Ugrás a tartalomhoz

Gazdasági állatok anatómiájának és élettanának alapjai

Bárdos László – Husvéth Ferenc – Kovács Melinda

Mezőgazda Kiadó

5.3. A vitaminok anyagcseréje

5.3. A vitaminok anyagcseréje

Az anyagcsere-folyamatokban nélkülözhetetlen szerepet játszó, viszonylag kis molekulatömegű, a szerves vegyületek különböző típusaiba tartozó biológiai faktorokat sorolják a vitaminok közé. Az elsőként meghatározott biológiai faktorban (tiamin, B1-vitamin) amino-N fordult elő, így erre, valamint az életfontosságú szerepre utal a vitamin elnevezés. A szervezet fiziológiai-kémiai folyamatainak feltárása során egyre több, igen kis mennyiségben előforduló, de ennek ellenére hatékony anyagot sikerült azonosítani. A különböző összetételű és szerkezetű vitaminokat az ABC betűivel, az adott vitaminon belüli kisebb szerkezeti eltéréseket indexszámokkal jelölték. A vitaminok biológiai aktivitását nemzetközileg standardizált kísérletekben állapították meg, innen ered egyes vitaminok esetében a mennyiségük kifejezésére használt nemzetközi egység [NE, IU (ang.), IE (ném.)] mint hatásos mennyiség, kifejezésmód.

A vitaminok első leírásakor az egyik jellemző tulajdonságnak azt tartották, hogy a vitaminhatású vegyület a táplálékkal jut be az állatok, illetve az ember szervezetébe. Ezt a megállapítást később módosítani kellett, mivel pl. egyes esetekben nem maga a vitamin, hanem annak előanyaga, a provitamin található a táplálékban (ß-karotin → retinoidok), vagy az a szervezet metabolizmusából származik (D- és a C-vitamin). Hasonlóan különleges esetnek tekinthető a tápcsatornában élő szinbionta mikroorganizmusok vitaminprodukciója (B-csoport számos tagja és a K-vitamin).

A vitaminok csoportosításának leggyakoribb formája az, amikor az illető vegyület zsírban (zsíroldó szerben) való oldódását veszik figyelembe. Ennek értelmében, zsírban és vízben oldódó vitaminokról beszélhetünk. Mivel ez a csoportosítás nem utal a biológiai hatásra, ezért az anyagcserében koenzimként részt vevő vitaminokat enzimogén vagy prosztetikus (B-csoport és K-vitamin), a jóval összetettebb hatásmechanizmusú, de hiányuk vagy túladagolásuk esetén specifikus tüneteket okozókat az induktív vitaminok (a zsírban oldódók többsége és a C-vitamin) közé sorolták.

A klasszikus beosztás és megnevezés értelmében, a zsírban oldódó vitaminok az A- (retinoid), D- (kalciferol), E- (tokoferol) és K- (menadion) vitaminhatású vegyületek. A vízben oldódó vitaminok a B-vitamincsoport tagjai: B1(tiamin), B2-(riboflavin), B3-(PP-faktor, niacin), B5- (pantoténsav), B6- (piridoxin), B10-(folsav), B12- (kobalamin), C- (aszkorbinsav), H-vitamin (biotin), valamint a vitaminhatású faktorok, így a kolin, az inozit, a liponsav, a karnitin és az U-vitamin (kabagin). A betűjelölést egyre inkább a kémiai szerkezetre és/vagy biológiai hatásra utaló (zárójelben írt) megnevezések váltják fel. Ha a táplálékból hiányzik vagy kevés a szükséges vitamin, esetleg a vitamint előállító mechanizmus károsodik, hiányállapot alakul ki. Ennek enyhébb formája a hipovitaminózis. A hipovitaminózis viszonylagos (relatív) kórforma, hiszen több tényező (pl. növekedés, vemhesség, tejtermelés, betegségek, stresszorok) együttes előfordulása okozhatja. Az abszolút hipovitaminózis a teljes vitaminhiány, az avitaminózis.

A vitaminhatást megakadályozó tényezők az antivitaminok, pl. hasonló kémiai szerkezetű anyagok (így hatnak a baktériumokra a szulfonamid alapú gyógyszerek) vagy a vitamint elbontó enzimek.

A túlzott vitaminbevitel a vízben oldódó vitaminok esetében nem okoz gondot, mivel a felesleg a vizelettel kiürül. A zsírban oldódó vitaminok túladagolása esetén, mivel azok a test lipidjeiben (legjellemzőbben a májban) elraktározódnak, enyhébb-súlyosabb tünetekben megnyilvánuló hipervitaminózis alakul ki.

A vitaminok az ember anyagcseréjében is fontosak. A táplálkozástudomány, mivel kis mennyiségben kell a táplálékban lenniük, az ún. mikronutriensek közé sorolja a vitaminokat. Az ismertetésben néhány táplálkozás-élettani vonatkozást is megemlítünk.

A zsírban oldódó vitaminok

Hagyományosan az A-, D-, E-, K-vitaminok sorolhatók ide. Mindegyikük több és részben eltérő aktivitású vegyületből áll. Az A-vitaminnal való funkcionális kapcsolata miatt a ß-karotin (és egyéb karotinoidok) is itt említhetők. A nem provitamin karotinoidok (pl. a paradicsomban a gyűrűt sem tartalmazó likopin vagy a kukoricában lévő oxi-karotinoidok, így a lutein, ami a sárgatest és a zeaxantinnal együtt a tojássárgája színezője is, valamint a színes halak astaxantinja stb.) a természetben gyakran előfordulnak. Ezek a több száz vegyületből álló karotinoid család tagjai; nemcsak színesek, ezáltal a kommunikációt segítik, hanem jelentős az antioxidáns tulajdonságuk is.

A hosszú szénláncú (C18, C20) és egyben több (2, 3 és 4) kettős kötést tartalmazó nélkülözhetetlen (esszenciális) zsírsavakat (linol-, linolén- és arachidonsav) régebben F-vitaminnak nevezték. Ezekről bebizonyosodott, hogy a fontos szöveti hormoncsalád, a prosztanoidok előanyagai, ezért manapság már nem sorolják ezeket a vegyületeket a vitaminok közé.

A zsírban oldódó vitaminok abszorpciós folyamatainak lényege a zsíroknál megismertekkel azonos. Tehát a bélcső üregében lejátszódó (intraluminaris), a bélhámsejt citoplazmájában végbemenő (intracelluláris), a nyirok- és vérkeringésben nyomon követhető (intravasalis) folyamatokból áll.

A zsíroldékony vitaminok legfontosabb jellemzőit az 5.3.1. táblázat tartalmazza.

5.3.1. táblázat - A zsírban oldódó vitaminok

Neve

Élettani hatása

Hiánya (↓) Többlete (↑)

Forrása*

A

(retinoidok)

Hatását szállító, és kötő

/receptor fehérjék révén fejti ki. Retinol az alapve- gyület, retinal a fényérzé- kelés fotokémiai rekciójá- ban vesz részt. A retinsav IC folyamatok szabályozó- ja. Retinil-észterként táro- lódik a májban. A legtöbb szövetben előforduló mukopoliszacharidok, valamint hormonok szintézisében fontos.

↓ A szöveti differenciá- lódás károsodik, hámelfajulások, nyálkahártyahurutok, szaporodásbiológiai zavarok, az ellenálló képesség és a növekedés csökken, farkasvakság.

↑ Magzatkárosodás,

torzképződés, csontoso- dási zavarok, szőrkihul- lás, hámelfajulások.

Máj, tej, tojás és provitamin-

(ß-karotin-) tartalmú növények, így

a névadó sárgarépa, de minden zöld növény, pl. lucerna, saláták stb.

D

(kalciferolok)

A szervezetben provitamin- ból alakul ki, majd több lépcsőben (máj, vese) aktiválódik (1,25- dihidroxi-kolekalciferol). A Ca felszívódását és csontokba épülését segíti.

↓ A csontszövet károso- dása, fiatal egyedekben angolkór (rachitis), felnőttekben csontlá- gyulás (oszteomalacia).

↑ Túladagolása miatt

a lágy szövetek elmeszesednek.

UV sugárzás segíti a bőrben lévő provitaminból (7- dehidro-koleszterin) a képződését.

Tejtermékek, tojás.

E

(tokoferolok)

A membránokba épülve antioxidáns, ezzel sejtvédő hatást fejt ki (főleg

az a-tokoferol).

↓ Központi idegrend- szeri, váz- és szívizom- elfajulások.

Magzatkárosodás, csökkent ellenálló képesség.

Növényi olajok, zöldségek gyümölcsök, tej, vaj, tojás, máj.

K

(~kinonok)

Több Ca-kötő fehérje (oszteokalcin, véralvadási faktorok) aktiválását végző K-vitamin ciklusban

a koenzim funkcióját tölti be.

↓ Véralvadás károsodik, vérzékenység, elvérzések. Antivitamin hatású vegyületek (Warfarin) rágcsálóirtó szerként használatosak.

Zöld növények, bélflóra.

ß-karotin

(és egyéb karotinoidok)

A több száz karotinoid vegyület közül a ß-jonon szerkezetűek A-provitami- nok. A többinek is van több-kevesebb biológiai hatása (antioxidáns, sejtvédő, immunmodulátor, kommunikációs színezé- kek, növényekben a foto- szintézis szereplője).

↓ Mivel kevéssé tárolódik, a kérődzők- ben szaporodásbiológiai zavarok jelentkeznek, ha elégtelen a ß-karotin- bevitel.

Zöld növényi részek, sárgarépa, tojás sárgája.


* a takarmányokat és/vagy táplálékokat is figyelembe véve

A vízben oldódó vitaminok

A vízben oldódó vitaminok a szervezet víztereiben oszlanak meg. A folyadékok gyorsabb ütemű cserélődése folytán gyakorlatilag nem tárolódnak, ezért ezekből a szervezet állandó utánpótlásra szorul.

E vitaminok többsége az anyagcsere-folyamatokat katalizáló enzimek kofermentje (a B-csoport enzimogén vitaminjai). A sejtanyagcsere megfelelő redoxállapotának fenntartásában az aszkorbinsav dehidro-aszkorbinsav rendszer működik közre. A vízoldékony vitaminok legfontosabb jellemzőit az 5.3.2. táblázat tartalmazza.

5.3.2. táblázat - A vízben oldódó vitaminok

Név

Élettani hatás

Hiány

Forrása*

Tiamin

(B1, aneurin)

A szénhidrátok közti anyagcseréjében enzimek kofermentje.

Beri-beri: ideggyulladás, váz- izomgörcsök, szívizom- károsodás, vizenyő. Tiamináz van egyes halak húsában és Clostridiumokban, anti- vitamin van a zsurlókban.

1, 3, 4, 5

Riboflavin

(B2,

laktoflavin)

Hidrogénátvivő flavin enzimek prosztetikus csoportja (FMN és FAD). Nélkülözhetetlen a szén- hidrát, aminosav, zsír köztes anyagcsere-folyamataiban.

Általános tünetek, fejlődésben való lemaradás, bőrgyulladás. Madarakban kelésgyengeség, végtag- bénulás.

1, 4, 5, 7

Niacin

(B3, nikotinsav és amidja)

A szénhidrátok, az amino- és zsírsavak anyagcseréjé- ben az oxidációs/redukciós folyamatokat katalizáló enzim kofermentje (NAD). A szintézisekben egy foszfáttal aktivált formája, a NADP vesz részt.

Emberben pellagra.

Trp-anyagcsere során is képződik. A kukorica fehér- jéi Trp-ban szegények, ez vezethet a hiányhoz sertés- ben és baromfiban. A bél- hámkárosodás tartós has- menést okoz. Madarakban csontképződési zavarok.

1, 3, 4, 5, 6, 7

Pantoténsav

(B5)

A koenzim-A részeként a köztianyagcsere egyik kulcsmetabolitjának,

az acetátnak a reakcióit katalizálja.

Hiánya csak speciális diétával idézhető elő.

1, 2, 4, 5, 6

Piridoxin

(B6, adermin)

Az aminosav-anyagcsere enzimjeinek része.

Hiánya csak speciális diétával idézhető elő.

2, 3, 4, 7

Folsav

(B10-vitamin)

A C1-csoportok átvitelével

a nukleotid bázisok, továbbá a Hb porfirinvázának szin- tézisét végző enzimek része.

Anémia, a bélhám lassú újraképződése miatt romlik a táplálékhasznosítás.

1, 4

Kobalamin

(B12-vitamin)

DNS-bázisainak szintézise. Több kötő- és szállítófehérje kell a hatásához.

Emberben vészes vérszegénység, állatokban Co-hiánnyal együtt fordul elő növekedéscsökkenés.

6, 7,

talajlakó sugárgombák

Biotin

(H-vitamin)

Időleges CO2-fixációval elősegíti a hosszabb szénláncok szintézisét.

Bőranyagcsere-zavarok, májelfajulás, a tojásfehérje avidin fehérjéje megköti.

1, 4, 7

Aszkorbinsav

(C-vitamin)

Hormonok, aminosavak hidroxilációs folyamatait katalizálja. A kötőszöveti fehérjék anyagcseréje.

Egyéb antioxidáns vita- minokkal (karotinoidok, E-) kölcsönhatásban áll.

A gazdasági állatok elő- állítják. Ember, egyes rágcsálók és halak számára kell a bevitel. Hiánya

a skorbut, tojótyúkokban

„ketrecfáradtság”.

1,

gyümölcsök


* A takarmányokat és/vagy táplálékokat is figyelembe véve.

1. Zöld növények, 2. gabonamagvak, malomipari melléktermékek, 3. olajos magvak, 4. élesztő, 5. tejtermékek, 6. hús, 7. az emésztőcső mikroorganizmusai is szintetizálják.