Жирорастворимые витамины
Содержание
Введение
Биологическая
роль витаминов.
Развитие
гиповитаминозов у с/х животных
Классификация
витаминов:
Жирорастворимые
витамины:
Витамин
А (ретинол) – антиксерофтальмический.
Витамины
группы D – (кальциферолы) –
антирахитические витамины.
Витамин
Е (токоферол) – антистерильный витамин, антиоксидант.
Витамин
К (филлохинон) – антигеморрагический
Витамин
Q (убихинон)
Витамин
F (ненасыщенные жирные кислоты)
Список
использованной литературы
Введение
Витамины
– это низкомолекулярные органические вещества различной химической структуры, обладающие
разнообразным спектром физиологического действия.
«Vita»
- жизнь, «amin» - азот, то есть это
жизненно необходимые азотсодержащие вещества. Но сейчас уже известно, что не
все витамины содержат азот, азот содержат только витамины группы В.
Впервые
витамины были открыты русским ученым Н.И. Лужиным в 1881 году в опытах на
мышах. Он установил, что мыши, получавшие диету, состоящую из отмытого казеина,
сахара, растительного масла и солей, погибали. Мыши, которым давали натуральное
молоко, развивались нормально. На основании этого был сделан вывод, что в
молоке имеются дополнительные питательные вещества, отсутствие которых приводит
к гибели мышей. Затем, ряд ученых подтвердили опыты Лужина. Польским ученым Фуком
в 1912 году был выделен и изучен витамин В1, который содержал
аминогруппу, поэтому им и было предложено название «витамины». В дальнейшем оказалось,
что многие вещества этого класса не имели аминогрупп, что не отвечало их
названию, но те не менее этот термин вошел в науку. В виду того, что химическая
структура индивидуальных витаминов первоначально не была известна, их стали
обозначать буквами латинского алфавита: А, В, С, Dя
и тд. Создана специальная наука – витаминология.
Биологическая
роль витаминов
1.Витамины
входят в состав коферментов, то есть являются небелковыми компонентами сложных
ферментов (витамины группы В),
2.Стимулируют
биосинтез физиологически активных белков (витамины А, группы D,
К и др.),
3.Катализируют
окислительно – восстановительные реакции (витамины А, С,Q),
4.Учасвуют
в образовании клеточных гормонов (витамины группы F)
Витамины
поступают в организм в минимальных количествах (100-200 мг – ежедневно для
человека), поэтому не являются энергетическим материалом, не идут на построение
тканей организма, но являются физиологически активными веществами. Большинство
витаминов не образуется в организме и должно поступать с кормом.
Развитие
гиповитаминозов у с/х животных
Гиповитаминозы
– это заболевания, связанные с недостатком витаминов организме. Отсутствие тех
или иных витаминов – авитаминоз. При избыточном поступлении витаминов с
рационом возникают – гипервитаминоз, болезни связанные с избытком витаминов. В
практике животноводства обычно наблюдаются гиповитаминозы.
Причинами
гиповитаминозов являются:
1.Отсутствие
и недостаток витаминов в кормах,
2.Нарушние
усвояемости витаминов в организме, что наблюдается при заболевании желудочно – кишечного
тракта, где происходит всасывание, поэтому витамины выводятся из организма.
Витамины, растворимые в жирах, всасываются в кишечнике при достаточном
количестве желчи в его полости. Поэтому при болезнях печени, закупорке желчных
протоков, а также при дефиците жиров в рационе жирорастворимые витамины плохо
всасываются.
3.Нарушение
биосинтеза витаминов в пищеварительном тракте и тканях организма. В
пищеварительном тракте синтезируются витамины группы В, Е, К; в тканях –
витамины группы С, В5(РР), триптофан, витамин А(из каротина), D3(в
подкожной клетчатке).
Основное
условие для предотвращения гиповитаминозов - правильная заготовка кормов, обеспечение
сеном (не пересушивать сено).
Классификация
витаминов
В
зависимости от растворимости витамины делятся на две группы:
1.
Растворимые в жирах или жирорастворимые (A,D,E,K,Q,F);
2. Растворимые в воде или водорастворимые (витамины группы В, С, Н, фолиевая
кислота и др.)
Жирорастворимые
витамины
Витамин
А (ретинол) – антиксерофтальмический.
Изучение
начато в 1909 году, а открыт он в 1933 году.
Химическая
природа. Витамин А является циклическим ненасыщенным
одноатомным спиртом.
СН3
СН3
С СН3 СН3
Н2С С
– СН = СН – С = СН – СН = СН – С = СН – СН2ОН
Н2С С – СН3
Ретинол
СН2
Если
вместо группы ОН будет альдегидная группа – СН = О, то будет ретиналь. Боковая
цепь может находиться в цис – и транс – положениях.
Биологическая
роль витамина А:
1.Витамин
А принимает участие в зрительных процессах. В виде альдегидного производного
(ретиналя) он входит в состав сложного белка родопсина – зрительного пурпура
палочек сетчатки глаза. Родопсин воспринимает зрительные импульсы, свет, в
основном УФ и синие лучи. При поглощении свет в родопсине цис- ретиналь
изолируется в транс – ретиналь. Этот переход подается нервным окончаниям, а те
в зрительные области больших полушарий головного мозга. При гиповитаминозе А
развивается «куриная слепота», так как не будет синтезироваться белок родопсин.
2.Витамин
А стимулирует обмен серосодержащих веществ, предохраняет эпителиальные клетки
от ороговевания, это клетки, выстилающие конъюнктиву глаза, пищеварительного
тракта, мочепроводящую систему. При сухости роговицы глаза возникает
заболевание – ксерофтальмия, полное ороговевание будет называться кератофтальмия.
Источники
витамина А
Витамин
А содержится только в животных продуктах. Особенно богаты им рыбий жир,
сливочное масло, печень. В растительных кормах содержится провитамин А - каротин,
которые в организме животных под действием ферментов каротиназ превращается в
витамин А. более активен каротин в разнотравье, сене, менее активен в кукурузе.
Разрушается при длительной сушке сена (при пересушивании).
Источником
каротина является морковь, шиповник, красные помидоры, абрикосы, сладкий перец.
Витамин
А и каротин всасываются слизистой оболочкой тонких кишок и через воротную вену
поступают в печень, а затем из нее в другие органы и ткани. В печени
задерживается до 90% общего количества витамина А.
При
гиповитаминозе А наблюдаются: ксерофтальмия (сухость роговицы),
кератофтальмия (поверхностные изменения роговицы), поражение мочевых путей,
дыхательного и пищеварительного тракта, что сопровождается развитием легочных и
желудочно – кишечных заболеваний, особенно телят и поросят. Сухость кожи и слизистых
оболочек способствует проникновению в организм болезнетворных микробов, ведет к
возникновению дерматитов, бронхитов и катаров дыхательных путей. Так как
витамин А предохраняет от этих инфекционных заболеваний, то поэтому он
относится к группе антиинфекционных витаминов.
При
гиповитаминозе также развивается куриная слепота, наблюдается отечность
конечностей. А- гиповитаминозные яйца характеризуются малым процентом выводимости
цыплят(60-70%) и гибелью их в первые дни жизни.
Витамины
группы D –
(кальциферолы) – антирахитические витамины.
К
ним относятся витамины D2
и D3.
В растениях синтезируется витамин D2
из эргостерола под действием УФ- лучей, которые разрывают кольцо В.
CH3 CH3
CH3 CH – CH = CH – CH – CH – CH3 УФ - лучи
CH3 D
CH3
Эргостерол
HO
CH3
CH3 CH – CH = CH – CH – CH – CH3
CH2
CH3 CH3
HO
В
организме синтезируется витамин D3
из производного холестерола – 7 – дегидрохолестерола под действием УФ – лучей,
в подкожной клетчатке, куда он попадает из печени.
CH3
CH3 CH – CH2 – CH2 – CH2 –
CH – CH3 УФ - лучи
CH3 CH3
7 – дегидрохолистерол
HO
CH3
CH3
CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH3
CH2
CH3
Витамин D3 (холекальциферол)
HO
Холистерол
синтезируется в печени, 7 – дегидрохолистерилы из печени попадают в подкожные
слои и под действием УФ – лучей из них образуется витамин D3.
Эти УФ - лучи разрушают кольцо В. Это кольцо имеет двойные связи, электроны
могут оттягиваться на группу СН3 и разрывать связь между 9 и 10.
В
химическом отношении витамины D2
и D3
относятся к классу полициклических ненасыщенных одноатомных спиртов. В основе
лежит стероидное кольцо – циклопентанпергидрофенантрен.
Облучать
животных надо летом в утренние часы. Зимой используют кварцевые лампы, так как
они пропускают УФ – лучи, даже ртутно-кварцевые. Животное надо облучать тем,
где мало шерсти (морду, вымя), так как где много шерсти, УФ – лучи будут
рассеиваться. Рекомендуется иногда облучать корма.
Биологическая
роль витамина D:
1.
Стимулирует биосинтез кальций - транспортного белка(Са2+ -
транспортного белка), которые в свою очередь стимулирует всасывание кальция, то
есть транспорт кальция (Са2+) через апикальную мембрану(обращенную к
просвету кишечника) в клетку (энтероцит – клетки тонкого отдела кишечника 12-
перстной кишки). Таким образом витамин D3
стимулирует всасывание Са2+ в тонком отделе кишечника.
2.
Витамин D
стимулирует
отложение Са и Р в костной ткани. Регулирует соотношение Са/Р в сыворотке
крови, которое к норме оставляет 2/1. Эта регуляция осуществляется при участии
гормонов паращитовидной железы.
3.
Витамин D стимулирует обратное всасывание
(реадсорбцию) фосфора из первичной мочи в кровь и этим сохраняет Р в организме.
Таким
образом витамин D стимулирует,
повышает усвояемость солей Са и Р, отложении их в кости и регулирует
соотношение Са/Р в крови.
Источники
витамина D – рыбий жир, сливочное
масло, желток куриного яйца, печень рыб и животных, то есть корма животного
происхождения.
Гиповитаминоз
D
сопровождается
развитием у молодняка животных рахита, а у взрослых животных – остеодистрофии
или остеомаляции (нарушение костной ткани), полное рассасывание последних
хвостовых позвонков у коров, расшатывание зубов, утолщение суставов и тд.
У
больных рахитом поросят первоначально появляются судороги и нарушение аппетита,
что приводит к расстройствам пищеварения. Затем развивается клиническая картина
рахита с разнообразными изменениями в костях и суставах. У овец при D
– гиповитаминозе наблюдается наряду с рахитом замедление прироста длины шерсти
и ухудшение ее качества. У птицы замедляется формирование костей и отложение в
них солей Са и Р.
В
организме витамин D3
активируется, превращаясь в 1,25 – диоксихолекальциферол. Только в этом
состоянии он активен, то есть именно в такой форме он осуществляет
антирахитическое действие.
Витамин
Е (токоферол) – антистерильный витамин, антиоксидант.
Витамин
размножения. Tokus – потомство, phero
– несущий (нести). Крысы, получавшие только молоко , хорошо развивались в
молодом возрасте, но в зрелом – такое питание нарушало способность к
воспроизводству – вызывало бесплодие. При добавлении к таким диетам силоса и зародышей
пшеницы беременность проходила нормально, и рождался приплод. Таким образом
установлено существование витамина Е. в пищевых продуктах найдены
α,β,γ – токоферолы. Большей биологической активностью обладает
α-токоферол.
Химическая
природа витамина Е. в основе лежит гетероциклическое хромановое
кольцо (желтого цвета). В химической структуре α – токоферола различают
остатки бензопирана и гексадекана.
СН3
О СН3 СН3 СН3
СН3
Н3С
– С – (СН2)3 –
СН – (СН2)3 – СН – (СН2)3 – СН – СН3
Остаток гексадекана
НО –
2,5,7,8 – тетраметил – 2 (4’,8’,12’ - триметилтридекин)- 6 - оксихромон
СН3
остаток бензопирана
Биологическая
роль витамина Е.
Витамин
Е является одним из самых сильных природных антиоксидантов, предохраняющим от
окисления жиры и другие легко окисляемые соединения. Он задерживает окисление
ненасыщенных жирных кислот, которые входят в состав мембран, в частности
фосфолипидных. От наличия этих кислот зависит текучесть мембран. При недостатке
витамина Е на мембранах могут идти перекисные процессы. Витамин Е защищает от
окисления боковую цепь витамина А. поэтому при гиповитаминозе Е может
развиваться гиповитаминоз А. Витамин Е активирует молекулярный кислород и этим
стимулирует окислительно – восстановительные реакции.
Витамин
Е нормализует процессы клеточного дыхания, участвуя в переносе электронов.
Витамин Е необходим для нормального функционирования поперечнополосатых мышц,
клеток печени, нервной системы и ряда эндокринных желез. Витамин Е имеет
антивитамины – это ненасыщенные жирные кислоты, четыреххлористый углерод,
пиридин, сульфаниламидные препараты.
Синергистом
витамина Е (вещество, действующее в одном направлении) является селен- микроэлемент.
Гиповитаминоз
Е сопровождается главным образом нарушением функции размножения. При этом
происходят рассасывание плода, прерывание беременности, нарушение
сперматогенеза, то есть клетки сперматозоидов будут иметь дистрофические
изменения, то связано с нарушением липидного обмена, особенно в мембранах, где
будет происходить окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в их состав,
вследствие чего мембрана будет терять текучесть, пластичность, упругость, будет
деформироваться. Эти сперматозоиды будут терять подвижность и этой спермой
нельзя осеменять.
У
женских особей яйцеклетка будет нормальная, способная к оплодотворению, но
нарушение будет начинаться на стадии развития плода, вследствие чего деформации
мембраны. В результате клетка начнет рассасываться, что будет сопровождаться
самопроизвольным абортом, то есть выкидышем.
Кроме
того, при гиповитаминозе Е наблюдается мышечная дистрофия, ожирение печени,
анемия, дегенерация спинного мозга и паралич конечностей и другие
патологические явления.
При
гиповитаминозе Е нарушается обмен мышечных белков и небелковых азотсодержащих
веществ; повышается выделение с мочой креатинина и некоторых аминокислот;
изменяются физико- химические свойства мышечного белка миозина, снижается
мышечная возбудимость.
Е
– гиповитаминозная миодистрофия сопровождается развитием у молодняка животных
био-мышеной болезни, то есть мышцы приобретают белый цвет. Окраска мышц зависит
от наличия белка миоглобина, а при авитаминозе Е этот белок не образуется. На
синтез миоглобина влияет в большей степени селен, который нужно комбинировать с
витамином Е и не допускать дефицита этого микроэлемента в рационе.
Источники
витамина Е
Витамин
Е содержится во всех растительных кормах и дрожжах, особенно много его в
растительных маслах (подсолнечном, кукурузном, хлопковом, соевом, конопляном и
др.) , салате, капусте, ягодах шиповника.
Витамин
Е синтезируется микрофлорой пищеварительного тракта (в рубце, толсто отделе
кишечника). Всасывается в тонком отделе кишечника и депонируется затем в
печени, жировой и мышечной тканях, миокарде, надпочечниках, селезенке, плаценте
и тд.
Витамин
К (филлохинон) – антигеморрагический
(от
греч. «гайма» - кровь и «рагг» - прорыв- кровотечение, кровоизлияние, выход
крови из сосудов).
В
1929 году Дам впервые наблюдал у цыплят, содержащихся на синтетической диете,
кровоизлияния в пищеварительном тракте, мышцах и в подкожной клетчатке. В этот
рацион входили: крахмал – 66%, казеин – 18%, соляная смесь – 4,5%, дрожжевой
экстракт – 10%, клетчатка – 2,5%. Источником витамина А и D
служил рыбий жир. Замена крахмала смесью зерна злаков предохраняла цыплят от
развития у них геморрагий. Таким образом, было установлено антигеморрагическое
вещество, содержащееся в зернах злаков. Дам назвал его витамином К , то есть вызывающим
коагуляцию, так как витамин К влияет на свертываемость крови.
Химическая
природа витамина К. витамин К представлен несколькими витамерами. Все они
являются производными 2- метил – 1,4 – нафтохинона. Витамин К1 представляет
собой 2 – метил -1,4 - нафтохинон, содержащий в положении 3 боковую цепь,
представленную фитильным радикалом, имеющим 20 атомов углерода и одну двойную
связь.
О
– СН3
СН3 СН3 СН3
СН3
– СН2 – СН = С – (СН2)3 – СН – (СН2)3
– СН – (СН2)3 – СН – СН3
фитил
О 2 –метил – 3 – фитил – 1,4 – нафтохинон
Нафтохинон
Витамин
К2 отличается от витамина К1 строением боковой цепи, в
положении 3. В отличие от природных витаминов К1 и К2,
синтезируются в зеленых растениях и некоторыми микроорганизмами, у синтетически
полученного витамина К3 отсутствует боковая цепь в положении 3.
О
– СН3 Витамин К3 также обладает
высокой антигеморрагической
Активностью.
О
Витамин
К3
На
основе витамина К3 синтезирован ряд соединений, обладающих высокой
антигеморрагической активностью (викасол, синкавит и др.). Существует ряд
веществ, обладающих антивитаминными свойствами по отношению к витамину К – это
дикумарол, салициловая кислота и др. В отличие от витамина К его антивитамины
задерживают свертывание крови, поэтому они применяются в клинике, при
повышенной свертываемости крови. При введении дикумарола у животных отмечается
значительное снижение в крови концентрации тромбина.
Витамин
К стимулирует синтез белка – протромбина в печени. Затем протромбин поступает в
кровь, где под действием тромбокиназы (фермента) превращается в тромбин, под
действием которого происходит свертывание крови вследствие превращения
фибриногена в фибрин. Следовательно, витамин К участвует в свертывании крови косвенным
путем.
Витамин
К участвует в (тканевом дыхании) окислительно – восстановительных реакциях,
таких как: переносчик электронов (по своей структуре он очень близок к витамину
Q). Витамин К обеспечивает обновление
белков, включая ряд ферментов, а также синтез некоторых биологически активных
веществ небелковой природы (сератонина, гистамина, ацетилхолина).
Витамин
К, подобно другим жирорастворимым витаминам входит в состав липидной фракции
клеточных и субклеточных мембран и тем самым имеет существенное значение для их
нормального функционирования.
Гиповитаминоз
К сопровождается снижением свертываемости крови, кровоизлияниями, которые
особенно характерны дл птиц, у которых слабо развита микрофлора
пищеварительного тракта и витамин К там не синтезируется.
При
гиповитаминозе К могут возникать и нервные синдромы, когда происходит
кровоизлияние в головной или спинной мозг, в частности, у птиц, и наблюдаются
судороги.
Источники
витамина К.
Витамин
К содержится во всех растительных кормах, дрожжах, из продуктов животного
происхождения им богата печень. Синтезируется витамин К микрофлорой
пищеварительного тракта.
Витамин
Q (убихинон)
Является
производным хинона, у которого в ядре содержится одна метильная и две
метоксильные группы, а в боковой цепи изопреновая группировка, состоящая из
6-10 молекул.
О
меток-
сильные СН3
– О – – СН3
группы
СН3
СН3 – О – –(СН2
– СН = С – СН2)nН
изопрен
О
Биологическая
роль витамина Q.
Входит в качестве кофермента в состав электронпереносящих белков (хромопротеинов)
внутренних мембран митохондрий. Осуществляет перенос электронов в цитохромной
цепи, то есть участвует в окислительно – восстановительных процессах в
организме.
Содержится
витамин Q в тканях
животных, растений и микроорганизмов.
Витамин
F (ненасыщенные
жирные кислоты)
Это
линолевая, линоленовая, арахидоновая и другие кислоты, которые не синтезируются
в тканях животных, то есть являются незаменимыми (синтезируются только в
растениях).
Это
незаменимые ненасыщенные жирные кислоты участвуют в образовании простагландинов
- клеточных гормонов, которые являются регуляторами клеточной проницаемости,
играют большую роль в регулировании межклеточного обмена.
Гиповитаминоз
F сопровождается
нарушением обменных процессов. При гиповитаминозе F
наблюдается сухость и шелушение кожи, выпадение волос и развитие дерматитов.
Задерживается рост молодняка, нарушается воспроизводительная функция у
животных, снижается молочная продуктивность.
Источниками
витамина F для животных
являются растительные корма, жмых и др.
Все
жирорастворимые витамины по своей химической природе являются липидами.
Список
использованной литературы
1.
Кучеренко
Н.Е. Биохимический справочник / Н.Е. Кучеренко, Р.П. Виноградова, А.Р.
Литвиненко и др. – К.: Вища шк., 1978.
2.
9.
Сорвачев К.Ф. Биологическая химия / К.Ф. Сорвачев. – М.: Просвещение, 1971.
3.
10.
Кольман Я. Наглядная биохимия: Пер. с нем. / Я. Кольман, К.-Г. Рём. – М.: Мир,
2000.