Роль витаминов в построении ферментов
Витамины - это низкомолекулярные органические вещества самого разнообразного строения, которые не синтезируются в организме, но являются жизненно необходимыми и поэтому должны обязательно поступать в организм с пищей, хотя и в малых количествах. Некоторые витамины в ограниченном количестве вырабатываются микрофлорой кишечника.
Витамины - группа биологически активных органических соединений различной химической природой.
Витамины были открыты русским врачом Н. И. Луниным.
История. витамин органический низкомолекулярный фермент
Важность некоторых видов еды для предотвращения определенных болезней была известна еще в древности. Так, древние египтяне знали, что печень помогает от куриной слепоты. Ныне известно, что куриная слепота может вызываться недостатком витамина A. В 1330 году в Пекине Ху Сыхуэй опубликовал трехтомный труд "Важные принципы пищи и напитков", систематизировавший знания о терапевтической роли питания и утверждавший необходимость для здоровья комбинировать разнообразные продукты.
В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на больных матросах. Вводя в их рацион различные кислые продукты, он открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу.
Истоки учения о витаминах заложены в исследованиях российского ученого Николая Ивановича Лунина. Он скармливал подопытным мышам по отдельности все известные элементы, из которых состоит коровье молоко: сахар, белки, жиры, углеводы, соли. Мыши погибли. В сентябре 1880 г. при защите своей докторской диссертации Лунин утверждал, что для сохранения жизни животного, помимо белков, жиров, углеводов, солей и воды, необходимы еще и другие, дополнительные вещества.
В 1895 г. В. В. Пашутин пришел к выводу, что цинга является одной из форм голодания и развивается от недостатка в пище какого-то органического вещества, создаваемого растениями, но не синтезируемого организмом человека.
Витамины как незаменимый компонент входят в состав активных центров многих ферментов и участвуют в реакциях биокатализа, в регуляциях многих биохимических и физиологических процессов. Витамины способствуют укреплению здоровья, увеличивают сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, повышают работоспособность.
Биологическая роль большинства известных витаминов заключаются в том, что они входят в состав коферментов и простетических групп ферментов и, следовательно, используются организмом как строительный материал при синтезе коферментов и небелковых частей ферментов.
Витамин В6 - пиридоксин - используется при синтезе кофермента пиридоксалъфос-фата. Этот кофермент необходим для трансаминаз - ферментов, катализирующих первую стадию катаболизма аминокислот.
Кроме витаминов в пище могут находится также провитамины. Провитамины являются предшественниками витаминов. Попадая в организм, провитамины превращаются в витамины.
Антивитамины - вещества, затрудняющие использование организмом витаминов. Действие антивитаминов осуществляется путем связывания и разрушения соответствующих витаминов, а также за счет включения антивитамина вместо витамина в синтезируемый кофермент, что делает невозможным участие такого кофермента в биокатализе.
Изменение содержания витаминов в организме приводит к возникновению различных патологических (болезненных) состояний:
Авитаминоз - тяжелейшее заболевание, вызванноеполным отсутсвием в организме какого-то витамина в организме. У людей авитаминозы, практически не встречаются, так как в пищевом рационе всегда присутствует минимальное количество витаминов. Авитаминозы могут быть вызваны у эксперементальных животных с целью изучения биологической роли витаминов в организме. Для этого применяются диеты, не содержащие определенного витамина или используются антивитамины.
Гиповиаминоз - специфическое заболевание, протекающее в более легкой формой сравнению с авитаминозами, вызываемые недостаточным содержанием отдельных витаминов в организме.
Гипервитаминоз - Спецефическое заболевание, причиной которого является избыточное поступление в организм отдельных витаминов, Чаще гипервитаминозы вызываются накоплением в организме жирорастворимых витаминов, выделение которых затруднено из-за их нерастворимости в воде.
Из перечисленных патологических состояний у людей чаще всего наблюдаются гиповитаминозы. Наиболее часто встречающиеся причины возникновения гиповитаминоза:
Экзогенные причины
Использование продуктов с малым содержанием витаминов
- 1) Неправильное приготовление пищи, приводящее к разрушению витаминов в пище 2) Однообразное питание
Эндогенные причины
- 1) Заболевания желудочно-кишечного тракта и печени, сопровождающиеся нарушением всасывания витаминов 2) Угнетение микрофлоры кишечника. Наблюдается при использовании для лечения инфекционных заболеваний различных антимикробных препаратов (антибиотики)
Повышенная потребность организма в витаминах часто наблюдается при беременности, при выполнении тяжелой физической работы. В этом случае обычно поступление витаминов с пищей, их синтеза кишечными микробами окажется недостаточным для организма. Поэтому у регулярно тренирующихся спортсменов потребность в витаминах возрастает в 1,5 - 2 раза.
Многие психологические, психические и физические проблемы можно избежать, если просто снабжать свое тело теми витаминными нормами, которые определила сама природа.
По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы:
Водорастворимые (В1,В2, В5, В6, С, Р, РР)
Свойства:
- 1. Растворяются в воде. 2. Легко всасываются из кишечника, не накапливаются в тканях (исключением является витамин В12), поэтому их необходимо ежедневно принимать с пищей. 3. В организм поступают в основном с продуктами растительного происхождения (однако некоторые представители водорастворимых витаминов содержатся в животной пище в больших количествах, чем в растительной). 4. Быстро выводятся из организма и не задерживаются в нем более нескольких суток. 5. Нехватка водорастворимых витаминов приводит к тому, что многие другие витамины становятся неактивными. 6. Передозировка водорастворимыми витаминами не вызывает расстройства организма (за исключением редких случаев), так как их избыток быстро выходится с мочой или расщепляется. 7. В организме большинство из них становятся активными в результате присоединения остатка фосфорной кислоты.
Функции:
- 1. Водорастворимые витамины в составе коферментов участвуют в обмене веществ, являясь катализаторами (ускорителями) биохимических реакций. 2. Витамины группы В регулируют общее состояние здоровья. Если они поступают в достаточном количестве, то человеческий организм может жить без животных белков. Это особенно важно при аллергиях. 3. Некоторые из них являются витаминами - антиоксидантами (например, витамин С).
К ним относятся:
Витамин В1 (тиамин, антиневритный);
Витамин В2 (рибофлавин);
Витамин В3 (витамин РР, никотиновая кислота, антипеллагрический);
Витамин В5 (пантотеновая кислота);
Витамин В6 (пиридоксин, антидермитный);
Витамин В9 (фолиевая кислота, антианемический витамин);
Витамин В12 (цианокобаламин, антианемический витамин);
Витамин Н (биотин, витамин В8, фактор роста для грибков, дрожжей и бактерий, антисеборейный);
Витамин С (аскорбиновая кислота, антискорбутный);
Витамин Р ( биофлавоноиды, витамин проницаемости);
Витамин Т.
Жирорастворимые (А, Е, К, D)
Свойства:
- 1. Растворяются в жирах. 2. Входят в состав клеточных мембран. 3. Имеют способность накапливаться в подкожно-жировой клетчатке, в жировых капсулах внутренних органов. Благодаря этому в организме создается достаточно "прочный" запас жирорастворимых витаминов. Их избыток хранится в печени и при необходимости выводится из нее с мочой. 4. Основным источником содержания является пища животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца, сыр и так далее), а также растительные продукты. Витамин К образуется кишечной микрофлорой организма. 5. Недостаток жирорастворимых витаминов встречается крайне редко, так как из организма данный тип витаминов выводится медленно. 6. Передозировка жирорастворимыми витаминами или однократное применение сверхвысокой дозы могут привести к тяжелому расстройству организма. Особенно токсична передозировка витаминами А и D.
Функции:
- 1. Биологическая роль жирорастворимых витаминов заключается в поддержании оптимального состояния клеточных мембран разного типа. 2. Являются помощниками организма в усвоении продуктов питания. Особенно обеспечивают наиболее полное расщепление пищевых жиров. 3. Не образуют коферменты (за исключением витамина К). 4. Наряду со стероидными гормонами выполнят функцию индукторов синтеза белка. Особенно высокой гормональной активностью обладают активные формы витамина D. 5. Некоторые из них (такие как витамины А и Е) являются витаминами-антиоксидантами и защищают наш организм от опаснейших "разрушителей" - свободных радикалов.
К ним относятся:
Провитамины А (каротины и каротиноиды);
Витамин А (ретинол);
Витамин D (кальциферолы);
Витамин Е (токоферолы);
Витамин К (филлохиноны).
Если провести образное сравнение, то витамины - это "драйвера", которые обеспечивают нормальное функционирование операционной системы, то бишь, организма. Уберите их, и программа превратится в мертвый код, не способная выполнить ни одной операции.
Познание роли витаминов имеет очень большое значение. Оно позволяет, с одной стороны, глубже подойти к изучению ферментов и регулируемых ими жизненных процессов; с другой стороны, связь между витаминами и ферментами открывает новые возможности более широкого изучения витаминов на основе достижений ферментологии.
Витамины и ферменты находятся в определенных генетических взаимоотношениях и что многие витамины входят в качестве составных частей ( простетических групп, или коферментов, стр. Поэтому, поскольку организм человека или животных не может производить витамины, введение их с пищей необходимо для образования ферментов, без которых невозможно течение в организмах жизненно важных процессов.
Витамины, участвующие в биохимических процессах, являются
Предшественниками коферментов (например витамин В1) или соб-
Ственно коферментами (например липоамид). Коферменты - орга-
Нические природные соединения небелковой природы, необходимые
Для осуществления каталитического действия ферментов.
Коферменты вместе с функциональными группами аминокислот-
Ных остатков фермента формируют активный центр фермента, на котором происходит связывание с субстратом и образование активированного фермент-субстратного комплекса. Некоторые витамины обеспечивают осуществление физиологических процессов, например: витамин А2 участвует в процессе зрительного восприятия; витамин А3 - в процессе дифференцировки клеток; витамин
D - в процессе формирования костной ткани; витамин Е - антиоксидант. Известно более 20 соединений, которые могут быть отнесены к витаминам. Наряду с витаминами, необходимость которых для человека и животных бесспорно установлена, в пище содержатся биологически активные вещества, которые по своим функциям ближе не к витаминам, а к другим незаменимым пищевым веществам. Эти вещества называют витаминоподобными. К ним обычно относят биофлавоноиды, холин, инозит, оротовую, пангамовую и пара-аминобензойную кислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и др.
Некоторые аналоги и производные витаминов способны занимать место витамина в активном центре фермента, однако при этом не способны выполнять коферментную функцию, что ведет к снижению активности данного фермента и развитию соответствующей витаминной недостаточности. Такие соединения называются антивитаминами. Так, например, производные 4-гидроксикумарина (дикумарин и др.), пре-дупреждающие возникновение тромбов, - антагонисты витамина К.
Список литературы
- 1. Михайлов С. С.; Спортивная биохимия: Учебник / СПбГАФК им. П. Ф. Лесгафта. - СПб., 2002 - 264 с. 2. О. Ф. Филенко. Биология: Школьный иллюстрированный справочник. - Москва. - "Росмэн". 1995 - 309 с. 3. Биология. Пособие для поступающих в вузы / А. Г. Мустафин, Ф. К. Лагкуева, Н. Г. Быстренина и др.; Под ред. В. Н. Ярыгина. - 10-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2007. - 492 с.: ил. 4. Биология: Справ. материалы : Учеб. пособие для учащихся / Д. И. Трайтак, В. А. Карьенов, Е. Т. Бровкина и др.; Под ред. Д. И.Трайтака. - 3-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1994. - 223 с., ил. 5. Ю. А. Овчинников Витамины // Биоорганическая химия. -- Москва: Просвещение, 1987. -- С. 668.
Похожие статьи
-
В каждом организме (животном, растительном или микробной клетке) все время происходят сложные процессы превращения веществ. Велика роль в этих процессах...
-
Общепризнанно, что витамины играют значительную роль в поддержании работоспособности. С чем это может быть связано? Во-первых, каково значение витаминов...
-
Витамины группы B, Тиамин - Витамины группы B
На заре изучения витаминов было обнаружено, что в ряде природных продуктов (дрожжах, печени и молоке) содержится водорастворимая фракция, необходимая для...
-
Классификация основных витаминов - Витамины и их значение
Витамин В1 (Тиамин) играет первостепенную роль в обмене углеводов: чем выше уровень их потребления, тем больше требуется тиамина. При отсутствии его...
-
Физиологическая роль белка, Структурная функция белка - Строение, функции и значение белков
Структурная функция белка Белки сложные органические соединения, построенные из аминокислот. В состав белковых молекул входят азот, углерод, водород и...
-
Витамины - Анализ пищевых веществ, необходимых для организма человека
Это низкомолекулярные органические вещества различной химической природы, выполняющие роль биологических регуляторов жизненных процессов в организме...
-
При влиянии болезнетворных бактерий на человека в самом простом случае болезнетворные микроорганизмы лишь "крадут" питательные вещества хозяина. При этом...
-
1. Самыми распространенными ферментативными препаратами являются комплексы ферментов желудочно-кишечного тракта (Фестал, Панзинорм форте, Мезим форте,...
-
Роль ферментов в жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов колоссальна. Благодаря каталитической функции разнообразные ферменты обеспечивают...
-
Обмен белков - Роль белков в организме
Аминокислоты, образовавшиеся после расщепления белков в пищеварительном тракте, всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество...
-
Переносимость и побочные эффекты - Ферменты в гастроэнтерологии
Побочные эффекты при применении ферментных препаратов встречаются крайне редко (менее 1%) и носят чаще всего дозазависимый характер. В моче больных,...
-
Биотин, Холин - Витамины группы B
Биотин - сложное органическое соединение, в состав которого входят атомы серы и азота. Содержится в печени, яичном желтке, дрожжах и других пищевых...
-
Введение, Биологическая роль углеводов - Обмен углеводов в организме животных
Углеводы, класс органических веществ, которые характеризуются тем, что при одной альдегидной или кетонной группе имеют несколько спиртовых групп...
-
Введение - Роль белков в организме
Нормальная деятельность организма возможна при непрерывном поступлении пищи. Входящие в состав пищи жиры, белки, углеводы, минеральные соли, вода и...
-
Химическое строение, Метаболические функции, Биохимические функции - Витамин Н, биотин
Кристаллы биотина бесцветны, имеют форму игл и температуру плавления 220°С, хорошо растворимы в спирте и в воде. Витамин, выделенный из яичного желтка,...
-
Введение, История открытия - Витамин Н, биотин
В составе пищи, которую мы едим, содержаться различные вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, способствующие укреплению организма,...
-
Введение - Витамины и их значение
Слово " Витамин " происходит от латинского слова " Vita ", означающего " Жизнь ". Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые...
-
Энзимотерапия - Использование ферментов в медицинской практике в качестве лекарственных средств
Энзимотерапия - это использование ферментов в качестве лекарственных средств. Использование ферментов в качестве терапевтических средств имеет много...
-
Строение, свойства и функции - Роль белков в организме
"Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое, без сомнения, является наиболее важным из всех известных веществ живой природы, и без...
-
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) состоит из органического основания аденина (I), углевода рибозы (II) и трех остатков фосфорной кислоты (III)....
-
Сестринский процесс - это организационная структура, необходимая для наблюдения, ухода, выполнения назначений врача больными. Это метод организации и...
-
Энзимодиагностика - Использование ферментов в медицинской практике в качестве лекарственных средств
Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания (или синдрома) на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях...
-
Роль живых организмов в эволюции земли - От физики существующего к физике возникающего
Живое вещество биосферы - это активное начало, преобразующее остальные сферы Земли. Эта роль жизни была впервые обоснована В. И.Вернадским. Современная...
-
Клинические особенности применения - Ферменты в гастроэнтерологии
Одним из важных факторов, определяющих успех лечения, является правильный выбор ферментного препарата, его дозы и продолжительности лечения. При выборе...
-
ВИТАМИНЫ - Анатомия, конспект лекций
При характеристике витаминов отметить важную роль исследований русского ученого Н. И. Лунина, который один из первых в 1880 г. доказал, что жизнь...
-
Первой группе интактных животных Цп вводили внутрибрюшинно однократно в дозе 30 мг/кг. 30 мг/кг - доза, составляющая 75% от физиологической концентрации...
-
Ферменты (от латинского слова fermentum - закваска) - белки, которые обладают каталитической активностью и характеризуются очень высокой специфичностью и...
-
Витамин B6, Пантотеновая кислота - Витамины группы B
Как и ниацин, витамин B6 является производным пиридина. В природе встречаются три его биологически активные формы: пиридоксин, пиридоксаль и...
-
РОФ - функционально разнородная группа белков, способных быстро изменять свою концентрацию при различных нарушениях гомеостаза независимо от природы и...
-
Влияние церулоплазмина на количественный состав и фагоцитарную функцию лейкоцитов при асептическом воспалении Воспалительные процессы различной этиологии...
-
Введение, Прокариоты - Прокариотические организмы и их роль в биоценозах
В данном реферате мы рассмотрим прокариотов, как отдельную часть живого мира, так же мы рассмотрим строение прокариотов (бактерий) и их размножение при...
-
С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных...
-
Суточная потребность, Практическое применение - Витамин Н, биотин
Суточная норма потребления витамина Н напрямую зависит от возраста человека. Суточная норма потребления биотина для взрослого человека составляет не...
-
Аспекты проблемы Термин "ферменты вирусов" может употребляться в узком и широком смысле слова. В первом случае имеется в виду ферментативная активность,...
-
Размеры бактериальной клетки обычно составляют от 1 до 15 мкм. Форма клеток очень разнообразна: палочковидные (бациллы), сферические (кокки),...
-
Влияние церулоплазмина на количественный состав лейкоцитов при "невоспалительных" лейкоцитозах На предыдущем этапе работы было показано, что Цп способен...
-
Наряду с заболеваниями слизистой оболочки наиболее распространенными видами патологии полости рта являются болезни зубов (кариес, периодонтит,...
-
Строение - Класс трансфераз. Представители, строение и их роль в жизнедеятельности
Сложные ферменты имеют в своем составе белковую часть, состоящую из аминокислот - апофермент, и небелковую часть - кофактор. Кофактор, в свою очередь,...
-
В эпидемиологии развития инфекции имеют значение: 1. возраст 2. географическое положение 3. социально - экономический статус 4. профессия Инфицирование...
-
Определение здоровья. Основные методы его изучения - Роль медицины в обеспечении здоровья
Здоровье - это такое состояние, которое обеспечивает оптимальное взаимоотношение организма с окружающей средой и способствует активизации всех видов...
Роль витаминов в построении ферментов