Биохимия питания

При недостаточности  вит.В₁  может возникнуть  болезнь  "бери-бери", характерная для тех стран Востока,  где основным продуктом питания служит очищенный рис и кукуруза.  Для этого заболевания характерна  мышечная слабость, нарушение моторики кишечника,  потеря аппетита,  истощение, периферический неврит (характерный признак - человеку больно вставать на стопу - больные ходят “на цыпочках”), спутанность сознания,  нарушения работы сердечно-сосудистой системы. При "бери-бери" повышается содержание пирувата в крови.

  Пищевые источники витамина В₁ - ржаной хлеб.  В кукурузе,  рисе,  пшеничном хлебе витамин В₁ практически отсутствует.  Это объясняется тем, что в зерне ржи тиамин  распределен  по  всему  зерну,  а  в  других  злаках   он содержится только в оболочке зерен.

Суточная потребность - 1.5 мг/сутки.

 

ВИТАМИН В₂ (рибофлавин)

 

Витамин В₂   входит   в   состав   флавинмононуклеотида  (ФМН)  и флавинадениндинуклеотида (ФАД)  -  простетических  групп   флавиновых ферментов.

    Его биологическая   функция   в    организме    -    участие    в окислительно-восстановительных   реакциях  в  составе  флавопротеидов (ФП).

    Недостаточность этого   витамина часто встречается в  России. Особенно часто бывает у людей,  которые не употребляют в пищу  черный ржаной хлеб.  Проявление  гиповитаминоза:  ангулярные дерматиты в углах рта (“заеда”), глаз.  Часто это сопровождается кератитами (воспаление роговицы).  В очень тяжелых случаях бывает  анемия.  Очень  часто  сочетаются сочетанные гиповитаминозы витаминов "В₂" и "РР",так как эти витамины содержатся в одних и тех же продуктах.

  Пищевые источники: ржаной  хлеб,  молоко,  печень,  яйца,  овощи желтого цвета, дрожжи.

Суточная потребность: 2-4 мг/сутки.

 

ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА (В_C)

        В составе 3 структурных единицы:  птеридин, ПАБК (парааминобензойная  кислота) и глутаминовая кислота.

Часто ПАБК (парааминобензойную кислоту) тоже называют  витамином. Но это неверно.  ПАБК - это фактор роста для микроорганизмов,  которые синтезируют фолиевую кислоту.

Активный С₁ извлекается из глицина или серина с помощью фермента, в небелковой части которого содержится витамин В_c - фолиевая кислота. Фолиевая кислота два раза восстанавливается в организме (к ней присоединяется водород).

ТГФК является коферментом  ферментов, переносящих одноуглеродные радикалы.

 

 

Из метилен-ТГФК могут  образовываться все другие формы  активного С₁:  формил-ТГФК, метил-ТГФК, метен-ТГФК, оксиметил-ТГФК в результате реакций окисления или восстановления метилен- ТГФК.

Фолиевая кислота   в  виде  тетрагидрофолиевой  кислоты  является коферментом, участвующим  в  ферментативных  реакциях,  связанных   с переносом активных   одноуглеродных  радикалов.  Например:  биосинтез пуриновых и пиримидиновых мононуклеотидов.

При авитаминозе у  человека наблюдается макроцитарная анемия,  при которой нарушен синтез ДНК в клетках красного  костного  мозга,  для больных характерна потеря веса.

Пищевые источники: зеленые листья овощей, дрожжи, мясо, шпинат.

    Авитаминозы  встречаются   редко,   так   как  потребность  в  этом  витамине компенсируется за счет  микрофлоры кишечника.  При   некоторых заболеваниях кишечника,  когда возникают дисбактериозы,  нарушается всасывание фолиевой кислоты.

    Суточная потребность: 0.2 - 0.4 мг.

 

ВИТАМИН В₆ (пиридоксин)

  

В₆ в форме пиридоксальфосфата  является  простетической группой трансаминаз и декарбоксилаз аминокислот. Он необходим и для некоторых реакций обмена  аминокислот. Поэтому при авитаминозе В₆ наблюдаются нарушения обмена аминокислот.

В6 также  участвует  в  реакциях синтеза гема гемоглобина (синтез d-аминолевулиновой кислоты).  Поэтому  при   недостатке   В₆   у человека развивается анемия.

Кроме анемии,  наблюдаются   дерматиты.   Недостаток   В₆   может развиться у больных туберкулезом,  потому  что этих  больных лечат препаратами, синтезированными на основе изониазида - это антагонисты витамина В₆.

Пищевые источники:  ржаной хлеб,  горох, картофель, мясо, печень, почки.

Суточная потребность взрослого человека: 0.15-0.20 мг.

 

ПАНТОТЕНОВАЯ КИСЛОТА (витамин В₃)

Молекула пантотеновой кислоты состоит из бета-аланина  и 2,4-дигидрокси-диметил-масляной кислоты. Формулу знать необязательно.

Важность этого витамина в том, что он входит в состав HS-KoA (кофермента ацилирования).

    Строение КоА:  а) тиоэтиламин  б) пантотеновая  кислота в) 3-фосфоаденозин-5-дифосфат.

HSКоА - кофермент ацилирования,  то есть входит в состав  ферментов, которые катализируют  перенос ацильных остатков.  Поэтому В₃ участвует в бета-окислении жирных  кислот,  окислительном декарбоксилировании альфа-кетокислот, биосинтезе нейтрального жира,  липоидов, стероидов, гема, ацетилхолина.

При недостатке  пантотеновой  кислоты  при дисбактериозе у   человека   развиваются дерматиты, в тяжелых случаях - изменения со стороны желез внутренней секреции, в том числе надпочечников.  Также наблюдается депигментация волос, истощение.

Пищевые источники: яичный желток, печень, дрожжи, мясо, молоко.

Суточная потребность: 10мг/сут.

 

ВИТАМИН В₁₂ (кобаламин)

(антианемический витамин)

Формулу  знать необязательно  - стр.158 учебника Коровкина или стр.168 учебника Николаева.

Имеет сложное строение,  структура  молекулы  похожа  на  гем,  но вместо железа  -  кобальт.  В состав  В₁₂  входит также нуклеотидная структура, похожая на АМФ.

Производное витамина   В₁₂  является  коферментом.  Этот  витамин необходим для синтеза нуклеиновых кислот.  Он  обеспечивает  переход оксирибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды (РНК в ДНК).

Недостаток этого   витамина    может    привести    к    развитию злокачественной  тромбоцитарной анемии, нарушениям функции  центральной нервной системы.

Как правило,  встречается  сочетанный недостаток  витамина  В₁₂  и фолиевой кислоты.   Анемия   развивается не  потому,  что В₁₂  мало поступает с пищей,  а при отсутствии  особого гликопротеина,  который называется "внутренний  фактор  Кастла"  и вырабатывается в желудке. Фактор Кастла необходим для всасывания  витамина  В₁₂.  При удалении части желудка, гастритах уменьшается выработка фактора Кастла.

Это единственный витамин, который синтезируется только микрофлорой  кишечника.

Это единственный водорастворимый  витамин,  который депонируется в  организме (в печени).

Суточная потребность: 2.5-5 мкг.

 

ВИТАМИН РР (антипеллагрический)

Химическое название:  никотинамид. Входит в состав НАД  и НАДФ, то есть входит в состав коферментов  никотинамидных дегидрогеназ. Его роль - участие в окислительно-восстановительных реакциях. При недостатке РР развивается пеллагра. При пеллагре наблюдаются три “Д”:

    - дерматит

    - диарея

    - деменция (поражение  центральной нервной системы)

Источники РР:  мясо,  бобовые,  орехи,  рыба и  вообще  продукты, богатые белком.

Витамин РР может частично синтезироваться из триптофана.

Если человек  съедает  много белковой пищи,  то потребность  в этом витамине снижается.  Из 60  гр.  белка  может  синтезироваться  1  мг витамина РР.

Суточная потребность: 15-25 мг/сутки.

 

ВИТАМИН “Н” (БИОТИН)

Формулу  знать обязательно.

В составе молекуы  биотина имеются имидазоловое и  тиоэфирное кольца, к ним присоединен  радикал - валериановая кислота.

Витамин Н входит в  состав ферментов карбоксилаз: Ацетил-КоА-карбоксилазы, пируваткарбоксилазы и других.

Всасыванию биотина в кишечнике препятствует овидин - белок, содержащийся в сырых яйцах. При термической обработке яиц происходит днатурация овидина.

При авитаминозе наблюдаются  дерматиты, поражения ногтей, анемия. Синтезируется микрофлорой кишечника.  

 

    АВИТАМИНОЗЫ, СВЯЗАННЫЕ С НЕДОСТАТКОМ ФОЛИЕВОЙ КИСЛОТЫ (В_c), ПАНТОТЕНОВОЙ КИСЛОТЫ (В₃), БИОТИНА (Н), ПИРИДОКСИНА (В₆), КОБАЛАМИНА (В₁₂)  ВСТРЕЧАЮТСЯ ОЧЕНЬ РЕДКО,  ПОСКОЛЬКУ ЭТИ ВИТАМИНЫ,  ТАК ЖЕ,  КАК И ВИТАМИН К, СИНТЕЗИРУЮТСЯ МИКРОФЛОРОЙ КИШЕЧНИКА.  АВИТАМИНОЗЫ  НАБЛЮДАЮТСЯ   ПРИ ДИСБАКТЕРИОЗЕ КИШЕЧНИКА,   ПРИ  НЕОБЫЧНОЙ  ДИЕТЕ  ИЛИ  ПРИ  НАРУШЕНИИ ВСАСЫВАНИЯ ИЗ КИШЕЧНИКА.

 

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ  ВЕЩЕСТВА.

Кроме основных  элементов,  из  которых  состоят   белки,   жиры, углеводы и  нуклеиновые  кислоты,  человек  должен  получать  с пищей другие химические элементы.

Основные элементы: C, O, H, N, S и P. Но, кроме этого, необходимы еще приблизительно 20 минеральных  веществ.

    Недостаток  в том или ином минеральном  веществе встречается редко, поскольку  минеральные вещества в достаточном  количестве содержатся  в пище  и  питьевой  воде.  Но для  некоторых минеральных веществ  имеются эндемические зоны, которые характеризуются недостатком какого-либо минерального элемента (например, иода или фтора).

Минеральные вещества  - это те вещества,  которые остаются в золе после сжигания  трупа.  После  сжигания  трупа   взрослого   человека остается около 3 кг золы.

    В настоящее  время в нашем организме найдено  около  70  различных элементов, исключая элементы трансуранового ряда.

Элементы, встречающиеся  в организме, делят на:

а) МАКРОЭЛЕМЕНТЫ  - их содержание составляет граммы,  десятки  или сотни граммов. Это Na, K, Ca, P, S, Cl.

б) МИКРОЭЛЕМЕНТЫ.   Содержание   их   в   организме   исчисляется миллиграммами и десятками миллиграммов.  Это Fe,  Cu,  Zn,  Mo, Co, F,  I, Br  и некоторые другие. Для нас более важна другая классификация.

Минеральные элементы можно  классифицировать и по их необходимости для жизнедеятельности организма.

Те элементы,  которые  абсолютно необходимы для организма  и выполняют в нем специфические  функции, называют "БИОЭЛЕМЕНТЫ".

Те элементы, функции  которых в организме неизвестны, обозначаются как "СЛУЧАЙНЫЕ ПРИМЕСИ". Пример "случайной примеси" - золото (Au).

Минеральные вещества в  организме распределены очень неравномерно. Самая твердая  ткань  нашего  организма - это ткань зуба,  в  ней 98% минеральных веществ,  а  во  внеклеточной  жидкости  содержится  всего 0.5-1 %  минеральных  веществ. Фтора больше всего в зубной эмали, иода - в щитовидной железе, железа - в красном костном мозге. Большинство минеральных элементов концентрируется в отдельных тканях.

Равномерно распределены: Mg, Al, Br, Se.

 

ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ:

1. Ионизированная форма  - в  виде  растворенных  диссоциированных  минеральных солей.  Ионы  могут   связываться  с белковыми молекулами, образуя комплексы.  Связь может  быть специфическая и неспецифическая.  Пример специфической   связи:  белок  трансферрин  переносит  железо. Пример неспецифической  связи:  альбумины  плазмы  переносят   многие металлы.

2. В  составе   органических  макромолекул.  Здесь   связь   прочная   и специфическая.  Пример: железо в гемоглобине, иод в тироксине.

3. В виде нерастворимых   солей (кристаллические формы).  Пример:  кристаллы   гидроксиапатита   в составе костной ткани и  тканей зуба (фосфаты кальция,  соли фтора).

Минеральные вещества проникают  в организм с пищей и водой  через желудочно-кишечный тракт, а так же через дыхательные пути и кожу. Обычно они плохо всасываются в желудке, а в кишечнике их всасывание происходит путем активного транспорта.

 

РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ.

1. СТРУКТУРНАЯ РОЛЬ.

Эту роль выполняют не только нерастворимые соли в костной ткани и ткани зуба,  но и,  например,  фосфор, входящий в состав фосфолипидов клеточных мембран.

2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ РОЛЬ

Сами минеральные  вещества  не  являются  для   нас   источниками энергии, так  как  выводятся  из  организма  в  той  же форме,  как и поступают. Но минеральные вещества являются необходимыми  участниками процессов преобразования  и превращения энергии в организме.  Примеры: фосфор входит в состав макроэргов, железо - в состав цитохромов.

3. РЕГУЛЯТОРНАЯ РОЛЬ

    Минеральные вещества участвуют:

    а) в  поддержании   постоянства осмотического давления  в крови и в клетках.