Роль витаминов в тканевом дыхании

Витамин B

Витамин B – группа витаминов, в природных продуктах всегда существующих вместе. Витамины группы B участвуют в тканевом дыхании и выработке энергии, играют важную роль в поддержании эмоционального здоровья. Они относятся к водорастворимым витаминам и не накапливаются в организме, поэтому их следует употреблять ежедневно. Всего в группе 13 витаминов.

• Витамин B₁(тиамин) – главный участник процесса производства энергии из углеводов, жиров и белков. Способствует росту, заживлению ран, участвует в обмене веществ. Дефицит тиамина может привести к расстройству центральной нервной системы и даже параличу.
• Витамин B₂ (рибофлавин) принимает участие в кроветворении и обменных процессах, от него зависят острота зрения, здоровье кожи и волос. Недостаток рибофлавина сразу отражается на состоянии кожи и волос. Кожа становится бледной, на ней появляются высыпания, волосы выпадают.
• Витамин B₃ (никотиновая кислота, витамин PP) участвует в энергетических процессах, метаболизме, синтезе белков и жиров. Недостаток никотиновой кислоты проявляется в виде поражения кожи и слизистых, расстройством кишечника, дисбалансом нервной и психической сферы.
• Витамин B₄ (холин) – вещество, отвечающее за память, влияющее на нервную систему, транспорт и обмен жиров в печени.
• Витамин B₅(пантотеин, пантотеновая кислота) поддерживает нормальный эмоциональный фон, иными словами, является антидепрессантом, участвует в образовании холестерина. Аллергические реакции, подверженность стрессам и эмоциональная неустойчивость – верные признаки дефицита В₅.
• Витамин B₆ (пиридоксин) участвует в процессах углеводного обмена, синтезе полиненасыщенных жирных кислот, кроветворении, регуляции активности нервной и иммунной системы. Его недостаток приводит к слабой сопротивляемости болезням, а у беременных к тяжелому и длительному токсикозу.
• Витамин В₇ (биотин, витамин H) – это витамин красоты. Он самым благоприятным образом влияет на состояние кожи, волос и ногтей. При дефиците В₇ кожа становится слишком жирной или, напротив, слишком сухой, появляется перхоть, волосы выпадают.
• Витамин B₈ (инозитол) – антиоксидант и антидепрессант, он восстанавливает структуру нервной ткани, нормализует сон, уменьшает накопление жира в печени, оздоравливает кожу. При недостатке B₈ одновременно портятся и кожа, и настроение.
• Витамин B₉ (фолиевая кислота) способствует образованию нуклеиновых кислот и клеточному делению, участвует в кроветворении и развитии плода. Фолиевая кислота – важнейшее вещество для беременных и кормящих женщин, ее дефицит может приводить к патологиям беременности.
• Витамин B₁₀ (парааминобензойная кислота) отвечает за слаженную деятельность кишечной флоры, участвует и в процессе усвоения белка, поддерживает здоровье кожи и волос. Многие болезни кожи связаны именно с недостатком этого витамина.
• Витамин В₁₁ (левокарнитин) стимулирует энергетический обмен, улучшает деятельность наиболее энергозатратных систем — мозга, сердца, мышц, почек, дает силы переносить высокие физические нагрузки, повышает защитные силы организма. Дефицит В₁₁ влечет за собой состояние хронической усталости.
• Витамин В₁₂ (цианокобаламин) – важнейший регулятор кроветворения и нервной системы.
• Витамин В₁₇ (амигдалин) – витамин, способный остановить рост раковых клеток и распространение метастазов.

Все витамины группы B содержатся в печени, свинине, яичных желтках, рыбе, устрицах, хлебе, крупах, горохе, сыре и орехах. Витамины В₇ и В₁₀, которые особенно важны для поддержания здоровья кожи и волос, содержатся также в темно-зеленых овощах (цукини, шпинат, огурцы), томатах, грибах, картофеле и пивных дрожжах.
Витамины В₂, В₁₂, отвечающие за здоровье нервной системы, есть в ростках пророщенной пшеницы, молочных продуктах и хлебе из цельного зерна. Фолиевая кислота (В₉), которая необходима беременным, содержится в дрожжах, все той же печени, хлебе из муки грубого помола, апельсиновом соке, мясе домашней птицы и яйцах.

Необходимо помнить, то витамины группы В легко разрушаются при термической обработке, употреблении рафинированного сахара, алкоголя. Если Вы курите, пьете кофе, пьете антибиотики или подвержены стрессу, то вашему организму необходимо больше витамина В.

Признаки недостатка в организма витаминов группы В:

• слабость;
• одышка и частое сердцебиение при минимальных физических нагрузках;
• снижение аппетита, потеря веса;
• частая головная боль;
• резь в глазах, конъюнктивиты, ухудшение зрения;
• проблемы с кожей (шелушение, высыпания, нарушение чувствительности);
• выпадение волос.

1. Мильская А.Д. Исцеляющие продукты – Харьков: Фолио, 1998
2. Губергриц А.Я., Линевский Ю.В. Лечебное питание. Справочное пособие – 3-е изд. переработанное и дополненное – К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989
3. Вишнев В. Н. Гиповитаминоз: профилактика и лечение. – С-Пб: ООО «ИГ «Питер-Медиа», 2010

Витамины для здоровья органов дыхания

Витамины не поставляют организму энергии, но совершенно необходимы в минимальных количествах для поддержания жизни. Они являются незаменимыми, так как не синтезируются или почти не синтезируются, не вырабатываются клетками организма. Витамины поступают или с продуктами питания, в которых содержатся, или в виде синтетических препаратов. Они регулируют, направляют и ускоряют процессы обмена веществ.

При хронических заболеваниях органов дыхания – ларингитах, трахеитах, бронхитах, пневмониях, необходимо полноценное питание, насыщенное витаминами и минералами.

Витамины делятся на две большие группы: водорастворимые и жирорастворимые.

К группе жирорастворимых витаминов относятся витамины А, Д, Е, К.

Витамин А оказывает влияние на рост организма, на устойчивость его по отношению к инфекциям. Он необходим для поддержания нормального зрения, состояния кожи и слизистых оболочек. Содержится витамин А в большом количестве в рыбьем жире, сливках, сливочном масле, яичном желтке, печени. В некоторых растительных продуктах: моркови, салате, шпинате, помидорах, зеленом горошке, абрикосах, апельсинах – содержится каротин – провитамин А, который в организме превращается в витамин А.

Витамин Д способствует образованию костной ткани и стимулирует рост организма. При недостатке в пище витамина Д нарушается нормальное усвоение организмом кальция и фосфора, что ведет к возникновению рахита. Наибольшее количество витамина Д содержится в рыбьем жире, яичном желтке, печени, икре рыб. В молоке и сливочном масле витамин Д содержится в небольшом количестве.

Витамин К участвует в тканевом дыхании, способствует сохранению нормальной свертываемости крови. Этот витамин синтезируется в организме бактериями кишечника. Недостаток его может возникнуть при заболеваниях органов пищеварения или при приеме различных антибактериальных препаратов. Витамин К содержится в основном в помидорах, в зеленых частях растений, шпинате, капусте, крапиве.

К группе водорастворимых витаминов относятся витамин С и витамины группы В.

Витамин С, или аскорбиновая кислота, активно участвует в окислительно-восстановительных процессах, влияет на углеводный и белковый обмены, повышает сопротивляемость организма к различным инфекциям. Этот витамин содержится во многих свежих овощах и фруктах. Наиболее богаты им плоды шиповника, черной смородины, черноплодной рябины, облепихи, крыжовника, цитрусовые, капуста, картофель, лиственные овощи.

Группа витаминов В состоит из 15 активных, растворимых в воде, самостоятельных витаминов, которые принимают участие в процессах обмена веществ в организме, процессе кроветворения, а также играет важную роль в углеводном, жировом и водном обмене. Витамины группы В являются стимуляторами роста. Витамины этой группы содержатся в пивных и пекарских дрожжах, гречневой и овсяной крупе, ржаном хлебе, молоке, мясе, печени, яичном желтке, зеленой части растений.

Витамин Е (токоферол) относится к жирорастворимым витаминам. Он влияет на деятельность эндокринных желез, на обмен белков, углеводов, обеспечивает внутриклеточный обмен. Витамин Е благоприятно влияет на течение беременности и развитие плода. Больше всего этого витамина содержится в зернах кукурузы, в моркови, капусте, зеленом горохе, яйцах, мясных и рыбных продуктах, в коровьем и оливковом масле.

Длительное отсутствие витаминов в питании приводит к авитаминозам. Но чаще встречаются гиповитаминозы, развитие которых связано с недостатком витаминов в пище; это особенно наблюдается в весенние и зимние месяцы. При гиповитаминозах повышается утомляемость, наблюдается слабость, апатия, снижается работоспособность, падает сопротивляемость организма.

Между действием отдельных витаминов существует тесная связь. Недостаток в пище одного из витаминов влечет нарушение обмена других веществ; только при правильном питании витамины оказывают надлежащее действие.

В пище обязательно должны содержаться минеральные вещества, которые входят в состав клеток и тканей организма и участвуют в разнообразных процессах обмена веществ.

К основным минеральным веществам, которые необходимы и больным и здоровым, относятся кальций, калий, магний, фосфор, хлор, соли натрия – это макроэлементы, они необходимы ежедневно в сравнительно больших количествах, а также железо, цинк, марганец, хром, йод, фтор, которые необходимы в очень малых количествах, поэтому их называют микроэлементами. Микроэлементы поступают в организм человека с продуктами животного и растительного происхождения. Так, например, йодом богаты продукты моря; цинком наиболее богаты злаки, дрожжи, бобовые, печень; медь и кобальт содержатся в говяжьей печени, почках, желтке куриного яйца, меде.

Очень разнообразен минеральный состав ягод и фруктов. В них много калия, железа, меди, фосфора. Причем все эти минеральные вещества прекрасно усваиваются. Кроме того они малокалорийны, в них отсутствуют жиры и холестерин, много витамина С – все это делает их незаменимыми в рационе страдающих многими болезнями: гипертонией, расстройством кровообращения, поражением почек, особенно с образованием отеков. Калий содержащийся в этих продуктах, усиливает выделение жидкости из организма.

Роль витаминов в тканевом дыхании

Витамины — группы разнородных по химической природе веществ, не синтезируемых или синтезируемых в недостаточных количествах в организме, но необходимых для нормального осуществления обмена веществ, роста, развития организма и поддержания здоровья. Эти вещества не являются непосредственными источниками энергии и не выполняют пластических функций. Они являются составными компонентами ферментных систем и играют роль катализаторов в обменных процессах.

Сведения об источниках витаминов, их суточной потребности для взрослого человека и значении в осуществлении физиологических функций приведены в табл. 12.2.

Таблица 12.2. Физиологическая роль, потребность организма и источник поступления витаминов

*Проявления передозировок витамина: головные боли, эйфория, анемия, изменения со стороны кожи, слизистых оболочек, костной ткани.
** Проявление передозировки витамина: нарушение функций ЦНС и почек; вымывание Са 2+ из костей и повышение его уровня в крови.
***Гиповитаминоз может развиваться при потреблении больших количеств сырого яичного белка, связывающего биотин.

Основными источниками водорастворимых витаминов (группы В, витамин С) являются, как правило, пищевые продукты растительного происхождения и в меньшей мере животного происхождения. Эти витамины легко всасываются из желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу.

Основными источниками жирорастворимых витаминов (витамины A, D, Е, К) являются продукты животного происхождения. Для удовлетворения потребностей организма в витаминах имеет значение не только достаточное содержание в пищевом рационе богатых витаминами продуктов растительного и животного происхождения, но и нормальное осуществление процессов пищеварения и всасывания веществ в желудочно-кишечном тракте. Так, при нарушениях пищеварения в тонком кишечнике, связанных с недостаточным поступлением в двенадцатиперстную кишку желчи или панкреатической липазы, может наблюдаться недостаточное всасывание из желудочно-кишечного тракта витаминов при их нормальном содержании в пище.

Дополнительным источником витаминов К, В6, и В12 является микрофлора толстой кишки. Микроорганизмы синтезируют эти витамины (наряду с другими веществами), которые частично усваиваются организмом.

Длительное голодание, питание пищевыми продуктами, не содержащими или содержащими малое количество витаминов, употребление в пищу продуктов после их длительного хранения или неправильной переработки, нарушение пищеварительных функций могут приводить к недостаточному поступлению витаминов в организм (гиповитаминозу).

Гиповитаминоз или полное прекращение поступления витамина в организм (авитаминоз) приводят как к неспецифическим изменениям функций (снижению умственной и физической работоспособности), так и к специфическим нарушениям в организме, характерным для гипо- и авитаминоза (см. табл. 12.2). Избыточный прием витаминов может приводить к гипервитаминозу. При поступлении водорастворимых витаминов в дозах, превышающих суточную потребность, эти вещества могут быстро выводиться из организма с мочой. При этом обычно признаков гипервитаминоза не отмечается. Однако, например, потребление больших количеств витамина В6 может сопровождаться нарушением функции периферических нервов. Изменения в организме, возникающие при гипервитаминозах A, D, РР, приведены в табл. 12.2.

Тканевое дыхание

Тканевое дыхание представляет собой комплекс окислительно-восстановительных реакций, протекающих в клетках с участием кислорода. Процесс окисления сопровождается отдачей электронов, а процесс восстановления — их присоединением. В роли акцептора электронов, г.е. окислителя, выступает кислород, так что основным уравнением реакции потребления 0₂ в клетках аэробных организмов будет

Эта реакция хорошо всем известна как реакция взрыва гремучего газа, при которой высвобождается значительное количество энергии. В живых системах, конечно, взрыва не происходит, так как водород присутствует в них не в свободной молекулярной форме, а является частью органических соединений и присоединяется к кислороду не сразу, а постепенно через ряд промежуточных переносчиков — дыхательных ферментов. Выделяющаяся энергия в такой системе запасается в форме градиента концентрации протонов.

В роли катализаторов процессов тканевого дыхания выступают ферменты класса оксидоредуктаз. Эти ферменты располагаются на складках внутренней мембраны митохондрий, где и происходит завершающая процесс реакция — образование воды.

Дыхательные ферменты располагаются на мембране упорядоченно, формируя четыре полиферментных комплекса (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Последовательность включения ферментативных комплексов (1—4) в процесс тканевого дыхания:

сокращения расшифрованы в тексте

В качестве переносчиков водорода в них выступают небольшие органические молекулы: нефосфорилированный и фосфорилированный нико- тинамидадениндинуклеотид (НАД+, НАДФ) — производные никотиновой кислоты (витамина РР); флавинадениндинуклеотид и флавинмононукле- отид (ФАД, ФМН) — производные рибофлавина (витамина В₂); хорошо растворимый в мембранных липидах убихинон (кофермент Q) и группа гемсодержащих белков (цитохромы а, а₃, Ь, с). Важную роль в электрон- транспортной цепи митохондрий играют железо, которое входит в состав гема цитохромов и комплекса FcS, а также медь.

Работа дыхательной цепи митохондрий завершается реакцией, катализируемой ферментом цитохром-с-оксидазой, при которой электроны передаются непосредственно кислороду. Молекула кислорода принимает четыре электрона, и формируются две молекулы воды.

Перенос электронов по дыхательной цепи сопровождается перекачкой протонов из матрикса митохондрий в межмембранное пространство и формированием на внутренней мембране трансмембранного градиента протонов. Этот градиент используется АТФ-синтазой (ферментным комплексом) для синтеза АТФ из АДФ (см. также т. 1, гл. 1).

Прохождения через внутреннюю мембрану митохондрий по электрохимическому градиенту четырех протонов достаточно для синтеза и переноса из митохондрии в цитоплазму одной молекулы АТФ. Так как в процессе образования двух молекул воды в межмембранное пространство переносится 20 протонов, то запасенной таким образом энергии хватает на синтез пяти молекул АТФ. Существует и укороченный путь, когда переносится 12 протонов и синтезируется три молекулы АТФ.

Описанный механизм является основным путем синтеза АТФ клетками в аэробных условиях и называется окислительным фосфорилированием (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Общая схема процесса окислительного фосфорилирования:

1—4 — ферментные комплексы электронно-транспортной цепи

Энергия переноса электронов может использоваться не на синтез АТФ, а на получение тепла. Такой эффект называется разобщением окислительного фосфорилирования и наблюдается в норме в бурой жировой ткани. Роль разобщителя в ней берет на себя особый белок термогенин.

Присоединение четырех электронов к молекуле кислорода приводит к образованию воды. Передача меньшего количества электронов вызывает образование активных форм кислорода (АФК): если присоединяется только один электрон — образуется супероксид ион-радикал, если два электрона — пероксид ион-радикал, если три — гидроксил ион-радикал. Все эти радикалы необычайно химически активны и могут оказывать на клетку повреждающие воздействия (особенно в плане разрушения мембран). Помимо митохондрий, АФК могут образовываться другими ферментными системами в мембранах эндоплазматической сети. В здоровом организме образование АФК контролируется различными антиоксидантными системами: ферментативной и неферментативной. Ферментативную систему составляют такие ферменты, как супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза и другие, а неферментативную — витамины Е, С, А, мочевая кислота и ряд других веществ.

АФК не только повреждают клетки, но могут выполнять и защитную функцию. Так, например, макрофаги используют продукцию АФК для разрушения фагоцитируемых микроорганизмов.