Мы все знаем, что такое витамины и как они важны для нашего здоровья. Но, оказывается, есть еще и антивитамины. Антивитамины - это химические соединения, по своей структуре похожие на витамины, но имеющие противоположные свойства.

Антивитамины были случайно открыты еще в 70-е годы прошлого века. Тогда, работая над синтезом фолиевой кислоты (витамина В9), ученые неожиданно получили фолиевую кислоту с прямо противоположными свойствами. Оказалось, что аналог полностью утратил витаминную ценность, но при этом он обладает важным свойством - тормозит развитие клеток, прежде всего раковых. Это новое синтезированное соединение стало впоследствии использоваться в медицине для лечения некоторых видов новообразований.

По способу действия антивитамины можно разбить на две группы. К первой группе можно отнести вещества, вступающие с витамином в прямое взаимодействие, в результате которого последний утрачивает свою биологическую активность. Сущность их антивитаминного действия сводится к тому, что тем или иным путем они разрушают молекулу витамина либо связывают ее таким образом, что она утрачивает свойства, придающие ей биологическую активность. Например, один из белков, содержащихся в яйцах, авидин , связывается с биотином (витамином Н) и образуется соединение (авидин-биотиновый комплекс), в котором биотин лишен активности, не растворим в воде, не всасывается из кишечника и не может быть использован организмом как кофермент. В результате развивается авитаминоз витамина Н. Следовательно, авидин является антивитамином Н.

В качестве еще одного примера антивитаминов первой группы можно привести фермент аскорба-токсидазу, под действием которой окисляется аскорбиновая кислота. Известны и другие ферменты, разрушающие витамины: тиаминаза - разрушает тиамин (витамин B1), липоксидаза - разрушает провитамин А, и другие.

Ко второй группе антивитаминов относятся структурные аналоги витаминов, в которых та или иная функционально важная группа замещена другой, что лишает молекулу ее витаминной активности. Это - частный случай типичных антиметаболитов. Антиметаболиты - вещества, близкие по химическому строению к метаболитам, то есть соединениям, играющим важную роль в обмене веществ. Классический пример таких антивитаминов (антиметаболитов) - сульфаниламид (противомикробное средство).

Антивитамины в нашей жизни играют положительную и отрицательную роль.

Отрицательная роль:

• Нейтрализуют действие витаминов, блокируют их всасывание.

Положительная роль:

• Антивитамины выполняют своеобразную регуляторную функцию в витаминном балансе организма, предохраняют последний от вредных последствий избыточного поступления с пищей или чрезмерного биосинтеза соответствующих витаминов. Эти «ограничители», вероятно, особенно важны в отношении тех витаминов, к избытку которых организм особенно чувствителен.
• Изучение антивитаминов открывает замечательные перспективы в области создания новых лекарственных средств.

Очень многие лекарства являются антиметаболитами, ингибиторами (замедлителями, подавителями) ферментативных процессов. На таком принципе блокирования активных центров ферментов патогенных микроорганизмов основано лечебное действие антибиотиков. Некоторые химиотерапевтические препараты оказывают лечебное действие на отдельные виды злокачественных опухолей, потому что они подавляют ферменты, ответственные за избыточный при этих заболеваниях биосинтез нуклеиновых кислот и белков. И видное место среди таких лекарственных средств занимают антивитамины.

Ниже приведены некоторые примеры антивитаминов или антагонистов витамина.

Антагонисты витамина А

Разжижающие кровь препараты и другие лекарства, включая аспирин, фенобарбитал, дикумарол, разрушают витамин А в организме.

Антагонисты витамина К

Дефицит витамина К крайне маловероятен, потому что этот витамин находится в широком разнообразии среди обычно съедаемых растительных продуктов и синтезируется бактериями в кишечном тракте. Однако антибактериальная терапия (прием любых антибиотиков, таких как пенициллин, стрептомицин, тетрациклин, хлоромицин, терамицин и др.) подавляет рост бактерий, в том числе и синтез витамина К.

Вряд ли в наши дни найдется человек, не знающий про инфаркт миокарда или про тромбоз сосудов мозга. В основе этих грозных явлений часто лежит повышенная свертываемость крови. Если по какой-либо причине сердечный сосуд становится непроходимым для крови, участок сердечной мышцы, снабжаемый этим сосудом, перестает получать необходимые ему вещества и некротизируется (отмирает). Сходным образом нарушается питание того или иного участка мозга при непроходимости сосуда, поставляющего ему кровь. Одной из частых причин такой непроходимости кровеносных сосудов является закупорка их просвета сгустком свернувшейся крови - тромбом. Такой тромб может сформироваться не только из крови, свернувшейся в самом закупоренном им сосуде - он иногда образуется в каком-либо другом место сосудистой системы. У здорового человека внутрисосудистое образование тромбов, способных закупорить их просвет, не происходит, но оно может возникнуть при нарушении нормального состояния стенок кровеносных сосудов, в частности, при атеросклерозе или повышенной свертываемости крови. Исключительно эффективным средством предупреждения тромбообразоваиия при повышенной свертываемости крови и лечения тромбозов оказался дикумарин - антагонист витамина К. Поскольку химическая структура дискумарина аналогична химической структуре витамина К, они действуют как антикоагулянты, препятствуя синтезу протромбина и других природных факторов свертывания крови.

Антагонисты витамина С

Хорошо известно, что у курильщиков сигарет уровень витамина C ниже, чем у некурящих. Канадский врач, д-р WJ McCormick (1), протестировал уровень витамина C в крови почти у 6000 курильщиков. У всех были ниже нормальных показаний. Аналогичные результаты были обнаружены и в других исследованиях. Фридрих Кленнер, доктор медицинских наук, уже много лет цитирует, что одна сигарета может истощить целых тридцать пять миллиграммов витамина C из организма. (Кальций и фосфор, оба минерала, также обедняются сигаретами). Поскольку витамин С реагирует с любым инородным веществом в крови, все препараты и загрязнители можно рассматривать как антагонисты витамина С. Некоторые из наиболее известных антагонистов витамина С включают хлорид аммония, тиурацил, атропин, барбитураты и антигистамины. Алкогольные напитки также являются антагонистами витамина С, равно как и все стрессы (эмоциональные всплески и расстройства, экстремальные температуры, наркотики).

Витаминные антагонисты витаминов группы B

Антифолаты - антагонисты фолиевых кислот. Как уже указывалось выше, обнаружено, что некоторые антифолаты угнетают деление клетки, что позволило применять их для лечения некоторых видов опухолей. Антифолаты привлекли к себе внимание еще по одной причине. Фолиевые кислоты являются необходимыми факторами роста и размножения всех микроорганизмов. Поэтому можно было рассчитывать на то, что антифолаты - структурные аналоги фолиевых кислот - окажутся ценными средствами борьбы с патогенными микроорганизмами. Эти надежды оправдались. Среди множества синтезированных аналогов фолиевых кислот обнаружили ингибиторы роста бактерий. Сегодня на основе антифолатов созданы эффективные препараты для лечения заболеваний человека и животных, вызываемых простейшими организмами и бактериями. Синтезированы антифолаты, не хуже хинина подавляющие рост возбудителя малярии, и один из них - пириметамин - применяется как антималярийный препарат. Этот же антифолат применяется для лечения токсоплазмоза - заболевания, вызываемого токсоплазмой. Синтезирован антифолат, который нашел применение как средство лечения холеры.

Антивитамин рибофлавина (витамин В2) - акрихин. Применяется для лечения малярии, гельминтозов.

Природные антивитамины, поступающие в организм человека с пищей могут стать причиной болезней. Еще в 1936 году было описано заболевание, наблюдавшееся среди содержавшихся на ферме лисиц, когда им давали с кормом сырую рыбу - карпов. Выяснилось, что зто был витаминоз В1. Оказалось, внутренности карпа богаты тиамипазой - ферментом, разрушающим тиамин (витамин В1). В последующих исследованиях этот фермент был обнаружен в телах других пресноводных рыб, моллюсков, некоторых растений, микроорганизмов. Это одна из многих причин не есть японское блюдо, сашими (сырая рыба) или любые другие сырые морепродукты.

В продуктах питания, которыми пользуется население Индонезии, был обнаружен антиметаболит витамина В2 - так называемый токсофлавин, который оказался причиной отравления людей. Сущность токсического действия этого антиметаболита состоит в следующем: он выключает действие дыхательных ферментов, содержащих в своем составе витамин В2.

Противозачаточные таблетки - антивитамины рибофлавина, витамина В6, витамина В12 и фолиевой кислоты. Было обнаружено, что женщины, принимающие оральные контрацептивы, имеют гораздо более низкие уровни рибофлавина, чем контрольная группа, которые не использовали оральных контрацептивов. Эти контрацептивы особенно вредны для витамина B12 и фолиевой кислоты. Эстроген в оральных контрацептивах также является антагонистом витамина Е.

Витаминные антагонисты витамина PP

В некоторых злаках присутствует аналог витамина РР - так называемый ацетил-3-пиридин, вызывающий у людей авитаминоз РР (пеллагру).

Практическое значение антивитаминов не ограничивается тем, что их все шире используют для лечения болезней человека н животных. Их способность блокировать жизненно важные звенья обмена веществ в последнее время стали использовать для борьбы против вредителей сельскохозяйственных культур и разносчиков инфекций. Так, один из антивитаминов B6, известный под наименованием «Кастрикс», широко применяется как мощный яд для борьбы с грызунами.

Литература
1. Antivitamins for Medicinal Applications Chembiochem. 2015 Jun 15;16(9):1264-78. doi: 10.1002/cbic.201500072. Epub 2015 May 25.
2. И.И.Матутсис. Витамины и антивитамины М., "Сов.Россия", 1975 г, 240 с

Администрация сайта сайт не дает оценку рекомендациям и отзывам о лечении, препаратах и специалистах. Помните, что дискуссия ведется не только врачами, но и обычными читателями, поэтому некоторые советы могут быть опасны для вашего здоровья. Перед любым лечением или приемом лекарственных средств рекомендуем обратиться к специалистам!

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.

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.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В ведение

Витамины, это катализаторы биохимических процессов, которые, попадая в организм, превращаются в коферменты, вступают во взаимодействие со специфическими белками и ускоряют обмен веществ. При этом каждый фермент и соответствующий ему витамин специфичны, т.е. витамины могут встраиваться только в соответствующий им белок (фермент). А ферменты в свою очередь могут выполнять только определенную им функцию и не могут заменять друг друга.

Антивитамины имеют схожую структуру с соответствующими им витаминами. В организме превращаются в ложный кофермент и занимают место настоящего витамина. Специфические белки не замечают отличия и пытаются выполнять свои функции, но из-за антивитамина уже ничего не получается. Соответствующий ферменту биохимический процесс остановлен.

Специалисты не исключают, что возникший псевдофермент начинает играть свою не менее важную биохимическую роль. Например, подобные изменения структуры нарушают в микобактериях туберкулеза обменные процессы, в результате задерживают размножение и рост возбудителей заболевания. Подобные процессы наблюдаются и в действии противомалярийных препаратов. Но далеко не все антивитамины находят применение в медицинской практике. Химики синтезировали уже тысячи различных производных витаминов, некоторые из которых с антивитаминными свойствами, но большинство из них имеют слабую фармакобиологическую активность. Хотя вполне возможно, что именно антагонисты витаминов станут основным средством борьбы с заболеваниями.

Антивитаминами называют вещества, которые различными способами нарушают биохимическое использование витаминов живой клеткой, что приводит к состоянию недостаточности какого-либо определенного витамина или группы витаминов. Развитие исследований в области химиотерапии, питания микроорганизмов, животных и человека, установление химической структуры витаминов создали реальные возможности для уточнения наших представлений об антагонизме веществ также в области витаминологии. Вместе с тем открытие антивитаминов способствовало более полному и углубленному изучению физиологического действия самих витаминов, так как применение в эксперименте антивитамина приводит к выключению действия витамина и соответствующим изменениям в организме; это в известной степени расширяет наши познания о функциях, которые тот или другой витамин несет в организме.

1. А нтивитамины

Антивитамины можно разделить на две основные группы.

· К первой группе относятся химические вещества, которые инактивируют витамин путем его расщепления, разрушения или связывания его молекул в неактивные формы.

· Ко второй группе относятся химические вещества структурно-подобные или структурно-родственные витаминам. Эти вещества вытесняют витамины из биологически активных соединений и, таким образом, делают их неактивными.

В результате действия антивитаминов обеих групп нарушается нормальное течение процесса обмена веществ в организме.

В качестве примера действия антивитаминов первой группы можно привести следующее. Как указывалось выше, определенная альбуминовая фракция сырого яичного белка, называемая авидином, обладает способностью связываться с витамином Н (биотином); при этом образуется биологически неактивное, т.е. уже не имеющее свойств витамина Н, вещество, называемое биотин-авидином. Это вещество не растворимо в воде и не всасывается кишечником, значит не может быть использовано организмом. Следовательно, авидин является антивитамином по отношению к биотину.

Другим примером могут служить различные "витаминазы", которые разрушают, расщепляют соответствующие витамины; так, термолабильный фермент тиаминаза разрушает витамин В 1 отделяя от его структуры два кольца - пиримидиновое и тиазольное.

Тиаминаза была выделена из сырых внутренностей рыб: карпа, форели, макрели, трески и сельди. Для человека реальную опасность в этом отношении представляют сырые моллюски, например устрицы, используемые в пищу в некоторых странах, так как они содержат тиаминазу.

Другой фермент - аскорбиназа - разрушает аскорбиновую кислоту, а фермент липоксидаза, содержащийся в некоторых соевых бобах, катализирует деструкцию каротина. Таким образом, ферменты - тиаминаза, аскорбиназа, липоксидаза - являются соответственно антивитаминами по отношению к тиамину, аскорбиновой кислоте, каротину.

Антивитамины второй группы, т. е. структурные аналоги витаминов могут оказывать существенное влияние на процессы обмена в организме. Развитие учения об антивитаминах было начато в исследованиях Woods и Fildes, которые на примерах антагонистического действия между сульфаниламидными препаратами и пара-аминобензойной кислоты разработали теорию, сущность которой заключается в следующем.

В каждом организме находятся вещества, которые входят в состав живой клетки и регулируют нормальный ход обменных реакций организма, поэтому данные вещества совершенно необходимы для организма. К ним относятся витамины, гормоны, аминокислоты, минеральные соединения. Однако известно большое число химически родственных веществ (большей частью изготовленных искусственно), которые не обладают биологически активными свойствами, а, наоборот, во многих случаях ограничивают или совершенно уничтожают действие витаминов, т. о. обладают антагонистическим действием. По отношению к витамину эти вещества являются антивитаминами. Антагонизм между витамином и антивитамином может иметь конкурирующий и неконкурирующий характер. При конкурирующем антагонизме родственные по своей химической структуре вещества - антивитамины - вытесняют витамины из их соединений со специфическими ферментами.

Примером конкурирующего антагонизма являются взаимоотношения между пара-аминобензойной кислотой и сульфаниламидами.

Известно, что пара-аминобензойная кислота является для ряда микроорганизмов важным метаболитом и образует в качестве коэнзима со специфическим белком фермента биологически активную ферментную систему. Сульфаниламиды, обладающие химической структурой, сходной с пара-аминобензойной кислотой, вытесняют ее из этой ферментной системы, замещают собой и в результате образуют с теми же специфическими белками ферментов новые системы, однако уже биологически неактивные. Этим объясняется бактериостатическое действие сульфаниламидов на некоторые бактерии.

При добавлении к культуре бактерий, выращиваемых на определенной среде сульфаниламидов, наблюдается остановка или задержка роста бактерий. Если после этого к "инактивированным" бактериям добавить пара-аминобензойную кислоту, то рост бактерий возобновляется. Таким образом, проявляется, по-видимому, конкурентное действие между витамином и антивитамином за обладание биологически активными ферментными системами. При этом следует учитывать, что если микроорганизмы способны сами синтезировать в достаточном количестве пара-аминобензойную кислоту, то бактериостатического действия на них сульфаниламидов не проявляется. Этим, возможно, объясняется тот факт, что некоторые микробы не чувствительны к сульфаниламидным препаратам. Аналогичными антагонистическими свойствами обладают амид никотиновой кислоты и пиридин-3-сульфоновая кислота (также ацетил-3-пиридин), тиамин и пиритиамин и многие другие.

Некоторые антивитамины обладают слабым антагонистическим действием по отношению к витаминам. Так, упомянутая пиридин-3-сульфоновая кислота оказывает слабое бактериостатическое действие на золотистого стафилококка, рост которого стимулируется никотиновой кислотой или ее амидом. Другой антивитамин - ацетил-3-пиридин, наоборот, обладает выраженным антагонистическим действием по отношению к никотиновой кислоте. В опытах, проводимых на собаках и мышах, введение ацетил-3-пиридина вызывало у животных отчетливые симптомы РР-витаминной недостаточности, которые предупреждались или ликвидировались при дополнительном введении препаратов никотиновой кислоты. В наблюдениях Aykroyd и Swaminathan (цит. по С.М. Рыссу) было подтверждено, что содержащийся в некоторых злаках ацетил-3-пиридин может вызывать пеллагру у людей. В этом наблюдении одна группа лиц, получавшая определенную диету без злаков и 5 мг никотиновой кислоты, не заболевала пеллагрой. Другая группа получала к той же диете 15 мг никотиновой кислоты с добавлением злаков и заболевала пеллагрой. Из злаков был выделен ацетил-3-пиридин, который является аналогом никотиновой кислоты и действовал в качестве фактора, провоцировавшего развитие пеллагры.

Другой антивитамин - пиритиамин - производное тиамина (в котором тиазоловое кольцо замещено пиридиновой группировкой), при добавлении к пище вызывает явления B 1 -авитаминоза. При дополнении витамина В 1 к диете, содержащей пиритиамин, явления В 1 -авитаминоза не развиваются; вместе с тем витамин В 1 излечивал животных, у которых в результате введения пиритиамина развивался тяжелый B 1 -авитаминоз. Из других химических аналогов витамина В 1 , которые способны также действовать как антивитамины, следует указать на окситиамин, хлордиметилтиамин и бутилтиамин, которые представляют собой модификацию тиаминового кольца и соединения, в которых тиазоловое кольцо замещено пиридиновым, более или менее видоизмененным.

Установлено, что ауэромицин и террамицин, химическая формула которых близка к рибофлавину, способны замещать этот витамин в реакциях обмена и, таким образом, инактивировать его действие и вызывать гипо- или арибофлавиноз.

Существует ряд антивитаминов, которые угнетают действие рибофлавина, обладая сходной с ним химической структурой, например изорибофлавин, диэтилрибофлавин, дихлорорибофлавин и др. Вместе с тем некоторые вещества с противомалярийным действием, в особенности акрихин, хинин и близкие им соединения, хотя и не обладают структурным сходством с рибофлавином, все же угнетают его влияние на рост некоторых бактерий. Обнаружено, что акрихин и хинин угнетают активность рибофлавиновых энзимных систем, что позволяет предположить наличие и в этом случае конкурентных взаимоотношений между упомянутыми противомалярийными веществами и витамином В 2 . Возможно, что в данном случае проявляется другая форма антагонизма (неконкурентная). Некоторые вещества угнетают ферментные системы, которые способствуют фосфорилированию рибофлавина (например, монойодуксусная кислота, рибофлавин-5-фосфорная кислота и др.). Существует предположение, что антивитаминные свойства акрихина и хинина зависят от этого свойства.

Известны также антивитамины пиридоксина - 4-дезоксипиридоксаль, 5-дезоксипирндоксаль и метаоксипиридоксаль.

Ряд противотуберкулезных препаратов, представляющих собой гидразид изоникотиновой кислоты и его производные (тубазид, фтивазид, салюзид, метазид и др.), обладает антагонистическими свойствами по отношению к пиридоксину. Вызываемое этими препаратами побочное действие устраняется введением витамина В 6 . Имеются данные (Makino) об антагонистическом действии пиримидиновой части тиамина на пиридоксин. Введение этого вещества вызывает явления тяжелой интоксикации, ведущей к гибели животных. Это токсическое действие устраняется, если животным ввести пиридоксин. Особенно сильным антагонистом пиридоксальфосфата является фосфорилированный пиримидин.

Структурным аналогом аскорбиновой кислоты является глюкоаскорбиновая кислота, которая инактивирует ее. Мыши, как известно, не нуждаются в витамине С (он синтезируется у них в организме) и не болеют цингой. Однако введение мышам с пищей глюкоаскорбиновой кислоты вызывает у животных цингу, излечиваемую аскорбиновой кислотой.

Примером неконкурирующего антагонизма может служить следующее. Для абсорбции витамина В 12 необходим внутренний антианемический фактор Касла. Обнаружено, что свинец угнетает активность этого фактора. Вследствие блокирования фактора Касла у экспериментальных животных при введении свинца развивается сначала гипохромная, а затем гиперхромная анемия, т. е. В 12 -авитаминоз. Введение витамина В 12 в короткий срок восстанавливает у животных нормальный состав крови (при одновременном прекращении дачи свинца). Аналогичный антагонизм наблюдается между свинцом и фолиевой кислотой.

Другим примером неконкурирующего антагонизма являются витамин К и дикумарин. Первый, как известно, повышает способность крови свертываться, второй, наоборот, снижает эту способность крови. Оба свойства этих антагонистов - витамина и антивитамина - широко используются в медицинской практике.

Познание веществ, которые способны различными методами нарушать нормальную функцию витаминов в живой клетке, привело к более глубокому пониманию межуточного обмена у человека. Выяснение вопросов, относящихся к проблеме антиметаболитов, открывает большие перспективы в медицинской практике - возможность изыскания и получения новых химических веществ, специфически действующих при определенных патологических состояниях.

2. История антивитаминов

История антивитаминов началась лет пятьдесят назад с одной, поначалу казалось бы, неудачи. Химики решили синтезировать витамин Вс (фолиевую кислоту) и заодно несколько усилить его биологические свойства. Этот витамин, как известно, участвует в биосинтезе белка и активизирует процессы кроветворения. Следовательно, в процессах жизнедеятельности ему отводится далеко не второстепенная роль.

А химический аналог полностью утратил витаминную активность. Но оказалось, что новое соединение тормозит развитие клеток, прежде всего раковых. Оно вошло в реестр эффективных противоопухолевых средств для лечения больных некоторыми злокачественными новообразованиями.

Стремясь понять механизм лечебного эффекта препарата, биохимики установили, что он является... антагонистом витамина Вс. Его лечебное действие обусловлено тем, что он, вторгаясь в сложную цепочку химических реакций, нарушает превращение фолиевой кислоты в кофермент.

Соединения, противоборствующие некоторым витаминам, обнаружились и в ряде пищевых продуктов. Специалисты обратили внимание на то, что включение в рацион лисиц сырого карпа вызывало у животных развитие типичного состояния В1-авитаминоза. Позже было установлено, что в тканях сырого карпа содержится фермент тиаминаза, расщепляющий молекулу витамина В1(тиамина) до неактивных соединений.

Этот фермент затем был обнаружен и в других рыбах, причем не только пресноводных. Так, обследуя жителей Таиланда, врачи выявили у многих дефицит тиамина. Но почему? Ведь с пищей витамина поступало вполне достаточно. Последующие исследования показали, что виновница в недостаточности -- все та же тиаминаза. Она содержится в рыбе, которую население в больших количествах использует в питании в сыром виде.

Более широкие исследования позволили обнаружить и другие В-антивитаминные факторы в продуктах растительного происхождения. Например, из ягод черники выделена так называемая 3,4-дигидрооксикоричная кислота. 1,8 миллиграмма ее достаточно для нейтрализации 1 миллиграмма тиамина. Выяснилось, что антитиаминовые факторы содержатся и в других пищевых продуктах: рисе, шпинате, вишне, брюссельской капусте и т.д. Впрочем, интенсивность их антивитаминного действия настолько незначительна, что существенного значения в развитии В-гиповитаминоза они практически не имеют. Несомненный интерес представляет открытие антивитаминного фактора в кофе. Причем в отличие, скажем, от тиаминазы рыб он не разрушается при нагревании.

В овощах и фруктах, больше всего в огурцах, кабачках, цветной капусте и тыкве, содержится аскорбатоксидаза. Этот фермент ускоряет окисление витамина С до практически неактивной дикетогулоновой кислоты. А так как выяснилось, это происходит вне организма, то витамин С разрушается в растительных продуктах при их длительном хранении и во время кулинарной обработки. Например, только за счет действия аскорбатоксидазы смесь сырых размельченных овощей за 6 часов хранения теряет более половины содержащегося в ней витамина С, причем потери его тем выше, чем больше измельчены овощи.

Соевый белок, особенно в сочетании с кукурузным маслом, способен нейтрализовать действие витамина Е (токоферола). Происходит это в связи с тем, что в сое содержатся пока еще невыделенные в чистом виде антивитамины токоферола. Подобный эффект наблюдается и при употреблении сырой фасоли. Термическая обработка этих продуктов приводит к разрушению соперника витамина Е. Очевидно, такого рода факты следует учитывать тем, кто пропагандирует и увлекается "сыроедением"!.. Антивитамины обнаружены сравнительно недавно, и неизвестно, все ли "антисоединения" уже найдены в сырых натуральных продуктах.

В частности, в экспериментах на животных установлено, что в составе соевых бобов имеется белковое соединение, которое способствует развитию рахита даже при нормальном поступлении с пищей витамина D, кальция и фосфора. Оказалось, что нагревание соевой муки разрушает антивитамины, при этом, естественно, его отрицательных свойств можно не опасаться.

Отрицательных ли? А нельзя эти свойства использовать в медицинской практике при лечении D-гипервитаминозных состояний? Это еще предстоит доказать.

А вот антивитамин К уже вошел в арсенал лекарственных средств. Интересна история его создания. Специалисты выясняли причину так называемой болезни сладкого клевера у сельскохозяйственных животных, один из симптомов которой - плохая свертываемость крови. Оказалось, что в клеверном сене содержится антивитамин К - дикумарин. Витамин К способствует свертыванию крови, а дикумарин нарушает этот процесс. Так возникла идея, воплощенная затем в жизнь, использовать дикумарин для лечения различных заболеваний, обусловленных повышенной свертываемостью крови.

Незначительно изменив структуру витамина В5 (пантотеновой кислоты), химики получили вещество с противоположными витамину свойствами. В процессе длительного экспериментального изучения нового соединения была выявлена не присущая пантотеновой кислоте психотропная активность. Оказалось, что антивитамин В3 - пантогам обладает умеренным успокаивающим действием и способен оказывать противосудорожный эффект.

Соединив две молекулы витамина В6, специалисты синтезировали вещество, которое может рассматриваться как его антагонист. Затем выяснилось, что вновь полученное соединение (его называют пиридитол, энцефабол и т.д.) благоприятно влияет на некоторые ключевые обменные процессы в тканях головного мозга. Под воздействием пиридитола улучшается утилизация глюкозы клетками головного мозга, нормализуется транспорт фосфатов через гематоэнцефалический барьер, повышается их содержание в головном мозгу. В результате и этот антивитамин нашел применение в клинической практике.

В ходе изучения антивитаминов и использования их в качестве лекарственных средств возник вопрос: а каков же механизм действия такого рода химических соединений? О витаминах известно, что они в организме человека превращаются в более активные в биологическом отношении коферменты, которые, в свою очередь, вступая во взаимодействие со специфическими белками, образуют ферменты - катализаторы разнообразных биохимических процессов. А антивитамины?

Имея близкое с витаминами структурное сходство, эти соперники витаминов, возможно, трансформируются в организме человека по тем же законам, что и их "родоначальники", превращаясь в ложный кофермент. В дальнейшем он, вступая во взаимодействие со специфическим белком, подменяет собой истинный кофермент соответствующего витамина. Заняв его место, антивитамин в то же время не занял биологической роли витаминов

Фермент "обманут". Он не замечает отличия между истинным коферментом и его соперником и по-прежнему стремится выполнить свою функцию катализатора. Но это ему уже не удается. Соответствующие процессы обмена веществ остановлены--они не могут протекать без участия катализатора. Не исключено при этом, что возникший псевдофермент начинает играть присущую уже только ему биохимическую роль, и это обусловливает спектр фармакотерапевтического действия антивитамина.

Возможно, именно подобные изменения структуры лежат в основе терапевтического действия "универсальных" антивитаминов, какими являются эффективные противотуберкулёзные средства изониазид и фтивазид. Они нарушают в микобактериях туберкулеза обменные процессы не только витамина В6, но и тиамина, витаминов В3, РР и В2, благодаря чему задерживают рост и размножение возбудителей заболевания. Аналогичный механизм, очевидно, определяет и действие некоторых противомалярийных препаратов--акрихина и хинина, являющихся антагонистами рибофлавина (витамина В2).

Означают ли приведенные примеры, что каждый из синтетических антивитаминов может найти применение в медицинской практике? Нет.

К настоящему времени химики различных стран синтезировали сотни, а может быть, тысячи разнообразных производных витаминов, среди которых многие имеют антивитаминные свойства. Но далеко не все из них оказались в арсенале лекарственных средств: мала фармакобиологическая активность. Однако целесообразность дальнейших исследований свойств витаминов и их производных не вызывает сомнений. И как знать, может быть именно среди антагонистов витаминов будут обнаружены новые средства борьбы с заболеваниями.

З аключение

биохимический витамин заболевание

В заключение одна необходимая оговорка. В продуктах питания соотношение витаминов и антивитаминов сохраняется, как правило, в пользу первых. Прием антивитаминов как лекарственных средств это соотношение может нарушить. Поэтому, при необходимости, врачи наряду с антивитаминами назначают дополнительно и соответствующий витамин или коферментные препараты. К слову, это еще один довод против самолечения: ведь закономерности действия антивитаминов, их противоборства витаминам известны только врачу.

В продуктах питания все вещества, в том числе витамины и антивитамины находятся в оптимальном соотношении - дополняют друг друга. С одной стороны, антивитамины являются естественным регулятором, т.е. соперничая с витаминами, они практически исключают гипервитаминоз, даже если дневная норма витаминов будет значительно превышена. С другой стороны, антивитамины участвуют в биохимических процессах, т.е. как и витамины, предотвращают некоторые заболевания. Поэтому если начать принимать дополнительные искусственные витамины, можно нарушить баланс. Витамины, как и другие препараты, следует принимать по назначению врача, когда уже произошли нарушения в ту или иную сторону (гипо или гипервитаминоз).

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

История открытия витаминов. Влияние на организм, признаки и последствия недостатка, основные источники витаминов А, С, D, Е. Характеристика витаминов группы В: тиамина, рибофлавина, никотиновой и пантотеновой кислот, пиридоксина, биотина, холина.

презентация , добавлен 24.10.2012


Классификация витаминов, их содержание в продуктах. Необходимость низкомолекулярных органических соединений с высокой биологической активностью для нормальной жизнедеятельности. Особенности витаминов различных групп, их применение и действие на организм.

презентация , добавлен 16.11.2013


Физиологическое значение витаминов, их классификация, пути поступления в организм человека. Ассимиляция и диссимиляция витаминов, их способность регулировать течение химических реакций в организме. Особенности жирорастворимых и водорастворимых витаминов.

реферат , добавлен 24.07.2010


Биосистемы различных уровней организации. Живой организм как кибернетическая система. Биологические ритмы. Нижняя поверхность полушария, главные борозды и извилины. Локализация функций связанных с первой сигнальной системой. Филогенез. Проводящий путь.

реферат , добавлен 31.10.2008


Особенности влияния рентгеновского излучения на гематологические показатели крови крыс на фоне приема различных штаммов спирулины и смеси витаминов. Влияние пищевых добавок на гематологические показатели крови у лабораторных животных при облучении.

курсовая работа , добавлен 22.09.2011


Ферменты: история их открытия, свойства, классификация. Сущность витаминов, их роль в жизни человека. Физиологическое значение витаминов в процессе обмена веществ. Гормоны - специфические вещества, которые регулируют развитие и функционирование организма.

реферат , добавлен 11.01.2013


Обзор процесса циркуляции крови по организму, уничтожения болезнетворных организмов. Изучение состава и форменных элементов крови. Описания классификации групп крови, зависимости группы ребенка от группы родителей, лечения заболеваний переливание крови.

презентация , добавлен 23.09.2011


Открытие витаминов. Голландский врач Христиан Эйкман. Биохимик Карл Петер Хенрик Дам. Установление структуры и синтеза каждого витамина. Исследование роли витаминов в организме. Артур Харден. Применение синтетических витаминов. Сбалансированное питание.

реферат , добавлен 07.06.2008


История открытия витаминов. Их классификация, содержание в организме и основные источники поступления. Своцства и функции витаминоподобных веществ. Минеральные элементы и вещества, их биологическое действие роль в процессах жизнедеятельности организма.

дипломная работа , добавлен 11.07.2011


История витаминов, их основные химические свойства и структура, жизненная необходимость для нормальной жизнедеятельности организма. Понятие недостатка витаминов, сущность гипоавитаминоза и его лечение. Содержание витаминов в различных пищевых продуктах.

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.).

Биологическая химия Лелевич Владимир Валерьянович

Антивитамины

Антивитамины

Антивитамины – вещества, вызывающие снижение или полную потерю биологической активности витаминов.

Антивитамины можно разделить на две основные группы:

1. антивитамины, которые инактивируют витамин путем его разрушения или связывания его молекул в неактивные формы;

2. антивитамины, замещающие коферменты (производные витаминов) в активных центрах ферментов.

Примеры действия антивитаминов первой группы:

1. яичный белок авидин связывается с биотином и образуется авидин-биотиновый комплекс, в котором биотин лишен активности, не растворим в воде, не всасывается из кишечника и не может быть использован как кофермент;

2. фермент аскорбатоксидаза окисляет аскорбиновую кислоту;

3. фермент тиаминаза разрушает тиамин (В 1);

4. фермент липооксидаза путём окисления разрушает провитамин А – каротин.

Ко второй группе относятся вещества, структурноподобные витаминам. Они взаимодействуют с апоферментом и образуют неактивный ферментный комплекс по типу конкурентного ингибирования. Структурные аналоги витаминов могут оказывать существенное влияние на процессы обмена в организме,

Большинство из них применяются:

1. как лечебные средства, специфично действующие на определенные биохимические и физиологические процессы;

2. для создания экспериментальных авитаминозов у животных.

Таблица 15.3. Антивитамины

Витамин	Антивитамин	Механизм действия антивитамина	Применение антивитамина
Пара-амино-бензойная кислота (ПАБК)	Сульфанил-амиды (стрептоцид, норсульфазол, фталазол)	Сульфаниламиды – структурные аналоги ПАБК. Они ингибируют фермент путем вытеснения ПАБК из комплекса с ферментом, синтезирующим фолиевую кислоту, что ведет к торможению роста бактерий.	Для лечения инфекционных заболеваний.
Фолиевая кислота	Птеридины (аминоптерин, метотрексат).	Встраиваются в активный центр фолатзависимых ферментов и блокирует синтез нуклеиновых кислот (цитостатическое действие), угнетается деление клеток.	Для лечения острых лейкозов, некоторых форм злокачественных опухолей
Витамин К	Кумарины (дикумарин, варфарин, тромексан).	Кумарины блокируют образование протромбина, проконвертина и др. факторов свертывания крови в печени (оказывают противосвертывающее действие).	Для профилактики и лечения тромбозов (стенокардия, тромбофлебиты, кардиосклероз и др.).
Витамин РР	Гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид) и его производные (тубазид, фтивазид, метозид).	Антивитамины включаются в структуры НАД и НАДФ, образуя ложные коферменты, которые не способны участвовать в окислительно-восстановительных и других реакциях. Биохимические системы микобактерий туберкулеза наиболее чувствительны к этим антивитаминам.	Для лечения туберкулеза.
Тиамин (В 1)	Окситиамин, пиритиамин.	Антивитамины замещают коферменты тиамина в ферментативных реакциях.	Для создания эксперимен-тального В 1 - авитаминоза.
Рибофлавин (В 2)	Изорибофлавин, дихлоррибо-флавин, галактофлавин.	Антивитамины замещают коферменты рибофлавина в ферментативных реакциях.	Для создания в экспериментах гипо- и арибофлави-нозов.
Пиридоксин (В 6)	Дезоксипири-доксин, циклосерин	Антивитамин замещает пиридоксалевые коферменты в ферментативных реакциях.	Для создания эксперименталь-ной пиридоксиновой недостаточности

Антивитамины нашли широкое применение в клинической практике в качестве антибактериальных и противоопухолевых средств, тормозящих синтез белков и нуклеиновых кислот в бактериальных и опухолевых клетках.