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

ve vodě rozpustné (malé molekuly)

adrenalin, histamin, serotonin

proteiny

parathormon, kalcitonin
inzulin, glukagon

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

Vitamíny, hormony, alkaloidy