med_rabota (677966), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Витамин поступает с пищей в свободном, эстерифицированном и ча­стично связанном виде. Под влиянием пищеварительных ферментов происходит почти количественное его превращение в свободный тиамин, который всасывается из тонкого кишечника. Значительная часть посту­пившего в кровь тиамина быстро фосфорилируется в печени, часть его в виде свободного тиамина поступает в общий кровоток и распреде­ляется по другим тканям, а часть снова выделяется в желудочнокишечный тракт вместе с желчью и экскретами пищеварительных желез, обеспечивая постоянную рециркуляцию витамина и постепенное равно­мерное усвоение его тканями. Почки активно экскретируют витамин в мочу. У взрослого человека за сутки выделяется от 100 до 600 мкг тиамина.. Введение повышенных количеств витамина с пищей или парен­терально увеличивает выделение витамина с мочой, но по мере повы­шения доз пропорциональность постепенно исчезает и в моче наряду с тиамином начинают в возрастающих количествах появляться продук­ты его распада, которых при введении витамина свыше 10 мг на челове­ка может быть до 40—50% исходной дозы (А. В. Труфанов, 1959). Опыты с меченым тиамином (А. Я. Розанов, 1960) показали, что наря­ду с неизмененным витамином в моче обнаруживается некоторое ко­личество тиохрома, ТДС, пиримидиновый, тиалозовый компоненты и различные углерод- и серусодержащие осколки, в том числе меченые сульфаты.

Таким образом, разрушение тиамина в тканях животных и чело­века происходит достаточно интенсивно, но до настоящего времени не установлены реакции, через которые этот процесс осуществляется. Попытки обнаружить в животных тканях ферменты, специфически раз­рушающие тиамин, пока не дали убедительных результатов (см. ниже), хотя имеются отдельные сообщения по этому вопросу (Somogyi, 1966). Суммарное содержание тиамина во всем организме человека, нормально обеспеченного витамином, составляет примерно 30 мг, причем в цельной крови его находится 3—16 мкг%, а в других тканях (Williams е. а., 1950) значительно больше: в сердце — 360, печени — 220, в мозге — 160, легких — 150, почках — 280, мышцах — 120, надпо­чечнике — 160, желудке — 56, тонком кишечнике — 55, толстом кишеч­нике — 100, яичнике — 61, яичках — 80, коже — 52 мкг%. В плазме крови обнаруживается преимущественно свободный тиамин (0,1— 0,6 мкг%; Ю. М. Островский, 1957), а в эритроцитах (2,1 мкг на 10¹¹ клеток) и лейкоцитах (340 мкг на 10¹¹ клеток) — фосфорилированный.

Свободный тиамин в норме легко определяется в кишечнике и поч­ках, что может быть связано и с недостатками чисто методического по­рядка, так как эти ткани обладают исключительно высокой фосфатазной активностью и к моменту взятия материала на исследование уже может происходить частичное дефосфорилирование эфиров витамина. С другой стороны, эти же механизмы могут играть определенную роль в удалении витамина из крови в мочу или кал. Количество витамина в последнем у человека составляет примерно 0,4—1 мкг и вряд ли связа­но в какой-то заметной степени с биосинтезом витамина кишечной мик­рофлорой.

Некоторое представление о динамике обмена тканевых запасов ви­тамина дают опыты, проведенные S³⁵-тиамином (Ю. М. Островский, 1971). Обновление тиамина происходит в разных тканях с различной скоростью и практически полная замена нерадиоактивного витамина на радиоактивный (вводимый ежедневно) осуществляется к 8-му дню опы­та лишь в печени, почках, селезенке и скелетных мышцах. В сердце, поджелудочной железе ткани мозга к указанному сроку процесс этот не завершается. Вторая фаза опыта (авитаминозный ре­жим) позволяет выявить ряд интересных закономерностей в отношении расходования эндогенных запасов витамина различными тканями. Немедленно и с наибольшей скоростью теряется метка тканью печени и поджелудочной железы. Равномерно с первого дня лишения живот­ных меченого тиамина падает радиоактивность в селезенке, скелетных мышцах, почке. Практически на одном и том же уровне остается радио­активность через сутки после лишения животных тиамина в ткани серд­ца и очень медленно теряется метка из мозга. По-видимому, в 1-й день авитаминозного режима миокард еще ассимилирует из крови необходи­мое количество тиамина, поступившего в нее туда из других органов. Уровень метки в крови (рис. 6) остается вначале нормальным и замет­но падает лишь к 15-му дню опыта (7-й день авитаминоза).

Если в конце авитаминозного режима мышам снова начать вводить S³⁵-тиамин, то никакого усиленного потребления метки тка­нями не наблюдается, т.е. предварительная девитаминизация не созда­вала условий, благоприятствующих (последующей ассимиляции витами­на. Можно считать, что связывании витамина определяется, по-ви­димому, не дефицитом соответствующих депо, а какими-то лими­тированными промежуточными реакциями специфической или не­специфической протеидизации витамина. Интерес представляет и некоторое замедление ассимиляции повторно вводимого витами­на в ткани мозга, сердца и печени. Возможно, это обусловлено дефици­том соответствующих апоферментов или межтканевой конструкцией в захвате меченого тиамина из крови. Одновременно исследованная у тех же животных активность транскетолазы тканей только для крови коррелировала в какой-то мере со степенью девитаминизации всего организма. В других тканях между содержанием витамина и активностью фермента в длительные промежутки времени прямая связь не выявляется. Только в условиях, когда количество витамина уменьшается в несколько раз, такая связь начинает проявляться. Нечто аналогичное для соотношений между уровнем тиамина и активностью ДФ-содержащих ферментов недавно отмечено и другими авторами (Dreyfus, Hauser, 1965). Наиболее существенный вывод из представлен­ных результатов состоит в утверждении, что количество витамина, на­ходящегося в тканях, во много раз выше того уровня, который необхо­дим для обеспечения специфических ферментных систем ТДФ. По-види­мому, значительные количества витамина присутствуют в тканях, осо­бенно в сердце и печени, в виде его производных, осуществляющих какие-то другие некоферментные функции.

4.1 Образование тиаминфосфатов (ТФ). За период с 1937 по 1943 г. показано, что фосфорилирование тиамина активно происходит в дрожжах и различных животных тканях. Уже тогда выяснилось, что реакция идет за счет АТФ по общему уравнению: тиамин + АТФ—> ТДФ + АМФ.

В 1952 г. эти закономерности были подтверждены на частично очи­щенном препарате тиаминкиназы из растворимой фракции гомогената печени. Оптимум рН для образования. ТДФ этим ферментным препара­том лежал, в пределах 6,8—6,9. Фосфорилирование тиамина подавлялось АМФ и АДФ. В присутствии АМФ образовывались лишь следы, а в присутствии АДФ — весьма незначительные количества ТДФ. Если в среду вместо тиамина вносился ТМФ, то образование ТДФ тормози­лось. Очищенный примерно в 600 раз препарат тиамикиназы был приме­нен (Forsander, 1956) для изучения Механизма фосфорилирования ви­тамина с использованием меченой γ-Р³²-АТФ. После выделения ТДФ Forsander пришел к выводу, что и вэтой системе тиамин получает от АТФ целиком пирофосфатную группировку.

Серия работ по изучению тиаминкиназы, выделенной из дрожжей и животных тканей, недавно проведена в Японии. На достаточно очи­щенных препаратах (более чем в 100 раз), обладавших слабой АТФ-азной активностью и не содержащих аденилаткиназы и нуклеозиддифосфокиназы, установлено, что ионы марганца, магния - кобальта активировали, а кальция, никеля, рубидия и железа — в широком диа­пазоне концентраций не угнетали фермент. На этом же препарате фер­мента показаны возможность фосфорилирования тиамина за счет других нуклеотидтрифосфатов (ГТФ, ИТФ, УТФ и др.) но то, что основным продуктом реакции является ТДФ и небольшое количество ТМФ. При­менением Р³²-АТФ, как и в исследованиях предыдущих авторов, под­твержден механизм переноса на тиамин сразу пирофосфатной группи­ровки.

Однако результаты, полученные in vitro, не нашли полного под­тверждения при изучении фосфорилирования тиамина на целых орга­низмах и в опытах с митохондриями. С одной стороны, как будто под­тверждалось предположение о пирофосфорилировании: после внутри­венного введения тиамина уже через 30—60 минут в крови животных обнаруживались меченные по фосфору ТДФ и ТТФ, но не ТМФ. С дру­гой стороны, после внутривенного введения ТМФ кокарбоксилазная и транскетолазная (Н. К. Лукашик, 1964) активность крови нарастала быстрее, чем после введения свободного тиамина. Некоторые микроор­ганизмы легче образуют ТДФ из ТМФ, чем из свободного витамина, а тиаминкиназа, найденная ранее в печени, не обнаружена в митохонд-риях почек, в которых фосфорилирование тиамина идет другим путем. Механизм фосфорилирования витамина с участием только АТФ не всегда укладывается в простую схему переноса пирофосфатной группи­ровки в целом хотя бы потому, что наряду с ТДФ в различном биоло­гическом материале обнаруживаются в значительных количествах и другие ТФ, в том числе даже Т-полифосфаты.

Ряд исследований последних лет касается вопроса о локализаций систем, ответственных за фосфорилирование тиамина. Печень уже через час после введения тиамина захватывает 33—40% витамина, накапли­вая различные его фосфорные эфиры. По данным А. А. Рыбиной (1959), происходит быстрое фосфорилирование меченого витамина и в других органах (в порядке убывающей активности): печень, почки, сердце, се­менники, головной мозг. При этом радиоактивность фосфорных эфиров тиамина убывает в ряду: ТТФ, ТДФ, ТМФ. По данным японских авто­ров, фосфорилирование тиамина идет активно в митохондриях (Shima-zono, 1965), микросомах и гиалоплазме.

Из изложенных выше фактов нетрудно сделать вывод, что общая -интенсивность процессов эстерификции витамина в организме или в отдельных тканях должна в значительной степени коррелировать с активностью процессов, поставляющих АТФ. Первые эксперименталь­ные наблюдения в этом плане, проведенные ня гомогенатах печени или клеточных элементах крови, получили в дальнейшем полное подтверж­дение. Все яды дыхания и гликолиза или соединения, конкурирующие с Т за АТФ, как правило, снижают уровень ТДФ в крови и в тканях.

4.2 Роль отдельных группировок в молекуле тиамина для его связывания в тканях.

За последние годы синтезировано более десятка новых производных тиамина (смешанные дисульфиды, О-бензольные произ­водные и др.), широко внедряемых в лечебную и профилактическую практику. Преимущества новых витаминных препаратов, как правило, выявлялись чисто эмпирически в связи с тем, что до настоящего време­ни мы не располагаем достаточными сведениями о молекулярных ме­ханизмах ассимиляции тиамина, о характере его взаимодействия со спе­цифическими (ферменты) и неспецифическими (осуществляющими транспорт витамина) белками. Необходимость точных представлений в этом вопросе диктуется и широкими перспективами использования антивитаминов тиамина (ампрол, хлоротиамин, деокситиамин) для ле­чебных целей (см. ниже).

Работы по синтезу новых производных тиамина с заранее заданны­ми физико-химическими свойствами, обусловливающими возможности целенаправленного воздействия на обменные процессы в организме, немыслимы без конкретных представлений о роли отдельных групп ато­мов витамина и его производных в этой области. Значение пирофосфатного радикала для специфической потеидизации ТДФ в составе соот­ветствующих ферментов уже отмечалось выше. В последние годы становится все более очевидным участие тиамина в других реакциях, не имеющих ничего общего с коферменными функциями витамина. Разнообразию активных группировок в молекуле тиа­мина соответствует каждый раз особая форма- претеидизации, блоки­рующая одни и обнажающая одновременно другие, важные для соответствующей функции, участки молекулы витамина (Ю. М. Островский, 1971). Действительно, первый тип протеидизации (через пирофосфатный радикал) отвечает коферментной функции и оставляет свободными, доступными для субстрата 2-й углерод тиазола и аминогруппу пиримидинового компонента. С другой стороны, очевидно, что участие витами­на в окислительно-восстановительных реакциях или в процессах перефосфорилирования должно сочетаться с исключением возможности одновременного функционирования его как кофермента, так как в пер­вом случае необходима деполяризация и раскрытие тиазолового цикла, а во втором — свободное положение фосфорилированного оксиэтильного радикала. Поскольку 80—90% тиамина, присутствующего в тка­нях, освобождается лишь при кислотном и ферментативном гидролизе, можно считать, что все связанные формы витамина находятся в протеидизированном, т. е. связанном с белками, состоянии.

Представление о значении отдельных участков молекулы тиамина в этом процессе легко получить, определяя степень связывания тканя­ми меченного по сере (S³⁵) витамина и некоторых его производных, лишенных тех или иных активных центров, например аминогруппы — окситиамин (окси-Т), аминогруппы и оксиэтильного радикала — хлорокситиамин (ХОТ), четвертичного азота в тиазоловом цикле тетрагидротиамин (TТ) Некоторые ограничения на интерпретацию дан­ных, полученных таким образом в короткие сроки опыта, накладывают физиологические механизмы, транспорта и экскреции вводимых соеди­нений, в связи с чем дополнительно приходится исследовать также вы­ведение витамина и самих меченых соединений с мочой. С другой сто­роны, результаты, получаемые в длительные сроки (24 часа), почти полностью соответствуют только представлениям о протеидизированной части витамина, а на основании рассмотрения конкурентных взаимоот­ношений между различными упомянутыми выше мечеными и другими немечеными производными витамина можно последовательно исключать роль отдельных атомов или группировок в механизмах фиксации тиа­мина тканями.

4.3 Коферментные функции тиаминдифосфата.

Характеристики

Список файлов реферата