Одной из актуальных в настоящее время тем являются витамины, их значимость, влияние на организм, структурная организация. С каждым новым исследованием полезные свойства каждого витамина раскрываются всё более широко. В том числе, фолиевой кислоты, которая очень важна для полноценной жизнедеятельности организма.
Фолиевая (птероилглутаминовая) кислота (фолацин) в зависимости от вида животных или штамма бактерий, нуждающихся для нормального роста в присутствии этого пищевого фактора, называлась по-разному: фактор роста L. casei; витамин М, необходимый для нормального кроветворения у обезьян; витамин Вс, фактор роста цыплят (индекс «с» от англ. chicken – цыпленок). В 1941 г. фолиевая кислота была выделена из зеленых листьев растений, в связи с чем и получила свое окончательное название (от лат. folium – лист). Еще до установления химического строения фолиевой кислоты было показано, что для роста некоторых бактерий необходимо присутствие в питательной среде парааминобензойной кислоты. Добавление структурных аналогов ее, в частности сульфаниламидных препаратов, наоборот, оказывало тормозящее действие на рост бактерий. В настоящее время установлено, что это ростстимулирующее действие парааминобен-зойной кислоты обусловлено включением ее в состав более сложно построенной молекулы фолиевой кислоты.
Цель данного реферата состоит в более подробном изучении витамина Вс. Задачами же являются изучение структуры, биохимических функций, источников и последствий гипер- и гипоавитаминозов фолиевой кислоты.
Строение и биохимические функции фолиевой кислоты
Фолиевая кислота состоит из трех структурных единиц: остатка 2-амино-4-окси-6-метилптеридина (I), парааминобензойной (II) и L-глута-миновой (III) кислот и имеет следующую структуру:
Фолиевая кислота ограниченно растворима в воде, но хорошо растворима в разбавленных растворах спирта; имеет характерные спектры поглощения в УФ-области спектра.
Коферментной формой витамина является тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК, Н4ФК).
Строение тетрагидрофолиевой кислоты
Непосредственная функция тетрагидрофолиевой кислоты – перенос одноуглеродных фрагментов. Доказано, что коферментные функции ТГФК непосредственно связаны с переносом одноуглеродных групп, первичными источниками которых в организме являются β-углеродный атом серина, α-углеродный атом глицина, углерод метальных групп метионина, холина, 2-й углеродный атом индольного кольца триптофана, 2-й углеродный атом имидазольного кольца гистидина, а также формальдегид, муравьиная кислота и метанол. К настоящему времени открыто шесть одноуглеродных групп, включающихся в разнообразные биохимические превращения в составе ТГФК:
- формила– в составе N5-формил-ТГФК и N10-формил-ТГФК,
- метенила– в качестве N5,N10-метенил-ТГФК,
- метилена– в виде N5,N10-метилен-ТГФК,
- метила– в форме N5-метил-ТГФК,
- формимина– в составе N5-формимино-ТГФК.
Строение и взаимопревращение активных форм
тетрагидрофолиевой кислоты
Благодаря способности переносить одноуглеродные фрагменты, витамин:
- участвует в синтезепуриновых оснований и тимидинмонофосфата, и, следовательно, в синтезе ДНК;
- участвует в обмене аминокислот – обратимое превращениеглицина и серина;
Пример участия фолиевой кислоты в биохимической реакции
- взаимодействует с витамином В12, содействуя выполнению его функций при превращениигомоцистеина в метионин.
Распространение в природе, действие и суточная потребность
Фолиевая кислота может входить в комплекс поливитаминных препаратов или производиться отдельно.
Таблетки, содержащие 600 микрограмм фолиевой кислоты, приравниваются к продуктам питания, в состав которых входит 1000 единиц полезного вещества.
Интересно, что высшие растения и большинство микроорганизмов способны синтезировать фолаты, в то время как, в тканях птиц, млекопитающих данные соединения не образуются. Незначительная часть птероилмоноглютаминовой кислоты обнаружена в растительных, животных клетках. Основное количество фолатов в них входит в состав конъюгатов (ди-, три-, полиглутаматов), которые имеют дополнительные молекулы глутаминовой кислоты. Они, в свою очередь, объединены прочной амидной связью, по типу пептидной.
В бактериях преобладающая форма фолатов — птероилтриглутаминовая кислота, содержащая 3 молекулы глутамата, в дрожжах – комплекс с 6 частицами, носящими название геп-таглутамат.
Зачастую, «связанный» фолацин, входящий в пищевые продукты, представлен полиглутаматами, при этом «свободная» группа (casei моно-, ди- и триглутаматы) составляет не более 30 %.
Вещества, обладающие активностью фолиевой кислоты, широко распространены в природе. Богатыми источниками их являются зеленые листья растений и дрожжи. Витамин активно синтезируется дружественной кишечной микрофлорой. Эти вещества содержатся также в печени, почках, мясе и других продуктах. Многие микроорганизмы кишечника животных и человека синтезируют фолиевую кислоту в количествах, достаточных для удовлетворения потребностей организма в этом витамине. Суточная потребность в свободной фолиевой кислоте для взрослого человека составляет 1-2 мг.
Фолиевая кислота принимает активное участие в процессах регуляции функций органов кроветворения, оказывает антианемическое воздействие при макроцитарной анемии. Также положительно влияет на функции кишечника и печени, повышает содержание холина в печени и препятствует ее жировой инфильтрации.
Фолиевая кислота поддерживает иммунную систему, способствую нормальному образованию и функционированию белых кровяных телец.
Фолиевая кислота играет важную роль при беременности. Она регулирует формирование нервных клеток эмбриона, что крайне важно для нормального развития. Ежедневный прием фолиевой кислоты на ранних сроках беременности может предупредить такие дефекты нервного ствола плода, как аненцефалия и расщепление позвоночника (spina bifida) в 75% случаев.
Кроме того, фолиевая кислота предотвращает преждевременные роды, рождение недоношенных детей и преждевременный прорыв околоплодной оболочки. Фоливевая кислота незаменима для снятия послеродовой депрессии, так что ее по праву можно назвать самым главным “женским” витамином.
В высоких дозах фолиевая кислота обладает эстрогеноподобным действием, она может замедлить наступление менопаузы и ослабить ее симптомы, а у девушек-подростков она может корректировать задержку полового развития.
Недостаточность фолиевой кислоты часто встречается у людей, страдающих псориазом. Вместе с витамином B12 фолиевая кислота способствует выравниванию потери пигментации, вызванной витилиго, а также помогает при акне.
Всасывание и выведение фолиевой кислоты
В наблюдениях за людьми и опытах над животными установлено, что витамин В9, принятый per os (перорально) практически полностью всасывается в организме максимально быстро. При введении 40 микрограмм меченой птероилглутаминовой кислоты на один килограмм массы тела, уровень усваивания вещества за 5 часов достигает 98,5 % от введенной дозы. 50 % всосавшегося количества выводится с мочой через сутки после поступления препарата.
Поглощение фолиевой кислоты осуществляется в проксимальной части тонкого кишечника и двенадцатиперстной кишке.
Особый интерес представляет процесс всасывания пищевых фолатов, которые преимущественно содержатся в виде полиглутаматов, их производимых (метильных, формильных).
Моноглутаматы в организме усваиваются легко. При этом, полиглутаматы всасываются ферментами, вырабатываемыми в кишечнике (конъюгаза, гамма-глутамилкарбоксипептидаза) исключительно после устранения излишка глутаминовой кислоты.
В кишечнике В9 сперва восстанавливается до тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) под влиянием дигидрофолатредуктазы, затем метилируется. При некоторых заболеваниях ЖКТ (синдром мальабсорбции, детский неинфекционный понос, спру, идиопатическая стеаторея) нарушается всасывание фолатов. Это приводит к не усвоению вещества, развитию фолиевой недостаточности, что в последствие может привести к снижению ферментообразовательной, сокоотделительной функций, разрушению эпителия кишечника.
В процессе изучения всасывания производных тетрагидрофолиевой кислоты (формильных и метильных) установлено следующее: N-метил-ТГФК поглощается путем простой диффузии без изменения в процессе впитывания. При поступлении N-формил-ТГФК (фолиновой) кислоты в организм человека, во время усвоения она практически полностью превращается в метилтетрагидрофолат в кишечнике.
После всасывания, фолаты поступают в железу внешней секреции – печень, где постепенно накапливаются, трансформируются в активные формы. В организме человека находится около 7 – 12 миллиграмм данного соединения. При этом, из них 5 – 7 единиц сосредоточены непосредственно в печени. Некоторую часть фолатов занимают полиглутаматы, из которых более 50 % производных фолиевой кислоты представлено в виде метилтетрагидрофолиевой кислоты. Ученые именуют ее, как запасная форма В9 печени.
Исследования показали, что при добавлении птероилглутаминовой кислоты в рацион животных, количество фолатов в железе существенно возрастает. Фолацин печени, в отличие от производных других тканей, очень лабилен. Накопленные запасы фолатов в железе способны на протяжении 4 месяцев восполнять нехватку полезного соединения в организме, препятствуя развитию анемии. Помимо этого, в организме человека (слизистой оболочке кишечника, почках) содержится определенный резерв витамина В9.
Количество фолатов в печени в 4 раза больше, чем в органах мочеобразования. Однако ее способность накапливать, расходовать полезное соединение напрямую зависит от обеспечения организма витаминами, аминокислотами, белками. Например, в результате эксперимента, проведенного на крысах, ученые обнаружили, что дефицит цианокобаламина (В12), метионина, биотина в рационе питания приводит к снижению фолатов, особенно полиглутаматов, а также способности их превращения в ТГФК.
Не стоить недооценивать важные свойства печени в обмене производных фолиевой кислоты. Функциональное состояние органа оказывает влияние на уровень усвоения фолатов, протекание реакций с участием коферментов витамина В9. Жировая инфильтрация, цирроз печени нарушают ее способность накапливать, расходовать соединение. Часто в результате таких поражений развивается тяжелое заболевание — мегалобластическая анемия.
Из организма человека переработанные остатки фолиевой кислоты выводятся с уриной, калом. При этом, количество фолатов в моче, в большинстве случаев, не соответствует их поступлению с продуктами питания. А именно, выводится больше, чем поступает.
Признаки гипервитаминоза и гипоавитаминоза. Взаимодействие фолиевой кислоты с витаминами и лекарственными препаратами.
Большие дозы фолиевой кислоты иногда вызывают у детей диспепсию, повышение возбудимости ЦНС, могут привести к гипертрофии и гиперплазии эпителиальных клеток почек. Длительное применение больших доз фолиевой кислоты не рекомендуется из-за возможности снижения в крови концентрации витамина В12.
Симптомами гипоавитаминоза являются “красный язык”, анемия, апатия, усталость, бессонница, беспокойство, нарушения пищеварения, поседение, замедление роста, затрудненное дыхание, проблемы с памятью, врожденные дефекты потомства.
Фолиевую кислоту лучше принимать вместе с витаминами B12 и C. При приеме антигиперлипидемических средств, антиметаболитов, сульфаниламидов, а также спиртосодержащих препаратов нарушается всасывание фолиевой кислоты. Кортикостероидные гормоны способствуют вымыванию фолиевой кислоты. Уровень фолиевой кислоты понижается при приеме аспирина в высоких дозах. Эстрогензаместительная терапия ведет к сильному дефициту фолиевой кислоты. Нитрофурановые препараты (назначабтся при инфекциях мочевыводящих путей) нарушают обмен фолиевой кислоты. Дефицит фолиевой кислоты может развиться при применении противоэпилептических препаратов (барбитураты, производные гидантоина), однако одновременный прием больших доз фолиевой кислоты может снижать эффективность этих препаратов. Дефицит фолиевой кислоты может возникать при приеме противотуберкулезных препаратов.
Заключение
Рассмотрев данную тему, я узнала много новой и полезной информации о полезных свойствах фолиевой кислоты, изучила ее химическую структуру, биохимичесие функции. Также, узнала о распространении данного витамина в природе, суточной потребности человека в нем, о симптомах гипо- и гипервитаминоза витамина Вс.
Фолиевая кислота — водорастворимый витамин, необходимый для роста и развития кровеносной и иммунной систем. Наряду с фолиевой кислотой к витаминам относятся и её производные, в том числе ди-, три-, полиглутаматы и другие. Все такие производные вместе с фолиевой кислотой объединяются под названием фолаты.
Недостаток фолиевой кислоты может вызвать мегалобластную анемию у взрослых, а прием фолиевой кислоты во время беременности снижает риск развития дефектов нервной трубки.
