VITAMINY Vitaminy vykonávají u různých druhů organismů stejné funkce, ale nemusí být stejně vyžadovány v potravě. Pro některé druhy jsou některé vitaminy esenciální, pro jiné ne – např. vitamin C (člověk, morče X krysa). Nedostatek určitého vitaminu: - hypovitaminóza – lehčí forma - avitaminóza – těžší forma – po dodání nedostatkového vitaminu mizí - dlouhotrvající avitaminóza vede k úhynu Příčiny hypo- či avitaminózy: § nedostatek vitaminů v potravě § nedostatečná resorpce vitaminů v zažívací soustavě § zvýšená potřeba vitaminů v organismu § vliv antivitaminů Analytické metody stanovení vitaminů: v metody fyzikálně-chemické: o metody kolorimetrické o metody polarografické o metody radiometrické v metody mikrobiologické – využívají tzv. „testovacích mikroorganismů“, pro něž je nedostatek určitého vitaminu v médiu limitním faktorem jejich růstu v metody biologické – na pokusných zvířatech – jsou nejspolehlivější, neboť se jedná o vyšší organismy, ale dlouhodobé, pracné a nákladné Označení vitaminů – písmeny abecedy s číselnými indexy, např. vitamin B[1]^ - triviální názvy, např. thiamin Rozdělení vitaminů: 1. lipofilní = rozpustné v tucích nebo nepolárních rozpouštědlech, nerozpustné ve vodě: Ø vitaminy skupiny A (retinol a dehydroretinol) Ø vitaminy skupiny D (kalciferoly) Ø vitaminy skupiny E (tokoferoly) Ø vitaminy skupiny K (fyllochinon a farnochinon) Ø esenciální mastné kyseliny 2. hydrofilní = rozpustné ve vodě Ø B komplex (= thiamin - B[1], riboflavin – B[2], pyridoxin – B[6]) Ø niacin a niacinamid Ø kyselina pantotenová Ø biotin = vitamin H Ø kyselina listová Ø korinoidy Ø kyseliny lipoová Ø kyselina L-askorbová = vitamin C VITAMINY ROZPUSTNÉ V TUCÍCH Název vitaminu Výskyt DDD Nedostatek Nadbytek Retinol = vitamin A pouze v živočišných tkáních; v rostlinách jen jeho provitamin b-karoten 1 mg Šeroslepost ® vysychání a rohovatění spojivek později i rohovek vypadávání vlasů, změny ve vývoji kostí, bolestivost kloubů Kalciferoly = vitaminy skupiny D: · ergokalciferol · cholekalciferol v živočišných tkáních z provitaminů účinky UV záření 10 mg pro děti, 5 mg pro dospělé u dětí křivice, u dospělých vyplavování Ca z kostí ® jejich měknutí a křehnutí, opožděný vývoj chrupu a kazivost zubů zvracení, nechutenství, vyplavování Ca z kostí do jiných tkání (např. do ledvin) Tokoferoly = vitaminy skupiny E rostlinné oleje, vejce, maso, játra, ovesná mouka 15 – 20 mg a-tokoferolu změny v reprodukčním systému, svalstvu, nervové a cévní soustavě, u dětí anémie - Vitaminy skupiny K: · fyllochinon · farnochinon sytě zelená zelenina, květák, hrách nebyla stanovena U zdravých jedinců se nevyskytuje, protože ho syntetizuje střevní mikroflóra VITAMINY ROZPUSTNÉ VE VODĚ Název vitaminu Výskyt DDD Nedostatek B komplex Thiamin = vitamin B[1] obilní slupky, játra, srdce, ledviny 1,6 mg choroba beri-beri (atrofie svalů, poruchy srdeční činnosti) Riboflavin = vitamin B[2] játra, srdce, ledviny, mléko, kvasnice, listová zelenina 1,8 mg záněty sliznic a kůže, oční a nervové poruch Pyridoxin = vitamin B[6] obilná zrna, kvasnice, játra, listová zelenina, mléko a vejce asi 2 mg různé nervové příznaky Kyselina pantothenová žloutky, ledviny, játra, obilí, luštěniny, kva 10 – 15 mg apatie, deprese, poruchy metabolismu Kyselina lipoová v játrech a kvasnicích, a le i jinde je hojně rozšířena 1 mg nebyly pozorovány známky avitaminózy VITAMINY ROZPUSTNÉ VE VODĚ – pokračování Název vitaminu Výskyt DDD Nedostatek Niacin a niacinamid = = vitamin PP kvasnice, maso, játra 10 mg pellagra (nervové a kožní poruchy), průjem Biotin = vitamin H ve všech buňkách, nejvíce v játrech a žloutcích 200 mg změny pokožky, únava, ospalost Kyselina listová zelené části rostlin, chřest, játra, kvasnice 1 mg poruchy tvorby krevních buněk Korinoidy = vitamin B[12] pouze v mikroorganismech a u živočichů 1 mg perniciózní anémie = zhoubná chudokrevnost Kyselina L-askorbová = = vitamin C ovoce a zelenina 75 mg (v návrhu je zvýšení DDD) hypovitaminóza: únava, bolesti hlavy, časté infekce; avitaminóza: kurděje, otoky rtů a dásní, krvácivost, vypadávání zubů, svalová slabost, anémie, smrt ANTIVITAMINY Antivitaminy jsou látky, které ruší biochemické využití vitaminů v živé buňce a vyvolávají tak projevy plynoucí z jejich nedostatku. Paří sem 3 skupiny látek: 1. Enzymy rozkládající vitaminy 2. Látky tvořící s vitaminy nevyužitelné komplexy 3. Látky strukturně podobné vitaminům ad 1) Rozklad vitaminů na neúčinné produkty Antivitaminem je enzym, který příslušný rozklad katalyzuje. Např.: thiamiasa je antivitaminem vitaminu thiaminu ad 2) Vazba do neúčinných komplexů Např. antivitamin avidin váže vitamin biotin tak pevně, že tento komplex není rozložen ani proteolytickými enzymy v trávicím traktu. ad 3) Vlastní antivitaminy (obecně se nazývají antimetabolity) Strukturálně se podobají vitaminům, mohou zaujmout jejich místo v biologicky aktivních systémech, nemají však katalytické schopnosti. Jak antivitaminy vypadají z chemického hlediska? Vypadají jako vitaminy, podobají se jim svou strukturou až na malé (ale z funkčního hlediska naprosto zásadní) odlišnosti, např. - záměna funkčních skupin - zdvojená molekula MATABOLISMUS SACHARIDŮ Vzájemné přeměny cukrů: 1. Počet uhlíkových atomů se nemění: · Epimerace – změna sterického uspořádání na jednom z uhlíkových atomů · Isomerace – přeměna aldosa D ketosa 2. Oxidační odbourávání jednoho uhlíkového atomu: a) dehydrogenace aldehydu na kyselinu b) dekarboxylace – řetězec se zkracuje (např. z hexos vznikají pentosy) 3. Přenos tříuhlíkatých nebo dvouuhlíkatých štěpů z jenoho cukru na druhý Pentosový cyklus: aerobní odbourávání cukrů za vzniku CO[2] (přeměna hexos na pentosy) Glykolýza – anaerobní odbourávání sacharidů: Ž tvorba laktátu Ž tvorba ethanolu Glykogenolýza – anaerobní štěpení glykogenu ve svalech Citrátový cyklus – aerobní odbourávání sacharidů Glukoneogeneze – resyntéza glukózy (může probíhat i z necukerných složek, např. z aminokyselin) METABOLISMUS LIPIDŮ Hydrolytické štěpení lipidů: 1. štěpení pomocí lips na glycerol a mastné kyseliny 2. zapojení glycerolu do glykolýzy 3. odbourávání mastných kyselin: a. aktivace mastných kyselin b. transport přes mitochondriální membránu c. sled reakcí v mitochondriích – Linenova spirála X Biosyntéza mastných kyselin: 1. tvorba malonyl-CoA 2. skládání dvouuhlíkatých štěpů – vzniknou řetězce mastných kyselin 3. syntéza tuků navázáním mastných kyselin na glycerol METABOLISMUS BÍLKOVIN Hydrolytické štěpení bílkovin: · endopeptidasy – štěpí bílkoviny na určitých místech ve větší štěpy · exopeptidasy – štěpí bílkoviny od konce řetězců Metabolismus aminokyselin – je složitý a pro každou aminokyselinu jiný. Společné reakce, kterými se odbourávají všechny aminokyseliny: 1. odstranění skupin –NH[2] i. prostá deaminace ii. oxidační deaminace – vznikají oxokyseliny iii. transaminace – přenesení aminoskupiny jinam 2. odstranění skupin –COOH Š dekarboxylace Odstranění NH[3] z těla: - vodní živočichové – vylučují do vody, po zředění už není toxický - ptáci a plazi – ve formě kyseliny močové - savci – ve formě močoviny