Тема: Витамины, участие в обмене веществ
ЦЕЛЬ: Ознакомиться с номенклатурой и классификацией витаминов, строением, свойствами и биологической ролью. Освоить методы качественного и количественного определения водорастворимых витаминов.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.
1. История развития учения о витаминах.
2. Классификация и номенклатура витаминов.
3. Химическая природа и общебиологическая роль витаминов. Механизм их действия. Коферментные функции витаминов.
4. Метаболизм витаминов. Причины экзо- и эндогенных гипо- и авитаминозов как следствие нарушения метаболизма витаминов.
5. Витаминоподобные вещества.
6. Роль провитаминов и антивитаминов. Теоретические основы использования антивитаминов как лекарственных препаратов.
7. На основе изучения основной и дополнительной литературы составить таблицу по витаминам: В1, В2, В3, РР, В6, ВС, В12, Н, С, Р, А, Д, Е, К. таблица должна содержать следующие разделы:
- название (буквенное обозначение, химическое название, название по биологическому эффекту);
- химическая формула витамина и кофермента;
- участие в обмене веществ;
- клиническая картина гипо- и авитаминозов, гипервитаминозов;
- пищевые источники;
- суточная потребность (для студентов педиатрического факультета – дать данные по возрастным группам);
- фармакологические препараты, показания к применению.
Образец заполнения таблицы:
1) В1, тиамин, антиневрический;
2) Приводится структурная формула тиамина и тиаминдифосфата;
3) Выполняет коферментные функции. В основе дегидрогеназных комплексов обеспечивает окислительное декарбоксилирование пирувата и α-кетоглутарата, в составе траснкетолазы – ключевую реакцию пентозофосфатного пути (2ой этап).
4) Болезнь бери-бери. ‘‘Влажная’’ форма – быстроразвивающиеся отёки, атрофия мышц, сердечно-сосудистая недостаточность. ‘‘Сухая’’ форма – быстрая потеря веса, атрофия мышц, периферические полиневриты, чувство страха, нарушение интеллекта. На фоне хронического алкоголизма может возникать при нормальном содержании в пище, из-за нарушения всасывания.
5) Дрожжи, отруби, хлеб и хлебные злаки, соя, фасоль, горох, морковь, капуста, картофель, субпродукты.
6) 1 – 3 мг.
7) Кокарбоксилаза, витамин В1 (драже, порошки, таблетки, раствор в ампулах).
РЕШИТЕ СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ:
1. У двух спортсменов после тренировки была взята кровь и определена в ней концентрация молочной кислоты. Уровень её у первого спортсмена был в 2 раза выше по сравнению с результатами обследования второго. О чём можно судить и что можно посоветовать первому спортсмену?
2. В крови пациента при диспансерном осмотре были обнаружены эритроциты, резко увеличенные в размерах. При этом пациент жаловался на повышенную утомляемость, слабость, одышку при физической нагрузке. Недостаток какого витамина может привести к подобным явлениям?
3. Больной обратился к врачу с жалобами на чувство жжения во рту, вялость, резкое ухудшение памяти, утомляемость, покраснение кожи лица и шеи, диарею. Язык – ярко красный. Чем могут быть обусловлены эти явления?
4. Каким витамином лечат тоническо-клонические судороги, возникшие после рождения ребёнка? С каким медиатором и с наследственной недостаточностью какого фермента связана эта болезнь?
5. Больная страдает частыми носовыми кровотечениями. При сборе анамнеза было установлено, что она систематически принимает препараты салициловой кислоты. О каком гиповитаминозе может идти речь? В чём состоит действие этого витамина, его биологическая роль? Перечислите антивитамины этого витамина.
6. У больного наблюдается поражение периферической нервной системы (расстройство чувствительности, парезы), сердечно-сосудистая недостаточность, отёки, кахексия. Какое заболевание характеризуется вышеперечисленным комплексом симптомов? Каковы причины, вызывающие это заболевание? Какие этапы окисления углеводов избирательно тормозятся при этой патологии? Назовите метаболиты, которые накапливаются при данном заболевании, как они влияют на деятельность нервной системы? Будут ли в данном случае углеводы в достаточной степени обеспечивать организм энергией? Почему замедляются процессы синтеза, связанные с реакциями восстановления? Какое лечение можно рекомендовать в данном случае?
7. У больных с заболеванием почек, несмотря на нормально сбалансированную диету, часто развивается почечная остеодистрофия – рахитоподобное заболевание, сопровождающееся интенсивной деминерализацией костей. Почему это происходит?
8. Больной жалуется на снижение остроты зрения, плохое сумеречное зрение. При осмотре отмечается шелушение кожных покровов. Из анамнеза выявлено, что больной страдает хронической желчно-каменной болезнью. С гиповитаминозом какого витамина вы столкнулись? Каков механизм действия этого витамина? Каково его участие в акте зрения? В чём причина гиповитаминоза у этого больного? Какой витамин и в каком количестве вы назначили бы? Какие меры необходимо ещё предпринять?
9. Больной недавно приехал с Севера. Жалуется на сильные головные боли, недомогание. Под кожей заметны точечные кровоизлияния. При опросе оказалось, что больной часто употреблял в пищу печень белого медведя. С каким гипервитаминозом вы имеете дело? Каков механизм действия этого витамина? Какие системы поражаются при его гипервитаминозе? В чём причина гипервитаминоза у этого пациента?
10. У ребёнка наблюдается длительное незаращивание родничка, облысение затылка, повышенная возбудимость. Мать жалуется на то, что ребёнок беспокоен, часто плачет, плохо спит. Какой гиповитаминоз вы диагностируете? Каков механизм действия витамина?
11. Больной жалуется на частые переломы конечностей. При исследовании его крови обнаружено, что содержание кальция составляет 1,1 мМоль/л (норма 2,25 – 2,8), неорг. фосфора – 0,3 мМоль/л (норма 0,84 – 1,29), активность щелочной фосфатазы 8 ед. (норма 2 – 4 ед.). О каком гиповитаминозе идёт речь? Какова формула активных производных обсуждаемого витамина? Каков механизм действия этого витамина? Какие лекарственные формы вы назначите для ликвидации признаков гиповитаминоза? Назовите пищевые источники витамина.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
Количественное определение витамина С (аскорбиновой кислоты) по методу Тильманса.
Принцип метода: Метод основан на способности аскорбиновой кислоты восстанавливать 2,6-дихлорфенолиндофенол, который в кислой среде имеет красную окраску, при восстановлении обесцвечивается, в щелочной среде окраска – синяя. Для предохранения витамина С от разрушения исследуемый раствор титруют в кислой среде щелочным 2,6-дихлорфенолиндофенолом до появления розового окрашивания.
Для расчёта содержания аскорбиновой кислоты в таких продуктах, как капуста, картофель, шиповник, лук и др., а также в хвое, используют формулу:
,
где: Х – содержание аскорбиновой кислоты в мг на 100 г продукта,
0,088 – содержание аскорбиновой кислоты, мг (1 мл 0,001 Н раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола соответствует 0,088 мг аскорбиновой кислоты, м.м. аскорбиновой кислоты – 178, а грамм-эквивалент – 88 г);
А – результат титрования 0,001 Н раствором 2,6-дихлорфенол-индофенолом в мл;
Б – объём экстракта, взятый для титрования;
В – количество продукта, взятого для анализа, г;
Г – общее количество экстракта, мл;
100 – пересчёт на 100 г продукта.
1) Определение содержания аскорбиновой кислоты в капусте.
Отвешивают 1 г капусты, растирают в ступке с 2 мл 10% раствора соляной кислоты, добавляют 8 мл дист. воды и фильтруют. Отмеряют для титрования 2 мл фильтрата, добавляют 10 капель 10% раствора соляной кислоты и титруют 0,001 Н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до розовой окраски, сохраняющейся в течение 30 сек. Вычисляют содержание аскорбиновой кислоты в 100 г продукта по вышеприведённой формуле. Аналогично проводят исследование шиповника, хвои.
В 100 г капусты содержание аскорбиновой кислоты 25 – 60 мг, в 100 г шиповника – 500 – 1500 мг, в 100 г хвои – 200 – 400 мг.
2) Определение содержания аскорбиновой кислоты в картофеле.
Отвешивают 5 г картофеля, растирают в ступке с 20ю каплями 10% раствора соляной кислоты (чтобы картофель не темнел). Постепенно приливают 15 мл дистиллированной воды. Полученную массу переносят в стаканчик, ополаскивают ступку водой, переносят её в стаканчик и титруют 0,001 Н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до розовой окраски. Вычисляют содержание витамина С в 100 г картофеля по формуле. В 100 г картофеля содержание аскорбиновой кислоты 1 – 5 мг.
2. Определение содержания аскорбиновой кислоты в моче.
Определение содержания аскорбиновой кислоты в моче даёт представление о запасах этого витамина в организме, так как наблюдается соответствие между концентрацией аскорбиновой кислоты в крови и количеством этого витамина, выделяемого с мочой. Однако при гиповитаминозе С содержание аскорбиновой кислоты в моче не всегда понижено. Часто оно бывает нормальным, несмотря на большой недостаток этого витамина в тканях и органах. У здоровых людей приём 100 г витамина С быстро приводит к повышению его концентрации в крови и моче. При гиповитаминозе С ткани, испытывающие недостаток в витамине, задерживают принятый витамин С, и его концентрация в моче не повышается. Моча здорового человека содержит 20 – 30 мг/сут витамина С, или 113,5 – 170,3 мкмоль/сут.
Расчёт содержания аскорбиновой кислоты в моче проводится по формуле:
где: Х – содержание аскорбиновой кислоты, мг/сут;
0,088 – содержание аскорбиновой кислоты, мг (соответствует 1 мл 0,001 Н раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола);
А – результат титрования 2,6-дихлорфенолиндофенолом, мл;
Б – объём мочи, взятой для титрования, мл;
В – среднее суточное количество мочи (диурез), для мужчин – 1500, для женщин – 1200 мл.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:
1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 204-247.
2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 124-139.
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 167-172.
4. Лекционный материал.
Дополнительная литература:
1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).
2. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. ‘‘Биохимия для врача’’, Екатеринбург, 1994.
3. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)
4. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.
5. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.