Влияние опухоли на организм. Опухолевая болезнь. Патогенез раковой кахексии
В зависимости от локализации опухоли и ее метастазов могут возникать разнообразные патологические явления в организме. Так, опухоли органов пищеварительной системы вызывают тяжелые нарушения пищеварения и питания. Рак желудка сопровождается угнетением секреторной функции этого органа. В результате недостаточного поступления и усвоения пищи при этом развивается голодание.
Кроме прямого поражения органов опухолью и ее метастазами, существуют и другие пути воздействия злокачественных опухолей на организм, например токсическими веществами, вызывающими нарушение общего обмена веществ, ведущее нередко к глубокому истощению организма – раковой кахексии.
Известно, что в организме при опухолевом процессе снижена активность каталазы, фермента, катализирующего реакцию разложения перекиси водорода. Изучая причины этого явления, Накахара и Фукуока выделили из опухоли человека фракцию, которая при введении мышам вызывала снижение уровня каталазы в печени. Это вещество было названо токсогормоном. В дальнейшем был выделен высокоактивный кристаллический полипептид с относительной молекулярной массой 4000. Очищенный препарат токсогормона вызывает у больных опухолями снижение содержания каталазы в печени и почках; снижение содержания железа в крови, на которое токсогормон влияет в 200-500 раз сильнее, чем на активность каталазы; развитие анемии путем угнетения эритропоэза; гипертрофию надпочечных желез и инволюцию вилочковой железы; увеличение селезенки и печени.
Из опухоли в организм поступают недоокисленные продукты обмена. В нейтрализованном виде они выводятся почками. В норме в моче соотношение количества углерода к азоту (C/N) составляет 0,7, при опухолевом процессе – 0,9 и выше. Это свидетельствует об увеличенном выделении с мочой недоокисленных продуктов и называется дизоксидативной карбонурией.
Часть ферментов опухоли переходит в окружающую среду благодаря повышенной проницаемости клеточных мембран, а также вследствие некроза опухолевой ткани. При этом в крови или в других жидкостях организма появляются синтезируемые опухолью ферменты, а также другие белки, в том числе эмбриональные. Так, содержание щелочной фосфатазы в крови при остеогенной саркоме возрастает в 20 – 40 раз; повышение активности ее отмечается также при росте гепатомы. Увеличение уровня в крови кислой фосфатазы наблюдается при опухолях предстательной железы, а повышение активности глюкозофосфатизомеразы – при раке молочной железы. При различных опухолях увеличивается содержание в крови альдолазы, некоторых изоформ лактатдегидрогеназы, снижается активность холинэстеразы и рибонуклеазы. Следует подчеркнуть, что изменения ферментов крови не всегда специфичны тому или иному виду опухоли.
Особые изменения в организме наблюдаются при опухолях, в которых происходит бесконтрольный синтез гормонов или других биологически активных веществ. При синдроме Золлингера-Эллисона в опухоли поджелудочной железы отмечается интенсивный синтез гастрина (гормона слизистой оболочки желудка, сильного стимулятора секреции желудочного сока). Синтез гастрина, несвойственный поджелудочной железе, является следствием аномальной функции соответствующего гена, функционирующего бесконтрольно, вне связи с естественными механизмами регуляции синтеза желудочного гастрина. Беспрерывная стимуляция желудочной секреции опухолевым гормоном приводит к развитию язвенной болезни. Аналогичным образом в феохромоцитоме секретируется адреналин, что в итоге приводит к гипертонической болезни.
Механизмы противоопухолевой защиты организма. Принципы профилактики и лечения опухолей. Голодание. Виды. Нарушения обмена веществ и функций организма при полном голодании. Принципы откармливания. Лечебное голодание.
Организм оказывает влияние на опухолевый процесс на всех его этапах. С точки зрения канцерогенеза процессы, происходящие в организме, могут иметь двоякое назначение: либо облегчать, либо тормозить образование опухолей.
Известны предраковые состояния – заболевания, при которых значительно возрастает частота развития опухолей, например рак шейки матки при эрозии ее слизистой оболочки.
Наследственные свойства организма обусловливают особенности реакции на канцерогенные факторы и возникновение опухолей. Например, выведены инбредные линии животных, устойчивых к действию канцерогенов.
Видовые, половые, тканевые, органные особенности организма определяют варианты метаболизма и действия химических канцерогенов, а также различия иммунных реакций против опухолеродных вирусов и мутантных клонов опухолевых клеток. В результате некоторые виды организмов нечувствительны к действию опухолеродного вируса, у других этот вирус вызывает развитие опухоли. У мужчин чаще наблюдается рак желудка, а у женщин – рак органов половой сферы.
Значительное влияние на опухолевый процесс оказывает гормональная регуляция. Гормоны могут выступать в роли канцерогенов и индуцировать развитие опухоли или облегчать ее течение (см. выше). Растущие опухоли нередко обнаруживают особую чувствительность к гормональной регуляции. Так, рост различных опухолей тормозится при воздействии инсулином, недостатком гормона роста гипофиза, усиливается при гипофункции щитовидной железы, а также действием ряда половых гормонов. В силу вариабельности изменений в опухолевых клетках наблюдаются различные реакции их на действие или недостаток гормонов. В то время как при избыточном поступлении инсулина развитие многих опухолей подавляется, в эксперименте получена инсулинзависимая карцинома молочной железы, индуцированная ДМБА. Без инсулина эта опухоль расти не может.
Ткань злокачественных опухолей в большинстве случаев не иннервируется. Нервные окончания располагаются в строме, представленной нормальной соединительной тканью. Однако и здесь иннервация недостаточна.
Поскольку высшая нервная деятельность сопряжена с эндокринной регуляцией, нарушение ее может приводить к изменениям гормональной регуляции, сопровождающимся развитием опухолей.
В связи с накоплением фактов об участии нервной системы в органогенезе и трофическом влиянии ее на тип строения иннервируемой ткани, например мышечной, можно предположить, что в ряде случаев нарушение функций нервной системы связано, прямо или опосредованно, с процессами канцерогенеза и прогрессии опухоли.
Особое значение при этом имеет влияние симпатического медиатора адреналина на регуляцию митотической активности тканей. Было установлено, что число митозов в ткани находится под контролем репрессорных гормонов – кейлонов, которые вырабатываются в делящихся клетках. Чем больше в данной ткани делящихся клеток, тем выше концентрация кейлонов, тем сильнее тормозится митотическая активность остальных клеток. Предполагают, что таким способом в организме поддерживается постоянство количества клеток. Учитывая роль нервной системы в регуляции клеточного размножения и, следовательно, в механизмах канцерогенеза, важно, что активность кейлонов проявляется в сочетании с адреналином. В опухолевой ткани данный механизм регуляции деления клеток нарушается.
Механизмы защиты организма от опухоли .
Организм располагает средствами защиты от канцерогенных факторов. Они включают прежде всего работу органов и систем, захватывающих, обезвреживающих и выводящих канцерогены, защищающих клетки и макромолекулы от действия перекисей и продуктов радиолиза; иммунную систему и фагоцитоз. Кроме того, имеют место и особые механизмы защиты: система репаративных ферментов, ликвидирующая нарушения генов и восстанавливающая их нормальную структуру после мутации (эндонуклеазы); клеточные ингибиторы синтеза нуклеиновых и вирусных нуклеиновых кислот (интерферон); по-видимому, гены, репрессирующие вирусный геном, и др. Обнаружено, что, кроме классических иммунных реакций, осуществляемых клонами Т- и В-лимфоцитов против опухолевых клеток, если эти клетки несут распознаваемые в данном организме антигенные детерминанты, существует способ борьбы с опухолевыми клетками, основанный не на специфической иммунной реакции. В организме обнаружены лимфоциты, названные естественными киллерами, которые по отношению ко многим опухолевым клеткам обладают выраженной цитотоксической активностью. Естественные киллеры вместе с моноцитами и гранулоцитами образуют механизмы неадаптивного иммунитета, в первую очередь против вирусов и опухолевых клеток (адаптивный – приобретаемый в результате специфической иммунизации). Следует отметить, что естественные киллеры, как и моноциты, имеют рецепторы для Fc-фрагментов иммуноглобулинов, присоединяя которые, вовлекаются по мере иммунизации в иммунные реакции. Иммунные лимфоциты делятся на ограничиваемые главной системой антигенов гистосовместимости и не ограничиваемые. Антигены гистосовместимости класса I (это вещества группы HLA-A, -В и -С) управляют взаимодействием цитотоксических Т-лимфоцитов с клетками-мишенями. Антигены класса II (это группа HLA-D) контролируют распознавание антигенов, поступающих в организм, Т-лимфоцитами на клетках, выставляющих антигенные детерминанты (моноцитах, других лимфоцитах). Антигены класса III – это белки системы комплемента С2, С4, фактор В. Кроме того, для организации иммунного ответа важна также система Ir-генов (гены иммунного ответа). Анализ всех этих факторов необходим, поскольку все они влияют на возможность иммунной реакции против образующейся опухоли. При изучении цитотоксического действия лимфоцитов на опухолевые клетки выделен в чистом виде туморнекротизирующий фактор ТНФ, клинический эффект которого увеличивается при сочетанном действии его с иммунным интерфероном. Кроме того, обнаружен лимфоидный токсин (ЛТ) и цитотоксический фактор естественных киллеров (ЦФЕК). Введение ТНФ вызывает не только некроз опухолевых клеток, но и сосудов, вросших в опухолевую ткань.
Лечение опухолевых заболеваний .
С. А. Розенберг и соавт. (1982) применили для стимуляции аутологичных лимфоцитов интерлейкин-2, полученный в результате синтеза микроорганизмами, которым был введен ген этого лимфокина. Интерлейкин-2 (ИЛ-2) добавляли к лимфоцитам из крови больных с различными неоперабельными формами опухолей с метастазами и 1,8 – 18,4 • 1010 таких стимулированных лимфоцитов вводили этим же больным (каждому собственные), а также вводили ИЛ-2. Сочетанное введение активированных аутогенных лимфоцитов и лимфокина привело к регрессии опухолей, включая метастазы, у 11 из 25 больных, в одном случае у больной меланомой (рак кожи) достигнуто полное излечение, включая исчезновение метастазов в костях.
Авторы открыли при этом новую субпопуляцию лимфоцитов, названную ими лимфокинактивируемые киллеры (ЛАК), воздействие на которые посредством ИЛ-2 вызывает эффективную противоопухолевую цитотоксическую активность по отношению к опухолям, которые оказались устойчивыми к естественным киллерам в обычных условиях. Эффективность лечения подтверждена в различных странах на многих неоперабельных больных (более многих сотен).
Другой метод был применен группой Т. Таквориан при лейкозах. У больных брали костный мозг, против лейкозных клеток получали моноклональные антитела (отбирали больных, у которых лейкозные клетки экспрессировали антиген В1). С помощью антител костный мозг очищали от лейкозных клеток, облучали больного "выжигающей" дозой радиации и вводили каждому больному его костный мозг. У 34 из 45 больных была достигнута ремиссия без поддерживающей терапии до 52 мес (в среднем 11 мес).
Лечебное голодание
В настоящее время голодание применяют как неспецифический метод лечения некоторых заболеваний, в том числе аллергических, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, кожных, психических, ожирения, болезней суставов.
Патофизиологически применение полного голодания разной продолжительности (от 1 – 7 до 15 – 35 дней) основано на общепринятых представлениях о том, что голодание наряду с собственно патологическими изменениями в организме вызывает и защитно-приспособительные реакции.
Дозированное голодание, усиливая процессы диссимиляции, способствует выведению из организма всяких излишков и "шлаков". Это прежде всего касается патологических отложений жира, солей, продуктов обмена. Переходя на эндогенное питание, организм расходует собственные жиры, углеводы и белки. Вместе с этим усиливаются восстановительные процессы, что приводит к обновлению, как бы омоложению, организма. Лечебное голодание имеет ту же периодизацию, что и патологическое, однако последний завершающий период является периодом компенсации, когда улучшается общее самочувствие, исчезает слабость, появляется аппетит. Такое отличие от патологического голодания связано с мероприятиями, проводимыми в течение лечебного голодания для борьбы с ацидозом и выведения "шлаков", которые усиливают патологические проявления при обычном голодании.
Частичное голодание. Последствия недостаточности белков, жиров и углеводов для организма. Белково-калорийная недостаточность. Особенности проявлений белковой недостаточности у детей.
При недостатке в пище углеводов основные нарушения связаны с усилением кетогенеза в печени, куда транспортируются жиры вследствие ее обеднения гликогеном. Недостаточное поступление в организм жиров в энергетическом отношении может быть восполнено углеводами и белками. Однако для обеспечения пластических процессов необходимо вводить хотя бы минимальное количество жира (5 – 6 г), которое содержит незаменимые жирные кислоты – арахидоновую, линолевую и линоленовую. Следует также учитывать, что с жирами поступают жирорастворимые витамины и поэтому жировое голодание неотделимо от витаминного.
Белковое голодание наступает в тех случаях, когда количество белков, поступающих с пищей, не обеспечивает в организме азотистое равновесие. Закон изодинамии Рубнера, устанавливающий зависимость интенсивности обмена от величины поверхности животного, в отношении белков неприменим. Для обеспечения пластических процессов необходимо вводить белки. Потребность в белках непостоянна и зависит от физиологического состояния организма, а также от качества вводимых белков.
При отсутствии даже одной из незаменимых аминокислот (аргинина, гистидина, лейцина, изолейцина, лизина, триптофана, треонина, фенилаланина, метионина, валина) в пище азотистый баланс становится отрицательным.
Длительное недоедание с преимущественным недостатком в пище белков приводит к белково-калорийной недостаточности. Она была широко распространена во время блокады в Ленинграде, где получила название алиментарной дистрофии. Заболевание начиналось при снижении энергетической ценности пищи на 50%. Недостаток полноценного белка, холод, физическое переутомление и нервно-психологическое перенапряжение – вот основные этиологические факторы алиментарной дистрофии.
В тропических и полутропических странах Африки, Индии, Центральной и Южной Америки этот патологический процесс получил название алиментарного маразма и квашиоркора. В этих условиях хроническая белково-калорийная недостаточность усугубляется влиянием неблагоприятных природных условий (сильная инсоляция, высокая температура, влажность), тяжелого физического труда, инфекционных заболеваний, особенно поражающих желудочно-кишечный тракт.
В развитии алиментарного маразма имеется длительный период "сбалансированного голодания", когда гомеостаз поддерживается за счет уменьшения энергетических затрат и снижения основного обмена на 15 – 20 и даже 30%. Однако необходимость выполнения физической работы не может компенсироваться калорийностью пищи и тогда расходуются собственные запасы организма. Снижаются содержание сахара, холестерина и нейтрального жира в крови. Гипопротеинемия приводит к отекам.
Развиваются асцит, анемия, брадикардия, гипотония, нарушается секреторная и моторная деятельность желудочно-кишечного тракта. Постепенно наступает дистрофия органов и тканей.
Нарушение синтеза гормонов выражается в различных эндокринопатиях. Появляются симптомы микседемы, гипофизарной кахексии, гипогонадизма, со стороны нервной системы при алиментарном маразме могут наблюдаться явления паркинсонизма, снижение памяти; возможен распад личности, изменения морального облика. Снижается устойчивость к инфекционным заболеваниям.
Алиментарный маразм у детей, у которых с возрастом растет потребность в белках, развивается быстрее, чем у взрослых и нередко является непосредственной причиной гибели. Дети при белково-калорийной недостаточности отстают в росте и психическом развитии, у них обнаруживается депигментация волос, кожи, мышечное истощение, гепатомегалия, отеки. Отягощает развитие заболевания гиповитаминоз А, Д, В.
Особенно пагубное влияние оказывает такое голодание на развитие нервной системы у детей в возрасте 6 мес – 3 года, когда интенсивно растут нервные клетки, осуществляется миелинизация и гликогенез, устанавливаются нервные связи.
Белковая недостаточность у детей при условии достаточной калорийности пищи приводит к заболеванию, которое получило название квашиоркор ("красный мальчик").
Дефицит незаменимых аминокислот, а также витаминов приводит к развитию явлений, характерных для пеллагры, бери-бери.
Длительная белковая недостаточность сопровождается угнетением синтеза нуклеопротеидов, белков, снижением активности ферментов. Это ведет к уменьшению числа клеток в органах, развитию атрофических процессов в костном мозге, органах пищеварительной системы. Замедляется рост и развитие костей. Нарушается всасывание витаминов и железа в пищевом канале. Создаются условия для развития анемии, снижается основной обмен.
Нарушение кератизации кожного эпидермиса и интенсивное шелушение кожи дало повод для названия "красный мальчик". Нередко развитие жировой инфильтрации печени. Поджелудочная железа подвергается гиалинозу и фиброзу, в связи с чем снижается образование пищеварительных ферментов, иногда развивается сахарный диабет. Дистрофические изменения распространяются на почки, сердце. Спасти ребенка может только рациональное питание.
Минеральное голодание в чистой форме можно наблюдать лишь в экспериментальных условиях. При недостаточном поступлении в организм натрия хлорида у животных теряется аппетит, расстраиваются секреторные процессы, нарушаются синтез белков, а также функции печени, пищевого канала, почек.
Снижается осмотическое давление крови, повышается поступление воды в клетки, падает артериальное давление, нарушается сердечная деятельность, развивается мышечная слабость.
При недостаточном поступлении в организм калия снижается возбудимость нервных и мышечных клеток, падает сосудистый тонус, появляется аритмия. Пониженное содержание в пище кальция может привести к тетании; железа – к развитию гипохромной анемии, тканевой гипоксии; кобальта – замедлению созревания нормобластов и выходу зрелых эритроцитов в периферическую кровь; фтора – нарушению костеобразования и развитию кариеса; йода – развитию эндемического зоба и гипотиреоза.
Водное голодание вызывает наиболее тяжелые изменения в организме. Уже через 1 – 2 дня животное отказывается принимать пищу и переходит на абсолютное голодание. В организме активизируются катаболические процессы, накапливаются продукты распада, развивается интоксикация. Животные погибают значительно быстрее, чем при полном голодании.
Одной из форм качественного голодания является витаминная недостаточность (авитаминозы, гиповитаминозы), которая может быть экзогенной (вследствие отсутствия или низкого содержания витаминов в пище) или эндогенной.
Экзогенная витаминная недостаточность может возникать в связи с сезонными изменениями содержания витаминов в пище, неправильным хранением и обработкой пищевых продуктов, в связи с повышением потребности в витаминах при неизменном содержании их в пище. Так, в холодное время года организм может испытывать недостаток тиамина. В условиях Севера скорее развивается недостаточность ретинола, кальциферола и витаминов группы В. Интенсивная физическая работа повышает потребность в витаминах группы В. При обильном потоотделении (горячие цехи) теряются водорастворимые витамины. Потребность в витаминах увеличивается в связи с беременностью и лактацией.
Эндогенная витаминная недостаточность возникает, например, при нарушении всасывания витаминов в пищевом канале. Это может быть связано с недостаточностью кишечной липазы или желчи, с нарушением активного транспорта витаминов через кишечную стенку. Витаминное голодание возникает в органах-мишенях, при нарушении превращения витамина в активную форму, в коферменты. Определенную роль при этом играет и нарушение синтеза апоферментов, поскольку витамины, взаимодействуя с апоферментами, проявляют свое специфическое действие. Витаминная недостаточность может развиваться также при опухолевом росте, лейкозах, некоторых энзимопатиях, эндокринных заболеваниях (например, при тиреотоксикозе). К таким же последствиям приводит поступление с пищей антагонистов витаминов (антивитаминов), например, содержащегося в сыром яичном белке гликопротеида авидина – антагониста биотина (витамина Н).
Возникновение витаминной недостаточности при одной и той же степени обеспеченности организма витаминами зависит от синергизма и антагонизма в действии некоторых витаминов. Так, синергизм, задерживающий витаминную недостаточность, имеется между аскорбиновой кислотой и тиамином. Антагонистами являются токоферол и пиридоксин.
Проявления разных видов витаминной недостаточности имеют общие черты. Многие водорастворимые витамины являются компонентами различных коферментов, поэтому дефицит витаминов сопровождается разнообразными нарушениями в обмене веществ. Отмечаются снижение массы тела, иммунологической реактивности, мышечная слабость, задержка роста. Нередко при этом наблюдаются поражения нервной (авитаминозы В1, В6, В12, РР), эндокринной (недостаток витамина В1, В5, Е) систем, пищевого канала (дефицит витаминов В1, РР). Вместе с тем преимущественный недостаток какого-либо витамина сопровождается специфическими для этого витамина нарушениями.
49. Витаминное голодание. Причины гиповитаминозов. Проявления и последствия витаминной недостаточности: жиро- (А, Д, Е, К) и водорастворимых ( B 1 , B 2, B 6, B 12, PP , C ) витаминов. Гипервитаминозы.
Витамины – это низкомолекулярные органические соединения, жизненно необходимые для осуществления нормального обмена веществ в малых количествах, не способные синтезироваться организмом человека. Большинство витаминов в виде коферментов входят в состав ферментных систем, участвуют в белковом, жировом, углеводном и других видах обмена. Некоторые витамины (например, витамин Д) превращается в организме в гормоноподобные вещества и участвует в регуляции биохимических процессов. Каждый витамин выполняет свою конкретную функцию в организме. В результате длительного отсутствия или недостатка в пищевом рационе тех или иных витаминов возникают патологические процессы, называемые гиповитаминозами.
Гиповитаминозы могут быть экзогенными и эндогенными. В первом случае гиповитаминоз развивается в результате недостаточности того или иного витамина в пище. Эндогенные гиповитаминозы возникают в результате нарушения всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте или же при патологии усвоения и использования витаминов клетками и тканями организма, а также при повышенной потребности организма (интенсивная мышечная работа, обильное потение, климатические условия и условия труда и т.д.).
Все витамины делят на два класса водорастворимые и жирорастворимые. К водорастворимым относятся следующие витамины: В 1 , В 2 , В 6 , В 12 , РР, С, фолиевая, пантотеновая кислоты. К числу жирорастворимых относятся А, Е, Д, К.
Водорастворимые витамины
Витамин В 1 синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами. Животные и человек этот витамин не синтезируют, поэтому полностью зависят от его поступления из внешней среды. Содержится витамин в дрожжах, в зародышевых оболочках злаков, а, следовательно, в хлебе из муки простого помола. Переработка растительного сырья (удаление отрубей) всегда сопровождается резким снижением уровня витамина в полученном продукте. Шлифованный рис, например, совсем не содержит витамина.
Введенный с пищей витамин В 1 всасывается в тонком кишечнике и уже в кишечной стенке, а также в печени и почках фосфорилируется и превращается в дифосфотиамин (кокарбоксилазу).
Особенно важную роль витамин В 1 играет в углеводном обмене. Витамин в виде кофермента входит в состав фермента пируватдегидрогеназы, которая осуществляет окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, превращая ее в ацетил-КоА. При недостатке витамина В 1 в организме накапливаются пируват и лактат, уменьшается содержание Ацетил-КоА, замедляется цикл Кребса, образование ацетилхолина. Большая концентрация пирувата токсически действует на ЦНС. Особого внимания заслуживает значение витамина В 1 для функционального состояния ЦНС и мышечной деятельности. Это становится понятным, если учесть, что ЦНС почти всю свою энергию черпает из углеводов. Нарушение В 1 витаминного баланса лишает ЦНС возможности эффективно использовать глюкозу при одновременном воздействии на нее промежуточных продуктов обмена веществ, токсически влияющих на мозг. Витамин принимает участие в передаче возбуждения с нерва на исполнительный орган. Он угнетает холинестеразу и тем самым усиливает действие ацетилхолина.
Другая коферментная форма витамина В 1 входит в состав фермента транскетолазы, участвующей в пентозофосфатном пути расщепления углеводов, одним из конечных продуктов которого является рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот. Нарушение образования ацетил-КоА из пирувата приводит к снижению выработки энергии в цикле Кребса.
При недостатке тиамина в пище развивается полиневрит (бери-бери), главными признаками которого являются параличи, затем контрактуры конечностей, особенно кистей рук. Морфологически обнаруживается дегенерация нервных волокон, миелиновых оболочек и задних столбов спинного мозга.
Кроме того, отмечаются апатия, понижение аппетита, рвота, диспепсия, ригидность мышц, исчезновение рефлексов (подошвенных, коленных), нарушение памяти.
Авитаминоз В 1 сопровождается угнетением синтеза липидов и стероидов, в результате чего может развиться гипофункция ряда желез внутренней секреции, а также задержка биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Азотистый баланс становится отрицательным, масса тела снижается.
Витамин В 2 (рибофлавин)
Рибофлавин широко распространен в природе. Богатым источником рибофлавина являются пивные дрожжи и молочные продукты. Довольно много витамина также в яйцах, особенно в желтке. Рибофлавин всасывается в тонком кишечнике, подвергается фосфорилированию с образованием флавинадениндинуклеотида (ФАД).
Все изученные флавопротеиды являются окислительно-восстановительными ферментами и относятся к группе оксидоредуктаз, выполняя функции транспорта водорода в процессе тканевого дыхания. Одни из них являются акцепторами водорода от восстановленных пиридиннуклеотидных коферментов (НАД и НАДФ) и переносят его далее на соответствующие акцепторы. Последние отрывают от него электроны и переносят их через систему цитохромов на молекулярный кислород.
Ряд ферментов, содержащих рибофлавин, участвуют в обмене других витаминов, в частности пантотеновой кислоты, холина, пиридоксина, фолиевой и оротовой кислот. Рибофлавин вместе с пиридоксином участвуют в обмене триптофана в организме.
Проявление недостаточности витамина В 2 связано с понижением интенсивности тканевого дыхания, а также с нарушением межуточного обмена углеводов и белков. Полное отсутствие рибофлавина в пище вызывает острый арибофлавиноз. Он характеризуется внезапным развитием коматозного состояния и быстро наступающей гибелью. При частичной недостаточности рибофлавина развивается хроническое заболевание, характеризующееся нарушением роста, возникновением кожных поражений в виде облысения и дерматитов с шелушением кожи и проявлением эрозии, поражением глаз в виде васкуляризации роговой оболочки, кератитов, в некоторых случаях – катаракты.
Арибофлавиноз у человека проявляется раньше всего поражением языка и губ: язык пурпурно-красного цвета, шероховатый, губы болезненные, с мокнущими трещинами в углах. На волосистой части головы, мошонке и других частях тела могут развиваться дерматиты. Отмечаются также глосситы, сопровождающиеся чувством жжения в языке. Характерны также специфические поражения глаз. Одним из постоянных симптомов арибофлавиноза считается васкуляризация роговой оболочки, хотя она может развиваться не только при недостаточности рибофлавина. Субъективно при арибофлавинозе отмечается светобоязнь. В тяжелых случаях описаны конъюктивиты и кератиты.
Витамин В 6 (пиридоксин)
Витамин В 6 имеет широкое распространение в природе. Он найден у различных микроорганизмов, в тканях животных и растений. Наиболее богатым источником витамина В 6 являются пивные дрожжи, мясо, рыба, молоко, цельное зерно злаков. Относительно высокое количество витамина найдено в горохе, бобах. У животных много витамина В6 находятся в тканях печени, сердца, почек. Всасывание пиридоксина в желудочно-кишечном тракте осуществляется преимущественно в толстой кишке в результате пассивной диффузии. Из циркулирующей крови свободный пиридоксин быстро проникает в ткани, где подвергается окислению, а затем фосфорилированию и превращается в пиридоксалевые коферменты, которые, соединяясь в клетках со специфическим протеином, образуют соответствующие ферменты. Они участвуют в трансаминировании и декарбоксилировании аминокислот, в образовании биогенных аминов.
Одну из важных функций в обмене аминокислот пиридоксальфосфат осуществляет в природе синтеза гемма в эритроцитах, принимает участие в синтезе никотиновой кислоты из триптофана, в синтезе КоА, арахидоновой кислоты, которая необходима для роста и развития организма. Основной конечный продукт обмена витамина В 6 в организме в организме животных и человека – биологически недеятельная 4-пиридоксиловая кислота, которая выводится с мочой. Пиридоксалевые ферменты присутствуют, главным образом, в тканях с энергетическим обменом веществ – печени, почках, сердце. У теплокровных животных наибольшим резервом витамина В 6 является пиридоксальфосфат, входящий в состав фосфорилазы скелетной и сердечной мускулатуры.
Основные нарушения при этом гиповитаминозе проявляются изменения нервной системы (повышение возбудимости, судороги) и пеллагроподоные изменения кожи. Изменения в ЦНС объясняются нарушением обмена глютаминовой кислоты, из которой образуется гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК), оказывающая тормозящее влияние в нейронах коры головного мозга. При снижении уровня ГАМК возникают судороги. Отсутствие фосфопиридоксаля нарушает превращения триптофана в никотиновую кислоту, что приводит к развитию пеллагры накоплению ксантуреновой кислоты, которая препятствует образованию инсулина, способствует развитию сахарного диабета. Кроме того, длительный гиповитаминоз может привести к развитию микроцитарной гипохромной анемии (вследствие нарушения синтеза гемма), нарушению умственной деятельности, потере аппетита, остановке роста, появлению тошноты.
Витамин В 12 (цианокобаламин)
В основном витамин В 12 попадает в организм человека с пищевыми продуктами животного происхождения, поступившими с пищей. Витамин В 12 в желудке вступает в связь с «внутренним фактором» Кастла, относящимся к мукопротеидам. У человека внутренний фактор (ВФ) образуется париетальными клетками слизистой оболочки фундального отдела желудка. ВФ связывает витамин В 12 и защищает его от утилизацией кишечной флорой, облегает адсорбцию и всасывание. В процессе адсорбции комплекс витамин В 12 -ВФ связывается со специфическими рецепторами подвздошной кишки. Пройдя эпителиальный барьер кишечника, витамин В 12 попадает в ток крови, где он связывается с белками плазмы, транскобаламинами-1,-2,-3. основным местом депонирования витамина в организме является печень, где может содержаться его от 2 до 2,5 мг. Этого количества цианокоболамина, даже при полном отсутствии поступления, хватит на 4-5 лет для поддержания эритробластического кроветворения. Витамин В 12 обладает чрезвычайно многообразным действием в организме, катализируя реакции белкового, жирового и углеводного обменов. Из всех известных в настоящее время кобаламидных ферментов только два обнаружены у человека и животных:
Метилкобаламин в печени переводит фолиевую кислоту в активную форму тетрагидрофолиевую, обеспечивающую синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в структуру ДНК. Отсутствие витамина В 12 приводит к нарушению выработки ДНК. Недостаток ДНК нарушает деление клеток. Прежде всего, страдают активно размножающиеся клетки кроветворной системы, и тип кроветворения переходит на мегалобластический. Развивается гиперхромная анемия.
Дезоксиаденилкобаламин – участвует в регуляции жирового обмена. Он способствует образованию янтарной кислоты из метилмалоновой. При дефиците витамина В 12 в организме накапливается токсическая метилмалоновая кислота, нарушается синтез жирных кислот и миелина, что ведет к возникновению неврологических симптомов.
Различают 2 формы эндогенного В 12 -гиповитаминоза ГАСТРОГЕННЫЙ, причиной которого является отсутствие или недостаточность внутреннего фактора Кастла, что приводит к нарушению использования пищевого витамина В 12 и ЭНТЕРОГЕННЫЙ гиповитаминоз вследствие нарушения всасывания витамина В 12 в кишечнике (наличие широкого лентеца, значительное разрушение витамина патологической кишечной микрофлорой).
Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота)
В природе витамин РР встречается в двух формах – в виде никотиновой кислоты (НК) и никотинамида (НАМ), которые довольно широко распространены в растительных и, особенно, животных продуктах. Из растительных продуктов богаче всего сухие пивные, пекарские дрожжи, гречневая крупа, пшено. Очень богаты НК животные продукты: мясо домашней птицы, баранина, телятина, печень, почки и сердце. Никотиновая кислота – один из самых стойких витаминов в отношении хранения и кулинарной обработки. Поступающие с пищей НК и НАМ всасываются в фундальной части желудка и на всем протяжении тонкого кишечника. В условиях острого дефицита НК и НАМ ткани могут синтезировать НАМ из триптофана. Почти весь имеющийся в тканях и жидкостях животных и человека витамин РР включен в структуру коферментов НАД и НАДФ, которые вместе с апоферментами катализируют окислительно-восстановительные реакции клеточного обмена, НАД и НАДФ находятся во всех клетках организма животных и растений.
Наиболее важная функция никотинамидных коферментов – это участие в переносе водорода с окисляемых субстратов на флавиновые ферменты в процессе клеточного дыхания. Таким образом, коферментные функции НАД и НАДФ проявляются главным образом в окислительно-восстановительных реакциях, в обратимом присоединении атома водорода и образовании АТФ. При недостаточности НК развивается пеллагра, главными признаками которой являются дерматит, поражение желудочно-кишечного тракта (диарея) и слабоумие (деменция).
Клиническая картина пеллагры включает следующие явления: вялость, апатия, слабость в ногах, быстрая утомляемость, головокружение, раздражительность, бессонница, бледность и сухость кожи, снижение аппетита, падение веса, понижение сопротивляемости организма к инфекциям и понижение трудоспособности. Ранними клиническими симптомами пеллагры являются понос и изменения в полости рта. Весьма характерны изменения языка. Вначале края и кончик языка ярко-красные. Постепенно краснота переходит на весь язык, и он выглядит блестящим, как бы лакированным. Наряду с этим наблюдается явления со стороны кишечника: метеоризм, урчание, поносы. Через некоторое время после начала поноса больные замечают появление на коже симметричных красных пятен (пеллагрическая эритема). Она чаще располагается на открытых частях тела: тыле кистей рук, стоп, шее, лице, особенно на носу, щеках, лбу и вокруг рта. У детей эритема лица протекает с острым отекам и резкой болезненностью. При неосложненной эритеме через несколько дней начинается отрубевидное, желточно-коричневое шелушение. При развитии заболевания наблюдаются глубокие нарушения функции центральной и периферической нервной системы: шум и звон в ушах, нарушение вкуса, сильный зуд, головные боли, боли в позвоночнике, конечностях, ощущение опоясывания, онемения, бегания мурашек, поверхностные и глубокие расстройства тактильной и болевой чувствительности, неуверенная походка, тяжелая адинамия, дрожание головы и конечностей, парезы, мышечная атрофия, неподвижность и скованность. Самое тяжелое в клинической картине пеллагры – нарушение психики. Лечение пеллагры дает тем больший эффект, чем раньше оно начато. Специфическим методом является назначение никотиновой кислоты или ее амида.
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Аскорбиновая кислота является одним из наиболее распространенных в природе витаминов. Источником витамина С являются шиповник, черная смородина, капуста, помидоры, цитрусовые, картофель и др. У человека, обезьян, морских свинок в организме аскорбиновая кислота не синтезируется. Всасывание аскорбиновой кислоты осуществляется системой кровеносных капилляров в тонком кишечнике, как путем простой диффузии, так и с участием переносчика в присутствии ионов натрия. Для поступления в клетки необходим переход аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую, которая легко диффундирует в клетки без затраты энергии. Параллельно с окислением аскорбиновой кислоты в организме происходит восстановление дегидроаскорбиновой кислоты в аскорбиновую. Это происходит в эритроцитах под влиянием фермента дегидроаскорбинредуктазы при участии восстановленной формы глютатиона. Не все ткани одинаково усваивают аскорбиновую кислоту. Очень много ее поступает в ЦНС, лейкоциты, надпочечники, сердечную мышцу и т.п. Она необходима для нормального синтеза и обмена гормонов надпочечников и адекватного функционирования симпатико-адреналовой системы. Основная роль аскорбиновой кислоты – транспорт электронов и участие в окислительно-восстановительных процессах. Витамин С в эритроцитах повышает активность некоторых ферментов, катализирующих реакции гликолиза: гексокиназы, фосфогексоизомеразы и фосфоглюкомутазы. Кроме того, аскорбиновая кислота необходима для образования коллагена из проколагена, в котором содержится очень большое количество оксипролина. В настоящее время выяснено, что аскорбиновая кислота участвует в гидроксилировании пролина-коллагена, укрепляет базальную мембрану сосудов, этим она способствует поддержанию нормальной проницаемости капилляров. Витамин С оказывает антитоксическое действие при токсических поражениях печени, участвует в детоксикации гистамина, в синтезе интерферона, облегчает течение простудных заболеваний, оказывает антитоксическое действие при токсических поражениях печени, участвует в детоксикации гистамина. В синтезе интерферона, облегчает течение простудных заболеваний, так как способствует усвоению железа в желудочно-кишечном тракте; оказывает антисклеротическое действие, так как снижает биосинтез и увеличивает распад холестерина.
Основные симптомы недостаточности витамина С: повышенная ломкость кровеносных капилляров, общая слабость, апатия, повышенная утомляемость, снижение аппетита, задержка роста, повышенная восприимчивость к инфекциям, бледность десен, их отечность, разрыхленность, кровоточивость при чистке зубов. В далеко зашедших случаях цинги нарастают влияния гингивита, расшатываются и выпадают зубы. По мере развития скорбута обнаруживаются красновато-синеватые пятна на ягодицах, на голенях подкожные кровоизлияния. В результате кровоизлияний в толщу мышц наблюдается их болезненность, ригидность. В тяжелых случаях поражаются внутренние органы (кровохарканье, неспецифические пневмонии, обострение туберкулезного процесса). Развиваются сердцебиение, одышка, происходит ослабление сердечного толчка, тоны сердца глухие. У детей раннего возраста скорбут проявляется в особой форме – в виде болезни Маллера – Барлова. Особенности заболевания: болезненность конечностей при движениях, припухание диафизов, беспокойство ребенка, длительный субфебрилитет. В тяжелых случаях могут проявляться кровоизлияния в глазницы, веки, черепа. На коже мелкоточечная петехиальная сыпь. Нарушается гемопоэз: понижается количество гемоглобина и эритроцитов, не редко тромбоцитоз. Развивается стойкая лейкоцитопения.
Витамин Р (биофлавоноиды)
Витамин Р содержится в цитрусовых(особенно в кожуре), черной смородине, в листьях чая, черники и др. вещества, обладающие Р-витаминной активностью, называются БИОФЛАВОНОИДАМИ. Витамин Р образует с аскорбиновой кислотой окислительно-восстановительную систему, способствуя при этом реализации физиологического действия витамина С. Основной функцией витамина Р является регуляция стойкости и проницаемости сосудистой стенки. В настоящее время препараты витамина нашли широкое применение в клинической практике не только для лечения авитаминозов, но и при многих других заболеваниях, сопровождающихся повышением сосудистой проницаемости и понижением их резистентности.
Биофлавиноиды и аскорбиновая кислота оказывают влияние на сосудистую проницаемость, воздействие на систему гиалуроновая кислота-гиалуронидаза. Ингибирующее действие биофлавиноиды оказывают на гиалуронидазу, на сукцинатдегидрогеназу и другие ферменты. Биофлавоноиды предохраняют аскорбиновую кислоту от окисления, а также восстанавливают дегидроаскорбиновую кислоту в аскорбиновую при участии глутатиона. Приведенные данные позволяют говорить о наличии связи в механизме физиологического действия биофлавиноидов и аскорбиновой кислоты. Характер этой связи заключается в способности фловоноидных веществ усиливать биологическое действие аскорбиновой кислоты, по-видимому, благодаря их совместному участию в тканевом дыхании.
Основными показателями Р-витаминной недостаточности до последнего времени считаются пониженная резистентность и повышенная проницаемость капилляров. Пониженная резистентность или хрупкость, капилляров обнаруживается при механическом воздействии на них, которое может вызвать разрыв капиллярной стенки и образование точечных кровоизлияний – петехий. Понятие «повышенная проницаемость капилляров» означает нарушение структуры капиллярной стенки, в результате чего она становится проницаемой для более крупных, чем в норме, частиц, например белковых молекул или эритроцитов. Для определения резистентности капилляров у человека принята баночная проба Нестерова.
Витамин В 3 (Пантотеновая кислота)
Пантотеновая кислота широко распространена в природе. Она синтезируется зелеными растениями и микроорганизмами: дрожжами, многими бактериями, в том числе кишечной флорой млекопитающих, грибками. Особенно богаты пантотеновой кислотой печень животных, почки. Яичный желток, икра, мясо. Специфическая функция пантотеновой кислоты в обмене веществ состоит в том, что она является незаменимой составной частью кофермента А. этот кофермент играет фундаментальную роль в обменен веществ, принимая участие в осуществлении таких биохимических процессов, как окисление и биосинтез жирных кислот, окислительное декарбоксилирование кетокислот, в цикле лимонной кислоты, биосинтезе стероидов, нейтральных жиров, фосфатидов, порфиринов, ацетилхолина и др. Во всех этих процессах кофермент А функционирует в роли промежуточного акцептора и переносчика различных кислотных остатков (ацилов), образуя так называемые ацилпроизводные кофермента А (ацил-КоА). Причины гиповитаминоза: подавление микробного синтеза или повышенная потребность в пантотеновой кислоте (холод, физические напряжения, облучения, инфекционные заболевания и др.)
К основным проявлениям длительной недостаточности пантотеновой кислоты у человека и животных могут быть отнесены следующие: общее угнетение, вялость, анемия, замедление роста, потеря веса. К этому периоду отмечается развитие синдрома жжения ног (покалывание, онемение в пальцах ног, затем боли принимают жгучий характер), возможно развитие коматозного состояния и, в далеко зашедших случаях, смерти. Могут быть нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта: потеря аппетита, геморрагические гастроэнтериты, колиты, появление язв в кишечнике, профузная диарея, изъязвляющие и некротизирующие глосситы. Развиваются изменения со стороны органов размножения: недоразвитие половых органов, рассасывание зародышей, стерильность, нарушение развития эмбрионов, возникновение уродств – микрофтальмии, гидроцефалии, гидронефрозов, расщепление неба, дефектов кожи, сердечнососудистых аномалий; повреждения надпочечников; геморрагические изменения, атрофия и некроз, нарушение биосинтеза стероидных гормонов; торможение образования антител, с чем может быть связано резкое повышение чувствительности к инфекциям. Со стороны крови может быть нормоцитарная анемия, так как нарушается синтез гемма; со стороны нервной системы – дегенеративные изменения.
Развитие описанных симптомов в той или иной степени обусловлено выпадением в обменен веществ функции кофермента А, концентрация которого в тканях при недостатке пантотеновой кислоты резко снижена. Нарушения со стороны надпочечников, очевидно, обусловлены торможением биосинтеза холестерина и стероидных гормонов из-за недостатка КоА. Изменения со стороны нервной системы могут быть обусловлены нарушением биосинтеза ацетилхолина и фосфолипидов. Существенную роль в развитии симптомов недостаточности пантотеновой кислоты может играть нарушение процессов энергообразования и биосинтеза липидов. Развитие дерматитов может быть связано с нарушением обмена соединительной ткани, в частности, ацетилирования гексозаминов и биосинтеза мукополисахаридов.
Фолиевая кислота.
Фолаты широко распространяются в природе. В тканях млекопитающих и птиц фолаты не образуются. Основным источником фолатов в питании человека являются свежие овощи и зелень: салат, шпинат, капуста, морковь, помидоры, лук. Из продуктов животного происхождения наиболее богаты фолатами печень и почки, яичный желток, сыр. Хотя основными источником фолатов для человека являются фолаты пищи, определенное значение в удовлетворении потребности в этом витамине принадлежит и кишечной микрофлоре.
Всасывание фолиевой кислоты осуществляется главным образом в двенадцатиперстной кишке и проксимальной части тонкого кишечника. Для всасывания фолатов в тонком кишечнике необходим фермент дегидрофолатредуктаза. Всосавшиеся фолаты поступают в печень, где накапливаются и превращаются под влиянием витамина В 12 в активные формы (тетрагидрофолат). В теле взрослого содержится около 7-12 мг фолатов, из них в печени приблизительно 50-70% (5-7мг).
Фолиевая кислота метаболически неактивна. Важной химической особенностью является способность ее птеридинового кольца к восстановлению путем присоединения 4 водородных атомов с образованием тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК). Тетрагидрофолат является биологически активной формой фолатов. Точно установлено, что ее коферментные функции непосредственно связаны с переносом одноуглеродных соединений, благодаря чему осуществляется их участие в биосинтезе таких важнейших предшественников нуклеиновых кислот, как пуриновые и пиримидиновые основания, а также участие в обмене ряда аминокислот: серина, гистидина, метионина, триптофана. ТГФК участвуют в биосинтезе подвижной метильной группы и этим объясняется ее липотропное действие и клиническое применение для устранения жировой инфильтрации печени.
Недостаточность фолатов у человека вызывает развитие мегалобластической анемии. Мегалобластическая анемия почти всегда обусловлена недостаточностью фолатов или витамина В 12 , или того и другого вместе. Недостаточность фолатов развивается более быстро, чем дефицит витамина В 12 только через несколько лет. В связи с этим мегалобластическая анемия, как следствие фолатной недостаточности, встречается значительно чаще, чем анемия, вызванная гипотавизном В 12. Типичные мегалобластические изменения в костном мозге могут наблюдаться во всех трех ростках: эритроцитарном, миелоидном и мегакариоцитарном. Типичным является обнаружение малого количества мегалобластов. Кроме того, при недостаточности ТГФ в организме человека возникают кишечные расстройства и изменения слизистой рта в виде стоматита, гингивита, глоссита.
Жирорастворимые витамины
Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический)
Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения. Особенно много его в почках и печени тресковых рыб, китов, тюленей, дельфинов. В продуктах растительного происхождения витамин а находится в виде провитамина – каротина. Основным источником каротина в питании человека являются морковь, капуста, перец, тыква, томаты, зелень петрушки, салат, шпинат, щавель и другие овощи.
Каротин становится биологически активным лишь после превращения в витамин а под действием фермента каротиндиоксигеназы. Основным местом превращения в витамин являются стенка кишечника и печень. Органом, содержащим основные запасы витамина а, является печень. Мобилизация витамина А из депо и транспорт его к органам-мишеням осуществляется ретинол-связывающим белком, который вырабатывается в печени. Почти весь витамин А, поступивший с пищей, без изменений проходит через желудок и поступает в тонкий кишечник, где большая его часть подвергается всасыванию и в составе хиломикронов по лимфатическим путям поступает в печень. В печени хиломикроны, содержащие эфиры витамина А, подвергаются расщеплению с образованием свободного ретинола.
Различают специфическое и общее системное действие витамина А. Первое проявляется в участии спиртовой и альдегидной форм витамина в биологических функциях зрения и размножения. В акте зрения витамин А участвует образуя с белками опсинами в условиях темноты пурпур-родопсин. На свету происходит процесс разложения зрительного пурпура и часть ретинола при этом теряется. Поэтому для нормальной зрительной функции необходим постоянный приток ретинола. При дефиците витамина а понижается приспособляемость зрения к темноте, возникает генералопия, или куриная слепота. Кроме того, происходит роговое перерождение зрительной ткани. Эта кератинизидия связана с переходом цилиндрического эпителия в плоский, который легко ороговевает и превращается в сухие слущивающиеся чешуйки. Это явление происходит в коже, слизистых и особенно резко выражено в коньюктиве, следствием чего является ксерофтальмия, кератомаляция.
Роль витамина в функции размножения связана с развитием сперматогенного эпителия и плаценты. Развитие сперматагониев при дефиците витамина А останавливается, а в зрелых сперматазоидах уменьшается содержание АТФ, они становятся малоподвижными и теряют оплодотворяющую способность.
Общее системное действие витамина проявляется в обеспечении нормального роста и развитии животных, дифференцировки эпителиальной и костной тканей регуляции обмена веществ. При недостатке витамина А особенно страдают быстро пролиферирующие клетки.
А-витаминная недостаточность наиболее полно выражена у детей, особенно грудных, которые из-за отсутствия в их организме запасов витамина А весьма чувствительны к его недостатку. У грудных детей отмечены задержка роста и умственного развития, анемия, иногда гепатоспленомегалии, склонность к инфекциям дыхательных путей (бронхиты, пневмонии, отиты), ксерофтальмия и размягчение роговицы с последующей потерей зрения. Со стороны нервной системы наблюдались гидроцефалия, сопровождающаяся повышением спинномозгового давления и выпячиванием родничков, часто порез лицевого нерва, ригидность мышц затылка и спины. Гиповитаминоз А у детей раннего возраста почти всегда сопровождается инфекционными заболеваниями, особенно поражающими желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути. При гиповитаминозе А у экспериментальных животных прекращается репродуктивная функция, возникают аномалии развития (особенно в сердце и мочеполовой системе), гибель и резорбция плодов, рождение мертвых или нежизнеспособных детенышей. В основе всех этих изменений лежит нарушение функции эпителиальных и мезенхимных клеток. Особенностью этих двух видов тканей является то, что они интенсивно обновляются и дифференцируются. При недостатке витамина А эпителиальные клетки не достигают стадии образования слизесекретирующих, а мезенхимные клетки заканчивают дифференциацию на бластостадии. Введение в организм больших доз витамина А, превышающих во много раз физиологическую потребность в этом витамине, вызывает характерную картину интоксикации, известную под названием А-гипервитаминоза.
Различают острую и хроническую форму гипервитаминоза.
Острая интоксикация наступает через несколько часов после введения препарата и проявляется судорогами, параличами, и обычно заканчивается смертью животного. Хроническая интоксикация характеризуется потерей веса, остановкой роста, спонтанными переломами длинных трубчатых костей, кровоизлияниями во внутренние органы, повышением внутричерепного давления, увеличением веса надпочечников.
Витамин Е (α-токоферол)
Токоферолы широко распространены в природе, особенно в растениях и растительных продуктах. Наиболее богаты ими растительные масла: кукурузное и хлопковое.
Всасывание витамина Е происходит в тонком кишечнике при наличии в пище жиров и при участии желчных кислот. Прохождение витамином слизистой осуществляется по механизму диффузии, после чего токоферолы поступают в лимфу, связываются с липопротеидами и в их составе транспортируются к органам и тканям. В клетках токоферолы локализованы главным образом в митохондриях и микросомах.
Токоферолы легко вступают во взаимодействие со свободными радикалами, чем определяются их антиоксидантные свойства – способность тормозить свободнорадикальные процессы окисления органических соединений, в частности ненасыщенных липидов молекулярным кислородам. Поскольку ненасыщенные липиды являются одним из компонентов липопротеиновых мембран клеток и субклеточных органелл, то усиление перекисного окисления при снижении концентрации токоферола в тканях приводит к повреждению структуры, проницаемости и функциональной активности клеточных и субклеточных мембран. Этот дефект и лежит в основе многообразных биохимических, морфологических и клинических проявлений недостаточности витамина Е.
Основными патофизиологическими и патоморфологическими проявлениями недостаточности витамина Е являются изменения в половых органах:
1. У самцов – снижается потенция, в семенниках дегенерирует зародышевый эпителий, развивается бесплодие;
2. У самок – склерозируется слизистая матки, затрудняется фиксация яйцеклетки и нарушается развитие плода, что сопровождается абортами.
Кроме того наблюдается:
1. – мышечная дистрофия с некрозом мышечных клеток, атаксией и параличами (токоферол сохраняет SH-группу кофермента А, необходимого для образования ацетилхолина; нарушение ацетилирования холина при дефиците токоферола проявляется одним из патологических механизмов развивающейся при этом дистрофии);
2. – макроцитарная анемия у обезьян и человека со снижением продолжительности жизни эритроцитов и нарушением эритропоэза в костном мозгу и повышенная чувствительность эритроцитов к перикисному гемолизу.
Витамин Д (кальциферол)
Название витамин Д (кальциферол) объединяет группу родственных соединений, обладающих антирахитической активностью. Важнейшие их них холекальциферол /витамин Д 3 /, эргокальциферол /витамин Д 2 /. Распространение витамина Д в природе довольно ограничено. В наибольших количествах витамин Д содержится в жире печени некоторых морских рыб (палтус, треска, тунец) и животных (дельфины, киты, кашалоты). Незначительное количество витамина Д имеется в продуктах питания: в яйцах, свиной и говяжьей печени, в коровьем молоке и сливочном масле. Из провитаминов Д в природе наиболее распространены эргостерин, который содержится в большом количестве в дрожжах, и 7-дегидрохолестерии, обнаруженный в большом количестве в коже, который под влиянием солнечного облучения превращается в витамин Д.
Витамин Д всасывается в тощей и в подвздошной кишках. Для нормального всасывания необходима желчь. Витании Д поступает в лимфатическую систему, где обнаруживается главным образом в хиломикронах. Всосавшийся витамин Д вместе с лимфой поступает в кровоток, попадая в печень, вступает во взаимодействие с ?2‹-глобулинами. Связывание витамина Д с белками крови стабилизирует его и придает способность к растворению в воде. Витамин Д наиболее интенсивно накапливается в слизистой оболочке тонкого кишечника и клетках костной ткани, т.е. там, где реализуется первичный эффект. В качестве депо витамина Д можно считать жировую ткань. Витамин Д в организме превращается в гормон кальцитриол, который стимулирует следующие Функции: всасывание Са и Р в кишечнике; реабсорбцию Са и Р в почках; ремоделирование костной ткани; транспорт Са через мембраны клеток; дифференцировку клеток развития иммунной системы. Главная филологическая роль витамина Д направлена на регуляцию поступления экзогенного Са и Р, т. е. всасывание их в кишечнике из пищи. Существенная роль в процессе всасывания Са принадлежит кальций – связывающему белку, локализирующемуся на микроворсинках э клеток тонкого кишечника, образование которого зависит от витамина Д. У животных и людей с недостаточностью витамина Д содержание этого белка резко снижено.
Основным фактором, приводящим к нарушению минерализации костей при дефиците витамина Д, служит низкая концентрация Са и Р в сыворотке крови, возникающая вследствие угнетения процессов всасывания этих элементов в кишечнике. Кальцитриол запускает в костных клетках биохимический механизм, приводящий к резорбции ткани. Усиление синтеза лимонной кислоты клетками служит одним из механизмов, способствующих разрушению кости и мобилизации освободившегося Са в кровь.
В обычных физиологических условиях костная ткань характеризуется гармоничным сочетанием процессов резорбции и минерализации. Под влиянием кальцитриола между этими процессами достигается динамическое равновесие, обеспечивающее стабильное состояние скелета и только при различных нарушениях гормональной регуляции (избыток кальцитриола, паратгормона или кальциевой недостаточности) резорбция кости доминирует над процессом ее образования, что приводит к потере костной массы.
Недостаток витамина Д играет важную роль в развитии рахита у детей. Во взрослом состоянии недостаток этого витамина в совокупности с другими неблагоприятными Факторами может вести к остеомаляции, например у беременных и кормящих женщин, и остеопорозу у пожилых людей. Ведущую роль в патогенезе рахита и формировании клинической картины этого заболевания играют нарушения фосфорно-кальциевого обмена, приводящие к нарушению минерализации костной ткани. По мнению большинства исследователей, дефекты минерализации при рахите обусловлены снижением концентрации кальция и Фосфора в плазме крови вследствие нарушения процесса всасывания Са в кишечнике, мобилизации его из костной ткани и реабсорбции в почечных канальцах. Помимо нарушения минерализации вновь образующейся костной ткани, при рахите наблюдается усиленное рассасывание преобразовательной кости. Усиление уже существующей костной ткани при рахите скорее всего обусловлено гормона железа стимулирующей низким уровнем Са в крови. Вследствие всех этих нарушений кости при рахите становятся мягкими, не способными выдержать нормальную статистическую нагрузку, что приводит к характерным для тяжелых форм рахита деформациям: искривлению нижних конечностей, рук и позвоночника (кифоз, сколиоз, лордоз). Описанные нарушения захватывают и плоские кости черепа, у детей, больных рахитом, замедляется заращение родничков. Основные проявления Д-гипервитаминоза – гиперкальциемия, гиперкальциурия и патологическая кальцификация почек, кровеносных сосудов, сердечной мышцы, легких и стенок кишечника, приводящая к тяжелому и стойкому нарушению функции этих органов, а в наиболее тяжелых случаях – к смерти.
Витамин К – антигеморрагический витамин
Витамин К – объединенное название для группы производных нафтохинона, активирующих процесс свертывания крови. К этой группе относят витамин К, содержащийся в растениях (шпинат, капуста, тыква, плоды шиповника, зеленые томаты, корка апельсинов и др.) и витамин К, синтезируемый кишечной микрофлорой, преимущественно кишечной палочкой и В.fragilis. Эти витамины жирорастворимые. Синтетический витании К – викасол растворим в воде. Всасывание витаминов К происходит в тонком кишечнике. Необходимые для этого условия несколько различны и зависят от формы витамина. Природным витаминам К, имеющим липофильные свойства, требуется присутствие желчных кислот и панкреатической липазы, тогда как водорастворимые формы витамина К в этом не нуждаются. Транспорт из кишечника жирорастворимых аналогов витамина К происходит через лимфатические пути, водорастворимые витамины К поступают в кровь. Основная масса витамина К, вводимого в организм с пищей или парентерально, задерживается в печени, селезенке и сердечной мышце. Всасывающийся витамин К быстро проявляет свое биологическое действие. Витамин К стимулирует выработку в печени 2, 7, 9, 10 факторов свертывания крови. Поскольку витамин К выполняет роль кофермента, располагающегося в митохондриях между флавопротеидами и цитохромами, то недостаток его сопровождается нарушением биологического окисления с уменьшением процесса аккумулирования энергии в виде АТФ и креатинфосфата в тканях. При этом нарушается биосинтез быстрообновляемых белков – факторов свертывания крови, особенно 2, 7, 9, и 10. Только после карбоксилирования глутаминовой кислоты названные белки начинают функционировать, витамин К осуществляет этот процесс.
Наиболее ранним проявлением К-витаминной недостаточности является снижение содержания в крови вышеуказанных прокоагулянтов, 2, 7, 9, и 10, вследствие чего удлиняется время свертывания крови и изменяются соответствующие показатели коагулограммы и тромбоэластограммы. Наиболее распространенным в практике показателем, служащим критерием К-витаминной недостаточности а эффективности соответствующей терапии, является протромбиновое время. При снижении протромбинового индекса ниже 35% (норна 80-100%) обычно развиваются геморрагические явления, в первую очередь в областях тела, подвергавшихся травмам (свежие операционные травмы, ушибы, гематомы в области пункции вен, кровоточивость десен при чистке зубов и т.д.). При более глубокой гипопротромбинемии (протромбиновый индекс 20% и ниже) развивается тяжелый геморрагический диатез с гематурией, наличием крови в рвотных массах, носовыми кровотечениями, гематомами в различных областях тела, гемартрозами и т.п. В раннем детском возрасте К-витаминная недостаточность проявляется в виде геморрагической болезни новорожденных. Причина этого заболевания заключается в том, что в первые дни жизни новорожденных в их крови наблюдается низкое содержание протромбина и Факторов 7, 9, 10. Лишь с конца первой недели жизни содержание этих прокоагулянтов в крови начинает нарастать, постепенно доходя до нормального уровня взрослого человека, поэтому у части новорожденных возникают геморрагические явления. Сравнительно более склонны к геморрагической болезни дети недоношенные, подвергавшиеся асфиксии в годах, страдающие диареей. кровоточивость обычно появляется на второй – третий день жизни, держится 2-3 дня и затем, если ребенок выживает, также быстро исчезает. Наиболее частый симптом – кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт, дегтеобразный кал, содержащий кровь /мелена/. Кровотечения к кровоизлияния бывают носовые, небные, из культи пуповины, внутричерепные и др.