آشنایی با مفاهیم عمومی و تخصصی علوم بیوشیمی؛ ویتامین ها، آنزیم ها و مولکول های زیستی – 18 اردیبهشت ماه 98

ویتامین ها

ویتامین ها از لحاظ حلالیت در آب یا چربی به دو دسته تقسیم می شوند:

1)ویتامین های محلول درآب (ویتامین های گروه A و ویتامین C )

2)ویتامین های محلول در چربی ( ویتامین های A,D,E,K و آلفالیپوئیک اسید)

مصرف بیش از حد ویتامین ها موجب ایجاد عارضه Hypervitaminosis (زیاد بودن غلظت ویتامین ها در خون) می شود و کاهش میزان آن ها در جریان خون عارضه Avitaminosis را ایجاد می کند. ویتامین های محلول در چربی ذخیره می شوند ولی مازاد ویتامین های محلول در آب از طریق ادرار دفع میگردد، به جز ویتامین B₁₂ .

 

ویتامین های محلول در چربی:

ویتامین های محلول در چربی از مشتقات ایزوپرن هستند و جذب آن ها مستلزم طبیعی بودن جذب چربی هاست.

ویتامین A :

ویتامین A دارای دو منشأ است: منشأ گیاهی آن ß-کاروتن (نوعی رنگدانه کاروتنوئیدی) و منشأ حیوانی آن به صورت استر اسید چرب یا رتینول می باشد. ß-کاروتن و ترکیبات رتینوئیدی به عنوان آنتی اکسیدان دارای خاصیت ضد سرطانی هستند.

اشکال اصلی ویتامین A :

الف- رتینول: فرم الکلی ویتامین A

ب- رتینال: فرم آلدئیدی ویتامین A

ج- اسید رتینوئیک: فرم اسیدی ویتامین A

نقش ویتامین A در بدن:    1- بینایی 2- رشد سلول

 

ویتامین D:

ویتامین D دو منشأ حیوانی و گیاهی دارد. در منشأ گیاهی، ارگواسترول در حضور اشعه UV به ویتامین D₂ (ارگوکلسیفرول) تبدیل می شود. در منشأ حیوانی آن، کلسترول به وسیله آنزیم 7-کلسترول دهیدروژناز به 7- دهیدروکلسترول و سپس در پوست تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش به ویتامین D₃ تبدیل می شود.

کمبود ویتامین D₃ باعث ایجاد راشیتیسم در کودکان و استئومالاسی (نرمی استخوان) در بزرگسالان می شود. تجویز مقادیر بیش از حد ویتامین D₃ موجب مسمومیت های کبدی و کلسیفیکاسیون بافت های نرم می شود.

 

ویتامین E (توکوفرول)

ویتامین E از هسته کرومان (حلقه بنزن + حلقه پیران) تشکیل شده است. کربن شماره 6 این هسته دارای عامل OH است و بنابراین به آن توکول 6-هیدروکسی کرومان می گویند.

توکوفرول به شکل های α و β و γ  وجود دارد که فعال ترین آن ها α-توکروفرول می باشد. ویتامین E با خنثی کردن مواد اکسیدکننده در داخل سلول، نقش آنتی اکسیدان دارد و در واقع عمل آن مکمل عمل آنزیم گلوتاتیون اکسیداز می باشد.

حلقه آروماتیک ویتامین E با رادیکال های اکسیژن واکنش داده و با تخریب آن ها از پراکسیداسیون اسیدهای چرب غیراشباع و آسیب اکسیداتیو غشاء سلولی جلوگیری می کند. این ویتامین مانع اکسید شدن LDL میشود و در نتیجه از تشکیل شده پلاک های آترومی و بروز آترواسکلروز جلوگیری میکند.

ویتامین E به صورت محلول در چربی های غذا وجود دارد و همراه با لیپوپروتئین ها در خون منتقل می شود، به همین دلیل اختلال در جذب چربی ها موجب کمبود ویتامین E می شود. امروزه به ویتامین E ، ویتامین ضد پیری می گویند.

عوارض کمبود ویتامین E در انسان عبارتند از:

1-لیز شدن گلبول های قرمز

2-ضعف عضلانی (دفع کراتینین از طریق ادرار)

3-کم خونی همولیتیک در نوزادان نارس

4-ناراحتی های قلب – عروقی

در برخی از حیوانات، کمبود ویتامین E موجب اختلال در تولید مثل و تحلیل عضلانی می شود، البته این عوارض در انسان به اثبات نرسیده است. ویتامین E مانع پراکسیداسیون اسیدهای چرب غیراشباع می شود و به همبن دلیل وجود مقادیر زیاد این نوع اسید چرب در رژیم غذایی نیاز بدن به ویتامین E را افزایش می دهد.

 

ویتامین K

ویتامین K به سه شکل وجود دارد:

الف- K₁ (فیلوکینون): توسط گیاهانن سنتز می شود.

ب- K₂ (مناکینون): توسط باکتری های روده سنتز می شود.

ج- K₃ (منادیون): به طور مصنوعی سنتز می شود و در خونریزی شدید به فرم تزریقی مورد استفاده قرار می گیرد.

ویتامین K از طریق گاما کربوکسیلاسیون اسید گلوتامیک، موجب فعال شدن فاکتورهای انعقادی شماره II (پروترومبین)، VII (پروکنورتین)، IX و X خون و استئوکلسین استخوان می شود.

اسید گاماکربوکسی گلوتامیک اتصال این پروتئین ها را به یون کلسیم مقدور می سازد. عوامل ضد انعقاد خون از نوع دیکومارول مانند وارفارین این واکنش ها را مهار کرده و مانع تشکیل ترومبین فعال می شوند. کمبود ویتامین K در موارد زیر دیده می شود:

1-در نوزادان: ویتامین K از جفت عبور نمیکند و روده نوزادان فاقد باکتری است، لذا در شیر مادر مقدار کمی ویتامین K وجود دارد.

2-اختلالات کبدی

3-عارضه استئاتوره (سوء جذب چربی ها)

4-یرقان انسدادی

5-ناراحتی های روده ای

6-مصرف طولانی مدت آنتی بیوتیک ها

 

α-لیپوئیک اسید

این ویتامین، یک ویتامین 8 کربنه است که به علت دارابودن منشأ داخلی، کمبود آن در انسان دیده نمی شود. این اسید با عامل آمین پروتئین ها، پیوند آمیدی تشکیل داده و لیپوآمید محلول در آب ایجاد می کند.

 

ویتامین های محلول در آب

ویتامین B₁ (تیامین):

ویتامین B₁ یا تیامین مشتقی از تیازول و حلقه پیریمیدن است و به مقدار فراوان درگوشت و پوست حبوبات وجود دارد. کمبود این ویتامین موجب ضعف عضله قلب، ادم ریه، اختلالات عصبی، بی اشتهایی، خستگی، افسردگی و عدم تعادل می باشد.

کمبود شدید تیامین موجب بروز بیماری بری بری می شود، بنابراین ویتامین تیامین، ضد بری بری یا ضد اختلالات عصبی نامیده می شود.

 

ویتامین B₂ (ریبوفلاوین)

ویتامین B₂ یا ریبوفلاوین، مشتقی از هسته زرد رنگ ایزوآلوکسازین است و به همین دلیل مصرف قرص های B کمپلکس باعث زرد شدن رنگ ادرار می شود. این هسته به حرارت مقاوم بوده و به نور و اشعه ماوراء بنفش حساس است. فرم متیله این هسته، فلاوین نام دارد که در اثر اتصال ریبیتول به ریبوفلاوین تبدیل می شود.

ریبوفلاوین در گوشت، جگر، شیر، لبنیات و زرده تخم مرغ وجود دارد و به وسیله باکتری های بی هوازی نیز سنتز می شود، در حالیکه غلات از این ویتامین فقیرند. علائم ناشی از کمبود ویتامین B₂ عبارتند از: شیلوز(زخم گوشه لب)، گلوسیت (التهاب زبان)، درماتیت (التهاب پوست)، قرمز شدن پلک ها و نورگریزی.

 

ویتامین PP (اسید نیکوتینیک یا نیاسین)

این ویتامین از ترکیابت غیر سمی موجود در تنباکو و از مشتقات حلقه پیریدین می باشد. نیاسین در بدن از اسید آمینه تریپتوفان ساخته می شود. کمبود نیاسین موجب بروز پلاگرا می شود که عوارض سه گانه آن شامل زوال عقل، اسهال و التهاب پوست می باشد.

 

ویتامین B₅ (اسید پانتوتنیک)

ویتامین B₅ از ترکیب اسید پانتنوئیک و β-آلانین ایجاد می شود که خواص آن مربوط به β-آلانین است. عوارض کمبود ویتامین B₅ در حیوانات شامل اختلالات متابولیسمی به علت کاهش استیل کوآنزیم A و ایجاد کم خونی ناشی از کاهش سوکسینیل کوآنزیم A می باشد، ولی عوارض کمبود آن در انسان دیده نشده است.

 

ویتامین B₆

این ویتامین به سه شکل پیریدوکسین، پیریدوکسال و پیریدوکسامین وارد بدن می شود. فرم کوآنزیمی آن پیریدوکسال فسفات است که به صورت PLP نشان داده می شود.

 

ویتامین H (بیوتین)

بیوتین از مشتقات ایمیدازول است، بخش عمده آن در انسان توسط باکتری های روده سنتز می شود و در مواد غذایی به صورت بیوسیتین وجود دارد. کمبود این ویتامین عوارض پوستی از نوع سبورئیک ایجاد می کند که در اثر افزایش ترشح غدد چربی پوست،زمینه برای رشد میکروب ها مساعد شده و عفونت های پوستی بروز می کند. کمبود بیوتین در اثر مصرف طولانی مدت آنتی بیوتیک ها و مصرف زیاد سفیده تخم مرغ خام دیده می شود.

 

ویتامین B₁₂ (کوبالامین)

ویتامین B₁₂ متشکل از یک حلقه کورین شبیه پورفیرین هاست که در وسط آن یک یون کبالت قرار دارد. این ویتامین فقط منشأ حیوانی دارد و به وسیله باکتری های روده نیز ساخته می شود.

کمبود این ویتامین، بیماری های سوء جذب، بیماریهای مزمن کبدی و در افراد خام خوار و گیاه خوار ایجاد می شود. مهمترین عارضه کمبود آن، کم خونی بدخیم یا کم خونی ماکروسیتیک همراه با عوارض عصبی می باشد.

 

ویتامین B₉ (اسید فولیک)

اسید فولیک از باز پتریدین، اسید پاراآمینوبنزوئیک و اسید گلوتامیک تشکیل می شود و فقط منشأ گیاهی دارد. عوارض کمبود اسید فولیک به علت ذخیره ناچیز آن در بدن سریع تر از علائم کمبود ویتامین B₁₂ دیده می شود. مهمترین عوارض آن، کم خونی ماکروسیتیک به دلیل اختلال در همانندسازی DNA و تقسیم سلولی می باشد. هنگام بارداری و شیردهی نیاز بدن به اسید فولیک افزایش می یابد.

 

ویتامین C (اسید آسکوربیک)

این ویتامین منشأ گیاهی دارد و مرکبات، گوجه فرنگی و سبزیجات غنی از آن می باشد. این ویتامین در اثر حرارت دادن زیاد از بین می رود. ویتامین C در بدن به اسید اگزالیک تبدیل شده و از طریق ادرار دفع می گردد.

این ویتامین در واکنشهای شیمایی در بدن نظیر بیوسنتز هورمونهای استروئیدی، متابولیسم گلوبول های سفید و … نقش حیاتی و ضروری ایفا می کند. کمبود این ویتامین باعث ایجاد بیماری اسکوروی می شود که علائم آن نرمی و تورم لثه ها، سستس دندان ها، پوکی استخوان، ضعف عضلانی، خونریزی غشاهای مخاطی و … می باشد.