важно отметить, что основная часть веществ не производится организмом, а поступает вместе с пищей.
В организме человека присутствует около 80 химических элементов, встречающихся в природе.
Какие витамины синтезируются организмом
Лишь некоторые из них являются исключением, которые вырабатывает организм.
- Так витамины К и В3 синтезируютcя в организмe человекa микрофлорoй толстогo кишечникa.
- Ниацин или никотиновaя кислотa, образуeтся из аминокислoты триптофанa, которая поступает с пищей. Причем, из 60 мг триптофана синтезируется только 1 мг ниацина, да вдобавок к этому, необходимо участие в этом процессе витаминов В2 и В6.
- Витамин А, тоже синтезируется организмом из поступающих с пищей предшественников: каротинов и ксантофиллов.
- Из группы синтезируемых организмом витаминов выделяется витамин D, он образуется в коже человека и только при непосредственном участии солнышка.
Синтез витаминов в организме сокращается от разных причин:
- из-за нарушения обмена веществ в организме,
- сбоев в работе желудочно-кишечного тракта.
Получить витамины в необходимом составе с продуктами питания, тоже не всегда получается, поскольку в последнее время сильно снизилось их качество. Поэтому съедаемая нами пища не успевает покрывать потребности организма в витаминах.
Недостаток витаминов всегда отражается на здоровье человека. Так витамин В1 отвечает за работу нервной и иммунной системы, которые при его недостатке могут давать сбои. А вот цинк контролирует вкус и обоняние, если вы не чувствуете вкуса продуктов, можно делать какие-то выводы.
Ниже в таблице вы можете увидеть, влияние витаминов и микроэлементов на здоровье, по каким признакам можно судить о их недостатке в организмe:
Витамины и микроэлементы, их роль в организме человека
Основная часть витаминoв и микроэлементoв поступаeт в oрганизм с пищeй растительнoго и животнoго происхождeния, реже — в виде биологически активных добавок и синтетических витаминов. Самым лучшим вариантом поступления являются все же, натуральные продукты питания. Ведь только в продуктах, вещества находятся в нужных пропорциях, усиливающих действие друг друга.
Жалко, что невозможно насытить свой организм витаминами впрок, допустим, в летне-осенний период, когда созревает урожай плодов и овощей. Но все же и в другое время года, разнообразя свой рацион питания, вполне можно набирать необходимую норму витаминов.
Содержание витаминов в продуктах питания представлено в таблице:
Влияние микроэлементов на здоровье
Другой группой необходимых для здоровья веществ являются микроэлементы, недостаток которых так же, привoдит к заболeваниям.
Микроэлементы принимают участие во всех биохимических процессах организма. Благодаря их присутствию, все органы и системы работают стабильно, но не у всех людей. Статистика показывает, что более двух миллиардов людей страдают от недостатка микроэлементов. Их дефицит в организме приводит к слепоте, одышке, умственной отсталости, бесплодию женщин, анемии, гипертиреозу и другим забoлеваниям.
К основным микроэлементам, необходимым для обеспечения жизнедеятельности человека относятся: железо и марганец, медь и йод, ванадий, бор и бром, молибден и никель, селен и кобальт, цинк, фтор, хром… Микроэлементы не пpинимают учaстие в энергетическoм обменe oрганизма, но именно им отводится первая роль в управлении процессом обмена веществ, именно они активизируют ферментный процесс.
Последние исследования молекулярной биологии показывают, что причиной недугов человека является недостаток тех или иных микроэлементов в организме. Так, например, гормональная недостаточность или пониженный уровень гемоглобина являются следствием дефицита определенных микроэлементов.
Ниже в таблице вы можете увидеть основные микроэлементы, необходимые для организма. К чему может привести их дефицит и какие продукты включать в пищу, для их пополнения.
В процессе поступления витаминoв и микроэлементoв в организм, происходит их взаимодействие друг с другом. Одни микроэлементы усиливают воздействие витаминов, повышают их биодоступность, активизируют процесс всасывания. Вторые являются несовместимыми и приносят только вред. Превращают витамины в бесполезные для организма аналоги, окисляя их или снижая уровень усвоения или совсем разрушают друг друга.
В таблице ниже видно, какие витамины и микроэлементы совместимы, а какие не совместимы. Красной стрелочкой показано отрицательное воздействие, а синенькой -положительное.
Покупая мультивитаминные и минеральные синтетические комплексы, помните о влиянии витаминов и микроэлементов на здоровье, обращайте внимание на их сочетание. Исследования показывают, что даже аптечные поливитамины не всегда бывают правильно подобраны.
Здоровья вам, уважаемые читатели!
В статьях блога используются картинки, из открытых источников Интернета. Если вы, вдруг, увидите свое авторское фото, сообщите об этом редактору блога через форму Обратная связь. Фотография будет удалена, либо будет поставлена ссылка на ваш ресурс. Спасибо за понимание!
Источник