Михаил Ермолаев - Биологическая химия

У человека авитаминоз К встречается редко, так как кишечная микрофлора синтезирует этот витамин в достаточном количестве.

Витамин К и его синтетические заменители типа викасола нашли широкое применение при лечении авитаминоза К и различного рода кровотечениях (А. В. Палладин).

Богатыми источниками витамина К являются зеленые листья, ягоды рябины, печень.

При изучении химической структуры и биологического значения витаминов было обращено внимание на ряд веществ, которые имели примерно одинаковую с витамином структуру, но обладали прямо противоположными свойствами.

При введении таких веществ в организме развивалась картина авитаминоза. Эти вещества были названы антивитаминами. Так, антивитамином витамина B 1(тиамина) является окситиамин, а фолиевой кислоты — аминоптерин и т. д.

Механизм действия антивитаминов заключается в том, что они действуют по типу конкурентного торможения (см. Ферменты ). Являясь структурными аналогами витаминов, они замещают витамин в составе кофермента, что вызывает блокирование фермента (фермент теряет свою активность). Последний выключается из реакций обмена веществ (развивается авитаминоз), что в ряде случаев приводит к гибели организма. Такое действие антивитаминов широко используется, когда антивитамины выступают в качестве лекарственных веществ. Например, витамин парааминобензойная кислота необходим для развития кокковых микробов, а его структурный аналог — сульфаниламид как антивитамин вызывает развитие авитаминоза и гибель этих микроорганизмов.

Если витамин К способствует свертываемости крови, то его антивитамин — дикумарол — проявляет обратное действие — понижает процесс свертываемости, поэтому его применяют при лечении тромбофлебитов (закупорка кровеносных сосудов).

Никотиновая кислота оказалась жизненно важным витамином для туберкулезных бацилл, а ее антивитамин — фтивазид — в настоящее время с успехом применяется для лечения туберкулеза и т. д.

Дальнейшее изучение антивитаминов даст в руки врачей новые высокоэффективные лекарственные препараты для строго направленного лечения заболеваний.

1. Что такое витамины?

2. Какие известны виды витаминной недостаточности?

3. Как классифицируются витамины?

4. Каково биологическое значение витаминов?

5. Что является источниками витаминов?

6. Какова потребность в витаминах и от чего она зависит?

7. В состав каких ферментов входят тиамин, рибофлавин, пиридоксол, никотиновая кислота, пантотеновая кислота?

8. Каковы симптомы пеллагры, бери-бери, авитаминоза пиридоксола, злокачественной анемии, цинги?

9. Почему водорастворимые витамины необходимо применять ежедневно?

10. Какова характеристика жирорастворимых витаминов?

11. Каково участие витаминов группы А в процессах обмена веществ?

12. Как участвует витамин А в цикле зрения?

13. Каковы симптомы авитаминоза А?

14. Каково биологическое участие витаминов группы D в обмене веществ?

15. Каковы биохимические основы рахита и принципы его лечения?

16. Какие мероприятия необходимы для профилактики рахита?

17. Что такое антивитамины?

Материальную основу всех жизненных процессов организма составляют тысячи химических реакций, катализируемых ферментами. Значение ферментов очень правильно и образно определил И. П. Павлов , назвав их "возбудителями жизни". Нарушение синтеза какого-либо фермента в стройной системе обменных реакций в организме приводит к развитию заболеваний, которые часто оканчиваются смертью. Например, недостаток у детей фермента, который превращает галактозу в глюкозу, является причиной галактоземии. При этом заболевании дети отравляются избытком галактозы и погибают в первые месяцы жизни. Повышение активности ксантин-оксидазы является причиной подагры. Таких примеров можно привести очень много. Вот почему ферменты представляют собой движущую силу всего того бесконечного разнообразия химических превращений, которые в своей совокупности составляют лежащий в основе жизни обмен веществ. Поэтому изучению ферментов придается такое большое значение. Наука о ферментах составляет важный раздел современной биохимии, а в медицине отчетливо выявляется направление — медицинская ферментология.

Ферментологияили, иначе, этимологияявляется учением о ферментах (энзима!;) — биологических катализаторах белковой природы, образуемых любой живой клеткой и обладающих способностью активировать различные химические реакции, происходящие в организме.

Ферменты нашли широкое применение во многих областях науки и промышленности. За последние годы с помощью высокоочищенных препаратов ферментов удалось расшифровать структуру сложных соединений, входящих в состав организма, в том числе некоторых белков и нуклеиновых кислот.

Ферменты имеют и большое практическое значение, так как многие отрасли промышленности — виноделие, хлебопечение, сыроварение, производство спирта, чая, аминокислот, витаминов, антибиотиков — основаны на использовании различных ферментативных процессов. Поэтому изучение свойств и механизма действия ферментов позволяет химикам создать новые, более совершенные катализаторы для химической промышленности. Действие различных физиологически активных соединений, применяемых в медицине и сельском хозяйстве, — лекарственных веществ, стимуляторов роста растений и др., в конечном счете сводится к тому, что эти вещества активируют или подавляют в организме то или иное звено в обмене веществ, тот или иной ферментативный процесс. Несомненно, изучение закономерностей действия ферментов и влияния на них различных стимуляторов или парализаторов (ингибиторов) имеет первостепенное значение для медицины и сельского хозяйства.

Рис. 34. Центральная роль ферментов и энзимологии в биологии

Круг вопросов, изучаемых ферментологией, весьма широк (рис. 34). Разработка методов выделения и очистки ферментов с целью установления их структуры, исследование процессов образования ферментов в живой клетке, регулирование их действия, роль ферментов в осуществлении различных физиологических функций — вот далеко не полный перечень важнейших биологических проблем, интенсивно изучаемых в настоящее время.

История ферментов уходит в далекое прошлое. Еще на заре развития человеческого общества люди сталкивались с различными ферментативными процессами и использовали их в жизни. Спиртовое и молочнокислое брожение, применение заквасок при приготовлении хлеба, использование сычуга для изготовления сыров и др.- все эти ферментативные процессы хорошо известны с незапамятных времен.