Жирорастворимые витамины

Содержание

Введение

Биологическая роль витаминов.

Развитие гиповитаминозов у с/х животных

Классификация витаминов:

Жирорастворимые витамины:

Витамин А (ретинол) – антиксерофтальмический.

Витамины группы D – (кальциферолы) – антирахитические витамины.

Витамин Е (токоферол) – антистерильный витамин, антиоксидант.

Витамин К (филлохинон) – антигеморрагический

Витамин Q (убихинон)

Витамин F (ненасыщенные жирные кислоты)

Список использованной литературы

Введение

Витамины – это низкомолекулярные органические вещества различной химической структуры, обладающие разнообразным спектром физиологического действия.

«Vita» - жизнь, «amin» - азот, то есть это жизненно необходимые азотсодержащие вещества. Но сейчас уже известно, что не все витамины содержат азот, азот содержат только витамины группы В.

Впервые витамины были открыты русским ученым Н.И. Лужиным в 1881 году в опытах на мышах. Он установил, что мыши, получавшие диету, состоящую из отмытого казеина, сахара, растительного масла и солей, погибали. Мыши, которым давали натуральное молоко, развивались нормально. На основании этого был сделан вывод, что в молоке имеются дополнительные питательные вещества, отсутствие которых приводит к гибели мышей. Затем, ряд ученых подтвердили опыты Лужина. Польским ученым Фуком в 1912 году был выделен и изучен витамин В₁, который содержал аминогруппу, поэтому им и было предложено название «витамины». В дальнейшем оказалось, что многие вещества этого класса не имели аминогрупп, что не отвечало их названию, но те не менее этот термин вошел в науку. В виду того, что химическая структура индивидуальных витаминов первоначально не была известна, их стали обозначать буквами латинского алфавита: А, В, С, Dя и тд. Создана специальная наука – витаминология.

Биологическая роль витаминов

1.Витамины входят в состав коферментов, то есть являются небелковыми компонентами сложных ферментов (витамины группы В),

2.Стимулируют биосинтез физиологически активных белков (витамины А, группы D, К и др.),

3.Катализируют окислительно – восстановительные реакции (витамины А, С,Q),

4.Учасвуют в образовании клеточных гормонов (витамины группы F)

Витамины поступают в организм в минимальных количествах (100-200 мг – ежедневно для человека), поэтому не являются энергетическим материалом, не идут на построение тканей организма, но являются физиологически активными веществами. Большинство витаминов не образуется в организме и должно поступать с кормом.

Развитие гиповитаминозов у с/х животных

Гиповитаминозы – это заболевания, связанные с недостатком витаминов организме. Отсутствие тех или иных витаминов – авитаминоз. При избыточном поступлении витаминов с рационом возникают – гипервитаминоз, болезни связанные с избытком витаминов. В практике животноводства обычно наблюдаются гиповитаминозы.

Причинами гиповитаминозов являются:

1.Отсутствие и недостаток витаминов в кормах,

2.Нарушние усвояемости витаминов в организме, что наблюдается при заболевании желудочно – кишечного тракта, где происходит всасывание, поэтому витамины выводятся из организма. Витамины, растворимые в жирах, всасываются в кишечнике при достаточном количестве желчи в его полости. Поэтому при болезнях печени, закупорке желчных протоков, а также при дефиците жиров в рационе жирорастворимые витамины плохо всасываются.

3.Нарушение биосинтеза витаминов в пищеварительном тракте и тканях организма. В пищеварительном тракте синтезируются витамины группы В, Е, К; в тканях – витамины группы С, В₅(РР), триптофан, витамин А(из каротина), D₃(в подкожной клетчатке).

Основное условие для предотвращения гиповитаминозов - правильная заготовка кормов, обеспечение сеном (не пересушивать сено).

Классификация витаминов

В зависимости от растворимости витамины делятся на две группы:

1. Растворимые в жирах или жирорастворимые (A,D,E,K,Q,F); 2. Растворимые в воде или водорастворимые (витамины группы В, С, Н, фолиевая кислота и др.)

Жирорастворимые витамины

Витамин А (ретинол) – антиксерофтальмический.

Изучение начато в 1909 году, а открыт он в 1933 году.

Химическая природа. Витамин А является циклическим ненасыщенным одноатомным спиртом.

СН₃ СН₃

С СН₃ СН₃

Н₂С С – СН = СН – С = СН – СН = СН – С = СН – СН₂ОН

Н₂С С – СН₃ Ретинол

СН₂

Если вместо группы ОН будет альдегидная группа – СН = О, то будет ретиналь. Боковая цепь может находиться в цис – и транс – положениях.

Биологическая роль витамина А:

1.Витамин А принимает участие в зрительных процессах. В виде альдегидного производного (ретиналя) он входит в состав сложного белка родопсина – зрительного пурпура палочек сетчатки глаза. Родопсин воспринимает зрительные импульсы, свет, в основном УФ и синие лучи. При поглощении свет в родопсине цис- ретиналь изолируется в транс – ретиналь. Этот переход подается нервным окончаниям, а те в зрительные области больших полушарий головного мозга. При гиповитаминозе А развивается «куриная слепота», так как не будет синтезироваться белок родопсин.

2.Витамин А стимулирует обмен серосодержащих веществ, предохраняет эпителиальные клетки от ороговевания, это клетки, выстилающие конъюнктиву глаза, пищеварительного тракта, мочепроводящую систему. При сухости роговицы глаза возникает заболевание – ксерофтальмия, полное ороговевание будет называться кератофтальмия.

Источники витамина А

Витамин А содержится только в животных продуктах. Особенно богаты им рыбий жир, сливочное масло, печень. В растительных кормах содержится провитамин А - каротин, которые в организме животных под действием ферментов каротиназ превращается в витамин А. более активен каротин в разнотравье, сене, менее активен в кукурузе. Разрушается при длительной сушке сена (при пересушивании).

Источником каротина является морковь, шиповник, красные помидоры, абрикосы, сладкий перец.

Витамин А и каротин всасываются слизистой оболочкой тонких кишок и через воротную вену поступают в печень, а затем из нее в другие органы и ткани. В печени задерживается до 90% общего количества витамина А.

При гиповитаминозе А наблюдаются: ксерофтальмия (сухость роговицы), кератофтальмия (поверхностные изменения роговицы), поражение мочевых путей, дыхательного и пищеварительного тракта, что сопровождается развитием легочных и желудочно – кишечных заболеваний, особенно телят и поросят. Сухость кожи и слизистых оболочек способствует проникновению в организм болезнетворных микробов, ведет к возникновению дерматитов, бронхитов и катаров дыхательных путей. Так как витамин А предохраняет от этих инфекционных заболеваний, то поэтому он относится к группе антиинфекционных витаминов.

При гиповитаминозе также развивается куриная слепота, наблюдается отечность конечностей. А- гиповитаминозные яйца характеризуются малым процентом выводимости цыплят(60-70%) и гибелью их в первые дни жизни.

Витамины группы D – (кальциферолы) – антирахитические витамины.

К ним относятся витамины D₂ и D₃. В растениях синтезируется витамин D₂ из эргостерола под действием УФ- лучей, которые разрывают кольцо В.

CH₃ CH₃

CH₃ CH – CH = CH – CH – CH – CH₃УФ - 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 – CH₃УФ - лучи

CH₃ CH₃

7 – дегидрохолистерол

HO

CH₃

CH₃ CH – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH – CH₃

CH₂CH₃

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 Dстимулирует 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 Dсопровождается развитием у молодняка животных рахита, а у взрослых животных – остеодистрофии или остеомаляции (нарушение костной ткани), полное рассасывание последних хвостовых позвонков у коров, расшатывание зубов, утолщение суставов и тд.

У больных рахитом поросят первоначально появляются судороги и нарушение аппетита, что приводит к расстройствам пищеварения. Затем развивается клиническая картина рахита с разнообразными изменениями в костях и суставах. У овец при D – гиповитаминозе наблюдается наряду с рахитом замедление прироста длины шерсти и ухудшение ее качества. У птицы замедляется формирование костей и отложение в них солей Са и Р.

В организме витамин D₃ активируется, превращаясь в 1,25 – диоксихолекальциферол. Только в этом состоянии он активен, то есть именно в такой форме он осуществляет антирахитическое действие.

Витамин Е (токоферол) – антистерильный витамин, антиоксидант.

Витамин размножения. Tokus – потомство, phero – несущий (нести). Крысы, получавшие только молоко , хорошо развивались в молодом возрасте, но в зрелом – такое питание нарушало способность к воспроизводству – вызывало бесплодие. При добавлении к таким диетам силоса и зародышей пшеницы беременность проходила нормально, и рождался приплод. Таким образом установлено существование витамина Е. в пищевых продуктах найдены α,β,γ – токоферолы. Большей биологической активностью обладает α-токоферол.

Химическая природа витамина Е. в основе лежит гетероциклическое хромановое кольцо (желтого цвета). В химической структуре α – токоферола различают остатки бензопирана и гексадекана.

СН₃

О СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

Н₃С – С – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН – СН₃

Остаток гексадекана

НО –

2,5,7,8 – тетраметил – 2 (4’,8’,12’ - триметилтридекин)- 6 - оксихромон

СН₃

остаток бензопирана

Биологическая роль витамина Е.

Витамин Е является одним из самых сильных природных антиоксидантов, предохраняющим от окисления жиры и другие легко окисляемые соединения. Он задерживает окисление ненасыщенных жирных кислот, которые входят в состав мембран, в частности фосфолипидных. От наличия этих кислот зависит текучесть мембран. При недостатке витамина Е на мембранах могут идти перекисные процессы. Витамин Е защищает от окисления боковую цепь витамина А. поэтому при гиповитаминозе Е может развиваться гиповитаминоз А. Витамин Е активирует молекулярный кислород и этим стимулирует окислительно – восстановительные реакции.

Витамин Е нормализует процессы клеточного дыхания, участвуя в переносе электронов. Витамин Е необходим для нормального функционирования поперечнополосатых мышц, клеток печени, нервной системы и ряда эндокринных желез. Витамин Е имеет антивитамины – это ненасыщенные жирные кислоты, четыреххлористый углерод, пиридин, сульфаниламидные препараты.

Синергистом витамина Е (вещество, действующее в одном направлении) является селен- микроэлемент.

Гиповитаминоз Е сопровождается главным образом нарушением функции размножения. При этом происходят рассасывание плода, прерывание беременности, нарушение сперматогенеза, то есть клетки сперматозоидов будут иметь дистрофические изменения, то связано с нарушением липидного обмена, особенно в мембранах, где будет происходить окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в их состав, вследствие чего мембрана будет терять текучесть, пластичность, упругость, будет деформироваться. Эти сперматозоиды будут терять подвижность и этой спермой нельзя осеменять.

У женских особей яйцеклетка будет нормальная, способная к оплодотворению, но нарушение будет начинаться на стадии развития плода, вследствие чего деформации мембраны. В результате клетка начнет рассасываться, что будет сопровождаться самопроизвольным абортом, то есть выкидышем.

Кроме того, при гиповитаминозе Е наблюдается мышечная дистрофия, ожирение печени, анемия, дегенерация спинного мозга и паралич конечностей и другие патологические явления.

При гиповитаминозе Е нарушается обмен мышечных белков и небелковых азотсодержащих веществ; повышается выделение с мочой креатинина и некоторых аминокислот; изменяются физико- химические свойства мышечного белка миозина, снижается мышечная возбудимость.

Е – гиповитаминозная миодистрофия сопровождается развитием у молодняка животных био-мышеной болезни, то есть мышцы приобретают белый цвет. Окраска мышц зависит от наличия белка миоглобина, а при авитаминозе Е этот белок не образуется. На синтез миоглобина влияет в большей степени селен, который нужно комбинировать с витамином Е и не допускать дефицита этого микроэлемента в рационе.

Источники витамина Е

Витамин Е содержится во всех растительных кормах и дрожжах, особенно много его в растительных маслах (подсолнечном, кукурузном, хлопковом, соевом, конопляном и др.) , салате, капусте, ягодах шиповника.

Витамин Е синтезируется микрофлорой пищеварительного тракта (в рубце, толсто отделе кишечника). Всасывается в тонком отделе кишечника и депонируется затем в печени, жировой и мышечной тканях, миокарде, надпочечниках, селезенке, плаценте и тд.

Витамин К (филлохинон) – антигеморрагический

(от греч. «гайма» - кровь и «рагг» - прорыв- кровотечение, кровоизлияние, выход крови из сосудов).

В 1929 году Дам впервые наблюдал у цыплят, содержащихся на синтетической диете, кровоизлияния в пищеварительном тракте, мышцах и в подкожной клетчатке. В этот рацион входили: крахмал – 66%, казеин – 18%, соляная смесь – 4,5%, дрожжевой экстракт – 10%, клетчатка – 2,5%. Источником витамина А и D служил рыбий жир. Замена крахмала смесью зерна злаков предохраняла цыплят от развития у них геморрагий. Таким образом, было установлено антигеморрагическое вещество, содержащееся в зернах злаков. Дам назвал его витамином К , то есть вызывающим коагуляцию, так как витамин К влияет на свертываемость крови.

Химическая природа витамина К. витамин К представлен несколькими витамерами. Все они являются производными 2- метил – 1,4 – нафтохинона. Витамин К₁ представляет собой 2 – метил -1,4 - нафтохинон, содержащий в положении 3 боковую цепь, представленную фитильным радикалом, имеющим 20 атомов углерода и одну двойную связь.

О

– СН₃

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

– СН₂ – СН = С – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН – (СН₂)₃ – СН – СН₃

фитил

О 2 –метил – 3 – фитил – 1,4 – нафтохинон

Нафтохинон

Витамин К₂ отличается от витамина К₁ строением боковой цепи, в положении 3. В отличие от природных витаминов К₁ и К₂, синтезируются в зеленых растениях и некоторыми микроорганизмами, у синтетически полученного витамина К₃ отсутствует боковая цепь в положении 3.

О

– СН₃ Витамин К₃ также обладает высокой антигеморрагической

Активностью.

О

Витамин К₃

На основе витамина К₃ синтезирован ряд соединений, обладающих высокой антигеморрагической активностью (викасол, синкавит и др.). Существует ряд веществ, обладающих антивитаминными свойствами по отношению к витамину К – это дикумарол, салициловая кислота и др. В отличие от витамина К его антивитамины задерживают свертывание крови, поэтому они применяются в клинике, при повышенной свертываемости крови. При введении дикумарола у животных отмечается значительное снижение в крови концентрации тромбина.

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.