Rola biologiczna

1. TPP bierze udział w reakcjach dekarboksylacji α-ketokwasów;

2. TPP bierze udział w rozkładzie i syntezie α-hydroksykwasów (np. ketosacharydów), tj. w reakcjach syntezy i rozszczepiania wiązań węgiel-węgiel w bliskiej odległości od grupy karbonylowej.

Enzymy zależne od tiaminy to dekarboksylaza pirogronianowa i transketolaza.

Awitaminoza i hipowitaminoza.

Choroba beri-beri, zaburzenia przewodu pokarmowego, zmiany w psychice, zmiany w aktywności czynności układu krążenia, rozwój ujemnego bilansu azotowego itp.

Źródła: produkty roślinne, mięso, ryby, mleko, rośliny strączkowe - fasola, groch, soja itp.

Dzienne zapotrzebowanie: 1,2-2,2 mg.

Witamina B2 (ryboflawina, witamina wzrostu)

Oprócz samej ryboflawiny naturalne źródła zawierają jej pochodne koenzymowe: mononukleotyd flawinowy (FMN) i dinukleotyd flawinoadeninowy (FAD). Te koenzymatyczne formy witaminy B2 dominują ilościowo w większości tkanek zwierzęcych i roślinnych, a także w komórkach mikroorganizmów.

W zależności od źródła witaminy B2 nazywano ją inaczej: laktoflawina (z mleka), hepaflawina (z wątroby), werdoflawina (z roślin), owoflawina (z białka jaja).

Struktura chemiczna: Cząsteczka ryboflawiny oparta jest na związku heterocyklicznym – izoalloksazynie (połączenie pierścieni benzenu, pirazyny i pirymidyny), do której w pozycji 9 przyłączony jest pentaatomowy alkohol rybitol. Chemiczną syntezę ryboflawiny przeprowadził w 1935 r. R. Kuhn.

Ryboflawina

Roztwory witaminy B2 mają barwę pomarańczowo-żółtą i charakteryzują się żółto-zieloną fluorescencją.

Żółty kolor jest nieodłącznym elementem utlenionej postaci leku. Ryboflawina w postaci zredukowanej jest bezbarwna.

B2 jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, stabilny w roztworach kwaśnych, łatwo ulega zniszczeniu w roztworach obojętnych i zasadowych. B2 jest wrażliwa na promieniowanie widzialne i UV, łatwo ulega odwracalnej redukcji, dodając H2 w miejscu podwójnego wiązania i zamieniając się w bezbarwną formę leuko. Ta właściwość witaminy B2 do łatwego utleniania i redukcji jest podstawą jej biologicznego działania w metabolizmie komórkowym.

Awitaminoza i hipowitaminoza: zahamowanie wzrostu, wypadanie włosów, stany zapalne błony śluzowej języka, ust itp. Ponadto ogólne osłabienie mięśni i osłabienie mięśnia sercowego; zmętnienie soczewki (zaćma).

Rola biologiczna:

1. Wchodzi w skład koenzymów flawinowych FAD, FMN, które są grupami prostetycznymi flawoprotein;

2. Uczestniczy w składzie enzymów podczas bezpośredniego utleniania substratu wyjściowego z udziałem O2, tj. odwodornienie. Do koenzymów tej grupy należą oksydazy L- i D-aminokwasów;

3. W ramach flawoprotein elektrony są przenoszone ze zredukowanych koenzymów pirydynowych.

Źródła: drożdże, chleb (mąka gruboziarnista), ziarna zbóż, jaja, mleko, mięso, świeże warzywa, mleko (w stanie wolnym), wątroba i nerki (w ramach FAD i FMN).

Dzienne zapotrzebowanie: 1,7 mg

Witamina B6 (pirydoksyna, antidermic)

Otwarty w 1934 roku przez P. Györdiego. Po raz pierwszy wyizolowany z drożdży i wątroby.

Struktura chemiczna . Witamina B6 jest pochodną 3-hydroksypirydyny. Termin „witamina B6” na zalecenie Międzynarodowej Komisji Nomenklatury Chemii Biologicznej odnosi się do wszystkich trzech pochodnych 3-hydroksypirydyny o takim samym działaniu witaminowym: pirydoksyny (pirydoksolu), pirydoksalu i pirydoksaminy.

pirydoksyna pirydoksal pirydoksamina

B6 jest dobrze rozpuszczalny w wodzie i etanolu. Roztwory wodne są bardzo odporne na kwasy i zasady, ale wrażliwe na światło w strefie pH obojętnego.

Awitaminoza hipowitaminoza. U ludzi niedobór witaminy B6 objawia się zahamowaniem produkcji krwinek czerwonych, zapaleniem skóry, procesami zapalnymi skóry, spowolnieniem wzrostu zwierząt, zaburzeniami metabolizmu tryptofanu.

rola biologiczna. Wszystkie trzy pochodne 3-hydroksypirydyny posiadają właściwości witaminowe, funkcje koenzymu pełnią jedynie fosforylowane pochodne pirydoksalu i pirydoksaminy:

fosforan pirydoksaminy fosforan pirydoksalu

Fosforan pirydoksaminy jako koenzym bierze udział w reakcjach konwersji związków karbonylowych, np. w reakcjach powstawania 3,6-dtdeoksyheksoz, które wchodzą w skład antygenów zlokalizowanych na powierzchni komórek bakteryjnych.

Funkcje biochemiczne fosforan pirydoksalu:

1. transport - udział w procesie aktywnego przenoszenia niektórych aminokwasów przez błony komórkowe;

2. katalityczny - udział jako koenzym w szerokim zakresie reakcji enzymatycznych (transaminacja, dekarboksylacja, racemizacja aminokwasów itp.);

3. funkcją regulatora szybkości przemian enzymów pirydoksalu jest wydłużenie okresu półtrwania w tkankach niektórych apoenzymów pirydoksalu po nasyceniu ich fosforanem pirydoksalu, co zwiększa odporność apoenzymów na denaturację termiczną i działanie specyficznych proteinaz.

Przy niedoborze witaminy B6 obserwuje się zaburzenia metabolizmu aminokwasów.

Źródła: w produktach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego (chleb, groch, fasola, ziemniaki, mięso, wątroba itp.). Jest również syntetyzowany przez mikroflorę jelitową !

Dzienne zapotrzebowanie: około 2mg.

Witamina B12 (kobalamina, przeciw anemii)

Kobalaminy to nazwa grupy związków o aktywności witaminy B12.

Struktura chemiczna. Centralną częścią cząsteczki witaminy B12 jest cykliczny układ korynowy, przypominający strukturą porfiryny (różnią się od nich tym, że dwa pierścienie pirolu są ze sobą ściśle skondensowane, a nie połączone mostkiem metylenowym). Pod płaszczyzną pierścienia corrina, w środku którego znajduje się Co, znajduje się reszta 5-dezoksyadenozyny związana z kobaltem.

Awitaminoza i hipowitaminoza. Brak witaminy B12 prowadzi do rozwoju niedokrwistości złośliwej, zaburzenia czynności TSNS i gwałtownego spadku kwasowości soku żołądkowego.

Warunkiem aktywnego procesu wchłaniania witaminy B13 w jelicie cienkim jest obecność w soku żołądkowym wewnętrznego czynnika Castle'a (specjalne białko - gastromukoproteina), który specyficznie wiąże witaminę B12 w specjalny kompleks kompleksowy i jest wchłaniany w jelicie w tej postaci.

rola biologiczna. Zidentyfikowano układy enzymatyczne, które obejmują koenzymy kobalomidowe jako grupę prostetyczną.

reakcje chemiczne, w którym witamina B12 bierze udział jako koenzym, umownie dzieli się na dwie grupy. Do pierwszej grupy należą reakcje transmetylacji, w których metylokobalamina pełni rolę pośredniego nośnika grupy metylowej (reakcje syntezy metioniny i octanu).

Drugą grupą reakcji z udziałem koenzymów B12 jest przenoszenie wodoru w reakcjach izomeryzacji.

Źródła: mięso, wątroba wołowa, nerki, ryby, mleko, jaja. Głównym miejscem gromadzenia witaminy B12 w organizmie człowieka jest wątroba, która zawiera do kilku mg tej witaminy.

Witamina B12 jest jedyną witaminą, której synteza odbywa się wyłącznie przy udziale mikroorganizmów.

Syntetyzowany przez mikroflorę jelitową !

dzienne zapotrzebowanie 0,003 mg.

Biochemia, jej zadania. Wartość biochemii dla medycyny. Nowoczesne metody badań biochemicznych.

BH to nauka o budowie substancji tworzących żywy organizm, ich przemianach i procesach fizykochemicznych leżących u podstaw życia.

zadania pne

1.Badanie procesów BIOKATALIZY.

2. Badanie mechanizmów dziedziczności na poziomie molekularnym.

3. Badanie budowy i metabolizmu kwasów nukleinowych.

4. Badanie budowy i metabolizmu białek, tłuszczów

5. Badanie konwersji węglowodanów.

7.Badanie biologicznej roli cząsteczek sygnałowych (HORMON).

8. Badanie roli witamin w metabolizmie.

9. Badanie roli minerałów.

Wartość HD dla medycyny.

Główne zadania medycyny: patogeneza, diagnostyka, leczenie, profilaktyka chorób.

1. Znaczenie HD dla zrozumienia mechanizmu choroby.

ITP. Choroby układu krążenia(miażdżyca). Obecnie przyjmuje się, że istotna jest wrażliwość receptorów komórkowych na LDL.

2. Znaczenie HD w diagnostyce chorób.

Powszechne zastosowanie badań biochemicznych płynów biologicznych.

A. Liczba substratów.

B. Badanie aktywności enzymów.

B. Badanie poziomu hormonów. Metody RIA, ELISA. Identyfikacja PRECHOROBY.

3. Znaczenie HD w leczeniu. Identyfikacja zaburzonych ogniw metabolicznych, tworzenie odpowiednich leków, powszechne stosowanie leków naturalnych.

4. Znaczenie HD w zapobieganiu chorobom. ITP. Brak wit. C - szkorbut - dla profilaktyki wit. C. Niedobór wit. D-krzywica-wit. D

Aminokwasy, ich klasyfikacja. Budowa i rola biologiczna aminokwasów. Chromatografia aminokwasów.

Białka składają się z AA. Wszystkie AK można podzielić na 4 grupy:

1. Wymienne - syntetyzowane w organizmie: ALA, ASP, ASN, GLU, GLN, GLI, PRO, SER.

2. Niezastąpione – nie są syntetyzowane w organizmie i dostarczane z pożywieniem: VAL, LEY, ILE. LIZ. TRE, MET, FEN, TRZY.

3. Częściowo wymienne - syntetyzowane w organizmie, ale bardzo wolno i nie pokrywają wszystkich potrzeb organizmu: GIS, ARG.

4. Warunkowo wymienne - syntetyzowane z niezbędnych aminokwasów: CIS (MET), TIR (FEN).

Kompletność odżywiania białka zależy od:

1. Obecność wszystkich niezbędnych aminokwasów. Brak choćby jednego niezbędnego aminokwasu zaburza biosyntezę białek.

1. Skład aminokwasowy białka. Wszystkie AA można znaleźć zarówno w produktach pochodzenia zwierzęcego, jak i roślinnego.

W stanie izoelektrycznym białko jest mniej stabilne. Ta właściwość białek jest wykorzystywana w ich FRAKCJI:

1. CHROMATOGRAFIA JONOWYMIENNA.

Wykorzystuje się do tego WYMIENNIKI JONOWE, które wykonane są z czystej celulozy: DEAE - celuloza (zawiera grupy kationowe); KM - celuloza (zawiera grupy anionowe). Białka naładowane ujemnie dzielą się na DEAE, białka naładowane dodatnio na KM. Im więcej grup COOH w białku, tym silniej wiąże się ono z celulozą DEAE.

2. Rozdzielanie białek na podstawie wielkości ładunku - elektroforeza białek. Za pomocą elektroforezy w surowicy krwi wyodrębnia się co najmniej 5 frakcji: ALBUMINĘ, alfa, alfa-2, gamma, beta - globuliny.

Zasady klasyfikacji białek. charakterystyka białek prostych. Charakterystyka histonów i protamin.

Koenzymy i ich funkcje w reakcjach enzymatycznych. Koenzymy witaminowe. Przykłady reakcji z udziałem koenzymów witaminowych.

COFERMENTS - niskocząsteczkowe substancje organiczne o charakterze niebiałkowym. Najczęściej zawierają w swoim składzie różne witaminy, dlatego dzielą się na dwie grupy: 1. Witaminy. 2. Niewitaminowy.

1. TIAMINA w składzie witaminy B1 (TIAMINA) - TMF - TIAMINY MONOPOSFORAN, TDF - TIAMINY DIFOSFORAN, TTP - TRÓJFOSFORAN TIAMINY. TPP jest związany z enzymami alfa KETOKWASÓW DEKARBoksyLAZY (PVA, alfa KGC)

2. FLAVIN zawierają witaminę B2 - FMN - FLAVINMONONUCLEOTIDE, FAD - FLAVIADENNINDINUKLEOTIDE.

FMN i FAD są związane z enzymami dehydrogenazy. Uczestniczyć w reakcjach odwodornienia.

3. PANTOTHEINA (witamina VZ) - KOF A (HS-KOA - HS COENZYME A) - koenzym acylujący.

4. NIKOTYNAMID zawiera witaminę PP (NIACYNA) - OVER (dinukleotyd nikotynamidoadeninowy), NADP (fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego). Związane z DEHYDROGENAZAMI:

5. PIRYDOKSYNA zawiera witaminę B6. PAF - PIRYDOKSAMINOFOSFORAN, PF - PIRIDOKSALFOSFORAN.:

1. REAKCJE TRANSAMINACJI (TRANSAMINACJI). Związany z enzymami aminotransferazami.

2. REAKCJE DEKARBOKSYLACJI AC.

Nomenklatura i klasyfikacja enzymów. Charakterystyka klasy oksydoreduktaz. Przykłady reakcji z udziałem oksydoreduktaz

1. OKSYDOREDUKTAZY.

2. TRANSFERAZY.

3. HYDROLAZY.

5. IZOMERAZY.

6. LIGAZY.

Każda klasa jest podzielona na podklasy. Podklasy dzielą się na PODKLASA.

1. OKSYDOREDUKTAZY.

Enzymy tej klasy biorą udział w OVR. Jest to najliczniejsza klasa enzymów (ponad 400 OKSYDOREDUKTAZ). 1. DEHYDROGENAZY TLENOWE. Uczestniczą w reakcjach ODWODNIENIA.

Niektóre DEHYDROGENAZY TLENOWE nazywane są OKSYDAZAMI. Na przykład OXIDASE AK.

2.BEZTLENOWE D D. Enzymy te biorą również udział w reakcjach ODWODNIENIA, tj. usuwanie H2 z utlenionego podłoża i jego transport do dowolnego innego podłoża, z wyjątkiem O2.

3. PEROKSYDAZY. Enzymy, które pobierają H2 z utlenionego substratu i transportują go do NADTLENKU.

4.CYTOCHROMY. Zawierają KLEJNOT. CYTOCHROMY biorą udział w transporcie wyłącznie elektronów.

Charakterystyka klas liaz, izomeraz i ligaz (syntetaz), przykłady reakcji.

2. Enzymy rozrywające wiązania pomiędzy atomami węglowodanów w sposób NIEHYDROLITYCZNY bez udziału wody (ALDOLAZA).

3. Enzymy biorące udział w reakcjach NAWADNIANIA i ODWADNIANIA.

IZOMERAZY. Enzymy tej klasy biorą udział w przemianach izomerycznych. W tym przypadku jeden izomer strukturalny może przekształcić się w inny z powodu wewnątrzcząsteczkowego przegrupowania atomów.

LIGAZY. Enzymy tej klasy biorą udział w reakcjach łączenia dwóch lub więcej proste substancje z tworzeniem nowej substancji. Reakcje te wymagają energii zewnętrznej w postaci ATP.

Charakterystyka klas enzymów transferaz i hydrolaz. Przykłady reakcji z udziałem tych enzymów.

TRANSFERAZY. Enzymy tej klasy biorą udział w transporcie grup atomowych od dawcy do akceptora. W zależności od przenoszonych grup, TRANSFERAZY dzielą się na kilka podklas:

1.AMInotransferaza. Biorą udział w reakcjach TRANSAMINACJI.

ASAT - AMINOTRANSFERAZA ASPARAGINY.

2. TRANSFERAZY METYLU (grupy SNZ).

3. FOSFOTRANSFERAZY (grupy FOSFORANOWE).

4. TRANSFERAZY ACILOWE (pozostałości kwasowe).

HYDROLAZY. Enzymy tej klasy biorą udział w reakcjach rozrywania wiązań w cząsteczkach substratu z udziałem wody.

1.ESTER ASES działają na wiązania ZWIĄZEK-ETHER. Należą do nich lipazy, fosfolipazy, cholesterazy.

2. GLIKOZYDAZA - działa na wiązanie GLIKOZYDA występujące w węglowodanach złożonych. Należą do nich AMYLAZA, SUCHARAZA, MALTAZA, GLIKOZYDAZA, ​​LAKTAZA.

3.PEPTYDAZY biorą udział w rozrywaniu wiązań PEPTYDOWYCH w białkach. Należą do nich PEPSYNA, CHIMOTRYPSYNA, AMINOPEPTYDAZA, ​​KARBOKSYPEPTYDAZA itp.

12. Współczesne poglądy na temat mechanizmu działania enzymów. Etapy reakcji enzymatycznych, efekty molekularne, przykłady.

MECHANIZM DZIAŁANIA ENZYMU. Z termodynamicznego punktu widzenia działanie każdego enzymu ma na celu obniżenie energii aktywacji. Im niższa energia aktywacji, tym wyższa szybkość reakcji. Teorię działania enzymów zaproponowali BEILIS i VANBURG. Według niej enzym jest „gąbką”, która adsorbuje cząsteczki reagentów na swojej powierzchni. To ich trochę stabilizuje, sprzyja interakcji. 70 lat temu MICHAELIS i MENTEN zaproponowali inną teorię. Przedstawili koncepcję kompleksu F-S. Enzym oddziałuje z substratem, tworząc niestabilny pośredni kompleks F-S, który następnie rozkłada się, tworząc produkty reakcji (P) i uwalniając enzym. Proces ten składa się z kilku etapów:

1. Dyfuzja S do F i ich interakcja STERIC z Formacja F-S złożony. Ten etap nie jest długi. Na tym etapie praktycznie nie ma spadku energii aktywacji.

2. Transformacja kompleksu F-S w jeden lub więcej aktywowanych kompleksów. Ten etap jest najdłuższy. W tym przypadku wiązania w cząsteczce substratu ulegają zerwaniu i powstają nowe wiązania. E aktywacja¯

3. Uwalnianie produktów reakcji z enzymu i ich przedostawanie się do środowiska.

MOLEKULARNE EFEKTY DZIAŁANIA ENZYMATYCZNEGO.

1. Efekt koncentracji. Dlatego główną rolą enzymów jest przyciąganie cząsteczek reagujących substancji na ich powierzchnię i koncentracja tych cząsteczek w rejonie centrum aktywnego enzymu.

2. Efekt, zbieżność i orientacja. Miejsca kontaktowe miejsca aktywnego enzymu wiążą określone cząsteczki substratu, zbliżają je do siebie i zapewniają orientację w sposób korzystny dla działania grup katalitycznych enzymu.

3. Efekt napięcia („stojak”). Przed przyłączeniem substratu do miejsca aktywnego enzymu jego cząsteczka znajduje się w stanie zrelaksowanym. Po związaniu cząsteczka substratu jest rozciągana i przyjmuje naprężoną zdeformowaną konfigurację. Zmniejsza aktywację E.

4. Kataliza kwasowo-zasadowa. Grupy typu kwasowego odszczepiają H+ i mają ładunek ujemny. Podstawowe grupy typów dodają H+ i mają ładunek dodatni. Prowadzi to do zmniejszenia energii aktywacji.

5. Efekt indukowanej korespondencji. Wyjaśnia specyfikę działania enzymów. Istnieją 2 punkty widzenia na ten temat: A). hipoteza FISHERA. Zgodnie z nim istnieje ścisła zgodność STERIC między substratem a miejscem aktywnym enzymu. W). Teoria indukowanej korespondencji KOSHLANDA. Według niej cząsteczka enzymu jest elastyczną strukturą. Po związaniu enzymu z substratem zmienia się KONFORMACJA miejsca aktywnego enzymu i całej cząsteczki substratu. Są w stanie indukowanej korespondencji. Dzieje się to w momencie interakcji.

13. Hamowanie enzymów. Hamowanie konkurencyjne i niekonkurencyjne, przykłady reakcji. Substancje lecznicze jako inhibitory enzymów.

INHIBITORY. Enzymy to katalizatory o kontrolowanej aktywności. Można go kontrolować za pomocą różnych substancji. Działanie enzymu może być HAMOWANE przez niektóre związki chemiczne - INHIBITORY. Ze względu na charakter działania inhibitory dzielą się na 2 duże grupy:

1. Odwracalne - są to związki, które oddziałują NIEKOWALENTNIE z enzymem, tworząc w ten sposób kompleks zdolny do dysocjacji.

2. Nieodwracalne - są to związki, które mogą specyficznie wiązać określone grupy funkcyjne centrum aktywnego enzymu. Tworzą mocne Wiązania kowalencyjne, więc taki kompleks jest trudny do zniszczenia.

RODZAJE HAMOWANIA. Zgodnie z mechanizmem działania wyróżnia się następujące rodzaje HAMOWANIA:

1. Hamowanie konkurencyjne- hamowanie reakcji enzymatycznej spowodowane działaniem inhibitorów, których budowa jest bardzo zbliżona do struktury S, dlatego zarówno S, jak i inhibitor konkurują o AC F. i związek ten wiąże się z nim. którego stężenie w środowisko więcej. E+S-ES-EP

Wiele leków działa jak konkurencyjne inhibitory. Przykładem jest zastosowanie SULFANILU (SA). W przypadku różnych chorób zakaźnych wywoływanych przez bakterie stosuje się preparaty SA. Wprowadzenie SA prowadzi do ZAMKNIĘCIA enzymu bakterii syntetyzującego kwas foliowy. Naruszenie syntezy tego kwasu prowadzi do naruszenia wzrostu mikroorganizmów i ich śmierci.

2.HAMOWANIE NIEKOMPLEKCYJNE-inhibitor i substrat nie mają podobieństwa strukturalnego; inhibitor nie wpływa na tworzenie kompleksu F-S; powstaje potrójny kompleks ESI.

Takie inhibitory wpływają na konwersję katalityczną substratu. Mogą wiązać się zarówno bezpośrednio z grupami katalitycznymi AC F, jak i poza AC F. Ale w każdym przypadku wpływają na konformację centrum aktywnego. CYJANKI działają jako niekonkurencyjny inhibitor. Wiążą się silnie z jonami żelaza CYTOCHROMOKSYDAZY. Enzym ten jest jednym ze składników łańcucha oddechowego. Zablokowanie łańcucha oddechowego prowadzi do natychmiastowej śmierci organizmu. Akcję można usunąć tylko za pomocą REAKTYWATORÓW.

3.HAMOWANIE PODŁOŻA- jest to zahamowanie reakcji enzymatycznej spowodowane nadmiarem substratu. W tym przypadku powstaje kompleks F-S, ale nie ulega on przemianom katalitycznym, ponieważ powoduje, że cząsteczka enzymu jest nieaktywna. Działanie inhibitora substratu jest usuwane przez zmniejszenie stężenia substratu.

4.HAMOWANIE ALLOSTERYCZNE. Enzymy ALLOSTERIC mogą mieć 2 lub więcej jednostek protomerowych. W tym samym czasie jeden ma centrum katalityczne i nazywa się katalitycznym, a drugi ma centrum ALLOSTERYCZNE i nazywa się regulatorowym. W przypadku braku INHIBITORA ALLOSTERYCZNEGO, substrat przyłącza się do miejsca katalitycznego i przebiega zwykła reakcja katalityczna. Kiedy pojawia się ALLOSTERIC INHIBITOR przyłącza się do jednostki regulacyjnej i zmienia KONFORMACJĘ centrum enzymu, w wyniku czego aktywność enzymu spada.

14. Pojęcie izoenzymów. Charakterystyka izoenzymów dehydrogenazy mleczanowej (LDH) i kinazy kreatynowej (CK). Rola diagnostyczna izoenzymów KK. Zastosowanie enzymów w medycynie. Enzymodiagnostyka i terapia enzymatyczna. Enzymopatologia, przykłady.

Izoenzymy to grupa F-s, które katalizują tę samą reakcję, ale różnią się niektórymi właściwościami fizykochemicznymi. Powstały one w wyniku różnic genetycznych w tworzeniu pierwotnej struktury białka enzymatycznego. Izoenzymy mają ścisłą specyficzność narządową.

Określenie aktywności izoenzymów ma wartość diagnostyczną.

LDH(dehydrogenaza mleczanowa) ma 5 izozymów, z których każdy jest tetramerem. Te F-you LDH różnią się kombinacją - typu H i M. W wątrobie i mięśniach dominują LDH-4 i LDH-3 i są one maksymalnie aktywne. W mięśniu sercowym, tkance nerkowej LDH-1 i LDH-2 są maksymalnie aktywne. W przypadku patologii wątroby aktywność LDH-4, LDH-5 gwałtownie wzrasta w surowicy krwi.

KFK(KREATYNOFOSFOKINAZA) - 0,16 - 0,3 mmol/l. Składa się z 2 jednostek: B (mózg), M (mięśnie). CK-1 (BB, 0%, OUN) wzrasta wraz z głębokimi poważnymi uszkodzeniami (guz, uraz, stłuczenie mózgu). CK-2 (MB, 3%, mięsień sercowy) wzrasta wraz z zawałem mięśnia sercowego, uszkodzeniem serca. CPK-3 (MM, 97%, tkanka mięśniowa) wzrasta wraz z uszkodzeniem mięśnia sercowego, zespołem przedłużonego ucisku.

Enzymopatologia- bada choroby związane z naruszeniem aktywności F. w organizmie lub ich całkowitym brakiem. Na przykład fenyloketonuria: fenyloalanina jest przekształcana w różne produkty, ale nie w tyrozynę - fenyloPVK, fenylomleczan. Prowadzi to do naruszenia fizycznych możliwości organizmu. Innym przykładem jest brak histydazy. F. bierze udział w przemianie histydyny, jej brak prowadzi do gromadzenia się hys we krwi i moczu, co ma Negatywny wpływ na wszystkich procesach metabolicznych zahamowany jest rozwój umysłowy i fizyczny.

Enzymodiagnostyka- oznaczanie aktywności F. w celach diagnostycznych. Podstawą jest organospecyficzność F. Nr. fosfataza alkaliczna - specyficzna F, charakteryzuje stan tkanki kostnej. Jego aktywność wzrasta przy krzywicy, żółtaczce obturacyjnej. Podczas różnych procesów destrukcyjnych naruszana jest integralność błon uszkodzonych narządów, a F. jest uwalniany do krwi. Nr. zawał mięśnia sercowego.

terapia enzymatyczna- wykorzystanie różnych F w praktyce klinicznej do celów leczniczych. HP o niskiej kwasowości - pepsyna.

Cytochromy łańcucha transportu elektronów. Ich funkcjonowanie. Powstawanie wody jako końcowego produktu przemiany materii.

CYTOCHROMY SĄ HETEROBIAŁKAMI. Ich częścią białkową jest HEM, którego struktura to 4 pierścienie PYRROL i atom żelaza, który łatwo zmienia wartościowość. Może również zawierać miedź.

20. Sposoby syntezy ATP. Fosforylacja substratu (przykłady). Molekularne mechanizmy fosforylacji oksydacyjnej (teoria Mitchella). Rozprzęganie utleniania i fosforylacji.

Proces powstawania ATP w łańcuchu oddechowym to fosforylacja oksydacyjna. Ze względu na energię transportu elektronów w DC, ATP powstaje z ADP i nieorganicznego fosforanu. Fosforylacja substratu to proces syntezy ATP z ADP i fosforanu pod wpływem energii utlenionego substratu w cytoplazmie komórki. Przykładem fosforylacji substratu jest reakcja:

Główne postanowienia teorii Mitchella:

1. Błona MITOCHONDRIALNA nie przepuszcza protonów.

2. Potencjał protonowy powstaje w procesie transportu elektronów i protonów.

3. Odwrotny transport protonów w MATRIXIE jest związany z tworzeniem ATP.

Proces transportu elektronów odbywa się w błonie wewnętrznej. Protony są transportowane do przestrzeni międzybłonowej, a elektrony poruszają się wzdłuż łańcucha oddechowego. Błona wewnętrzna jest naładowana ujemnie od strony matrix, a dodatnio od strony przestrzeni międzybłonowej. Podczas oddychania powstaje gradient ELEKTROCHEMICZNY; stężenie i różnica potencjałów. Gradient elektryczny i stężeń stanowi siłę PROTONGUE, która zapewnia siłę syntezy ATP. W niektórych obszarach błony wewnętrznej znajdują się kanały protonowe. Protony mogą przechodzić z powrotem do matrix, a uzyskana energia idzie do syntezy ATP.

Rozprzęganie oddychania i fosforylacji

Niektóre substancje chemiczne(protonofory) mogą przenosić protony lub inne jony (jonofory) z przestrzeni międzybłonowej przez błonę do macierzy, omijając kanały protonowe syntazy ATP. W rezultacie zanika potencjał elektrochemiczny i zatrzymuje się synteza ATP. Jest to rozłączenie oddychania i fosforylacji. W wyniku rozprzęgania ilość ATP maleje, a ADP wzrasta. Rozprzęgacze to substancje lipofilowe, które łatwo przechodzą przez warstwę lipidową błony. Jest to 2,4-dinitrofenol, który przyłącza proton w przestrzeni międzybłonowej i przenosi go do matrix.

transaminacja i dekarboksylacja aminokwasów. Chemia procesów, charakterystyka enzymów i koenzymów. Tworzenie amidów.

1). Głównym szlakiem przemian aminokwasów w tkankach są reakcje TRANSAMINACJI - reakcje pomiędzy AMINOKWASAMI i KETOKWASAMI. Reakcje te są katalizowane przez enzym, aminotransferazę. Wszystkie aminokwasy z wyjątkiem LYS i TPE mogą ulegać TRANSAMINACJI. Najważniejsze są AT, których donorami grup aminowych są ALA, ASP, GLU.

Rola reakcji TRANSAMINACJI:

1. są wykorzystywane do syntezy aminokwasów innych niż egzogenne.

2. Jest etap początkowy katabolizm aminokwasów

3. W wyniku TRANSAMINACJI powstają KWASY alfa-KETO, które wchodzą w skład GLUKONEOGENEZY.

4. Występują w różnych tkankach, ale przede wszystkim w wątrobie. Oznaczanie aktywności AT ma wartość diagnostyczną w praktyce klinicznej. Z nadmiarem ALANINY lub brakiem ASPARTIC K-YOU:

1. ALA + alfa-CHC ↔ GLU + PVC

2. GLU + SROKA ↔ASP + alfa-CHC

Dekarboksylacja aminokwasów, rola witaminy B6 Powstawanie amin biogennych

2) REAKCJE DEKARBoksylacji - zniszczenie grupy COOH z uwolnieniem CO2. Jednocześnie aminokwasy w tkankach tworzą aminy biogenne, które są substancjami biologicznie czynnymi (BAS):

1. NEUROMEDIATORY (SERETONINA, DOPAMINA, GABA),

2. Hormony (ADRENALINA, NORADRENALINA),

3. Regulatorzy działania lokalnego (HISTAMINA).

GABA jest hamującym NEIROMEDIATOREM. DOPAMINA jest NEIROMEDIATOREM o działaniu pobudzającym. Jest podstawą do syntezy ADRENALINY i NOR ADRENALINY.

HISTAMINA zwiększa wydzielanie soku żołądkowego, dlatego jest stosowana w praktyce klinicznej do sondowania. Ma działanie rozszerzające naczynia krwionośne, obniża ciśnienie krwi.

27. Deaminacja aminokwasów. Rodzaje deaminacji. Deaminacja oksydacyjna. Pośrednia deaminacja aminokwasów na przykładzie tyrozyny.

DEAMINA - zniszczenie grupy NH2 z uwolnieniem amoniaku. W ciele możliwe są następujące typy:

1. Odzyskiwanie

2. HYDROLITYCZNY:

3. Wewnątrzcząsteczkowe:

Te trzy rodzaje DEMININGU występują podczas rozkładu.

4. Utleniający. Tylko GLU ulega oksydacyjnej deaminacji.

Inne aminokwasy również ulegają deaminacji oksydacyjnej, ale ta droga jest pośrednia. Przechodzi przez GLU i jest nazywany procesem POŚREDNIEJ UTLENIAJĄCEJ DEAMINY.

FOSFORAN KABOMOILU

Mocznik powstaje tylko w wątrobie. Pierwsze dwie reakcje cyklu (powstanie CYTRULINY i ARGININOSUCCInate) zachodzą w MITOCHONDRIACH, pozostałe w cytoplazmie. Organizm produkuje 25 gramów mocznika dziennie. Ten wskaźnik charakteryzuje funkcję tworzenia mocznika w wątrobie. Mocznik z wątroby dostaje się do nerek, gdzie jest wydalany z organizmu jako końcowy produkt metabolizmu azotu.

Cechy wymiany nukleotydów purynowych. Ich struktura i rozpad. Tworzenie kwasu moczowego. Dna.

W przypadku biosyntezy zasad PURYNOWYCH oznaczenia atomów i grup atomowych to:

Utlenianie kwasu moczowego - utlenianie NUKLEOZYDÓW PURYNOWYCH.

Kwas moczowy jest końcowym produktem rozpadu jąder purynowych.

Poziom kwasu moczowego wskazuje na intensywność rozkładu zasad purynowych w tkankach organizmu i pożywieniu.

ZABURZENIA METABOLIZMU NUKLEOTYDÓW. HIPERURICEMIA – wzrost poziomu kwasu moczowego we krwi świadczy o wzmożonym rozpadzie kwasów nukleinowych lub nukleotydów purynowych (dna moczanowa). Choroba jest uwarunkowana genetycznie i ma charakter rodzinny. W przypadku dny moczanowej kryształy kwasu moczowego osadzają się w chrząstce stawowej, błonie maziowej i włóknie. Rozwija się ciężkie ostre mechaniczne dnawe zapalenie stawów i nefropatia.

Kod genetyczny

Współczesne koncepcje strukturalnej i funkcjonalnej organizacji DNA: regiony genowe (elementy strukturalne, regulatorowe DNA) i niegenowe (powtórzenia tandemowe, pseudogeny, ruchome elementy DNA). Główne kierunki Biologia molekularna(OMICS): genomika, transkryptomika, pH-omika.

95% ludzkiego DNA jest niegenetyczne. 5% - rzeczywiste geny.

ELEMENTY FUNKCJONALNE GENOMU:

1. GENY STRUKTURALNE

2. ELEMENTY REGULACYJNE

Geny strukturalne kodują syntezę mRNA, tRNA, rRNA. Elementy regulatorowe nie kodują RNA i odpowiednio białek; wpływać na pracę

geny strukturalne.

Część niegenowa jest reprezentowana przez:

1. TANDEM POWTÓRZENIA monotonne powtórzenia NUKLEOTYDÓW, które nie mają sensu. Są to tak zwane „pustynne regiony” DNA. Obecnie znaczenie tych miejsc: pełnienie funkcji strukturalnej oraz miejsce powstawania genów w ewolucji (rezerwa ewolucyjna).

2. PSEUDOGENY - nieaktywne, ale stabilne elementy genetyczne powstałe w wyniku mutacji we wcześniej działających genach (geny wyłączone przez mutację). Jest produktem ubocznym i genetyczną rezerwą ewolucji. Stanowią 20-30% niegenowej części DNA.

3. Ruchome elementy genetyczne:

TRANSPOZONY - odcinki DNA, które można ciąć i wstawiać w inne regiony

DNA. Są to tak zwani „wędrowcy genów”.

RETROTRANSPOZONY - segmenty DNA, które są kopiowane w genomie, jak w środku

chromosomów i między nimi. Mogą zmieniać znaczenie ludzkich genów strukturalnych, prowadzić do mutacji. Ludzki genom zmienia się w ciągu życia o 10 - 30%.

Uszkodzone nieaktywne, ruchome elementy genetyczne. Nie można ich wyciąć ani włożyć z powodu braku ODWROTNEJ TRANSFERAZY w komórce. Jeśli fragment dostanie się do komórki z wirusem, wówczas geny te zaczną być transkrybowane.

Główne kierunki biologii molekularnej:

GENOMIA to dział biologii molekularnej zajmujący się badaniem struktury i mechanizmów działania genu.

Transkryptomika to badanie i identyfikacja wszystkich mRNA kodujących białka, badanie ich liczby i wzorców ekspresji genów strukturalnych.

PH-omika to dział biologii molekularnej zajmujący się badaniem i identyfikacją wszystkich niekodujących RNA.

31. Mechanizmy replikacji DNA (zasada macierzy, metoda semikonserwatywna). Warunki wymagane do replikacji. Etapy replikacji

Mechanizmy REPLIKACJI - proces samopodwajania się DNA. Mechanizm replikacji opiera się na zasadzie komplementarności. Mechanizmem replikacji jest biosynteza macierzy. Replikacja DNA przebiega w sposób półkonserwatywny: łańcuch potomny jest syntetyzowany na każdym macierzystym łańcuchu polinukleotydowym.

Warunki wymagane do replikacji:

1. Matryca - nici DNA. Rozszczepienie nici nazywa się REPLIKACYJNYM WIDEŁKIEM

2. Podłoże. Tworzywo sztuczne to TRIFOSFORAN DEOKSYNUKLEOTYDU:
dATP, dGTP, dCTP, dTTP.

3. Jony magnezu.

Kompleks enzymów replikacyjnych:

A) Białka rozwijające DNA:

3. TOPOIZOMERAZY 1 i 2 (rozwijają się nad helisą). Rozerwanie wiązań (3",5")-fosfodiestrowych.

C) POLIMERAZA DNA (katalizuje tworzenie wiązań fosfodiestrowych). POLIMERAZA DNA tylko wydłuża już istniejącą nić, ale nie może połączyć dwóch wolnych NUKLEOTÓW.

E) LIGAZA DNA.

5. PRIMERY - "ziarna" do replikacji. To jest krótki fragment z trifosforanów rybonukleotydów (2 - 10)..

Główne etapy replikacji.

I. ROZPOCZĘCIE replikacji.

Zachodzi pod wpływem bodźców zewnętrznych (czynników wzrostu). Białka wiążą się z receptorami na błonie plazmatycznej i indukują replikację do fazy syntezy cyklu komórkowego. Znaczenie inicjacji polega na dołączeniu DNA-A do punktu replikacji, co stymuluje dywergencję podwójnej helisy. HELIKAZA również bierze w tym udział. Istnieją enzymy (TOPOIZOMERAZY), które powodują odwijanie się helisy. Białka SSB zapobiegają łączeniu łańcuchów potomnych. Powstaje WIDELEC REPLIKACYJNY.

2. Tworzenie wątków potomnych.

Jest to poprzedzone tworzeniem PRIMERÓW za pomocą PRIMASE. Polimeraza DNA działa i powstaje potomna nić DNA. Proces ten zachodzi na zasadzie komplementarności, a synteza przebiega od końca 5* do końca 3* syntetyzowanej nici.

Ciągły łańcuch zostanie zbudowany na jednym z wątków macierzystych, a fragmenty OKAZAKI zostaną zbudowane na przeciwnym wątku.

3. Usunięcie PRIMERÓW EXONUCLASE,

4. Łączenie krótkich fragmentów za pomocą LIGAZY DNA.

Kompleks replikacyjny (helikaza, topoizomeraza). Startery i ich rola w replikacji.

A) Białka rozwijające DNA:

1. DNA-A (powoduje separację nici)

2. HELIKAZY (przecinają łańcuch DNA)

1. TOPOIZOMERAZY 1 i 2 (rozwijają się nad helisą). Rozerwanie wiązań (3",5")-fosfodiestrowych.

B) Białka zapobiegające łączeniu się nici DNA (białka SSB)

C) POLIMERAZA DNA (katalizuje tworzenie wiązań fosfodiestrowych). DNA-
POLIMERAZA tylko wydłuża już istniejącą nić, ale nie może połączyć dwóch wolnych NUKLEOTYDÓW.

D) PRYMAZA (katalizuje powstawanie „ziarna” do syntezy).

E) LIGAZA DNA.

5. PRIMERY - "ziarna" do replikacji. Jest to krótki fragment składający się z TRIFOSFORANÓW RYBONUKLEOTYDÓW (2 - 10). Tworzenie PRIMERS jest katalizowane przez PRIMASE. Istnieją enzymy (TOPOIZOMERAZY), które powodują odwijanie się helisy. Białka SSB zapobiegają łączeniu się łańcuchów potomnych. Powstaje WIDELEC REPLIKACYJNY. Tworzenie wątków potomnych. Jest to poprzedzone tworzeniem PRIMERÓW przez enzym PRIMASE. Polimeraza DNA działa i powstaje potomna nić DNA. Proces ten przebiega zgodnie z zasadą komplementarności, a synteza przebiega od 5" do 3" końca syntetyzowanej nici.

Ciągły łańcuch zostanie zbudowany na jednej z nici macierzystych, a łańcuch krótkich fragmentów (fragmenty OKAZAKI) zostanie zbudowany na przeciwległej nici.

32. Biosynteza (transkrypcja) RNA. warunki transkrypcji.

Transkrypcja to przeniesienie informacji z DNA na RNA (biosynteza RNA). Tylko niektóre części cząsteczki DNA podlegają transkrypcji. Ta część nazywa się TRANSKRYPTON. Eukariotyczny DNA jest nieciągły: sekcje niosące informacje (EXONS) przeplatają się z obszarami, które nie niosą informacji (INTRONY). W DNA od końca 5" izolowany jest region PROMOTOR - miejsce przyłączenia POLIMERAZY RNA. Od końca 3" - strefa TERMINATOR. Obszary te nie podlegają transkrypcji. WARUNKI TRANSKRYPCJI.

1. Matryca - 1 nić DNA. Powstaje oko transkrypcyjne.

2. Składniki strukturalne - RYBONUKLEOZYDO-3-FOSFORANY (ATP, GTP, CTP, UTP).

3. DNA-zależna polimeraza RNA.

Etapy transkrypcji

GŁÓWNE ETAPY TRANSKRYPCJI.

1. INICJACJA. Polega na przyłączeniu POLIMERAZY RNA do PROMOTORA, co prowadzi do rozbieżności nici DNA. Impulsem do przyłączenia polimerazy RNA jest przyłączenie białka TBP do kasety TATA.

2. WYDŁUŻENIE (wydłużenie). Połączenie RYBONUKLEOTYDÓW i tworzenie wiązań fosfodiestrowych pomiędzy NUKLEOTYDAMI za pomocą POLIMERAZY RNA, która porusza się wzdłuż nici DNA. Dodawanie NUKLETYDÓW odbywa się zgodnie z zasadą komplementarności, będą tylko RYBONUKLEOTYDY i - UMF.

3. ZAKOŃCZENIE (koniec). Polega na tym, że wiele (do 200 - 300) NUKLEOTYDÓW ADENYLU - poli A przyłączonych jest do 3" końca powstałego RNA. Powstaje dokładna kopia genu. NUKLEOTYDY ADENYLU chronią koniec 3" od działania EXONUCLEASES. Z końca 5" tworzy się zabezpieczenie, tzw. "CAP" (najczęściej UDP). Powstała w ten sposób kopia genu nazywa się TRANSCRIPT.

4. PRZETWARZANIE (dojrzewanie).

2. Zaślepka 5-końcowa

3. Tworzenie sekwencji poliadenylowej

4. SPLICING - usuwanie intronów i łączenie ze sobą EKSONÓW. Odgrywa ważną rolę w ewolucji organizmów

5. Splicing alternatywny - z jednego pre-mRNA powstaje kilka IRNA i odpowiednio kilka białek, co przejawia się w różnych postaciach w organizmach.

Główne przejawy patologii gospodarki węglowodanowej i możliwe przyczyny zaburzeń gospodarki węglowodanowej na różnych etapach przemiany materii. (Napisz reakcje). Glikemia jako wskaźnik stanu gospodarki węglowodanowej. Kwantyfikacja glikemii w warunkach prawidłowych i patologicznych. Rozwój cukrzyca.

Naruszenie metabolizmu węglowodanów może występować na różnych etapach. HIPO-, HIPERGLUKOSEMIA, GLUKOZURIA są wskaźnikami zawartości węglowodanów. GLUKOZURIA jest możliwa, jeśli wartość progu nerkowego zostanie przekroczona o więcej niż 10 mmol / l. Najczęściej naruszenia metabolizmu węglowodanów są możliwe na następujących etapach:

1. na etapie przyjmowania węglowodanów z pożywieniem. Duży ładunek węglowodanów prowadzi do rozwoju HIPERGLUKOSEMII, GLUKOZURII, wzmożonej biosyntezy tłuszczu i rozwoju otyłości.

2. Z uszkodzeniem błon śluzowych przewodu pokarmowego. Kiedy błona śluzowa żołądka jest uszkodzona, produkcja kwasu solnego zostaje zakłócona. W przypadku uszkodzenia błony śluzowej jelita cienkiego upośledzone jest wchłanianie i hydroliza DISACHARYDÓW pokarmowych.

Kiedy trzustka jest uszkodzona, trawienie glikogenu, skrobi spożywczej pod wpływem enzymów jest zaburzone. Najbardziej groźną chorobą jest cukrzyca. W trzustce komórki B syntetyzują insulinę białkową, która zapewnia transport glukozy z krwi do tkanek. W przypadku niedostatecznej produkcji insuliny rozwija się HIPERGLUKOSEMIA, GLIKOZURIA, KETONURIA. W komórkach rozwija się głód energetyczny, który jest kompensowany przez procesy GLUKONEOGENEZY oraz nasilenie procesów utleniania białek i tłuszczów, czemu towarzyszy nadmierna produkcja ACETYL-KOA, NH3. NH3 jest produktem toksycznym, stwarza warunki do kondensacji ACETYLU-KOA i tworzenia ciał ketonowych:

Przy uszkodzeniu wątroby proces biosyntezy i rozkładu glikogenu zostaje zakłócony. Choroby dziedziczne obserwuje się w defektach genetycznych enzymów biorących udział w metabolizmie węglowodanów. Najczęstsze to GLIKOGENOZA (GIRKE, POMPE) i AGLIKOGENOZA (LEWIS, ANDERSEN), które są związane z niedostateczną aktywnością lub całkowitym brakiem enzymów biorących udział w rozkładzie lub syntezie glikogenu. U dzieci występuje ALACTOSIA - nietolerancja laktozy spowodowana genetycznym defektem ENTEROCYTÓW LAKTAZY.

Glukoza we krwi pełnej włośniczkowej na pusty żołądek - 3,3 - 5,5 mmol / l

HIPERGLIKEMIA: Nadmiar hormonów przeciwwyspowych, niedobór insuliny (IDDM), upośledzona funkcja receptora (NIDDM), stres (adrenalina podnosi poziom glukozy), nadmierne spożycie węglowodanów.

HIPOGLIKEMIA: przedawkowanie insuliny, brak hormonów przeciwwyspowych w organizmie, głód.

Ciała ketonowe (nie więcej niż 0,1 g / l) - aceton, kwas acetylooctowy, kwas beta-hydroksymasłowy. Niebezpieczne w związku z KASICĄ KETONOWĄ. HIPOGLIKEMIA prowadzi do drgawek i śmierci. 0,1% glikogenu odnawia się w tkance mózgowej w ciągu 4 godzin.

Kiedy metabolizm węglowodanów jest zaburzony, funkcja mózgu jest upośledzona.

Główne przejawy patologii metabolizmu lipidów i możliwe przyczyny ich występowania na różnych etapach metabolizmu. Powstawanie ciał ketonowych w tkankach. kwasica ketonowa. Biologiczne znaczenie ciał ketonowych.

1 .Na etapie przyjmowania tłuszczów z pożywieniem:

A. Obfite tłuste jedzenie na tle HIPODYNAMII prowadzi do rozwoju OTYŁOŚCI ŻYWIENIOWEJ.

B. Niedostateczne spożycie tłuszczów lub ich brak prowadzi do HIPO- i AWITAMINOZY A, D, E, K. Może rozwinąć się ZAPALENIE SKÓRY, stwardnienie naczyniowe. Zaburzeniu ulega także proces syntezy PROSTAGLANDYN.

C. Niewystarczająca podaż w diecie substancji LIPOTROPOWYCH (cholina, seryna, inozytol, witaminy B12, B6) prowadzi do rozwoju nacieku tkanki tłuszczowej.

2.Na etapie trawienia.

A. Kiedy wątroba i jelita są uszkodzone, tworzenie i transport lipoprotein we krwi jest zakłócony.

B. W przypadku uszkodzenia wątroby i dróg żółciowych zaburzone jest tworzenie i wydalanie kwasów żółciowych biorących udział w trawieniu tłuszczów spożywczych. GSD rozwija się. We krwi stwierdza się HIPERCHOLESTEROLEMIĘ.

C. Jeśli błona śluzowa jelit jest zajęta, a wytwarzanie i dostarczanie enzymów trzustkowych jest upośledzone, zawartość tłuszczu w stolcu wzrasta. Jeśli zawartość tłuszczu przekracza 50%, rozwija się biegunka tłuszczowa. Stolec staje się bezbarwny.

D. Najczęściej w ostatnich latach wśród populacji dochodzi do uszkodzenia komórek beta trzustki, co prowadzi do rozwoju cukrzycy, której towarzyszy intensywne utlenianie białek i tłuszczów w komórkach. We krwi takich pacjentów odnotowuje się HIPERKETONEMIĘ, HIPERCHOLESTEROLEMIĘ. Ciała ketonowe i cholesterol są syntetyzowane z ACETYL-KOA.

3. Na etapie metabolizmu cholesterolu najczęstszą chorobą jest miażdżyca tętnic. Choroba rozwija się, gdy zwiększa się zawartość FRAKCJI ATHEROGENNYCH między komórkami tkankowymi a LP we krwi, a zmniejsza się zawartość HDL, których celem jest usunięcie cholesterolu z komórek tkankowych do wątroby w celu jego późniejszego utlenienia. Wszystkie leki, z wyjątkiem CHylomikronów, są szybko metabolizowane. LDL pozostaje w ścianie naczynia. Zawierają dużo TRIGLICERYDÓW i CHOLESTEROLU. Są fagocytowane i niszczone przez enzymy LYSOSOME, z wyjątkiem cholesterolu. Gromadzi się w komórce w dużych ilościach. Cholesterol osadza się w przestrzeni międzykomórkowej i jest kapsułkowany tkanka łączna. W naczyniach tworzą się blaszki miażdżycowe.

WYKŁAD #25

Federalna Państwowa Budżetowa Instytucja Edukacyjna Szkolnictwa Wyższego USMU Ministerstwa Zdrowia Rosji
Zakład Biochemii
Dyscyplina: biochemia
WYKŁAD #25
Biochemia witamin 1
Wykładowca: Gavrilov I.V.
Kierunek: lekarski i profilaktyczny,
Kurs: 2
Jekaterynburg, 2016

Plan:

1.
2.
3.
4.
5.
Definicja witamin
Klasyfikacje witamin
Ogólne mechanizmy metabolizmu witamin
Ogólny schemat metabolizmu witamin
Witaminy rozpuszczalne w wodzie - indywidualnie
przedstawiciele

witaminy
-
niska masa cząsteczkowa
organiczny
znajomości
różnorodny
natury chemicznej, w całości lub w części
niezbędne dla ludzi lub zwierząt,
zaangażowane w regulację i katalizę, a nie
wykorzystywane w energetyce i tworzywach sztucznych
cele.

Substancje podobne do witamin
niezastąpiony lub częściowo niezastąpiony
substancje, które mogą być stosowane w
tworzyw sztucznych i jako źródło energii
(cholina, kwas orotowy, witamina F, wit
U (metylometionina), inozytol, karnityna)

KLASYFIKACJA WITAMIN

Według właściwości fizycznych:
1. Witaminy rozpuszczalne w wodzie
Witamina PP (kwas nikotynowy)
witamina B1 (tiamina);
witamina B2 (ryboflawina);
witamina B5 (kwas pantotenowy);
witamina B6 (pirydoksyna);
witamina B9, słońce (kwas foliowy);
witamina B12 (kobalamina);
witamina H (biotyna);
witamina C (kwas askorbinowy);
witamina P (bioflawonoidy);

2. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach
witamina A (retinol);
witamina D (cholekalcyferol);
witamina E (tokoferol);
Witamina K (filochinon).
Witamina F (mieszanka wielonienasyconych
długołańcuchowe kwasy tłuszczowe arachidonowe itp.)

KLASYFIKACJA WITAMIN

Według właściwości metabolicznych:
Enzymowitaminy (koenzymy) (B1, B2, PP,
B6, B12, kwas pantotenowy, biotyna,
kwas foliowy);
Hormonowitaminy (D2, D3, A);
witaminy redoks lub witaminy przeciwutleniające (C, E, A, kwas liponowy);

Dosłownie
Przeznaczenie
Nazwa chemiczna
fizjologiczny
Nazwa
Witamina A
retinol
przeciwkseroftalmiczny
Tiamina
Witamina B2
tiamina
ryboflawina
przeciwneurytyczny
Witamina wzrostu
Witamina B3
Kwas pantotenowy
zapalenie skóry
Witamina B6
Witamina Bc, B9
Witamina b12
pirydoksyna
folacyna
kobalamina
zapalenie skóry
przeciw anemii
przeciw anemii
Witamina C
Kwas askorbinowy
przeciwszkorbutowy
Witamina PP
niacyna
antypelargiczny
Witamina H
biotyna
Przeciwłojotokowe
witamina P
rutyna
współczynnik przepuszczalności
witamina D2
ergokalcyferol
przeciwkrzywicy
witamina D3
1,25-joksycholekalcyferol
przeciwkrzywicy
witamina E
tokoferol
antysterylny
witamina K
naftochinony
przeciwkrwotoczny

Metabolizm witamin w organizmie (przepisy ogólne)

witaminy rozpuszczalne w wodzie w jelitach
wchłaniane przez transport aktywny
rozpuszczalny w tłuszczach - w składzie miceli.
rozpuszczalne w wodzie witaminy we krwi
przewożone swobodnie lub w
kompleks z białkami, rozpuszczalny w tłuszczach
witaminy - w składzie lipoprotein iw
kompleks z białkami.
Witaminy z krwi dostają się do komórek
narządów i tkanek.

Rozpuszczalny w wodzie w wątrobie i nerkach
witaminy są przekształcane w koenzymy.
Niektóre witaminy w wątrobie i skórze
przekształcone w formy aktywne (D)
Aktywne formy witamin realizują swoje
skutki biochemiczne i fizjologiczne.
Inaktywowane jako ksenobiotyki i inne
produkty przemiany materii.
Z organizmu witaminy i ich pochodne
wydalany głównie z moczem i kałem.

Plan nauki (odpowiedź) poszczególnych witamin

1. treść w produkty żywieniowe(2-3 produkty
- brak numerów)
2. budowa chemiczna (zasada, reaktywność
zdolne frakcje)
3. rola w metabolizmie (2-3 równania chem.
reakcje)
4. obraz hipo- i hiperwitaminozy (2-3 objawy,
wynikające z mechanizmu działania)
5. dzienne zapotrzebowanie, zapobiegawcze i
dawka terapeutyczna (kilka mg lub ułamki
mg / dzień, = dawka profilaktyczna, x 10 =
terapeutyczna pojedyncza (dzienna) dawka.

KWAS NIKOTYNOWY - WITAMINA PP

COOH
KONH 2
N
N
Kwas nikotynowy
nikotynamid
Witamina PP
Właściwości fizykochemiczne. Źle rozpuszczamy się w wodzie, dobrze – w alkaliach.
dzienne zapotrzebowanie
dla dorosłych 15-25mg,
dla dzieci - 5-20 mg. Z produktów ziołowych:
w świeżych grzybach - 6 mg%, w suszonych do 60 mg%.
w orzeszkach ziemnych (10-16 mg%),
w zbożach w kaszy gryczanej (4 mg%),
proso, jęczmień (2 mg %),
płatki owsiane i pęczak, a także w ryżu (1,5 mg %)
w burakach czerwonych – 1,6 mg%,
W ziemniakach (1-0,9 mg%) i gotowanych 0,5 mg%.
w szpinaku, pomidorze, kapuście, brukwi, bakłażanie (0,50,7 mg%).

Z produktów pochodzenia zwierzęcego:
wątroba (15 mg%),
nerki (12-15 mg%),
serce (6-8 mg%),
mięso (5-8 mg%),
ryby (3 mg%).
witamina PP może być syntetyzowana
z tryptofanu (mało).

Metabolizm
FRPF FFn
ATP
FFn
ATP
ADP
nikotynamid
mononukleotyd nikotynamidu
NAD+
NADP+
mononukleotyd nikotynamidu
NAD pirofosforylaza Kinaza NAD
pirofosforylaza

Rola w metabolizmie

Koenzym zależny od pirydyny (NAD,
NADP) dehydrogenazy CTK, glikoliza,
PFP itp.

Hipowitaminoza PP - pelagra

„TRZY D”
1. Dermatitis - zapalenie skóry,
2. Biegunka - luźne stolce,
3. Demencja - psychiczna
zacofanie.

Pelagra

WITAMINA B1 (TIAMINA)

Cl-
NH2
H2+
C N
N
H3C
CH 3
H2
CCH2OH
N
S
Witamina B1 (tiamina)
Właściwości fizykochemiczne. Rozpuszczalny w wodzie, rozkłada się
obróbka cieplna.
witamina B nietoksyczna
Dzienne zapotrzebowanie osoby dorosłej wynosi nie mniej niż 1,4-
2,4 mg.
Przewaga węglowodanów w pożywieniu zwiększa zapotrzebowanie
organizm w witaminach;
tłuszcze wręcz przeciwnie, radykalnie zmniejszają tę potrzebę.
H
N
a0
I,
(3
8
2
-
9
4
%
-
N
A
I
Zawartość tiaminy w mg% (mg/100g)
X
l
mi
B
I
H
C
mi
Drożdże piwne suszone 5,0, drożdże piekarskie 2,0
Pszenica (zarodki) 2.0
Szynka 0,7
soja 0,6
Kasza gryczana 0,5
Jęczmień (ziarno) 0,4
Pszenica (pełnoziarnista) 0,4
Wątróbka wieprzowa bydlęca 0,4

Owies (ziarno) 0,4
Płatki owsiane 0,3
Mąka pszenna (82-94%) 0,3
Kasza jęczmienna 0,2
Mąka żytnia pełnoziarnista 0,2
Mięso (inne) 0,2
Chleb żytni 0,15
Kukurydza (pełnoziarnista) 0,15
Mleko krowie 0,05
Chleb pszenny z drobnej mąki 0,03

Metabolizm
1. Wchłanianie: w jelicie;
2. Transport: w formie swobodnej;
3. Aktywacja: przy udziale kinazy tiaminowej i ATP w
witamina wątroby, nerek, mózgu i mięśnia sercowego
B1 przekształca się w aktywną formę - koenzym
pirofosforan tiaminy (TDF, TPP)
NH2
NH2
N
H3C
H2+
C N
ATP
CH 3
H2
CCH2OH
N
S
Witamina B1 (tiamina)
AMF
H3C
tiaminaza
H2+
C N
N
N
S
CH 3
O
O
H2 H2
C C O P O P OH
O
O
Difosforan tiaminy (TDP)

Rola biologiczna
TPP obejmuje:
kompleks dehydrogenazy pirogronianowej
(PVK → acetylo-CoA);
kompleks dewodorowy α-ketoglutaranu
(α-KG → sukcynylo-CoA);
transketolaza PFS
(przeniesienie aldehydu z ketosacharydu na aldosacharyd)

Mechanizm
TDF pobiera grupę z substratu i przenosi ją do kwasu liponowego
NH2
H2
C N
N
COOH
WSPÓŁ
H3C
N
S
CH 3
O
O
H2 H2
C C O P O P
O
O
Oh
S
pirofosforan tiaminy (TDP)
CH 3
NH2
CO2
N
H3C
DEHYDROGENAZA PIRORONOWANA
H2
C N
N
S
CH 3
O
O
H2 H2
C C O P O P
O
O
Kwas liponowy
CII
HSKoA
WSPÓŁ
CH 3
Kwas liponowy
SKoA
Oh
S
S
O
COH
CH 3
Hydroksyetylo-TDF
CH3

Hipowitaminoza B1 (Weź - Weź)

Postępuje z przewagą jednej z form:
1. suchy (zaburzenia układu nerwowego). zapalenie wielonerwowe, w
podstawa - zmiany zwyrodnieniowe nerwów. Na początku
wtedy ból rozwija się wzdłuż pni nerwowych
- następuje utrata czucia skórnego i paraliż
(choroba Beri-Beri). Występuje utrata pamięci
halucynacje.
2. obrzęk (naruszenia układu sercowo-naczyniowego),
objawiające się arytmiami, nasilone
wielkość serca i pojawienie się bólu w okolicy serca.
3. sercowe (ostra niewydolność serca,
zawał mięśnia sercowego).
Znaki obejmują również naruszenia wydzielnicze i motoryczne
funkcje przewodu pokarmowego; zmniejszenie kwaśności soku żołądkowego,
apetyt, atonia jelit. Wytwarza ujemny azot
balansować.

Weź weź

WITAMINA B2 (RYBOFLAWINA)
O
H3C
H3C
N
NH
O
N
izoalloksazyna
N
H H H
H2C C C C CH2OH
OH OH OH
rybitol
Witamina B2 (ryboflawina)
Właściwości fizykochemiczne. kryształy żółty kolor, słabo rozpuszczalny
w wodzie.
Fizjologiczne dzienne zapotrzebowanie osoby dorosłej
człowiek 2-2,5 mg / dzień.
u noworodków - 0,4-0,6 mg,
u dzieci i młodzieży - 0,8-2 mg.

Zawartość witaminy B2 w żywności
produkty mg % (mg/100 g masy)
1. Wątroba (wołowa) 1.5
2. Jajko kurze 0,6
3. Pszenica 0,3
4. Mleko 0,2
4. Kapusta 0,2
6. Marchewka 0,05
Rozkłada się w obecności światła ultrafioletowego
promienie. Podczas przechowywania mleka w świetle przez trzy i pół
godzin, do 70% witaminy ulega zniszczeniu.
po podgrzaniu ulega zniszczeniu w środowisku alkalicznym,
ale w środowisku kwaśnym, odporne na wysokie
temperatura (290°C).

Metabolizm
Wchłanianie: w jelicie;
Transport: w formie swobodnej;
Aktywacja:
V
śluzowaty
powłoka
jelita
dziać się
Edukacja
koenzymy FMN i FAD:
ATP
ADP
ATP
FFn
Ryboflawina
CHWILOWA MODA
FMN
Kinaza ryboflawiny Transferaza adenylowa FMN

Rola w metabolizmie
Koenzymy FAD i FMN są częścią tlenowych i
dehydrogenazy beztlenowe biorące udział w
reakcje redoks (reakcje
fosforylacja oksydacyjna, SDH, oksydaza AA,
oksydaza ksantionowa, oksydaza aldehydowa itp.).
O
H3C
H3C
N
fumaran bursztynianu
H3C
NH
O
N
N
H H H
H2C C C C CH 2OPO 3H2
OH OH OH
FMN
SDG
H3C
H
N
O
NH
O
N
N
H
H H H
H2C C C C CH 2OPO 3H
OH OH OH
FMNN2

HIPOWITAMINOZA B2

Zatrzymanie wzrostu ciała
Zapalenie błony śluzowej jamy ustnej
pojawiają się ubytki (zapalenie języka - zapalenie języka).
długotrwałe niegojące się pęknięcia w kącikach ust,
zapalenie fałdu nosowo-wargowego.
Zapalenie oczu w postaci unaczynienia rogówki
błony śluzowe, zapalenie rogówki, zaćma.
Zmiany skórne(zapalenie skóry, łysienie,
łuszczenie się skóry, nadżerki itp.).
ogólne osłabienie mięśni i serca
mięśnie.

KWAS PANTOTENOWY (WITAMINA B5)
CH3OH
HOH 2C
C
CH
CH 3
C
H
N
H2 H2
C.C
COOH
O
Witamina B5
biały drobnokrystaliczny proszek rozpuszczalny w wodzie.
Źródła. Syntetyzowane przez rośliny i mikroorganizmy
występuje w wielu produktach pochodzenia zwierzęcego i roślinnego
pochodzenia (jaja, wątroba, mięso, ryby, mleko, drożdże,
ziemniaki, marchew, pszenica, jabłka). W jelicie człowieka kwas pantotenowy jest wytwarzany w niewielkich ilościach przez jelita
różdżka.

Wchłanianie: w jelicie;
Transport: w formie swobodnej;
Aktywacja: z kwasu pantotenowego w komórkach
syntetyzowane są koenzymy: 4-fosfopantotheina i
HSCoA.
CH3OH
H H2 H2
HOH 2C C CH C N C C COOH
CH 3
O
Kwas pantotenowy
ATP
ADP
kinaza pantotenowa
CH3OH
H2
H H2 H2
H2O3PO C C CH C N C C COOH
CH 3
O
4-fosfopantotheina

Rola w metabolizmie
4-fosfopantotheina - koenzym
syntaza palmitoilowa.
HS-CoA
zaangażowany
c: rodniki w reakcjach
1. przelew
acyl
wspólny szlak katabolizmu,
2. aktywacja kwasów tłuszczowych,
3. synteza cholesterolu i ciał ketonowych,
4. synteza acetyloglukozamin,
5. neutralizacja obcych substancji w wątrobie

HIPOWITAMINOZA B 3

Zapalenie skóry, zmiany błony śluzowej,
zmiany dystroficzne.
Uszkodzenie układu nerwowego
(zapalenie nerwu, porażenie).
Zmiany w sercu i nerkach.
Depigmentacja włosów.
Zaprzestanie wzrostu.
Utrata apetytu i wychudzenie.

WITAMINA B6 (PIRYDOKSYNA,
PIRYDOKSAL, PIRYDOKSAMINA)
Dystrybucja: Wątroba, nerki,
mięso, chleb, groch, fasola,
Ziemniak.
Wchłanianie: w jelicie
Transport: w formie swobodnej;
Aktywacja:
przez działanie pirydoksalkinazy
przekształcane w koenzymy
fosforan pirydoksalu i
fosforan pirydoksaminy.1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Owies 3.3
Pszenica 3.3
Drożdże piekarnicze 2.0
Mleko krowie 1,5
Makrela 1.03
Wątroba 0,64
Orzechy (orzechy laskowe) 0,59
Marchewka 0,53
Soja 0,38
Ziemniak 0,33
Banany 0,29
Jajko kurze 0,12

dzienne zapotrzebowanie

dorosły - 3 - 4 mg,
nowo narodzony
- 0,3 - 0,5mg,
dzieci i młodzież - 0,6 - 1,5 mg.

CHO
HO
H3C
CHO
CH2OH
ATP
ADP
pirydoksalkinaza
N
Pirydoksal
Witamina B6
HO
H3C
H2
CO PO3H2
N
Fosforan pirydoksalu
koenzym

Rola w metabolizmie
(wymiana aminokwasów, przeniesienie grup aminowych)
Kluczową rolę odgrywają enzymy pirydoksalu
rola w wymianie AK:
1. katalizuj reakcje transaminacji i
dekarboksylacja aminokwasów,
2. uczestniczyć w określonych reakcjach
metabolizm poszczególnych AA: seryny,
treonina, tryptofan, zawierające siarkę
aminokwasy,
3. w syntezie hemu.

B6-koenzym

1.
2.
3.
4.
5.
izomeraza aminokwasowa. Wykorzystanie w organizmie
D-aminokwasy
Dekarboksylazy aminokwasowe. Edukacja
aminy biogeniczne
Oksydaza monoaminowa. Diaminooksydaza
(histaminazy). Utlenianie (inaktywacja) substancji biogennych
aminy
Aminotransferazy aminokwasy. katabolizm i
synteza aminokwasów
Aminotransferazy jodotyrozyn i jodotyronin.
Biosynteza jodotyroniny (hormonów) w tarczycy
żelazo i ich katabolizm. Aminotransferaza γaminomaślan. Neutralizacja GABA
fosforylaza glikogenu. Glikogenoliza

Hipowitaminoza B6

Zapalenie skóry, uszkodzenia błony śluzowej
Homocystynuria
Zaburzenia metabolizmu tryptofanu
konwulsje

BIOTYNA (WITAMINA H)
Zawartość w żywności
wieprzowina i wołowina z wątroby rekina
wątroba, nerki i serce byka, jajko
żółtko, fasola, otręby ryżowe,
kalafior z mąki pszennej.

Rola w metabolizmie
pełni funkcję koenzymu w składzie karboksylazy:
tworzenie aktywnej formy CO2:
O
O
CO2 + ATP
HN
ADP + Fn
NH
HN
N
H2 H2 H2 H2
C C C C COOH
S
aktywacja CO2
COOH
H2 H2 H2 H2
C C C C COOH
S

Rola w metabolizmie

1.stosowany do tworzenia malonylo-CoA z acetylo-CoA;
2.w syntezie pierścienia purynowego;
3.w karboksylacji PVC
4. w syntezie kwasów tłuszczowych, białek i
nukleotydy purynowe.

Hipowitaminoza wit. H

zapalenie skóry
wydzieliny gruczołów łojowych
wypadanie włosów
uszkodzenia paznokci
ból w mięśniach
zmęczenie
senność
depresja
niedokrwistość

Kwas foliowy

Oh
N
N
H2N
N
O
H2
C
H
N
C
H
C
H2
C
H2
C
COOH
COOH
N
2-amino-4-hydroksy-6-metylopteryna
H
N
PABC
glutaminian
Witaminy: kwas foliowy (kwas foliowy, witamina B9, witamina Bc, witamina M)
Jasnożółte higroskopijne kryształy,
rozkładający się w 250 °C, słabo rozpuszczalny
w wodzie (0,001%).

Norma: 200-400 mcg/dobę (kobiety w ciąży 800 mcg/dobę)
Zsyntetyzuj kwas foliowy
mikroorganizmy, rośliny niższe i wyższe
Źródła kwas foliowy
1. jedzenie (dużo zielonych warzyw z
liście, w niektórych
owoce cytrusowe, w roślinach strączkowych, w pieczywie
z mąki pełnoziarnistej,
drożdże, wątroba).
2. mikroflora jelitowa (zła).
Świeże warzywa liściaste przechowywane w temperaturze pokojowej mogą
stracić do 70% kwasu foliowego w ciągu 3 dni
Podczas gotowania do 95% kwasu foliowego ulega zniszczeniu.

Aktywacja, metabolizm i wydalanie kwasu foliowego

przewód pokarmowy
Wiążący
Kwas foliowy + czynnik Castle
Kwas foliowy + białka krwi
Ssanie: 12 dwunastnicy
Oh
Wątroba
O
N
N
H2N
Krew
5 - 20 mcg/litr
N
H2
C
H
N
C
H
N
H
C
H2
C
H2
C
COOH
COOH
N
2-amino-4-hydroksy-6-metylopteryna
2NADPH2
PABC
glutaminian
Kwas foliowy
Reduktaza dehydrofolianowa
2NADP+
Oh
2/3 w wątrobie
N
N
H2N
H
N
N
H
H.H
2
C.C
CH
O
H
N
H
C
H
N
H
C
H2
C
H2
C
COOH
COOH
Kwas tetrahydrofoliowy (THFA)
1% całkowitej podaży / dzień
Mocz
1/3 w tkaninie

Rola THFC

Uczestniczy:
w metabolizmie aminokwasów
(seryna
glicyna, homocysteina
metionina),
w syntezie kwasów nukleinowych (puryny
zasady, kwas tymidylowy),
w tworzeniu czerwonych krwinek
w tworzeniu wielu składników układu nerwowego
kwas foliowy
obniża poziom homocysteiny we krwi

1. jednowęglowe fragmenty są przyłączone do THPA
2. w THPA dochodzi do wzajemnej konwersji jednowęglowych fragmentów
3. Jednowęglowe fragmenty THPA wykorzystywane są do syntezy:
H
Metionina
Homocysteina
Syntaza metioniny
3
TMF
DUMF
H
Ser
H
R1 N
5
N R2
10
H2
C
gli
R1 N
5
1
Puryny
NADH2 NAD+
N R2
10
CH 3
R1 N
5
2
H
N R2
10
N5-metylo-THPA
N5N10-metyleno-THPA
TFC
+
NADP
reduktaza 5,10-metylenoTHFA
Serinoksymetylotransferaza
2
HN
CH
R1 N
5
NH3
H
N R2
10
N5-formimino-THPA
2
H
C
R1 N
5
Puryny
NADPH2
H2O
N R2
10
N5N10-metylenylo-THPA
H+
2
HOHC
R1 N
5
N R2
10
N10-formylo-THPA

Rola THPA w syntezie DNA
DNA
Puryny

Hipowitaminoza kwasu foliowego
Niedobór kwasu foliowego prowadzi do:
Niedokrwistość megaloblastyczna
Wady cewy nerwowej u płodu.

Rozwój hiperhomocysteinemii
1. Homocysteina ma wyraźną toksyczność
działanie na komórkę: prowadzi do uszkodzenia i
aktywacja komórek śródbłonka
wyściółka naczyń krwionośnych), co przyczynia się do
rozwój zakrzepicy, miażdżycy.
2. Hiperhomocysteinemia jest z tym związana
patologia położnicza:
wczesna utrata ciąży,
wczesny początek gestozy,
odklejenie łożyska,
Opóźnienie wzrostu wewnątrzmacicznego.

Do niedoboru metioniny
Towarzyszy mu niedobór metioniny
poważne zaburzenia metaboliczne
przede wszystkim metabolizm lipidów i
powoduje ciężkie obrażenia
wątroba, w szczególności jej tłusta
infiltracja.

WITAMINA B12 (KOBALAMINA)
Wchłanianie: Zamek czynnika wewnętrznego - białko -
gastromukoproteina, syntetyzowana przez ciemieniowe
komórki żołądka. W przewodzie pokarmowym czynnik Castle
łączy się z witaminą B12 przy udziale Ca2+,
chroni go przed zniszczeniem i zapewnia
wchłanianie w jelicie cienkim.
Transport: B12 wchodzi do krwi w połączeniu z
białka transkobalaminy I i II,
(I) działa jako magazyn B12, ponieważ
On
najsilniej związany z witaminą.
Aktywacja. Witamina B12 wytwarza 2
koenzym: metylokobalamina w cytoplazmie i
deoksyadenozylokobalamina w mitochondriach.

dzienne zapotrzebowanie

dorośli 2 - 4 mcg,
u noworodków - 0,3-0,5 mcg,
u dzieci i młodzieży - 1,5-3,0 mcg.
Zawartość w produktach spożywczych w µg%
1 Wątróbka Wieprzowa 26
2 nerki wieprzowe 15
3 Ryby 2.0
4 Baranek 2
5 Jajko kurze 1.1
6 Wieprzowina 2
7 Wołowina 2
8 Makrela 6
9 Ser 1.1
10 Pełne mleko 0,4

Rola w metabolizmie

koenzym reakcji metabolicznych
przeniesienie grup alkilowych (-CH2-, -CH3);
metylacja homocysteiny
Metylokobalamina bierze udział: w edukacji
metionina z homocysteiny i
przemiany fragmentów jednowęglowych w
skład THPA wymagany do syntezy
nukleotydy.
Deoksyadenozylokobalamina bierze udział w:
Metabolizm kwasów tłuszczowych o liczbie nieparzystej
atomy węgla i AA z rozgałęzionymi
łańcuch węglowodorowy.

Udział witaminy B12 w metabolizmie
sekwencja przemiany witaminy B12 w koenzym:
cyjanokobalamina oksykobalamina deoksyadenozylokobalamina
1. Wymiana H na grupy -COOH, -NH2, -OH
2. Odzyskiwanie rybonukleotydów w
dezoksyrybonukleotydy
3. Reakcje transmetylacji

O 12
Kwas foliowy ------ TFA ------
synteza kwasu nukleinowego

Awitaminoza i hipowitaminoza
Endogenny
Gastrogenny
Egzogenny
Enterogenny
Manifestacje: złośliwy makrocytowy,
niedokrwistość megaloblastyczna;
Zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego (kolejka linowa
mieloza);
pH żołądka
(zapalenie żołądka i jelit -
„wypolerowany język”)

Pierwsze wzmianki o chorobie (kakke, beri-beri), znanej obecnie jako przejaw niedoboru tiaminy, znajdują się w starożytnych traktatach medycznych, które dotarły do ​​nas z Chin, Indii i Japonii. Pod koniec XIX wieku wyodrębniono już klinicznie kilka postaci tej patologii, ale dopiero Takaki (1887) powiązał tę chorobę z czymś, co wówczas uważał za brak substancji zawierających azot w diecie. Holenderski lekarz S. Eijkman (1893-1896) miał bardziej konkretny pomysł, który odkrył nieznane wówczas czynniki w otrębach ryżowych i niektórych roślinach strączkowych, które zapobiegały rozwojowi lub leczyły beri-beri. Oczyszczanie tych substancji zostało następnie przeprowadzone przez Funk (1924), który jako pierwszy zaproponował sam termin „witamina”, oraz wielu innych badaczy. Substancję czynną ekstrahowaną ze źródeł naturalnych scharakteryzowano dopiero w 1932 roku ogólnym wzorem empirycznym, a następnie w 1936 roku została z powodzeniem zsyntetyzowana przez Williamsa i in. Już w 1932 roku zasugerowano rolę witaminy w jednym ze specyficznych procesów metabolicznych, dekarboksylacji kwasu pirogronowego, ale dopiero w 1937 roku poznano koenzymatyczną postać witaminy, difosforan tiaminy (TDP). Koenzymatyczne funkcje TDP w układzie dekarboksylacji alfa-ketokwasów od dawna uważane są za niemal jedyne biochemiczne mechanizmy realizacji aktywności biologicznej tej witaminy, jednak już w 1953 r. TDP został rozszerzony dzięki transketolazie, a stosunkowo niedawno specyficznemu kwasowi gamma-hydroksydekarboksylazy-alfa-ketoglutarowemu. Nie ma powodu sądzić, że perspektywa dalszych badań witaminy wyczerpuje się przez powyższe, ponieważ doświadczenia na zwierzętach, dane uzyskane w klinice podczas terapeutycznego stosowania witaminy, analiza faktów ilustrujących znany neuro- i kardiotropizm tiaminy niewątpliwie wskazują na obecność pewnych bardziej specyficznych powiązań witaminy z innymi mechanizmami biochemicznymi i fizjologicznymi.

Właściwości chemiczne i fizyczne witaminy B1

Tiamina lub 4-metylo-5-beta-hydroksyetylo-N-(2-metylo-4-amino-5-metylopirymidylo)-tiazolium, otrzymywana jest syntetycznie, najczęściej w postaci chlorowodorku lub bromowodorku.

Chlorek tiaminy (M-337.27) krystalizuje w wodzie w postaci bezbarwnych jednoskośnych igieł, topi się w temperaturze 233-234°C (z rozkładem). W ośrodku obojętnym jego widmo absorpcyjne ma dwa maksima - 235 i 267 nm, a przy pH 6,5 jedno - 245-247 nm. Witamina jest dobrze rozpuszczalna w wodzie i kwasie octowym, nieco gorzej w alkoholach etylowych i metylowych, a nierozpuszczalna w chloroformie, eterze, benzenie i acetonie. Z roztworów wodnych tiaminę można wytrącić kwasem fosforowolframowym lub pikrynowym. W środowisku alkalicznym tiamina ulega licznym przemianom, które w zależności od charakteru dodanego utleniacza mogą prowadzić do powstania disiarczku tiaminy lub tiochromu.

W kwaśnym środowisku witamina rozkłada się tylko przy dłuższym ogrzewaniu, tworząc 5-hydroksy-metylopirymidynę, kwas mrówkowy, 5-aminometylopirymidynę, tiazolowy składnik witaminy i 3-acetylo-3-merkapto-1-propanol. Wśród produktów rozkładu witaminy w środowisku alkalicznym zidentyfikowano tiotiaminę, siarkowodór, pirymidodiazepinę itp. Otrzymano także siarczan i monoazotan witaminy. Znane są sole tiaminy z kwasem naftalenosulfonowym, arylosulfonowym, cetylosiarkowym oraz estry z kwasem octowym, propionowym, masłowym, benzoesowym i innymi.

Szczególne znaczenie mają estry tiaminy z kwasem fosforowym, w szczególności TDP, który jest formą koenzymu tej witaminy. Homologi tiaminy uzyskano również przez różne podstawienia na drugiej (etylo-, butylo-, hydroksymetylo-, hydroksyetylo-, fenylo-, hydroksyfenylo-, benzylo-, tioalkilo-), czwartej (oksytiamina) i szóstej (metylo-, etyl) atomy węgla pirymidyny metylacja grupy aminowej, podstawienie pierścienia tiazolowego na pirydynę (pirytiaminę), imidazol lub oksazol, modyfikacje podstawników przy piątym węglu tiazolu (metyl, hydroksymetyl, etyl, chloroetyl, hydroksypropyl itp. .). Osobną dużą grupę związków witaminowych stanowią pochodne S-alkilowe i disiarczkowe. Wśród tych ostatnich największą dystrybucję jako preparat witaminowy uzyskał dwusiarczek propylu tiaminy (TPDS).

Metody oznaczania witaminy B1

W czystych roztworach wodnych oznaczenie ilościowe tiaminy najłatwiej przeprowadzić przez absorbancję przy 273 nm, co odpowiada izosbestycznemu punktowi widma witaminy, chociaż niektórzy autorzy wolą pracować w obszarze 245 nm, w którym zachodzą zmiany ekstynkcji najbardziej zauważalne. Przy pH 7,3 w buforze fosforanowym tiamina, nawet w stężeniu 1 μg/ml, daje wyraźną polarograficzną falę katalityczną wodoru, aw środowisku alkalicznym tworzy falę anodową w wyniku interakcji tioltiaminy z rtęcią i tworzenia merkaptydu . Obie cechy polarograficzne można wykorzystać do ilościowego określenia witaminy. Jeśli konieczne jest zbadanie różnych pochodnych witamin, należy zastosować ich wstępne rozdzielenie za pomocą elektroforezy lub chromatografii.

Najskuteczniejszą ogólną zasadą kolorymetrycznego oznaczania witaminy jest jej reakcja z różnymi związkami diazowymi, wśród których najlepsze wyniki daje diazowany p-aminoacetofenon. Otrzymany jaskrawo zabarwiony związek łatwo ekstrahuje się z fazy wodnej do rozpuszczalnika organicznego, w którym łatwo poddaje się fotometrii ilościowej. W buforze fosforanowym o pH 6,8 tiamina po podgrzaniu oddziałuje również z ninhydryną, dając żółtą barwę proporcjonalną do stężenia witaminy w zakresie 20-200 μg.

Najbardziej rozpowszechnione są różne warianty fluorymetrycznego oznaczania witaminy, oparte na utlenieniu tiaminy do tiochromu w środowisku alkalicznym. Wstępne oczyszczenie badanego materiału z zanieczyszczeń zakłócających późniejszą fluorometrię uzyskuje się przez krótkotrwałe gotowanie próbek z rozcieńczonymi kwasami mineralnymi, usuwanie zanieczyszczeń poprzez ekstrakcję alkoholami butylowymi lub amylowymi lub izolację witaminy na odpowiednich adsorbentach. Jak wykazały badania autorów japońskich, zamiast żelazicyjanku potasu korzystniejsze jest stosowanie bromku cyjanu jako środka utleniającego, co daje wyższą wydajność tiochromu i ogranicza powstawanie innych związków zakłócających oznaczanie. Do zadowalającego oznaczenia tiaminy potrzeba 100-200 mg tkanki lub 5-10 ml krwi. Biorąc pod uwagę, że główną postacią witaminy obecnej w tkankach jest TDP lub białkowe dwusiarczkowe pochodne tiaminy, wstępna obróbka badanych próbek (hydroliza słabych kwasów, fosfataza, czynniki redukujące) jest zawsze konieczna do uwolnienia wolnej tiaminy, ponieważ inne formy witaminy nie nie tworzą tiochromu, ekstrahowalnego następnie do fluorymetrii w rozpuszczalniku organicznym.

Ilościowe oznaczenie formy koenzymu witaminy przeprowadza się poprzez rekombinację TDP zawartego w roztworze testowym z przyjazną apokarboksylazą. W obu przypadkach w obecności jonów magnezu i pirogronianu zachodzi specyficzna dekarboksylacja ketokwasu, a ilość uwalnianego dwutlenku węgla (w aparacie Warburga) jest proporcjonalna do ilości dodanego do próbki TDP (0,02-1 μg). Czułość (0,005-0,06 µg TDP) metody opartej na enzymatycznym oznaczaniu aldehydu octowego powstającego w pierwszej reakcji jest jeszcze wyższa. Dodatek dehydrogenazy alkoholowej wraz z apokarboksylazą i specyficznym substratem do pożywki inkubacyjnej umożliwia bardzo szybką (5-7 minut) rejestrację reakcji poprzez zmianę ekstynkcji roztworu przy długości fali 340 nm w obszarze odpowiadającym NADH2.

Inne fosforany tiaminy oznacza się ilościowo po ich rozdzieleniu elektroforetycznym lub chromatograficznym, następnie elucji, defosforylacji fosfatazami i fluorymetrii tiochromu otrzymanego przez utlenianie w środowisku alkalicznym. Mikrobiologiczne metody oznaczania tiaminy opierają się na doborze odpowiednich kultur mikroorganizmów wrażliwych na niedobór witamin. Najbardziej dokładne i powtarzalne wyniki uzyskuje się stosując do tych celów Lactobacillus fermenti-36.

Rozmieszczenie witaminy B1 w przyrodzie

Produkt	Zawartość tiaminy w µg%	Produkt	Zawartość tiaminy w µg%
Pszenica	0,45	pomidory	0,06
Żyto	0,41	Wołowina	0,10
Groszek	0,72	Baranina	0,17
fasolki	0,54	Wieprzowina	0,25
owsianka	0,50	Cielęcina	0,23
Gryka	0,51	szynka	0,96
Kasza manna	0,10	kurczaki	0,15
Ryż polerowany	0	jaja kurze	0,16
Makaron	ślady stóp	Świeża ryba	0,08
Mąka pszenna	0,2-0,45	krowie mleko	0,05
mąka żytnia	0,33	Owoce są różne	0,02-0,08
chleb pszeniczny	0,10-0,20	Suszone drożdże piwne	5,0
chleb żytni	0,17	orzechy włoskie	0,48
Ziemniak	0,09	orzeszki ziemne	0,84
Biała kapusta	0,08

Tiamina jest wszechobecna i występuje u różnych przedstawicieli dzikiej przyrody. Z reguły jego ilość w roślinach i mikroorganizmach osiąga wartości znacznie wyższe niż u zwierząt. Ponadto w pierwszym przypadku witamina występuje głównie w postaci wolnej, aw drugim – w postaci ufosforylowanej. Zawartość tiaminy w podstawowych artykułach spożywczych waha się w dość szerokim zakresie w zależności od miejsca i sposobu pozyskiwania surowców, charakteru obróbki technologicznej półproduktów itp., co samo w sobie znacząco niszczy tiaminę. Średnio można przyjąć, że konwencjonalne gotowanie niszczy około 30% witaminy. Niektóre rodzaje obróbki (wysoka temperatura, wysokie ciśnienie i obecność dużych ilości glukozy) niszczą do 70-90% witaminy, a konserwacja produktów poprzez traktowanie ich siarczynem może całkowicie unieczynnić witaminę. W zbożach i nasionach innych roślin tiamina, podobnie jak większość witamin rozpuszczalnych w wodzie, zawarta jest w skorupce i zarodku. Przetwarzaniu surowców roślinnych (usuwaniu otrębów) zawsze towarzyszy gwałtowny spadek poziomu witaminy w otrzymanym produkcie. Na przykład polerowany ryż w ogóle nie zawiera tej witaminy.

Metabolizm tiaminy w organizmie

Witamina jest dostarczana z pożywieniem w postaci wolnej, estryfikowanej i częściowo związana forma. Pod wpływem enzymów trawiennych jest niemal ilościowo przekształcana w wolną tiaminę, która jest wchłaniana z jelita cienkiego. Znaczna część dostającej się do krwiobiegu tiaminy jest szybko fosforylowana w wątrobie, część w postaci wolnej tiaminy trafia do krążenia ogólnego i jest rozprowadzana do innych tkanek, a część jest ponownie uwalniana do przewodu pokarmowego wraz z żółcią i wydalania gruczołów trawiennych, zapewniając stały recykling witaminy i stopniowe, równomierne przyswajanie przez jej tkanki. Nerki aktywnie wydalają witaminę do moczu. U osoby dorosłej dziennie wydzielane jest od 100 do 600 mcg tiaminy. Wprowadzenie zwiększonych ilości witaminy z pożywieniem lub pozajelitowo zwiększa wydalanie witaminy z moczem, ale wraz ze wzrostem dawki proporcjonalność stopniowo zanika. W moczu wraz z tiaminą zaczynają pojawiać się produkty jej rozpadu w coraz większych ilościach, które przy wprowadzeniu witaminy powyżej 10 mg na osobę mogą stanowić nawet 40-50% dawki początkowej. Eksperymenty ze znakowaną tiaminą wykazały, że wraz z niezmienioną witaminą w moczu znajdują się pewne ilości tiochromu, TDS, pirymidyny, składników tialozy oraz różnych fragmentów zawierających węgiel i siarkę, w tym znakowanych siarczanów.

Tak więc niszczenie tiaminy w tkankach zwierząt i ludzi zachodzi dość intensywnie, ale próby wykrycia w tkankach zwierząt enzymów specyficznie niszczących tiaminę nie przyniosły jeszcze przekonujących wyników.

Całkowita zawartość tiaminy w całym organizmie człowieka, normalnie dostarczanego z witaminami, wynosi około 30 mg, a we krwi pełnej 3-16 μg%, a w innych tkankach jest znacznie wyższa: w sercu - 360, wątrobie - 220, w mózgu - 160, płucach - 150, nerkach - 280, mięśniach - 120, nadnerczach - 160, żołądku - 56, jelicie cienkim - 55, jelicie grubym - 100, jajnikach - 61, jądrach - 80, skórze - 52 mcg%. W osoczu krwi znajduje się głównie wolna tiamina (0,1 - 0,6 μg%), aw erytrocytach (2,1 μg na 1011 komórek) i leukocytach (340 μg na 1011 komórek) - fosforylowana. Prawie połowa witaminy znajduje się w mięśniach, 40% w narządach wewnętrznych, a 15-20% w wątrobie. Główną ilość tkanki tiaminy reprezentuje TDP, chociaż skóra i mięśnie szkieletowe zawierają dość dużo dwusiarczków witamin.

W normalnych warunkach wolna tiamina jest łatwo oznaczana w jelitach i nerkach, co może wynikać również z niedociągnięć natury czysto metodologicznej, ponieważ tkanki te mają wyjątkowo wysoką aktywność fosfatazy i do czasu pobrania materiału do badań następuje częściowa defosforylacja mogą już występować estry witamin. Z drugiej strony te same mechanizmy mogą odgrywać rolę w usuwaniu witaminy z krwi do moczu lub kału. Ilość witaminy w kale człowieka wynosi około 0,4-1 μg i praktycznie nie zależy od biosyntezy witaminy przez mikroflorę jelitową.

Pewne wyobrażenie o dynamice wymiany zapasów tkankowych witaminy dają eksperymenty przeprowadzone z S35-tiaminą. Odnowa tiaminy zachodzi w różnych tkankach w różnym tempie i praktycznie całkowita wymiana nieradioaktywna witamina do radioaktywnej (wprowadzana codziennie) jest przeprowadzana do 8 dnia eksperymentu tylko w wątrobie, nerkach, śledzionie i mięśniach szkieletowych. W sercu, trzustce i tkance mózgowej proces ten nie kończy się w określonym czasie. Dane te pokazują, że ilość witaminy znajdującej się w tkankach jest wielokrotnie większa niż poziom wymagany do dostarczenia określonych układów enzymatycznych TDP. Wydaje się, że znaczne ilości tej witaminy występują w tkankach, zwłaszcza w sercu i wątrobie, w postaci jej pochodnych, które pełnią również inne funkcje niekoenzymatyczne.

Mechanizmy odkładania się tiaminy w organizmie

Wiązanie witaminy w tkankach związane jest głównie z tworzeniem TDP, które stanowi co najmniej 80-90% całej tiaminy występującej w organizmie. Pewna niepewność w tej kwestii wiąże się z wykrywaniem wraz z TDP, zwłaszcza w krótkich odstępach czasu po podaniu witaminy, innych TF oraz mieszanych dwusiarczków tiaminy. W pewnych warunkach od 10 do 30% witaminy może być reprezentowane przez TMF i TTP. Ponadto TTP łatwo przekształca się w TDP podczas obróbki materiału biologicznego przed badaniem. Podobnie jak inne fosforylowane koenzymy, TDP jest związany z białkami przez ugrupowanie pirofosforanowe. Jednak inne części cząsteczki witaminy odgrywają w tym równie aktywną rolę.

Tworzenie fosforanów tiaminy (tf)

Reakcja fosforylacji tiaminy zachodzi pod wpływem ATP zgodnie z ogólnym równaniem: tiamina + ATP-> TDP + AMP.

Prawidłowości tej reakcji potwierdzono na częściowo oczyszczonym preparacie kinazy tiaminowej z rozpuszczalnej frakcji homogenatu wątroby. Optymalne pH do tworzenia TDP przez ten preparat enzymatyczny mieściło się w zakresie 6,8-6,9. Fosforylacja tiaminy była hamowana przez AMP i ADP. W obecności AMP tworzyły się tylko śladowe ilości, aw obecności ADP tworzyły się bardzo małe ilości TDP. Jeśli zamiast tiaminy do pożywki wprowadzono TMF, zahamowano tworzenie TDP. Preparat tiamykinazy oczyszczony około 600 razy wykorzystano do zbadania mechanizmu fosforylacji witamin przy użyciu znakowanego gamma-P32-ATP. Okazało się, że tiamina otrzymuje całą grupę pirofosforanową z ATP.

W serii prac poświęconych badaniu kinazy tiaminowej wyizolowanej z drożdży i tkanek zwierzęcych stwierdzono, że jony manganu, magnezu i kobaltu aktywowały się, podczas gdy wapń, nikiel, rubid i żelazo nie hamowały enzymu w szerokim zakresie stężeń. Te same prace wskazują na możliwość fosforylacji tiaminy kosztem innych trójfosforanów nukleotydów (GTP, ITP, UTP itp.) oraz na to, że głównym produktem reakcji jest TDP i niewielka ilość TMP. Zastosowanie P32-ATP, podobnie jak w badaniach poprzednich autorów, potwierdziło mechanizm bezpośredniego przeniesienia grupy pirofosforanowej na tiaminę.

Jednak wyniki uzyskane in vitro nie zostały w pełni potwierdzone w badaniach nad fosforylacją tiaminy w organizmie oraz w doświadczeniach z mitochondriami. Z jednej strony, po dożylnym podaniu tiaminy, we krwi zwierząt po 30-60 minutach wykryto TDP i TTP znakowane fosforem, ale nie TMF; potwierdzono mechanizm pirofylacji. Z kolei po dożylnym podaniu TMF aktywność kokarboksylazy i transketolazy we krwi wzrastała szybciej niż po podaniu wolnej tiaminy. Niektóre mikroorganizmy łatwiej tworzą TDP z TMF niż z wolnej witaminy, a występująca wcześniej w wątrobie kinaza tiaminy nie występuje w mitochondriach nerek, w których fosforylacja tiaminy przebiega inaczej. Mechanizm fosforylacji witamin z udziałem tylko ATP nie zawsze mieści się w prostym schemacie przenoszenia grupy pirofosforanowej jako całości, choćby dlatego, że obok TDP inne TF, w tym nawet T-polifosforany, występują w znacznych ilościach w różnych materiał biologiczny.

Szereg badań dotyczyło kwestii lokalizacji układów odpowiedzialnych za fosforylację tiaminy. Godzinę po podaniu tiaminy wątroba wychwytuje 33-40% witaminy, gromadząc jej różne estry fosforowe. Fosforylacja znakowanej witaminy w różnych narządach zachodzi w malejącej kolejności aktywności: wątroba, nerki, serce, jądra, mózg. W tym przypadku radioaktywność estrów fosforowych tiaminy maleje w szeregu: TTP, TDP, TMF. Fosforylacja tiaminy jest aktywna w mitochondriach, mikrosomach i hialoplazmie.

Z powyższych faktów nietrudno wywnioskować, że ogólna intensywność procesów estryfikacji witamin w organizmie lub w poszczególnych tkankach powinna w dużym stopniu korelować z aktywnością procesów dostarczających ATP. Pierwsze obserwacje eksperymentalne w tym zakresie, przeprowadzone na homogenatach wątroby lub elementach krwinek, zostały następnie w pełni potwierdzone. Wszystkie inhibitory oddychania i glikolizy, czyli związki współzawodniczące z T o ATP, mają tendencję do obniżania poziomu TDP we krwi i tkankach.

Rola poszczególnych grup w cząsteczce tiaminy dla jej wiązania w tkankach

Do tej pory zsyntetyzowano dużą liczbę nowych pochodnych tiaminy (mieszane disiarczki, pochodne O-benzoilu itp.), które są szeroko wprowadzane do praktyki medycznej i profilaktycznej. Zalety nowych preparatów witaminowych z reguły ujawniano czysto empirycznie ze względu na fakt, że jak dotąd nie mamy wystarczających informacji o molekularnych mechanizmach asymilacji tiaminy, o naturze jej interakcji ze specyficznymi (enzymami) i niespecyficznymi ( transportujące witaminy) białka. Potrzeba dokładnych reprezentacji w tej materii jest również podyktowana szerokimi perspektywami stosowania antywitamin tiaminowych (amprol, chlorotiamina, dezoksytiamina) w celach terapeutycznych (patrz poniżej).

Praca nad syntezą nowych pochodnych tiaminy o określonych właściwościach fizykochemicznych, warunkujących możliwość celowego oddziaływania na procesy metaboliczne w organizmie, jest nie do pomyślenia bez konkretnych wyobrażeń o roli poszczególnych grup atomów witamin i ich pochodnych w tym zakresie. Znaczenie rodnika pirofosforanowego dla specyficznej proteidyzacji TDP w składzie odpowiednich enzymów zostało już zauważone powyżej. Pojawiła się duża ilość danych świadczących o udziale tiaminy w innych reakcjach, które nie mają nic wspólnego z koenzymatycznymi funkcjami witaminy. Można przypuszczać, że różnorodność grup aktywnych w cząsteczce tiaminy odpowiada specjalnym formom pretetyzowania, w których jedne są blokowane, a inne, ważne dla odpowiedniej funkcji, sekcje cząsteczki witaminy są otwierane jednocześnie. Rzeczywiście, pierwszy typ proteinizacji (poprzez rodnik pirofosforanowy) odpowiada funkcji koenzymu i pozostawia wolny drugi węgiel tiazolu i grupę aminową składnika pirymidynowego, dostępną dla substratu. Z drugiej strony oczywiste jest, że udział witaminy w reakcjach redoks lub w procesach refosforylacji powinien być połączony z wykluczeniem możliwości jej równoczesnego funkcjonowania jako koenzymu, gdyż w pierwszym przypadku depolaryzacja i otwarcie konieczny jest pierścień tiazolowy, aw drugim wolna pozycja fosforylowanego rodnika hydroksyetylowego. Ponieważ 80-90% tiaminy obecnej w tkankach jest uwalniane tylko podczas hydrolizy kwasowej i enzymatycznej, można przyjąć, że wszystkie związane formy witaminy znajdują się w stanie proteidyzowanym, czyli związanym z białkami.

O znaczeniu poszczególnych odcinków cząsteczki tiaminy w tym procesie łatwo można się przekonać, określając stopień wiązania przez tkanki witaminy znakowanej siarką (S35) i niektórych jej pochodnych, pozbawionych pewnych centrów aktywnych np. grupę aminową – oksytiaminę (oksy-T), grupę aminową i rodnik hydroksyetylowy – chloroksytiaminę (XOT), czwartorzędowy azot w cyklu tiazolowym – tetrahydrotiaminę (TT). Nie wnikając w szczegóły postawionego pytania, można z wystarczającą pewnością stwierdzić, że modyfikacje strukturalne przynajmniej jednego miejsca w cząsteczce witaminy drastycznie naruszają (patrz tabela) warunki jej wiązania przez tkanki: po 24 godzinach wszystkie wprowadziły znakowaną tiaminę pochodne wiążą się gorzej niż witamina.

Sam fakt ten wskazuje, że nie jedna lub dwie, ale najwyraźniej kilka grup odgrywa rolę w interakcji tiaminy z białkami.

Funkcje koenzymu difosforanu tiaminy

Znana jest znaczna liczba różnych reakcji katalizowanych przez TDP. Jednak wszystkie z nich można sprowadzić do kilku typowych opcji: prostej i oksydacyjnej dekarboksylacji alfa-ketokwasów, kondensacji acyloiny, fosforoklastycznego rozszczepienia ketosacharydów. Układy enzymatyczne biorące udział w tych reakcjach najwyraźniej są zjednoczone w podstawowych zasadach ich działania; tylko dalsze losy „aktywnego fragmentu aldehydu”, który pojawia się na pierwszych etapach procesu, są inne. Badania przemian alfa-ketokwasów pozwoliły jednoznacznie zrozumieć zarówno rolę fragmentu dekarboksylującego polienzymatycznego kompleksu dehydrogenazy zawierającego TDP, jak i przebieg wszystkich innych reakcji z nim związanych.

W systemie transketolazy (TK) fragment „aktywnego aldehydu” będzie oczywiście reprezentowany przez rodnik glikolowy przeniesiony z odpowiednich źródeł (ksylulozo-5-fosforan, fruktozo-6-fosforan, hydroksypirogronian itp.) do różnych akceptorów (ryboza -5-fosforan, erytrozo-4-fosforan, glukozo-6-fosforan). W reakcji fosfoketolazy rodnik „aktywnego glikolu” przekształca się bezpośrednio w fosforan acetylu.

Znaczący postęp w wyjaśnianiu mechanizmu działania katalitycznego TDP osiągnięto w wyniku badań prowadzonych w dwóch głównych kierunkach: tworzenia modelowych układów nieenzymatycznych oraz wprowadzania różnych analogów lub antagonistów tiaminy do układów enzymatycznych. Za pomocą pierwszego sposobu można było wykazać, że witamina B1, nawet w postaci niefosforylowanej, jest zdolna w pewnych warunkach, pod nieobecność białka, do katalizowania reakcji dekarboksylacji, tworzenia acetonu i dysmutacji diacetylu. Różne warianty eksperymentów, w których porównywano aktywność koenzymatyczną TDP z aktywnością antymetabolitów witamin lub badano z dodatkiem soli Reineckego, bromooctanu, benzoesanu parachlorortęci i innych związków, wykazały, że najważniejszymi katalitycznie grupami w cząsteczce tiaminy są : siarka, czwartorzędowy azot pierścień tiazolowy, grupa aminowa w pozycji 4 pierścienia pirymidynowego, drugi atom węgla tiazolu (2-C-Tz), mostek metylenowy. Niektóre centra aktywne (siarka, azot, mostek metylenowy) są potrzebne tylko do zachowania określonej struktury i wytworzenia odpowiedniej gęstości elektronowej na drugim atomie węgla tiazolu (2-C-Tz), który jest głównym centrum katalitycznym. Kontrowersyjne i niepewne są jak dotąd koncepcje dotyczące znaczenia grupy aminowej składnika pirymidynowego.

Wartość drugiego atomu węgla tiazolu

Właściwości katalityczne soli tiazoliowych po raz pierwszy pokazano na przykładzie kondensacji benzoiny. Stwierdzono wówczas, że w normalnych, zbliżonych do fizjologicznych warunkach proton łatwo odszczepia się od 2-C-Tz, a z tiaminy powstaje podwójny jon, dla którego łatwo było postulować mechanizmy interakcji z alfa-keto kwasów i powstawanie związku pośredniego hydroksyetylotiaminy (OET), odpowiadającego koncepcji „aktywnego aldehydu octowego”.

Narkotyki syntetyczne SP przetestowany jako czynniki wzrostu dla drobnoustrojów miał 80% siły działania w porównaniu z witaminą. W przypadku niektórych mikroorganizmów wykazano powstawanie WE jako naturalnego produktu przemiany materii. Pomysły dotyczące decydującej roli 2-C-Tz w realizacji funkcji koenzymu okazały się dość owocne, gdyż w stosunkowo krótkim czasie wyodrębniono również niektóre pochodne TDP, odpowiadające innym znanym produktom pośrednim reakcji enzymatycznych: dihydroksyetylowi -THD („aktywny aldehyd glikolowy” w reakcjach transketolazy i fosfoketolazy), alfa-hydroksy-gamma-karboksy-propylo-TDF („aktywny semialdehyd bursztynowy”) oraz hydroksymetylo-TDF, który odgrywa rolę w wymianie glioksylanu i tworzenie aktywnych rodników formylowych.

Znaczenie składnika pirymidynowego

Nawet niewielkie podstawienia w aminopirymidynowym składniku tiaminy gwałtownie zmniejszają aktywność witaminową nowych związków. Szczególną uwagę w tym zakresie od dawna zwraca się na grupę aminową, której zastąpienie przez grupę hydroksylową powoduje powstanie dobrze znanego antymetabolitu witaminy oksy-T, który po fosforylacji do difosforanu może hamować aktywność zarówno PD i TC. Utratę aktywności koenzymu obserwuje się również w przypadku drobne zmiany struktury grupy aminowej (metylacja) lub jej proste usunięcie z TDP.

Krytyczny przegląd obszernego materiału eksperymentalnego dotyczącego badania aktywności katalitycznej tiaminy lub jej pochodnych w układach modelowych i enzymatycznych zmusza do zwrócenia nowej uwagi na pewne cechy budowy katalizatora i substratów wymienianych przy jego udziale.

Taką cechą, wspólną dla koenzymu i substratów, jest ścisła zależność rozważanych reakcji jednocześnie od dwóch centrów aktywnych - od substratu i najwyraźniej od katalizatora. Rzeczywiście, całą różnorodność substratów biorących udział w reakcjach katalizowanych przez TDP można łatwo sprowadzić do zasadniczo zunifikowanego typu, którego cechą są sąsiadujące grupy karbonylowe i hydroksylowe przy sąsiednich atomach węgla. Tylko pomiędzy takimi atomami węgla następuje rozerwanie wiązania (tiaminoliza) przy udziale TDF.W takim przypadku zawsze ten sam fragment staje się „aktywny”, zdolny do różnych kondensacji, a drugi – „pasywny”, końcowy metabolit reakcja. Pewne ułożenie grup karbonylowych i hydroksylowych jest absolutnie konieczne do realizacji mechanizmu katalitycznego.

Niekoenzymatyczna aktywność tiaminy i niektórych jej pochodnych

Wraz z wyjaśnieniem mechanizmu głównych reakcji, w których TDP odgrywa rolę katalityczną, istnieje wiele danych na temat wysokiej aktywności biologicznej innych niekoenzymatycznych pochodnych tiaminy. Wyraźnie wyłoniły się dwa kierunki badań: możliwy udział różnych estrów fosforowych tej witaminy w aktywnym przenoszeniu wysokoenergetycznych grup fosforanowych (wiązanie bezwodnikowe w TDP jest makroergiczne) oraz możliwość interwencji tiaminy w reakcjach redoks. W związku z tym, że nieznane są specyficzne układy enzymatyczne zawierające tiaminę zaangażowane w regulację wyżej wymienionych procesów, obserwowane działanie witaminy w tym obszarze metabolizmu można uznać za przejaw jej nieswoistych funkcji.

Fosforany tiaminy (tf)

Po rozwoju dostępne metody Aby uzyskać TDP, zaczęto go szeroko testować w różnych chorobach w warunkach klinicznych. Dożylne podanie 100-500 mg TDP w kwasicy cukrzycowej zwiększyło ilość pirogronianu powstającego z glukozy. Efekt o podobnym charakterze obserwowano w cukrzycy po podaniu ATP lub fosfokreatyny. W mięśniach podczas zmęczenia i spoczynku rozpad i resynteza TDP zachodzą w przybliżeniu według tych samych wzorców, które są znane dla ATP i fosfokreatyny. Zmiany były charakterystyczne podczas spoczynku, gdy wartość TDP przekraczała początkowy poziom przed męczącą pracą. Przyczyn zwiększonego rozpadu TDP podczas skurczu mięśnia trudno jest wyjaśnić z punktu widzenia znanych funkcji koenzymu TDP. Stwierdzono, że podawanie zwierzętom dużych dawek TDP już po kilku godzinach znacznie (niekiedy 2-krotnie) zwiększa zawartość nietrwałych związków fosforu w tkankach.

Wolna tiamina i jej pochodne

Podawanie zwierzętom antymetabolitów witaminowych, oksy-T i PT powoduje inny schemat zaburzeń metabolizmu i funkcji fizjologicznych, co pozwala przypuszczać, że tiamina może pełnić kilka różnych lub nawet niezależnych funkcji. Różnica między tymi antymetabolitami z chemicznego punktu widzenia sprowadza się do wykluczenia przemian tiolowych dwusiarczków w PT i typu tricyklicznego tiochromu (Tx) w oksy-T. Możliwość katalitycznego działania tiaminy na poziomie reakcji redoks w metabolizmie była od dawna uznawana i krytykowana przez różnych autorów. Rzeczywiście, różna dostępność witaminy silnie wpływa na aktywność wielu enzymów oksydacyjnych czy zawartość zredukowanych form glutationu we krwi. Witamina posiada właściwości antyoksydacyjne w stosunku do kwasu askorbinowego, pirydoksyny oraz łatwo wchodzi w interakcje z grupami hydroksylowymi polifenoli. Dihydro-T jest częściowo utleniany do tiaminy przez ekstrakty drożdżowe i bezkomórkowe, krystaliczne preparaty peroksydazy, tyrozynazy oraz nieenzymatycznie podczas interakcji z krystalicznymi ubichinonem, plastochinonem, menadionem.

Transformacje tiolowo-disiarczkowe

TDS stwierdzono w tkankach zwierzęcych, moczu, krwi płynącej z perfundowanej witaminą wątroby, drożdżach itp. Łatwość interakcji TDS z cysteiną i glutationem była powodem przypuszczenia, że ​​witamina w postaci tiolu jest bezpośrednio zaangażowany w reakcje redoks w organizmie. Wykazano również, że w środowisku zasadowym iw układach biologicznych witamina łatwo reaguje z różnymi związkami tiolowymi, tworząc pary dwusiarczków. Podczas interakcji z hydrochinonem, rutyną i katechinami tiamina zamienia się w TDS. Reakcja ta może odgrywać szczególną rolę w odwracalnej konwersji chinonów do difenoli, np. w melanogenezie na jednym z etapów konwersji tyrozyny do melaniny.

Udział tiaminy w metabolizmie

Dekarboksylacja alfa-ketokwasów w mikroorganizmach przebiega bez sprzężonego utleniania, a typowy dla tego działania enzym karboksylaza rozkłada pirogronian do dwutlenku węgla i aldehydu octowego.

CH3-CO-COOH --> CH3-CHO + CO2

Ten sam enzym bierze udział w wymianie innych podobnie zbudowanych ketokwasów i może katalizować kondensację powstałych aldehydów do odpowiednich acyloin. Nieoksydacyjne przemiany alfa-ketokwasów w określonych warunkach zachodzą również w tkankach zwierzęcych. Ale w przypadku tkanek zwierzęcych głównym typowym sposobem przekształcania alfa-ketokwasów jest ich oksydacyjna dekarboksylacja. Proces ten dotyczy kilku związków (pirogronian, ketoglutaran, glioksylan, gamma-hydroksy-alfa-ketoglutaran) i jest związany z różnymi specyficznymi enzymami.

1. Dehydrogenaza kwasu pirogronowego (PD) przeprowadza dekarboksylację i utlenianie pirogronianu (PA) poprzez etapy pośrednie, które można podsumować ogólnym równaniem:

CH3-CO-COOH + CoA + NAD CH3-CO-CoA + CO2 + NADH2.

Tym samym reakcja kontroluje proces tlenowego utleniania węglowodanów i zajmuje kluczową pozycję w konwersji węglowodanów do lipidów i katabolizmie glukozy poprzez cykl kwasu cytrynowego. Enzym ten jest bardzo wrażliwy na niedobór tiaminy w całym organizmie, dlatego beri-beri i hipowitaminozie B1 z reguły towarzyszy zahamowanie procesu rozpadu PA i związane z tym gromadzenie się ketokwasów we krwi iw moczu. Ta ostatnia okoliczność jest szeroko stosowana jako biochemiczny wskaźnik niedoboru tiaminy. Reakcja PD ma również duże znaczenie dla zachowania pewnej równowagi w metabolizmie aminokwasów, ponieważ PC uczestniczy w wielu reakcjach transaminacji, w wyniku których przekształca się w aminokwas alaninę.

2. Dehydrogenaza kwasu alfa-ketoglutarowego (AGD) w głównej sekwencji swojego działania i biorących udział w reakcji kofaktorach nie różni się od PD. Jednak sam enzym zbudowany jest z większych podjednostek białkowych, a TDP w nim jest silniej związany z fragmentem dekarboksylującym niż z analogicznym białkiem w PD. Ta okoliczność sama w sobie w dużej mierze tłumaczy wysoką odporność enzymu na niedobór tiaminy w organizmie i podkreśla znaczenie reakcji katalizowanej przez CHD dla procesów życiowych. Istotnie, enzym będący składnikiem układu cykloforazy bierze udział w oksydacyjnej konwersji kwasu alfa-ketoglutarowego (KGA) do bursztynylo-CoA.

HOOS-CH2 CH2 CO-COOH + CoA + OVER --> HOOS-CH2 CH2 CO-CoA + CO2 + OVER-H2.

Poziom CHC, kontrolowany przez CHD, jest również ważny dla realizacji stałego powiązania cyklu kwasu cytrynowego z metabolizmem białek, w szczególności z reakcjami transaminacji i aminowania, w wyniku których powstaje kwas glutaminowy.

3. Dehydrogenazę kwasu gamma-hydroksy-alfa-ketoglutarowego odkryto w 1963 roku. Związek ten powstaje w tkankach w zauważalnych ilościach z hydroksyproliny lub z PA i glioksylanu. Po oksydacyjnej dekarboksylacji gamma-hydroksy-alfa-CHC przekształca się w kwas jabłkowy, jeden z pośrednich substratów cyklu kwasu cytrynowego. Przy niedoborze tiaminy enzym szybko traci swoją aktywność, a obserwowany w tych warunkach powolny metabolizm PA przyczynia się do nadmiernego powstawania gamma-hydroksy-alfa-CHC. Ten ostatni związek, jak się okazało, jest silnym konkurencyjnym inhibitorem akonitazy, dehydrogenazy izocytrynianowej i dehydrogenazy alfa-CHC, czyli trzech enzymów cyklu kwasu cytrynowego jednocześnie. Ta okoliczność dość dobrze tłumaczy fakt, który wcześniej wydawał się sprzeczny, gdy ilość CHD w awitaminozie B1 pozostaje prawie normalna z wyraźnym zahamowaniem cyklu kwasu cytrynowego.

4. Oksydacyjna dekarboksylacja kwasu glioksylowego z utworzeniem aktywnej reszty formylowej, która najwyraźniej może być szeroko stosowana w odpowiednich reakcjach wymiany, na przykład w syntezie zasad azotowych kwasów nukleinowych.

5. Fosforoklastyczny rozkład ketosacharydów, w szczególności 5-fosforanu ksylulozy u niektórych mikroorganizmów, przeprowadzany jest przez enzym fosfoketolazę zawierającą TDP.

Ksylulozo-5-fosforan + H3PO4 --> fosfogliceraldehyd + fosforan acetylu.

Brak znanych specyficznych akceptorów wodoru w składzie tego enzymu sugeruje, że powstający podczas reakcji DOETD ulega wewnątrzcząsteczkowemu utlenianiu z utworzeniem reszty acetylowej bezpośrednio na TDP, po czym gotowy acetyl jest usuwany z koenzymu przy udziale kwasu fosforowego kwas. Ze względu na to, że reakcja przebiega podobnie z fruktozo-6-fosforanem, przypuszcza się, że mikroorganizmy posiadają w metabolizmie węglowodanów specjalną „fosfoketolazę”, która przy udziale transaldolazy, transketolazy, izomerazy i epimerazy pentozofosforanów, aldolazy i difosfatazy fruktozowej, zapewnia skrócony szlak asymilacji fruktozy z możliwym utworzeniem 3 cząsteczek ATP i octanu.

Fruktozo-6-fosforan + 2H3PO4 --> fosforan 3-acetylu.

Enzymy podobne do fosfoketolazy katalizujące tworzenie acetylfosforanu z pirogronianu znaleziono również w niektórych typach mikroorganizmów.

6. Transketolaza katalizuje reakcje przeniesienia rodników aldehydu glikolowego z ketosacharydów na aldosacharydy. Typowym i być może najważniejszym tego rodzaju przykładem jest interakcja ksylulozo-5-fosforanu z rybozo-5-fosforanem lub z erytrozo-4-fosforanem w cyklu pentozowym. Przy udziale transketolazy zachodzą reakcje nieutleniającego tworzenia fosforanów pentoz z fosforanów heksoz lub reakcje asymilacji fosforanów pentoz, jeśli chodzi o działanie oksydacyjnego bocznika glukozo-monofosforanowego. Oczywiście w ten sposób przebiegają procesy dostarczania do organizmu pentozofosforanów (synteza nukleotydów, kwasów nukleinowych) oraz NADPH2, który jest najważniejszym dostawcą wodoru w większości biosyntez redukcyjnych (kwasy tłuszczowe, cholesterol, hormony itp.), są blisko spokrewnione z transketolazą. Ta sama reakcja transketolazy służy jako jeden z etapów pośrednich w procesach fotosyntezy, polegający na ciągłej regeneracji rybulozo-1,5-difosforanu. Warto zauważyć, że DOETDP, który pojawia się podczas reakcji transketolazy, okazał się związkiem, który ulega utlenieniu do glikolilo-CoA w układzie dehydrogenazy alfa-ketokwasów. W ten sposób może powstać reszta kwasu glikolowego, która jest następnie wykorzystywana w syntezie kwasu N-glikolilo-neuraminowego i innych związków glikolowych.

Czynniki antytiaminowe

• antymetabolity witamin
• substancje, które inaktywują witaminę na różne sposoby poprzez bezpośrednią interakcję z nią.

Pierwsza grupa obejmuje szereg sztucznie otrzymanych analogów tiaminy z różnymi chemicznymi modyfikacjami budowy jej cząsteczki. Zainteresowanie takimi związkami tłumaczy fakt, że niektóre z nich okazały się silnymi lekami przeciwpierwotniakowymi, podczas gdy inne powodują zmiany w organizmie zwierząt, które są interesujące dla korekcji poszczególnych zaburzeń metabolicznych u ludzi.

Druga grupa obejmuje enzymy specyficznie niszczące witaminy (tiaminazy) oraz bardzo różnorodne naturalne związki (termostabilne czynniki antywitaminowe), które inaktywują tiaminę. Antywitaminy drugiego rodzaju w niektórych przypadkach działają jako czynniki patogenetyczne w rozwoju stanów hipo- i awitaminozowych u ludzi lub zwierząt i prawdopodobnie odgrywają pewną rolę jako naturalne regulatory działania tiaminy. Rozważanie zagadnienia w tym zakresie wydaje się zasadne z uwagi na fakt, że nadmiar witaminy w organizmie prowadzi do wyraźnych zaburzeń metabolicznych, a niektórym chorobom człowieka towarzyszy gromadzenie się tiaminy nie tylko we krwi, ale również w narządy wewnętrzne.

Antymetabolity tiaminy

Znaczenie składników pirymidynowych i tiazolowych w reakcjach enzymatycznych oraz rola rodnika hydroksyetylowego w wiązaniu TDP w tkankach lub udział w reakcjach refosforylacji zostały szczegółowo omówione powyżej. Okazało się, że wszystkie trzy wymienione grupy to te części cząsteczki witaminy, których modyfikacje radykalnie zmieniają właściwości biologiczne całego związku. Spośród pochodnych o zmodyfikowanej strukturze tiazolu najlepiej przebadano analog, w którym tiazol jest podstawiony pirydyną, PT. Właściwości antywitaminowe tego związku w stosunku do tkanki nerwowej można zwiększyć około 10-krotnie, jeśli jednocześnie grupę 2"-metylową w pirymidynie zastąpi się etylo-butylo-T. Naukowcy doszli do produkcji antymetabolitów ze zmodyfikowanym rodnikiem 5-hydroksyetylowym okrężną drogą. Początkowo otrzymano chlorek 1-(4-amino-2-p-propylo-5-pirymidynylo)-2-pikoliny czyli amprol, który okazał się bardzo skutecznym lekiem przeciw kokcydiozie. Następnie okazało się, że jego działanie terapeutyczne wynika z naruszenia asymilacji (najprawdopodobniej fosforylacji) tiaminy u pierwotniaków. Otrzymane w ten sposób pochodne witaminy, pozbawione grupy hydroksylowej w rodniku 5-etylowym, stały się nową grupą antymetabolitów produkowanych na skalę przemysłową do celów leczniczych.

Naturalne czynniki antywitaminowe

tiaminaza. Objawy przypominające paraliżującą postać beri-beri i występujące u lisów z przewagą żerowania surowego karpia zostały opisane po raz pierwszy w 1936 roku. Wkrótce ustalono, że przyczyną choroby u zwierząt był niedobór tiaminy, spowodowany obecnością w narządach wewnętrznych karpia i innych tkanek niektórych ryb morskich, mięczaków, roślin i mikroorganizmów enzymu specyficznie niszczącego tiaminę - tiaminazy. Później zaczęto wyróżniać dwie formy enzymu: tiaminazę I, która rozszczepia witaminę z jednoczesnym zastąpieniem tiazolu pewną zasadą azotową, oraz tiaminazę II, która hydrolitycznie rozkłada witaminę na składniki pirymidynowe i tiazolowe. Drugą postać tiaminazy stwierdzono dotychczas tylko u mikroorganizmów (Bac. aneurinolyticus), ale te ostatnie są często przyczyną choroby tiaminazy u ludzi, która występuje pod postacią przewlekłej hipowitaminozy B1.

Termostabilne czynniki inaktywujące tiaminę znaleziono w rybach i wielu roślinach, zwłaszcza paprociach. Często czynniki te są związane z tiaminazami. Wiadomo, że czynnik termostabilny z wnętrza karpia niszczy witaminę, podobnie jak tiaminaza, i sam jest substancją o charakterze hemowym, a czynnikiem zawartym w paproci jest kwas 3,4-dihydroksycynamonowy, który tworzy nieaktywne kompleksy z tiaminą.

Zarówno antymetabolity tiaminy, jak i naturalne czynniki antywitaminowe są szeroko stosowane w eksperymentalnym rozmnażaniu B1 beri-beri u zwierząt, a niektóre z nich (amprol, chlorotiamina) są stosowane jako preparaty lecznicze w praktyce weterynaryjnej.

Zapotrzebowanie na tiaminę i metody określania zaopatrzenia organizmu w witaminę B1

Trudności w określeniu zapotrzebowania na tiaminę u ludzi czy zwierząt wynikają głównie z niemożności przeprowadzenia w tym celu odpowiednich eksperymentów bilansowych, gdyż znaczna część witaminy wchodzącej do organizmu ulega licznym przemianom, które wciąż są słabo poznane. W tym zakresie jedynym kryterium, jakim jest kontrola wartości witaminowej diety, są wskaźniki pośrednie określane na podstawie analizy moczu i krwi u ludzi, a nawet tkanek u zwierząt. Wiele porad dotyczących wymagań dotyczących tiaminy opiera się na ocenie ogólne warunki zbadano: brak objawów klinicznych hipowitaminozy, eliminację niektórych rodzajów niedoborów funkcjonalnych poprzez dodatkowe podawanie witaminy itp. Dla populacji rosyjskiej, biorąc pod uwagę dostosowania do indywidualnych wahań, norma 0,6 mg tiaminy na 1000 kcal zalecanej dziennej diety. Tę dawkę należy uznać za najpełniej uwzględniającą zapotrzebowanie człowieka na witaminy w warunkach przeciętnych stref klimatycznych i przeciętnej aktywności fizycznej. W pewnych granicach profesjonalne cechy diet (zwiększenie kaloryczności) przy takim podejściu zapewnia zestaw różnych produktów w spożywanej dziennie żywności. Należy jednak pamiętać, że przewaga tłuszczów w diecie (4 razy w stosunku do zwykłej) zmniejsza zapotrzebowanie na tiaminę o około 15-20%, a nadmiar węglowodanów wręcz przeciwnie, zwiększa spożycie witaminy.

Wiadomo, że zapotrzebowanie na tiaminę w stosunku do kaloryczności pożywienia wzrasta wraz ze stresem fizycznym i neuropsychicznym, w okresie ciąży i laktacji, kiedy organizm jest narażony na określone czynniki chemiczne (leki, trucizny przemysłowe) lub fizyczne (wychłodzenie, przegrzanie, wibracje). itp.), a także w wielu chorobach zakaźnych i somatycznych. Tym samym zapotrzebowanie na tiaminę w warunkach Dalekiej Północy jest o 30-50% większe. Wraz ze starzeniem się organizmu, gdy warunki wchłaniania i wchłaniania śródmiąższowego witaminy zauważalnie się pogarszają, należy zwiększyć kalkulację zapotrzebowania o 25-50% w stosunku do kaloryczności pożywienia. Dramatycznie (1,5-2,5 razy) wzrasta spożycie witamin wśród pracowników gorących sklepów, personelu lotniczego nowoczesnego lotnictwa dużych prędkości. Przy stresie fizjologicznym wywołanym czynnikami endogennymi (ciąża, laktacja) zapotrzebowanie na tiaminę wzrasta o 20-40%. Przy wielu zatruciach i chorobach zaleca się codzienne podawanie tiaminy w dawkach wielokrotnie przekraczających zapotrzebowanie fizjologiczne (10-50 mg). Jest mało prawdopodobne, abyśmy w tych ostatnich przypadkach mówili o specyficznym działaniu witaminowym podawanego związku, ponieważ pewne właściwości tiaminy jako związku chemicznego mogą odgrywać w tym przypadku szczególną rolę.

Dobowe zapotrzebowanie na tiaminę różnych grup ludności w miastach o rozwiniętych usługach publicznych
(W miastach i wsiach o słabiej rozwiniętych usługach publicznych zapotrzebowanie wzrasta o około 8-15%)
według intensywności pracy

		Zapotrzebowanie na tiaminę w mcg
Grupy	Wiek w latach	Mężczyźni		Kobiety
		w normalnych warunkach		w normalnych warunkach	z dodatkową aktywnością fizyczną
Pierwszy	18 - 40	1,7	1,9	1,4	1,6
	40 - 60	1,6	1,7	1,3	1,4
Drugi	18 - 40	1,8	2,0	1,5	1,7
	40 - 60	1,7	1,8	1,4	1,5
Trzeci	18 - 40	1,9	2,1	1,5	1,8
	40 - 60	1,7	1,9	1,6	1,6
Czwarty	18 - 40	2,2	2,4	2,0	2,0
	40 - 60	2,0	2,2	1,7	1,8
młodzież	14 - 17	1,9
dziewczyny	14 - 17			1,7
Osoby starsze	60 - 70	1,4	1,5	1,2	1,3
stary	70	1,3		1,1
Dzieci (bez podziału na płeć)
Dzieci	0,5 - 1,0	0,5
Dzieci	1 - 1,5	0,8
Dzieci	1,5 - 2	0,9
Dzieci	3 - 4	1,1
Dzieci	5 - 6	1,2
Dzieci	7 - 10	1,4
Dzieci	11 - 13	1,7

Dla najczęściej wykorzystywanych zwierząt laboratoryjnych w eksperymencie można skupić się na następujących wymaganiach dotyczących tiaminy: dla gołębia - 0,125 mg na 100 g karmy, dla psa - 0,027-0,075 mg, dla myszy - 5-10 mcg, dla szczura - 20-60 mcg , dla kota - 50 mcg na 100 g dziennie.

Decydującym kryterium zaopatrzenia organizmu w tiaminę jest więc rzetelność stwierdzenia obecności lub braku niedoboru witamin u badanych. Ważnymi wskaźnikami, obok oznaczenia samej witaminy, są w tym przypadku metabolity (alfa-ketokwasy), których wymiana zależy od enzymów zawierających TDP lub samych enzymów (dehydrogenazy, transketolaza). Biorąc pod uwagę specyfikę badań klinicznych i eksperymentalnych, zastanówmy się pokrótce nad wartością wymienionych wskaźników w zastosowaniu do określonych warunków i charakteru analizowanego materiału.

Analiza moczu

Jak już wspomniano, u ludzi zawartość witaminy w dobowym moczu wynosi mniej niż 100 μg, co jest akceptowane przez większość autorów jako dowód niedoboru tiaminy. Jednak przy normalnym przyjmowaniu witaminy z pożywieniem jej wydalanie z moczem zależy również od charakteru leczenia farmakologicznego (jeśli mówimy o pacjencie) i stanu funkcji wydalniczej nerek. Niektóre leki mogą radykalnie zmniejszyć, podczas gdy inne zwiększają wydalanie witaminy. Zwiększone wydalanie tiaminy nie zawsze może być traktowane jako dowód nasycenia witaminami, ponieważ przyczyną może być naruszenie mechanizmów wchłaniania zwrotnego w aparacie kanalikowym nerek lub niewystarczające odkładanie witaminy z powodu naruszenia jej procesów fosforylacji. Z drugiej strony niska zawartość tiaminy w moczu osób chorych może nie wynikać z jej niedoboru, ale z częściowego ograniczenia przyjmowania pokarmów zawierających odpowiednio mniejszą ilość witaminy. Z tego powodu, aby uzyskać Dodatkowe informacje o stanie śródmiąższowego metabolizmu tiaminy metoda badania moczu po obciążeniu pozajelitowym jest dość rozpowszechniona. Wygodnie jest przeprowadzić potrójne obciążenie, w oparciu o dawkę 0,5 mg witaminy na 1 kg masy ciała pacjenta, zaokrąglając wagę do kilkudziesięciu kilogramów.

Wszystkie metody oznaczania tiaminy należy sprawdzić pod kątem odtwarzalności wartości uzyskanych za ich pomocą w obecności leków w moczu pacjentów. Wiadomo na przykład, że salicylany, chinina i inne preparaty mogą powodować dodatkową fluorescencję, zakłócając prawidłową interpretację danych fluorometrycznych, podczas gdy PASA, oddziałując bezpośrednio z żelazicyjankiem, gwałtownie zmniejsza wydajność tiochromu. W warunkach eksperymentalnych dogodnym wskaźnikiem dostępności tiaminy jest oznaczenie poziomu pirogronianu (PK) w moczu. Należy pamiętać, że tylko wyraźnym postaciom hipowitaminozy B1 towarzyszy wyraźna kumulacja tego ketokwasu, który najczęściej określa się jako substancje wiążące wodorosiarczyny (BSV). W stanach patologicznych, zwłaszcza u osób chorych, poziom BSF, jak i ilość samego PA w moczu waha się w bardzo szerokim zakresie w zależności od intensywności metabolizmu węglowodanów, a ta ostatnia jest kontrolowana przez wiele różnych czynników, które nie są bezpośrednio związane z tiaminą. Wskaźniki poziomu BSF lub PC w moczu w takich sytuacjach powinny być wykorzystywane wyłącznie jako dane dodatkowe.

Badanie krwi

Główną formą witaminy obecnej we krwi jest TDP. Definicje wykonane u osób zdrowych różne metody, dają średnio te same wartości, ale z wahaniami w dość szerokim zakresie (4-12 μg%). Jako wiarygodną oznakę niedoboru witamin, jeśli skupisz się tylko na tym wskaźniku, możesz wziąć pod uwagę tylko wartości poniżej 2-4 μg%. Mniej akceptowalne jest oznaczanie samej tiaminy całkowitej. Zwykle nie wprowadza to znaczącego błędu, ponieważ wolnej witaminy jest bardzo mało - 0,3-0,9 μg%. Jego ilość w surowicy krwi może gwałtownie wzrosnąć wraz z pogorszeniem funkcji wydalniczej nerek w nadciśnieniu tętniczym lub z powodu naruszenia procesu fosforylacji witamin. W przypadku braku powyższych ograniczeń można przyjąć, że poziom tiaminy we krwi adekwatnie odzwierciedla zaopatrzenie w nią organizmu.

W badaniu krwi, a także moczu, szeroko stosuje się oznaczanie stężenia PC. Ważne jest, aby do tych celów zastosować bardziej specyficzną metodę (enzymatyczną, chromatograficzną), ponieważ reakcje z wodorosiarczynem lub aldehydem salicylowym dają wyniki zawyżone. Decydując się na PC do scharakteryzowania metabolizmu witaminy u pacjentów, należy wziąć pod uwagę dużą liczbę czynników, które nie są związane z tą witaminą, ale aktywnie wpływają na metabolizm, a w konsekwencji poziom PC w organizmie. ciało. Tak więc wzrost poziomu PC we krwi obserwuje się po wprowadzeniu adrenaliny, ACTH, podczas ćwiczeń, wstrząsu elektrycznego i insuliny, niedoboru witaminy A i D, wielu chorób zakaźnych i innych, kiedy często trudno podejrzewać niedobór tiaminy. Eksperyment wykazał, że w wielu przypadkach poziom PC we krwi bardziej koreluje z nadczynnością układu przysadkowo-nadnerczowego niż z zaopatrzeniem organizmu w witaminy.

Ponieważ istnieją trudności w określeniu rzeczywistego stanu metabolizmu tiaminy na podstawie zawartości samej witaminy we krwi lub poziomu ketokwasów, możliwe jest wykorzystanie do tych celów oznaczania aktywności enzymów zawierających TDP, w szczególności transketolaza (TK) erytrocytów. W przypadku tego enzymu nawet niewielkie zmiany stężenia koenzymu znacząco wpływają na aktywność całego ustroju. Obserwacje kliniczne i podczas badań profilaktycznych populacji, eksperymenty na zwierzętach potwierdzają bardzo dużą wrażliwość TC nawet na lekkie niedobory witamin. Enzym reaguje nawet wtedy, gdy zmiany poziomu PC lub samej witaminy we krwi nie mają charakteru wskazującego. Dla większej dokładności stosuje się obecnie metodę dodatkowej aktywacji TA dodanego in vitro do hemolizatu erytrocytów z TDF. Stymulacja TC do 15% początkowej aktywności odbywa się zgodnie z normą, od 15 do 25% - hipowitaminoza, ponad 20-25% - beri-beri.

Naruszenie równowagi witaminowej i metabolizmu tiaminy

Rozpowszechniony w XIX i na początku XX wieku w krajach Daleki Wschód beri-beri), która jest klasyczną postacią niedoboru witaminy B1, jest obecnie znacznie mniej powszechna. Istnieją trzy formy beri-beri, odpowiadające najbardziej wyraźnym objawom choroby:

• suchy lub porażony (dominują zmiany neurologiczne - niedowład, porażenie itp.);
• obrzęk (zaburzenia obserwuje się głównie ze strony aparatu krążenia krwi);
• ostry lub sercowy (szybko kończy się śmiercią na tle ciężkiej niewydolności prawej komory).

Praktycznie wymienione formy w czysta forma są rzadkie i obserwuje się ich częściowe wzajemne przejścia. We współczesnych warunkach najczęściej występuje hipowitaminoza B1 o różnej głębokości. Objawy tego ostatniego są z reguły dość ogólne (duszności, kołatanie serca, ból w okolicy serca, osłabienie, zmęczenie, utrata apetytu, spadek ogólnej odporności na inne choroby itp.) i nie można ich w pełni uznany za typowy dla niedoboru tylko tiaminę, tak jak występuje w wielu innych hipowitaminozach. Zasadniczo należy jeszcze raz stwierdzić, że wymienione objawy można ostatecznie przypisać hipowitaminozie B1 tylko na podstawie specjalnych badań biochemicznych (patrz wyżej). Osobnego rozważenia wymaga wtórna hipowitaminoza B1, która powstaje w wyniku zaburzenia równowagi lub metabolizmu witamin. Do pierwszej grupy należy zaliczyć przypadki zwiększonego spożycia witaminy podczas jej zwykłego przyjmowania z pożywieniem (tyreotoksykoza i niektóre inne choroby, nadmiar węglowodanów w diecie), upośledzonego wchłaniania z przewodu pokarmowego lub zwiększonego wydalania witaminy z moczem po długotrwałym długotrwałe stosowanie leków moczopędnych. Druga grupa zaburzeń jest przez większość autorów kojarzona z osłabieniem procesów śródmiąższowej fosforylacji tiaminy lub jej proteidyzacji, jak w terapeutycznym stosowaniu hydrazydów kwasu izonikotynowego czy głodzeniu białka.

Różnorodność wymienionych powyżej przyczyn (zasadniczo rzędu endogennego) determinuje rozwój niedoboru tiaminy, który w pierwszej grupie zaburzeń jest w dużej mierze eliminowany poprzez dodatkowe podawanie tej witaminy w dużych dawkach. Hipowitaminozy drugiego typu często nie nadają się do bezpośredniej terapii witaminowej i wymagają wstępnego wyeliminowania początkowych podstawowych zaburzeń w metabolizmie samej tiaminy lub wprowadzenia do organizmu pochodnych koenzymów.

Łączenie tak odmiennych etiologicznie form niedoboru tiaminy w organizmie w jedną grupę tzw. endogennej hipowitaminozy nie wydaje się do końca udane. W przypadku naruszeń porządku metabolicznego bardziej odpowiedni jest termin „dyswitaminoza”, to znaczy po prostu stwierdzenie faktu naruszenia metabolizmu witamin z jego normalnym, wystarczającym spożyciem do organizmu. Coś podobnego obserwuje się, gdy witaminy konkurują ze sobą, gdy nadmierne spożycie jednej z witamin hamuje metabolizm i proteinizację drugiej.

Profilaktyczne i lecznicze zastosowanie tiaminy i jej pochodnych

Wskazania i przeciwwskazania do terapii tiaminą

Uzasadniając główne zasady terapeutycznego zastosowania witaminy lub jej pochodnych, należy wyjść z kilku przesłanek. W przypadku niedoboru typu beri-beri lub hipowitaminozy leczenie odbywa się zgodnie ze zwykłymi zasadami. Terapia zastępcza. Sytuacja jest bardziej skomplikowana w przypadku dyswitaminoz, które występują na tle jakiegokolwiek procesu patologicznego lub w wyniku wpływu na metabolizm tiaminy różnych czynników egzogennych (leki, trucizny chemiczne, czynniki fizyczne itp.), Kiedy sukces w dużej mierze zależy od terapia etiotropowa lub stosowanie odpowiednich preparatów witaminowych (kokarboksylaza, pochodne disiarczkowe). Analizując dostępne dane, możemy założyć, że przesłanki dot zastosowanie lecznicze tiaminy są dostępne przy różnych etiologiach uszkodzeń przewodu pokarmowego, wątroby, chorobach neuropsychiatrycznych, niewydolności krążenia, niedociśnieniu, reumatyzmie. Praktyczne doświadczenie uzasadnia stosowanie witaminy w krzywicy, przewlekłym zapaleniu migdałków, wielu chorobach skóry i zakaźnych, cukrzycy, nadczynności tarczycy, gruźlicy. Wystarczająco uzasadnione jest profilaktyczne podawanie tiaminy sportowcom, pilotom w przeddzień spodziewanego przeciążenia, pracownikom zajmującym się truciznami przemysłowymi (tlenek węgla, amoniak, tlenki azotu itp.), w praktyce położniczej w przeddzień porodu oraz w innych przypadkach .

Drugim kierunkiem uzasadnienia terapii tiaminą może być uwzględnienie znanych funkcji biochemicznych tej witaminy. W takim przypadku problem należy rozwiązać na podstawie konkretnych danych dotyczących naruszenia w organizmie pacjenta procesów metabolicznych, które możemy skorygować wprowadzając witaminę. Zasadniczo powinniśmy mówić o koenzymatycznej i niekoenzymatycznej aktywności tiaminy, tj. O tych jej funkcjach, które zostały szczegółowo omówione powyżej. Początkowo głównymi wskazaniami do stosowania tiaminy w różnych jednostkach chorobowych były objawy typowe dla beri-beri: zapalenie nerwu, nerwobóle, porażenia, bóle o różnej etiologii, zaburzenia czynności nerwowej i sercowej. Obecnie uzasadniając potrzebę terapii witaminowej wynikają one głównie z zaburzeń metabolicznych (kwasica, śpiączka cukrzycowa, pirogronemia, toksemia kobiet w ciąży).

Tiaminę stosuje się przy zapaleniu nerwów obwodowych, zaburzeniach ogólnych spowodowanych niedożywieniem, anoreksji, encefalopatii Wernickego, niedoborze witamin, przewlekłym alkoholizmie, alkoholowym zapaleniu nerwów, niewydolności krążenia, zaburzeniach przewodu pokarmowego.

We wszystkich tych chorobach (z wyjątkiem encefalopatii Wernickego) tiamina jest w przybliżeniu równie stosowana dojelitowo i pozajelitowo w dawkach od 5 do 100 mg na dobę. Obecnie do praktyki klinicznej szeroko wprowadzane są lecznicze preparaty witaminowe: fosforany tiaminy (TF) i pochodne dwusiarczkowe. Po opracowaniu prostej metody syntetycznego wytwarzania TF, tak zwana kokarboksylaza (TDF) szybko zyskała popularność jako lek terapeutyczny. Powodem wprowadzenia TDF do praktyki lekarskiej był dobrze znany fakt koenzymatycznej aktywności tej konkretnej pochodnej witaminy. Ponadto toksyczność TF jest 2,5-4 razy mniejsza niż wolnej tiaminy. Jest jeszcze jedna istotna zaleta TF - pełniejsza strawność. Tak więc u ludzi, po równomolowych wstrzyknięciach domięśniowych tiaminy, TMF i TDP, ilość witaminy znalezionej w moczu w ciągu 24 godzin wynosiła odpowiednio 33, 12 i 7% podanej dawki.

Stosowanie TF jest najskuteczniejsze w przypadkach, gdy konieczne jest przeprowadzenie terapii witaminowej u pacjentów z osłabionymi procesami fosforylacji. Tak więc w przypadku gruźlicy płuc zastrzyki z tiaminy są nieskuteczne: do 70% witaminy może być wydalane z moczem dziennie. Jeśli pacjenci otrzymywali równoważne dawki TDP, to wydalanie witaminy z organizmu było mniejsze - 11%. Przy podawaniu pozajelitowym, zwłaszcza dożylnym, TDF daje efekty metaboliczne, których nie obserwuje się po wstrzyknięciu wolnej witaminy. Bardzo często TDP powoduje przesunięcia podobne do obserwowanych przy stosowaniu ATP czy fosfokreatyny.

Najwięcej danych dotyczy zastosowania TDF w cukrzycy i niewydolności krążenia. Powołanie TDF (50-100 mg dożylnie) radykalnie zmniejszyło śmiertelność z powodu śpiączki cukrzycowej i okazało się bardzo skuteczne narzędzie w leczeniu stanów kwasicowych. TDF nie tylko wzmacnia działanie insuliny, ale także łagodzi insulinooporność u niektórych pacjentów. Wraz z normalizacją tradycyjnych wskaźników charakteryzujących stopień zaawansowania cukrzycy (glikemia, cukromocz, ketoza), TDF ma wyraźny wpływ normalizujący na poziom cholesterolu i fosfolipidów corvi. W przypadku niewydolności sercowo-naczyniowej nawet pojedyncze wstrzyknięcia TDP szybko normalizują podwyższone poziomy pirogronianu i kwasu mlekowego we krwi pacjentów.

TDP wyraźnie aktywuje wychwyt mięśnia sercowego składniki odżywcze z krwi, szybko poprawiając elektrokardiogram. Podobny efekt TDP jest szeroko stosowany w leczeniu różnych anomalii czynnościowych serca (skurcz dodatkowy, niektóre formy arytmii). Wyraźne pozytywne zmiany parametrów elektrokardiogramu w miażdżycy tętnic, nadciśnieniu tętniczym, niektórych chorobach endokrynologicznych i nerek, zawale mięśnia sercowego i wadach zastawek serca opisano w przypadkach, w których wiodącym czynnikiem patologii było naruszenie trofizmu serca. Wykazano również, że TDP jest skuteczniejszy od tiaminy w chorobach obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego, m.in stwardnienie rozsiane, astma oskrzelowa i wiele innych chorób.

Powszechnie stosowane są również różne pochodne dwusiarczkowe witaminy, których skuteczność tłumaczy się lepszym wchłanianiem form dwusiarczkowych w przewodzie pokarmowym. Jedną z zalet tych pochodnych jest ich znacznie mniejsza toksyczność w porównaniu z tiaminą.

B 1 zawiera atomy siarki, dlatego nazwano ją tiaminą. Jego struktura chemiczna zawiera dwa pierścienie - pirymidynowy i tiazolowy, połączone wiązaniem metylenowym. Oba układy pierścieni są syntetyzowane oddzielnie jako formy fosforylowane, a następnie łączone przez czwartorzędowy atom azotu.

Tiamina jest dobrze rozpuszczalna w wodzie. Wodne roztwory tiaminy w środowisku kwaśnym wytrzymują ogrzewanie do wysokich temperatur bez zmniejszania aktywności biologicznej. Przeciwnie, w środowisku neutralnym, a zwłaszcza w środowisku zasadowym, witamina B 1 szybko ulega zniszczeniu po podgrzaniu. Tłumaczy to częściową lub nawet całkowitą destrukcję tiaminy podczas kulinarnej obróbki żywności, np. wypieku ciasta z dodatkiem wodorowęglanu sodu lub węglanu amonu. Kiedy tiamina jest utleniana, tworzy się tiochrom, który daje niebieską fluorescencję pod wpływem promieniowania UV. Ta właściwość tiaminy opiera się na jej ilościowym oznaczeniu.

Witamina B 1 jest łatwo wchłaniana w jelitach, ale nie gromadzi się w tkankach i nie ma właściwości toksycznych. Nadmiar dietetycznej tiaminy jest szybko wydalany z moczem. Konwersja witaminy B 1 do jej aktywnej formy, pirofosforanu tiaminy (TPP), zwanego także difosforanem tiaminy (TDP), odbywa się przy udziale specyficznego ATP-zależnego enzymu pirofosfokinazy tiaminy, który występuje głównie w wątrobie i tkance mózgowej. Eksperymenty ze znakowanym 32 P ATP wykazały przeniesienie całej grupy pirofosforanowej na tiaminę w obecności enzymu. TPP ma następującą strukturę:

Jeśli witamina B 1 jest dostarczana z pożywieniem w postaci TPP, wówczas grupa pirofosforanowa jest odcinana od niej pod działaniem pirofosfataz jelitowych.

W przypadku braku lub niedoboru tiaminy rozwija się poważna choroba - beri-beri, która jest szeroko rozpowszechniona w wielu krajach Azji i Indochin, gdzie ryż jest głównym pożywieniem. Należy zaznaczyć, że niedobór witaminy B1 występuje również u kraje europejskie, gdzie jest znany jako objaw Wernickego, który objawia się w postaci encefalopatii lub zespołu Weissa z dominującym uszkodzeniem układu sercowo-naczyniowego. Specyficzne objawy towarzyszą pierwotnym zaburzeniom czynności zarówno układu sercowo-naczyniowego, nerwowego, jak i przewodu pokarmowego. Obecnie ponownie rozważa się pogląd, że beri-beri u ludzi jest wynikiem niedoboru jedynie witaminy B 1 . Bardziej prawdopodobne jest, że ta choroba jest połączoną awitaminozą lub poliawitaminozą, w której organizmowi brakuje również ryboflawiny, pirydoksyny, witamin PP, C itp. Eksperymentalną awitaminozę B1 uzyskano na zwierzętach i ochotnikach. W zależności od przewagi niektórych objawów wyróżnia się szereg klinicznych typów niewydolności, w szczególności polineurytyczną (suchą) postać beri-beri, w której na pierwszy plan wysuwają się zaburzenia obwodowego układu nerwowego. W przypadku tak zwanej obrzękowej postaci beri-beri wpływa to głównie na układ sercowo-naczyniowy, chociaż obserwuje się również zapalenie wielonerwowe. Ostatecznie wyodrębnia się ostrą sercową postać choroby, zwaną złośliwą, która prowadzi do śmierci w wyniku rozwoju ostrej niewydolności serca. W związku z wprowadzeniem do praktyki lekarskiej preparatu krystalicznej tiaminy śmiertelność gwałtownie spadła i nakreślono racjonalne sposoby leczenia i zapobiegania tej chorobie.

Do najwcześniejszych objawów awitaminozy B 1 należą zaburzenia funkcji motorycznych i wydzielniczych przewodu pokarmowego: utrata apetytu, spowolnienie perystaltyki (atonia) jelit, a także zmiany w psychice polegające na utracie pamięci o ostatnich wydarzenia, skłonność do halucynacji; występują zmiany w czynności układu sercowo-naczyniowego: duszność, kołatanie serca, ból w okolicy serca. Wraz z dalszym rozwojem beri-beri ujawniają się objawy uszkodzenia obwodowego układu nerwowego (zmiany zwyrodnieniowe zakończeń nerwowych i wiązek przewodzących), wyrażające się zaburzeniem czucia, mrowieniem, drętwieniem i bólem wzdłuż nerwów. Zmiany te kończą się przykurczami, zanikiem i porażeniem kończyn dolnych, a następnie górnych. W tym samym okresie rozwijają się zjawiska niewydolności serca (przyspieszony rytm, nudne bóle w okolicy serca). Zaburzenia biochemiczne w awitaminozie B 1 objawiają się rozwojem ujemnego bilansu azotowego, wydalaniem w zwiększonych ilościach aminokwasów i kreatyny z moczem, gromadzeniem się α-ketokwasów i cukrów pentozowych we krwi i tkankach. Zawartość tiaminy i TPP w mięśniu sercowym i wątrobie u pacjentów z beri-beri jest 5-6 razy niższa niż normalnie.

rola biologiczna. Eksperymentalnie udowodniono, że witamina B 1 w postaci TPP jest część integralna co najmniej 5 enzymów biorących udział w metabolizmie pośrednim. TPP jest częścią dwóch złożonych systemów enzymatycznych - pirogronian- I kompleksy α - dehydrogenazy ketoglutaranowej, katalizujący oksydacyjna dekarboksylacja kwasy pirogronowy i α-ketoglutarowy. Jako część transketolazy, TPP bierze udział w przenoszeniu rodnika glikoaldehydowego z ketosacharydów na aldosacharydy (patrz rozdział 10). TPP jest