WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
БИОЛОГ ИЯ БИОЛОГ ИЯ ВИТАМИН СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ Д. М. ЗУБАИРОВ Казанский государственный медицинский университет Витамины – обязательные и незаменимые составные части пищи человека. Среди группы витаминов BLOOD COAGULATION VITAMIN особое место занимает витамин К, о котором незаслуженно редко упоминают в популярной литературе, поD. M. ZUBAIROV священной гигиене питания.

Vitamin K is a fat-soluble product of synthesis ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА by green plants and bacteria. The role of vitaИ РАСПРОСТРАНЕНИЕ min K in human liver is the gamma-carboxylaВ 1929 году в опытах на цыплятах, которых кормили tion of the glutamate residues of previously пищей, лишенной жира, датский биохимик Х. Дам formed polypeptide chains (precursors of pro- (Dam, 1895–1976) отметил появление кровоизлияний в коже, мышцах и слизистых оболочках пищеварительthrombin, VII, IX and X factors), i.e., of the ного тракта. В 1936 году он смог точно установить, что constituting elements that provide for coagulaпричиной кровоточивости является пониженная споtion of blood.

собность крови к свертыванию. Последняя возникает в результате недостаточного синтеза в печени важного Витамин К – жирорастворимый продукт для этого процесса белка протромбина из-за отсутствия в такой диете жирорастворимого витамина К (висинтеза зеленых растений и бактерий.

тамина коагуляции, свертывания). Витамин К был Роль витамина К в печени человека заклюидентифицирован химически благодаря исследованичается в гамма-карбоксилировании остатям, проведенным несколькими группами ученых, среков глютаминовой кислоты ранее синтезиди которых следует отметить Э.А. Дойзи (Doisy) с соаврованных полипептидных цепей (предше- торами. За эти работы Дам и Дойзи в 1943 году были удостоены Нобелевской премии.

ственников протромбина, факторов VII, IX, Витамины группы К, витамины коагуляции, или X) – составных элементов, обеспечиваюантигеморрагические витамины, являются производщих ферментативное свертывание крови.

ными 2-метил-1,4-нафтохинона. Они необходимы для синтеза в печени млекопитающих протромбина, факторов VII, IX, X, антикоагуляционных протеинов С, S и Z, остеокальцина в костной ткани. В природе найдены только два витамина К: первый выделен из люцерны и назван витамином К1 (филлохинон), второй – из гниющей рыбной муки, то есть является продуктом микроорганизмов (рис. 1), и назван витамином К2 (менахинон). Менахинон – небелковый компонент электрон-транспортной цепи бактерий – синтезируется из хоризмата серией специфических реакций. Ген, который кодирует синтез ферментов, обеспечивающих, в свою очередь, биосинтез нафтохинонового кольца менахинона, заключен в их хромосоме. Синтезируется он www.issep.rssi.ru многими, в том числе и кишечными, бактериями, в частности кишечной палочкой.

ЗУБАИРОВ Д.М. ВИТАМИН СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ Зубаиров Д.М., © БИОЛОГ ИЯ мый препарат викасол, однако его эффективность в O последнее время подвергается сомнению, особенно по CHсравнению с природным витамином К.

МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ O Филлохинон Ферменты свертывающей системы крови (протромбин, факторы VII, IX, X, протеины С, S и Z [2]) вначале O синтезируются в форме предшественников, состоящих CHиз аминокислотных остатков, обнаруженных в зрелых молекулах, и дополнительных, лидерных последовательностей на NH2-конце полипептидных цепей переO численных молекул. Лидерная последовательность соМенахинон держит от 20 до 30 гидрофобных аминокислотных остатков. Последние служат сигналом, требующимся Рис. 1. Химическая структура витаминов К1 и Кдля проникновения всего белка через липопротеидную мембрану в эндоплазматическую сеть. Этот участок Менахинон – форма витамина К, обнаруженная в молекулы обозначают как пре-сегмент. В перечисленпечени млекопитающих. Он является представителем ных белках пре-сегмент сопровождается последовабольшой семьи соединений с активностью витамина К.

тельностью примерно из 15 аминокислотных остатков, Имеются разные по длине и степени ненасыщенности которые называют про-сегментом. Он требуется для длинной боковой цепи формы витамина К. Значение распознавания народившейся белковой цепи витамин этих вариаций не выяснено. Что касается филлохиноК-зависимой карбоксилазой. Аминокислотная послена, им наиболее богаты темно-зеленые растения, в кодовательность про-сегментов в белках, участвующих в торых он содержится в хлоропластах.

свертывании крови, довольно консервативна и отличается от про-сегментов в костных -карбоксилируемых В тканях животных содержится относительно мало белках. В процессе созревания молекул оба вида сегвитамина К. Среди продуктов животного происхождементов отщепляются (рис. 2).

ния первое место по его уровню занимает свиная пеПосле открытия витамина К прошло около 40 лет, чень. Ниже приведены данные о содержании витамина прежде чем стал известен этап белкового синтеза, в коК1 в некоторых пищевых продуктах.

тором он принимает участие. В гидрохинонной форме он выполняет роль кофермента в реакции карбоксилиПродукты Витамин К1, мкг/г рования (присоединения СО2) расположенных рядом Печень сухая остатков глутаминовой кислоты в полипептидной цеЯйца куриные Следы пи белков. В результате такого ферментативного проМорковь цесса происходит превращение глутаминовой кислоты Капуста 20–40 в гамма-карбоксиглутаминовую кислоту. Последняя получила сокращенное обозначение Гла (рис. 3).

Шпинат Гамма-карбоксиглутаминовая кислота благодаря Картофель двум свободным карбоксильным группам, как клешняПшеница 0,ми, схватывает ион кальция, но оставляет при этом Пшеничные зародыши 0,возможность присоединения к нему с другого конца Тыква полярных головок, находящихся на поверхности клеточных мембран [1, 4].



Некоторые синтетические хиноны, отличающиеся Частично очищенный препарат фермента карбокот природных витаминов К, обладают различной спо- силазы, катализирующей эту реакцию, был выделен из собностью предотвращать кровоточивость. В нашей печени коров. Его действие начинается уже после того, стране большое распространение нашел водораствори- как на рибосомах завершается синтез полипептидных Пре-сегмент Про-сегмент Аминокислотная последовательность фактора свертывания COOH H2N Рис. 2. Схема строения полипептидных цепей витамин К-зависимых факторов свертывающей системы крови СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 7, №9, БИОЛОГ ИЯ аб рохинонной формы витамина К в гипотетическое очень сильное основание – алкоксид витамина К, коNH CH CO NH CH CO торая отщепляет протон от -углеродного атома глутаCH2 CHмильного остатка. Активная форма витамина К переCH2 CH2 ходит в его 2,3-эпоксид. Хинонная форма витамина К может трансформироваться вновь в гидрохинонную COO- OOC COOформу двумя независимыми путями, различающимися по действию на них некоторых ингибиторов. Первый Рис. 3. Ионизированные формы остатков глутамипуть: катализируется витамин К-эпоксидредуктазой и новой (а) и гамма-карбоксиглутаминовой (б) кислот расценивается как физиологически значимый для восстановления витамина К в печени, второй путь – пирицепей и они проникают в эндоплазматическую сеть пединзависимыми дегидрогеназами печени. Реакция карченочных клеток. Витамин К-зависимая карбоксилаза боксилирования экспериментально до конца еще не встроена в мембраны эндоплазматической сети, иныизучена. Исследуются две конкурирующие гипотезы.

ми словами, является интегральным белком, для функСогласно первой, с СО2 реагирует -метиленовый рационирования которой необходимы СО2 и О2.

дикал глутаминовой кислоты в белковой цепи, по втоПервые остатки -карбоксиглутаминовой кислоты рой – активированный глутамат находится в форме в факторах свертывания крови после отщепления про -метиленового карбаниона, а не свободного радикала, сегмента в печени и попадания в кровь оказываются от а реакция с СО2 – простая нуклеофильная атака.

NH2-конца молекулы в шестом положении (факторы Витамин К-зависимое -карбоксилирование осVII и X, протеины C и S) или в седьмом (протромбин и татков глутамата происходит вскоре после трансляции фактор IX), их общее число около 10. Часто остатки белка, завершаясь примерно за первые 10 мин.

карбоксиглутаминовой кислоты бывают расположены попарно. Они формируют Гла-домен, ответственный ГИПОВИТАМИНОЗ за присоединение ионов кальция [3]. Вслед за этими сегментами начинается полипептидная цепь, формиСуточную потребность человека в витамине К опредерующая каталитическую часть молекул (см. рис. 2).

лить трудно, но было установлено, что для сохранения На рис. 4 приведен механизм реакции -карбокси- нормального свертывания крови у взрослых, лишенных лирования, который предусматривает окисление гид- этого витамина, требуется его внутривенное введение в O O O OH O N C N C N C R R CH N CH N CH N O2 CO+ O H CH2 CH2 Карбоксилаза CHCHOH O- CH3 C C C OH H COO- H COO- OOC COOГамма-карбоксиглутамильный Витамин K-гидрокинон Витамин K-алкоксид Глутамильный остаток остаток Редуктазы витамина K O OHR Непрямые O антикоагулянты CHO Эпоксид витамина K Рис. 4. Механизм реакции -карбоксилирования. Восстановленный витамин К окисляется в витамин К эпоксид -глутамилкарбоксилазой. Витамин К-гидрохинон из хинонной формы регенерируется двумя редуктазами, одна из которых использует такие тиолы, как липоевая кислота (первый путь), и чувствительна к действию непрямых антикоагулянтов. Эта стадия также может катализироваться НАДН- или НАДФН-зависимыми редуктазами (второй путь).

Обратите внимание, что у образующейся на конечном этапе -карбоксиглутаминовой кислоты имеются две свободные карбоксильные группы, которые способны присоединять ионы кальция ЗУБАИРОВ Д.М. ВИТАМИН СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ БИОЛОГ ИЯ дозе приблизительно 0,03 мг в день. Первичная недо- стерильном при рождении кишечнике при вскармлистаточность витамина К у человека редка из-за широ- вании материнским молоком микроорганизмы дликого его распространения в растительных и животных тельное время не имеют возможности размножаться.

продуктах. Таким образом, витамин К довольно широ- Детские врачи справедливо усматривают в этом преко распространен в природе и доступен человеку. Более имущество грудного вскармливания новорожденных.

того, он продуцируется бактериями, находящимися в Однако у части детей отсутствие в кишечнике микрокишечнике человека, особенно в толстом кишечнике, флоры, синтезирующей витамин К, и недостаток этого где формируется кал. Однако поступление витамина с витамина в материнском молоке приводят к гиповитапищей и образование в кишечнике не всегда обеспечи- минозу и развитию кровоточивости (геморрагического вают его всасывание в кровь и поступление в печень. диатеза). Исторически термин “геморрагическая болезнь новорожденных” используется как синоним кроВитамин К – желто-оранжевое масло, которое не воточивости из-за дефицита витамина К. У таких новорастворяется в воде. Усвоение жиров сопряжено с вырожденных снижена активность витамин К-зависимых работкой в печени и выделением в кишечник через факторов свертывания крови (протромбина, факторов желчевыводящие пути физиологических поверхностноVII, IX, X), активность же других факторов остается активных веществ – желчных кислот. Эти природные нормальной или даже может быть повышенной. В кродетергенты, подобно синтетическим моющим средстви выявляются акарбокси-формы (то есть не содержавам, образуют с нерастворимыми в воде продуктами щие гамма-карбоксиглутаминовую кислоту) витамин переваривания жиров мельчайшие капельки диаметК-зависимых белков. Диагноз может быть проверен ром около 50 – мицеллы. В состав этих мицелл вклюназначением витамина К, после которого должна прочается также витамин К, и в таком виде происходит его изойти нормализация перечисленных показателей свервсасывание клетками, выстилающими внутреннюю тывающей системы крови.





поверхность кишечника. Недостаток витамина К в организме взрослого человека возникает главным обра- Различают ранние, классические и поздние формы кровоточивости новорожденных. В редких случаях зом вследствие плохого всасывания его в кишечнике, что, как правило, происходит в тех случаях, когда ка- заболевание проявляется даже через 15 недель после кие-либо причины приводят к нарушению образова- рождения. Верхний предел по возрасту составляет шесть месяцев. Самопроизвольные, не связанные с грудным ния и выделения желчи в пищеварительный тракт. В результате нарушается всасывание всех жирораствори- вскармливанием причины кровоточивости новорожденных, вызванные гиповитаминозом К, неизвестны.

мых веществ, в том числе и витамина К. К числу таких наиболее часто встречающихся причин относятся заку- При вторичной недостаточности витамина К обычно порка желчного протока камнем, нередко образую- выявляются прекращение тока желчи, ее застой. Такощимся в желчном пузыре при желчнокаменной болез- го рода недостаточность может быть устранена приемом внутрь солей желчных кислот или внутримышечни, и недостаточное образование желчи при некоторых заболеваниях печени. Хирургическое удаление желч- ным введением витамина К.

ного камня нельзя начинать сразу же после установле- В западноевропейских странах, США и Канаде в ния диагноза, потому что из-за гиповитаминоза во вре- настоящее время отрабатывается метод предупреждемя операции может возникнуть опасное кровотечение.

ния классической и поздних форм кровоточивости ноЧтобы избежать его, вначале больному назначают вита- ворожденных. Он заключается либо в назначении помин К и лишь после восстановления синтеза протром- сле рождения однократно или повторно 1 мг витамина К бина и других перечисленных ранее факторов сверты- внутрь, либо во внутримышечном введении той же дования крови приступают к хирургической операции.

зы витамина. Оба метода профилактики уменьшают частоту внутричерепных кровоизлияний и позволяют Причиной гиповитаминоза может быть длительное продолжить естественное грудное вскармливание. Внулечение антибиотиками, которые подавляют кишечтримышечный способ введения витамина К новорожную микрофлору, а также искусственное питание без денным проверяется на онкогенную безопасность.

витамина К, осуществляемое не через кишечник, а посредством внутривенного введения белков, углеводов и В индустриально развитых странах полноценное пидаже жиров. Нередко гиповитаминоз К развивается тание для кормящих матерей в настоящее время не совскоре после рождения при грудном вскармливании ставляет проблемы. Однако именно в крупных индустребенка. Женское молоко содержит мало витамина К. риальных центрах отмечается интенсивное загрязнение Плацента, через которую питательные вещества по- окружающей среды химическими агентами. С 70-х годов ступают к плоду в утробе матери, относительно плохо XX века установлено загрязнение женского молока дипропускает этот жирорастворимый витамин, поэтому оксинами. По данным академического медицинского и запасов его в печени новорожденного тоже мало. В центра в Амстердаме, вместе с другими химическими СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 7, №9, БИОЛОГ ИЯ агентами, изменяющими среду обитания, оно может рования восстанавливается при использовании витапривести к заметному дефициту витамина К. мина К для лечения отравлений непрямыми антикоагулянтами. При недостатке витамина К или введении его антагонистов нарушается гамма-карбоксилироваНЕПРЯМЫЕ АНТИКОАГУЛЯНТЫ – ние протромбина, факторов VII, IX, X, протеинов C, S АНТАГОНИСТЫ ВИТАМИНА К и Z. У человека и крупного рогатого скота по крайней В растительном царстве широко распространены промере часть недозрелых полипептидных цепей, не подизводные лактонов коричных кислот – кумарины. Невергаясь гамма-карбоксилированию, выделяется в кровь.

которые из них являются токсичными для травоядных, Однако они не связывают должным образом ионы вызывая у них кровоточивость. Врачи в содружестве с кальция и не участвуют в свертывании крови. Подбирая химиками создали несколько эффективных синтетичедозировку непрямых антикоагулянтов, удается регулиских аналогов (например, варфарин) для лечения поровать свертываемость крови на уровне, уменьшающем вышенной свертываемости крови, чреватой тромбовероятность образования тромбов (внутрисосудистых филией.

сгустков крови), но еще не приводящем к кровоточивости. Это позволяет сохранить жизнь людям, страдаO O ющим тромбофилией.

O O CH CH2 CO CHЛИТЕРАТУРА OH 1. Васильев В.П. Комплексоны и комплексонаты // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 4. С. 39–44.

Кумарин Варфарин 2. Зубаиров Д.М. Почему свертывается кровь // Там же. 1997.

№ 3. С. 46–52.

Варфарин, как видно из его химического строения, 3. Наградова Н.К. Как построены ферменты // Энциклопедия имеет в составе циклический лактон, кумарин и похож “Современное естествознание”. М., 2000. Т. 8: Молекулярные на обе формы – витамины К1 и К2 (см. рис. 1). На этом основы биологических процессов. С. 137–148.

основании высказано предположение, что между ними 4. Харитонов Ю.Я. Комплексные соединения // Соросовский существуют конкурентные отношения за связывание с Образовательный Журнал. 1996. № 1. С. 48–56.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.