Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

МОДЕЛЬ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ БИОСИНТЕЗА ВИТАМИНОВ И ВИТАМИНОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА

Косачева К.А. 1
1 Новосибирский государственный медицинский университет
В статье представлены результаты обзора научной литературы в виде создания модели физиологической системы синтеза витаминов и витаминоподобных соединений в организме здорового человека. Приведены развернутые данные о витаминосинтетических процессах в тех или иных органах, тканях и клеточных структур организма человека. Выводами работы являются следующие положения. На современном этапе развития научного знания доказано, что некоторые витамины и витаминоподобные соединения способны синтезироваться в организме здорового человека. Выделены отельные органы и ткани, обеспечивающие этот процесс. В первую очередь к данным органам относится печень, так как именно печень является вместилищем большинства биохимических, белок-синтетических процессов нашего орга-низма. Наряду с печенью важным элементом витамин-синтетической системы является кожа, именно эпидермис обеспечивает наш организм важнейшим для обмена кальция витамином D3. Особое место в данной системе стоит отвести микрофлоре кишечника, так как, по неподтвержденным данным, бактерии, заселяющие наш кишечник способны синтезировать практически все витамины, кроме витамина С (не существует данных о возможности его биосинтеза).
витамины
витаминоподобные вещества
биосинтез
микрофлора кишечника
l-карнитин
фолиевая кислота
пантотеновая кислота
кожа человека
витамин d3.
1. Аманова, М.М. L-карнитин – витаминоподобное вещество [текст] / М.М. Аманова, Б.А. Данеляг, А.Ш. Мустафаев // Бюллетень медицинских интернет-конференций. — 2016. — №5, т.6. — С. 703
2. Батыршина, С.В. Коэнзим q 10: перспективы применения в клинической прак-тике [текст] / С.В. Батыршина, Т.П. Макарова, Н.И. Данилова и др. // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. — 2011. — № 206. — С.138-147
3. Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник / под общ. ред. С.Е. Северина — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: ГЭОТАР-медиа, 2013. — 624с.
4. Брикман, А. Нарушение обмена кальция и фосфора у взрослых [текст] / А. Брикман // Эндокринология (под ред. Н. Лавина). — Москва: Практика, 1999. — 1128 с.
5. Буталова, E.M. Становление кишечной микрофлоры в постнанальном периоде и ее значение в формировании адаптивного иммунного ответа и иммунологической толе-рантности [текст] / E.M. Буталова, Н.М. Богданова // Вопросы современной педиатрии — 2007. — №3 (т.6). — С. 53-61
6. Лысиков, Ю. А. Витамины и здоровье [Электронный ресурс] / Ю.А. Лысиков, П.В. Дружинин, А.Ф. Новиков // Режим доступа: http://polonsil.ru/blog/43053232308/Sintez-vitaminov-v-organizme-cheloveka
7. Мальцев, С.В. Метаболизм витамина d и пути реализации его основных функ-ций [текст] / С.В. Мальцев, Г.Ш. Мансуров. // Практическая медицина — 2014. — №9 (85) — С.12-18
8. Harmeyer J. The physiological role of L-carnitine. Lohmann Information. — 2002. — №27. — P. 1-8.
9. Seim H, Eichler K, Kleber H. L(-)-Carnitine and its precursor, gamma-butyrobetaine // Nutraceuticals in Health and Disease Prevention. — New York: Marcel Dekker, Inc.; 2001. — Р.217-256
10. Sepehr E., Peace R.W., Storey K.B., Jee P., et al. Folate derived from cecal bacterial fermentation does not increase liver folate stores in 28-d folate-depleted male Sprague-Dawley ratsl. J Nutr 2003; 133:1347-54.

Витамины — низкомолекулярные органические соединения различной химической природы: водо- и жирорастворимые. Они характеризуются высокой биологической активностью, так как способны вызвать биохимический эффект в минимальных концентрациях (мг, мкг) [5].

Витамины и витаминоподобные вещества играют важную биологическую роль в организме человека: участвуют в обмене веществ и регуляции физиологических функций. К примеру, водорастворимые витамины являются коферментами. Жирорастворимые витамины участвуют в контроле состояния биологических мембран, регуляции экспрессии генов, в некоторых случаях являются коферментами или простетическими группами. Однако сами по себе витамины и витаминоподобные вещества не выполняют пластическую и энергетическую функции. Неспецифическое действие данных веществ выражается в повышении трудоспособности и резистентности организма.

Большинство витаминов и витаминоподобных веществ не синтезируются в организме, в связи с этим основным источником их поступления в организм является пища (10-100 мг/100 г продукта) [6]. Таким образом, витамины относят к незаменимым (эссенциальным) соединениям.

Однако существует ряд витаминов и витаминоподобных веществ, которые синтезируются в организме здорового человека в достаточном количестве и только во время некоторых заболеваний или патологических состояний появляется потребность в их экзогенном потреблении. Известно о биосинтезе в организме человека следующих витаминов и витаминоподобных соединений: В11 (L-карнитин) [1], В5 (пантотеновая кислота) [5], Q10 (убихинон) [2], N (липоевая кислота) [3], В4 (холин) [3], В9 (фолиевая кислота) [10] , D3 [7]. В связи с этим становится интересным изучение органов, тканей, клеток и ультраструктур, обеспечивающих синтез данных веществ и создание модели физиологической системы биосинтеза витаминов и витаминоподобных веществ.

Цель исследования: на основе теоретического анализа научных источников описать модель физиологической системы биосинтеза витаминов и витаминоподобных веществ в организме здорового человека.

Печень – основной белок-синтезирующий орган человеческого организма. Зарубежные исследователи обнаружили в клетках гепатоцитов наличие фермента гамма-бутиробетаингидроксилазы (диоксигеназы). Данный фермент катализирует реакцию синтеза L-карнитина из гамма-бутиробетаина. Далее активность данного фермента была обнаружена в почках. Синтезированный в печени и почках L-карнитин, с током крови транспортируется в другие ткани и органы для выполнения своих функций (например: транспорт одноцепочечных жирных кислот в митохондриальный матрикс) [9].

Микрофлора кишечника – является главным поставщиком эндогенных витаминов в организме человека. На сегодняшний день ведутся исследования о роли других форм микрофлоры организма человека (дыхательной, кожной, уро-генитального тракта) на биосинтез витаминов.

Биосинтез витаминов кишечными бактериями и грибами обусловлен тем, что отдельные группы витаминов являются важнейшими метаболитами этих микроорганизмов. Они синтезируются микроорганизмами, накапливаются в их клетках, а при их гибели выходят в просвет кишки, после чего могут всасываться в кровь. Большинство кишечных бактерий осуществляет биосинтез витаминов группы В: В5 (пантотеновой кислоты), В9 (фолиевой кислоты) [5]. Однако неизвестно, сколько именно синтезируют тех или иных витаминов кишечные бактерии и как изменяется биосинтетический потенциал бактерий при изменении рациона питания и на фоне применения антибактериальных препаратов. Лысиков Ю. А. с соавторами в статье «Витамины и здоровье» приводят примеры бактерий, которые способны синтезировать один или несколько видов витаминов (таблица 1) [6].

Бактерии

В1

В2

В6

РР

Н

В5

В9

К

Staphylococcus aureus

+

-

-

-

-

-

+

-

Bacillus sublilis

+

-

-

-

+

-

-

+

Bacillus vulgaris

+

+

-

+

+

-

-

-

Bacillus lactis aerogenes

+

+

-

+

+

-

-

-

Bacillus aerogenes

+

-

-

-

-

-

-

-

Bacillus bifidus

+

-

-

-

-

-

-

-

Escherichia coli

+

+

-

+

+

-

-

+

Lactobacillus arabinosus

-

+

+

-

-

-

-

-

Streptococcus lactis

-

+

-

-

-

-

-

-

Proteus vulgaris

+

+

+

+

+

+

+

-

Clostridium butylicum

+

+

+

+

+

+

+

-

Pseudomonas fluorescens

-

+

+

+

+

+

-

-

Azotobacter chroococcum

+

+

+

+

+

+

-

-

 

Рис.1. Биосинтез витаминов бактериями

Делая вывод по приведенной таблице, мы можем сказать, что у ряда видов бактерий наблюдаются биохимические свойства синтеза витаминов и витаминоподобных веществ. Среди этих видов мы можем видеть и представителей нормальной микрофлоры кишечника человека (E.coli, P. vulgaris, лактобактерии, бациллы). Таким образом, микрофлора кишечника является важным звеном витамин-синтетической системы

Кожа человека так же входит в состав системы биосинтеза витаминов и витаминоподобных веществ. Это связано с тем, что в эпидермисе кожи протекают основные реакции биосинтеза витамина D3. Его предшественник 7-дегидрохолестерол в плазматической мембране базальных и супрабазальных кератиноцитов и дермальных фибробластов под действием ультрафиолетовых лучей преобразуется в холекальциферол (витамин D3). Синтезируемый в коже витамин D3 высвобождается от мембраны и поступает в системный кровоток, связанный с витамин D-связывающим белком (DBP) [4].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что на современном этапе развития научного знания доказано, что некоторые витамины и витаминоподобные соединения способны синтезироваться в организме здорового человека. Выделены отельные органы и ткани, обеспечивающие этот процесс.

Рис.2 Структура витамин-синтетической системы человека

В первую очередь к данным органам относится печень, так как именно печень является вместилищем большинства биохимических, белок-синтетических процессов нашего организма. Наряду с печенью важным элементом витамин-синтетической системы является кожа, именно эпидермис обеспечивает наш организм важнейшим для обмена кальция витамином D3. Особое место в данной системе стоит отвести микрофлоре кишечника, так как, по неподтвержденным данным, бактерии, заселяющие наш кишечник способны синтезировать практически все витамины, кроме витамина С (не существует данных о возможности его биосинтеза).


Библиографическая ссылка

Косачева К.А. МОДЕЛЬ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ БИОСИНТЕЗА ВИТАМИНОВ И ВИТАМИНОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 3.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=17224 (дата обращения: 22.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074