Vitamíny, hormony, alkaloidy

Charakteristika vitamínů

  • vita = život
  • organické látky
  • nezbytné pro život (stopové množství)
  • esenciální (člověk, živočichové) > vitamin/provitamin
  • funkce: složka enzymů, proti oxidacím, redoxní děje
  • netvoří strukturně jednotnou skupinu > společná biologická funkce v organismu
  • rostlinné/živočišné zdroje
  • přírodní/syntetické
  • rozpustné ve vodě (vitamíny skupiny B, vitamín C)
  • rozpustné v tucích (A, D, E, K)
  • snadno podléhají oxidaci
  • chemická podstata různá: heterocykly (B), sacharidy (C), izopreniody (A, D)
  • hypovitaminóza: sníženým příjmem vitamínu > poruchy > poškození organismu
  • avitaminóza: absence vitamínu
  • kurděje: nedostatek vitaminu C
  • hypervitaminóza: předávkování vitamíny (rozpustnými v tucích)

provitaminy:

  • nehotová látka > vitamín po chemické reakci v organismu
  • látka strukturou podobná vitaminu, kterou si organismus umí přeměnit na vitamin
  • ß-karoten: karotenoidy provitaminy vitaminu A (barviva ovoce, zeleniny), terpen, štěpením v játrech A
  • ergosterol: provitamin vitaminu D2, v kůži, aktivace UV zářením, steroid, kvasnice, rybí tuk, mléko, máslo, žloutek

antivitaminy:

  • ruší účinky vitamínů
  • podobná struktura > vazba na vazebné místo vitaminu

Jejich rozdělení:

vitamíny rozpustné v tucích

  • ukládání v játrech
  • A, D, E, K

Vitamín A = retinol

  • důležitý pro správné fungování zraku
  • nedostatek: šeroslepost, záněty spojivek, poškození sítnice, rohovatění a šupinatění kůže, snížení pohlavní aktivity, zpomalení pohlavního vývoje, snížení imunity…
  • červené ovoce (meruňky) – betakaroten (provitamin vitamínu A) > nemůžeme se předávkovat
  • teratogen v těhotenství (až poškození plodu/potrat), může způsobit hypervitaminosu
  • zdroje: játra, vejce, mléko

Vitamíny řady D = kalciferoly

  • zdroje provitamínů: kvasnice, rybí tuk, mléko, máslo, žloutek
  • vznikají v kůži slunečním zářením
  • provitamin – ergosterol
  • vstřebávání vápníku a fosforečnanů (nedostatek – křivice, přebytek – zdravotní problémy, vápník se ukládá v organismu, například cévy, srdce, ledviny)
  • nedostatek: křivice (měknutí a deformace kostí)
  • zvýšení pigmentu (černoši) > prevence proti přebytku vit. D
  • severské národy > vstřebávání maximum slunečního záření > problémy v jiných lokalitách (černoši nedostatek, seveřané přebytek)

Vitamíny E = tokoferol

  • antioxidant > oxiduje sám sebe > neoxidují se látky, u kterých si to nepřejeme
  • zpomaluje proces stárnutí
  • nedostatek: rychlé opotřebovávání organismu (svalová ochablost, poruchy cévního systému)
  • preparáty pro starší lidi
  • zdroje: obilné klíčky, rostlinné oleje, máslo, mléko

Vitamín K = fylochinon

  • vytváří ho rostliny (zelené – saláty, čínské zelí) a mikroorganismy žijící ve střevech savců
  • vliv na srážení krve (K – od německého výrazu pro srážení krve Koagulation)
  • nedostatek: zvýšená krvácivost – porucha srážlivosti krve
  • novorozencům, lidem trpícím krvácením nosu
  • zdroje: listová zelenina, střevní bakterie

Vitamíny rozpustné ve vodě

  • součástí koenzymů
  • B, C

Vitamíny řady B

  • B-komplex: všechny dohromady

B1 = thiamin

  • dekarboxylace ketokyselin (pyrohroznová – pyruvát)
  • metabolismus sacharidů
  • nedostatek: sval. křeč, srdeční nedostatečnost, poruchy respirace, beri-beri (záněty nervů, psycholog. a sval. projevy)
  • Kazimír Funk (vital amine – vitamíny)
  • zdroje: droždí, obilí, játra, med, ořechy

B2 = riboflavin

  • barvivo E101
  • součástí žlutých enzymů, koenzym
  • nedostatek: záněty rtů (koutky), spojivek, poškození sliznic a kůže, zastavení růstu
  • zdroje: droždí, bílek, játra, mléko, ořechy

B5 = kyselina pantothenová

  • aktivace a odbourávání mastných kyselin (koenzym A)
  • dekarboxylace ketokyselin, acetylace
  • nedostatek: poruchy nervové koordinace, sval. křeč
  • zdroje: kvasnice, játra, srdce

B6 = pyridoxin

  • součást transamináz (přenos aminoskupin) a dekarboxyláz (štěpení karbox. skupiny) aminokyselin
  • nedostatek: zastavení růstu, záněty kůže a sliznic, epileptické křeče, porucha tvorby hemoglobinu
  • zdroje: kvasnice, játra, srdce

B12 = kobalamin, kyanokobalamin

  • účast na metylacích, význam při metabolismu nukleových kyselin, krvetvorba
  • pouze živočišného původu (problém u veganů)
  • nedostatek: anémie (chudokrevnost), zánět jazyka, degenerace míšních nervů
  • zdroje: játra, různé mikroorganismy
  • (B3) = niacin, kyselina nikotinová, nikotinamid
    • součást NAD, NADP
    • nedostatek: křeče, nervové poruchy, onemocnění pelagra (záněty kůže, průjmy, nervové poruchy)
    • zdroje: maso, ryby, kvasnice, celozrnné výrobky, luštěniny
  • (B4) = folacin, kyselina listová
    • metabolismus AK
    • tvorba červených krvinek
    • nedostatek: poruchy syntézy bílkovin, chudokrevnost
    • zdroje: játra, vejce, listová zelenina, kvasnice

Vitamín C = kyselina askorbová

  • oxidačně-redukční procesy v organismu (vliv na kolagenní hmoty)
  • pro nás asi největší zdroj brambory, nejvíce C v šípku
  • nedostatek: krvácení dásní, kůže, kloubů, sklon k infekcím, kurděje – skorbut
  • 1926: poprvé izolován – Albert Szeut-Györgyi (Nobelova cena)
  • 1933: synteticky – Reichstein (Nobelova cena)
  • zdroje: šípky, brambory zelenina (paprika, zelí, růžičková kapusta, petržel), ovoce (citrusy, jahody, černý rybíz)
  • vitamín (H) = biotin
    • významný koenzym
    • růst a dělení buněk
    • nedostatek: kožní choroby, nechutenství, únava
    • zdroje: vejce, játra, maso, zelenina, kvasnice, střevní bakterie

Výskyt jednotlivých vitamínů v potravinách

  • vitamin A: játra, vejce, mléko, tuk mořských ryb; betakaroten: červené ovoce, zelenina
  • (pro)vitaminy D: kvasnice, rybí tuk, mléko, máslo, žloutek
  • vitamin E: obilné klíčky, rostlinné oleje, máslo, mléko
  • vitamin K: listová zelenina, střevní bakterie
  • vitamin B1: droždí, obilí, játra, med, ořechy, luštěniny, vnitřnosti, žloutek, vepřové maso
  • vitamin B2: droždí, bílek, játra, mléko, ořechy, sýry, maso, luštěniny
  • vitamin B5: kvasnice, játra, srdce, luštěniny, sýry, maso
  • vitamin B6: kvasnice, játra, srdce, žloutek, celozrnné výrobky
  • vitamin B12: játra, různé mikroorganismy
  • niacin: maso, ryby, kvasnice, celozrnné výrobky, luštěniny
  • folacin: játra, vejce, listová zelenina, kvasnice
  • vitamin C: šípky, brambory zelenina (paprika, zelí, růžičková kapusta, petržel), ovoce (citrusy, jahody, černý rybíz)
  • biotin: vejce, játra, maso, zelenina, kvasnice, střevní bakterie

Vysvětlit strukturu některých vitamínů

  • často ve struktuře obsaženy heterocykly
    • př. pyridoxin (pyridin)
    • př. thiamin (pyrimidin)
  • ne vždy heterocyklus
    • př. kyselina pantothenová (COOH skupina)
  • hydrofobní vitamíny: dlouhé řetězce, nepolární skupiny/minimum polárních skupin
  • hydrofilní vitamíny: polární vazby a skupiny

Objasnit antioxidační účinky vitamínu C

  • antioxidant: látka, která dokáže likvidovat volné radikály, ovoce a zelenina, vitamin C, E, kyselina listová
  • volné radikály: vedlejší produkt látkové výměny v buňkách, zhoubné nádory, stárnutí, ateroskleróza, působí na bílkoviny, lipidy a nukleové kyseliny, pozměňují strukturu buněk
  • volné radikály odebírají molekulám elektron > oxidace
  • oxidační stres: převaha volných radikálů
  • kyselina askorbová: kofaktor řady enzymů, redukce radikálů, extracelulární tekutina, výstelka plic, imunita

Vitamíny jako kofaktory enzymů

  • některé vitamíny zastávají funkci kofaktorů
  • kofaktory oxidoreduktáz (katalyzují přenos vodíku): B1, B2, B3, B5, B6, kyselina listová, biotin
  • kofaktory izomeras a lias: B12

Enzymy

  • biokatalyzátory: převážně v organické – biochemii
  • zvyšují rychlost chemických reakcí – vždy pozitivní katalyzátory
  • reakce probíhá přes meziprodukty
  • substrát se nekovalentní vazbou naváže na aktivační místo enzymu > rekce > substrát opustí enzym
  • nejčastěji bílkoviny
  • apoenzym (bílkovinná složka) + kofaktory (nebílkovinná složka) = holoenzym
    • koenzym = kofaktory dočasně navázaný na apoenzym (Koenzym A)
    • prostetická skupina = kofaktory pevně vázán na apoenzym (Hem)

Obsah vitamínů v potravinách

Vitamín E

mandle, slunečnicové semínka, olivy, para ořechy, lískové oříšky, brokolice, chřest, vlašské ořechy, broskev, hroznové víno, avokádo, hruška, fíky, meruňky, borůvky, rajčata, arašídy

Vitamíny B

kvasnice, oves, para ořechy, pinie, borůvky, žampiony, pšenice, ananas, rýže, kukuřice, chřest, avokádo, pistácie, datle, květák, ječmen, banány, brokolice, vlašské ořechy, hrách, hroznové víno, cizrna, slunečnicové semínka

Vitamín A

mrkev, meruňky, špenát, hlávkový salát, dýně, paprika, mangold, mandarinky, mango, brokolice,chřest

Vitamín C

šípky, jahody, borůvky, brusinky, rakytník, rajčata, mangold, okurka, mango, kiwi, mandarinka, pomeranč, brokolice, hrách, hroznové víno, dýně, ananas, zelí, paprika, brambory, jablko, slívy, hruška, červená řepa, cibule, květák, cuketa, třešně, pórek, ředkvička

Fyziologické změny plynoucí z nedostatku vitamínů

  • vitamin A: šeroslepost, záněty spojivek, poškození sítnice, rohovatění a šupinatění kůže, snížení pohlavní aktivity, zpomalení pohlavního vývoje, snížení imunity…
  • vitamin D: křivice (měknutí a deformace kostí)
  • vitamin E: rychlé opotřebovávání organismu (svalová ochablost, poruchy cévního systému)
  • vitamin K: zvýšená krvácivost – porucha srážlivosti krve
  • vitamin B1: sval. křeč, srdeční nedostatečnost, poruchy respirace, beri-beri (záněty nervů, psycholog. a sval. projevy)
  • vitamin B2: záněty rtů (koutky), spojivek, poškození sliznic a kůže, zastavení růstu
  • vitamin B5: poruchy nervové koordinace, sval. křeč
  • vitamin B6: zastavení růstu, záněty kůže a sliznic, epileptické křeče, porucha tvorby hemoglobinu
  • vitamin B12: anémie (chudokrevnost), zánět jazyka, degenerace míšních nervů
  • niacin: křeče, nervové poruchy, onemocnění pelagra (záněty kůže, průjmy, nervové poruchy)
  • folacin: poruchy syntézy bílkovin, chudokrevnost
  • vitamin C: krvácení dásní, kůže, kloubů, sklon k infekcím, kurděje – skorbut
  • biotin: kožní choroby, nechutenství, únava

Hormony

  • regulace chemických reakcí
  • vážou se na receptory buňky
  • cílený účinek, malá koncentrace
  • např. metabolismus sacharidů a lipidů: inzulin, glukagon (slinivka břišní)

Žlázy

  • s vnitřní sekrecí – endokrinní (hormony)
  • s vnější sekrecí  – exokrinní (kožní, slinné, žlázy TS)

Hormony

  • vyplavovány do krve
  • nutný receptor na daný hormon
  • metabolismus, hospodaření s ionty a vodou, růst, rozmnožování
  • přenos informace
  • fytohormony: rostlinné (ethen – ethylen (dozrávání ovoce – klíčivost, stárnutí))
  • zoohormony: živočišné
  1. ve vodě rozpustné (malé molekuly)
  • adrenalin, histamin, serotonin
  1. proteiny
  • parathormon, kalcitonin
  • inzulin, glukagon
  1. organické látky, nerozpustné ve vodě
  • steroidní hormony > pohlavní hormony

Žlázy s vnitřní sekrecí, Vliv hormonů na fyziologický stav organismu

Heterocykly

  • furan, pyran, purin, pyrimidin…
  • cyklické deriváty uhlovodíků obsahující v řetězci 1+ heteroatom (nahrazuje C)
  • heteroatom: minimálně dvojvazný, nečastějí: O, N, S
  • od struktury heterocyklů odvozeny důležité přírodní látky
  • pětičlenné, šestičlenné, kondenzované

Určit heterocykly, které jsou podstatou některých alkaloidů

Alkaloidy, využití

  • rostlinného původu
  • produkty odbourávání AK (obsahují N)
  • ve formě solí organických kyselin
  • fyziologické účinky: nervová soustav (lékařství, drogy, jedy)
  • chemicky nesourodá skupina, dusíkatý heterocyklus
  • výskyt: čeleď mákovité, liliovité, lilkovité, pryskyřníkovité
  • farmaceutický a potravinářský průmysl
  • slabě zásaditý charakter
  • prudce jedovaté
  • některé povzbuzující účinky (malé množství)
  • narkotické účiny
  • závislosti – návykové látky (kodein, morfin)
  • většina odvozena od dusíkatých heterocyklů (N heteroatom) – převážně zásadité povahy (N volný el. pár)

OPIOVÉ ALKALOIDY              

  • směs opium, opiáty, mák                           opiáty: přírodní, opioidy: syntetické (podobná struktura a vlastnosti)
  • psychická, fyzická závislost
  • morfin (tiší bolest, návykový, zúžení zornic, derivátem heroin – silnější účinky)
  • kodein (tlumí kašel, návykový)
  • papaverin – tlumí křeče

TROPANOVÉ ALKALOIDY (tropanový cyklus)

  • kokain (koka – kokainovník, anestetické účinky, znecitlivění, krátkodobé účinky, zvyšuje výkon, rekreační droga, nevyvolává fyzickou závislost)
  • atropin (hyoscyamin) (rulík zlomocný, tišení bolesti, oční lékařství – rozšiřuje zornice)
  • skopolamin

NÁMELOVÉ ALKALOIDY (indolový cyklus)

  • paličkovice nachová, struktura – kyselina lysergová
  • LSD (halucinogen, N,N-diethylamid kyseliny lysergové)
  • ergometrin
  • ergotamin (léčba migrény)
  • (podobné látky – lysohlávky – halucinogenní)

ALKALOIDY S PURINOVÝM CYKLEM

  • kofein (káva, čaj, může vyvolávat závislost, povzbuzení, lékařství)
  • theobromin (kakaovník, čajovník, kávovník, guaray, theo (bůh) brosi (pokrm))

ALKALOIDY S PYRIDINOVÝM CYKLEM

  • nikotin (tabák, 60mg smrtelná dávka, rychlý účinek, žaludeční vředy, smršťování cév)

ALKALOIDY S CHINOLINOVÝM CYKLEM

  • chinin (kůra chininovníku, hořký, lék proti malárii, nápoje)

ALKALOIDY S YOHIMBINOVÝM CYKLEM

  • reseprin (tropické rostliny, proti vysokému tlaku)

Objasnit způsoby získání alkaloidů

  • nejčastěji extrakce

Drogy a jejich nebezpečí

  • drogy: usušené, nebo jinak konzervované rostliny, či živočichové, jejich části, nebo produkty jejich metabolismu
  • toxikomanie: závislost
  • euforie
  • psychická závislost: nutkavá potřeba opakování
  • fyzická (somatická) závislost: abstinenční příznaky

Účinky drog

  • tlumivé: opioidy, benzodiazepiny, barbituráty a organická rozpouštědla
  • stimulační: amfetaminy, kokain/crack, extáze
  • halucinogenní: LSD (trip), psilocin (lysohlávky), zásadité látky

Cannabinoidy

  • THC (delta-g-tetrahydrokanabinol): ochrana listů před slunečním zářením
  • z pryskyřice hašiš
  • marihuana: sušená celá rostlina
  • nej. samičky

Nebezpečí drog

  • psychická a fyzická závislost
  • spouštěče psychických chorob
  • utlumení bolesti, hladu, žízně > necítíme potřebu/problém > smrt