Материал: Биомолекулы. свойства, роль в биохимии человека, технологии получения. Хорохордина Е.А., Рудаков О.Б

Симптомы и лечение витаминной недостаточности зависят от того, какого витамина не хватает организму. Авитаминоз В₁ вызывает заболевание, полу­чившее название болезнь «бери-бери», проявляющуюся во множественном воспалении нервов –полиневрите. Оно выражается в прогрессирующем разрушении нервных окончаний и проводящих пучков, следствием чего являются потеря кожной и мышечной чувствительности, нарушения деятельности сердца и нормальной моторики желудочно-кишечного тракта; в конце концов наступает паралич и смерть. При авитаминозе В₁ в больших количествах образуется продукт неполного распада углеводов – пировиноградная кислота, являющаяся сильным ядом для нервов. По этой причине ощущаются боли в утомленных мышцах. Витамин В₁ назначают также при язвенной болезни, гастритах, профессиональных интоксикациях, заболеваниях печени, сердца, спазмах сосудов, диабете. В отсутствие витамина В₂ (рибофлавина) поражаются глаза, слизистая рта, останавливается рост, выпадают волосы, нарушается синтез гемоглобина. Витамин В₂ используют при экземе, плохо заживающих ранах и трофических язвах, заболеваниях пищеварительного тракта и др.

При недостаточности витамина В₃ возникает слабость, головокружение, быстрая утомляемость, расстройство движений и обмена. Витамин В₃ (пантотеновая кислота) назначают при полиневритах, при кишечной атонии, бронхитах, бронхопневмониях, аллергических заболеваниях и пр.

При авитаминозах В₆ и В₁₂ ослабевает кроветворная функция, развивается анемия. Витамин В₆ (пиридоксин) широко распространен в различных продуктах, и обычно В₆-авитаминоз не наблюдается.

Применяют его при заболеваниях нервной системы, пищеварительного тракта, кожных болезнях. Витамин В₁₂ (цианкобаламин) так же, как В_с (фолиевая кислота), оказывает лечебное действие при различных анемиях, лучевой болезни, заболеваниях нервной системы.

При авитаминозе А нарушается темновая адаптация, возникает так называемая «куриная слепота», развивается сухость, конъюнктивы. Также наблюдаются шелушение и бледность кожи, ороговение волосяных фолликулов; атрофия потовых и сальных желез, склонность к гнойничковым заболеваниям кожи, инфекционным поражениям систем дыхания, мочеотделения, пищевари­тельного тракта, общее недомогание, слабость. У детей – задержка роста и развития, неврологические нарушения, снижается иммунитет.

Авитаминоз D приводит к расстройству фосфорно-кальциевого обмена. Развиваются утомляемость, боль в области костей, в мышцах, нарушения чувствительности кожи, также прогрессирует кариес. У детей – рахит.

Авитаминоз С приводит к цинге, которая развивается в течение 3-6 месяцев. Наблюдаются потеря веса и аппетита, слабость, анемия, рыхлость десен, расшатывание зубов, кровоточивость слизистых оболочек и подкожные кровоизлияния, желудочно-кишечные расстройства, отечность и напряженность икроножных мышц. Часто отмечается слабая лихорадка, появление крови в моче, отеки в области голеностопных суставов и одышка. Падает сопротивляемость инфекциям. Предотвратить развитие авитаминоза можно грамотным питанием. Нельзя питаться одной картошкой и макаронами. Без жиров и белка невозможно нормальное функционирование организма высших млекопитающих. Энергетиче­ская ценность равнозначного количества мяса в 10 раз выше, чем растительной пищи, а усваивается оно легче. Витамины в легко усваиваемой форме содержатся во фруктах и овощах. Полезны также домашние заготовки: варенье, компоты, квашеная капуста. Много витаминов содержат растительные масла. Кроме того, в них имеются незаменимые аминокислоты.

Витаминоподобные вещества

Витаминоподобные вещества близки к обычным витаминам и необходимы организму в сравнительно малых количествах. Несмотря на это, они обладают достаточно сильным воздействием на организм человека - усиливают действие основных витаминов и микроэлементов. Их основное отличие от классических витаминов состоит в том, что недостаток витаминоподобных веществ не приводит к патологическим изменениям организма, как это происходит при нехватке микро- и макроэлементов [6]. Витаминоподобные вещества безвредны и обладают низкой токсичностью. В натуральных продуктах питания витаминоподобные вещества содержатся в достаточном количестве, но, тем не менее, из-за низкого качества продуктов в настоящее время многие испытывают их дефицит. Поэтому их часто можно встретить во многих биологически активных добавках. Инозитол  – шестиатомный спирт циклогексана. Несмотря на сходство с сахаридами, инозитол по химической природе не является углеводом, он практически безвкусный, слегка сладкий. Инозитол называли витамином В₈, однако было доказано, что около 3/4 суточной потребности инозитола вырабатывается самим организмом, поэтому инозитол относят к витаминоподобным веществам. Норма потребления 500 мг в сутки. Инозитол особенно хорошо усваивается в сочетании с витамином E. Содержится в дынях, капусте, моркови, картофеле, свекле, помидорах, клубнике, особенно много в проросшей пшенице [14].

Контрольные вопросы

1. Дайте определение витаминам.

2. На какие две группы можно классифицировать витамины?

3. Приведите пример водорастворимого витамина и дайте его характеристику.

4. Приведите пример жирорастворимого витамина и дайте его характеристику.

5. Что такое авитаминоз?

2. Биохимия человека

После того как мы рассмотрели основные биомолекулы и их участие в метаболических процессах в организме человека, остановимся на том, как этот сложно устроенный организм обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов путем усвоения питательных веществ.

2.1. Питание человека

Формирование современных научных представлений о питании человека можно считать одним из важнейших достижений биохимии, поскольку они послужили спасению огромного числа человеческих жизней. Еще не так давно такие болезни, как пеллагра, бери-бери и рахит, были широко распространены во многих странах. Сейчас этих болезней уже нет, и мы знаем, как полностью исключить возможность их появления. Вместе с тем хорошо известно, что в настоящее время примерно одной восьмой части населения земного шара пищи не хватает.

Парадоксально, что при этом многие в большинстве развитых стран страдают из-за неправильного питания, обусловленного не недостатком пищи, а перееданием и несбалансированностью диеты. Одна из наиболее важных задач биохимии заключается в предоставлении людям достоверной, научно обоснованной информации о питании, которая рассеяла бы иррациональные народные поверья и объяснила бы порочность извращений и шарлатанства в этой области [14].

Все жизненные процессы в организме человека находятся в большой зависимости от того, из чего составляется его питание с первых дней жизни, а также от режима питания. Всякий живой организм в процессе жизнедеятельности непрерывно тратит входящие в его состав вещества. Значительная часть этих веществ «сжигается» (окисляется) в организме, в результате чего освобождается энергия. Эту энергию организм использует для поддержания постоянной температуры тела, для обеспечения нормальной деятельности внутренних органов (сердца, дыхательного аппарата, органов кровообращения, нервной системы и т.д.) и особенно для выполнения физической работы. Кроме того, в организме постоянно протекают созидательные, так называемые пластичные процессы, связанные с формированием новых клеток и тканей. Для поддержания жизни необходимо, чтобы все эти траты организма полностью возмещались. Источником такого возмещения являются вещества, поступающие с пищей. Полноценный рацион должен содержать пять основных компонентов: источники энергии, незаменимые аминокислоты, витамины, незаменимые жирные кислоты, неорганические элементы, причем вещества каждого из них играют особую роль (табл. 8).

Таблица 8

Питательные вещества, необходимые человеку*

*Вода, хотя и не является питательным веществом в прямом смысле слова, конечно, также необходима человеку для восполнения потерь, обусловленных потоотделением, дыханием и мочеиспусканием.

Потребность как в общем количестве пищи, так и в отдельных пищевых веществах зависит у детей в первую очередь от возраста, а у взрослых  – от вида труда и условий жизни. Чтобы полнее удовлетворить эту потребность организма, необходимо знать, какое количество энергии расходуется им в сутки. Установлено, что образующаяся в организме энергия в конечном итоге выделяется в виде тепла. Поэтому по количеству освобождаемого в организме тепла можно определять и его энергетические затраты.

Роль углеводов в питании. Углеводы являются наиболее распро­страненными питательными веществами; в результате их окисления в организ­ме человека образуется основная часть энергии. Они служат также предшественниками в биосинтезе многих компонентов клеток.

Источниками углеводов в питании служат главным образом продукты растительного происхождения – хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Из продуктов животного происхождения углеводы содержаться в молоке (молочный сахар). Пищевые продукты содержат различные углеводы. Крупы, картофель содержат крахмал – сложное вещество (сложный углевод), нерастворимое в воде, но расщепляющееся под действием пищеварительных соков на более простые сахара. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержатся в виде различных более простых сахаров – фруктовый сахар, свекловичный сахар, тростниковый сахар, виноградный сахар (глюкоза) и др. Эти вещества растворимы в воде и хорошо усваиваются в организме. Растворимые в воде сахара быстро всасываются в кровь. Целесообразно вводить не все углеводы в виде сахаров, а основную их массу вводить в виде крахмала, которым богат, например, картофель. Это способствует постепенной доставке сахара тканям. Непосредственно в виде сахара рекомендуется вводить лишь 20-25 % от общего количества углеродов, содержащихся в суточном рационе. В это число входит и сахар, содержащийся в сладостях, кондитерских изделиях, фруктах и ягодах [14, 15].

Если углеводы поступают с пищей в достаточном количестве, они откладываются главным образом в печени и мышцах в виде особого животного крахмала – гликогена. В дальнейшем запас гликогена расщепляется в организме до глюкозы и, поступая в кровь и другие ткани, используется для нужд организма. При избыточном же питании углеводы переходят в организме в жир. К углеводам обычно относят и клетчатку (оболочку растительных клеток), которая мало используется организмом человека, но необходима для правильных процессов пищеварения.

Роль белков в питании. Поступающие с пищей белки выполняют три основные функции. Во-первых, они служат источником незаменимых и заменимых аминокислот, которые используются в качестве строительных блоков в ходе биосинтеза белка не только у новорожденных и детей, но и у взрослых, обеспечивая постоянное возобновление и кругооборот белков. Во-вторых, аминокислоты белков служат предшественниками гормонов и многих других биомолекул. И, в-третьих, окисление углеродного скелета аминокислот вносит хотя и небольшой, но важный вклад в ежедневный суммарный расход энергии.

Источниками белков в питании являются пищевые продукты животного и растительного происхождения: мясо, молоко, рыба, яйца, хлеб, крупа, а также овощи и фрукты. По своему химическому составу и по питательной ценности белки неодинаковы. Составными частями белков являются более простые химические соединения – аминокислоты, от количества которых и от их сочетания друг с другом зависит питательная ценность белка [16].

Наиболее полноценными белками являются белки продуктов растительного происхождения. Но и среди продуктов растительного происхождения имеются источники достаточно ценных белков. Так, крупы содержат от 6 до 16 % белков, причем наиболее ценные белки содержатся в гречневой крупе, в овсянке, рисе и некоторых бобовых, особенно в сое. В овощах и фруктах всего 1,2 - 1,5 % белков, но при достаточном потреблении овощей и картофеля и эти белки имеют значение в питании человека. Белки картофеля и овощей, особенно капусты, содержат жизненно необходимые аминокислоты в таких же соотношениях, как белки животного происхождения. Таким образом, чем разнообразнее продукты питания человека, тем больше он получит с пищей белков достаточно высокого качества, а следовательно, и достаточное количество жизненно необходимых аминокислот.