Коэнзим для чего: для чего нужен организму и как принимать

Что такое коэнзим и для чего он нужен?

Наверняка вы видели коэнзим Q10 в составе многих уходовых средств, слышали о нём в магазинах косметики или по телевизору, так давайте же мы расскажем поподробней что это такое и как оно появилось на свет?

История открытия

Коэнзим Q10 был открыт почти случайно: в 1957 г. биохимик из Университета штата Висконсин Фредерик Крейн, обнаружил неизвестные желтые кристаллы на стенках пробирки, содержавшей материал, который был извлечен из клеток бычьего сердца. Исследователь занимался изучением синтеза клеточной энергии в мышцах сердца, и, как оказалось, именно эти таинственные кристаллы преобразовывают питательные вещества в энергию в клетках тела. Подобные соединения класса хинонов были некоторое время назад обнаружены в растениях, но ученые не до конца понимали их роль. Позже выяснилось, что они являются главными биохимическими преобразователями энергии в митохондриях практически любого живого организма на планете.

Крестным отцом новой молекулы, случайно обнаруженной Крейном, стал профессор Р.А. Мортон из Ливерпуля. Мортон, выделивший это вещество из жировой ткани животных еще в 1954 г., не смог его идентифицировать, но в знак признания важности его открытия, ему предложили дать название новому соединению. Он выбрал слова ubiquitious (вездесущий) и quinone – химическое название класса хинонов. Убихинон – «вездесущий хинон», присутствующий во всех живых клетках в мире, впоследствии получил еще несколько названий, наиболее известным из которых остается коэнзим Q10, что означает его принадлежность к классу энзимов и наличие 10 молекул хинона (10 Quinone).

Коэнзим Q10 стали применять в качестве лекарственного препарата и косметического ингредиента лишь в конце 1970-х гг., так как только в 1974 г. японская компания предложила метод синтеза Q10. Оказалось, что выделение его из клеток растений или животных настолько сложный и малопродуктивный процесс, что использовать натуральный Q10 не имеет смысла. Однако синтезированный химически или созданный с помощью молекулярных технологий Q10 полностью идентичен натуральному.

Главный функционал

На сегодняшний день о коэнзиме Q10 известно довольно многое. Оказалось, что он является одним из самых точных маркеров старения человека: с возрастом содержание Q10 в клетках уменьшается, и тогда замедляются процессы клеточного дыхания, синтез энергии становится более медленным и затрудненным, в результате чего постепенно нарушается деятельность различных органов. Научные эксперименты доказали, что коэнзим Q10 способен продлевать жизнь и улучшать общее состояние организма. Используют Q10 и в спорте: судя по всему, он делает мышцы более сильными и выносливыми, улучшая тем самым показатели людей, занимающихся спортом.

Коэнзим Q10 относят к витаминоподобным веществам, так как он жизненно необходим человеку для поддержания здоровья. Организм синтезирует его сам, но, к сожалению, этот процесс после 40 лет начинает замедляться, а к 80 годам уровень Q10 в клетках падает до критически низкого значения.

Действие коэнзима

Коэнзим Q10 создает энергию, необходимую для функционирования клеток. Если количество этого вещества в клетках дермы сокращается, то немедленно замедляется синтез коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты, кожа становится более тонкой и менее эластичной, ускоряется формирование морщин и пигментных пятен. Этот процесс обычно сопровождается усилением сухости кожи, повышением ее чувствительности и склонности к аллергическим реакциям.

Как выбрать косметику с коэнзимом 

Многочисленные исследования показали, что коэнзим Q10 легко проникает в кожу из кремов и эмульсий (поскольку это жирорастворимое вещество, оно нуждается в жировой основе) из-за своего микроскопического размера.

В чистом виде Q10 практически невозможно сохранить в составе крема, особенно в традиционной упаковке, открытой для контакта с воздухом. Однако, будучи упакованным в липосомы, коэнзим Q10 сохраняет все свои качества, в том числе антиоксидантную активность, а также способность замедлять старение кожи и частично нивелировать вред, наносимый коже курением и загаром.

Чтобы понять, будет ли «работать» конкретный крем с Q10, есть простой прием: обратите внимание на его цвет. Желто-оранжевый убихинон – один из самых стойких и ярких природных пигментов. То количество убихинона, которое необходимо для достижения эффективного воздействия на кожу, всегда окрашивает средства в желтый или насыщенно кремовый цвет. Если же крем белый, значит, коэнзима Q10 в нем слишком мало.

Приобрести крема и эмульсии с коэнзимом Q10 можно на нашем сайте по ссылке.

Что такое коэнзим Q10? Как принимать коэнзим

Команда Спортфуд

Мы помогаем нашим покупателям быть сильнее, выносливее, привлекательнее и увереннее в себе

Коэнзим Q10 имеет еще одно название – кофермент Q10 и является натуральным антиоксидантным соединением, генерирующим жизненную энергию, укрепляет иммунную систему и защищает организм от простуд и заболеваний.

Этот элемент вырабатывается прежде всего для снабжения энергией самых затратных органов, на плечи которых возлагается огромная работа. Это в первую очередь сердце, легкие, печень, почки.

Он вырабатывается нашим организмом самостоятельно, но с возрастом его количество значительно уменьшается, и часто вырабатываемого кофермента Q10 бывает недостаточно для того, чтобы в полной мере снабжать все органы энергией. Именно поэтому во время активных физических нагрузок и в зрелом возрасте специалисты рекомендуют обезопаситься биодобавкой с добавлением витамина коэнзим q10.

Для чего нужен коэнзим Q10

Q10 принимает активное участие в формировании кислоты АТФ. Благодаря этой кислоте все органы получают необходимую подпитку энергией. И чем меньше Коэнзима в организме, тем чаще человек чувствует утомляемость, хроническую усталость, апатию, общую вялость и нехватку сил. При продолжительном дефиците этого элемента увеличивается риск возникновения различных хронических заболеваний.

Коэнзим Q10 прежде всего требуется для обеспечения качественной работы самых важных органов:

• Головной мозг.
• Сердечно-сосудистая система.
• Печень.
• Лёгкие.
• Почки.

Львиная доля вырабатываемого элемента уходит на работу этих органов, так как они для полноценного функционирования потребляют больше всего энергии.

Кроме того, Q10 выполняет ещё одну важную функцию для организма – оказывает антиоксидантный эффект. Этот элемент препятствует вторжению шлаков и токсинов и не даёт им влиять на работу здоровых клеток, замедляет процессы старения, и развития раковых заболеваний.

Причины недостатка CoQ10 в организме

С возрастом человек начинает чаще болеть, иммунитет постепенно ослабевает и организм теряет свои защитные силы. Огромное влияние на это оказывает недостаток вырабатываемого Коэнзима в организме. Помимо этого, дефицит Q10 увеличивает риск возникновения болезней, которые часто дают о себе знать в зрелом возрасте – атеросклероз, гипертония, различные хронические болячки, а также болезнь Альцгеймера.

И причина дефицита CoQ10 кроется не только в возрасте. На снижение вырабатываемой организмом нормы Коэнзима влияют также частые болезни, приём различных лекарств, генетические особенности, недостаток витаминов групп В и С и регулярные физические нагрузки. Именно в такие моменты выручит и окажет отличную поддержку добавка коэнзим Q10.

CoQ10 в виде добавки вернет будет снабжать энергией все нуждающиеся в энергетической подпитке органы, благодаря чему у организма появятся силы бороться с усталостью, хроническими заболеваниями и преждевременным старением. Кроме того, добавка с Q10 отлично решает такие проблемы, как:

• Сердечная недостаточность. Во время серьезного лечения приём препаратов с добавлением Q10 улучшает состояние пациентов и снижает риск летального исхода.
• Сниженные репродуктивные способности у мужчин. Коэнзим Q10 для мужчин за счёт антиоксидантного эффекта улучшает эректильные и репродуктивные способности у мужской половины населения.
• Проблемы с кожей. Коэнзим Q10 для женщин замедляет процессы старения кожи, улучшает гладкость кожи и повышает её защитные возможности.

Польза и вред коэнзима Q10

Применение коэнзима Q10 эффективно в следующих случаях:

• Нервные боли, диабетическая невропатия. Специалисты выяснили, что приём добавки с Q10 улучшает состояния нервов, снижает боли в нервных окончаниях у людей с их повреждениями, вызванными диабетом.
• Мигрени. Приём добавки с соединением CoQ10 предотвращает мигрени, головные боли и головокружения. По показаниям врачей частота головных болей с приёмом добавки снижается на 30–35%, а частота тошноты и головокружений, в связи с этим уменьшается аж на 45%. Кроме того, добавка снижает частоту мигреней у детей, а у некоторых взрослых количество головных болей за месяц снижается на 50–60%.
• Сердечная недостаточность. Приём коэнзима очень помогает людям с сердечной недостаточностью, снижая до минимума некоторые из симптомов, а также снижает вероятность госпитализации связанного с этой проблемой.
• ВИЧ. Коэнзим Q10 улучшает иммунную функцию у людей с ВИЧ или СПИДом.
• Склероз и рассеянность. Приём коэнзима снижает утомляемость, повышает настроение и концентрацию внимания.
• Проблемы с зачатием. Добавка способствует улучшению репродуктивных функций, повышает вероятность оплодотворения, нормального выживания ребенка, его здорового развития и рождения.
• Проблемы с кожей. Добавка с Q10 уменьшает негативное воздействие на кожу, замедляет процессы старение кожи, снижает риск возникновения морщин, сохраняет здоровую кожу в тонусе и продлевает её молодость.

По данным экспертов, никакого вреда добавка не несёт, не имеет побочных эффектов и является абсолютно безвредной.

В каких продуктах содержится

Можно получать соединение CoQ10 через такую пищу, как зерновые или мясо, но часто полученного элемента из продуктов недостаточно, чтобы повысить уровень Коэнзима в организме, так как содержание элемента в продуктах для этого слишком мало.

Тем не менее, в некоторых количествах Q10 содержится в:

• Субпродуктах и мясе – почках и печени.
• Говядине.
• Курице.
• Свинине.
• Жирной рыбе – сардинах и форели.
• Шпинате и брокколи.
• Соевых бобах и цельных зёрнах.

Стоит помнить, что количество соединения коэнзима в продуктах недостаточно для повышения его уровня в организме. Именно поэтому специалисты рекомендуют к употреблению добавку с CoQ10 в виде таблеток, или же капсул.

Как принимать коэнзим Q10

Дозировка коэнзима q10 составляет не более 200 миллиграммов в сутки, и настоятельно рекомендуются к приёму людям старше 40 лет, а также вегетарианцам. Эксперты советуют принимать добавку во время еды, с употреблением жирной пищи. 

Заключение

Как итог, можно отметить, что Коэнзим Q10 является веществом, которое синтезируется в организме, и усваивается им из пищевых источников. Синтез коэнзима своего пика достигает к 20 годам, а после этого он снижается. Поэтому врачи и эксперты советуют употреблять его в виде добавки. Согласно результатом исследований, добавка с добавлением q10 является хорошо переносимой и абсолютно безвредной для организма. А людям с активным образом жизни в возрасте 25–50 лет этот элемент просто необходим, для поддержания организма в здоровом и бодром состоянии.

Вся продукция сертифицирована. Возможна индивидуальная непереносимость. Перед употреблением рекомендуем проконсультироваться со специалистом.

Коэнзим – определение и примеры

Коэнзим

сущ., множественное число: коферменты

[kəʊˈɛnzaɪm]

Определение: небольшая молекула, необходимая ферменту для функционирования.

На фото: сукцинатдегидрогеназный комплекс с кофакторами, флавином, железо-серными центрами и гем внутри митохондрии
Источник: изменено Марией Викторией Гонзага, из произведений Ричарда Уилера, CC BY-SA 3.0.

Содержание

Ферменты могут расщеплять сложные большие молекулы на более простые, они могут объединять маленькие молекулы или атомы для образования больших метаболитов. Следовательно, ферменты играют важную роль в биохимической и клеточной организации. Ферменты подобны катализаторам своей химической способностью ускорять реакции, не изменяясь и не расходуясь сами по себе. Эти биологические реакции включают перенос карбоксильной группы, гидролиз пептидной связи, разрыв углеродных связей, и превращение веществ в их оптические изомеры . В этих реакциях ферменты могут функционировать или не функционировать в одиночку, ферменты могут нуждаться в помощи кофактора . Холофермент или активный фермент представляет собой комплекс, состоящий из двух частей: белковой части или апофермента и кофакторной части. Белковая часть или апофермент не могут функционировать в одиночку и должны быть активированы кофактором. Кофактор может быть активатором, который обычно представляет собой катион . Это может быть и органическая молекула сложной структуры, которую называют коферментом . Каталитическая активность ферментов в основном зависит от присутствия небелковых соединений, называемых коферментами . Кофакторы тесно связаны с апоферментами; следовательно, коферменты не могут быть выделены из апоферментов без денатурации белков ферментов.

Коэнзим (биологическое определение): молекула, необходимая определенному ферменту для осуществления катализа химической реакции. Многие из них получены из витаминов, особенно те, которые являются фосфорилированными производными водорастворимых витаминов. Коферменты участвуют в катализе, когда они связываются с активным центром фермента (называемым апоферментом) и впоследствии образуют активный фермент (называемый холоферментом). Хотя коферменты активируют ферменты, они не рассматриваются как субстраты реакции. Основная функция кофермента — выступать в качестве промежуточного переносчика переносимых электронов или функциональных групп в реакции. Примеры коферментов: никотинамидадениндинуклеотид (НАД), никотинамидадениндинуклеотид ph фосфат (НАДФ) и флавинадениндинуклеотид (ФАД). Эти три кофермента участвуют в окислении или переносе водорода. Другим является кофермент А (КоА), который участвует в переносе ацильных групп. Сравните: кофактор.

Определение кофермента

Коэнзимы играют жизненно важную роль в нескольких биохимических процессах, таких как расщепление макронутриентов на более мелкие молекулы (катаболизм) или образование новых биологических соединений в организме (анаболизм).

Что такое кофермент? Иногда кофермент называют ко-субстратом , потому что он связывается с ферментом вместе с субстратом в начале химической реакции и оставляет фермент измененным в конце реакции. Однако их называют коферментами, потому что они связываются с ферментом раньше других субстратов. Кроме того, коферменты повторно преобразуются другими ферментами, обнаруженными в клетке, в их первоначальную форму для повторного использования. Коэнзим обычно представляет собой форму активированного витамина, которая необходима для биохимических путей. Коэнзимы образуют комплексы с ферментами. Эти комплексы превращают питательные вещества в полезные формы энергии. Они производят биомолекулы, которые считаются основой нашей жизни.

Некоторые питательные вещества действуют как кофакторы и коферменты. Другие расщепляются с помощью коферментов. Поэтому важно поддерживать потребление микроэлементов с пищей для производства энергии, необходимой для жизни.

Ферменты, для работы которых требуется присутствие коферментов, не смогут поддерживать нормальные метаболические процессы или поддерживать активность естественных биохимических процессов, обеспечивающих активацию нормальных функций клетки, таких как рост, дифференцировка, деление и ремонт.
Кроме того, функция коферментов заключается в поддержании целостности некоторых структур регуляторных белков и гормонов.

Некоторые витамины действуют как коферменты, участвующие в таких биохимических процессах, как катаболизм, анаболизм и производство энергии. Витамины A и K — это два жирорастворимых витамина, которые действуют как коферменты или кофакторы, в то время как все водорастворимые ферменты могут действовать как кофакторы или коферменты. В дополнение к своему действию в качестве кофакторов, витамины играют решающую роль в нескольких жизненно важных процессах, таких как выработка гормонов, целостность коллагена в костях, свертывание крови и правильное зрение.

Рисунок 1: Кофактор — это небелковое химическое соединение, необходимое для биологической активности белка. Многим ферментам для правильного функционирования требуются кофакторы. Кредит: Pathwayz.org.

Примеры коферментов

Коферменты не специфичны для субстратов, вместо этого они действуют как переносчики продуктов реакции. Коэнзимы регенерируются для повторного использования. Важным примером коферментов является никотинамидадениндинуклеотид (НАД), который используется для активации 9Фермент лактатдегидрогеназы 0011 .

При дегидрировании пирувата в лактат сам НАД восстанавливается за счет принятия атома водорода для каталитических реакций, тогда как некоторым ферментам требуется фосфат никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ), который также восстанавливается.

Для синтеза стероидов необходим кофермент НАДФ. Затем восстановленный фермент повторно окисляется путем переноса введенного водорода по цепи акцепторов водорода для объединения с молекулярным кислородом с образованием молекулы воды.

НАД+ является первой молекулой, которая связывается с ферментом, и последней молекулой, которая отделяется от комплекса. Следовательно, это лимитирующая стадия биохимической реакции. Таким образом, он считается коферментом, а не субстратом.

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) помогают ферментам, удаляющим водород (дегидрогеназам), участвовать в катаболическом процессе аминокислот, жиров и углеводов, а также ферментам, участвующим в синтез стероидов, жиров и других метаболитов.

Типы коферментов

Некоторые ферменты содержат «встроенный» кофактор, называемый простетическими группами , например флавопротеины и некоторые пиридоксин- и биотинсодержащие ферменты . Флавопротеины – это ферменты, содержащие металл. Они переносят атомы водорода на свою простетическую группу от своих коферментов, таких как восстановленный НАД. В таких случаях флавинадениндинуклеотид (ФАД), являющийся производным рибофлавина, действует как простетическая группа при присоединении водорода. Затем кофермент Q повторно окисляет флавин, чтобы перейти в цепь переноса электронов с образованием молекулы воды. Биотин участвует в синтезе жирных кислот; следовательно, ожидается, что он будет играть роль в гормонах, полученных из жирных кислот, таких как простагландин.

Есть много других примеров коферментов, участвующих в нескольких биохимических реакциях. Другим примером являются коферменты, участвующие в удалении диоксида углерода (декарбоксилирование) из соединений, способствующие расщеплению углеводов для производства энергии, такие как активная форма витамина B1, тиамин . Другие переносят водород для участия в реакциях окисления, которые производят энергию из высокоэнергетических питательных веществ. Коферментные формы витамина B12 называются пиридоксальфосфатом 9.0012 (PLP) и пиридоксаминфосфат (PMP) действуют как кофакторы примерно для 120 ферментов, например синтетазы, рацемазы, ферменты расщепления, декарбоксилазы, и трансаминазы . PLP и PMP участвуют в различных процессах метаболизма аминокислот.

Коэнзим А необходим для метаболизма жирных кислот, аминокислот, углеводов и других биологических молекул. Он содержит пантотеновую кислоту (PA), которая является формой витамина B. PA также участвует в синтез жирных кислот в качестве кофактора белка-носителя ацила . Коферментные формы витамина В12 участвуют в синтезе метионина (аминокислоты).

Биоцитин является коферментом биотина. Он помогает в нескольких реакциях карбоксилирования жирных кислот и аминокислот, чтобы облегчить их метаболизм. Кроме того, биоцитин играет роль в образовании мочевины. Коферментная форма фолиевой кислоты содержит одноуглеродное звено, необходимое для превращения аминокислоты в пиримидиновые и пуриновые основания, необходимые для образования ДНК и РНК.

Аскорбиновая кислота является кофактором гидроксилаз. Они гидроксилазируют лизин и пролин, чтобы сохранить целостность структуры коллагена; кроме того, они гидроксилазируют холестерины для образования желчных кислот, а также гидроксилируют тирозин с образованием гормона норадреналина .

Альдегидная форма витамина А, ретинол, служит кофактором для апопротеинов, обнаруженных в глазу. Апопротеины отвечают за зрение при тусклом свете. Они также участвуют в ярком свете и цветовом зрении сетчатки.

Таблица 1: Витамины как примеры коферментов.

антиоксидант

Авторы и права: данные Chemistry Libretexts, CC By NC-SA

Функции коферментов

Минералы и витамины играют важную роль в анаболических и катаболических путях, ведущих к синтезу биомолекул, таких как липиды, нуклеиновые кислоты, белки и углеводы как коферменты или кофакторы.

• Витамины как коферменты: Форма метаболита витамина А, ретиноевая кислота, действует как регулятор генов, поэтому очень важна для нормального развития клеток. Витамин К является коферментом для ферментов, перемещающих -CO2-группы (g-карбоксилазы). Высвобожденная карбоксильная группа связывается с кальцием, этот шаг важен для образования остеокальцина, важного белка для ремоделирования костей. Кроме того, он важен для образования протромбина, играющего решающую роль в свертывании крови.
  

   

• Минералы как кофакторы и катализаторы: Минералы могут действовать в биологических процессах как кофакторы и катализаторы. Когда минералы действуют как катализаторы, они не интегрируются с ферментом или его субстратом. Однако они ускоряют биохимическую реакцию между ферментом и его субстратом. С другой стороны, когда минералы действуют как кофакторы, они становятся частью ферментной или белковой структуры, необходимой для протекания биохимической реакции. Минералы, которые действуют как кофакторы, включают марганец, селен, магний, и молибден. Некоторые минералы, такие как кобальт, йод, кальций, и фосфор , действуют как кофакторы для некоторых неферментативных белков. Другие, такие как медь, цинк, и железо, действуют как кофакторы как для неферментативных, так и для ферментативных белков.
  

   

Дефицит витаминов

В нормальных условиях скорость реакции прямо пропорциональна концентрации фермента. Следовательно, высокая концентрация субстрата и фермента приводит к высокой скорости оборота продукта, подобно катализируемым химическим реакциям, ферментативные реакции обратимы. Однако в нормальных условиях ферментативные реакции протекают только в одном направлении, так как продукты регулярно потребляются следующим ферментом на пути биохимических реакций. При дефиците витаминов отсутствуют коферменты, необходимые для биохимических реакций, поэтому продукты реакций накапливаются в организме и могут привести к обратному развитию реакции.

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о коферменте.

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Коэнзим, необходимый для метаболизма жирных кислот, аминокислот, углеводов и других биологических молекул

Биоцитин

Коэнзим А

Простагландин

2. Кофактор гидроксилаз

Биоцитин

Аскорбиновая кислота

Пантотеновая кислота

3. Кофермент биотина и участвует в нескольких реакциях карбоксилирования жирных кислот и аминокислот для облегчения их метаболизма

Биоцитин

Аскорбиновая кислота

Пантотеновая кислота

4. Кофермент для ферментов, которые перемещают -CO2-группы (g-карбоксилазы)

Витамин А

Витамин В

Витамин К

5. Минерал, который действует как кофактор

марганец

метионин

ретинол

Отправьте результаты (необязательно)

Ваше имя

Электронная почта

Далее

2.2: Витамины как коферменты — Медицина LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Рене Дж. Леклер
• Медицинская школа Carilion Технологического института Вирджинии через Инициативу открытого образования Технологических библиотек Вирджинии

Основы питания

Для оптимальной активности многих метаболических ферментов, обсуждаемых в этом курсе, необходимы незаменимые коферменты. Пищевой статус человека может сильно повлиять на его способность эффективно окислять топливо, и это может привести к отклонениям от клинических норм или болезни, что будет показано на индивидуальном CMP.

Важно знать о проявлении этих дефицитов питательных веществ, поскольку они могут проявляться в виде гипогликемии, различных типов анемии или физиологических симптомов.

Обзор

Витамины представляют собой органические соединения, которые мы, по большей части, не можем синтезировать в адекватных количествах посредством эндогенного метаболизма (за исключением витаминов B ₃ , D и K). Чтобы удовлетворить эти потребности в питании, мы должны потреблять витамины как часть сбалансированной диеты или добавки с помощью различных механизмов. Ниже приведены некоторые ключевые аспекты роли витаминов в обмене веществ и общие симптомы, связанные с дефицитом (таблица 2.3).

Примечание

Водорастворимые витамины

• Водорастворимые витамины включают: аскорбиновую кислоту (витамин С), тиамин (витамин В ₁ ), рибофлавин (витамин В _{2 ), бацин 3} ), пантотеновая кислота (витамин B ₅ ), пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин (витамин B ₆ ), биотин (витамин B ₇ ) и кобаламин (витамин B ₁₂ ).
• Легко выводится с мочой, токсичность встречается редко.
• Неисправности могут возникнуть быстро.
• Водорастворимые витамины являются предшественниками коферментов для ферментов промежуточного метаболизма.

Жирорастворимые витамины

• Жирорастворимые витамины включают: витамины A, D, K и E.
• Они высвобождаются, абсорбируются и транспортируются (в хиломикронах) с пищевым жиром.
• Они с трудом выводятся из организма, и значительные количества сохраняются в печени и жировой ткани.
• Большинство функционируют как регуляторы транскрипции.
• Только один жирорастворимый витамин (витамин К) выполняет коферментную функцию.
• Потребление витаминов А и D в количествах, превышающих рекомендуемые с пищей, может привести к накоплению токсичных количеств этих соединений.

Фолиевая кислота

Дефицит фолиевой кислоты является относительно распространенным недостатком витаминов в Соединенных Штатах, обычно проявляющимся макроцитарной анемией.

• Тетрагидрофолат (ТГФ), восстановленная коферментная форма фолиевой кислоты, получает одноуглеродные фрагменты от доноров аминокислот, таких как серин, глицин и гистидин, и переносит их на промежуточные продукты синтеза аминокислот, пуринов и тимидинмонофосфата (ТМП, пиримидиновый нуклеотид, обнаруженный в ДНК).
• Неадекватные уровни фолиевой кислоты в сыворотке крови могут быть вызваны повышенной потребностью (например, при беременности и лактации), неадекватным питанием, плохим всасыванием (вызванным патологией тонкой кишки), алкоголизмом или лечением лекарствами (например, метотрексатом). ).
• Доказано, что прием фолиевой кислоты перед зачатием и в течение первого триместра значительно уменьшает дефекты нервной трубки.

Кобаламин (витамин В

₁₂ )

Витамин B ₁₂ необходим человеку для двух важных ферментативных реакций.

• Одна из реакций представляет собой реметилирование гомоцистеина в метионин, а другая включает изомеризацию метилмалонилкоэнзима А (КоА), который образуется при расщеплении некоторых аминокислот (изолейцина, валина, треонина и метионина) и жирные кислоты с нечетной цепью (ЖК).
• Фолиевая кислота (в виде N5-метилТГФ) также необходима для одной из реакций, необходимых для реметилирования гомоцистеина.
• Дефицит B ₁₂ или фолиевой кислоты приводит к повышенному уровню Hcy (глава 8), однако только дефицит B _{12 приводит к повышенному уровню метилмалоновой кислоты.}
• Пернициозная анемия – это разновидность анемии витамина В ₁₂ , вызванная недостатком внутреннего фактора. Внутренний фактор (IF) высвобождается из париетальных клеток и связывает витамин B ₁₂ , чтобы он мог всасываться в кишечнике.
• Б ₁₂ также важен для синтеза S-аденозилметионина (SAM), который играет неотъемлемую роль в реакциях клеточного метилирования и синтезе нейротрансмиттеров.

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Активной формой витамина С является аскорбиновая кислота.

• Витамин С используется в качестве кофермента в реакциях гидроксилирования, таких как гидроксилирование остатков пролила и лизила коллагена.
• Требуется для поддержания нормальной соединительной ткани, а также для заживления ран.
• Витамин С способствует усвоению пищевого железа за счет превращения трехвалентного железа в двухвалентную форму.

Пиридоксин (витамин B

₆ )

Витамин B ₆  – это термин, который охватывает все производные пиридина, включая: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин.

• Пиридоксин служит предшественником биологически активного кофермента, пиридоксальфосфата (PLP).
• PLP действует как кофермент для реакций переноса активации, особенно тех, которые катализируют реакции с участием аминокислот (раздел 5.3).
• Изониазид, лекарство, обычно используемое для лечения туберкулеза, может вызвать дефицит витамина B ₆ , образуя неактивное производное с PLP.
• Пиридоксин — единственный водорастворимый витамин со значительной токсичностью. Сенсорные невропатии могут возникать при потреблении, в пять раз превышающем допустимый верхний предел (UL). Это максимальное количество витаминов и минералов в день, которое вы можете безопасно принимать без риска передозировки или серьезных побочных эффектов.

Тиамин (витамин B

₁ )

Тиаминпирофосфат (TPP) представляет собой биологически активную форму тиамина и образуется путем переноса пирофосфатной группы от аденозинтрифосфата (АТФ) к тиамину.

• ТФП является коферментом образования или деградации \(\альфа\)-кетолов под действием транскетолазы (раздел 7.1) и окислительного декарбоксилирования \(\альфа\)-кетокислот.
• Активность как пируватдегидрогеназного комплекса, так и \(\альфа\)-кетоглутаратдегидрогеназы может быть нарушена при дефиците тиамина. Это может привести к нарушению продукции АТФ, нарушению клеточной функции и лактоацидозу.
• TPP также требуется дегидрогеназе разветвленной цепи \(\альфа\)-кетокислоты мышц.
• Активность транскетолазы эритроцитов используется для диагностики дефицита тиамина.
• Бери-бери — это тяжелый синдром дефицита тиамина, встречающийся в географических районах с плохим и ограниченным питанием.
• Синдром Вернике-Корсакова может проявляться у лиц, злоупотребляющих алкоголем. Общие симптомы включают спутанность сознания, атаксию и нистагм.

9+\) служат коферментами в окислительно-восстановительных реакциях, в которых кофермент подвергается восстановлению пиридинового кольца, присоединяя ион гидрида.

Рибофлавин (витамин B

₂ )

Две биологически активные формы B ₂ представляют собой флавинмононуклеотид (FMN) и флавинадениндинуклеотид (FAD), образованные путем переноса фрагмента аденозинмонофосфата от АТФ к FMN.

• FMN и FAD способны обратимо принимать два атома водорода, образуя FMNH\(_2\) или FADH\(_2\). FMN и FAD прочно или ковалентно связаны с флавоферментами, которые катализируют окисление или восстановление субстрата.
• Дефицит рибофлавина не связан с серьезной болезнью человека, хотя часто сопровождает дефицит других витаминов.

Биотин (витамин B

₇ )

Биотин является коферментом в реакциях карбоксилирования, в которых он служит носителем активированного диоксида углерода (коэнзим для ацетилКоА-карбоксилазы и пируваткарбоксилазы).

• Биотин ковалентно связан с \(\varepsilon\)-аминогруппой остатков лизина в биотинзависимых ферментах.
• Дефицит биотина не возникает естественным образом, потому что этот витамин широко распространен в продуктах питания.
• Чрезмерное потребление сырого яичного белка в качестве источника белка может вызвать симптомы дефицита биотина. Симптомы могут включать: дерматит, глоссит, потерю аппетита и тошноту. Сырой яичный белок содержит авидин, гликопротеин, прочно связывающий биотин и препятствующий его всасыванию из кишечника.

Пантотеновая кислота

Пантотеновая кислота является компонентом КоА, который участвует в переносе ацильных групп.

• СоА содержит тиольную группу, которая несет ацильные соединения в виде активированных тиоловых эфиров. Примерами таких структур являются сукцинил-КоА, жирный ацил-КоА и ацетил-КоА.
• Пантотеновая кислота также является компонентом домена белка-носителя ацила синтазы жирных кислот (раздел 4. 4).
• Этот витамин широко распространен в различных продуктах питания, и недостаточность его у людей не характерна.

Витамин А

Ретиноиды представляют собой семейство молекул, родственных пищевому ретинолу (витамину А).

• Витамин А (и его метаболиты) важен для зрения, размножения, роста, иммунной функции и поддержания эпителиальных тканей.
• Ретиноевая кислота образуется в результате окисления ретинола и опосредует большинство действий ретиноидов.
• Ретинол окисляется до ретиноевой кислоты. Ретиноевая кислота специфически связывается с семейством ядерных рецепторов (рецепторы ретиноевой кислоты, RAR) и модулирует экспрессию генов в тканях-мишенях, таких как эпителиальные клетки. Активированный комплекс ретиноевая кислота-RAR связывается с ответными элементами ДНК и рекрутирует активаторы или репрессоры для регуляции синтеза ретиноид-специфичной мРНК (рис. 2.3).

Рисунок 2.3: Механизм действия витамина А.

Витамин D

Витамины D представляют собой группу стеролов, которые выполняют гормоноподобную функцию.

• Активная молекула, 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол), связывается с белками внутриклеточных рецепторов. Рецепторный комплекс взаимодействует с ДНК в ядре клеток-мишеней подобно витамину А и либо избирательно стимулирует, либо репрессирует транскрипцию генов.
• Наиболее заметное действие кальцитриола заключается в регулировании уровня кальция и фосфора в плазме. В желудочно-кишечном тракте кальцитриол увеличивает транскрипцию транспортных белков кальция, белков кальбиндина-D, что приводит к повышенному поглощению кальция. Он также увеличивает реабсорбцию фосфора через аналогичный механизм.

Витамин К

• Основная роль витамина К заключается в том, чтобы служить коферментом при карбоксилировании остатков глутаминовой кислоты; эта посттрансляционная модификация необходима для функционирования многих белков, необходимых для свертывания крови.
• Витамин К необходим для печеночного синтеза протромбина (фактор II) и факторов VII, IX и X (рис. 2.4).

Рисунок 2.4: Витамин К стимулирует созревание факторов свертывания крови.

• Образование остатков карбоксиглутамила (Gla) чувствительно к ингибированию варфарином, аналогом витамина К, который ингибирует эпоксидредуктазу витамина К (VKOR), фермент, необходимый для регенерации функциональной гидрохиноновой формы витамина К.

Витамин Е

Витамины Е состоят из восьми встречающихся в природе токоферолов, из которых \(\альфа\)-токоферол является наиболее активным.

• Основная функция витамина Е заключается в том, что он является антиоксидантом и предотвращает неферментативное окисление клеточных компонентов.
• Дефицит витамина Е у взрослых обычно связан с нарушением всасывания или транспорта липидов.

Ссылки и ресурсы

Текст

Ferrier, D. R., ed. Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: биохимия г., 7-е изд. Филадельфия: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins, 2017, глава 27: питание: обзор, глава 28: микроэлементы: витамины, глава 29: микроэлементы: минералы.

Ле, Т. и В. Бхушан. Первая помощь для USMLE Step 1 , 29-е изд. Нью-Йорк: McGraw Hill Education, 2018, стр. 65–71.

Цифры

Феррье D. Рисунок 2.3 Механизм действия витамина А. Адаптировано в условиях добросовестного использования из рисунка 28.20 Действие ретиноидов. Иллюстрированные обзоры Липпинкотта по биохимии. 7-е изд. стр. 388. 2017. Химическая структура Генри Якубовски.

Grey, Kindred, Рис. 2.4 Витамин К стимулирует созревание факторов свертывания крови. 2021. Химическая структура Генри Якубовски. https://archive.org/details/2.6_20210924. CC BY 4.0 .

Таблицы

Таблица 2.3 адаптировано из Ferrier, D.R., ed. Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: биохимия , 7-е изд.