По химической структуре все жирорастворимые витамины, за исключением витамина F, являются изопреноидами (терпенами). Это обширная группа соединений, к которой также относятся каротиноиды, стерины, каучук и др. Жирорастворимые витамины выполняют в организме некоферментные функции.
Витамин А (ретинол). Этот витамин существует в двух формах (рис. 46), сходных по химическому строению и обладающих разным физиологическим действием, – ретинол (витамин А1) и дегидроретинол (витамин А2). Витамин А, легко окисляясь, дает начало группе ретиноидов, к которой принадлежат ретиналь и ретиноевая кислота. Предшественником биосинтеза витамина А служит b-каротин, при расщеплении одной молекулы которого образуются две молекулы ретинола.
Рис. 46. Структура витамина А
Биологическая роль витамина А и его форм состоит в регуляции дифференцировки клеток, предупреждении ороговения эпителиальных тканей, осуществлении репродуктивной функции, участии в обмене белков и липидов, окислительных процессах, регуляции проницаемости мембран. Ретиналь выполняет роль зрительного пигмента. Кроме того, ретиноиды обладают антиопухолевой активностью и ослабляют действие канцерогенов. b-Каротин является антиоксидантом.
Витамин D (кальциферол). Кальциферол, как и витамин А, существует в нескольких формах. Важнейшие среди них – эргокальциферол (витамин D2) и холекальциферол (витамин D3). Структурная формула витамина D2 приведена на рис. 47, а витамина D3 ‑ на рис. 48.
Рис. 47. Структура витамина D2
Рис. 48. Структура витамина D3
Основные функции витамина D в организме связаны с обеспечением транспорта ионов кальция и фосфора через биомембраны. Причем, витамин D выполняет свои функции в форме образующихся из эрго- и холекальциферола активных метаболитов, важнейшим из которых является 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол). Последний стимулирует всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте и включение его в костную ткань.
Витамин Е (токоферол). Под этим названием объединяется группа соединений – производных токола. Наиболее распространены a-,(рис. 49), b- и g-токоферолы, которые различаются числом и положением метильных групп у бензольного кольца.
Рис. 49. Струтурная формула α-токоферола
Витамин Е обладает антиоксидантным действием, препятствуя процессам перекисного окисления полиненасыщенных жирных кислот в составе липидов клеточных мембран. Кроме того, токоферолы участвуют в регуляции синтеза ферментов, контролируют обмен и функции убихинона (кофермента Q) – одного из компонентов дыхательной цепи, а также являются синергистами селена.
Витамин F (эссенциальные жирные кислоты). Эссенциальными (незаменимыми) жирными кислотами называются жирные кислоты, которые не могут быть синтезированы в организме человека и животных в количествах, необходимых для их нормального роста и развития, и должны поступать с пищей. К ним относятся полиненасыщенные жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода – линолевая (С18 : 2) и a-линоленовая (С18 : 3).
Из линолевой и линоленовой кислот может образовываться арахидоновая кислота, которая служит предшественником большой группы медиаторов – эйкозаноидов. Последние участвуют в высвобождении веществ внутри-клеточного синтеза, контролируют сокращение гладкомышечной ткани, оказывают влияние на метаболизм костной ткани, нервную и иммунную системы и др. Следует отметить участие витамина F в регуляции обмена липидов, а также его роль в выведении из организма избыточных количеств холестерина. Структурные формулы вышеуказанных кислот представлены на рис. 50.
Рис. 50. Структурные формулы эссенциальных жирных кислот
Витамин K (филлохинон). Витамины этой группы являются производными 2-метил-1,4-нафтохинона и представлены филлохинонами (витамин K1) и менахинонами (витамин K2), отличающимися строением боковой цепи (рис. 51 ).
Рис. 51. Структурные формулы витаминов К1 и К2
Витамин K характеризуется антигеморрагической активностью, стимулируя биосинтез факторов свертывания крови. При этом филлохинон как кофактор карбоксилазы принимает участие в карбоксилировании остатков глутаминовой кислоты белков плазмы крови (протромбина и др.). Менахиноны функционируют в составе мембран, а также участвуют в окислительном фосфорилировании и фотофосфорилировании.
Витамин Q (убихинон). Относится к семейству хинонов, среди которых наиболее распространены убихиноны, называемые также коферментами Q. Они участвуют в процессах транспорта электронов при дыхании и фотосинтезе, а также проявляют антиоксидантное действие в мембранах, причем еще более эффективное, чем у токоферола. Структурная формула убихинонов приведена на рис. 52.
Рис. 52. Витамин Q (убихинон)
Тема 12. Введение в фармакологию. Фармакокинетика
Фармакология (от греч. pharmacon – лекарство, яд; logos – учение) –наука о взаимодействии лекарственных веществ и организма. Основными задачами фармакологии являются создание, и обоснование рационального применения новых лекарственных средств, и изучение новых свойств уже известных лекарственных препаратов. Термин «лекарство» является производным французского слова drogue (сухая трава), и под термином «лекарство» подразумевают любое вещество, которое может быть использовано с целью:
– диагностики;
– профилактики;
– облегчения или лечения заболеваний человека или животных;
– регуляции рождаемости.
По определению ВОЗ лекарственным является любое вещество или продукт, который может быть использован или используется для исследования изменения физиологических систем или патологических процессов с пользой для реципиента.
Фармакология –бурно прогрессирующая наука. Прогресс в области лекарствоведения и фармакологии в целом привел к тому, что в последнее время выделился и обособился ряд самостоятельных научных дисциплин и направлений. Синтез отдельных веществ, затем групп соединений создал предпосылки к выделению отдельных направлений лекарственной терапии и профилактики, таких, например, как радиационная фармакология, иммуно-фармакология, психофармакология, педиатрическая фармакология и др.
В целом же в настоящее время фармакология как базовая наука имеет четыре основных раздела:
1) фармакокинетика;
2) фармакодинамика;
3) фармакотерапия;
4) токсикология лекарств (нежелательное действие лекарств).
Кроме того, фармакологию еще подразделяют на общую и частную. Если общая фармакология изучает общие закономерности взаимодействия лекарственных веществ с живыми организмами, то частная рассматривает конкретные фармакологические группы и отдельные препараты.
В обоих разделах особое внимание уделяется фармакодинамике и фармакокинетике лекарств, приводятся сведения о показаниях к их применению и возможных побочных эффектах.
Фармакокинетика (ФК) (от греч. pharmacon – лекарство, яд; kineo – двигать) – это один из основных разделов фармакологии, изучающий движение лекарств, а именно: в количественном плане описывает (характеризует) абсорбцию (всасывание), распределение, биотрансформацию и экскрецию (выведение) лекарственных средств из организма. Другими словами, ФК изучает пути прохождения и изменения лекарственных средств в организме, а также, что очень важно подчеркнуть, зависимость от этих процессов эффективности и переносимости препаратов. Фармакокинетика позволяет изучить динамику концентрации лекарственных средств в организме. Фармакокинетические исследования позволяют оценить процессы всасывания (абсорбции), распределения, связывания с белками, биотрансформации и выведения из организма лекарственных средств. Полученные в результате этих исследований данные создают ту качественную и количественную основу, с помощью которой можно прогнозировать степень попадания лекарственного вещества к месту его действия.
Фармакодинамика(ФД) – это раздел фармакологии, изучающий:
1) механизмы действия, т. е. сущность процессов взаимодействия с тканевыми, клеточными или субклеточными рецепторами – специфическими или неспецифическими;
2) фармакологические эффекты, т. е. содержание и изменение влияния препарата в зависимости от возраста, пола больного, характера и течения заболевания, сопутствующей патологии;
3) локализацию действия лекарств. Более коротко ФД можно определить как раздел фармакологии, изучающий действие лекарственных средств на организм.