Жирорастворимые витамины

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

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 т. д. 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 цисретиналь 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. Агиповитаминозные 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 УФлучей, 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

Витамин D₂ (эргокальциферол)

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 т. д.

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 б, в, г — токоферолы. Большей биологической активностью обладает б-токоферол.

Химическая природа витамина Е. в основе лежит гетероциклическое хромановое кольцо (желтого цвета). В химической структуре б — 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 селенмикроэлемент.

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 физикохимические 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 т. д.

Витамин К (филлохинон) — антигеморрагический

(от греч. «гайма» — кровь и «рагг» — прорывкровотечение, 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.

Биологическая роль витамина К.

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.