Антивитамины. Откуда берутся и зачем они нужны?! Незаменимые факторы пищи и работоспособность

Вещества, блокирующие влияние витаминов на обменные процессы или подавляющие синтез и ассимиляцию витаминов в организме.

Классификация

Физико-химическая несовместимость витаминов

Нельзя смешивать в одном шприце: вит.В 6 и вит.В 12 , вит.С и вит.В 12 , вит.В 1 и РР, т.к. они разрушаются или окисляются.

Фармакологическая несовместимость

Вещества, сходные по строению с витаминами, конкурируют с последними за образование коферментов – катализаторов б/х процессов – превращаются в «ложный кофермент», который подменяет истинный кофермент соответствующего витамина, но не выполняет биологической роли.

Изониазид и фтивазид – нарушают обменные процессы в микобактериях туберкулеза, задерживают их рост и размножение.

Акрихин и хинин – антагонисты рибофлавина (вит.В 2), нарушают жизнедеятельность малярийного плазмодия.

Прием подобных препаратов может нарушать эффективность витаминов в макроорганизме и обусловить развитие осложнений терапии.

Природные антивитамины

После 6ч хранения сырых измельченных овощей и фруктов в них разрушается более половины вит.С; потери его тем значительнее, чем больше степень измельчения (аскорбатоксидаза – окисляет вит.С до неактивной дикетогулоновой кислоты в огурцах, кабачках, цветной капусте и тыкве; тиаминаза – содержится в сырой рыбе и расщепляет вит.В 1 ; 3,4-дигидрооксикоричная кислота - содержится в ягодах черники и нейтрализует вит.В 1). В кофе (термоустойчивый антивитаминный фактор), рисе, шпинате, вишне, брюссельской капусте и др. продуктах питания содержатся вещества, инактивирующие витамины вне организма человека (но витаминов все же больше). Соевый белок, особенно в сочетании с кукурузным маслом (содержат антивитамины Е) нейтрализует действие вит.Е (токоферола). Термическая обработка овощей и фруктов приводит к инактивации антивитаминных соединений (не следует увлекаться сыроедением).

Синтетические антивитамины

Используются в качестве ЛС: антагонисты витамина К – дикумарин, варфарин и др.

История: у сельскохозяйственных животных развивалась болезнь сладкого клевера (↓ свертываемость крови), т.к. в клеверном сене содержится антивитамин К – дикумарин. Его выделение позволило внедрить в лечебную практику ЛС, для лечения заболеваний, обусловленных повышенной свертываемостью крови.

При изменении структуры пантотеновой кислоты, химики получили вещество с противоположными свойствами – пантогам (обладает противосудорожным, успокаивающим, ноотропным действием).

При соединении 2-х молекул вит.В 6 синтезировали лишенный витаминной активности пиридитол (энцефабол) – благоприятно влияет на обменные процессы в ГМ: утилизацию глюкозы клетками, транспорт фосфатов через ГЭБ и т.д.).

Антивитамины – это соединения, частично или полностью включающие витамины из обменных реакций организма путем их разрушения, инактивации или препятствия их ассимиляции.

Большинство антивитаминов представляет собой производные синтетически полученных витаминов с замещенными функциональными группами. Этими же свойствами обладает и ряд синтетически поученных лекарственных препаратов. Установлено, что при пероральном применении сульфанилаимдных препаратов может нарушаться синтез бактериями кишечника таких витаминов, как тиамин, рибофлавин, никотинамид, пиридоксин, пантотеновая кислота, фолиевая кислота, цианокобаламин, биотин и витамин К.

Основные механизмы действия антивитаминов :

Блокада внутриклеточного метаболизма витамина;

Разрушение витаминов;

Модификация молекулы витамина;

Блокада рецепторов клеток для витаминов.

Перечень антивитаминов (Смирнов В.И., 1974):

Для витамина В 1 (тиамин) – тиаминаза I и II, пиритиамин (неврологический синдром В 1 недостаточности), неопиритиамин;

Для витамина В 2 (рибофлавин) – изорибофлавин, галактофлавин, токсофлавин, акрихин, левомицетин, террамицин, тетрациклин, мегафен;

Для витамина В 6 (пиридоксин) – изониазид, циклосерин, токсопиримидин, 4-дезоксипиридоксин;

Для витамина В 12 (цианкобаламин) – 2-амино-метилпропанол В 12 ;

Для витамина РР (никотиновая кислота) – изониазид, 3-ацетилпирин;

Для фолиевой кислоты – аминоптерин, аметоптерин;

Для витамина С (аскорбинвая кислота) – аскорбиназа, глюкоаскорбиновая кислота;

Для витамина Н (биотин) – овидин (белок из птичьих яиц), дестиобиотин;

Для витамина К (филлохинон) – кумарин, дикумарин (снижает синтез протромбина печенью);

Для витамина Е (токоферол) – 3-фенилфосфат, 3-ортокрезолфосфат.

Антивитамины, проникая в клетку, вступают с витаминами или их производными в конкурентные отношения в соответствующих биохимических реакциях. Известно, что ряд витаминов входит в виде простатических групп – коферментов в связь с белками-апоферментами и образует ферменты. Антивитамины, имеющие структурные аналоги с витаминами за место связи их с белками и вытесняют витамины. Это приводит как к образованию неактивных комплексов, так и к усиленному выделению витаминов из организма и развитию эндогенной витаминной недостаточности.

Гипервитаминозы

При избыточном поступлении некоторые витамины могут вызвать интоксикацию организма с развитием клинической картины, более или менее характерной для данного гипервитаминоза.

Различают: острые гипервитаминозы – развиваются после однократного приема массивной дозы витамина; хронические гипервитаминозы – возникают в результате длительного приема больших доз витамина.

Гипервитаминоз А – развивается у человека в результате употребления продуктов, содержащих большое количество витамина А (печень: кита, белого медведя, полярных птиц), либо при употреблении больших количеств рыбьего жира и препаратов витамина А (минимальная профилактическая доза для детей и взрослых – 3300 МЕ).

Токсическая доза витамина А, вызывающая острое отравление, являются дозы от 1000000 до 6000000 МЕ. Хроническая интоксикация возникает при длительном приеме (3-4 месяца) витамина А в дозах более 20000 МЕ.

Гипервитаминоз А у взрослых :

Острый – выражается в тяжелой головной боли, сонливости, диспепсических явлениях (тошнота, рвота), шелушении кожи;

Хронический – вызывает кожные симптомы, выпадение волос, боль в костях и суставах при ходьбе, головные боли, потерю аппетита, бессонницу, анорексию и гепатоспленомегалию. Иногда наблюдается симптом экзофтальмии, повышение давления спинномозговой жидкости.

Гипервитаминоз А у детей :

Острый – наблюдается обычно у грудных детей и наступает в течение 12 часов после приема витамина, проявления исчезают спустя 24-48 часов. Характерные симптомы отравления: повышение давления спинномозговой жидкости, гидроцефалия, выпячивание родничка, кратковременное повышение температуры тела, потеря аппетита, рвота, незначительные расстройства функции черепномозговых нервов, экзантемы и петехии на коже, ринит, олигурия.

Хронический – основными симптомами являются: раздражительность, потеря аппетита, сухость и выпадение волос, потрескавшаяся кожа на ладонях и ступнях ног, себорейные высыпания, гепато- и спленомегалия, головные боли, бессонница, субфебрильная температура, повышение артериального давления, расстройство походки, боль в суставах. Кроме того, наблюдается гипохромная анемия, повышение уровня липидов в сыворотке крови, увеличение активности щелочной фосфатазы.

Гипервитаминоз D – это избыточное поступление витаминов D 2 и D 3 , токсическое действие и тяжесть интоксикации зависят не только от количества принятого витамина, но и от индивидуальной чувствительности к нему (суточная доза витамина D 2 50000 МЕ).

Основные проявления гипервитаминоза D : аномальная деминерализация предобразованной костной ткани, гиперкальциемия, гиперкальциурия, патологическая кальцификация: почек, кровеносных сосудов, сердечной мышцы (сердечная недостаточность, стеноз аорты), легких и стенок кишечника, приводящая к тяжелому и стойкому нарушению функции этих органов. Нарушения со стороны ЦНС: вялость, сонливость, адинамия, клонико-тонические судороги, а в наиболее тяжелых случаях заканчивающиеся смертью.

Внешне гипервитаминоз D проявляется : общей слабостью, резкой потерей аппетита, полиурией, тошнотой, рвотой, жаждой, болями в животе и костях при надавливании, отмечается конъюнктивит, в тяжелых случаях резкое истощение.

Патогенез: в основе механизма повреждающего действия витамина D, лежит способность его к быстрому окислению с образованием свободных радикалов, а также продуктов перекисной природы и карбонильных соединений. Эти продукты превращения витамина D в водной среде являются сильными окислителями, легко повреждающими структуру липопротеиновых мембран и активные центры белков, что подтверждается накоплением продуктов перекисного расщепления липидов в эритроцитах и тканевых гомогенатах. В этом случае избыток витамина D способствует выходу кальция из клетки и переходу его в кровь, лимфу и другие биологические жидкости. Антиоксиданты (витамин Е), подавляя действие витамина D и индуцируемые им процессы перекисного расщепления тканевых липидов, защищают эритроциты от гемолитического действия этого витамина и снимают его ингибиторный эффект на АТФ-азу.

Избыток витамина В 1 (тиамина) – может оказывать острое токсическое действие. По данным В.М. Смирнова (1974), тиамин занимает первое место среди витаминов по частоте острых токсических реакций, кроме того возможна сенсибилизация к этому витамину. При инъекциях даже очень малых доз витамина возникают аллергические реакции вплоть до анафилактического шока.

История открытия витаминов

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них, в основном, следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.

Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.

Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга; от нее погибало моряков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из 160 участников известной экспедиции Васко де Гама, прокладывавшей морской путь в Индию, 100 человек погибли от цинги.

История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара.

Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует отсутствие подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.

Экспериментальное обоснование и научно-теоретическое обобщение этого многовекового практического опыта впервые стали возможны благодаря открывшему новую главу в науке исследованию русского ученого Николая Ивановича Лунина, изучавшего в лаборатории Г.А. Бунге роль минеральных веществ в питании.

Н.И. Лунин проводил свои опыты на мышах, содержавшихся на искусственно приготовленной пище. Эта пища состояла из смеси очищенного казеина (белок молока), жира молока, молочного сахара, солей, входящих в состав молока, и воды. Казалось, налицо были все необходимые составные части молока; между тем мыши, находившееся на такой диете, не росли, теряли в весе, переставали поедать даваемый им корм и, наконец, погибали. В то же время контрольная партия мышей, получавшая натуральное молоко, развивалась совершенно нормально. На основании этих работ Н.И. Лунин в 1880 г. пришел к следующему заключению: "... если, как вышеупомянутые опыты учат, невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания".

Это было важное научное открытие, опровергавшее установившееся положения в науке о питании. Результаты работ Н. И. Лунина стали оспариваться; их пытались объяснить, например, тем, что искусственно приготовленная пища, которой он в своих опытах кормил животных, была якобы невкусной.

В 1890 г. К.А. Сосин повторил опыты Н. И. Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Н.И. Лунина. Все же и после этого безупречный вывод не сразу получил всеобщее признание.

Блестящим подтверждением правильности вывода Н.И. Лунина стало установление причины болезни бери-бери, которая была особенно широко распространена в Японии и Индонезии среди населения, питавшегося, главным образом, полированным рисом.

Врач Эйкман, работавший в тюремном госпитале на острове Ява, в 1896 году подметил, что куры, содержавшиеся во дворе госпиталя и питавшиеся обычным полированным рисом, страдали заболеванием, напоминающим бери-бери. После перевода кур на питание неочищенным рисом болезнь проходила.

Наблюдения Эйкмана, проведенные на большом числе заключенных в тюрьмах Явы, также показали, что среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40, тогда как в группе людей, питавшихся неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000.

Таким образом, стало ясно, что в оболочке риса (рисовых отрубях) содержится какое-то неизвестное вещество, предохраняющее от заболевания бери-бери. В 1911 году польский ученый Казимир Функ выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов); оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты. В щелочных растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.

Несмотря на то, что эти особые вещества присутствуют в пище, как подчеркнул ещё Н.И. Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, Функ (1912) предложил назвать весь этот класс веществ витаминами (лат. vita - жизнь, vitamin - амин жизни). Впоследствии, однако, оказалось, что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее, термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не уже имело смысла.

После выделения из пищевых продуктов вещества, предохраняющего от заболевания бери-бери, был открыт ряд других витаминов. Большое значение в развитии учения о витаминах имели работы Гопкинса, Степпа, Мак-Коллума, Мелэнби и многих других учёных.

В настоящее время известно около 20 различных витаминов. Установлена и их химическая структура; это дало возможность организовать промышленное производство витаминов не только путём переработки продуктов, в которых они содержатся в готовом виде, но и искусственно, путём их химического синтеза.

Общее понятие об авитаминозах; гипо- и гипервитаминозы

Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называть авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, её называют поливитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходится иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно и своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов.

Чрезмерное введение в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом.

В настоящее время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментных систем. Известно, что многие витамины входят в состав ферментов в качестве компонентов их простетических или коферментных групп.

Многие авитаминозы можно рассматривать как патологические состояния, возникающие на почве выпадения функций тех или других коферментов. Однако в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё неясен, поэтому пока ещё не представляется возможности трактовать все авитаминозы как состояния, возникающие на почве нарушения функций тех или иных коферментных систем.

С открытием витаминов и выяснением их природы открылись новые перспективы не только в предупреждении и лечении авитаминозов, но и в области лечения инфекционных заболеваний. Выяснилось, что некоторые фармацевтические препараты (например, из группы сульфаниламидных) частично напоминают по своей структуре и по некоторым химическим признакам витамины, необходимые для бактерий, но в то же время не обладают свойствами этих витаминов. Такие "замаскированные под витамины" вещества захватываются бактериями, при этом блокируются активные центры бактериальной клетки, нарушается её обмен, и происходит гибель бактерий.

Источник: http://www.gettyimages.com

Витамины и антивитамины: двойники и соперники

Эти вещества могут свести на нет действие витаминов и привести к авитаминозу. А могут стать основным средством лечения многих болезней. Встречайте: антивитамины.

Привычная ситуация: разрезали яблоко пополам - себе и ребенку. Вы свою половинку съели сразу, а ребенок мусолит, его часть яблока потихоньку темнеет. «Это же натуральная аскорбинка!» - увещеваете вы, но на самом деле витамина С там почти не осталось. Под воздействием света в яблоке вырабатывается аскорбиназа - вещество, сходное по химической структуре с витамином С, но обладающее противоположным действием. Оно вызывает окисление витамина С и его разрушение.

ДВЕ СТОРОНЫ ОДНОЙ МЕДАЛИ

Аскорбиновая кислота и аскорбиназа - самый яркий пример существования витаминов и антивитаминов. Такие вещества имеют схожую химическую структуру и абсолютно противоположные свойства.

В организме витамины превращаются в коферменты и вступают во взаимодействие со специфическими белками, таким образом регулируя различные биохимические процессы. Причем все роли расписаны заранее: витамин может встроиться лишь в соответствующий ему белок. Последний, в свою очередь, выполняет строго определенную функцию, не допуская никаких замен.

Антивитамины также превращаются в коферменты, только ложные. Специфические белки не замечают подмены и пытаются осуществлять привычные функции. Но это уже невозможно: действие витаминов может полностью или частично блокироваться, их биологическая активность снижается или вовсе сводится на нет. Процессы обмена веществ останавливаются.

Более того, сейчас уже известно, что антивитамины не просто тормозят биохимические процессы в организме. В некоторых случаях они изменяют химическую структуру витаминов , и тогда ложный кофермент начинает играть свою собственную биохимическую роль. В этом возможны и плюсы.

ИЗ МИНУСОВ В ПЛЮСЫ

Антивитамины открыли случайно, когда ученые пытались усилить биологические свойства витамина В9 (фолиевой кислоты), который активизирует процессы кроветворения . Но в результате различных химических процессов витамин В9 преобразовался, утратил свои привычные свойства, зато приобрел новые - стал тормозить рост раковых клеток.

Также благодаря случаю был обнаружен и дикумарин - антагонист витамина К. Оба эти вещества участвуют в процессах кроветворения, только витамин К способствует свертываемости крови, а дикумарин нарушает ее. Теперь это его свойство используют для лечения соответствующих заболеваний. За последние десятилетия химики синтезировали сотни производных витаминов, и у многих были обнаружены антивитаминные свойства. Так, незначительно изменив химическую структуру пантотеновой кислоты, обеспечивающей клетки энергией, химики получили антивитамин В3, который оказывает успокаивающее действие.

Эксперименты на животных показали, что соевые бобы содержат белковые соединения, полностью разрушающие витамин D , кальций и фосфор, провоцируя развитие рахита. Но при нагревании соевой муки действие антивитаминов нейтрализуется. Применение этой антагонистической пары в медицине - вопрос времени.

ВИТАМИННЫЙ КОНФЛИКТ

Интересно, что подобные антиподы есть у всех витаминов. И рекомендации по правильному питанию просто обязаны учитывать возможные витаминные конфликты.

* Взять тот же витамин С, который содержится в большинстве свежих овощей и фруктов. Стоит нарезать салат и оставить его на некоторое время на столе либо выжать сок и оставить его в бокале, как в процессы вступает аскорбиназа. В результате теряется до 50% витамина С. Так что все это полезнее съедать сразу после приготовления.

* Витамин В1 (тиамин) отвечает за процессы роста и развития, помогает поддерживать работу сердца, нервной и пищеварительной систем. Но все его положительные свойства разрушает тиаминаза. Этого вещества много в сырых продуктах: в основном в пресноводной и морской рыбе, а также в рисе, шпинате, картофеле, вишне, чайном листе. Так что у фанатов японской кухни есть риск заработать дефицит витамина В1.

* Сырая фасоль нейтрализует действие витамина Е, так же как и соя. Вообще именно в сырых продуктах особенно много антивитаминов.

* Еще один очень популярный антивитамин, о котором многие даже не догадываются, - это кофеин. Он мешает усвоению витаминов С и группы B. Чтобы разрешить этот конфликт, чай или кофе лучше пить через час-полтора после еды.

* Родственные химические структуры имеют биотин (витамин Н) и авидин. Первый отвечает за здоровую кишечную микрофлору и стабилизирует уровень сахара в крови, второй препятствует его всасыванию. Оба вещества содержатся в яичном желтке, но авидин - лишь в сыром яйце (он разрушается при нагревании). Поэтому при диабете или проблемах с кишечной микрофлорой яйца нужно варить вкрутую, а не «в мешочек».

* Если в вашем рационе много бурого риса , фасоли, сои, грецких орехов, шампиньонов и вешенок, коровьего молока и говядины, то возникает риск дефицита витамина РР (ниацина). Все названные продукты богаты его антиподом - аминокислотой лейцином.

* Витамин А (ретинол) хоть и относится к жирорастворимым, но плохо усваивается при избытке маргарина и кулинарных жиров. Когда готовите печенку, рыбу, яйца и другие продукты, богатые ретинолом, используйте минимальное количество жира, желательно оливкового или сливочного масла.