Витамины, их биол. роль. Водо- и жирорастворимые витамины.

Витамины – низкомолекулярные орг. соед-я, которые, присутствуя в пище в небольших кол-вах, явл-ся незаменимыми ее компонентами, обеспечивают нормальное протекание биохим. и физиол. процессов путем участия в регуляции метаболизма. Витамины не включаются в стр-ру тканей чел. и жив. и не использ-ся в кач-ве источника энерг. В орг-ме чел. некот. витам. не синтез. вообще, другие – синтез. кишечной микрофлорой и тканями в недостат. кол-вах, поэт. должны поступ. с пищей. Вит. и их производные – активные уч-ки биохим. и физиол. проц. высших растений. Сущ. предполож., что отсутствие способности синтезировать вит. у жив. и чел. возник. в проц. эволюции и потеря этой спос-ти была заменена пищевыми связями с участием бактерий и раст. Многие вит. предст. собой исходн. матер. для синтеза коферм. и простетич. групп ферментов. Это основная причина необходимости вит. Стр-ра каждого фермент. вит. уникальна, и как правило хар-ся наличием сопряж. связей, четко выраж-х электроноакцепт. или электронодонорн. св-ва. Эти св-ва усил-ся, когда вит. становится коферментом, соединяется с металлом или апоферментом, входя в состав активного. центра фермента. Ряд вит. обладает регуляторными функциями, в частности участвуют в регуляции проницаемости мембран, прохождения через них катионов. Витамины делят на 3 группы: водораств., жирораств., витаминоподобные соед-я.

Жирораств. вит.

Вит. А (ретинол). при его недостаточности ослабевают мех-мы иммунитета. Избыток вызывает гипервитаминоз, интоксикацию. Осн. источники: яйца, сливки, сметана, коровье молоко, печень. Не синтезируется в высших растениях и микроорг-х, но у них обр-ся его предшественники – каротиноиды. Его ф-я – участие в проц. фоторецепции. Важн. проявл. мех-ма действ. его закл-ся в его уч-ии в регуляции проницаемости мембран, а также в транспорте моносахаридов, необходимых для синтеза гликопротеинов. Вит. А оказ влияние на усвоение белка пищи и его обмен в орг-ме, а также на некотор. стороны обмена липидов, в т.ч. убихинона, холестерина и частично фосфолипидов.

Вит. Д (кальциферол). Недостаток привод к возникн. рахита. Гипервитаминоз – похудание, остановка роста, повыш АД и температура, судороги. Осн. источн: рыбий жир, икра, масло. В зеленых раст. он не синтез., но есть провитамин Д. Осн. ф-ии связ. с обеспечением транспорта Ca и P через мембраны. Вит. Д вступает в комплекс с Ca-связыв. белком в кишечнике. Т.о. он обуславл. оптимальное содержание Са и Р в плазме крови, необх. для минерализации костной ткани.

Вит. Е (токоферолы). Гиповитаминоз: резорбция плодов при беременности, дегенерация семенников у самцов, снижение подвижности сперматозоидов, мышечная дистрофия, макроцитарная анемия, низкая продолж. жизни эритроцитов, нарушение эритропоэза в костном мозге. Развитие недост. вит. Е могут усиливать дефицит белка, Se, избыт содерж. жиров, соли Fe, Ag. Осн. источники: зародыши пшеницы, кукурузное и подсолнечное масла.

Вит. К (филлохиноны, менахиноны). Гиповитаминоз: подкожные и мышечные кровоизлияния, низкая скорость сверт. крови. Поступает с пищевыми прод-ми (в зелен. раст в хлоропластах), а также за счет синтеза кишечными бактер. Участвует в окислит фосфорилир. в МХ и ХП растений и бактерий, уч-ет в переносе световой Е к хлорофиллу. На генетич ур-не: вовлекается в биосинтез факторов свертывания крови, стимулируя ДНК зависимый синтез соответствующей мРНК.

Водораств. вит.

Вит. В1 (тиамин). Авитаминоз: потеря аппетита, общая слабость, тошнота, отдышка. Источник: растительные продукты, мясо, рыба, молоко. много в бобовых. Кофермент в р-ях обмена вещ-в, участие в окисл-восст проц.

Вит. В2 (рибофлавин). Авитаминоз: восполения слизистой оболочки полости рта, нарушение зрения. Источник: молоко, мясо, хлеб, овощи и фрукты. После его фосфорилирования à ФМН и ФАД – флавопротеины – окисл-восст ферменты, выполн. ф-ии транспорта водорода в проц. тканевого дыхания.

Вит. В3 (пантотеновая к-та). Синтез-ся зелеными растениями и микроорг-ми. У чел-ка и млекопит. синтез-ся кишечной микрофлорой. источники: печень, почки, икра, мясо, картофель и др. Гиповитаминоз: замедление роста, снижение массы тела, поврежд. кожи, выпад. волос, наруш. миелин. оболочки спин. мозга.

Вит. В5 (никотинамид, РР). Гиповитаминоз: расстройства нервной системы. Раст. и больш-во микроорг. синтез-ют его. Источник: сухие пивные дрожжи, зерновые прод-ты. Входит в состав коферментов НАД и НАДФ, важно для окисл-восст р-ий клет. обмена, фотосинтеза.

Вит. В6 (пиридоксин). Авитаминоз: угнетение выработки эритроцитов, дерматит, восполит. проц кожи, замедление роста жив. Синтез-ся многими микроорг-ми и зелеными растениями из продуктов гликолиза. Источники: сухие пивные дрожжи, мясо, рыба. Участвует в активном переносе АК через клет. мембр., кофермент, повыш. уст-ть апоферментов к тепловой денатурации.

Вит. ВС (фолиев. к-та, фолацин). Активная форма – восстановленная фолиев. к-та с 4 атомами водорода. Фолацин – противоанемический фактор. Синтез-ся большинством микроорг., низшими и высшими раст. В тканях млекопит. не обр-ся. Источники: салат, шпинат, капуста, морковь, печень, сыр.

Вит. В12 Авитаминоз: нарушения со стороны кроветворн. сист., нервн., пищевар. и серд-сосуд. Синтез-ся искл-но микроорг-ми (актиномицеты, сине-зел. водоросли)

Вит. С (аскорбиновая к-та). Синтез может осущ-ся у всех видов животных, кроме чел, обезьян и морских свинок. Гиповитаминоз: ломкость капилляров, общ. слабость, апатия, задержка роста, заболев. десен. Синт-ся и в растениях, много – в листьях, плодах. Способен к обратимым окисл-восст превращениям.

В группу вит-подобных вещ-в относят в-ва, облад. витаминными св-вами, но частично синтез-ся в орг-ме и иногда входящие в структуру тканей (В13, В15,N,U,F).

Пластиды встречаются у высших растений, низших водорослей и у некот. одноклеточных организмов. Пл. характеризуются наличием пигментов, обуславливающих их окраску, а также способностью синтезировать и накапливать запасные вещества. Наиболее распространены из пластид хлоропласты, участвующие в процессе фотосинтеза.

Формы, размеры и число хл. варьируют в клетках разных видов растений. Обычно они имеют эллипсоидную форму. Хл. ограничены двумя мембранами (натужней и внутренней), между которыми находится узкое межмембранное пространство. Внутренняя мембрана окружает бесцветную строму (матрикс), в которой содержаться нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), рибосомы, зерна первичного (ассимиляционного) крахмала и осмиофильные глобулы (пластоглобулы). В строму погружены тилакоиды, в мембранах которых находятся энергетические системы хлоропласта. Тилакоиды могут свободно располагаться в строме (тилакоиды стромы) или группироваться в группы (тилакоиды гран). Тилакоиды гран являются автономными энергетическими элементами, и целесообразность объединения их в граны объясняется необходимостью максимального использования энергии солнечных лучей. Отдельные граны связываются между собой тилакоидами стромы. Тяжи тилакоидов стромы позволяют гранам перемещаться внутри хлор-а., по ним же происходит перераспределение продуктов фотосинтеза. Количество тилакоидов в гране может быть более 50, среднее количество гран в хлор-е варьирует в пределах от 40 до 50.

Процесс фотосинтеза: 2 фазы – световая и темновая. В световой: поглощение энергии солнечного света хлорофиллами и превращение ее в химическую энергию. Фаза завершается синтезом АТФ и восстановлением кофермента НАДФ^.Н (фотофосфорилированием). Темновая фаза – в строме. В результате синтезируются органические вещества (восстановление СО2 и соединение его с Н2, приводящий к образованию углеводов). Синтезируемая глюкоза поступает в цитоплазму или сохраняется в строме в виде полимера (крахмала).

Митохондрии – обязательные органоиды эукариотической клетки. Они имеют особое значение, т.к. участвует в выработке АТФ – макроэргического соединения, необходимого для осуществления процессов жизнедеятельности клеток. Форма, размеры, число и локализация МХ варьируют в клетках разного типа и зависят от их функционального состояния. Увеличение функциональной нагрузки на клетку приводит к увеличению числа митохондрий и их размеров. Чаще всего МХ имеют вид гранул или нитей и локализуются в тех участках клетки, где протекают активные процессы, нуждающиеся в энергии.

МХ имеют сложную структуру: 2 мембраны (наруж. и внутренняя), межмембранное пространство и матрикс. Внутренняя мембрана образует складки (кристы). Кристы не формируют изолированные осеки в матриксе, поскольку не соприкасаются с противоположной стороной внутренней мембраны. Поверхность внутренней мембраны покрыта гребневидными телами (АТФ-сомами), прикрепленными к ним с помощью ножки. Грибовидные тельца в большом количестве содержат фермент АТФазу, участвующую в сопряжении окисления и фосфорилирования. Матрикс чаще всего выглядит гомогенным. В нем обнаружена ДНК, РНК, рибосомы, аминокислоты, ферменты (ферменты окисления жирных кислот и цикла Кребса).

МХ и ПЛ это биохимич. машины, осуществляющие преобразование энергии – у МХ за счет окислительного фосфорилирования, у хлоропластов – фотофосфорилирование. Их отличия: окисл. фосфор-ие не зависит от наличия солн. света, процесс идет непрерывно, в нем используется О2 и освобождается СО2. Для фотофосф-ия необходима энергия солнечного света, поэтому он протекает периодически. + используется вода и двуокись углерода.

При фотофос-ии образ-ся гораздо меньше АТФ, чем при ок. фосф-ии.

Дата добавления: 2015-07-19