Слайд 1БИОХИМИЯ ЖИРОРАСТВОРИМЫХ
ВИТАМИНОВ
Лекция
Лечебный факультет
проф. Шарапов В.И.
2013
Слайд 2ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
Классификация жирорастворимых витаминов
Функции жирорастворимых витаминов в организме
Гипо- и
гипервитаминозы.
Минеральный обмен.
Слайд 3Жирорастворимые витамины
А – ретинол, антиксерофтальмический,
D – холекальциферол, антирахитический,
Е – токоферол, антистерильный;
К – филлохинон,
антигеморрагический.
Слайд 4Жирорастворимые витамины: условия всасывания
Нерастворимы в воде, т.к. являются гидрофобными соединениями
Всасываются
вместе с липидами пищи
Натощак не всасываются!
Всасывание нарушается при недостаточном выделении
желчных кислот и энтеритах (заболеваниях тонкого кишечника),
Накапливаются в организме!
Слайд 5Источники жирорастворимых витаминов
Желток куриного яйца
Сливочное масло (натуральное, не маргарин!)
Сливки, молоко,
сметана
Мясо и печень
Нерафинированные растительные масла (отжатые без нагревания, не фильтрованные)
Рафинированные
растительные масла, если их дополнительно обогащали витаминами
Слайд 6Источники жирорастворимых витаминов
NB! Растительные масла содержат так называемый «витамин F»
- полиненасыщенные жирные кислоты, в том числе арахидоновую, поэтому около
30% жиров пищи должны составлять растительные масла
Слайд 7Витамин А (ретинол – наиболее устойчивая форма)
Суточная потребность около 2.5
мг в сутки
Потребность повышается в зимнее время и при заживлении
повреждений кожи и соединительной ткани
Витамин запасается в печени и жировой ткани человека в виде эфира с пальмитиновой кислотой
Резерва витамина хватает на 3-6 месяцев
(у взрослых)
Слайд 8Строение и активные формы
Это ретинол – певичный спирт
Окисление спиртовой группы
в присутствии НАД+ дает еще 2 активные формы – альдегидную
- ретиналь
и кислотную –
ретиноевая кислота
Слайд 9Ретинол и его роль
является исходной формой витамина А, поступающей в
организм
запасается в виде эфира ретинилпальмитата, главным образом в цитоплазме гепатоцитов.
входит в состав всех мембран, регулируя их текучесть и проницаемость
ретинол является активатором Na+, K+-АТФазы.
Слайд 10Витамин А в форме
ретиноевой кислоты
Ускоряет:
Синтез коллагеновых фибрилл
Деление клеток покровного
и железистого эпителия
Синтез цереброзидов-сульфатидов, гепарина и гетерополисахаридов соединительной ткани
Синтез иммуноглобулинов
классов А и G
Синтез интерферонов (белков неспецифической приотивовирусной защиты)
Синтез лизоцима (защитного белка слюны, слезной жидкости и т. п., уничтожающего бактерии)
Замедляет:
синтез белка ороговения кератина, препятствуя ороговению слизистых оболочек.
Слайд 11В форме ретиналя витамин А:
входит в состав зрительного белка родопсина.
Комплексы цис-ретиналя и белка опсина являются первичными рецепторами света и
содержатся в палочках и колбочках сетчатки.
Слайд 12Гиповитаминоз А
Нарушается синтез:
иммуноглобулинов
интерферонов
лизоцима в слюне и слезной
жидкости.
Последствия:
Высокая частота бактериальных и вирусных инфекций
Хронические грибковые заболевания кожи и
слизистых
Слайд 13Гиповитаминоз А
Снижается синтез:
Коллагена
Гетерополисахаридов
соединительной ткани
Проявления:
дети с гиповитаминозом А отстают
в росте от сверстников
взрослые подвержены остеопорозу
медленно происходит заживление ран.
Слайд 14Гиповитаминоз А
активируется синтез белка ороговения кератина
начинается ороговение эпителия
слизистых
Проявления:
шелушение кожи
снижается выделение слюны и слезной жидкости
= сухость полости рта
и сухость глаза (ксеростомия и ксерофтальмия)
Слайд 15Гиповитаминоз А
Нарушается образование зрительного пурпура – белка родопсина в
сетчатке глаза
Проявления:
Плохое сумеречное зрение: куриная слепота (гемералопия)
часть палочек и
колбочек погибает.
Слайд 16Проявления гиповитаминоза А
1.Шелушение кожи в области губ
2. Образование болезненных трещин
в углах рта (ангулярный стоматит)
3. Сухость слизистой полости рта (недостаточное
количество слюны)
4. Грибковое поражение слизистой полости рта
5. Частые рецидивы стоматита
Слайд 17Гипервитаминоз А
Развивается при избыточном потреблении ретинола:
Токсический гепатит,
Повышение проницаемости сосудов мозга
и миокарда,
Снижение свертывания крови,
Может вызывать психические расстройства, приводящие к агрессии
или самоубийствам.
Слайд 18Бета-каротин
Непредельный углеводород (С40Н56) из группы каротиноидов. Всасывается 10-50% в кишечнике.
РОЛЬ
В ОРГАНИЗМЕ:
1. Предшественник витамина А (ретинола)
2. Антиоксидант
Бета-каротин →диоксигеназа→ ретинол
Реакция регулируется
витамином А
Слайд 19Витамин Д - кальциферол
Синтезируется из холестерина, с участием ферментов кожи,
печени, почек
Слайд 20Этапы синтеза витамина Д
Начальный этап - в коже
Первичное гидроксилирование кальциферола
– в печени
Вторичное гидроксилирование - в почках
Слайд 21Этапы синтеза витамина Д
7-дигидрохолестерол
Кожа → солнечный свет → ↓
Продукты питания
→ превитамин D3
Печень
↓ 25-гидроксилаза
Витамин D3 (25(OH)-D3)
Почка ↓ 1α- гидроксилаза
Кальцитриол (1,25(ОН)2-D3)
Слайд 23Витамин Д
При заболеваниях ПЕЧЕНИ (хронический гепатит) и ПОЧЕК (нефрит) снижается
образование активных форм витамина Д
Слайд 24Механизм действия кальциферола
Является настоящим стероидным гормоном
Стимулирует транскрипцию нескольких генов, в
результате чего повышается:
1. Синтез кальций-связывающего белка в кишечнике
2. Синтез кальций-связывающих
белков в костях
3. Синтез почечных транслоказ для кальция и фосфата (реабсорбция кальция и фосфатов из мочи)
Слайд 25РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА КАЛЬЦИТРИОЛА– 1,25(ОН)2-D3
1α-гидроксилаза
Первичные регуляторы-активаторы:
Кальцитриол
Гипокальциемия
ПТГ
Гипофосфатемия
Вторичные регуляторы-активаторы:
эстрогены, андрогены, прогестерон,
Инсулин,
СТГ, пролактин, йодтиронины
Слайд 26Недостаточность витамина Д
У детей – чаще всего в северных регионах.
Связана с недостаточным уровнем ультрафиолетового облучения кожи
Снижение витамина Д в
первые месяцы жизни вызывает рахит
Слайд 27Что такое рахит?
1. Недостаточность кальция для ЦНС (задержка психомоторного развития)
2.
Низкий уровень кальция в мышцах (слабость мышечной ткани, отвисание передней
брюшной стенки)
3. Недостаточное отложение кальция в костях – остеомаляция с последующим искривлением костей скелета при нагрузке
Слайд 28Недостаточность витамина Д у взрослых
При нарушении функций почек или печени
В
пожилом и старческом возрасте, когда кальциферол нужен для удержания кальция
в костях
Основное проявление: остеопороз – снижение плотности компактного вещества костной ткани
Слайд 30Стоматологические проявления дефицита витамина Д у детей
1. Запаздывание прорезывания зубов
2.
Нарушение сроков окостенения лицевого и мозгового черепа
3. Слабость жевательных мышц
4.
Снижение кальций-фосфорного соотношения
5. Патологические включения в эмали
Слайд 31Проявления дефицита кальция у взрослых
1. Остеопороз костей
2. Патологические переломы зубов
3.
Повышенная истираемость эмали
4. Снижение кальций-фосфорного соотношения
Слайд 32Гипервитаминоз Д
Развивается при передозировке лекарственных форм витамина Д
Проявляется ранним окостенением
у детей с закрытием зон роста
Происходит отложение кальция в мягких
тканях (мышцах, коже)
Слайд 34Гипервитаминоз Д
Отложение кальция часто происходит в почках и лоханках с
развитием мочекаменной болезни
Кальцинаты могут откладываться в клапанах сердца, аорты, в
стенках крупных сосудов и нарушать нормальный кровоток
Слайд 35Витамин Е (токоферол)
Потребность в витамине Е около 50 мг/сут
Слайд 36Витамин Е (токоферол)
Витамин Е – группа витаминов – α, β,
γ, δ
токоферолы.
Наиболее активный из них –
альфа-токоферол
Слайд 37Роль витамина Е
Антиоксидант - выступает как ловушка радикалов, защищая мембраны
клеток и органелл от перекисного окисления
активирует тканевое дыхание,
активирует
процессы обезвреживания в печени,
Стимулирует систему кровообращения,
Слайд 38Роль витамина Е
Препятствует тромбообразованию (влияет на продукцию простагландинов и тромбоксанов),
Препятствует
накоплению холестерина,
Обладает антиканцерогенным действием,
Стимулирует иммунную систему,
Предупреждает развитие катаракты,
Слайд 39Роль витамина Е
Улучшает синтез белка (повышение работоспособности)
Улучшает функцию половых желез,
Улучшает
функцию нейронов.
Слайд 41Гиповитаминоз витамина Е
У человека не описан
У грызунов сопровождается развитием временного
бесплодия
Слайд 42Гипервитаминоз Е
Для человека витамин Е абсолютно не токсичен, т.к. он
легко окисляется и выводится с мочой
Передозировка может сопровождаться рвотой и
диареей из-за избыточного поступления масел, в которых данный витамин растворен
Слайд 43Витамин К
Общее название группы из з-х витаминов:
Вит К1 -
филлохинон (поступает с пищей)
Вит К2 – менахинон (синтезируется бактериальной флорой
кишечника),
Вит К3 – менадион (синтетический).
Слайд 44Витамин К
Химически родствен витамину Е (также является хиноном)
Синтезируется нормальной микрофлорой
толстого кишечника, поэтому тяжелая недостаточность встречается редко
Слайд 45Роль витамина К
Отвечает за синтез кальций -связывающих участков в
коллагене, эластине, белках-переносчиках кальция в кишечнике, некоторых факторах свертывания крови
Слайд 46Синтез кальций-связывающих участков в белках
Витамин К является катализатором синтеза γ-карбоксиглутамата
в белках на этапе посттрансляционной модификации
(факторы свертывания крови
–II, VII,IX, X)
γ-карбоксиглутамат отвечает за связывание Ca2+
Слайд 48Гиповитаминоз К
Чаще встречается у пожилых людей
У детей может развиваться после
дизентерии, когда гибнет нормальная микрофлора толстого кишечника
Встречается также у людей,
длительное время получающих антибиотики
Слайд 49Проявления гиповитаминоза К
1. Снижение синтеза факторов свертывания и удлинение времени
кровотечения
2. Снижение всасывания кальция (гораздо менее выражено, чем при дефиците
витамина Д)
3. Незначительное снижение скорости накопления кальция в костях
Слайд 50Гипервитаминоз К
Развиваются при длительном назначении инъекций витамина К (более 10
дней подряд)
Чаще наблюдается у пожилых
Основное проявление – резкое повышение активности
свертывающей системы крови:
Высокая свертываемость крови
Высокая вероятность развития тромбозов в сосудах сердца (инфаркт миокарда) и мозга (инсульт)
Слайд 51МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН
1. Макроэлементы:
(кальций, магний, фосфор)
2. Микроэлементы:
(железо, медь,
цинк, молибден, фтор, хром, селен)
Слайд 52Кальций
Источники – молоко и молочные продукты, растительная пища
99% сосредоточено в
костях, с фосфатом образует нерастворимый – гидроксиапатит кальция. Это кальциевый
пул, который обменивается медленно .
4-6г кальция находится в крови (связанный и свободный). Свободный кальций физиологически активный.
Слайд 53Кальций
Биологическая роль:
формирование костной ткани;
фактор коагуляции;
участвует в мышечном сокращении;
нервной проводимости;
активации ферментов;
вторичный
посредник гормонов.
Слайд 54Кальций
Регуляция:
витамин Д (кальцитриол) повышает уровень кальция путем увеличения синтеза Са-связывающего
белка в энтероцитах и нефронах;
паратгормон – повышает кальций в
крови путем активации остеокластов.
кальцитонин – понижает уровень кальция (активирует остеобласты и остеоциты – увеличивает отложение), способствует выведению через почки.
Слайд 55Гипокальциемия:
Причины:
алиментарная (недостаток в пище);
недостаток витамина Д;
снижение уровня паратгормона;
патология почек;
Проявления недостаточности
Са:
Парестезии;
Судороги и спазм мышц;
Нарушения сердечного ритма.
Слайд 56Гиперкальциемия
Причины:
Повышено количество паратгормона;
Отравление витамином Д;
Злокачественная опухоль с метастазами в
кость;
Тиреотоксикоз.
Проявления гиперкальциемии:
мышечная слабость;
аритмии;
кальциноз почек, сосудов, органов.
Слайд 57МАГНИЙ
Содержится в костной ткани.
Является универсальным регулятор биохимических и физиологических
процессов, участвует в энергетическом, пластическом, электролитном обменах. Кофактор ферментов: креатинкиназы,
аденилатциклазы, К-Na-АТФазы, фосфофруктокиназы.
Слайд 58МАГНИЙ
обеспечивает гидролиз АТФ;
регулирует гликолиз;
поддерживает структуру рибосом, нуклеиновых кислот и липидов.
Увеличивает
метаболические процессы (синтез белка, ЖК, нуклеиновых кислот).
Проявляет антагонизм с кальцием
- обеспечивает расслабление мышц;
Слайд 59ФОСФОР
Источники: молочные продукты, рыба.
Распределение в организме: костная ткань (75%), остальное
- кровь и различные ткани.
Биологическая роль:
- структура костной ткани
- буферная
система
- структура нуклеотидов, фосфолипидов, фосфопротеинов.
- активная форма глюкозы, глицерина.
Слайд 60ЖЕЛЕЗО
Источники: пища животного и растительного происхождения (железо находящиеся в мясе
в 2 раза лучше усваивается)
В желудке железо восстанавливается
(из
3-х вал до 2-х). В этом участвует железо-связывающий белок гастроферрин. В энтероцит железо проникает в виде иона или в виде низкомолекулярных комплексов.
Слайд 61ЖЕЛЕЗО
Эффективными комплексообразователями являются витамин С, фруктоза, цистеин, метионин.
Поступление в
энтероцит – процесс пассивный, зависит от наличия в кишечнике мукозного
апотрансферрина (белок синтезируется печенью и через желчь поступает в просвет кишечника). На энтероците к этому белку есть рецептор, после связывания происходит эндоцитоз и железо поступает в энтероцит.
Слайд 62ЖЕЛЕЗО
Из кишечника переносится трансферрином в печень, костный мозг и в
тканевое депо. Трансферрин в норме насыщен на 1/3, он содержит
3-х валентное железо.
Железо поступает в митохондрию, включается в протопорфирин и образует гем (фермен феррохелатаза, участвует медь и вит С).
Не использованное железо переносится в резервный пул, он состоит из ферритина и гемосидерина.
Слайд 63ЖЕЛЕЗО
Ферритин – растворимая резервная фракция железа. В него включается железо
с участием АТФ и аскорбиновой кислоты.
В ферритине железо 2-х
валентное, оно легко доступно. Высвобождается при помощи ксантиноксидазы (содержит медь).
Длительное существование ферритина приводит к образованию гемосидерина.
Слайд 64ЖЕЛЕЗО
Гемосидерин – нерастворимый белок. При его избытке нарушается работа ферментов,
разрушаются клетки, разрастается соединительная ткань. Избыток гемосидерина называется гемосидероз. Причины
гемосидероза:
Гемолиз и кровоизлияние
неэффективное использование (анемии)
нарушение транспорта.
Слайд 65ЖЕЛЕЗО
Функции железа:
участвует в транспорте и хранении кислорода (гемоглобин и миоглобин);
входит
в состав многих ферментов;
имеет значение для иммунного ответа.
Слайд 66НЕДОСТАТОК ЖЕЛЕЗА
Причины железодефицитных состояний:
острые и хронические кровотечения;
недостаток в пище;
нарушение
всасывания (хронический энтерит);
увеличенный расход в организме (беременность, лактация)
нарушение транспорта
(дефицит трансферрина)
нарушение использования (снижен синтез гема).
Слайд 67НЕДОСТАТОК ЖЕЛЕЗА
Проявления:
железо-дефицитная анемия;
тканевой дефицит – снижение энергетики в клетке, синтеза
белка, нуклеиновых кислот, секреции, трофические нарушения эпителия и слизистых, извращение
вкуса и обоняния.
Слайд 68ИЗБЫТОК ЖЕЛЕЗА
Избыток железа – гемахроматоз (это отложение железа в органах
и тканях). Причины:
генетические (повышенное всасывание железа);
неэффективный эритропоэз;
неадекватная терапия;
многократные повторные переливания
крови;
врожденная недостаточность трансферрина.
Слайд 69ИЗБЫТОК ЖЕЛЕЗА
Проявления:
темная окраска кожи;
цирроз печени;
сахарный диабет;
поражение сердца.
Слайд 70МЕДЬ
Суточная потребность 2,5мг.
Источники: печень, мясные продукты.
Всасывание происходит с
участием белка металлотионеина (образует комплекс с медью).
Избыток меди выводится
с желчью (80%).
Слайд 71МЕДЬ
Поступившая медь связывается с металлотионеином (внутриклеточный транспорт). Далее она включается
в церуллоплазмин и выводится в кровь. В крови от комплекса
церуллоплазмин-медь отщепляются сиаловые кислоты, после чего комплекс связывается с рецепторами на гепатоцитах и выводится с желчью.
Слайд 72МЕДЬ
Биологическая роль:
участвует в кроветворении (всасывание, транспорт железа, синтез гема,
созревание ретикулоцитов).
входит в состав белков, участвует в синтезе иммуноглобулинов.
входит
в состав многих ферментов.
Слайд 73МЕДЬ
Ферменты:
липопротеидлипаза и ЛХАТ – обмен липопротеидов;
аминооксидазы – обмен биогенных аминов;
цитохромоксидаза
– тканевое дыхание и синтез АТФ;
СОД, церуллоплазмин – антиоксидантная система.
Слайд 74НЕДОСТАТОК МЕДИ
Недостаточность – гипокуприоз.
Проявления:
- нарушение синтеза соединительной ткани;
-
гипохромная анемия;
- нарушение обмена липопротеидов;
- усиление ПОЛ.
Врожденный дефицит меди (болезнь
Менкеса) проявляется тяжелой умственной отсталостью.
Слайд 75ИЗБЫТОК МЕДИ
Избыток – болезнь Вильсона-Коновалова (гепатоцеребральная дистрофия)
Причина – дефект синтеза
церуллоплазмина. Избыток меди приводит к ингибированию различных ферментов, в том
числе оксидоредуктаз. Проявления: прогрессирующие дегенеративные изменения со стороны нервной системы (гиперкинезы, расстройства психики), со стороны печени – цирроз.
Слайд 76ЦИНК
Биологическая роль:
Цинк входит в состав более 200 ферментов различных классов,
участвует в обмене углеводов, белков, липидов, нуклеиновых кислот.
Слайд 77ЦИНК
Цинк-содержащие энзимы: СОД, алкоголь-дегидрогеназа, ДНК-полимераза, РНК-полимераза, кодаза, обратная транскриптаза, тимидинкиназа,
щелочная фосфатаза, адьдолаза, протеазы и др.
Цинк необходим: для стабилизации
структуры ДНК и РНК, рибосом,
для образования инсулина, пролонгирует его действие.
Слайд 78ЦИНК
Участвует в следующих процессах:
рост и деление клеток;
кератогенез, остеогенез;
заживление ран;
воспроизведение потомства;
иммунные
реакции;
развитие мозга,
вкус и обоняние.
Слайд 79ЦИНК
Источник – пища животного происхождения. Всасывание происходит в тонком кишечнике
по механизму облегченной диффузии. Для всасывания необходимы два белка: цинкин
– белок мембран энтероцита (регулирует всасывание цинка) и металлотионеин, вырабатывается слизистой кишечника и связывает цинк внутри энтероцита.
Слайд 80ЦИНК
Способствуют всасыванию цинка наличие белка, аминокислот, витамина С (образует комплексы).
Препятствуют всасыванию медь, железо, кадмий.
Проявления недостаточности: снижение иммунитета, ухудшение
заживления ран, энцефалопатия, анемия, карликовость, нарушение вкуса и обоняния.
Слайд 81ФТОР
Источники: рыба, морепродукты.
Необходим для правильного формирования костной ткани и зубов.
Входит
в гидроксилапатит (фторапатит) кристаллический минерал в костях и зубах.
Слайд 82ФТОР
Недостаточность приводит к кариесу и остеопорозу.
Избыток - к флюорозу (на
эмали формируются пятна, затем выщербленность).
Слайд 83ХРОМ
Принимает участие в метаболизме углеводов, жиров.
Участвует в синтезе инсулина
При недостатке:
атеросклероз, сахарный диабет, артериальная гипертензия.
Слайд 84Молибден, Селен
Молибден:
Необходим для нормального метаболизма углеводов и жиров. Принимает участие
в утилизации железа.
Селен:
Входит в глутатионпероксидазу
Синергист витамина Е.
Слайд 85ЛИТЕРАТУРА
- Биохимия: учебник под редакцией Е.С. Северина. М.:ГЭОТАР-медиа.- 2005.- 779с.
-
Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник.-3-е изд.-М.: Медицина, 2004.-
704с.
- Николаев А.Я. Биологическая химия.-М.: ООО «Мед. информ. агентство», 2001.- 496с.
- Ленинджер А. Основы биохимии / В 3-х томах.- М.: Мир, 1985.
- Страйер Л. Биохимия / В 3-х томах.- М.: Мир, 1985.
- Марри Р., Греннер Д.. Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Пер. с англ.: М.: Мир, 1993.- 415с.
- Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача.-Екатеринбург: издательско-полиграфическое предприятие «Уральский рабочий», 1994.