Каким образом витамины принимают участие в реакциях
Мы уже знаем, что такое витамины и каковы их свойства. Теперь пора узнать основные функции витаминов в организме человека!
Функция 1
Витамины являются регуляторами множества биохимических реакций, которые вместе составляют обмен веществ и энергии в организме.
Каким же образом этим крохотным молекулам удается управлять столь мощным механизмом обмена веществ, который лежит в основе нашей с Вами жизнедеятельности?
Все не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Сперва предлагаю разобраться, как работает наш организм.
Начиная с рождения и далее на протяжении всей жизни, мы дышим, едим, пьем, ходим, спим, работаем, отдыхаем, одним словом, живем. На все эти процессы затрачивается огромное количество энергии.
Кроме того она необходима для выработки тепла, работы сердца, органов дыхания, кровообращения, пищеварения и так далее.
Всего нашему организму требуется от 1200 до 1500 ккал в день (а именно, женщинам — примерно 54 ккал в час, мужчинам – 59 ккал в час).
Возникает вопрос, откуда эта энергия берется и как мы ее получаем.
Дело вот в чем. Наш организм не способен усваивать белки, жиры и углеводы в том виде, в котором они поступают к нам с пищей.
Сперва эти питательные вещества в ходе сложных превращений распадаются в желудке и кишечнике на более простые составные части, привычные для нашего организма.
Например, белки расщепляются до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот, а углеводы (а именно гликоген) до глюкозы, затем до пировиноградной и молочной кислоты.
В результате всех этих реакций выделяется драгоценная энергия, которая расходуется на построение новых более сложных веществ и структур, а также на обеспечение процессов жизнедеятельности клеток, органов и организма в целом.
Важно отметить, все эти химические реакции протекают с огромной скоростью при температуре человеческого тела (36,6º С ). Как такое возможно?
А вот оказывается, возможно, благодаря особым веществам, имеющим белковую структуру – ферментам. Их еще называют катализаторами (или ускорителями) биохимических реакций.
Ферменты запускают реакции распада и образования веществ в клетке и увеличивают их скорость во много миллионов раз!!! В нашем организме находится огромное количество этих биологических катализаторов.
Каждый фермент приводит в движение строго определенную реакцию, тем самым являясь уникальным в своем роде.
Бывают пищеварительные, дыхательные ферменты и так далее. Но какое отношение имеют ко всему этому наши витамины? Самое прямое!
Видите ли, каждому ферменту, для того, чтобы стать активным и начать действовать, необходимы помощники, в роли которых и выступают витамины.
Входя в состав большинства ферментов, витамины (особенно водорастворимые витамины группы В и жирорастворимый витамин К) регулируют и ускоряют важнейшие реакции в клетках нашего организма, иными словами, выполняют каталитическую функцию.
Таким образом, наш организм насыщается энергией, растет и развивается. В этом заключается биологическая роль витаминов в обмене веществ.
Следуя из этого, важно отметить, что значение витаминов в питании очень велико, так как они помогают нам усваивать все жизненно необходимые питательные вещества, содержащиеся в пище.
Функция 2
Некоторые витамины, такие, как А, С, Е и β — каротин обладают антиоксидантными свойствами.
Витамины антиоксиданты (или антиокислители) – группа биологических или синтетических веществ, которая защищает наш организм от разрушительного действия опаснейших врагов – свободных радикалов.
Функция 3
Витамины участвуют в образовании некоторых гормонов – биологически активных соединений, которые регулируют различные этапы обмена веществ в организме.
Например, при помощи витамина В3 (его еще называют витамином РР, никотиновой кислотой, ниацином) наш организм создает половые гормоны и гормоны коры надпочечников.
Витамин А также принимает участие в образовании стероидных гормонов (или половых гормонов, кортикостероидов).
Функция 4
Взаимодействие витаминов играет немалую роль в организме. Некоторые из них необходимы для образования других.
Так, от витамина В2 (или рибофлавина) зависит формирование активных форм витаминов В6, В9, D, а также образование витамина В3 из аминокислоты триптофана.
Недостаток рибофлавина нарушит функции данных витаминов и приведет к их дефициту даже при достаточном поступлении их с пищей.
Примеров взаимодействия витаминов насчитывается достаточно много.
Функция 5
Витамины играют важную роль в регулировании и функционировании нервной, эндокринной, иммунной систем организма.
Особенно они важны для поддержания иммунитета и повышения устойчивости организма к различным болезням и неблагоприятным факторам внешней среды.
Функция 6
По мнению врачей, витамины смягчают или устраняют действие на организм человека многих лекарственных препаратов.
Исследуется тот факт, что в повышенных дозах они могут использоваться в лечебных целях в качестве неспецифических средств: витамины В1, В2 и В6 – при сахарном диабете ;
витамин С – при инфекционных и простудных заболеваниях; витамин РР – при бронхиальной астме; витаминоподобное вещество U и никотиновая кислота – при язвах желудочно – кишечного тракта;
витамин В3 – при гиперхолестеринемии. Однако, насколько достоверны эти данные неизвестно.
Функция 7
Витамины участвуют в регулировании всех жизненно важных органов и систем организма:
- Центральной нервной системы – витамины В1, В3, В6, В12.
- Сердца, кожи и волос – витамин А.
- Костной системы – витамины С и D.
- Легких – витамины Е, А и ретиноиды, а также витамин В2.
- Зубов – витамины С, А и D.
- Глаз –витамин А.
- Кровеносных сосудов – витамины группы В и витамин С.
Функция 8
Некоторые витамины играют важную роль в усвоении минеральных веществ. Например, витамин С (аскорбиновая кислота) способствует всасыванию организмом железа. Витамин D участвует в сохранении кальция и фосфора.
Функция 9
Витамины защищают нас от заболеваний, вызванных их недостатком, а именно авитаминозов и гиповитаминозов.
Итак, мы с Вами разобрали основные функции витаминов в организме человека. Кроме того каждый витамин по своему уникален и обладает рядом специфических свойств и функций.
Источник
РАЗДЕЛ 2. ВИТАМИНЫ
Вопрос 1. Что такое витамины?
Ответ: Витамины — низкомолекулярные органические вещества, участвующие в обмене веществ и обладающие высокой биологической активностью, не синтезируемые в организме животных и человека, но поступающие в организм с пищей. Они требуются в малых количествах и необходимы для поддержания жизни, а также для роста и воспроизведения
Вопрос 2. В чем проявляется биологическая роль витаминов?
Ответ: Витамины выполняют одну из главных функций, наряду с другими принимает участие в различных ферментативных реакциях в качестве кофермента
Вопрос 3. Как обозначают (называют) витамины?
Ответ. Витамины принято обозначать большими буквами латинского алфавита (А, D, E, B1, В2и т. д.), а также по болезни, которую устраняет данный витамин, с приставкой «анти-», например, антиксерофтальмический, антиневритный и т. д. или по химическому (условному) названию ретинол, кальциферол, биотин, аскорбиновая кислота и т.д.
Вопрос 4. Какие бывают витамины по физико-химическим свойствам?
Ответ: Водорастворимые и жирорастворимые
Вопрос 5. Какие витамины относят к жирорастворимым?
Ответ: Витамины А, D, E, K, F (эссенциальные полиненасыщенные жирные кислоты)
Вопрос 6. Какие бывают водорастворимые витамины?
Ответ: Витамины группы В, С, Р, Н
Вопрос 7. Какие витамины относятся к группе В?
Ответ: Тиамин (В1) рибофлавин (В2), пиридоксин (В6), ниацин (РР), биотин (Н), пантотеновая кислота, фолиевая кислота (ВС), кобаламин (В12)
Вопрос 8. Что такое провитамины?
Ответ: Провитамины — вещества, которые не обладают витаминной активностью, но могут превратиться в витамины
Вопрос 9. Что такое гиповитаминоз и авитаминоз?
Ответ: Гиповитаминоз — заболевание, связанное с недостаточным поступлением витамина в организм. Авитаминозы — состояние организма, обусловленное полным отсутствием поступления витаминов.
Вопрос 10. Что такое гипервитаминоз?
Ответ: Гипервитаминоз — заболевание, связанное с избыточным поступлением витамина в организм
Вопрос 11. Избыток каких витаминов может вызвать гипервитаминоз?
Ответ: А, D, F, K
Вопрос 12. Какие продукты питания содержат большое количество витамина А?
Ответ. Сливочное масло, молоко, яичный желток, печень трески
Вопрос 13. Какие провитамины существуют у витамина А?
Ответ: α-, β-, y-Каротины
Вопрос 14. Сколько молекул витамина А образуется из одной молекулы β-каротина? Ответ: Под действием каротиндиоксигеназы (каротиназы) одна молекула β-каротина превращается в две молекулы витамина А
Вопрос 15. Какие соединения относят к витамину А?
Ответ: Ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота
Вопрос 16. Какова биологическая роль витамина А?
Ответ. Участвует в сумеречном зрении; регулирует дифференцировку эпителия; необходим для стабилизации клеточных мембран; влияет на рост костей, зубов, сперматогенез; регулирует синтез хондроитинсульфата; влияет на образование Т- и В-лимфоцитов
Вопрос 17. Каковы симптомы гиповитаминоза А?
Ответ: Нарушение сумеречного зрения (куриная слепота); сухость роговицы (ксерофтальмия); снижение сопротивляемости организма инфекциям; развитие кератита, бронхитов, циститов и т. д.
Вопрос 18. Какое вещество (витамин) является простетической группой родопсина?
Ответ: Витамин А (ретинол)
Вопрос 19. Какие есть известные представители витаминов группы D?
Ответ: Витамин D2 (эргокальциферол), витамин Dз(холекальциферол)
Вопрос 20. Какие известны провитамины группа D?
Ответ: 1. Эргостерол — провитамин витамина D2, содержится в грибах, растениях
2. 7-Дегидрохолестерол — провитамин витамина D3, содержится в животных продуктах
Вопрос 21. Какие формы витамина D являются активными?
Ответ: Гидроксилированные
Вопрос 22. Какие соединения относятся к активным формам витамина D3?
Ответ: 1,25(OH)2D3- 1,25-дигидроксихолекальциферол; 24,25(OH)2D3 — 24,25-дигидроксихолекальциферол
Вопрос 23. В каких органах происходит гидроксилирование витамина D3?
Ответ: В печени по 25-му положению с образованием 25(OH)D3; в почках — по 1му или 24-му положению с образованием 1,25(OH)2D3 или 24,25(OH)2D3
Вопрос 24. Какой фермент в почках участвует в образовании 1,25(OH)2D3?
Ответ: 1α-Гидроксилаза
Вопрос 25. Как регулируется активность этого фермента?
Ответ: 1. Гипокальциемия, гипофосфатемия, увеличение количества паратгормона вызывают повышение активности 1α-гидроксилазы
2. Увеличение количества 1,25(OH)2D3 тормозит активность 1α-гидроксилазы и активирует синтез 24-гидроксилазы, что ведет к образованию 24,25(OH)2D3
Вопрос 26. Биологическая роль витамина D?
Ответ: Активные формы витамина D, действуя вместе с паратгормоном и кальцитонином, поддерживают постоянство концентрации кальция и неорганического фосфата в крови
Вопрос 27. Как называется гиповитаминоз D?
Ответ: У детей — рахит, у взрослых — остеомаляция
Вопрос 28. Какие изменения характерны при гипервитаминозе?
Ответ: 1. Кальцификация сосудов и мягких тканей внутренних органов
2. Деминерализация диафизов трубчатых костей, что сопровождается их переломами
3.Усиленная минерализация костей черепа и эпифизов трубчатых костей у детей и взрослых
Вопрос 29. Какие витамины относят к витаминам группы К?
Ответ. 1. Витамин К1 (филлохинон), содержится в растениях
2. Витамин К2 (менахинон), содержится в тканях животных
Вопрос 30. В каких биологических реакциях участвует витамин К?
Ответ: 1. Индуцирует синтез кальций связывающих белков
2. Является кофактором у-глутамилкарбоксилазы, осуществляющей образование y-карбоксиглутамильного остатка в белках (свертывающей системы (фактор II, фактор VII, фактор IХ, фактор Х); костей и дентина (матриксные Gla- белки))
Вопрос 31. Как проявляется гиповитаминоз К?
Ответ: Кровоизлияниями; удлинением времени свертывания крови
Вопрос 32. Как проявляется гипервитаминоз К?
Ответ: Тромбоз сосудов
Вопрос 33. Назовите водорастворимый аналог витамина К?
Ответ: Викасол
Вопрос 34. Какие вещества являются антивитаминами для витамина К?
Ответ: Дикумарол, салициловая кислота
Вопрос 35. Какие соединения относятся к витамину Е?
Ответ: α-, β-, y-Токоферолы. Наиболее распространен и активен α-токоферол
Вопрос 36. В чем заключается биологическая роль витамина Е?
Ответ: Он является антиоксидантом, то есть прерывает цепные реакции перекисного окисления липидов. Антиоксидантную функцию витамина Е выполняет совместно с селеном и цистеином
Вопрос 37. Каковы симптомы гиповитаминоза Е?
Ответ: Миопатия и анемия у недоношенных детей
Вопрос 38. Каковы симптомы гипервитаминоза Е?
Ответ: Головная боль, ухудшение зрения
Вопрос 39. Какие соединения относятся к витамину F?
Ответ: Полиненасыщенные эссенциальные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая
Вопрос 40. Какая биологическая роль полиненасыщенных эссенциальных жирных кислот?
Ответ: 1. Являются компонентом глицерофосфолипидов мембран
2. Участвуют в образовании эстерифицированногохолестерола в липопротеинах высокой плотности — ЛПВП (антиатерогенное действие)
3. Из арахидоновой кислоты образуются: простаноиды (простагландины, простациклины, тромбоксаны) и лейкотреины
Вопрос 41. Какой фермент катализирует синтез простаноидов?
Ответ: Циклооксигеназа. Активность этого фермента ингибирует аспирин и индометацин
Вопрос 42. В чем заключается биологическая роль тромбоксанов?
Ответ: Тромбоксаны образуются в тромбоцитах. Вызывают сужение сосудов и агрегацию тромбоцитов
Вопрос 43. Какая биологическая роль простациклинов?
Ответ: Простациклины образуются в стенках кровеносных сосудов и ингибируют агрегацию тромбоцитов
Вопрос 44. Что такое лейкотриены?
Ответ: Лейкотриены — группа сопряженных триенов, образующихся из арахидоновой кислоты под действием липоксигеназы в лейкоцитах, тромбоцитах и макрофагах
Вопрос 45. Какова биологическая роль лейкотриенов?
Ответ: Они вызывают сокращение гладкой мускулатуры бронхов, повышают проницаемость кровеносных сосудов, активацию и приток лейкоцитов, регулируют воспалительные процессы и быстрые аллергические реакции
Вопрос 46. Какую биологическую роль выполняют водорастворимые витамины?
Ответ: Они входят в состав коферментов, то есть небелковых компонентов ферментов
Вопрос 47. Что является активной формы витамина B1?
Ответ. Тиаминдифосфат
Вопрос 48. В каких реакциях участвует тиаминдифосфат?
Ответ: В окислительном декарбоксилировании α- кетокислот; в транскетолазной реакции пентозофосфатного пути
Вопрос 49. Каковы симптомы дефицита витамина В1?
Ответ: Развивается болезнь бери-бери. Появляются признаки полиневрита, мышечной атрофии, поражения желудочно-кишечного тракта, сердечной мышцы
Вопрос 50. Какие коферменты образуются из витамина В2 (рибофлавина)?
Ответ: Флавинмононуклеотид (FMN) и флавинадениндинуклеотид (FAD)
Вопрос 51. В каких реакциях участвуют FMN и FAD?
Ответ: В окислительно-восстановительных реакциях
Вопрос 52. Каковы признаки гиповитаминоза В2?
Ответ: Врастание сосудов в роговицу глаза, катаракта, хейлит, глоссит, анемия
Вопрос 53. Какие коферменты образуются из витамина РР (никотинамида)?
Ответ: Никотинамидадениндинуклеотид (NAD+)
Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NАDР+)
Вопрос 54. Какая болезнь обусловлена недостатком витамина РР?
Ответ: Пеллагра
Вопрос 55. Что характерно для пеллагры?
Ответ: Деменция, дерматит, диарея, нарушения слизистых оболочек, нервные расстройства
Вопрос 56. В каких реакциях участвует NAD+
Ответ: В окислительно-восстановительных реакциях
Вопрос 57. Какой кофермент образуется из витамина В6?
Ответ: Пиридоксальфосфат
Вопрос 58. В каких реакциях участвует пиридоксальфосфат?
Ответ: В трансаминировании, декарбоксилировании аминокислот, во взаимопревращении D- и L-форм аминокислот
Вопрос 59. Какое соединение является активной формой фолиевой кислоты?
Ответ: Тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)
Вопрос 60. В каких реакциях участвует ТГФК?
Ответ: ТГФК участвует в переносе одноуглеродных остатков (формильного, метильного, метиленового, метенильного)
Вопрос 61. Как называется активная форма витамина Н (биотина)?
Ответ: Карбоксибиотин
Вопрос 62. В каких реакциях участвует карбоксибиотин?
Ответ: Карбоксилирования (биосинтез малонил-КоА из ацетил-КоА)
Вопрос 63. В каком случае может развиться авитаминоз Н?
Ответ. При избыточном потреблении сырых куриных яиц, содержащих белок авидин, который необратимо связывает биотин
Вопрос 64. В состав каких коферментов входит витамин В12?
Ответ: Витамин В12 входит в состав коферментов дезоксиаденозилкобаламин и метилкобаламин
Вопрос 65. В каких реакциях превращения метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА, синтезах метионина из гомоцистеина
Вопрос 66. Какое заболевание развивается при дефиците витамина В12?
Ответ: Пернициозная (злокачественная) макроцитарная мегалобластическая анемия с нарушением деятельности нервной системы и снижением кислотности желудочного сока
Вопрос 67. В построении какого кофермента участвует пантотеновая кислота?
Ответ: Кофермента А
Вопрос 68. Из каких соединений построен кофермент А?
Ответ: Из 3′-фосфоаденозин-5′-пирофосфата, пантотеновой кислоты и тиоэтиламина
Вопрос 69. Какова биологическая роль кофермента А?
Ответ: Участвует в активации и переносе ацильных остатков (например, ацетил- КоА)
Вопрос 70. Какими формами представлен витамин С?
Ответ: Восстановленной и окисленной (дегидроаскорбиновая кислота)
Вопрос 71. В каких реакциях участвует витамин С?
Ответ. Витамин С в качестве кофактора участвует в гидроксилировании остатков лизина и пролина при созревании коллагена
Вопрос 72. Как называется авитаминоз С?
Ответ: Цинга (скорбут)
Вопрос 73. Каковы признаки цинги?
Ответ: Кровоизлияния в коже, во внутренних органах, отеки конечностей, кровоточивость десен, выпадение зубов, снижение сопротивляемости инфекциям
Вопрос 74. Витамин В2(рибофлавин) является составной частью какого кофермента? Ответ: Витамин В2является составной частью флавиновых ферментов (ФАД, ФМН), участвующих в окислительно-восстановительных реакциях
Вопрос 75. Витамин В1(тиамин) входит в состав каких ферментов и в какой форме?
Ответ: Тиамин в виде тиаминдифосфата входит в состав декарбоксилаз пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот (пируватдегидрогеназыдекарбоксилирующей)
Вопрос 76. Пантотеновая кислота является составной частью какого кофермента?
Ответ: Пантотеновая кислота входит в состав кофермента активирования кислот коэнзима А (HSKoA), который участвует в активировании жирных кислот и аминокислот, выполняет роль «переносчика» остатков уксусной кислоты
Источник