Лучший-Доктор

Аскорбинка и другие

Воскресенье, 23 Ноябрь 2014 17:57

Фолиевая кислота (точнее, ее активная форма, тетрагидрофолиевая кислота) помогает ферментам переносить одноуглеродные фрагменты. Без такого перемещения блоков «молекулярного конструктора», в частности, уридин в составе ДНК не мог бы превратиться в тимин. (Именно поэтому противораковые лекарства блокируют реакцию образования тетрагидрофолата, тем самым останавливая удвоение ДНК и деление клеток опухоли.) Синдром ее нехватки — анемия, потеря веса, общая слабость. Фолиевая кислота содержится в зелени, печени, дрожжах и в мясе. Умеренная форма недостаточности фолиевой кислоты — по некоторым оценкам, самая распространенная в мире.

Зато дефицит биотина и витамина В12, так же, как пантотеновой кислоты и пиридоксина, у людей встречается редко. Биотин (раньше его называли витамином Н) наряду с пантотеновой кислотой участвует в переносе группы СОО-, например, при образовании оксалоацетата из пирувата. (Эта реакция обратная той, что входит в цикл трикарбоновых кислот, — звено противоположно направленной цепочки, накопления живой тканью глюкозы с затратой энергии.) К счастью, этот витамин широко распространен и хорошо усваивается. Исключение связано с яйцами: биотин содержится в их желтках, а в белках есть антидот к нему — авидин, белок, препятствующий всасыванию биотина. При употреблении в пищу сырых яиц биотин желтков не идет впрок. Но в вареном яйце денатурированный авидин теряет способность связывать биотин, поэтому, если человек не питается одним гоголь-моголем, биотиновая недостаточность ему вряд ли угрожает.

 

Витамин В12, или цианкобаламин, помимо сложности своей структуры замечателен тем, что содержит кобальт. Его не синтезируют ни растения, ни животные, а только некоторые виды микроорганизмов — в том числе, обитающие в кишечнике человека. (Так что можно лишь с натяжкой утверждать, что витамин В12 не вырабатывается в нашем организме!) Но если он не всасывается из кишечника, у человека начинается злокачественная анемия, которую лечат инъекциями витамина В12. Все не так страшно, поскольку печень человека умеет запасаться этим витамином в количествах, которых хватает на несколько лет. Он ассистирует в реакциях, связанных с переносом алкильной, карбоксильной, гидроксильной или аминогруппы на соседний атом углерода.

Витамин С — один из самых знаменитых. Взять хотя бы историю его изучения, связанную с великими географическими открытиями. Французская экспедиция на Ньюфаундленд в середине XVI века; кругосветное путешествие Магеллана; покорение Арктики и Антарктики — с этого начинаются рассказы о том, как человечество искало средство от цинги.

Такое средство находили не раз и не раз забывали. Французы на Ньюфаундленде, как писал участник экспедиции Жак Картье, вылечились напитком из коры и листьев сассафраса лекарственного. В 60-х годах XVIII века Джеймс Линд установил, что морякам, страдающим цингой, помогает диета с лимонным соком. А вообще-то одно из первых описаний этой болезни (под названием кровавого илеоса) встречается у Гиппократа: «Изо рта скверно пахнет; десны отделяются от зубов; из ноздрей вытекает кровь. Иногда на ногах развиваются язвы; одни заживают, другие появляются. Цвет черен. Кожа истончается. Больной не расположен ни ходить, ни трудиться». И лекарство отец медицины рекомендовал вполне адекватное: листья дикого огурца и мед в разных видах (последнее, видимо, в качестве общеукрепляющего).

Рисунок 1. Формулы водорастворимых витаминов

Рисунок 2. Формулы жирорастворимых витаминов

Так или иначе, до XX века эффективных противоцинготных средств не было. Аскорбиновую кислоту выделили из лимонного сока лишь в 1932 году. Зато во второй половине века ее прославил на весь мир крупнейший американский биохимик Лайнус Полинг, страстно пропагандировавший сверхдозы аскорбинки как средство и от инфекционных болезней, и от преждевременного старения, и даже от рака. Казалось бы, к концу века про витамин С мы узнали все: но не тут-то было!

Аскорбатион участвует в качестве кофактора в гидроксилировании — фермент присоединяет к молекуле ОН-группу, а аскорбат при этом окисляется до дегидроаскорбата. Именно эта реакция важна для синтеза соединительной ткани у позвоночных: при окислении пролина до оксипролина в белке коллагене. А коллаген — это кожа, кости, зубы, сосуды, сердце, стекловидное тело глаза... Остановка этой реакции приводит к прекращению регенерации всех этих тканей, что как раз и дает цингу. Полинг также указывал, что аскорбат способствует превращению лизина в карнитин, который необходим для мышечных сокращений (отсюда быстрая утомляемость при дефиците витамина С), а также участвует в гидроксилировании вредных веществ. Повышение иммунитета, противовоспалительный и прочие чудодейственные эффекты аскорбинки не раз наблюдались в экспериментах, однако тут еще много простора для детальных исследований.

Привычное заклинание мам и врачей: «Ешь фрукты и овощи, в них витамины» — в первую очередь относится к аскорбиновой кислоте. Больше всего ее в цитрусовых, помидорах, ананасах, а если выбирать что дешевле — то в смородине и капусте, особенно квашеной. Но в отличие ранее от большинства витаминов, о которых шла речь, ее почти нет в мясе, яйцах, рыбе, совсем нет в высушенных зернах злаков. К тому же витамин С разрушается при термообработке. У многих животных аскорбиновая кислота синтезируется в организме, но у человека — увы. Видимо, наши предки не страдали от мутаций в соответствующих генах, поскольку никогда не испытывали дефицита витамина С — ведь растительность занимала основное место в их рационе. Но цивилизация и тут все переменила...

К витаминам причисляют также биофлавоноиды, или витамины Р, или капилляроукрепляющие витамины — рутин, гесперидин, катехины. Они активны в присутствии аскорбинки и часто содержатся в тех же продуктах, что и она (например, в смородине). Известный всем препарат аскорутин — это как раз и есть аскорбинка плюс рутин.

Жирорастворимые витамины — A, D, Е, К — имеют несколько примечательных особенностей. Во-первых, они могут давать серьезные осложнения, если их принимать в больших дозах. Водорастворимые витамины выводятся из организма с мочой, если их доза избыточна, а с жирорастворимыми этот фокус не проходит. Известны случаи, когда полярники умирали от гипервитаминоза А, съев печень белого медведя. Дело в том, что печени позвоночных животных в холодных арктических районах накапливают особенно много этого витамина.

Во-вторых, все жирорастворимые витамины (кроме группы D) представляют собой полимеры изопрена, того самого, из которого получается каучук. Хорошо видны изопреновые мономеры в молекуле витамина А и его предшественника пигмента -каротина, который придает оранжевый цвет и полезные свойства обыкновенной моркови (а также многим другим желтым фруктам и овощам, от абрикосов до перцев и батата). Витамины А (ретинол, от retina — «сетчатка глаза») и А2 содержатся в печени рыб: первый — у морских, второй — у пресноводных.

Альдегид витамина А, ретиналь, в комплексе с белком опсином дает родопсин, содержащийся в зрительных палочках. При хронической нехватке в питании витамина А и каротина у человека начинается ксерофтальмия (сухость глаз) и ксеромаляция (избыточное образование кератина в коже и роговице глаз). Такие страшные заболевания характерны для слаборазвитых тропических стран, а в более развитых чаще встречаются ранние стадии, сопровождающиеся снижением остроты ночного зрения. Причина его — в недостатке родопсина. Считается также, что недостаток витамина А уменьшает устойчивость тканей к инфекциям. На всякий случай еще раз напомним: гипервитаминоз А приводит к существенно более тяжелым последствиям, чем гиповитаминоз, так что принимать витаминные препараты следует строго по указаниям на этикетке. А лучше всего — есть больше морковки, она гипервитаминоза не дает.

Витамин D3 (холекальциферол) образуется в коже человека и животных из неактивного предшественника под действием ультрафиолетового света, он содержится также в печени рыб. В печени и почках человека D3 гидроксилируется в два этапа, и получается гормон 1,25-дигидроксикальциферол, который регулирует кальциевый обмен. Симптом нехватки — рахит у детей, а у взрослых — остеомаляция. Особенно неприятные последствия нехватка витамина D3 может вызвать у немолодых женщин и будущих мам. Жутковатая примета «плюс один ребенок — минус один зуб», к несчастью, биохимически оправдана: развивающийся плод для своего роста использует кальций из организма матери, а отражается это в первую очередь на зубах. Чтобы такого не случилось, не забывайте гулять, а для надежности — принимайте витамины, только опять же не переборщите. Витамин D2 (эргокальциферол) получают в промышленных масштабах, облучая ультрафиолетом эргостерол дрожжей. А что касается воспетого детскими поэтами рыбьего жира — сейчас не XX век, можно купить его в виде гелевых капсул, так что знаменитого вкуса даже и не почувствуете.

Дефицит витаминов Е и К наблюдается крайне редко. В группу витамина Е входят -, - и -токоферол; особое значение имеет первый из них. Токоферолы содержатся в растительных маслах, много их в любимых диетологами семенах пшеницы. Да и в самом обычном рационе их содержание, как правило, не бывает меньше нормы. При недостатке его у животных, помимо шелушения кожи и утомляемости, развивается стерильность. Этот витамин часто прописывают беременным, хотя до сих пор не ясно, за счет чего он влияет на репродуктивную функцию. Но вреда от этого уж точно нет: даже в больших дозах он не так опасен, как другие жирорастворимые витамины. Вероятно, токоферол защищает липиды клеточных мембран от окисления и разрушения.

Витамин К, как и В12, синтезируют бактерии кишечника. Если нарушено его всасывание, то нарушается свертывание крови. Этот витамин входит в состав фермента, который навешивает карбоксильную группу на «хвост» нескольким остаткам глутаминовой кислоты в белке протромбине. Только после этого он превращается в тромбин — активный фермент, способный, в свою очередь, превратить фибриноген в фибрин. Не будет витамина К — не остановится кровь после пореза. Поэтому его прописывают новорожденным, больным до и после операции на печени или желчном пузыре. К1, или филлохинон (с более короткой изопреноидной цепью), обнаружен у растений, менахинон К2 — у животных.

На этом кончается очень краткий перечень витаминов и их биохимических свойств — и начинаются настоящие проблемы. Например, как физиологи определяют суточные дозы потребления витаминов и какие дозы самые «правильные»? В чем разница между дорогими и дешевыми витаминными препаратами? Может ли современный человек так организовать свое питание, чтобы все необходимые витамины получать с пищей? Чего мы еще не знаем о реакциях с их участием?.. Не знаем многого. Но о том, что знаем, полезно вспоминать каждый день — в столовой, в магазине, на кухне у холодильника. Не так уж трудно поджарить кусок печенки вместо сосиски и приготовить салатик. Особенно летом.

По материалам журнала «Химия и жизнь — XXI век»
Автор: Котина Е.
Источник: Журнал «Провизор»

Авторы: Котина Е.