Bài Giảng Hóa Sinh Vitamin

Trình bày được vai trò sinh học và nguồn cung cấp của vitamin.. Đã từ lâu người ta nghỉ đến vitamin tác động trong cơ thể như một enzym Zelinski, 1921... Định nghĩa vitamin: Vitamin là m

VITAMIN

Mục tiêu bài giảng:

Sau khi học xong học viên có khả năng:

1 Mô tả cấu tạo và phân loại vitamin.

2 Trình bày được vai trò sinh học và nguồn cung cấp của vitamin.

I ĐẠI CƯƠNG

1 Lược sử vitamin.

- Thời kỳ I: Thời kỳ người ta chỉ thấy các biểu hiện lâm sàng của những bệnh thiếu vitamin, và chưa có cơ sở

kiến thức khoa học để chữa bệnh

- Thời kỳ II: Thời kỳ xác định được cấu trúc của vitamin Sau nhiều năm nghiên cưú.Năm 1920, lần đầu tiên Funk xác định được cấu trúc của acid ascorbic Rồi đến năm 1962, Eijkmann xác định được cấu trúc của aneurin (vit B1)

Trên đà phát triển của sinh hoá học, các vitamin khác

cũng lần lượt được xác định: Vitamin A (1931), Vitamin

B2(1934), Vitamin B12 (1948).

- Thời kỳ III: Thời kỳ tổng hợp vitamin, vitamin C(1933);

vitamin B1 (1936); vitamin B8 (1938), vitamin A (1945); vitamin B12 (1972).

- Thời kỳ IV: Thời kỳ xác định tính chất hoá học và vai trò của vitamin Đã từ lâu người ta nghỉ đến vitamin tác động trong cơ thể như một enzym (Zelinski, 1921).

Nhưng cho mãi đến khi enzym học phát triển, sinh hoá học phân ra nhiều phân ngạch nhỏ người ta mới biết được vai trò của vitamin.

2 Định nghĩa vitamin: Vitamin là một nhóm hợp chất

hữu cơ phân tử bé, có trong tự nhiên hoặc tổng hợp, cần có với lượng nhỏ để giúp cho sinh vật hoạt

động, duy trì và phát triển bình thường.

các chuyên khoa về hoá học, sinh học, sinh lý học,

dược lý học của vitamin, chẩn đoán lâm sàng và

cách phòng chữa bệnh thiếu vitamin

4 Phân loại

Dựa vào tính chất hoà tan, chia vitamin làm 2 loại:

- Vitamin tan trong dầu: Vitamin A,D, E, K,

-Vitamin tan trong nước: Vitamin B1, B2, B3, B5,B6, B8, B9, B12 và Vitamin C.

1.2 Vai trò sinh học

Chức năng quan trọng của vitamin A là bảo vệ thượng bì, thiếu nó thượng bì bị sừng hoá, khô và dễ bị nhiễm khuẩn, nếu kéo dài thì dẫn đến mù loà, do đó vitamin A có vai trò quan trọng đến

mắt.Vitamin A chống khô mắt, xơ cứng giác mạc, chống quáng gà Vitamin A còn ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp protein, chuyển hoá xương, thiếu vitamin A làm giảm lượng mucopolysaccharid trong tế bào Thiếu hay quá thừa làm giảm quá trình phosphoryl hoá, làm giảm tính bền vững của màng.

1.3 Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có trong sữa, lòng đỏ trứng gà, mô mỡ, gan, thịt Tiền Vitamin A có trong các loại cây xanh, đặc biệt là những trái cây và củ có màu đỏ, vàng dưới dạng α, β, γ caroten như ớt, đu đủ, quả trứng gà, cà rốt, cà chua, quả gấc

Nhu cầu: mỗi ngày cần 5000UI Phụ nữ có thai cần 8000 UI

2 Vitamin D

2.1 Cấu tạo: gồm có Ergocalciferol (Vitamin D2), Cholecalciferol (Vitamin D3)

Ergocalciferol cholecalciferol

2.2.Vai trò sinh học

- Tăng hấp thu calci và phospho ở đường tiêu hoá.

- Tác dụng trực tiếp lên quá trình lắng đọng calci và phospho ở xương.

HOHO

Dùng nhiều vitamin D liều cao kéo dài dẫn tới tích luỹ nhiều gây ra phản ứng ngộ độc, biểu hiện là sự ứ đọng calci lan rộng đến cả

mô mềm như thận, phổi.

Thiếu vitamin D gây còi xương

2.3 Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có nhiều ở gan, sữa, lớp mỡ dưới da, dầu gan cá thu.vv

Nhu cầu: 400UI/ ngày

CH3Alpha-tocopherol

R= (CH 2 CH C

CH3

CH 2 ) 3 H Zeta-tocopherol

Epsilon

Eta

3.2 Vai trò sinh học

- Chức năng nổi bật nhất của vitamin E là chống oxy hoá giúp cho

các chất dễ bị oxy hoá Do đó vitamin E còn là vitamin chống lão

hoá cho người già

- Tham gia vào quá trình sinh sản, bảo vệ cơ thể.

- Tạo Coenzym Q, cần cho chuỗi hô hấp tế bào- Thiếu vitamin E da

bong vẩy, suy nhược cơ, dễ sẫy thai, vô sinh.

3.3.Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có nhiều trong mầm ngũ cốc, dầu thực vật, dầu gan cá, lòng đỏ

trứng, trong giá đỗ

Nhu cầu: 10-30 mg/ngày

CH 3

Polyisoprenic

4.2.Vai trò sinh học: tham gia vào quá trình đông máu

Thiếu vitamin K gây rối loạn đông máu.

Tham gia vận chuyển điện tử qua enzym Q trong quá trình phosphoryl oxy hoá 4.3 Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có trong cà chua, đậu, cà rốt, thịt bò, thịt cừu, thịt heo, gan, thận Vitamin khuẩn ruột có khả năng tổng hợp được Vitamin K.

Nhu cầu: sơ sinh 10-15 µg/ngày, người lớn < 1 mg/ngày

CH2

CH3

NH2

N S

CH3

CH2CH2OH Thiamin

Thiamin pyrophosphat

N S

CH3

CH2CH2

N N

THIAMIN (VITAMIN B1)

Sự thiếu hụt V B 1 trong khẩu phần thức ăn người gây ra bệnh béri-béri, một bệnh với đặc điểm rối loạn hoạt động của thần kinh, tê liệt và sút cân

Ở châu Á, vào cuối thế kỷ thứ 18 cho đến đầu thế kỷ 20, bệnh béri-béri đã gây ra cái chết của hàng trăm nghìn người do chế độ ăn chủ yếu là gạo trắng xay xát quá kỹ

Vào năm 1926 V B1 lần đầu tiên được chiết xuất dưới dạng tinh khiết, năm

1930 đã xác định được cấu tạo hóa học và sau đó ít lâu Robert R Williams (Mỹ) đã tổng hợp được bằng phương pháp hóa học

Thiamin chứa 2 nhân: pyrimidin và thiazol Trong mô động vật nó tồn tại chủ yếu dưới dạng thiamin pyrophosphat, dạng coenzym Thiamin pyrophosphat là coenzym của nhiều enzym khác nhau, những enzym này xúc tác cho những phản ứng decarboxyl

Vd: Qúa trình lên men tinh bột tạo ethanol, dưới tác dụng của Pyruvat

decarboxylase (E), với cơ chế như sau:

RIBOFLAVIN (VITAMIN B2)

B2 được chiết xuất từ sữa, năm 1935 nó được xác định công thức cấu tạo và được tổng hợp bằng con đường tổng hợp hóa học, có mầu vàng, mầu là do có nhân isoalloxazin, nó có trong 2 coenzym flavin mononucleotid (FMN) và flavin adenin dinucleotid (FAD) có trong

dehydrogenase với tên chung là flavoprotein VD succinat dehydrogenase có nhóm ngoại là flavin xúc tác cho phản ứng chuyển succinat

O

CH3

H

CH2CHOH CHOH CHOH

CH2 O P P O CH2

O

OH

N N

N N

NH2

- Vitamin B 2 cũng tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều loại enzym amino acid oxydase vì vậy nó có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hoá protein thức ăn.

- Vitamin B 2 cũng có ảnh hưởng đến sự sinh sản của tế bào, biểu bì ruột, do đó khi thiếu vitamin B 2 có thể bị chảy máu ruột và rối loạn sự hoạt động của ống tiêu hoá.

- Vitamin B 2 cũng có liên quan đến khả năng chống nhiểm trùng, tăng tốc độ tái tạo máu, tăng sự phát triển của bào thai.

- Cùng với vitamin A và vitamin PÏP, vitamin B2 có vai trò trong quá trình thu nhận ánh sáng và mầu sắc.

- Thiếu vitamin B2 có thể bị loét môi, nứt mép, tổn thương mắt.

2.3 Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có trong sữa, thịt, trứng, men bia, dậu, rau xanh.

Nhu cầu: - Trẻ em: 0,5-1,2 mg/24 giờ

- Người lớn: 1,5 mg/24 giờ

- Phụ nữ có thai và cho con bú: 1,8mg-2mg/24 giờ

N N

R

N N O

O

N N

R

N N

H

H

+ S

3 Acid nicotinic và Nicotinamid (Vitamin PP):

P P

O

CH2O

ADENIN

NAD+ + SH2 NADH + H+ + S

Thi u Vit PP d n t i b nh pellagra (viêm loét da, tiêu ch y, r i lo n ế ẫ ớ ệ ả ố ạ

4.3 Ngu n g c và nhu c u ồ ố ầ

4.3 Ngu n g c và nhu c u ồ ố ầ

Có trong thịt, trứng, men bia

Nhu c u:1mg/ng Nhu c u:1mg/ng ầ ầ ày

5 Pyridoxin (Vitamin B6):

5.1 C ấ ạ ấ ạ u t o u t o

Pyridoxin pyridoxal pyridoxamin 5.2 Vai trò

D ạ ạ ng ho t đ ng là ng ho t đ ng là ạ ạ ộ ộ phosphat pyridoxal và phosphat pyridoxamin,

là coenzym c a các à coenzym c a các ủ ủ transaminase

- Vitamin B6 là coenzym của những enzym xúc tác cho quá trình trao đổi amin

- Vitamin B6 là coenzym của những enzym xúc tác cho phản ứng loại

nhóm carboxyl

.Ngoài ra B6 tham gia vào chuyển hoá tryptophan

Thiếu Vitamin B6 có thể xãy ra hiện tượng: ăn mất ngon, dễ bị kích thích mạnh, rụng lông tóc và một số triệu chứng đặc biệt ngoài da và niêm mạc Ơí trẻ thiếu vitamin B6 thường chậm lớn và có thể có những cơn

co giật Người dùng liều cao và kéo dài INH cũng dẫn đến hội chứng thiếu vitamin B6.

5.3.Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có trong động vật và thực vật,men bia và một số loại hạt

như lúa mì,ngô, đậu, thịt bò, gan thận, vv

Nhu cầu:1-2mg/ngăy

6 Vitamin B8 (Biotin)

6.1 Cấu tạo

6.2.Vai trò sinh học - Biotin là coenzym của những enzym carboxylase xúc tác cho

thể như gắn CO2 vào acetyl - CoA để tạo malonyl- CoA trong quá trình tổng hợp acid béo; gắn CO2 vào NH3 với sự tham gia của ATP để tạo carbamyl phosphat

- Biotin còn liên quan gián tiếp đến sự hoạt động của một số enzym khác như: dehydrogenase, decarboxylase, desaminase

- Trong lòng trắng trứng có một protein được gọi là avidin, chất này có khả năng gắn chặt với biotin tạo thành phức hợp, không có khả năng hấp thu qua niêm mạc ruột.

7.2.Vai trò sinh học

Acid folic không phải là coenzym Trong cơ thể acid folic bị khử chuyển thành acid tetrahydrofolic (FH4) FH4 là coenzym của

những enzym xúc tác cho quá trình vận chuyển gốc như là gốc methyl (CH3-), methylen (-CH2-), methenyl (-CH=), formyl (CHO-) hay nhóm formimino (NH=CH-).

- Chế độ ăn thiếu acid folic dẫn đến thiếu máu, sự trưởng thành của hồng cầu không bình thường Bởi vì acid folic

cần cho quá trình tổng hợp base nitơ nhân purin và thymin, vì vậy khi thiếu acid folic thì ảnh hưởng trước tiên là đến sự tạo và phát triển hồng cầu Ngoài ra acid folic cần cho sự chuyển hoá của photspholipid và một số acid amin, đặc biệt là hitstidin.

7.3 Nguồn cung cấp: Có khá phổ biến trong các loại động vật và thực vật, đặc biệt có nhiều trong men bia.

8 Cobalamin (vitamin B12)

8.1 Cấu tạo

N N

Một dạng coenzym Vitamin B12 khác là methylcobamin, enzym có

coenzym này xúc tác cho các phản ứng vận chuyển nhóm methyl Vitamin B12 được hấp thụ ở hồi tràng nhờ sự có mặt của HCl và một chất trong dịch dạ dày được gọi là yếu tố nội Khi có hiện tượng teo ở đáy dạ dày và giảm HCl thì thường đến thiếu máu ác tính Vì những lý do đó, người ta khuyến cáo việc đưa vitamin B12 vào cơ thể bằng đường tiêm bắp là thích hợp hơn cả

8.3 Nguồn cung cấp và nhu cầu Có chủ yếu trong thực phẩm động vật, chủ yếu ở gan và thận.Vitamin B12 hầu như không có trong các loại thực vật bậc cao Hiện nay Vitamin B12 được sản xuất chủ yếu từ vi sinh vật.

Nhu cầu:1-15 µg/24 giờ

9 Vitamin C

9.1 Cấu tạo

O 

C 

HO - C  O

HO - C  C 

HO - C - H 

CH2OH Dạng khử

O 

C 

O = C  O + 2H + + 2e

O = C  C 

HO - C - H 

CH2OH Dạng oxy hóa

9.2.Vai trò sinh học

- Acid ascorbic là vitamin cần thiết cho người và một số động vật có xương sống Phần lớn động vật và hầu như tất cả thực vật có thể tổng hợp acid ascorbic từ glucose.

- Acid ascorbic hầu như là coenzym của những enzym hydroxyl hoá

Enzym xúc tác cho phản ứng hydroxyl hoá prolin thành 4 hydroxyl

prolin trong collagen của mô liên kết của động vật có xương sống.

- Người ta còn cho rằng Vitamin C còn tham gia vào một số quá trình oxy hoá khử, cùng phối hợp với glutation, cytochrome, pyrimidin

nucleotid hoặc flavin nucleotid.

Vỏ thượng thận chứa một lượng Vitamin C khá lớn, lượng vitamin này sẽ bị tụt xuống nhanh chóng khi kích thích tuyến thượng thận bằng ACTH Hàm lượng vitamin C cũng tụt xuống nhanh chóng khi có thể bị stress Con người không tổng hợp được vitamin C, hoàn toàn phụ thuộc vào thức ăn, khi thiếu vitamin này thì bị bệnh scorbus, với biểu hiện: chảy máu chân răng, chảy máu chân lông và nội tạng

9.3.Nguồn cung cấp và nhu cầu

Có chủ yếu trong rau xanh, đặc biệt trong trái cây họ cam, quýt Các

mô trong cơ thể đều có vitamin C nhưng hàm lượng thấp, mô nào

chuyển hoá mạnh thì mô đó có nhiều vitamin C.

Nhu cầu: 80-100 mg/24 giờ

Người lao động nặng 120 mg/24 giờ

Phụ nữ có thai: 150 mg/24 giờ

Ở nơi có khi hậu lạnh: 140 mg/24 giờ

Khi bị cảm cúm: 500-1000mg/24 giờ