Глава 3. Гидровитамины в норме и при патологии

3.1. Витамин В₁ (анейрин, антиневритный, тиамин)

Химическая структура тиамина содержит два кольца – пиримидиновое и тиазоловое, соединённые метиленовым мостиком. У детей младшего возраста он синтезируется микрофлорой кишечника, взрослым поступает с пищей. Витамин В₁ быстро всасывается в тонком кишечнике при условии нормального состояния слизистой и его двигательной функции, депонируется в печени, миокарде, почках, где и активируется. На его молекулу переносится пирофосфатная группировка с образованием тиаминдифосфата (ТДФ, кокарбоксилазы). В головном мозгу действует ТДФ-АТФ-фосфотрансфераза, которая фосфорилирует ТДФ до тиаминтрифосфата (ТТФ). Наибольшее его количество находится в коре головного мозга, продолговатом мозгу и субталамической области, где происходит усиленная возрастная дифференцировка нервной ткани.

Механизм действия

1. ТДФ - катион, который способен сильно поляризовать связь С-С, что облегчает её разрыв, отсюда служит коферментом лиаз. Например: а) коэнзимом транскетолазы – ключевого фермента ПФП - источника пентоз (рибозо-5-фосфата) для нуклеотидов, а также восстановленного НАД⁺Ф, необходимого для биосинтеза ВЖК, холестерина, дезоксирибонуклеотидов; обеспечения АРЗ; для осуществления микросомального окисления; б) коферментом мультиэнзимных комплексов, катализирующих окислительное декарбоксилирование альфа-кетокислот (пирувата, альфа-кетоглутарата). Как распад пирувата, так и цикл трикарбоновых кислот являются поставщиками восстановительных эквивалентов, необходимых для запуска ЭТЦ. Продукт первого процесса – ацетил-КоА – используется в синтезе ацетилхолина, ВЖК, холестерина, липидов мембран, в том числе миелиновой оболочки.

2. Присутствие сопряжённой системы в ТДФ обусловливает наличие у него антиоксидантных свойств.

3. ТТФ – специфический макроэрг нервной ткани.

Общепризнана роль тиамина у детей в качестве регулятора секреторной, моторной и всасывающей функций ЖКТ. Велико значение витамина в работе энергоёмких образований, а именно, в нервной, мышечной тканях.

Гиповитаминозы

Экзогенный гиповитаминоз – болезнь бери – бери (с хинди beri-beri – ножные оковы). К ранним признакам относят утомляемость, апатию, раздражительность, депрессию, сонливость, расстройства памяти, концентрации внимания, анорексию, характерный вид языка – суховатый, тёмно-красного цвета, с маловыраженными сосочками. Позднее появляется хронический полиневрит с вероятной атрофией, контрактурами и параличами конечностей.

У младенцев нередко отмечаются плаксивость, плохой сон, гиперстезия (повышенная чувствительность), угасание рефлексов, а при подъёме температуры - склонность к судорогам и ларингоспазму. У детей школьного возраста наблюдаются нервозность, вялость, утомляемость, жалобы на боли по ходу нервов, гипотония. При этом могут возникнуть симптомы энцефалопатии Вернике: апатия, спутанность сознания, потеря памяти, атаксия, нистагм, тремор. Страдают также ЖКТ и сердечно-сосудистая система.

Лёгкие формы тиаминовой недостаточности распространены фактически в виде «болезней цивилизации» повсеместно, так как избыточное потребление легкоусвояемых углеводов, характерное для рациона городских жителей, повышает потребность в данном витамине.

Эндогенный первичный гиповитаминоз:

а) болезнь Лея – результат блока ТДФ-АТФ-фосфотрансферазы. Подавлено образование ТТФ, что сказывается на деятельности центральной нервной системы. Появляются признаки функционального поражения черепно-мозговых нервов (глухота, слепота, нистагм, птоз и т.д.);

б) синдром Вернике-Корсакова развивается из-за уменьшенного сродства апофермента транскетолазы к ТДФ. Чаще наблюдается у больных с хроническим алкоголизмом. Основные симптомы: мозжечковая атаксия - нарушение походки, координации движений, а также снижение интеллекта и памяти; страдает ориентировка в пространстве и во времени; характерны апатия, неспособность усваивать новую информацию.

Эндогенный вторичный гиповитаминоз новорождённых провоцируется дефицитом тиамина у матери.

Гипервитаминоз

У лиц с повышенной чувствительностью к витамину В₁ даже после однократной инъекции могут развиться различные аллергические реакции (вазомоторный ринит, крапивница, отёк Квинке, анафилактический шок).

Суточная потребность: 1,0-1,5 мг.

Пищевые источники: злаки (их кожура), мука грубого помола, отруби, неочищенный рис, зерновой хлеб, проросшие злаки, гречиха, овсянка, капуста, картофель, морковь, бобовые, орехи, дрожжи, яйца, печень, мясо.

3.2. Витамин В₁₂ (антипернициозный, кобаламин)

Единственный металлосодержащий витамин (в его состав входит катион кобальта). Частично синтезируется микрофлорой кишечника и поступает с пищей животного происхождения. В 1929 г. установлено, что для его всасывания необходим белок (гастромукопротеид – внутренний фактор Кастла), который образуется добавочными клетками желудка. При его взаимодействии с внешним фактором Кастла (витамином В₁₂) возникает комплекс, который предохраняет последний от микрофлоры кишечника, обеспечивает абсорбцию и доставку в печень. В плазме крови транспортируется к клеткам-мишеням в комплексе с γ-глобулином (транскобаламином). Экскретируется из организма в составе жёлчи; в кишечнике солидная часть витамина реабсорбируется (энтерогепатическая рециркуляция), что способствует его сохранению и замедляет развитие гиповитаминоза.

Механизм действия

Описаны следующие активные формы витамина: метилкобаламин (МК) и дезоксиаденозилкобаламин (ДАК, или ДАВ₁₂). Первый служит коэнзимом метилфераз:

а) этаноламин холин ацетилхолин (медиатор)

- СН₃ холинфосфатиды(мембраны)

холинфосфатиды ЛПНП

(липотропный эффект) ЛПОНП

б) норадреналин адреналин (медиатор, гормон)

- СН₃

в) гомоцистеин метионин (липотропный эффект)

- СН₃

г) гуанидинацетат креатин (креатинфосфат – макроэрг)

- СН₃

д) дезоксиуридиндифосфат тимидиндифосфат (ТДФ)

- СН₃ (мононуклеотид в составе ДНК)

ДАК входит в состав ферментов, которые ответственны за внутримолекулярный перенос группировок и реакции мутации (мутазы, изомеразы):

Бета-окисление ВЖК

с нечетным количеством атомов «С», Аминокислоты с

разветвленной цепью

Метионин

Метилмалонил Ко-А Тимин

Метилмалонил Ко-А мутаза (ДАК)

Сукцинил Ко-А + Глицин

5-аминолевулинатсинтаза (ФП)

Гем

Гиповитаминозы

Несмотря на ограниченные источники витамина, его экзогенный гиповитаминоз не описан. При беременности и кормлении грудью, у строгих вегетарианцев увеличивается потребность в кобаламинах.

Что касается первичного эндогенного гиповитаминоза, то известно наследственное заболевание – метилмалоновая ацидурия, в основе которого лежит блок метилмалонил КоА-мутазы. Одним из главных признаков его служит резкий сдвиг рН в кислую сторону.

Очень редкой причиной подобной патологии является генетический дефект всасывания кобаламина вследствие отсутствия рецепторов для присоединения гастромукопротеина на эпителии слизистой оболочки тонкой кишки (болезнь Имерслунд-Гресбека).

Вторичный эндогенный гиповитаминоз – мегалобластическая (пернициозная, злокачественная) анемия Аддисона-Бирмера. Чаще развивается вследствие прекращения выработки гастромукопротеида добавочными клетками желудка из-за иммунных нарушений. К аналогичным результатам приводит гастрэктомия. У пациентов первично страдает слизистая желудка (ахилический гастрит со снижением секреции и кислотности желудочного сока).

В основе же клиники – подавление эритропоэза на стадии образования незрелых форм – мегалобластов. Появляются симптомы поражения нервной системы (сонливость, утомляемость, раздражительность, депрессия, головные боли, парастезии, скованность в ногах), аномалии сердечного ритма, морфологические повреждения спинного мозга.

Дефицит витамина регистрируется также при инвазии широким лентецом, поглощающим значительное его количество, при болезнях ЖКТ, дисфункции мозга в старости.

Гипервитаминоз

Проявления токсичности сходны с симптомами введения раствора тиамина (аллергические реакции).

Суточная потребность: 2 – 5 мкг.

Пищевые источники: только продукты животного происхождения (печень, почки, мясо, яичный желток, рыба, устрицы, крабы, молоко, сыр).

3.3. Витамин В₆ (адермин, антидерматитный, пиридоксин (-ол), пиридоксаль, пиридоксамин)

Частично синтезируется микрофлорой кишечника. Активация витамина происходит в печени путём фосфорилирования с образованием фосфопиридоксамина и фосфопиридоксаля (ФП).

Механизм действия

Фосфорилированные производные витамина В₆ служат коферментами метаболизма азотсодержащих соединений (аминокислот, порфиринов, азотистых оснований, нуклеотидов).

1.Регулируют обмен аминокислот: реакции

а) переаминирования:

Трансаминаза

ПВК + аспартат аланин + оксалоацетат

(ФП)

б) декарбоксилирования:

Глутаматдекарбоксилаза (ФП)

Глутамат ГАМК (тормозный медиатор)

СО₂

Гистидиндекарбоксилаза (ФП)

Гистидин гистамин (биогенный амин)

СО₂

Сериндекарбоксилаза (ФП)

Серин этаноламин холин (липотропный эффект)

СО₂

глицерофосфатид

2. Используются в обмене серосодержащих аминокислот:

Метионин

гомоцистеин цистатионин цистеин

Цистатионинсинтаза (ФП) Цистатиониназа (ФП)

3. Участники кинуренинового пути преобразования триптофана:

Триптофан-------- ---------- НАД⁺ НАД⁺Ф

Кинурениназа (ФП)

4. Входя в состав 5-аминолевулинатсинтазы, обеспечивают синтез гема:

Глицин + сукцинилКоА 5-аминолевулиновая к-та

5-аминолевулинатсинтаза (ФП)

Гем

5. Служат коэнзимами ферментов генеза азотистых оснований, в том числе сфингозина – компонента сфинголипидов нервной ткани.

Гиповитаминозы

У взрослых клинические симптомы экзогенного гиповитаминоза: потеря аппетита, себорейный дерматит, конъюнктивиты, хейлоз и глоссит. У подростков возникают угри (acne vulgaris). Наблюдаются повреждения нервной системы: депрессия, головокружение, онемение, утомляемость.

У младенцев, находящихся на искусственном вскармливании, возможно развитие следующих признаков экзогенного гиповитаминоза: а) дерматита вследствие нарушения метаболизма азотсодержащих соединений (аминокислот, нуклеотидов, аминов и т.д.); б) анемии (из-за подавления синтеза гема); в) нервозности, пугливости, беспокойства, раздражительности или сонливости, нарастающей заторможенности, что провоцируется дисбалансом в генезе нейромедиаторов, альтерацией архитектоники миелиновой оболочки.

Описано несколько эндогенных первичных гиповитаминозов, в основе которых лежит молекулярная патология витамина В₆:

1) пиридоксинзависимые судороги развиваются из-за генетического дефекта глутаматдекарбоксилазы, что нарушает образование ГАМК – тормозного медиатора;

2) пиридоксинзависимая анемия возникает из-за угнетения активности 5-аминолевулинатсинтазы, что снижает синтез гема;

3) цистатионинурия провоцируется дефицитом цистатиониназы;

4) гомоцистинурия I стоит на 3-ем месте по частоте после муковисцидоза, фенилкетонурии; из-за блока цистатионин-синтазы развиваются тромбоз, остеопороз, умственная отсталость, эктопия хрусталика;

5) в преобразовании триптофана в НАД⁺ участвует ФП-содержащий фермент кинурениназа. Наследственное снижение его активности служит причиной синдрома Кnapp-Komrover, клиническими признаками которого являются: глоссит, стоматит, склонность к аллергическим реакциям.

Вторичный эндогенный гиповитаминоз возможен при применении лекарств – антагонистов данного витамина: сульфаниламидов, противотуберулёзных препаратов, эстрогенов как противозачаточных средств.

Гипервитаминоз

Витамин В₆ менее токсичен, чем тиамин, но клинические признаки избытка вполне вероятны, сходны с действием последнего.

Суточная потребность: 1 – 2 мг.

Пищевые источники: печень, почки, мясо, рыба, кетовая икра, яйца, картофель, хлеб, злаки, арахис, горох, соя, гречиха, рис, ячмень, фасоль, кукуруза, сладкий перец, морковь, бананы, дрожжи.