роговицы (ксерофтальмия) с последующим размягчением ее под действием микрофлоры (кератомаляция). Исходом кератомаляции может быть образование стойкого помутнения роговицы (бельма), ведущего к слепоте (амблиопсии). Недостаточность может приводить к задержке роста клеток мозгового слоя почек (метаплазия), что приводит к образованию почечных камней, снижение интенсивности роста и пролиферации сперматогенной ткани ведет к стерильности самцов. Суточная потребность в витамине А 0,5-2,0 мг, у беременных до 4 мг. Производные каротиноидов токсичны, плохо выводятся из организма, поэтому длительное превышение поступления их с пищей может вызвать симптомы отравления: головные боли, тошноту, дерматит.
Кальциферол (D) поступает с пищей животного происхождения: печень, молоко, сливочное масло, рыбий жир. Холекальциферол (D3) может синтезироваться в клетках кожи из 7-дегидрохолестерола, эргокальциферол (D2) – из эргостерина (содержится в растительной пище, компонент цитоплазматической мембраны растительных клеток). Холекальциферол транспортируется в гепатоциты, где гидроксилируется в 25 положении и превращается в 25-гидроксихолекальциферол, затем в почках происходит гидроксилирование в 1 положении с образованием активной гормональной формы – 1,25-гидроксихолекальциферола. Появление гормональной формы контролируется в почках паратгормоном околощитовидных желез. Поступая в энтероциты с током крови, 1,25-гидроксихолекальциферол обусловливает превращение белка предшественника в кальцийсвязывающий белок, по этому же механизму ускоряет реабсорбцию кальция в почках. Гормональные формы кальциферола действуют через ядерную рецепцию, обусловливая транскрипцию и трансляцию соответствующих ферментов, катализирующих превращение белков-предшественников в активные формы.
Недостаточность наблюдается при дефиците витамина D в пище или недостаточном пребывании на солнце («болезнь подвалов»), заболеваниях почек и уменьшении продукции паратгормона. Дефицит сопровождается снижением содержания кальция и фосфора в костной ткани и в раннем возрасте приводит к развитию рахита (Х-образные голени, килевидная грудная клетка), у взрослых наблюдаются остеомаляция и кариес в период беременности. Отсутствие эффекта при лечении витамином D указывает на связь рахита с нарушением функции паращитовидных желез или почек
– витамин-D-толерантный рахит. Потребность 12-25 мкг в сутки. Производные кальциферола токсичны, а также могут вызвать кальциноз сосудов, поэтому передозировка опасна. Особенно опасными в плане токсичности считаются производные витамина D3 – холекальциферола.
Токоферолы (Е) содержатся во многих продуктах: растительных маслах, семенах, рыбьем жире. Известны четыре формы токоферолов: α-, β-, γ-, δ-; наиболее активной считается α-токоферол. Всасывание осуществляется в тонком кишечнике в присутствии желчных кислот (эмульгаторы)
136
и жиров (растворители). Транспортируются токоферолы в составе липопротеидных мицелл, а в клетках включаются в плазматические мембраны.
Основной функцией токоферолов является регуляция свободнорадикальных процессов окисления в мембранах клеток. Это ограничивает развитие перекисного окисления жирнокислотных остатков бислоя фосфолипидов и препятствует быстрому старению мембран.
Недостаточность у людей выявляется очень редко в связи с достаточным содержанием во многих продуктах питания. Иногда наблюдается у недоношенных детей в виде гемолитической анемии за счет уменьшения стабильности эритроцитарных мембран и быстрого старения и разрушения эритроцитов. У животных в экспериментах гиповитаминоз по токоферолам сопровождается атрофией семенников, бесплодием, рассасыванием плода на ранних сроках беременности. Потребность в токоферолах составляет 20-25 мг в сутки.
Филлохиноны (К) поступают в основном с растительными продуктами: капуста, шпинат, фрукты, корнеплоды. Из животных продуктов богата филлохинонами ткань печени, кроме того, они синтезируются микрофлорой кишечника человека. Существует два ряда соединений, обладающих свойствами витамина К: менахиноны (растительного происхождения) и филлохиноны (животного и бактериального происхождения).
Всасываются филлохиноны в тонком кишечнике при участии желчных кислот и панкреатической липазы, транспортируются в составе хиломикронов, в плазме крови связываются с альбумином, могут накапливаться в клетках печени, селезенки, кардиомиоцитах. Основной активной формой служит менахинон-4, который функционирует в качестве кофактора карбоксилирования глутаминовых остатков в протромбине и других белках свертывающей системы крови.
Недостаток часто связан либо с нарушениями микрофлоры кишечника (дисбактериоз, вызванный сульфаниламидами и другими антибиотиками), либо нарушениями всасывания (недостаток поступления желчи). Основные признаки нехватки – кровоточивость при небольших повреждениях, удлинение времени свертывания.
Соединения, которые отвечают основным свойствам витаминов, но их дефицит не вызывает специфического симптомокомплекса нарушений и они необязательно должны поступать с пищей, называются витаминоподобными веществами. Рассмотрим некоторые из них.
Холин содержится в достаточном количестве в мясных продуктах, злаках, образуется микрофлорой кишечника. При всасывании в тонком кишечнике сразу фосфорилируется в фосфохолин. Биологическая роль заключается в участии в синтезе фосфатидов и ацетилхолина, может служить донором метильных групп в реакциях метилирования.
Недостаточность у человека не выявлена, у экспериментальных животных проявляется в виде жировой дегенерации печени. Потребность
137
в холине может возрастать при недостаточном поступлении метионина, который обычно является поставщиком метильных групп.
Липоевая кислота часто относится к витаминам, так как входит в состав кофермента липоиламида, не синтезируется некоторыми микроорганизмами и служит для них фактором роста. Липоиламид является коферментом дигидролипоилтрансацетилазы и дигидролипоилдегидрогеназы, обнаруживается в пируватдегидрогеназном и α-кетоглутарат-дегидрогеназном комплексах ферментов (метаболонах), осуществляющих окислительное декарбоксилирование пирувата и α-кетоглутарата. Липоевая кислота содержится во многих продуктах животного и растительного происхождения, и недостаток ее обычно не выявляется. Как сильный восстановитель липоевая кислота снижает потребность в токоферолах и аскорбиновой кислоте, так как она предотвращает их быстрое окисление.
Оротовая кислота в достаточном количестве содержится в молоке, способна образовываться в организме человека, необходима для образования уридинфосфата и синтеза РНК и гликогена. Отклонения, связанные с дефицитом оротовой кислоты не описаны. Используется в качестве лекарственного препарата при нарушениях производства белков.
Пангамовая кислота широко распространена и в достаточном количестве имеется в продуктах питания. Участвует в процессах переметилирования как донор метильных групп, активирует окислительновостановительные реакции, способствует производству макроэргических соединений, обезвреживанию токсинов, повышает устойчивость к гипоксии. Применяется в качестве лекарственного препарата при атеросклерозах, кислородном голодании.
Пара-аминобензойная кислота (ПАБК) содержится в дрожжах, пе-
чени, семенах растений. Для человека не является витамином, так как синтезируется в клетках. Однако для многих микроорганизмов служит фактором роста, необходимым для образования тетрагидрофолиевой кислоты. Применение сульфаниламидов связано с их способностью включаться вместо ПАБК в структуру фолиевой кислоты и блокировать синтез ДНК. Поэтому длительное применение сульфаниламидов ведет к анемии и малокровию за счет снижения скорости образования клеток крови.
Убихинон (Q) синтезируется в клетках на основе мевалоновой кислоты и продуктов метаболизма фенилаланина и тирозина. Недостаточность у человека не описана, но может возникать повышение потребности в убихиноне при мышечной дистрофии, некоторых заболеваниях миокарда и анемиях. Основная функция – акцептирование электронов и протонов в процессе дыхания.
Метилметионилсульфоний содержится в овощах, особенно в капусте. Разрушается при термической обработке. Активный донор метильных групп, близкий по свойствам к метионину, производным которого и явля-
138
ется. Отнесен к липотропным факторам, применяется в лечении жирового перерождения печени. Обладает антигистаминными свойствами и служит противоязвенным фактором (гистамин стимулирует желудочную секрецию).
Эссенциальные жирные кислоты (F) представляют собой незаме-
нимые ненасыщенные жирные кислоты, которые не синтезируются в клетках организма человека. Содержатся в растительных маслах, рыбьем жире. Всасываются так же, как и насыщенные, с участием желчных кислот и транспортируются в составе хиломикронов. Используются в основном для образования фосфолипидов биомембран и для производства биологически активных соединений: простагландинов, простациклинов, тромбоксанов и лейкотриенов. Недостаточность у человека не описана, в клинической практике применяются для профилактики отложений холестерина в стенках сосудов при атеросклерозе и кожных заболеваниях (местно).
Антивитамины. К антивитаминам относят вещества, которые затрудняют использование витаминов клеткой путем их разрушения, связывания в неактивные формы, конкуренции с ними. Согласно действию, антивитамины можно разделить на две группы: неспецифические (припятствующие проникновению в клетку, разрушающие, связывающие) и специфические (сходные по химической природе, структуре и конкурирующие с витамином).
К первой группе относятся ферменты, разрушающие витаминные соединения (тиаминаза, аскорбиназа и др.), и вещества, образующие с ними комплексы, препятствующие их всасыванию (например, авидин).
Антивитамины второй группы действуют в основном как антикоферменты, антиметаболиты. К ним относят следующие соединения.
Гидроокситиамин может включаться вместо тиаминдифосфата, снижая активность ТДФ-зависимых ферментов и имитируя недостаточность В1.
Дихлоррибофлавин включается в состав флавиновых коферментов, ингибируя флавинзависимые ферменты, нарушает процессы дыхания, активации нейтрофилов, цикл Кребса. Проявляется как гиповитаминоз по рибофлавину.
Оба соединения получены методом органического синтеза и используются для получения экспериментальных гиповитаминозов. Возможна угроза загрязнения ими окружающей среды и попадания в продукты питания человека.
Изониазид конкурирует с адениловой кислотой при включении в НАД, НАДФ, ФАД. Нарушает многие процессы биологического окисления. Используется при лечении туберкулеза. Опасно попадание соединения в окружающую среду, так как оно обладает выраженным цитолитическим действием.
139
Гомопантотеновая кислота заменяет пантотеновую кислоту при образовании коэнзима А. Приводит к нарушению всех процессов, идущих с участием КоА: синтез ацетил-КоА, окисление и образование жирных кислот, цикл Кребса. Используется для получения экспериментальных гиповитаминозов, возможно попадание гомопантотеновой кислоты в окружающую среду.
Птеридин образуется из гуанина, служит для синтеза пигментов окраски крыльев и глаз у насекомых и кожи у амфибий. Птеридины играют роль защитных светофильтров в глазах насекомых, некоторые из них могут функционировать в качестве рецепторов света. Включается в восстановленные формы фолиевой кислоты, в печени участвует в гидроксилировании ароматических аминокислот. На основе птеридина синтезированы противораковые препараты: аминоптерин и аметоптерин (метотрексат), оба ингибируют дигидрофолатредуктазу, фермент, восстанавливающий дигидрофолаты в тетрагидрофолаты, как конкурентные ингибиторы. Ингибирующее воздействие оказывают на все быстро размножающиеся клетки, обладают цитостатическим действием.
Сульфаниламиды могут включаться вместо ПАБК в фолаты, блокируя фолат-зависимые ферментативные реакции. Применяются при лечении инфекционных заболеваний, вызываемых ПАБК-зависимыми микроорганизмами. Блокируют реакции, катализируемые тетрагидрофолатзависимыми ферментами, ингибируют образование нуклеотидов и репликацию ДНК, приводят к развитию фолиеводефицитной анемии.
Нарушения гормонального статуса и рецепции. Одним из основных свойств живых систем является способность к саморегуляции. Для высших организмов существует единая нейроэндокринноиммунная регуляция поддержания гомеостаза и процессов жизнедеятельности, где нейрорегуляция играет ведущую роль, эндокринная и иммунная ей иерархично подчинены. К особенностям эндокринной регуляции относятся беспороговый принцип реагирования, большое разнообразие эффектов, вызываемых гормонами.
Согласно современной классификации биологически активных соединений, гормонами принято считать вещества, синтезируемые и секретируемые специальными клетками желез внутренней или смешанной секреции, некоторых органов (печень, почки и др.), поступающие в кровь и оказывающие генерализованное (эндокринное) действие на обмен веществ и физиологические функции организма. Биологически активные соединения, секретируемые многими неспециализированными клетками и поступающие преимущественно в межклеточную среду, действующие паракринно (на соседние клетки), относят к медиаторам. Вещества, регулирующие иммунные реакции, классифицируют как цитокины. Хотя подобная классификация весьма несовершенна, так как многие регуляторные соединения могут действовать и эндокринно, и паракринно, и даже аутокринно. На-
140