Speaker A
Добрий день, колеги. Мене звати Ірина Фоменко. Я професорка кафедри біологічної хімії Львівського національного медичного університету.
Лекція Ірини Фоменко про біохімічні функції, коферментну роль та клінічне значення вітамінів для здоров'я людини.
Key Takeaways
- Вітаміни є незамінними мікронутрієнтами, необхідними для нормального метаболізму і здоров'я.
- Дефіцит вітамінів викликає специфічні біохімічні та клінічні порушення.
- Вітаміни виконують коферментну та регуляторну роль, але не є джерелом енергії чи будівельним матеріалом.
- Синтез деяких вітамінів в організмі обмежений, тому важливо отримувати їх з їжею.
- Різноманітне харчування і врахування індивідуальних потреб допомагають запобігти гіповітамінозам.
What the video covers
- Вітаміни необхідні організму навіть у малих кількостях, забезпечують нормальну роботу ферментів та регуляцію фізіологічних процесів.
- Еволюційно людина втратила здатність синтезувати більшість вітамінів і залежить від їх надходження з їжею.
- Деякі вітаміни можуть синтезуватися частково в організмі, наприклад, вітамін D та ніацин, але цього недостатньо.
- Вітаміни після всмоктування активуються в клітинах, де перетворюються на коферментні або регуляторні форми.
- Дефіцит вітамінів призводить до порушень біохімічних процесів і клінічних симптомів, таких як анемія, рахіт, порушення роботи нервової системи.
- Вітаміни не є джерелом енергії і не виконують пластичної функції, їх основна роль – забезпечення ферментативних реакцій.
- Водорозчинні вітаміни зазвичай перетворюються на коферменти, жиророзчинні – на регуляторні або антиоксидантні форми.
- Повноцінне харчування є ключовим для профілактики гіповітамінозів, оскільки вітаміни надходять з рослинних і тваринних продуктів.
- Вітаміни підтримують енергетичний обмін, синтез нейромедіаторів, кровотворення, структуру та функцію тканин.
- Причини дефіциту вітамінів можуть бути як екзогенними (харчування), так і ендогенними (хвороби, підвищені потреби організму).
Chapters
- 00:00Вступ і загальні принципи дії вітамінів
- 01:28Еволюція синтезу вітамінів і залежність людини від харчування
- 03:04Частковий синтез вітамінів в організмі та роль мікробіоти
- 04:53Активація вітамінів і їх біохімічна функція
- 06:48Клінічні наслідки дефіциту вітамінів
- 08:31Роль вітамінів у ферментативних процесах та енергетичному обміні
- 10:31Механізми дефіциту вітамінів і фактори ризику
- 15:52Всмоктування, транспорт і депонування жиророзчинних вітамінів
- 19:33Антиоксидантні властивості вітамінів і підсумки лекції
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
І цією лекцією я б хотіла розпочати вивчення однієї з найцікавіших тем біохімії — теми вітаміни, яку я розділила на чотири фрагменти. Незважаючи на те, що вітаміни потрібні організму лише в дуже невеликих кількостях, їхня роль є надзвичайно важливою, оскільки саме вітаміни забезпечують
Speaker A
нормальну роботу ферментів, регулюють численні фізіологічні процеси. І в цій першій лекції ми розглянемо загальні принципи дії вітамінів, їхні біохімічні функції, класифікацію та механізми розвитку гіповітамінозів. А вже в наступних лекціях детально вивчатимемо окремі вітаміни та їх клінічне значення.
Speaker A
Перш ніж ми почнемо детально вивчати окремі вітаміни, хочу запропонувати вам замислитись над одним, на перший погляд, простим запитанням.
Speaker A
Чому ж людині взагалі потрібні вітаміни? Адже наш організм здатен синтезувати складні сполуки на кшталт білків, ліпідів, нуклеотидів і багато інших. І чому ж з вітамінами така проблема?
Speaker A
Так от, перші живі організми були майже повністю автономними. Тобто бактерії сьогодні здатні синтезувати практично всі необхідні їм вітаміни. Вони не залежать від харчування так, як залежимо ми. Однак в процесі еволюції умови існування наших предків змінювались. Їжа ставала постійним джерелом багатьох
Speaker A
біологічно активних речовин. Якщо певна сполука регулярно надходила ззовні, підтримувати складний багатоступеневий шлях її синтезу ставало невигідно. І кожна біохімічна реакція потребує ферментів, енергії та генетичного контролю. Якщо ж готову молекулу можна отримати з їжею, то синтезувати зайві молекули недоцільно. І тому в людини з
Speaker A
часом відбулося накопичення мутацій в генах, що кодували ферменти синтезу багатьох вітамінів. І ці мутації вже не погіршували виживання, оскільки необхідні речовини надходили з продуктами харчування. В результаті сучасна людина втратила здатність синтезувати більшість вітамінів і стала залежати від їхнього надходження з їжею.
Speaker A
Проте існують деякі цікаві винятки. Наприклад, вітамін D може утворюватись в шкірі під дією ультрафіолетового випромінювання.
Speaker A
Однак цей синтез залежить від багатьох чинників: географічної широти, пори року, віку людини, пігментації шкіри, використання сонцезахисних засобів.
Speaker A
Частина ніацину або вітаміну ПП може синтезуватися із триптофану, але ефективність цього процесу невисока, тому він не здатен повністю забезпечити потребу організму. Крім того, кишкова мікробіота синтезує певну кількість вітаміну К та біотину. Проте кількість цих вітамінів також обмежена. Отже, хоча
Speaker A
організм людини і зберіг окремі механізми синтезу деяких вітамінів, цього недостатньо для підтримання нормального обміну речовин. Тому більшість вітамінів вважають незамінними мікронутрієнтами.
Speaker A
Тобто речовини, які ми повинні регулярно отримувати з їжею. У біохімії практично не існує випадкових симптомів. Майже кожний клінічний прояв має своє молекулярне походження. І саме вітаміни є чудовим прикладом цього принципу. Подивіться на схему. Вона показує шлях, який проходить будь-який
Speaker A
вітамін від початку надходження до організму і до формування свого біологічного ефекту. Все починається зі звичайної їжі. Разом із продуктами харчування ми отримуємо різні вітаміни.
Speaker A
Після всмоктування вони потрапляють у кров і транспортуються до тканин. Проте на цьому їхня роль лише починається. У клітинах більшість вітамінів повинні пройти активацію. Для багатьох водорозчинних вітамінів це означає перетворення на їхні коферментні форми, тоді як деякі жиророзчинні вітаміни
Speaker A
утворюють активні регуляторні форми. Саме після цього вітаміни починають виконувати свою біологічну функцію. Одні забезпечують роботу ферментів, а інші регулюють синтез білків, проліферацію клітин і інше.
Speaker A
Далі запускаються відповідні метаболічні процеси, тобто синтез, біосинтез білків і так далі. І в результаті формується нормальна функція органів і систем. Тому саме достатність забезпечення організму вітамінами є необхідною умовою підтримання здоров'я.
Speaker A
А тепер подивимось на цей процес з іншого боку. Якщо хоча б на одному етапі виникає проблема, або вітамін не надходить, або не всмоктується, або не активується, або не може взаємодіяти зі своєю молекулою-мішенню, то порушується відповідний біохімічний процес. І це
Speaker A
дуже швидко починає проявлятися клінічно. До прикладу, дефіцит вітаміну В1 знижує активність піруватдегідрогеназного комплексу. Ми про це говоритимемо пізніше, але це значить, що клітини починають виробляти менше енергії і найбільше страждають нервова система та міокард. А недостатність фолієвої кислоти та вітаміну B12 порушує
Speaker A
синтез ДНК, а наслідком може стати мегалобластна анемія. Дефіцит вітаміну D порушує регуляцію кальцієво-фосфорного обміну, що призводить до рахіту у дітей і так далі. Саме тому, вивчаючи кожен окремий вітамін, ми щоразу будемо відповідати на чотири питання: звідки він походить, на яку активну форму
Speaker A
перетворюється, яку біохімічну функцію виконує і які клінічні наслідки виникають при дефіциті. Незважаючи на те, що добова потреба у вітамінах вимірюється лише міліграмами або навіть мікрограмами, їхнє значення для організму надзвичайно велике.
Speaker A
Причина полягає в тому, що вони входять до складу ферментів у якості коферментів або простетичних груп.
Speaker A
Водночас важливо пам'ятати, чим не є вітаміни. Вони не є джерелом енергії. Організм не використовує їх для синтезу АТФ, так, як використовує вуглеводи, ліпіди чи білки. Вітаміни також не виконують пластичної функції, оскільки вони не є будівельним матеріалом для
Speaker A
клітин або тканин. Основна їхня роль полягає в іншому. Вони забезпечують нормальний перебіг біохімічних процесів. Більшість водорозчинних вітамінів після відповідної активації перетворюється на коферменти або ж простетичні групи, тобто небілкові компоненти ферментів, без яких багато ферментативних реакцій просто не можуть
Speaker A
відбуватись. Жиророзчинні вітаміни частіше виконують регуляторні або антиоксидантні функції. Про це ми поговоримо пізніше. І щоб зрозуміти цей взаємозв'язок, простежимо короткий ланцюг. Вітаміни надходять до організму з їжею, всмоктуються, транспортуються до тканин.
Speaker A
В клітинах вони перетворюються на активні форми, далі зв'язуються з ферментами і фермент каталізує певну метаболічну реакцію. Саме тому дефіцит вітаміну далеко не завжди проявляється його нестачею як такою. Насамперед організм відчуває дефіцит саме коферменту і активність відповідних ферментів знижується. Порушуються цілі
Speaker A
метаболічні шляхи, накопичуються якісь проміжні продукти обміну, зменшується утворення потрібних продуктів. І саме ці біохімічні зміни згодом і стають клінічною причиною клінічних симптомів.
Speaker A
Зверніть увагу ще на одну важливу закономірність. Основними джерелами вітамінів є як рослинні, так і тваринні продукти. Саме тому повноцінне та різноманітне харчування залишається найкращим способом профілактики багатьох гіповітамінозів.
Speaker A
І ще трішки загальної інформації про вітаміни. Найважливішою їх функцією є регуляція ферментативних процесів. Більшість водорозчинних вітамінів, як вже ми говорили, входять у якості коферментів до складу ферментів. Звідси випливає і друга важлива функція — це участь в енергетичному обміні. Тобто, ще
Speaker A
раз, вітаміни не є джерелом енергії, але без них клітина не здатна отримувати енергію. Не менш важливою їхня роль є в захисті клітин. Деякі вітаміни є антиоксидантами, що нейтралізують активні форми кисню.
Speaker A
Вітаміни необхідні і для нормального функціонування нервової системи. Вони забезпечують синтез нейромедіаторів, підтримують енергетичний обмін у нейронах.
Speaker A
Окремі вітаміни необхідні для процесів кровотворення. Насамперед це фолієва кислота та вітамін B12. Крім того, вітаміни підтримують структуру і функцію тканин. Так, вітамін А забезпечує нормальний стан епітелію та процеси диференціювання клітин, а вітамін D регулює мінералізацію кісток, а вітамін К бере участь у синтезі білків
Speaker A
з системи згортання крові, а також кісткової тканини. А тепер звернімо увагу на ще одну закономірність.
Speaker A
Як недостатнє, так і надм...
Speaker A
вітамінах є неоднаковою в різних людей. Вона залежить від віку, статі, вагітності, рівня фізичної активності, характеру харчування, наявності захворювань, прийому деяких лікарських засобів та багатьох інших чинників. Саме тому універсальної схеми вітамінної підтримки просто не існує. Вона завжди повинна враховувати індивідуальні
Speaker A
особливості пацієнта. Існує поширена думка, що нестача вітамінів є наслідком лише неправильного харчування. Насправді це лише одна з можливих причин. У багатьох пацієнтів гіповітамінози розвиваються навіть за достатнього надходження вітамінів з їжею. Тому усі причини можна умовно поділити на дві групи: екзогенні, тобто
Speaker A
зовнішні, та ендогенні, пов'язані з особливостями самого організму. Почнемо із зовнішніх причин. Найочевидніша з них - це недостатнє надходження вітамінів з їжею. Це може бути наслідком одноманітного харчування, дієт, голодування і так далі.
Speaker A
Ще однією причиною є антивітаміни, тобто речовини, які за своєю структурою подібні до вітамінів, але перешкоджають їхні дії. Вони можуть блокувати всмоктування, пригнічувати перетворення в активні форми або конкурувати з ферментом зазв'язування, з коферментами за зв'язування з ферментами. І класичні приклади ми ще
Speaker A
будемо розглядати під час вивчення окремих вітамінів. До зовнішніх причин належить і надмірна термічна обробка продуктів. Частина водорозчинних вітамінів, особливо аскорбінова кислота, тіамін і фолієва кислота, вони доволі чутливі до нагрівання і тривале кип'ятіння або повторне підігрівання їжі може значно
Speaker A
зменшувати їхній вміст. Крім того, негативний вплив мають дія світла, кисню, повітря та тривале зберігання продуктів. Тому саме свіжі овочі та фрукти часто містять найбільше вітамінів.
Speaker A
Тепер перейдемо до внутрішніх причин, які в клінічній практиці нерідко зустрічаються, навіть частіше. У певні періоди життя організм потребує більшої кількості вітамінів. Це характерно для дітей у період інтенсивного росту. для вагітних жінок, матерів під час лактації, спортсменів, а також людей,
Speaker A
які перебувають у стані хронічного, фізичного або психоемоційного стресу. Дуже поширеною є порушення, причиною є порушення всмоктування при гастриті, целіакії, хворобі крона після резакції шлунка або за недостатності підшлункової залози вітаміну просто можуть не засвоюватись в достатній кількості. До прикладу, для
Speaker A
всмоктування вітаміну B12 обов'язково необхідний внутрішній фактор касла, який синтезується парієтальними клітинами шлунка. Ще одна цікава причина - це порушення складу кишкової мікробіоти.
Speaker A
Нормальна мікрофлора кишки синтезує певну кількість вітаміну К та деяких вітамінів групи Б. Проте після тривалого лікування антибіотиками або при вираженому дисбіозі цей додатковий внесок може суттєво знижуватись. [зітхання][хекання] Не можна забувати і про спадкові порушення. Іноді проблема полягає не в
Speaker A
нестачі самого вітаміну, а в генетичному дефекті ферменту, який повинен перетворити його на активну, тобто коферментну форму. У таких випадках навіть нормальне надходження вітаміну не забезпечує його повноцінної біологічної дії. І нарешті, багато хронічних захворювань також можуть сприяти розвитку гіповітамінозі.
Speaker A
Патологія печінки може порушувати накопичення та активацію багатьох вітамінів. Захворювання нирок впливають на метаболізм вітаміну D. Ендокринні і онкологічні захворювання можуть суттєво змінити потребу організму у вітамінах.
Speaker A
Отже, розвиток гіповітамінозу майже завжди є наслідком порушення хоча б одного з чотирьох процесів: недостатнього надходження, порушення всмоктування, недостатньої активації або підвищеної потреби організму у вітамінах.
Speaker A
Вітаміни суттєво відрізняються між собою за своїми фізико-хімічними властивостями. Саме ці відмінності визначають особливості їхнього всмоктування, транспорту, накопичення і так далі.
Speaker A
Найбільш поширена сучасна класифікація ґрунтується саме на розчинності. За цією ознакою всі вітаміни поділяють на дві великі групи: водорозчинні та жирозчинні вітаміни. Тож щодо водорозчинних вітамінів. До цієї групи належать усі вітаміни групи Б та аскорбінова кислота.
Speaker A
Вони добре розчиняються в воді, швидко всмоктуються в тонкій кишці і майже не накопичується в організмі. Саме тому їх необхідно регулярно отримувати з їжею. З біохімічної точки зору найважливішою особливістю водорозчинних вітамінів є те, що більшість з них після активації
Speaker A
перетворюється на коферменти. Іншу групу становлять жирозчинні вітаміни А, D, Еє та К. Для їхнього всмоктування необхідні жири, жовчні кислоти та нормальна робота травної системи. Після всмоктування вони транспортуються в складі ліпопротеїнів і можуть депонуватися головним чином у печінці та жировій тканині. Саме ця
Speaker A
особливість має два важливих клінічних наслідки. З одного боку, запасів жирозчинних вітамінів може вистачити на тривалий час, тому дефіцит зазвичай розвивається повільніше, ніж для водорозчинних. Але з іншого боку надлишкове накопичення цих вітамінів може призводити до розвитку гіпервітамінозів, особливо якщо людина тривалий час
Speaker A
безконтрольовано приймає високі дози препаратів. Функції жирозчинних вітамінів теж дещо відрізняються. Якщо водорозчинні вітаміни працюють переважно як коферменти, то жиророзчинні частіше виконують регуляторні або захисні функції. І якщо порівняти обидві групи вітамінів, то можна побачити чітку закономірність. Водорозчинні вітаміни потребують постійного надходження,
Speaker A
швидко виводяться і рідко викликають токсичні ефекти, то жиророзчинні вітаміни, навпаки, добре запасаються в організмі. Тому їх дефіцит формується повільніше, але ризик гіпервітамінозу значно вищий.
Speaker A
Існує ще одна класифікація з механізмом біологічної дії вітамінів. Вона не пов'язана з хімічною будовою чи фізичними властивостями вітамінів, а показує, яку роль вони виконують в клітині. І за цим принципом умовно можна виділити три основні групи. Першу і найбільшу групу становлять коферментні
Speaker A
вітаміни. Саме вони мають найбільше значення для біохімії. Після надходження в організм ці вітаміни перетворюються на коферменти. А коферменти не каталізують реакції самостійно, але необхідні ферменту для виконання його функції.
Speaker A
Якщо ви пам'ятаєте з лекції про ферменти, коферменти можуть переносити окремі атоми, функціональні групи або електрони між молекулами. Саме завдяки цьому відбуваються реакції окиснення, відновлення декарбоксилування трансмінування карбоксилування та інші. До коферментних належить більшість водорозчинних вітамінів групи Б.
Speaker A
До прикладу, тіамін перетворюється на тіаміндифосфат, рибофлавін на ефементафат, ніацин на надій, наф і так далі. Саме ці вітаміни ми детально розглянемо першими, оскільки вони безпосередньо забезпечують функціонування основних метаболічних шляхів.
Speaker A
Друга група - це антиоксидантні вітаміни. Їх головна функція полягає не в участі у ферментативних реакціях, а в захисті клітин від оксидативного стресу.
Speaker A
Під час нормального клітинного метаболізму постійно утворюються активні форми кислі. Якщо їх накопичується надто багато, вони можуть ушкоджувати мембрани, білки, ДНК та інші клітинні структури. Антиоксидантні вітаміни здатні нейтралізувати ці реактивні молекули.
Speaker A
перериваючи ланцюгові реакції перекисного окиснення. [сопіння] Найважливішими представниками цієї групи є вітаміни С танксидантні властивості проявляють деякі вітаміноподібні речовини, зокрема рудин.
Speaker A
І нарешті, третя група - це гормоноподібні вітаміни. На відміну від коферментів, вони майже не беруть участі у ферментативному каталізі. Їхній механізм дії більше нагадує дію стероїдних або тереоїдних гормонів. Вони проникають у клітину, взаємодіють зі своїми внутрішньоклітинними рецепторами, після чого комплекс зв'язується з ДНК і
Speaker A
змінює експресію генів. У результаті клітина починає синтезувати нові білки, які забезпечують певну фізіологічну відповідь. І найкращим прикладом є вітамін D, активна форма якого кальцитріол практично функціонує як стероїдний гормон і регулює експресію сотень генів, пов'язаних з кальцієво-фосфорним обміном, а також із функціями імунної
Speaker A
системи та процесами клітинної диференціації. Подібні властивості має і ретиноєва кислота, активна форма вітаміну А, котра контролює процеси росту, диференціювання та ембріонального розвитку.
Speaker A
Отже, та сама група сполук, вітаміни може реалізовувати свою дію принципово різними шляхами. Тож на завершення анонс про наступне відео. У наступному відео про вітаміни ми детально розглянемо водорозчинні вітаміни, їхні біологічні функції, коферментні форми та значення для нормального перебігу метаболічних
Speaker A
процесів. Дякую вам за увагу. Yeah.
Topics:вітамінибіохіміякоферментигіповітамінозклінічне значенняметаболізменергетичний обмінактивація вітамінівхарчуванняІрина Фоменко
