Klinička farmakologija. nedostatak vitamina. Vitamin B1 Biohemija vitamina B1
Do druge polovine 19. veka ustanovljeno je da se nutritivna vrednost prehrambenih proizvoda određuje sadržajem proteina, masti, ugljenih hidrata, mineralnih soli i vode u njima.
Međutim, praktična iskustva liječnika i klinička zapažanja, kao i povijest morskih i kopnenih putovanja, ukazali su na pojavu niza specifičnih bolesti (skorbut, beri-beri) povezanih s pothranjenošću, iako su potonje u potpunosti ispunjavale navedene zahtjeve.
Važan doprinos razvoju doktrine o vitaminima dao je domaći doktor N.I. Lunin u eksperimentima na miševima. Jedna grupa miševa (kontrolna) je dobila prirodno mlijeko, a druga - mješavinu mliječnih komponenti: proteina, masti, mliječnog šećera, mineralnih soli i vode. Nakon nekog vremena, miševi eksperimentalne grupe su uginuli, a miševi kontrolne grupe su se normalno razvijali. To je dovelo do zaključka o prisutnosti u mlijeku dodatnih supstanci neophodnih za normalan život.
Potvrda ispravnosti Luninovog zaključka bilo je utvrđivanje uzroka beri-beri. Pokazalo se da su ljudi koji su jeli smeđi pirinač ostali zdravi, za razliku od beriberi pacijenata koji su jeli polirani pirinač. Poljski naučnik K. Funk 1911. godine izolovao je supstancu iz pirinčanih mekinja koja je imala dobar terapeutski efekat kod ove bolesti. Budući da je ova organska supstanca u svom sastavu sadržavala amino grupu, Funk je ovu supstancu nazvao vitaminom, odnosno aminom života (od lat. vita - život). Trenutno je poznato oko dvadesetak vitamina koji osiguravaju normalan rast organizma i normalan tok fizioloških i biohemijskih procesa. Mnogi od njih su dio koenzima (B 1 , B 2 , PP i drugi); neki vitamini obavljaju specijalizirane funkcije (vitamini A, D, E, K).
Vitamini - organska jedinjenja male molekularne težine različite hemijske prirode
i različite strukture, sintetizirane uglavnom od biljaka, djelomično od strane mikroorganizama. Za ljude, vitamini su nezamjenjivi nutritivni faktori.
Nedostatak unosa vitamina hranom, kršenje njihove apsorpcije ili kršenje njihove upotrebe od strane tijela dovodi do razvoja patoloških stanja zvanih hipovitaminoza.
Glavni uzroci hipovitaminoze
Nedostatak vitamina u hrani;
Malapsorpcija u gastrointestinalnom traktu;
Urođene mane enzima uključenih u transformaciju vitamina;
Djelovanje strukturnih analoga vitamina (antivitamina).
Potrebe osobe za vitaminima zavise od pola, starosti, fiziološkog stanja i intenziteta porođaja. Priroda ishrane (prevlast ugljenih hidrata ili proteina u ishrani, količina i kvalitet masti), kao i klimatski uslovi, imaju značajan uticaj na potrebu čoveka za vitaminima.
KLASIFIKACIJA VITAMINA
Prema hemijskoj strukturi i fizičko-hemijskim svojstvima (posebno rastvorljivosti), vitamini se dele u 2 grupe.
A. OTVORENO U VODI
Vitamin B 1 (tiamin); Vitamin B 2 (riboflavin); Vitamin PP (nikotinska kiselina, nikotinamid, vitamin B 3);
Pantotenska kiselina (vitamin B 5); Vitamin B 6 (piridoksin); Biotin (vitamin H); Folna kiselina (vitamin B c, B 9); Vitamin B 12 (kobalamin); Vitamin C (askorbinska kiselina); Vitamin P (bioflavonoidi).
b. rastvorljiv u mastima
Vitamin A (retinol);
Vitamin D (holekalciferol);
Vitamin E (tokoferol);
Vitamin K (filohinon).
Vitamini rastvorljivi u vodi, kada uđu u organizam u višku, budući da su visoko rastvorljivi u vodi, brzo se izlučuju iz organizma.
Vitamini rastvorljivi u mastima su visoko rastvorljivi u mastima i lako se akumuliraju u telu kada se unose u višku sa hranom. Njihovo nakupljanje u tijelu može uzrokovati metabolički poremećaj koji se naziva hipervitaminoza, pa čak i smrt tijela.
a. vitamini rastvorljivi u vodi
1. Vitamin B 1 (tiamin). Struktura vitamina uključuje pirimidinske i tiazolne prstenove povezane metinskim mostom.
Izvori. Vitamin B 1 je prvi vitamin izolovan u kristalnom obliku od strane K. Funka 1912. godine. Široko je rasprostranjen u biljnim proizvodima (ljuske žitarica i semena riže, grašak, pasulj, soja, itd.). U životinjskim organizmima vitamin B 1 se nalazi uglavnom u obliku tiamin difosfornog estera (TDF); nastaje u jetri, bubrezima, mozgu, srčanom mišiću fosforilacijom tiamina uz učešće tiamin kinaze i ATP-a.
Dnevne potrebe odrasle osobe su u prosjeku 2-3 mg vitamina B1. Ali potreba za njim u velikoj mjeri ovisi o sastavu i ukupnom sadržaju kalorija hrane, intenzitetu metabolizma i intenzitetu rada. Prevlast od
levodovod u hrani povećava potrebu organizma za vitaminom; masti, naprotiv, naglo smanjuju ovu potrebu. Biološka uloga vitamina B 1 određena je činjenicom da je u obliku TDP dio najmanje tri enzima i enzimskih kompleksa: kao dio kompleksa piruvata i α-ketoglutarat dehidrogenaze sudjeluje u oksidativnoj dekarboksilaciji piruvata i α-ketoglutarat; kao dio transketolaze, TDP je uključen u pentozofosfatni put za konverziju ugljikohidrata.
Glavni, najkarakterističniji i specifični znak nedostatka vitamina B1 je polineuritis, koji se zasniva na degenerativnim promjenama na nervima. U početku se javlja bol duž nervnih stabala, zatim - gubitak osjetljivosti kože i paraliza (beriberi). Drugi najvažniji simptom bolesti je poremećaj srčane aktivnosti, koji se izražava u poremećaju srčanog ritma, povećanju veličine srca i pojavi bolova u predjelu srca. Karakteristični znakovi bolesti povezane s nedostatkom vitamina B 1 također uključuju kršenje sekretornih i motoričkih funkcija gastrointestinalnog trakta; primijetiti smanjenje kiselosti želučanog soka, gubitak apetita, crijevnu atonu. 2. Vitamin B 2 (riboflavin). Struktura vitamina B 2 zasniva se na strukturi izoaloksazina u kombinaciji sa alkoholom ribitolom.
Riboflavin je žuti kristal (od lat. flavos - žuta), slabo rastvorljiva u vodi.
Glavni izvori vitamina B2 su jetra, bubrezi, jaja, mlijeko i kvasac. Vitamin se takođe nalazi u spanaću, pšenici, raži. Djelomično, osoba prima vitamin B 2 kao otpadni proizvod crijevne mikroflore.
Dnevna potreba za vitaminom B2 kod odrasle osobe je 1,8-2,6 mg.
biološke funkcije. U crijevnoj sluznici, nakon apsorpcije vitamina, dolazi do stvaranja koenzima FMN i FAD prema shemi:
Koenzimi FAD i FMN su dio enzima flavina koji su uključeni u redoks reakcije (vidjeti dijelove 2, 6, 9, 10).
Kliničke manifestacije nedostatka riboflavina izražavaju se u zastoju rasta kod mladih organizama. Na sluznici usne šupljine često se razvijaju upalni procesi, u uglovima usta pojavljuju se dugotrajne nezacjeljujuće pukotine, dermatitis nazolabijalnih nabora. Tipična je upala oka: konjuktivitis, vaskulatura rožnjače, katarakta. Osim toga, s avitaminozom B 2 razvija se opća mišićna slabost i slabost srčanog mišića.
3. Vitamin PP (nikotinska kiselina, nikotin-mid, vitamin B 3)
Izvori. Vitamin PP je široko rasprostranjen u biljnim proizvodima, visok je njegov sadržaj u pirinčanim i pšeničnim mekinjama, kvascu, dosta vitamina ima u jetri i bubrezima goveda i svinja. Vitamin PP se može formirati iz triptofana (od 60 molekula triptofana,
1 molekula nikotinamida), što smanjuje potrebu za vitaminom PP povećanjem količine triptofana u hrani. Dnevna potreba za ovim vitaminom je 15-25 mg za odrasle i 15 mg za djecu.
biološke funkcije. Nikotinska kiselina u tijelu je dio NAD-a i NADP-a, koji djeluju kao koenzimi za različite dehidrogenaze (vidi Odjeljak 2). Sinteza NAD u tijelu odvija se u 2 faze:
NADP se formira od NAD fosforilacijom pod dejstvom citoplazmatske NAD kinaze.
NAD + + ATP → NADP + + ADP
Nedostatak vitamina PP dovodi do bolesti "pelagra", koju karakteriziraju 3 glavna simptoma: dermatitis, dijareja, demencija ("tri D"). Pelagra se manifestira u obliku simetričnog dermatitisa na područjima kože izloženih sunčevoj svjetlosti, gastrointestinalnih poremećaja (proljeva) i upalnih lezija sluznice usta i jezika. U uznapredovalim slučajevima pelagre uočavaju se poremećaji CNS-a (demencija): gubitak pamćenja, halucinacije i delirijum. 4. Pantotenska kiselina (vitamin B) Pantotenska kiselina se sastoji od ostataka D-2,4-dihidroksi-3,3-dimetilbuterne kiseline i β-alanina povezanih amidnom vezom:
Pantotenska kiselina je bijeli kristalni prah, dobro rastvorljiv u vodi. Sintetiziraju ga biljke i mikroorganizmi, a nalazi se u mnogim proizvodima životinjskog i biljnog porijekla (jaje, jetra, meso, riba, mlijeko, kvasac, krompir, šargarepa, pšenica, jabuke). U ljudskom crijevu pantotensku kiselinu u malim količinama proizvodi Escherichia coli. Pantotenska kiselina je univerzalni vitamin, potrebna je ljudima, životinjama, biljkama i mikroorganizmima ili njenim derivatima.
Dnevna ljudska potreba za pantotenom
kiselina je 10-12 mg. biološke funkcije. Pantotenska kiselina se koristi u ćelijama za sintezu koenzima: 4-fosfopantoteina i CoA (slika 3-1). 4-fosfopantotein je koenzim palm-toil sintaze. CoA je uključen u prijenos acil radikala u reakcijama općenito
putevi katabolizma (vidjeti dio 6), aktivacija masnih kiselina, sinteza holesterola i ketonskih tijela (vidjeti dio 8), sinteza acetilglukozamina (vidjeti dio 15), neutralizacija stranih supstanci u jetri (vidjeti dio 12). Kliničke manifestacije nedostatka vitamina. Ljudi i životinje razvijaju dermatitis, distrofične promjene u endokrinim žlijezdama (na primjer, nadbubrežne žlijezde), poremećaj nervnog sistema (neuritis, paraliza), distrofične promjene na srcu, bubrezima, depigmentaciju i gubitak dlake i krzna kod životinja, gubitak apetita, iscrpljenosti. Nizak nivo pantotenata u krvi kod ljudi često se kombinuje sa drugim hipovitaminozama (B 1, B 2) i manifestuje se kao kombinovani oblik hipovitaminoze.
Rice. 3-1. Struktura CoA i 4"-fosfopantoteina. 1 - tioetanolamin; 2 - adenozil-3"-fosfo-5"-difosfat; 3 - pantotenska kiselina; 4 - 4"-fosfopantotein (fosforilirana pantotenska kiselina u kombinaciji sa tioetanolaminom).
5. Vitamin B 6 (piridoksin, piridoksal, piridoksamin)
Struktura vitamina B 6 zasniva se na piridinskom prstenu. Poznata su 3 oblika vitamina B 6, koji se razlikuju po strukturi supstituentske grupe na atomu ugljika na p-poziciji prema atomu dušika. Sve ih karakteriše ista biološka aktivnost.
Sva 3 oblika vitamina su bezbojni kristali, dobro rastvorljivi u vodi.
Izvori vitamina B 6 za ljude su namirnice kao što su jaja, jetra, mlijeko, zelena paprika, šargarepa, pšenica, kvasac. Dio vitamina sintetizira crijevna flora.
Dnevna potreba je 2-3 mg.
biološke funkcije. Svi oblici vitamina B6 koriste se u organizmu za sintezu koenzima: piridoksalfosfat i piridoksaminfosfat. Koenzimi nastaju fosforilacijom na hidroksimetilnoj grupi na petoj poziciji piridinskog prstena uz učešće enzima piridoksal kinaze i ATP-a kao izvora fosfata.
Piridoksalni enzimi imaju ključnu ulogu u metabolizmu aminokiselina: katalizuju reakcije transaminacije i dekarboksilacije aminokiselina, učestvuju u specifičnim reakcijama metabolizma pojedinih aminokiselina: serina, treonina, triptofana, aminokiselina koje sadrže sumpor, kao i u sintezi hema (vidi odeljke 9, 12).
Kliničke manifestacije nedostatka vitamina. Avitaminoza B 6 kod dece se manifestuje
povećana ekscitabilnost centralnog nervnog sistema, periodične konvulzije, što je verovatno povezano sa nedovoljnim stvaranjem inhibitornog medijatora GABA (videti odeljak 9), specifični dermatitis. Kod odraslih, znakovi hipovitaminoze B 6 se uočavaju pri dugotrajnom liječenju tuberkuloze izoniazidom (antagonist vitamina B 6). U ovom slučaju nastaju lezije nervnog sistema (polineuritis), dermatitis. 6. Biotin (vitamin H)
Struktura biotina zasniva se na tiofenskom prstenu za koji je vezan molekul uree, a bočni lanac je predstavljen valerinskom kiselinom.
Izvori. Biotin se nalazi u gotovo svim životinjskim i biljnim namirnicama. Najbogatiji ovim vitaminom su jetra, bubrezi, mlijeko, žumance. U normalnim uvjetima, osoba dobiva dovoljnu količinu biotina kao rezultat sinteze bakterija u crijevima.
Dnevne potrebe za biotinom kod ljudi ne prelaze 10 mcg.
biološka uloga. Biotin ima koenzimatsku funkciju u sastavu karboksilaze: uključen je u stvaranje aktivnog oblika
U tijelu, biotin se koristi u stvaranju malonil-CoA iz acetil-CoA (vidi odjeljak 8), u sintezi purinskog prstena (vidi odjeljak 10) i u reakciji karboksilacije piruvata u formiranje oksaloacetata (vidi odjeljak 6).
Kliničke manifestacije nedostatka biotina kod ljudi su malo proučavane, budući da crijevne bakterije imaju sposobnost da sintetiziraju ovaj vitamin u potrebnim
količine. Stoga se slika beri-beri javlja kod crijevne disbakterioze, na primjer, nakon uzimanja velikih količina antibiotika ili sulfa lijekova koji uzrokuju odumiranje crijevne mikroflore ili nakon unošenja velike količine sirovog bjelanjka u prehranu. Bjelanjak sadrži glikoprotein avidin, koji se vezuje za biotin i sprječava njegovu apsorpciju iz crijeva. Avidin (molekulska težina 70.000 kD) se sastoji od četiri identične podjedinice koje sadrže po 128 aminokiselina; svaka podjedinica vezuje jedan molekul biotina. Kod nedostatka biotina kod osobe se razvijaju fenomeni specifičnog dermatitisa, koji se karakteriziraju crvenilom i ljuštenjem kože, kao i obilnim lučenjem lojnih žlijezda (seboreja). Uz nedostatak vitamina H, kod životinja se uočava i gubitak dlake i dlake, oštećenje noktiju, često se primjećuju bolovi u mišićima, umor, pospanost i depresija. 7. Folna kiselina (vitamin B sa vitaminom B9) Folna kiselina se sastoji od tri strukturne jedinice: ostatka pteridina (I), paraamino-benzojeve (II) i glutaminske (III) kiseline.
Vitamin dobijen iz različitih izvora može sadržavati 3-6 ostataka glutaminske kiseline. Folna kiselina je izolirana 1941. godine iz zelenog lišća biljaka, zbog čega je i dobila ime (od lat. folium - list).
Izvori. Značajna količina ovog vitamina nalazi se u kvascu, kao iu jetri, bubrezima, mesu i drugim životinjskim proizvodima.
Dnevna potreba za folnom kiselinom kreće se od 50 do 200 mikrograma; međutim, zbog slabe apsorpcije ovog vitamina, preporučena dnevna doza je 400 mcg.
Biološka uloga folne kiseline određena je činjenicom da ona služi kao supstrat
za sintezu koenzima uključenih u reakcije prijenosa jednougljičnih radikala različitog stupnja oksidacije: metil, hidroksimetil, formil i drugi. Ovi koenzimi su uključeni u sintezu različitih supstanci: purinskih nukleotida, konverziju dUMP-a u dGMP i metabolizam glicina i serina (vidjeti odjeljke 9, 10). Najkarakterističniji znaci avitaminoze folne kiseline su poremećena hematopoeza i povezani različiti oblici anemije (makrocitna anemija), leukopenija i zastoj u rastu. Kod hipovitaminoze folne kiseline, uočavaju se poremećaji regeneracije epitela, posebno u gastrointestinalnom traktu, zbog nedostatka purina i pirimidina za sintezu DNK u stanicama sluznice koja se stalno dijele. Avitaminoza folne kiseline rijetko se javlja kod ljudi i životinja, jer se ovaj vitamin u dovoljnoj mjeri sintetizira crijevnom mikroflorom. Međutim, upotreba sulfa lijekova za liječenje brojnih bolesti može uzrokovati razvoj beri-beri. Ovi lijekovi su strukturni analozi para-amino-benzojeve kiseline koji inhibiraju sintezu folne kiseline u mikroorganizmima (vidjeti dio 2). Neki derivati pteridina (aminopterin i metotreksat) inhibiraju rast gotovo svih organizama kojima je potrebna folna kiselina. Ovi lijekovi se koriste u medicinskoj praksi za suzbijanje rasta tumora kod pacijenata sa rakom. 8. Vitamin B 12 (kobalamin) Vitamin B 12 je izolovan iz jetre u kristalnom obliku 1948. Godine 1955. Dorothy Hodgken je dešifrovala strukturu ovog vitamina koristeći analizu difrakcije rendgenskih zraka. Za ovaj rad 1964. godine dobila je Nobelovu nagradu. Vitamin B 12 je jedini vitamin koji u svom sastavu sadrži metalni kobalt (Sl. 3-2).
Izvori. Ni životinje ni biljke ne mogu sintetizirati vitamin B12. To je jedini vitamin koji sintetiziraju gotovo isključivo mikroorganizmi: bakterije, aktinomicete i modrozelene alge. Od životinjskih tkiva, vitaminom B najbogatije su jetra i
bubrezi. Nedostatak vitamina u životinjskim tkivima povezan je s poremećenom apsorpcijom kobalamina zbog poremećene sinteze unutrašnjeg faktora Castle, u kombinaciji s kojim se apsorbira. Kas-la faktor sintetiziraju parijetalne ćelije želuca. Ovo je glikoprotein sa molekulskom težinom od 93.000 D. Kombinira se sa vitaminom B 12 uz učešće jona kalcijuma. Hipoavitaminoza B 12 obično se kombinuje sa smanjenjem kiselosti želudačnog soka, što može biti posledica oštećenja želučane sluznice. Hipoavitaminoza B 12 može se razviti i nakon potpunog uklanjanja želuca tokom hirurških operacija.
Dnevne potrebe za vitaminom B 12 su izuzetno male i iznose samo 1-2 mcg.
Vitamin B 12 služi kao izvor formiranja dva koenzima: metilkobalamina u citoplazmi i deoksiadenozilkobalamina u mitohondrijima (slika 3-2).
Metil-B 12 je koenzim uključen u formiranje metionina iz homocisteina. Osim toga, metil-B 12 učestvuje u transformaciji derivata folne kiseline neophodnih za sintezu nukleotida - prekursora DNK i RNK.
Deoksiadenozilkobalamin kao koenzim je uključen u metabolizam masnih kiselina s neparnim brojem atoma ugljika i aminokiselina s razgranatim ugljikovodičnim lancem (vidi dijelove 8, 9).
Glavni simptom B12 beriberi je makrocitna (megaloblastna) anemija. Ovu bolest karakterizira povećanje veličine crvenih krvnih stanica, smanjenje broja crvenih krvnih stanica u krvotoku, smanjenje koncentracije hemoglobina u krvi. Kršenje hematopoeze povezano je prvenstveno s kršenjem razmjene nukleinskih kiselina, posebno sinteze DNK u ćelijama hematopoetskog sistema koje se brzo dijele. Pored poremećene hematopoetske funkcije, za nedostatak vitamina B 12 specifičan je i poremećaj nervnog sistema, zbog toksičnosti metilmalonske kiseline koja se akumulira u organizmu pri razgradnji masnih kiselina sa neparnim brojem atoma ugljenika, kao i neke aminokiseline razgranatog lanca.
9. Vitamin C (askorbinska kiselina)
Askorbinska kiselina je laktonska kiselina, po strukturi slična glukozi. Postoji u dva oblika: redukovanom (AA) i oksidiranom (dehidroaskorbinska kiselina, DAA).
Oba ova oblika askorbinske kiseline se brzo i reverzibilno transformišu jedan u drugi i učestvuju u redoks reakcijama kao koenzimi. Askorbinska kiselina se može oksidirati atmosferskim kisikom, peroksidom i drugim oksidirajućim agensima. DAK se lako redukuje pomoću cisteina, glutationa, sumporovodika. U blago alkalnoj sredini dolazi do razaranja laktonskog prstena i gubitka biološke aktivnosti. Kada se hrana kuva u prisustvu oksidacionih agenasa, deo vitamina C se uništava.
Izvori vitamina C - sveže voće,
povrće, zelje (Tabela 3-1). Dnevne ljudske potrebe za vitaminom C
iznosi 50-75 mg. biološke funkcije. Glavno svojstvo askorbinske kiseline je sposobnost da se lako oksidira i reducira. Zajedno sa DAK-om formira redoks par u ćelijama sa redoks potencijalom od +0,139 V. Zbog ove sposobnosti, askorbinska kiselina učestvuje u mnogim reakcijama hidroksilacije: Pro i Lys ostaci tokom sinteze kolagena (glavnog proteina vezivnog tkiva) , tokom hidroksilacije dopamina, sinteza steroidnih hormona u korteksu nadbubrežne žlijezde (vidi odjeljke
U crijevima, askorbinska kiselina reducira Fe 3+ u Fe 2+, pospješujući njegovu apsorpciju, ubrzava oslobađanje željeza iz feritina (vidi Odjeljak 13) i potiče pretvaranje folata u oblike koenzima. Askorbinska kiselina je klasifikovana kao prirodni antioksidans (videti odeljak 8).
Rice. 3-2. Struktura vitamina B 12 (1) i njegovih oblika koenzima - metilkobalamin (2) i 5-deoksiadenozilkobalamin (3).
Tabela 3-1. Sadržaj askorbinske kiseline u nekim namirnicama i biljkama
Čuveni američki naučnik L. Pauling, dva puta dobitnik Nobelove nagrade, pridao je veliku važnost ovoj ulozi vitamina C. Preporučio je upotrebu velikih doza askorbinske kiseline (2-3 g) za prevenciju i liječenje niza bolesti (na primjer, prehlade). Kliničke manifestacije nedostatka vitamina C. Nedostatak askorbinske kiseline dovodi do bolesti zvane skorbut (skorbut). Skorbut, koji se javlja kod ljudi sa nedovoljnim sadržajem svježeg voća i povrća u ishrani, opisan je prije više od 300 godina, još od dugih morskih putovanja i sjevernih ekspedicija. Ova bolest je povezana sa nedostatkom vitamina C u ishrani. Samo ljudi, primati i
Zamorci. Glavne manifestacije nedostatka vitamina uglavnom su posljedica kršenja stvaranja kolagena u vezivnom tkivu. Kao rezultat toga, uočava se labavljenje desni, labavost zuba, kršenje integriteta kapilara (popraćeno potkožnim krvarenjima). Javljaju se edem, bolovi u zglobovima, anemija. Anemija kod skorbuta može biti povezana sa smanjenom sposobnošću korištenja zaliha željeza, kao i poremećajem metabolizma folne kiseline. 10. Vitamin P (bioflavonoidi) Sada je poznato da koncept "vitamina P" objedinjuje porodicu bioflavonoida (katehini, flavononi, flavoni). Ovo je vrlo raznolika grupa biljnih polifenolnih spojeva koji utiču na vaskularnu permeabilnost na sličan način kao i vitamin C.
Najbogatiji vitaminom P su limun, heljda, aronija, crna ribizla, listovi čaja i šipak.
Dnevna potreba za osobu definitivno nije
instaliran. Biološka uloga flavonoida je da stabilizuju međućelijski matriks vezivnog tkiva i smanje propusnost kapilara. Mnogi predstavnici grupe vitamina P imaju hipotenzivni učinak. Klinička manifestacija hipoavitaminoze vitamina P karakterizira pojačano krvarenje desni i precizna potkožna krvarenja, opća slabost, umor i bol u ekstremitetima. Tabela 3-2 navodi dnevne potrebe, oblike koenzima, glavne biološke funkcije vitamina rastvorljivih u vodi i karakteristične znakove beri-beri.
B. VITAMINI OTVARIVI U MASTI
1. Vitamin A (retinol) - ciklični, nezasićeni, monohidroksilni alkohol.
Izvori. Vitamin A se nalazi samo u životinjskim proizvodima: jetri goveda i svinja, žumancetu, mleku
Struktura provitamina A (1), vitamina A (2) i njegovih derivata (3, 4)
Tabela 3-2. Vitamini rastvorljivi u vodi
proizvodi; riblje ulje je posebno bogato ovim vitaminom. Biljni proizvodi (mrkva, paradajz, paprika, zelena salata, itd.) sadrže karotenoide, koji su provitamini A. Sluzokože crijeva i ćelije jetre sadrže specifični enzim karoten dioksigenazu, koji pretvara karotenoide u aktivni oblik vitamina A. Dnevne potrebe vitamin A za odraslu osobu je od 1 do 2,5 mg vitamina ili od 2 do 5 mg β-karotena. Obično se aktivnost vitamina A u hrani izražava u međunarodnim jedinicama; jedna međunarodna jedinica (IU) vitamina A je ekvivalentna 0,6 mikrograma β-karotena i 0,3 mikrograma vitamina A.
Biološke funkcije vitamina A. U tijelu se retinol pretvara u retinalnu i retinojsku kiselinu, koje su uključene u regulaciju brojnih funkcija (rast i diferencijacija stanica); oni takođe čine fotohemijsku osnovu čina gledanja.
Najdetaljnije je proučavano učešće vitamina A u vizuelnom činu (sl. 3-3). Aparat oka osjetljiv na svjetlost je mrežnica. Svjetlost koja pada na mrežnicu adsorbira se i transformiše pigmentima retine u drugi oblik energije. Kod ljudi, retina sadrži 2 tipa receptorskih ćelija: štapiće i čunjeve. Prvi reagiraju na slabo (sumrak) osvjetljenje, a čunjevi - na dobro osvjetljenje (dnevni vid).
Rice. 3-3. Šema vizuelnog ciklusa. 1 - cis-retinal u mraku se kombinuje sa proteinom opsinom, formirajući rodopsin; 2 - pod djelovanjem svjetlosnog kvanta dolazi do fotoizomerizacije 11-cis-retinala u trans-retinal; 3 - trans-retinal-opsin se razlaže na trans-retinal i opsin; 4 - pošto su pigmenti ugrađeni u membrane ćelija retine osetljivih na svetlost, to dovodi do lokalne depolarizacije membrane i pojave nervnog impulsa koji se širi duž nervnog vlakna; 5 - završna faza ovog procesa - regeneracija originalnog pigmenta. To se događa uz sudjelovanje retinalne izomeraze kroz faze: trans-retinal - transretinol - cis-retinol - cis-retinal; potonji se ponovo povezuje sa opsinom, formirajući rodopsin.
Retinoična kiselina, poput steroidnih hormona, stupa u interakciju s receptorima u jezgru ciljnih stanica. Dobijeni kompleks se vezuje za određene DNK regione i stimuliše transkripciju gena (videti odeljak 4). Proteini nastali kao rezultat genske stimulacije pod uticajem retinoične kiseline utiču na rast, diferencijaciju, reprodukciju i embrionalni razvoj (Sl. 3-4).
Glavne kliničke manifestacije hipovitaminoze A. Najraniji i najkarakterističniji znak nedostatka vitamina A kod ljudi i eksperimentalnih životinja je oštećen vid u sumrak (hemeralopija ili „noćno“ sljepilo). Specifično za avitaminozu A, oštećenje očne jabučice je kseroftalmija, tj. razvoj suhoće rožnice oka kao posljedica začepljenja suznog kanala zbog keratinizacije epitela. To, pak, dovodi do razvoja konjuktivitisa, edema, ulceracija i omekšavanja rožnjače, tj. do keratoma-lacije. Kseroftalmija i keratomalacija, ako se ne liječe, mogu dovesti do potpunog gubitka vida.
Kod djece i mladih životinja s avitaminozom A zaustavlja se rast kostiju, keratoza epitelnih stanica svih organa i, kao rezultat, prekomjerna keratinizacija kože, oštećenje epitela gastrointestinalnog trakta, genitourinarnog sistema i respiratornog aparata. Prestanak rasta kostiju lobanje dovodi do oštećenja tkiva centralnog nervnog sistema, kao i do povećanja pritiska likvora. 2. D vitamini (kalciferoli) Kalciferoli su grupa hemijski srodnih jedinjenja koja se odnose na derivate sterola. Biološki najaktivniji vitamini su D2 i D3. Vitamin D 2 (ergokalciferol), derivat ergosterola, biljnog steroida koji se nalazi u nekim gljivama, kvascima i biljnim uljima. Kada se prehrambeni proizvodi zrače UV zračenjem, vitamin D 2 se dobija iz ergosterola koji se koristi u medicinske svrhe. Vitamin D 3, dostupan kod ljudi i životinja, je holekalciferol, koji se stvara u ljudskoj koži iz 7-dehidrokolesterola pod dejstvom UV zraka (Sl. 3-5).
Vitamini D 2 i D 3 su bijeli kristali, masni na dodir, nerastvorljivi u vodi, ali dobro rastvorljivi u mastima i organskim rastvaračima.
Izvori. Najveća količina vitamina D 3 nalazi se u životinjskim proizvodima: puteru, žumanjku, ribljem ulju.
Rice. 3-4. Djelovanje retinoida u tijelu. Supstance (nazivi u okvirima) su komponente hrane.
Rice. 3-5. Šema za sintezu vitamina D 2 i D 3. Provitamini D 2 i D 3 su steroli koji imaju dvije dvostruke veze u B prstenu. Pri izlaganju svjetlosti u procesu fotohemijske reakcije dolazi do cijepanja prstena B. A - 7-dehidroholesterol, provitamin D 3 (sintetiziran iz holesterola); B - ergosterol - provitamin D 2.
Dnevna potreba za djecu je 12-25 mcg (500-1000 IU), za odraslu osobu potreba je znatno manja.
biološka uloga. U ljudskom tijelu vitamin D 3 se hidroksilira na pozicijama 25 i 1 i pretvara u biološki aktivno jedinjenje 1,25-dihidroksiholekalciferol (kalcitriol). Kalcitriol ima hormonsku funkciju, učestvujući u regulaciji metabolizma Ca 2+ i fosfata, stimulišući apsorpciju Ca 2+ u crevima i kalcifikacije.
kation koštanog tkiva, reapsorpcija Ca 2+ i fosfata u bubrezima. Pri niskim koncentracijama Ca 2+ ili visokim koncentracijama D 3 stimulira mobilizaciju Ca 2+ iz kostiju (vidjeti dio 11). Neuspjeh. Uz nedostatak vitamina D kod djece, razvija se bolest "rahitis", koju karakterizira kršenje kalcifikacije rastućih kostiju. Istovremeno se uočava deformacija skeleta s karakterističnim promjenama na kostima (u obliku slova X ili o
noge, "ružarij" na rebrima, deformacija kostiju lobanje, odloženo nicanje zuba). Višak. Unošenje viška količine vitamina D 3 može izazvati hipervitaminozu D. Ovo stanje karakteriše prekomerno taloženje kalcijumovih soli u tkivima pluća, bubrega, srca, vaskularnih zidova, kao i osteoporoza sa čestim prelomima kostiju. 3. Vitamini grupe E (tokoferoli) Vitamin E je izolovan iz ulja pšeničnih klica 1936. godine i nazvan je tokoferol. Trenutno poznata porodica tokoferola i tokotrienola koji se nalaze u prirodnim izvorima. Svi su metil derivati originalnog jedinjenja tokola, vrlo su slični po strukturi i označeni su slovima grčke abecede. α-tokoferol pokazuje najveću biološku aktivnost.
Tokoferoli su uljasta tečnost, dobro rastvorljiva u organskim rastvaračima.
α-tokoferol (5,7,8-trimetiltokol)
Izvori vitamina E za ljude su biljna ulja, zelena salata, kupus, sjemenke žitarica, puter, žumance.
Dnevna potreba odrasle osobe za vitaminom je otprilike 5 mg.
biološka uloga. Prema mehanizmu djelovanja, tokoferol je biološki antioksidans. On inhibira reakcije slobodnih radikala u ćelijama i na taj način sprečava razvoj lančanih reakcija peroksidacije nezasićenih masnih kiselina u lipidima bioloških membrana i drugih molekula, kao što je DNK (videti odeljak 8). Tokoferol povećava biološku aktivnost vitamina A, štiteći nezasićeni bočni lanac od oksidacije.
Kliničke manifestacije nedostatka vitamina
E kod ljudi nije u potpunosti shvaćen. Pozitivan učinak vitamina E u liječenju
kršenje procesa oplodnje, uz ponovljene nevoljne pobačaje, neke oblike mišićne slabosti i distrofije. Prikazana je upotreba vitamina E za prevremeno rođene bebe i djecu koja se hrane na flašicu, jer kravlje mlijeko sadrži 10 puta manje vitamina E nego žensko mlijeko. Nedostatak vitamina E manifestira se razvojem hemolitičke anemije, moguće zbog razaranja membrane eritrocita kao posljedica LPO. 4. Vitamini K (naftokinoni) Vitamin K postoji u nekoliko oblika u biljkama kao filokinon (K 1), u ćelijama crevne flore kao menakinon (K 2).
prazan, spanać, korjenasto povrće i voće) i proizvodi životinjskog porijekla (jetra). Osim toga, sintetizira ga crijevna mikroflora. Obično se nedostatak vitamina K razvija zbog malapsorpcije vitamina K u crijevima, a ne kao rezultat njegovog odsustva u hrani.
Dnevna potreba za vitaminom odrasle osobe je 1-2 mg.
Biološka funkcija vitamina K povezana je sa njegovim učešćem u procesu zgrušavanja krvi (sl. 3-6). Učestvuje u aktivaciji faktora zgrušavanja krvi: protrombina (faktor II), prokonvertina (faktor VII), Božićnog faktora (faktor IX) i Stewart faktora (faktor X). Ovi proteinski faktori se sintetiziraju kao neaktivni prekursori. Jedan od koraka aktivacije je njihova karboksilacija na ostacima glutaminske kiseline sa stvaranjem γ-karboksiglutaminske kiseline, koja je neophodna za vezivanje jona kalcijuma (videti odeljak 13).
Rice. 3-6. Uloga vitamina K u zgrušavanju krvi.
Vitamin K je uključen u reakcije karboksilacije kao koenzim. Za liječenje i prevenciju hipovitaminoze K koriste se sintetički derivati naftokinona: menadion, vikasol, sinkavit.
Glavna manifestacija avitaminoze K je jako krvarenje koje često dovodi do šoka i smrti tijela. Tabela 3-3 navodi dnevne potrebe i biološke funkcije vitamina rastvorljivih u mastima, kao i karakteristične znakove beri-beri.
Tabela 3-3. Vitamini rastvorljivi u mastima
Za citiranje: Nurmukhametova E. KLINIČKA FARMAKOLOGIJA. NEDOSTATAK VITAMINA // BC. 1998. br. 18. S. 10
Vitamini igraju važnu ulogu u patogenezi nekih ljudskih bolesti. Uzroci nedostatka vitamina mogu biti opća pothranjenost, perverzije hrane, malapsorpcija i alkoholizam, hemodijaliza, totalna parenteralna ishrana i urođeni metabolički defekti.
Kada se raspravlja o fiziologiji vitamina, važno je uzeti u obzir sljedeće:
. Nesposobnost organizma da sintetiše organska jedinjenja rezultat je mutacija koje su se desile u različitim fazama evolucije; stoga je opskrba vitaminima izvana u sastavu prehrambenih proizvoda neka vrsta zamjenske terapije za urođene poremećaje metabolizma.
. Kvantitativna potreba za vitaminima je mnogo manja u odnosu na aminokiseline i esencijalne masne kiseline. To je zbog činjenice da vitamini nisu građevinski ili energetski supstrat, već najčešće služe samo kao katalizatori raznih biokemijskih reakcija.
. Izolovani nedostatak nekih vitamina (npr. pantotenske kiseline) kod ljudi nije opisan. Možda je to zbog njihove široke distribucije u raznim proizvodima ili sposobnosti tijela da efikasno skladišti ove tvari.
. Nedostatak vitamina kod alkoholizma uzrokovan je mnogim faktorima: smanjenim unosom, poremećenom apsorpcijom, genetskom predispozicijom.
. Da bi se prepoznala uloga nedostatka vitamina u nastanku bolesti, neophodno je poznavanje manifestacija nedostatka i velika budnost lekara u tom pogledu; efikasnost supstitucione terapije služi kao potvrda ispravnosti interpretacije, jer su mogućnosti biohemijskog dokazivanja insuficijencije jednog ili drugog vitamina veoma ograničene.
Nedostatak niacina (nikotinska kiselina, B 5 ) ili pelagra
Biohemija
Niacin (nikotinska kiselina i njeni derivati) u određenom smislu nije vitamin, jer je moguća njegova sinteza iz triptofana (u prosjeku, 1 mg niacina nastaje iz 60 mg triptofana). Ova se okolnost mora uzeti u obzir pri određivanju prehrambenih normi. Mnoge namirnice, kao što su žitarice, sadrže vezani oblik niacina koji tijelo ne apsorbira. Vitamin se brzo apsorbira iz crijeva; oko 1/5 njegovog dijela prolazi kroz dekarboksilaciju sa stvaranjem nikotin-mokraćne kiseline, ostatak se izlučuje urinom u metiliranom obliku.
Mehanizam djelovanja
Niacin je dio nikotinamid adenin dinukleotida (NAD) i nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADP), koji služe kao kofaktori u mnogim redoks reakcijama.
Need
Potreba za niacinom je 5-20 mg/dan u zavisnosti od starosti i pola i, za razliku od mnogih drugih vitamina, ne raste tokom trudnoće.
Kliničke manifestacije
Ranije je pelagra postojala kao endemska bolest u Južnoj Americi i mnogim drugim regijama svijeta. Njegov razvoj se obično povezuje sa velikom potrošnjom kukuruza i sirka, ali je patogeneza pelagre vjerovatno složenija. Proces mljevenja žitarica, koji inhibira oslobađanje konjugiranog niacina, može igrati ulogu. Međutim, endemska pelagra je nestala zbog edukacije o ishrani i obogaćivanja žitarica niacinom. Pelagra može biti manifestacija karcinoidnog sindroma, u kojem se mijenja metabolizam triptofana, ili Hartnupova bolest (urođena patologija u kojoj je apsorpcija određenih aminokiselina, uključujući triptofan, naglo smanjena).
Pelagru karakteriziraju sljedeće kliničke manifestacije:
. dermatitis (hiperkeratoza, hiperpigmentacija, deskvamacija, povećana fotosenzibilnost kože);
. mentalni poremećaji (demencija, pospanost, apatija, halucinacije, gubitak pamćenja, psihoze, parestezije, polineuritis);
. dijareja;
. lezije sluznice (ahlorhidrija, glositis, stomatitis, vaginitis).
Dijagnoza se zasniva na kliničkim manifestacijama i djelotvornosti zamjenske terapije. Karakteristično je smanjenje izlučivanja urinom metabolita nikotinske kiseline i triptofana i sadržaja NAD i NADP u eritrocitima i triptofana u plazmi.
Kod endemske pelagre, prilično male (10 mg/dan) doze niacina mogu se propisati uz adekvatnu ishranu triptofana. Kod Hartnupove bolesti i karcinoidnog sindroma potrebno je koristiti velike doze niacina - 40 - 200 mg/dan.
Nedostatak tiamina B 1 - uzmi-uzmi
Biohemija
Tiamin sintetiziraju različite biljke i mikroorganizmi (uključujući i one koji nastanjuju gastrointestinalni trakt). Ljudsko tijelo sadrži 25 - 30 mg ovog vitamina: 80% - u obliku difosfata (pirofosfata), 20% - u obliku trifosfata i monofosfata. Velike količine tiamina nalaze se u skeletnim mišićima, srcu, jetri, bubrezima i mozgu.
Mehanizam djelovanja
Tiamin služi kao koenzim za nekoliko reakcija tokom kojih se prekidaju ugljične veze - oksidativna dekarboksilacija a -keto kiseline (piruvat i a-ketoglutarat), reakcije pentoznog ciklusa itd. Pretpostavlja se da i tiamin igra određenu ulogu u funkcionisanju neurona, budući da se nalazi u aksonalnim membranama; osim toga, električna stimulacija nerava je praćena oslobađanjem tiamin difosfata i trifosfata.
Need
Dnevna potreba za tiaminom obezbjeđuje se uzimanjem 0,5 - 1,5 mg ove supstance. Vitamin se nalazi u mnogim namirnicama (meso, povrće, ljuske žitarica), ali ga nema u biljnim uljima, mastima i rafiniranom šećeru. Brojni faktori mogu povećati potrebu za tiaminom (hrana koja sadrži tiaminaze, povećan unos ugljikohidrata, trudnoća, dojenje, tireotoksikoza, visoka temperatura). Gubitak vitamina se povećava upotrebom diuretika, hemodijalize, peritonealne dijalize i dijareje. Malapsorpcija, alkoholizam, nedostatak folata dovode do poremećene apsorpcije tiamina.
Kliničke manifestacije
Nedostatak tiamina utiče na kardiovaskularni (mokri beri-beri) i nervni (suvi beri-beri) sistem.
Vlažni oblik beri-beri dijeli se na akutni i kronični. Akutni teče prema vrsti kardiovaskularnog kolapsa, a kronični karakterizira porast krvnog tlaka, edem, tahikardija.
Za suhi oblik beriberi tipične su sljedeće manifestacije:
. periferna neuropatija (najčešće simetrično oštećenje nogu - poremećena osjetljivost, motoričke funkcije i refleksi);
. Korsakovljev sindrom (konfuzija, retrogradna amnezija, konfabulacija);
. Wernickeova encefalopatija (nistagmus, oftalmoplegija, koma).
Za laboratorijsku dijagnostiku nedostatka tiamina može se koristiti određivanje aktivnosti transketalaze u eritrocitima, koja je smanjena, ali se povećava nakon dodavanja tiamin pirofosfata (TPF efekat). Dijagnostičku vrijednost ima povećanje aktivnosti ovog enzima za 15% ili više.
Ako se sumnja na beriberi, indicirano je hitno imenovanje tiamina u dozi od 50 mg / dan intramuskularno nekoliko dana, nakon čega u dozi od 2,5-5 mg / dan per os još mjesec dana.
Kongenitalni metabolički poremećaji ovisni o tiaminu
Ova stanja uključuju megaloblastnu anemiju, koja se javlja kada je smanjen ćelijski transport tiamina; laktacidoza zbog niske aktivnosti hepatične piruvat dehidrogenaze i ketoacidurija zbog niske aktivnosti razgranate lanca ketokiseline dehidrogenaze. U ovim stanjima, terapeutske doze tiamina su efikasne.
Nedostatak piridoksina (vitamina B 6 )
Biohemija
Pojam "vitamin B6" kombinuje grupu jedinjenja - piridoksin, piridoksal i piridoksamin. Aktivni oblik vitamina B6 je piridoksal fosfat. Ovaj vitamin se nalazi u gotovo svim namirnicama; meso, jetra, povrće, žitarice su njeni najbolji izvori.
Mehanizam djelovanja
Piridoksal fosfat kao koenzim transaminaza, sintetaza i hidroksilaza učestvuje u mnogim reakcijama metabolizma aminokiselina (triptofan, glicin, serin, glutamin i koji sadrže sumpor), u sintezi prekursora hema (d-aminolevulinska kiselina), u nekim procesima u centralnom nervnom sistemu.
Need
Potreba za ovim vitaminom je 0,5 - 2 mg / dan. Povećava se tokom trudnoće i unosa estrogena, povećanog unosa proteina, ponovljene hemo- i peritonealne dijalize. Metaboliti etanola doprinose uništavanju piridoksina.
Kliničke manifestacije
Mnogi lijekovi (izoniazid, cikloserin, penicilamin) djeluju kao antagonisti piridoksina, što dovodi do njegove insuficijencije. Klinički se to manifestira dermatozom, glositisom, heilozom, mučninom, povraćanjem i konvulzijama.
Laboratorijska dijagnoza ove hipovitaminoze zasniva se na određivanju urinom izlučivanja metabolita triptofana nakon opterećenja triptofanom, izlučivanja piridoksina i njegovih metabolita, te mjerenju aktivnosti različitih aminotransferaza u krvi. Najpreciznijim testom danas se smatra in vitro određivanje promjene aktivnosti eritrocitnih glutamatnih i piruvatnih transaminaza uz dodatak piridoksalfosfata.
Dobivanje sa hranom 30 mg/dan vitamina B6 dovodi do normalizacije metabolizma triptofana tokom trudnoće, uzimanja oralnih kontraceptiva i izoniazida. Potreba za pacijente koji primaju penicilamin može doseći 100 mg / dan.
Bolesti zavisne od piridoksina
Postoji nekoliko genetskih anomalija kod kojih je poremećen metabolizam vitamina B6. Karakteriziraju ih simptomi kao što su konvulzije, mentalna retardacija, sideroblastna anemija, cistationinurija, ksanturenska acidurija.
Nedostatak riboflavina (B 2 )
Riboflavin u sastavu flavin mononukleotida (FMN) ili flavin adenin dinukleotida (FAD) je uključen u mnoge redoks reakcije. Preporučena dnevna doza je 0,5-1,5 mg. Nedostatak riboflavina može se razviti uz ishranu sa nedostatkom riboflavina (malo životinjskih proteina) ili antagonistima riboflavina (galaktoflavin). Manifestacije insuficijencije - angularni stomatitis, heiloza, glositis, seboroični dermatitis, normohromna normocitna anemija. Ovi fenomeni su obrnuti kada se uzima riboflavin. Nedostatak riboflavina gotovo uvijek se javlja u pozadini insuficijencije drugih vitamina topivih u vodi. Potreba za njim se povećava kod pacijenata na hemo- i peritonealnoj dijalizi.
Neuspjehvitamin C (skorbut)
Biohemija
Za razliku od većine životinja, ljudsko tijelo nije u stanju sintetizirati vitamin C iz glukoze zbog nedostatka enzima potrebnog za to (L-glukonolakton oksidaze) i potrebno ga je unijeti izvana. Ljudsko tijelo sadrži 1,5-3 g vitamina C.
Mehanizam djelovanja
Vitamin C (askorbinska kiselina) je snažan redukcijski agens i, budući da se reverzibilno oksidira i lako redukuje, funkcionira kao ćelijski redoks sistem. Ovaj vitamin je neophodan za stvaranje kolagena i doprinosi očuvanju integriteta tkiva mezenhimskog porekla - vezivnog (uključujući zidove krvnih sudova), osteoidnog i dentina zuba. Vitamin C služi kao zaštitnik reduktaze folne kiseline i učestvuje u distribuciji i akumulaciji gvožđa.
Need
Dnevna potreba je 30-60 mg. Vitamin se nalazi u mleku, mesu, voću i povrću. Međutim, delimično (oko 50%) se uništava tokom dugotrajnog skladištenja voća i povrća i tokom kuvanja. Potrebe za vitaminom se povećavaju tokom trudnoće, dojenja, tireotoksikoze, ahlorhidrije i dijareje.
Kliničke manifestacije
Prvi simptomi su slabost, razdražljivost i nejasni bolovi u mišićima i zglobovima. Tada se javljaju otok, krvarenje desni, petehije, ekhimoze na koži i krvarenja u unutrašnjim organima, ispadaju zubi. Stari ožiljci se razilaze, nove rane ne zarastaju. Karakterizira ga hiperkeratoza folikula dlake s hiperemijom i krvarenjima oko njih. Normohromna normocitna anemija je česta, ali otprilike 20% pacijenata ima makrocitnu ili megaloblastnu anemiju zbog istovremenog nedostatka folata.
Neke laboratorije koriste za određivanje nivoa askorbinske kiseline u trombocitima za dijagnosticiranje nedostatka vitamina C; sadržaj vitamina u plazmi je manje informativan. Pacijenti često imaju povišene razine bilirubina i pozitivan endotelni test.
Terapijska doza askorbinske kiseline za odrasle je 100 mg 3-5 puta dnevno tokom mjesec dana, zatim 100 mg / dan. Djeci se obično propisuje 10-25 mg 3 puta dnevno. Istovremeno, potrebno je prilagoditi ishranu.
Nedostatak biotina
Biotin je koenzim karboksilaze. Preporučeni unos je 150 - 300 mcg/dan. Nedostatak biotina nastaje dugotrajnom upotrebom sirovog bjelanjka, parenteralnom ishranom (kod pacijenata sa malapsorpcijom) koja ne uključuje biotin, kod proteinsko-energetske pothranjenosti i kod pacijenata sa višestrukim nedostatkom karboksilaze. Kliničke manifestacije nedostatka biotina su slične onima kod nedostatka esencijalnih masnih kiselina: dermatitis, konjuktivitis, alopecija, ataksija, zaostajanje u razvoju. Kod višestrukog nedostatka karboksilaze mogu se razviti neurološki simptomi i organska acidurija.
Dijagnoza se temelji na smanjenju izlučivanja biotina u urinu i smanjenju kliničkih manifestacija kao odgovor na primjenu biotina u dozi od 100 mg/dan.
Nedostatak vitamina A
Biohemija
Izvori vitamina A (retinola) - jetra, mlijeko, bubrezi. Različite biljke sadrže b-karoten i druge keratinoide, koji se razgrađuju u stanicama sluznice tankog crijeva i stvaraju retinol; potonji se zatim esterifikuje. Depo retinola je jetra. Ulazi u krvotok povezan sa specifičnim RBP proteinom. Ljudsko tijelo sadrži 300 - 900 mg vitamina. Izlučuje se žučom i urinom.
Mehanizam djelovanja
Retinol igra važnu ulogu u rastu, reprodukciji i vizualnoj funkciji. Aktivno učestvuje u sintezi glikoproteina.
Kliničke manifestacije
Nedostatak vitamina A nastaje u nedostatku u hrani, zbog kršenja njegove apsorpcije, taloženja i transporta (sprue, anastomoze koje zaobilaze duodenum, bolesti jetre, proteinurija, dugotrajno skladištenje otopina za parenteralnu prehranu).
Najraniji znak je kršenje tamne adaptacije (hemeralopija), praćeno degenerativnim promjenama na mrežnici, kserozom konjunktive, stvaranjem Bitotovih plakova („pjenastih” plakova iz ostataka epitela na konjunktivi). Ove promjene su reverzibilne primjenom vitamina A. U težim slučajevima razvijaju se keratomalacija i perforacija rožnjače, endoftalmitis i sljepoća. Karakteristične su i suvoća i hiperkeratoza kože.
Za dijagnozu se mogu koristiti prilično složene metode - tamna adaptometrija, skotometrija i elektroretinografija. Ali najčešće se dijagnoza temelji na prisutnosti predisponirajućih faktora - smanjene prehrane djece ili bolesti koje su obično povezane s hipovitaminozom A.
Kod hemeralopije i manjih promjena na konjunktivi, efikasan je dnevni unos od 30.000 IU retinola tokom jedne sedmice. Kod lezija rožnice potrebna je hitna primjena 20.000 IU/kg/dan vitamina A tijekom 5 dana. Djeci u riziku od hipovitaminoze A prepisuje se 200.000 IU retinola per os tokom dva dana.
Nedostatak vitamina E
Biohemija
Grupa vitamina E uključuje osam različitih tokoferola; najaktivniji među njima - a -tokoferol. Nakon apsorpcije u crijevima, vitamin C se vezuje za b-lipoproteini i njihov transport u različita tkiva. Tokoferol se uglavnom izlučuje putem žuči.
Mehanizam djelovanja
Vitamin E djeluje kao antioksidans, sprječavajući stvaranje toksičnih produkata peroksidacije lipida u stanicama.
Need
Preporučeni unos tokoferola je 5-10 mg/dan. Kada prehrana sadrži velike količine polinezasićenih masnih kiselina, potreba se povećava, a u prisustvu antioksidansa smanjuje. Vitamin je široko rasprostranjen u raznim namirnicama, pa se izolirani nedostatak gotovo nikada ne javlja. Potrebu dojenčadi za tokoferolom obezbjeđuje ljudsko mlijeko.
Kliničke manifestacije
Nedostatak se obično razvija usljed kršenja apsorpcije masti, abetalipoproteinemije i kronične holestatske bolesti jetre. Karakteristične su neurološke promjene (arefleksija, disfunkcija stražnjih rogova kičmene moždine, periferna neuropatija). Liječenje (50 - 100 IU / dan mjesec dana) je najefikasnije u ranim stadijumima bolesti.
Nedostatak vitamina K
Aktivnost vitamina K posjeduje filohinon (K 1 ) koji se nalazi u povrću, posebno zelenom lišću, i menakinonu (K 2 ) koje sintetiše crijevna mikroflora. Ovaj vitamin je komponenta mikrosomalnih enzimskih sistema različitih tkiva uključenih u sintezu g- karboksiglutaminska kiselina, koja je dio mnogih proteina, uključujući faktore koagulacije. Proizvodnja faktora koagulacije II, VII, IX i X u jetri zavisi od prisustva vitamina K.
Masti su potrebne za apsorpciju vitamina K iz crijeva, pa se nedostatak vitamina K razvija kada se masti ne apsorbiraju. Dugotrajna upotreba antibiotika, koja uzrokuje narušavanje crijevne mikroflore, također može dovesti do nedostatka vitamina K. Nedostatak vitamina se uočava kod novorođenčadi zbog nerazvijenosti crijevne flore i prehrambenih navika.
Prije izvođenja hirurških intervencija i porođaja potrebno je odrediti nivo protrombina. Pacijenti koji imaju ovaj pokazatelj manji od 70% norme trebaju dobiti preparat vitamina K.
književnost:
Fauci AS, Braunwald E, Isselbacher KJ. Harrisonovi principi interne medicine 14. izdanje, 1998. Poglavlje 79: Nedostatak i višak vitamina, P. 480-7.
Biološka uloga
1. TPP je uključen u reakcije dekarboksilacije α-keto kiselina;
2. TPP je uključen u razgradnju i sintezu α-hidroksi kiselina (npr. ketosaharida), tj. u reakcijama sinteze i cijepanja ugljik-ugljik veza u neposrednoj blizini karbonilne grupe.
Enzimi ovisni o tiaminu su piruvat dekarboksilaza i transketolaza.
Avitaminoza i hipovitaminoza.
Beriberi bolest, poremećaji probavnog trakta, promjene u psihi, promjene u aktivnosti kardiovaskularne aktivnosti, razvoj negativne ravnoteže dušika itd.
Izvori: proizvodi od povrća, meso, riba, mlijeko, mahunarke - pasulj, grašak, soja itd.
Dnevne potrebe: 1,2-2,2 mg.
Vitamin B2 (riboflavin, vitamin rasta)
Osim samog riboflavina, prirodni izvori sadrže njegove derivate koenzima: flavin mononukleotid (FMN) i flavin adenin dinukleotid (FAD). Ovi koenzimski oblici vitamina B2 kvantitativno dominiraju u većini životinjskih i biljnih tkiva, kao iu ćelijama mikroorganizama.
U zavisnosti od izvora vitamina B2, zvao se različito: laktoflavin (iz mleka), hepaflavin (iz jetre), verdoflavin (iz biljaka), ovoflavin (iz belanca).
Hemijska struktura: Molekul riboflavina je baziran na heterocikličnom jedinjenju - izoaloksazinu (kombinacija benzenskih, pirazinskih i pirimidinskih prstenova), za koje je vezan pentaatomski alkohol ribitol na poziciji 9. Hemijsku sintezu riboflavina izveo je 1935. R. Kuhn.
Riboflavin
Rastvori vitamina B2 su narandžasto-žute boje i karakteriše ih žuto-zelena fluorescencija.
Žuta boja je svojstvena oksidiranom obliku lijeka. Riboflavin u redukovanom obliku je bezbojan.
B2 je visoko rastvorljiv u vodi, stabilan u kiselim rastvorima, lako se uništava u neutralnim i alkalnim rastvorima. B2 je osjetljiv na vidljivo i UV zračenje, lako se podvrgava reverzibilnoj redukciji, dodajući H2 na mjestu dvostruke veze i pretvarajući se u bezbojni leuko oblik. Ovo svojstvo vitamina B2 da se lako oksidira i reducira je osnova njegovog biološkog djelovanja u ćelijskom metabolizmu.
Avitaminoza i hipovitaminoza: zaostajanje u razvoju, gubitak kose, upala sluzokože jezika, usana itd. Osim toga, opća slabost mišića i slabost srčanog mišića; zamućenje sočiva (katarakta).
Biološka uloga:
1. Dio je flavin koenzima FAD, FMN, koji su prostetske grupe flavoproteina;
2. Učestvuje u sastavu enzima prilikom direktne oksidacije početnog supstrata uz učešće O2, tj. dehidrogenacija. Koenzimi ove grupe uključuju oksidaze L- i D-amino kiselina;
3. Kao dio flavoproteina, elektroni se prenose sa reduciranih piridin koenzima.
Izvori: kvasac, hljeb (grubo brašno), sjemenke žitarica, jaja, mlijeko, meso, svježe povrće, mlijeko (u slobodnom stanju), jetra i bubrezi (kao dio FAD i FMN).
Dnevne potrebe: 1.7mg.
Vitamin B6 (piridoksin, antidermički)
Otvoren 1934. od strane P. Györdija. Prvo izolovan iz kvasca i jetre.
Hemijska struktura . Vitamin B6 je derivat 3-hidroksipiridina. Termin "vitamin B6" po preporuci Međunarodne komisije za nomenklaturu biološke hemije odnosi se na sva tri derivata 3-hidroksipiridina sa istom vitaminskom aktivnošću: piridoksin (piridoksol), piridoksal i piridoksamin.
piridoksin piridoksal piridoksamin
B6 je visoko rastvorljiv u vodi i etanolu. Vodeni rastvori su veoma otporni na kiseline i alkalije, ali su osetljivi na svetlost u neutralnoj pH zoni.
Avitaminoza hipovitaminoza. Kod ljudi se nedostatak vitamina B6 manifestira u inhibiciji proizvodnje eritrocita, dermatitisu, upalnim procesima kože, usporavanju rasta životinja, poremećenom metabolizmu triptofana.
biološka uloga. Sva tri derivata 3-hidroksipiridina imaju vitaminska svojstva, funkcije koenzima obavljaju samo fosforilirani derivati piridoksala i piridoksamina:
piridoksamin fosfat piridoksal fosfat
Pyridoxamine Phosphate kao koenzim djeluje u reakcijama transformacije karbonilnih spojeva, na primjer, u reakcijama stvaranja 3,6-dtdeoksiheksoza, koje su uključene u antigene lokalizirane na površini bakterijskih stanica.
Biohemijske funkcije piridoksal fosfat:
1. transport - učešće u procesu aktivnog prenosa određenih aminokiselina kroz ćelijske membrane;
2. katalitičko - učešće kao koenzim u širokom spektru enzimskih reakcija (transaminacija, dekarboksilacija, racemizacija aminokiselina, itd.);
3. Funkcija regulatora brzine obrtanja piridoksalnih enzima je da produži poluživot u tkivima nekih piridoksalnih apoenzima kada su zasićeni piridoksal fosfatom, čime se povećava otpornost apoenzima na termičku denaturaciju i djelovanje specifičnih proteinaze.
Kod nedostatka vitamina B6 uočavaju se poremećaji u metabolizmu aminokiselina.
Izvori: u proizvodima biljnog i životinjskog porekla (hleb, grašak, pasulj, krompir, meso, džigerica itd.). Sintetizira ga i crijevna mikroflora !
Dnevne potrebe: oko 2 mg.
Vitamin B12 (kobalamin, antianemični)
Kobalamini su naziv grupe za jedinjenja sa B12-vitaminskom aktivnošću.
Hemijska struktura. Centralni dio molekule vitamina B12 je ciklični korinski sistem koji po strukturi nalikuje porfirinima (od njih se razlikuju po tome što su dva pirolna prstena čvrsto kondenzirana jedan s drugim, a ne povezana preko metilenskog mosta). Ispod ravnine korinskog prstena, u čijem je središtu Co, nalazi se ostatak 5-deoksiadenozina vezan za kobalt.
Avitaminoza i hipovitaminoza. Nedostatak vitamina B12 dovodi do razvoja perniciozne anemije, poremećaja aktivnosti TSNS-a i oštrog smanjenja kiselosti želučanog soka.
Za aktivan proces apsorpcije vitamina B13 u tankom crijevu, preduvjet je prisustvo u želučanom soku unutrašnjeg faktora Castle (posebnog proteina - gastromukoproteina), koji specifično veže vitamin B12 u poseban kompleks i apsorbira se u crijevima u ovom obliku.
biološka uloga. Identifikovani su enzimski sistemi, koji uključuju kobalomid koenzime kao prostetičku grupu.
Hemijske reakcije u kojima vitamin B12 učestvuje kao koenzim konvencionalno se dijele u dvije grupe. U prvu grupu spadaju reakcije transmetilacije, u kojima metilkobalamin djeluje kao međunosač metil grupe (reakcije sinteze metionina i acetata).
Druga grupa reakcija koje uključuju B12-koenzime je prijenos vodonika u reakcijama izomerizacije.
Izvori: meso, goveđa džigerica, bubrezi, riba, mleko, jaja. Glavno mjesto nakupljanja vitamina B12 u ljudskom tijelu je jetra, koja sadrži do nekoliko mg vitamina.
Vitamin B12 je jedini vitamin čiju sintezu provode isključivo mikroorganizmi.
Sintetizira se crijevnom mikroflorom !
dnevne potrebe 0,003 mg.
Dosta vitamina B1 nalazi se u integralnom pšeničnom hlebu, u ljusci semena žitarica, u soji, pasulju, grašku. Ima ga dosta u kvascu, manje u krompiru, šargarepi, kupusu. Od proizvoda životinjskog porijekla, tiaminom su najbogatija jetra, nemasna svinjetina, bubrezi, mozak, žumance. Dnevna potreba za tiaminom je 1,1-1,5 mg.
Vitamin B1, u obliku TPP (tiamin pirofosfat) sastavni je dio enzima koji katalizuju reakcije direktne i oksidativne dekarboksilacije keto kiselina.
Vitamin B1 i njegovi metaboliti (uglavnom njegov acetilirani derivat, kao i derivati tiazola i pirimidina) izlučuju se urinom, a vitamin B1 izlučuju bubrežni tubuli. Vitamin B 1 brzo prodire u tkiva, akumulirajući se u mozgu, srcu, bubrezima, nadbubrežnim žlijezdama, jetri i skeletnim mišićima. Oko 50% svih vitamina u tijelu nalazi se u mišićnom tkivu.
U jetri se vitamin B 1 pretvara u aktivne metabolite - tiamin trifosfat i tiamin difosfat (kokarboksilazu), za ovu transformaciju potreban je specifični ATP-ovisni enzim tiamin pirofosfokinaza i određena količina magnezijevih jona. U pozadini nedostatka magnezija, metabolizam vitamina B1 je otežan.
1. Učešće TPP-a u reakciji direktne dekarboksilacije PVC-a. PVA se dekarboksilira piruvat dekarboksilazom u acetaldehid, koji se pretvara u etanol pomoću alkohol dehidrogenaze. TPP je esencijalni kofaktor za piruvat dekarboksilazu. Kvasac je bogat ovim enzimom.
2. Učešće TPP-a u reakcijama oksidativne dekarboksilacije. Oksidativnu dekarboksilaciju PVC-a katalizira piruvat dehidrogenaza. Kao rezultat ove reakcije, PVC nastao tokom oksidacije glukoze uključen je u glavni metabolički put ćelije - Krebsov ciklus, gdje se oksidira do ugljičnog dioksida i vode uz oslobađanje energije.
3. TPF-transketolaza koenzim. Transketolaza je enzim pentozofosfatnog puta oksidacije ugljikohidrata. Fiziološka uloga ovog puta je da je glavni dobavljač NADFH*H+ i riboza-5-fosfata.
4. Vitamin B1 učestvuje u sintezi acetilholina, katalizujući stvaranje acetil-CoA, supstrata za acetilaciju holina, u reakciji piruvat dehidrogenaze.
5. Osim što učestvuje u enzimskim reakcijama, tiamin može obavljati i nekoenzimske funkcije, čiji specifični mehanizam još treba razjasniti. Vjeruje se da je tiamin uključen u hematopoezu.
Nedostatak tiamina u hrani (hipovitaminoza) dovodi do značajnog nakupljanja pirogrožđane i α-ketoglutarne kiseline, smanjenja aktivnosti enzima ovisnih o tiaminu u krvi i tjelesnim tkivima.
Eksperimentalno je dokazano da je nedostatak tiamina praćen kršenjem strukture i funkcije mitohondrija.
Hipervitaminoza nije opisano. Višak uzetog vitamina brzo se izlučuje urinom i ne akumulira se u tkivima i organima. Rijetki simptomi predoziranja mogu uključivati drhtanje, herpes, oticanje, nervozu, lupanje srca i alergijske manifestacije.
3. Dijete od 2 mjeseca ima povećanu jetru. Šećer u krvi 3,0 mm/l metodom glukoza oksidaze; žučni pigmenti u urinu, Nylanderov test je pozitivan; nedostaje protein. Objasnite promjene koje se dešavaju.
Dijete pati od galaktozemije. Osnova ove bolesti je nedostatak enzima galaktoza-1-fosfat-uridiltransferaze (GFT), koji pretvara galaktozu-1-fosfat u uridin difosfogalaktozu i nakupljanje galaktoze i toksičnog galaktoza-1-fosfata u krvi i tkivima. . S godinama dolazi do kompenzacijskog povećanja aktivnosti enzima uridin fosfat-galaktoza pirofosforilaze, koji pospješuje metabolizam galaktoze sporednim putem. Patološke promjene bile su povezane s visokom koncentracijom galaktoze u krvi i tkivima. Galaktoza ulazi u organizam sa hranom (laktoza). Kao rezultat nedostatka HFT enzima, galaktoza i galaktoza-1-fosfat se akumuliraju u krvi i raznim tkivima, izlučuju se urinom, a galaktitol (derivat galaktoze) nakuplja se u sočivu. Kasnije dolazi do poremećaja metabolizma glukoze u jetri, bubrezima i mozgu zbog inhibicije aktivnosti enzima fosfoglukozmutaze. U krvi se smanjuje sadržaj glukoze, a u urinu se pojavljuju aminokiseline (metionin, cistein itd.).
Bolest se razvija nakon rođenja kada se novorođenče hrani mlijekom kojim se opskrbljuje laktoza, izvor nemetabolizirajuće galaktoze. Glavni simptomi bolesti su: žutica novorođenčeta, povraćanje i proljev, koji dovode do dehidracije, postepeni razvoj mentalne retardacije, povećanje jetre i slezene, opća distrofija, katarakta. U laboratorijskim studijama, galaktoza i proteini su pronađeni u urinu, smanjenje aktivnosti galaktoza-1-fosfat-uridiltransferaze u eritrocitima. U likvoru i mokraći također se opaža povećanje količine galaktoze, a zahvaćeni su jetra, mozak, bubrezi, razvijaju se katarakta, žutica, hepatomegalija i dispepsija.
B 1 sadrži atome sumpora, zbog čega je nazvan tiamin. Njegova hemijska struktura sadrži dva prstena - pirimidin i tiazol, koji su povezani metilenskom vezom. Oba sistema prstenova se sintetiziraju odvojeno kao fosforilirani oblici, a zatim se kombinuju preko kvaternarnog atoma dušika.
Tiamin je visoko rastvorljiv u vodi. Vodene otopine tiamina u kiseloj sredini podnose zagrijavanje do visokih temperatura bez smanjenja biološke aktivnosti. U neutralnom, a posebno u alkalnom okruženju, vitamin B 1, naprotiv, brzo se uništava kada se zagrije. Ovo objašnjava djelomično ili čak potpuno uništavanje tiamina tokom kulinarske obrade hrane, kao što je tijesto za pečenje uz dodatak natrijum bikarbonata ili amonijum karbonata. Kada se tiamin oksidira, nastaje tiohrom, koji daje plavu fluorescenciju pod UV zračenjem. Ovo svojstvo tiamina zasniva se na njegovom kvantitativnom određivanju.
Vitamin B 1 se lako apsorbira u crijevima, ali se ne akumulira u tkivima i nema toksična svojstva. Višak tiamina u ishrani se brzo izlučuje urinom. Pretvaranje vitamina B1 u njegov aktivni oblik, tiamin pirofosfat (TPP), koji se još naziva i tiamin difosfat (TDP), uključuje specifični ATP-ovisni enzim tiamin pirofosfokinazu, koji se nalazi uglavnom u jetri i moždanom tkivu. Eksperimenti sa obilježenim 32 P ATP dokazali su prijenos cijele pirofosfatne grupe na tiamin u prisustvu enzima. TE ima sledeću strukturu:
Ako se vitamin B 1 isporučuje hranom u obliku TPP-a, tada se od njega cijepa pirofosfatna grupa pod djelovanjem crijevnih pirofosfataza.
U nedostatku ili nedostatku tiamina razvija se ozbiljna bolest - beriberi, koja je rasprostranjena u nekoliko zemalja Azije i Indokine, gdje je riža glavna hrana. Treba napomenuti da se nedostatak vitamina B1 nalazi i u evropskim zemljama, gdje je poznat kao Wernickeov simptom, koji se manifestuje u vidu encefalopatije, odnosno Weissovog sindroma sa dominantnom lezijom kardiovaskularnog sistema. Specifični simptomi su povezani sa primarnim poremećajima aktivnosti kako kardiovaskularnog i nervnog sistema, tako i probavnog trakta. Trenutno se preispituje stajalište da je beriberi kod ljudi rezultat nedostatka samo vitamina B 1 . Verovatnije je da je ova bolest kombinovana avitaminoza ili poliavitaminoza, u kojoj organizmu nedostaju i riboflavin, piridoksin, vitamini PP, C itd. Eksperimentalna avitaminoza B l dobijena je na životinjama i dobrovoljcima. Ovisno o dominaciji određenih simptoma, razlikuje se niz kliničkih tipova insuficijencije, a posebno polineuritski (suhi) oblik beri-beri, u kojem dolazi do izražaja poremećaja u perifernom nervnom sistemu. Kod takozvanog edematoznog oblika beri-beri, pretežno je zahvaćen kardiovaskularni sistem, iako se bilježi i polineuritis. Konačno, izoluje se akutni srčani oblik bolesti, nazvan perniciozan, koji dovodi do smrti kao rezultat razvoja akutnog zatajenja srca. U vezi sa uvođenjem u medicinsku praksu kristalnog preparata tiamina, smrtnost je naglo smanjena i zacrtani su racionalni načini za liječenje i prevenciju ove bolesti.
Najraniji simptomi avitaminoze B 1 su poremećaji motoričke i sekretorne funkcije probavnog trakta: gubitak apetita, usporavanje peristaltike (atonija) crijeva, kao i psihičke promjene koje se sastoje u gubitku pamćenja na nedavne događaje, sklonost halucinacijama; dolazi do promena u aktivnosti kardiovaskularnog sistema: otežano disanje, lupanje srca, bol u predelu srca. Daljnjim razvojem beri-beri otkrivaju se simptomi oštećenja perifernog nervnog sistema (degenerativne promene na nervnim završecima i provodnim snopovima), koji se izražavaju u poremećaju osetljivosti, osećaju peckanja, utrnulosti i boli duž nerava. Ove lezije završavaju kontrakturama, atrofijom i paralizom donjih, a zatim gornjih udova. U istom periodu razvijaju se i pojave srčane insuficijencije (pojačani ritam, dosadni bolovi u predelu srca). Biohemijski poremećaji u avitaminozi B 1 manifestuju se razvojem negativne ravnoteže dušika, izlučivanjem aminokiselina i kreatina u povećanim količinama u urinu, nakupljanjem α-keto kiselina i pentoznih šećera u krvi i tkivima. Sadržaj tiamina i TPP-a u srčanom mišiću i jetri kod pacijenata sa beri-beri je 5-6 puta manji od normalnog.
biološka uloga. Eksperimentalno je dokazano da je vitamin B 1 u obliku TPP sastavni dio najmanje 5 enzima uključenih u srednji metabolizam. TPP je dio dva složena enzimska sistema - piruvat- i α - kompleksi ketoglutarat dehidrogenaze, kataliziranje oksidativna dekarboksilacija pirogrožđane i α-ketoglutarne kiseline. Kao dio transketolaze, TPP je uključen u prijenos glikoaldehidnog radikala sa ketosaharida u aldosaharide (vidi Poglavlje 10). TPP je
