Витамин А и его предшественники. Кормовые источники.Биологическая функция

 

«кафедра органической и биологической химии»

 

Реферат на тему: «Витамин А и его предшественники. Кормовые источники. Биологическая функция»

 

 

 

                                                                 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        

 

 

                                                                     Санкт-Петербург 2013год        

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3стр

Каротин Жизненно Важный Предшественник

 Витамина А……………………………………………………………………3 стр

Витамин А .Строение и свойства……………………………………..4стр

Роль и значение витамина А в организме человека и животных…………………………………………………………………………..8стр

Источники витамина А………………………………………………………9стр

Гипо- и гипервитаминозы витамина А……………………………10стр

Избыток витамина А в организме……………………………………10стр

Источники витамина А……………………………………………………10стр

Гипо- и гипервитаминозы витамина А……………………………11стр

Избыток витамина А в организме……………………………………12стр

Заключение…………………………………………………………………………..1389999999999пог0121дж76г31+ро63 г.

Две группы ученых, Мак-Коллут, Дэвис и сотрудники и Осборн и сотрудники, независимо друг от друга, после серии исследований пришли к выводу, что сливочное масло и желток куриного яйца содержат вещество, связанное с липоидами, необходимыми для роста животных. В 1914 г. они показали, что в сливочном масле содержится активное начало, которое не разрушается при действии щелочей и при омылении остается в неомыляемой фракции. Указанное неизвестное вещество было условно обозначено как «растворимый в жирах А фактор» и по предложению Дриммонда (DrummondJ.) в 1916 г. переименовано в витамин А.

В период первой мировой войны было установлено, что кератофтальмия, развивающаяся у человека — результат отсутствия сливочного масла в диете.

В 1921 г. Стинбокк (Steenbock H.) описал авитаминоз А при котором характерны задержка роста, заболевания глаз (ксерофтальмия), а также повышенная восприимчивость к инфекции.

Витамин А включает ряд близких по структуре соединений: ретинол, дегидроретинол, ретиналь, ретинолевую кислоту, эфиры этих веществ и их пространственные изомеры. Содержащиеся в растениях и животных продуктах А-провитамины — каротины (α-, β-, γ-изомеры) — превращаются в организме в витамин А. впервые они были выделены из моркови, с чем и связано их название (Carota (лат.) — морковь). Каротин был открыт в 1831 г., а в 1907 г. Вильштеттером WillstetterR.) были впервые описаны его свойства.

Наиболее распространенным и активным является β-каротин. Ферментативное расщепление (гидролиз) в стенках кишечника одной его молекулы приводит к образованию двух молекул витамина А. Из α- и γ-каротинов образуется лишь по одной молекуле витамина А. В животных продуктах витамин А содержится в виде эфирпальмитата.

 

Каротин Жизненно Важный Предшественник Витамина А

Довольно часто при употреблении определенных продуктов растительного  происхождения люди отмечают, что  такая пища исключительно богата каротином, поэтому очень полезна. Но не все знают, что представляет из себя это важное для нормальной жизнедеятельности человека вещество. Каротин относится к классу каротиноидов, имеет желтый или оранжевый пигмент. Это соединение способно превращаться в организме человека в необходимый для жизни витамин А, являясь его предшественником. Вообще, существует около тысячи каротиноидов, но провитаминной активностью обладают только 4 формы: альфа-каротин, бета-каротин, гамма-каротин, дельта-каротин. Самыми важными из этих четырех форм считаются альфа- и бета-каротин, обладающие ярко выраженными антиоксидантными свойствами.

Пополнению этих жизненно необходимых  элементов способствуют привычные  и доступные всем овощи: морковь, томаты, свекла, тыква, кабачки, шпинат, брокколи, щавель и другие. Поступающий  с пищей каротин используется организмом человека для синтеза  витамина А (ретинола). Он всасывается в тонком кишечнике, одна часть этого соединения разрушается в желудочно-кишечном тракте, другая переносится кровью в печень, где откладывается уже в виде ретинола. В печени человеческого организма находится 90% всего запаса витамина А.

Общеизвестно, что каротиноиды, как предшественники витамина А, необходимы для нормального функционирования органов зрения. Недостаток этих веществ довольно часто приводит к авитаминозу, проявляющемуся в снижении всех обменных процессов. При этом прекращается нормальная функция эпителия слезных желез, в результате развивается сухость глаз, часто приводящая к серьезному заболеванию – конъюнктивиту. Прогрессирование болезни может привести к размягчению и некрозу роговицы, а в дальнейшем к полной потере зрения. Также, при дефиците каротиноидов может возникнуть недостаток зрительного восприятия в темное время суток. Такое заболевание называется гемералопией, или «куриной слепотой», поэтому людям, нуждающимся в повышенной остроте зрения при работе в сумерках (шоферы, машинисты, летчики), крайне важно употреблять достаточное количество пищи, богатой каротином. Также, рекомендуется увеличить потребление продуктов, содержащих это соединение, рабочим на производствах с вредными условиями труда, где может происходить раздражение слизистой оболочки глаз.

Вообще, недостаток каротиноидов довольно серьезно влияет на любые слизистые оболочки организма. Ороговение слизистой полости рта ведет к появлению ощущения сухости, изменение слизистых оболочек мочевых путей – к воспалению мочевого пузыря, дыхательных путей – к бронхиту, желудочно-кишечного тракта – к гастриту. Постоянное поступление каротина в организм очень важно для того, чтобы предотвратить проницаемость болезнетворных микробов и увеличить сопротивляемость человека к различным инфекциям.

Последние исследования ученых подтверждают мощный антиоксидантный эффект каротиноидов, способствующий снижению риска развития онкологических и других заболеваний, связанных с повышенной экологической нагрузкой на человека. Особенно из семьи каротиноидов выделяются альфа-каротин и бета-каротин, которые защищают клетки организма от повреждений, вызванных свободными радикалами. Еще одним важным фактором действия этих каротиноидов является их способность повышать общую сопротивляемость организма к возникновению острых респираторных инфекций и других простудных заболеваний. Кроме того, эти соединения способствуют выработке половых гормонов мужского и женского организма, необходимых для поддержания репродуктивной функции.

Таким образом, значение каротиноидов для полноценного здоровья человека трудно переоценить, поэтому необходимо постоянно употреблять растительную пищу, богатую этими соединениями. Ведь каротин усиливает остроту зрения, сдерживает обострение заболеваний органов дыхания и мочевыделительной системы, нормализует функцию предстательной железы, способствует устранению старческих пигментных пятен, чем предупреждает преждевременное старение. Альфа- и бета-каротин предотвращают раковые болезни, оказывают замечательный лечебный эффект при гастрите, язве желудка и двенадцатиперстной кишки, способствуют выздоровлению после оперативных вмешательств.

 

α-Каротин

 

Витамин А .Строение и свойства.

ВИТАМИН А-группа природных соединений . Кристаллические вещества, не растворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях. Разлагаются при взаимодействии с О2. Склонны к цис-транс-изомеризации, особенно по связям 11 и 13. Важнейшие представители: ретинол (витамин А1, витамин А1-спирт, эксерофтол; формула II, R = = СН2ОН), ретиналь (ретинен, ретинальдегид, витамин A1-альдегид; II, R = СНО) и ретиноевая кислота (витамин А2, II, R == СООН). У всех соединений, кроме 11-цис-ретиналя, присутствующего в сетчатке глаз, все двойные связи имеют транс-конфигурацию.

 

В организме в результате действия фермента 15,15-оксигеназы на  каротин (главный провитамин витамина А; III) образуются две молекулы ретиналя. Незначительная часть его окисляется до ретиноевой кислоты, которая поступает в кровоток, а основная часть восстанавливается до ретинола. Последний этерифицируется пальмитиновой или другими высшими жирными кислотами и депонируется в печени. В результате последующего гидролиза эфиров свободный витамин секретируется из печени в кровоток. Там он образует комплекс со специфическим ретинолсвязывающим белком (мол. м. 22000), который обеспечивает его солюбилизацию, защиту от окисления и направленный перенос в ткани. Связанный ретинол в отличие от свободного не обладает мембранолитическим действием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ, ВХОДЯЩИХ В  ГРУППУ ВИТАМИНА А

Витамин А включает ряд близких по структуре соединений:

·  ретинол (витамин А-спирт, витамин А1, аксерофтол);

·  дегидроретинол (витамин А2);

·  ретиналь (ретинен, витамин А-альдегид);

·  ретинолевая кислота (витамин А-кислота);

·  эфиры этих веществ и их пространственные изомеры.

триметилциклогексен-5-ил-6)-нонатетраен-7,9,11,13-ол) — жирорастворимый витамин, антиоксидант. В чистом виде нестабилен, встречается только в продуктах животного происхождения. Поэтому производится и используется в формах ретинола ацетата и ретинола пальмитата. Был открыт в 1913 году двумя независимыми группами ученых (Мак-Коллут — Дэвис и Осборн). Стал первым из открытых витаминов, поэтому его соединение стало обозначаться буквой A в соответствии с алфавитной номенклатурой.

Ретинол является жирорастворимым, поэтому для его усвоения пищевым трактом требуются жиры, а также минеральные вещества. В организме его запасы остаются достаточно долго, чтобы не пополнять его запасы каждый день. Существует две формы этого витамина: это готовый витамин А (ретинол) и провитамин А (каротин), который в организме человека превращается в витамин A, поэтому его можно считать растительной формой витамина A. Витамин A имеет бледно-желтый цвет, который образуется из красного растительного пигмента бета-каротина.

Каротин, впервые был выделен  из моркови (от лат. carota – морковь). Известны 3 типа каротинов: α-, β- и γ-каротины, отличающиеся друг от друга химическим строением и биологической активностью. Наибольшей биологической активностью обладает β-каротин, поскольку он содержит два β-иононовых кольца и при распаде в организме из него образуются две молекулы витамина А.

 

 

 

При окислительном распаде α- и  γ-каротинов образуется только по одной молекуле витамина А, поскольку эти провитамины содержат по одному β-иононовому кольцу. Расщепление каротинов на молекулы витамина А происходит преимущественно в кишечнике под действием специфического фермента β-каротин-диоксигеназы (не исключена возможность аналогичного превращения и в печени) в присутствии молекулярного кислорода. При этом образуются 2 молекулы ретиналя, которые под действием специфической кишечной редуктазы восстанавливаются в витамин А. Степень усвоения каротинов и свободного витамина А зависит как от содержания жиров в пище, так и от наличия свободных желчных кислот, являющихся абсолютно необходимыми соединениями для процесса всасывания продуктов распада жиров.

Более подробно выяснено значение витамина А в процессе свето-ощущения. В этом важном физиологическом процессе большую роль играет особый хромолипопротеин – сложный белок родопсин, или зрительный пурпур, являющийся основным светочувствительным пигментом сетчатки, в частности палочек, занимающих ее периферическую часть. Установлено, что родопсин состоит из липопротеина опсина и простети-ческой группы, представленной альдегидом витамина A1(ретиналь); связь между ними осуществляется через альдегидную группу витамина и свободную ε-NH2-группу лизина молекулы белка с образованием шиффова основания. На свету родопсин расщепляется на белок опсин и ретиналь; последний подвергается серии конформационных изменений и превращению в транс-форму. С этими превращениями каким-то образом связана трансформация энергии световых лучей в зрительное возбуждение – процесс, молекулярный механизм которого до сих пор остается загадкой. В темноте происходит обратный процесс – синтез родопсина, требующий наличия активной формы альдегида – 11-цис-ретиналя, который может синтезироваться из цис-ретинола, или транс-ретиналя, или транс-формы витамина А при участии двух специфических ферментов – дегидрогеназы и изомеразы. Более подробно цикл превращений родопсина в сетчатке глаза на свету и в темноте можно представить в виде схемы:

Таким образом, под действием кванта света родопсин через ряд промежуточных  продуктов («оранжевый» и «желтый» белки) распадается на опсин и алло-транс-ретиналь, представляющий собой неактивную форму альдегида витамина А. Имеются сведения, что алло-транс-ретиналь может частично превращаться в активный 11-цис-ретиналь под влиянием света (на схеме – пунктирная стрелка). Однако главным путем образования 11-цис-ретиналя является ферментативное превращение транс-формы витамина А в цис-форму (под действием изомеразы) и последующее окисление ее при участии алкогольдегидрогеназы.

Следует отметить, что подобные зрительные циклы имеют место как в палочках, так и в колбочках. Показано, что сетчатка содержит 3 типа клеток-колбочек, каждый из которых наделен одним из трех цветочувствительных пигментов, поглощающих синий, зеленый и красный свет соответственно при 430, 540 и 575 нм. Оказалось, что все 3 пигмента, получившие название иодопсинов, также содержат 11-цис-ретиналь, но различаются по природе опсина (колбочные типы опсина). Некоторые формы цветовой слепоты (дальтонизм) вызваны врожденным отсутствием синтеза одного из 3 типов опсина в колбочках или синтезом дефектного опсина (люди не различают красный или зеленый цвет).

 

 

Роль и значение витамина А в организме человека и животных.

1. Витамин А участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуляции синтеза белков, способствует нормальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран, играет важную роль в формировании костей и зубов, а также жировых отложений; необходим для роста новых клеток, замедляет процесс старения.

2. Витамин А поддерживает ночное зрение путём образования пигмента, называемого родопсин, способного улавливать минимальный свет, что очень важно для ночного зрения. Он также способствует увлажнению глаз, особенно уголков, предохраняя их от пересыхания и последующего травмирования сетчатки.

3. Витамин А необходим для нормального функционирования иммунной системы и является неотъемлемой частью процесса борьбы с инфекцией. Применение ретинола повышает барьерную функцию слизистых оболочек, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов и других факторов неспецифического иммунитета. Витамин А защищает от простуд, гриппа и инфекций дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевых путей. Наличие в крови витамина А является одним из главных факторов, ответственных за то, что дети в более развитых странах гораздо легче переносят такие инфекционные заболевания как корь, ветряная оспа, тогда как в странах с низким уровнем жизни намного выше смертность от этих «безобидных» вирусных инфекций. Обеспеченность витамином А продлевает жизнь даже больным СПИДом.