Svojim kolegama, prijateljima, saradnicima i učenicima koji su učvrstili moju nameru da ovu knjigu napišem u obimu u kome izlazi.

Ovim udžbenikom Biohemije najpre ispunjavam svoju nastavničku obavezu prema svojim učenicima, u prvom redu stuđentima Stomatološkog fakulteta, kojima predajem celokupno gradivo medicinske Biohemije u okviru predmeta Fiziologija sa biohemijom. Prvobitno sam imao nameru da ovaj udžbenik napišem u znatno manjem obimu, tako da odgovara nastavnom i ispitnom programu Stomatološkog fakulteta. Međutim, više razloga me je navelo da promenim ovu odluku i da udžbenik dam u obimu u kome se pojavljuje. Tu pre svega dolazi kao razlog prijem na koji su naišla moja skripta Odabrana poglavlja fiziologije sa biohemijom koja su u toku dve godine doživela dva izdanja. Krug čitalaca koji su koristili ova skripta daleko je prešao okvire studenata II stepena stomatološkog i veterinarskog fakulteta. U međuvremenu počela je i nastava III stepena na mome matičnom Veterinarskom fakultetu i slušaoci su u sve većoj meri zahtevali savremen, ntešto obimniji udžbenik Biohemije na našem jeziku koji bi mogao poslužiti kao uvod za korišćenje literature za program III stepena. Najzad, i ne na poslednjem mestu, moju odluku da udžbenik izdam u ovom obimu učvrstili su moji razgovori sa nizom kolega, prijatelja, saradnika i mojih učenika koji su mi više puta sugerirali da izdam udžbenik Biohemije.

Kao kriterijum za raspodelu gradiva u ovoj knjizi uzeto je kretanje materije kroz organizam. Svakako da su mnoge formulacije i shvatanja izneta u knjizi posledica činjenice da je pisac fiziolog i lekar. Gradivo nije ravnomerno obrađeno, što je uostalom slučaj i u većini udžbenika. Pored individualnih naklonosti autora prema pojedinim poglavljima Biohemije, opširnije su izložena ona poglavlja koja su naročito važna za slušaoce kojima su namenjena i oni delovi Biohemije za koje nema literature na našem jeziku. Razumljivo je da će konačni sud o obimu i raspodeli gradiva dati stručna kritika. Biću zahvalan svim čitaocima koji mi bilo na koji način ukažu na nedostatke, odnosno potrebe za izmenama i dopunama.

Niz činjenica je iznet najpre u opštim crtama za slušaoce II stepena nastave, dok su detalji dati kasnije, delimično štampani petitom, kako bi čitaoci koji se za njih interesuju mogli da koriste ovu knjigu. U tom cilju je na kraju svakog poglavlja data osnovna literatura koja će čitaocima korisno poslužiti kao polazna baza za dalje studije Biohemije.

Problem naučne nomenklature kod nas uopšte, pa i u Biohemiji nije još rešen. Stoga sam se s jedne strane držao našeg kulturnog nasleđa — nomenklature koju je uveo Sima Lozanić, a s druge strane terminologije usvojene u našem institutu. Kao kriterijum za opštu jezičku kompoziciju knjige služilo mi je Vukovo načelo: „Piši kao što govoriš“.

Smatram za dužnost da izrazim srdačnu blagodarnost svome učitelju, Akademiku, profesoru dr. Iliji Đuričiću na korisnim sugestijama pri pisanju ove knjige. Takođe zahvaljujem svojim saradnicima Dr. Dušanu Kenteri, Dr. Jovanu Vučo i Dr. Vlastimiru Saviću koji su pročitali neka poglavlja knjige i stavili dragocene primedbe i sugestije. Zahvaljujem i prof. Dr. Marku Radojčeviću, prof. Dr. Branku Trbiću i Dr. Božidaru Mihailoviću, univerzitetskom docentu, na trudu koji su uložili čitajući poglavlje Imunohemija i na ustupljenoj literaturi, kao i docentu Dr. V. Radojčiću i Dr. D. Popeskoviću na literaturi koju su mi stavili na raspolaganje.

Autor
Prof. dr Božidar Nikolić

Sadržaj

I. UVOD

1. Definicija i zadaci biohemije
2. Metodi biohemije
3. Veze biohemije sa drugim naukama
4. Istorijski razvoj biohemije

II. FIZIČKO-HEMIJSKE I BIOHEMIJSKE OSOBINE SASTOJAKA ORGANIZMA

Osnovi fizičke hemije
Rastvori
Voda i osobine vode
Osobine i podela rastvora
Pravi rastvori
Oeobine pravih rastvora
Podela pravih rastvora
Koloidni rastvori
Dobijanje koloidnih rastvora
Osobine koloidnih rastvora
Podela koloidnih rastvora
Površinske pojave

BIOHEMIJA SASTOJAKA ORGANIZMA

Hemijski sastav organizma
I. Elementarni sastav organizma
II. Hemijski sastojci organizma
1. Neorganski sastojci organizma
Voda
Neorganske soli
2. Organski sastojci organizma
Biohemija organskih sastojaka

I. Ugljeni hidrati

Podela ugljenih hidrata
Monosaharidi
Opšte osobine monosaharida
Derivati monosaharida
Oligosaharidi
Polisaharidi

II. Masti (lipidi)

Proste (prave) masti
Voskovi
Složene masti ili lipoidi
Fosfatiđi
Acetalfosfatidi ili plazmalogeni
Diaminofosfatidi
Glikolipidi
Karotini, lipohromi ili hromolipoidi
Sterini
Holesterin
Ergosterin
Žučne kiseline

III. Belančevine (proteini)

Struktura
Aminokiseline
Osobine aminokiselina
Podela aminokiselina
Peptidi
Prirodni peptidi i polipeptidi

IV. Belančevine

Struktura molekula belančevina
Biološka specifičnost belančevina
Podela belančevina
Proste belančevine
Denaturisane belančevine
Složene belančevine — proteidi

III. PROMET MATERIJE I ENERGIJE BIOHEMIJA FERMENATA (ENCIMA)

Osobine fermenata
Uslovi za dejstvo fermenata
Mehanizam encimskih reakcija
Osnovni pojmovi o dinarriici i kinetici hemijskih reakcija
Dejstvo po zakonu o dejstvu aktivnih masa
Aktivatori i inhibitori fermenata
Podela fermenata

A. Hidrolaze
I. Esteraze
Esteraze koje dejstvuju na estre neorganskih kiselina
Mesto dejstva fosfodiesteraza
Esteraze za estre organskih kiselina
II. Karbohidraze
Poliaze
Oligaze
III. Amidaze
IV. Proteaze
Proteinaze
Peptidaze

B. Fermenti oksido-redukcije i konačnog razgrađivanja organskih jedinjenja
Osndvni principi oksidaciono-redukcionih procesa
Oksidaciono-redukcioni sistemi — red-oks sistemi
Oksidaciono-redukcioni (red-oks) potencijal
Osnovi bioloških oksidacija
I. Aktivatori i proces aktivisanja kiseonika
Varburgov ferment (citohromoksidaza) i sistem citohroma
II. Dehidrogenaze i proces aktivisanja vodonika
III. Fermenti prenosioci pojedinih hemijskih grupa – feraze
IV. Prave dezmolaze
V. Pomoćni fermenti oksido-redukcionih i dezmolitičkih procesa
VI. Kofaktori metaboličkih procesa
Opšti pogled na oksidacije u ćelijama
Iskorišćavanje energije oslobođene u oksidacionim procesima

Biohemija varenja

I. Biohemijski procesi u usnoj duplji

Biohemija pljuvačke
Sastav pljuvačke
Neorganske soli
Organski sastojci
Biohemijski značaj pljuvačke

II. Biohemija želudačnog varenja

Želudačni sok
Stvaranje i lučenje hlorovodonične kiseline
Organski sastojci
Zeludačni sadržaj
Tok biohemijskih procesa u želucu

III. Biohemijski procesi u tankom crevu

1. Pankreasni sok
2. Žuč
Organski sastojci
3. Crevni sok
4. Tok varenja u tankom crevu

IV. Biohemijski procesi u debelom crevu

V. Izmet

Mekonijum

VI. Resorpcija

Uslovi za resorpciju u raznim delovima digestivnog trakta
Resorpcija pojedinih hranljivih sastojaka
Resorpcija organskih sastojaka
Mehanizam procesa resorpcije
Parenteralna resorpcija

METABOLIZAM

Nauka o prometu materije i energije
Intermedijarni metabolizam
Metodika ispitivanja

1.Metabolizam neorganskih sastojaka

Metabolizam vode
Metabolizam natrijuma
Metabolizam kalijuma
Metabolizam kalcijuma
Metabolizam fosfora
Metabolizam magnezijuma
Metabolizam hlorida
Metabolizam bikarbonata
Metabolizam sumpora
Metabolizam oligoelemenata
Koncentracija soli u telesnim tečnostima
Osmolaritet telesnih tečnosti

2. Metabolizam organskih sastojaka

Metabolizam ugljenih hidrata
Metabolizam maki
Metabolizam lipoida
Metabolizam belančevina
Metabolizam prostetičkih grupa složenih belančevina
Metabolizam nukleotida
Metabolizam nekih azotnih jedinjenja
Sinteza nukleinskih kiselina i belančevina
Regulisanje metabolizma belančevina
Zajednički putevi metabolizma
Energetski efekat metaboličkih procesa
Dinamičko starvje sastojaka organizma
Procesi dezintoksikacije u organizmu
Antimetd’boliti
Energetski i kvantitativni metabolizam
Energetski promet
Metodika ispitivanja
Određivanje kalorijske vrednosti hrane
Određivanje količine toplotne energije u organizmu
Osnovni energetski promet ili bazalni metabolizam
Kvantitativni metabolizam

IV. REGULACIONE SUPSTANCIJE ORGANIZMA BIOHEMIJA VITAMINA

I. Vitamini rastvorljivi u mastima

1. Vitamin A ili akseroftol
2. Vitamin D ili kalciferol
3. Vitamin E ili tokoferol
4. Vitamin F — Esencijalne masne kiseline
5. Vitamin K — Filohinon

II. Vitamini rastvorljivi u vodi

Vitaminski kompleks B
6. Vitamin B1 — Aneurin ili tiamin
7. Vitamin B2 — Laktoflavin ili riboflavin
8. Vitamin PP — Amid nikotinske kiseline
9. Vitamin B6 — Piridoksin
10. Biotin — Vitamin H
11. Inozitol
12. Pantoteiiska kiselina
13. p-Aminobenzoeva kjselina
14. Holin
Antianemični vitamini
15. Folna kiselina
16. Vitaminska grupa B12 — Cianokobaltamin
17. Vitamin C — L-Askorbinska kiselina
18. Vitaminski kompleks P
Antivitamini

BIOHEMIJA HORMONA

I. Humoralna korelacija

Korelaciono dejstvo proizvoda metabolizma
Tkivni hormoni

II. Žlezde sa unutrašnjim lučenjem

1. Hipofiza
2. Štitna žlezda
3. Paratireoidne žlezde
4. Endokrini pankreas
5. Nadbubrežne žlezde
6. Polne žlezde
Ostale endokrine žlezde

V. BIOHEMIJA ĆELIJE

I. Biohemijski sastav i raspored metaboličkih funkcija
1. Ćelična membrana
2. Protoplazma
3. Biohemija jedra
Permeabilitet ćelične membrane
1. Struktura ćelične membrane
2. Problem propustljivosti membrana
3. Propustljivost ćelične membrane

VI. BIOHEMIJA TELESNIH TEČNOSTI BIOHEMIJA KRVI

Uvod
Opšti sastav, fizičke i fizičko-hemijske osobine krvi
Sastav krvi
Neorganski sestojci krvi
Organski sastojci krvi
Krvna plazma i krvni serum
Fizičko-hemijske osobine krvne plazme i seruma
Sastav krvne plazme i seruma
Neorganski sastojci
Organski sastojci
Azotni organski sastojci
Biohemija eritrocita
Biohemija leukocita
Organski sastojci leukocita
Biohemija trombocita
Biohemija koagulacije krvi
Inhibicija procesa koagulacije
Tok pojedinih faza procesa koagulacije
Faktori koagulacije
Sastojci trombocita koji učestvuju u koagulaciji
Inhibitori koagulacije
Savremeni pogled na proces koagulacije kao celinu
Biohemija fibrinolitičkog procesa
Uloga krvi u održavanju dinamičke ravnoteže unutrašnje sredine
Uloga krvi u regulisanju osmotskog pritiska
Uloga krvi u regulisanju elektrohemijske reakcije
Biohemija ostalih telesnih tečnosti i sekreta

Biohemija limfe
1. Opšti podaci
2. Osobine i sastav limfe
Biohemija tečnosti telesnih duplji
Biohemija cerebrospinalne tečnosti
Organski sastojci
Biohemija tečnosti očne komore
Biohemija suza
Biohemija kožnog maza (loja)
Biohemija ejakulata i sperme
Biohemija mlečne žlezde i mleka
Uvod
Biohemija mleka
Fjzičke i fizičko-hemijske osobine mleka
Sastav mleka
Razlike sastava mleka raznih sisara
Biohemijski procesi u mlečnoj žlezdi

VII. BIOHEMIJA EKSKRETA BIOHEMIJA BUBREGA I MOKRAĆE

I. Biohemija mokraće
A. Fizičke i fizičko-hemijske osobine mokraće
B. Sastav mokraće
Neorganski sastojci
Organski sastojci
Azotni sastojci mokraće
Bezazotna jedinjenja
Fizlološki aktivjii sastojci mokraće
Patološki sastojci mokraće
Ugljeni hidrati
Acetonska tela
Belančevine
Zučne boje i njihovi proizvodi
Hemoglobin i njegovi derivati
Fenil-pirogrožđana kiselina
Alkaptonurija
Sedimenti mokraće
Neorganizovani sediment
Organizovami sediment
Konkrementi (katmenovi) mokraćnih puteva
Biohemijske funkcije bubrega
Procesi stvaranja mokraće u bubrezima
Bubrezi i održavanje acido-bazne ravnoteže
Bubrezi i održavanje izojonije krvi
Bubrezi i održavanje izotonije
Bubrezi i biohemijska korelacija
Funkcija prečišćavanja krvi ili clearance
Biohemija znoja

VIII. BIOHEMIJA NEKIH TKIVA I ORGANA

Biohemija jetre

I. Biohemijski sastav
II. Biohemijska organizacija
Jetra kao depo hranljivih materija
III. Metaboličke funkcije jetre
IV. Ekskretorna funkcija jetre

V. Jetra kao izvor toplote
Biohemija mezenhimnih tkiva
1. Biohemija tetiva
2. Biohemija rskavice
3. Biohemija kosti
Mineralizacija kostiju i zuba
4. Biohemija zu.ba
5. Biohemija aort
6. Biohemija masnog tkiva
Biohemija kože i kožnih tvorevina
1. Biohemija kože
Opšti sastav kože
Biohemija epiderma .
Biohemija krzna
Biohemija potkožnog tkiva
Biohemija kožnih tvorevina

IX. BIOHEMIJA I BIOFIZIKA MIŠIĆA I NERVNOG SISTEMA BIOFIZIKA ČELIČNE RAZDRAŽLJIVOSTI

1. Uvod
2. Stanje ćelične membrane i njen potencijal za vreme mirovanja
3. Promene ćelične membrane u momentu razdraženja i akcioni potencijal
4. Aktivni transport katjona — „Natrijumova pumpa“
Biohemija mišića
A. Poprečnoprugasti (skeletni) mišići
1. Osnovna struktura
2. Hemijski sastav
3. Promene u mišiću za vreme mišićne kontrakcije
Opuštanje (relaksacija) mišića
Rigor (kočenje) mišića pod uticajem raznih faktora
B. Srčani mišić
C. Glatki mišići
Biohemija nervnog sistema

I. Biohemijski sastav nervnog sistema

Neorganski sastojci
Organski sastojci
1. Ugljeni hidrati
2. Lipidi
3. Proteini
4. Nebelančevinski azotni sastojci
5. Metabolički proizvodi

II. Biohemijska organizacija nervne ćelije

III. Metaboličke odlike moždanog tkiva

IV. Biofizički osnovi funkcije nervnog sistema

Periferni nervi
Periferna nervna sinapsa
Blokiranje sinaptičke membrane
Ganglijska sinapsa
Centralna sinapsa

X. IMUNOHEMIJA

Metode imunohemije
Biohemija antigena
Podela antigena
Nepotpuni antigeni
Biohemija antitela
Pođela antitela
Biohemijska priroda antitela
Mesto i mehanizam sinteze antitela
Teorija o mehanizmu sinteze antitela
Reakcija antigena sa antitelima
Klasična podela amtitela
Nespecifične odbranbene supstancije prirodnog imuniteta
Osnovna literatura
Registar

Nauka o prometu materije i energije

Nauka o metabolizmu proučava sudbinu, tj. razlaganje, pretvaranje, kretanje i sintezu pojedinih neorganskih i organskih sastojaka hrane od momenta resorpcije, tj. ulaska u unutrašnju sredinu – krv ili limfu do momenta izlučivanja tih materija, ili njihovih proizvoda razlaganja preko organa za lučenje: bubrega, pluća (CO2), znojnih žlezda i debelog creva, kvantitativni odnos između pojedinih hranljivih sastojaka i količinu energije koja se oslobađa u organizmu. Mada ceo promet materije predstavlja jedinstvenu celinu, ipak iz metodoloških i pedagoških razloga nauka o pro-metu materije deli se u tri poglavlja:

1. Intermedijarni metabolizam, ili postupni promet materije proučava brojne hemijske reakcije u toku kojih dolazi do razlaganja organskih sastojaka hrane, ugljenih hidrata, masti i belančevina, do prostih sastojaka; vode, ugljendioksida i amonijaka (odnosno ureje), pretvaranje jednih sastojaka u druge (na primer, ugljenih hidrata u masti i dr.) 1 sintezu pojedinih sastojaka organizma. Ovo poglavlje se deli na procese katabolizma, tj. razlaganja ili disimilacije i procese anabolizma, tj. procese sinteze ili asimilacije.
2. Kvantitativni metabolizam proučava kvantitativni odnos pojedinih hranljivih materija i potrebe organizma za tim materijama pod raznim uslovima: rastenje, mirovanje, fizički rad i sl.
3. Energetski metabolizam proučava oslobađanje energije u toku životnih procesa pod raznim uslovima. Kod čoveka i životinja izvor te energije je potencijalna hemijska energija organskih hranljivih materija. Mada se energija oslobađa u raznim oblicima, kao merilo za intenzitet oslobađanja energije u organizmu pod raznim uslovima služi toplotna energija koju je tehnički najlakše odrediti.

Intermedijarni metabolizam metodika ispitivanja

Intermedijarni metabolizam proučava ogromni broj biohemijskih reakcija — razlaganja i sinteza koje se odigravaju u živoj ćeliji, zahvaljujući učešću velikog broja fermenata koji se nalaze u ćelijama. S obzirom da se reakcije odigravaju u tako malom prostoru kao što je ćelija i protiču velikom brzinom, njihovo proučavanje je veoma složeno. Naša današnja znanja o ovim procesima su rezultat napora velikog broja naučnih radnika i primene vrlo različite i često složene metodike. Ovde ćemo ukratko navesti najvažnije naučne metode koje su primenjivane u ovoj oblasti.

Upoređivanje sastava hrane i ekskreta. Prvi, iako površni, podaci o krajnjim proizvodima prometa pojedinih organskih jedinjenja dobiveni su ispitivanjem odnosa pojedinih sastojaka hrane i mokraće. Ova ispitivanja su pokazala da promena količine belančevina u hrani menja količinu ureje u mokraći, odnosno da pojačano raspadanje eritrocita ima za posledicu pojačano izlučivanje žučnih boja, što je omogućilo ispravni zaključak da je ureja proizvod razlaganja belančevina, a žučne boje proizvod razlaganja hemoglobina. Razumljivo je da ovo poređenje ništa ne kaže o načinu na koji pojedini proizvodi postaju od svog izvornog materijala.

Rad na izolovanim organima. Ispitivanje sastava krvi koja se provodi kroz neki izolovani organ, pre i posle proticanja kroz taj organ i ispitivanje sastava isečaka takvog organa pokazuje sposobnost pojedinih organa za razlaganje, pretvaranje i sintezu pojedinih jedinjenja. Ovakva ispitivanja na jetri su pokazala da jetrine ćelije sintetišu glikogen od raznih monosaharida, glicerina, mlečne kiseline itd., da jetra i bubreg od benzoeve kiseline i glikokola sintetišu hipurnu kiselinu itd.

Rad na kaši (homogenatima) organa i kulturi tkiva. — Ova metoda bila je takođe korisna za razjašnjenje mnogih biohemijskih procesa. Njom je, na primer, dokazano da se gama globulini sintetišu u mladim limfocitima, proučavani su procesi biohemije okoštavanja na kriščicama embrionalne kosti itd.

Rad sa prostijim organizmima. Utvrđivanje činjenice da su mnogi biohemijski procesi identični, ili bar u pojedinim fazama istovetni, u organizmu čoveka i jednoćelijskih mikroorganizama (gljivice kvasca, bakterije) omogućili su proučavanje tih procesa na tim prostijim organizmima, što je olakšalo ispitivanje tih procesa s obzirom da je rađeno na prostijim organizmima koje je moguće dobiti u proizvoljnoj količini. Ova ispitivanja odigrala su presudnu ulogu za razjašnjenje procesa razlaganja ugljenih hidrata.

Rad na pojedinim delovima ćelija. Centrifugovanjem isitnjenih organa u rastvorima soli, ili saharoze odgovarajuće specifične težine, moguće je izdvojiti pojedine delove ćelija, na primer, jedra, mitohondrije, mikrozome i sl. u čistom stanju, bez ostalih delova ćelije, pa potom ispitivati prisustvo pojedinih fermenata u tim ćeiijskim delovima i pratiti biohemijske reakcije koje ti fermenti katalizuju.

Primena inhibitora metabolizma. Biohemijske reakcije u organizmu protiču veoma brzo tako da je teško izolovati pojedine međuproizvode reakcija, pa prema tome i razjasniti tačan put razlaganja i sinteze pojedinih jedinjenja. Međutim, postoji niz hemijskih jedinjenja kao što su floricin, natrijumfluorid, monojodsirćetna kiselina, fluorosirćetna kiselina i dr. koja inhibišu pojedine fermentativne proccse i dovode do nagomilavanja određenih međuproizvoda prometa materije koji se pod normalnim okolnostima brzo razlažu, što omogućuje izolovanje i hemijsku identifikaciju tih međuproizvoda, pa prema tome i razjašnjenje celog lanca biohemijskih reakcija.

Upotreba „obeleženih“ jedinjenja. Ukoliko se umesto običnih sastojaka hrane upotrebe hemijska jedinjenja koja su »obeležena« (markirana) prisustvom nekog teškog ili radioaktivnog izotopa pojedinih elemenata, ta jedinjenja će se razlagati i pretvarati kao i ona »normalna«. Međutim, prisustvo pomenutog izotopa omogućiće da se to jedinjenje identifikuje u raznim delovima organizma, da se prati njegovo kretanje, njegovo pretvaranje u druga jedinjenja i put njegovog izlučivanja iz organizma, pošto se radioaktivni izotopi lako mogu raspoznati po emisiji odgovarajućih čestica, a teški izotopi takođe mogu dokazati određenim fizičkohemijskim metodama — masenim spektrografom. Na primer, ukoliko se životinji sa hranom da obeležena sirćetna kiselina koja umesto običnog ugljenika i C sadrži njegov radioaktivni izotop i C, pa se posle toga u masnim kiselinama telesnih depoa masti, odnosno glikogenu jetre dokaže prisustvo radioaktivnog ugljenika to je znak da se sirćetna kiselina u organizmu upotrebljava za sintezu ovih jedinjenja. Ili drugi primer: životinji se sa hranom da glikokol koji u aminogrupi umesto običnog ima teški izotop azota 13N. Posle izvesnog vremena izoluju se purinske baze iz nukleoproteida organa, ili hemoglobin iz eritrocita i u njima dokaže prisustvo 15N; odavde se s pravom može zaključiti da glikokol služi kao izvorni materijal za sintezu purinskih baza i porfirinskog prstena hema.

Upotreba obeleženih jedinjenja dobila je široku mogućnost od kako je primena uranskih peći, odnosno akceleratora stavila na raspoloženje dovoljne količine najraznovrsnijih izotopa. Oni se daju ili u obliku neorganskih jedinjenja, na primer, NaH3P2O4, ili K131J, ili u obliku organskih jedinjenja, bilo sintetisanih u laboratoriji, ili dobivenih »biološkom sintezom«, na primer, biljkama se stavi na raspoloženje 14CO2 i ove u toku asimilacije sintetišu skrob ili mame kiseline koje sadrže radioaktivni ugljenik, a potom se skrob, ili od njega dobivena glukoza daju životinjama.

U tablici broj 42a nabrojani su teški i radioaktivni izotopi koji se najćešće primenjuju u biohemiji.
Najčešće primenjeni izotopi u biohemijskim ispitivanjima (po raznim autorima)

Tablica broj 42a

Izostavljeno iz prikaza

Posmatranja na obolelim ili otrovanim organizmima. Klinička posmatranja na bolesnicima, odnosno ogledi na životinjama čiji je organizam, ili funkcija pojedinih organa oštećena davanjem pojedinih otrovnih supstanci bili su od velike koristi za proučavanje metabolizma, pošto se u tim slučajevima u mokraći ili krvi javljaju proizvodi prometa materije koji pod normalnim okolnostima bivaju razloženi do kraja. Na primer, kod šećerne bolesti dolazi do pojave acetonskih tela, čija se količina povećava sa pojačanim unošenjem masti, a iščezava sa poboljšavanjem prometa ugljenih hidrata; kod bolesnika sa pojačanom hemolizom pojačava se koncentracija žučnih boja u krvi i mokraći itd.

Kao što se vidi iz ovog kratkog pregleda, metode primenjene u ispitivanju metabolizma su veoma raznovrsne. Naša današnja znanja o metabolizmu su rezultat sinteze podataka dobivenih ovim brojnim metodama.

1. Metabolizam neorganskih sastojaka

Naše telo, a ujedno i naša hrana, sastoje se iz neorganskih i organskih sastojaka. U prve spadaju voda i neorganske soli, a u druge ugljeni hidrati, masti, belančevine (proste i složene) i vitamini. Najpre ćemo razmotriti metabolizam neorganskih sastojaka, počevši sa vodom, a potom metabolizam organskih sastojaka.

Metabolizam vode

Ranije je već rečeno da je voda kvantitativno najvažniji sastojak organizma i izložen je procenat vode u organizmu u raznim životnim dobima (tablica broj 9 na 34 strani) i raspodela vode u raznim tkivima. (tablica broj 10 na 34 strani).

Dnevna potreba za vodom je različita i zavisi od mnogih faktora: načina ishrane, fizičke aktivnosti, spoljašnje temperature itd. Smatra se da je srednja dnevna potreba za vodom za odraslu osobu koja ne radi teške fizičke poslove i ne boravi na visokoj spoljašnjoj temperaturi, oko 40 grama vode na kilogram telesne težine za 24 časa, tj. oko 2800—3000 kcm; kod odojčadi je ova potreba 3—4 puta veća (na kilogram telesne težine) no kod odraslih osoba.

U tablici broj 43 dat je pregled bilansa vode, tj. puteva i načina unošenja i izlučivanja vode kod odrasle osobe.

Prosečni dnevni bilans vode

Razumljivo je da se srednja dnevna potreba za vodom višestruko povećava ukoliko je neka osoba izložena velikim fizičkim naporima ili boravi na visokoj spoljašnjoj temperaturi.

Resorpcija vode. Kao što je već rečeno na 167 strani, voda se resorbuje u tankom i debelom crevu i njena resorpcija zavisi pre svega od osmotskih faktora: resorpcija vode se vrši kad je sadržaj u crevu hipotoničan i voda prelazi u krv, tj. u pravcu višeg osmotskog pritiska, privlačena većom koncentracijom soli u krvi i dejstvom osmotskog pritiska belančevina krvi.

Posle resorpcije voda sa krvlju kruži kroz krvotok, a u oblasti kapilara prelazi iz krvi u tkivnu tečnost.

Oblici i raspodela vode u organizmu. Voda se u organizmu nalazi u dva osnovna oblika kao slobodna i kao vezana voda.

Vezana voda se nalazi u obliku hidratacione vode telesnih koloida, a u prvom redu belančevina. Mada je hidrofilnost, pa prema tome i hidrataciona sposobnost raznih belančevina različita, smatra se da prosečno svakih 100 grama belančevina vezuje za sebe oko 50 grama vode. Mali deo hidratacione vode vezan je i za neorganske elektrolite organizma, a naročito za hloride (Haurowitz). Vezana voda ne igra ulogu rastvarača niti se smrzne pri mržnjenju tkiva.

Slobodna voda se takođe nalazi u dva oblika: kao »pokretna« voda krvne plazme i limfe i kao »fiksirana« ili »nepokretna« voda između kolagenih i elastičnih vlakana, odnosno čak i linearnih molekula, potpornih belančevina tkiva. Nepokretna voda ne ističe pri presecanju tkiva. Neki autori smatraju da je ona, između ostalog, fiksirana dejstvom elektrostatičkih privlačnih sila okolnih belančevinskih molekula.

Slobodna voda služi kao rastvarač mnogobrojnih neorganskih i organskih jedinjenja u organizmu i mrzne na niskim temperaturama.

Raspodela vode u organizmu prikazana je u tablici broj 44. Iz tablice se vidi da se sva voda organizma može podeliti na intracelularnu vodu koja se nalazi u unutrašnjosti ćelija i od okolne vode je odvojena ćelijskom membranom i na e k s t r a c e l u l a r n u vodu koja se nalazi van ćelija. Ekstracelularna voda se deli na vodu krvne plazme i na vodu intersticijalne tečnosti koja se nalazi u intersticijalnim (međućeiijskim) prostorima.

Raspodela vode u orgardzmu (iz Wright-a)

Tablica broj 44

Izostavljeno iz prikaza

Kretanje vode u organizmu. Pored kruženja vode kroz srce i krvne sudove, u organizmu se neprekidno vrši i kretanje vode između krvi i tkiva koje se može podellti u dve faze:

1. razmena vode između krvne plazme i intersticijalne tečnosti i obrnuto; i
2. razmena vode između intersticijalne tečnosti i ćelija i obrnuto.

Razmena vode između krvne plazme i intersticijalne tečnosti vrši se kroz zid kapilara koji u suštini čini. membranu sastavljenu od jednoslojnih endotelnih ćelija, visine 2—3 mikrona. Membrana kapilarnog zida ponaša se kao ultracedilo i propušta vodu, gasove (kiseonik i ugljendioksid), neorganske soli i organske sastojke koji se nalaze kao pravi rastvori. Prelaz vode u intersticijalno tkivo odigrava se u početnom (tzv. arterijskora) delu kapilara zahvaljujući pozitivnom filtracionom pritisku od oko 8 mm Hg, pošto je u tom delu kapilara hidrostatički (tj. krvni) pritisak čija je vrednost oko 32 mm Hg, za oko 8 mm Hg veći od onkotskog pritiska belančevina krvne plazme — čija je vrednost oko 25 mm Hg. Ovaj prelaz je u izvesnoj meri potpomognut i relativno višim osmotskim pritiskom u tkivima u čijim ćelijama se u toku procesa prometa materije razgrađuju pojedini hranljivi sastojci u niskomolekulske metaboličke proizvode pri čemu broj čestica u rastvoru raste. Na primer, glukoza koja ima 6 ugljenikovih atoma razlaže se u 6 molekula CO2, od kojih postaje 6 molekula bikarbonata.

U venskom delu kapilara krvni pritisak se snižava na oko 12 mm Hg, usled velikog otpora pri proticanju viskozne krvi kroz uski lumen kapilara, tako da je sad onkotski pritisak plazminih belančevina za 7—8 mm Hg veći od krvnog pritiska. Usled toga u tom delu kapilara voda iz rastvoreni metaboličkih proizvoda prelaze iz tkivne, tj. intersticijalne tečnosti, u k r v. Pri tom se u krv vraća samo jedan deo vode koja je u arterijskom delu kapilara prešla u tkivnu tečnost, dok se ostatak skuplja u limfne sudove i tim putem, posredno, vraća u krvotok.

Razmena vode između intersticijalne tečnosti i ćelija je složen fizičko-hemijski proces koji zavisi od većeg broja faktora: osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti i intracelulane tečnosti, stanje ćelijske membrane, stanje metabolizma u ćelijama, odnos pojedinih katjona s obe strane ćelijske membrane, uticaj endokrinih faktora, stanje bubrega itd. O ovim faktorima biće reči pri proučavanju fizičko hemijskih osobina i problema propustljivosti ćelijske membrane. Na ovom mestu istaći ćemo samo dve važne činjenice:

1. Pod normalnim uslovima, zahvaljujući metaboličkoj aktivnosti ćelija, na račun jednog dela energije koja se oslobađa u toku tih procesa, u ćelijama se održava veća koncentracija elektrolita nego u ekstra celularnoj tečnosti, te je stoga intracelularna tečnost hipertonična u poređenju sa ekstracelularnom tečnošću: ukupna koncentracija iznosi u intracelularnoj tečnosti 250 mEq/l, a u ekstracelularnoj tečnosti samo 155 mEq/l. Pri inhibiciji oksidacionih procesa u ćelijama dolazi do ulaska vode u ćelije, bubrenja ćelija i smanjenja ove razlike.
2. Pod normalnim uslovima održava se ravnoteža između procenta vode u krvnoj plazmi, ekstracelularnoj i intracelularnoj tečnosti.

Depol vode. U organizmu čitav niz organa i tkiva vrši ulogu depoa — skladišta vode. Deponovanje vode vrši se zahvaljujući prisustvu belančevina (kolagena i drugih) koje menjajući stepen bubrenja za sebe vezuju, odnosno otpuštaju vodu. Ovo vezivanje i otpuštanje vode je u tesnoj zavisnosti sa vezivanjem i otpuštanjem soli, a naročito natrijum-hlorida, tako da su depoi vode ujedno i depoi NaCl. Veća količina NaCl u tkivima koja deponuju vodu povećava sposobnost bubrenja belančevina, a time i kapacitet tih tkiva za vezivanje vode.

U depoe vode u organizmu spadaju: skeletni mišići (67% deponovane vode), potkožno vezivno tkivo (18%), jetra i drugi organi.

Održavanje dinamičke ravnoteže telesnih tečnosti. Za pravilno funkcionisanje organizma neophodno je da se u pojedinim tkivima podržava određeni procenat vode, kao i da bude obezbeđen relativno stalni osmotski pritisak, znači i određena koncentracija elektrolita od kojih osmotski pritisak zavisi. Zdrav organizam uspeva da ovu dinamičnu ravnotežu (tj. kretanje procenta vode i vrednosti osmotskog pritiska) održi u relativno uskim granicama zahvaljujući učešću niza organa. Tako pri ubrizgavanju izvesne količine hipotoničnog rastvora, odnosno pijenju veće količine vode, ne dolazi do većeg sniženja osmotskog pritiska usled toga što se voda brzim kruženjem krvi kroz organizam brzo raspodeli po celom telu. Jedan deo vode odlazi u telesne depoe gde se vezuje za belančevine, dok odavde jedan deo elektrolita prelazi u telesnu tečnost, čime se osmotska koncentracija donekle povećava. Ujedno ćelije krvi (eritrociti), kao i tkiva primaju izvesnu manju količinu vode ali se ona raspodeljuje na ogroman broj ćelija, te na taj način ne dolazi do izrazite hipotonije. Istovremeno bubrezi izlučuju veću količinu hipotonične mokraće, drugim rečima veliku količinu vode sa malom količinom elektrolita, te se višak vode, na taj način, odstranjuje iz organizma. Slično je i pri unošenju hipertoničnih rastvora: i oni se raspoređuju u krvi, a time i razblažuju, iz depoa se mobiliše izvesna količina vode koja doprinosi uklanjanju hipertonije, u istom smislu dejstvuje i izlazak vode iz ćelija, dok bubrezi razlučuju malu količinu hipertonične mokraće, tj. odstranjuju soli koje su dovele do hipertonije, a zadržavaju vodu.

Promene količine i raspodele vode u organizmu. Kod većeg broja oboljenja i poremećaja može doći do promene ukupne količine vode u organizmu, odnosno do promene njene raspodele, a naročito količine ekstracelularne tečnosti. Tako do smanjenja količine ekstracelularne tečnosti dolazi pri intenzivnom gubitku vode iz organizma: jako znojenje, intenzivno povraćanje i prolivi, kod opekotina, posle hirurških intervencija i teških povreda (stanje šoka), kod insuficijencije kore nadbubrežne žlezde, pri nedostatku adiuretina — ukoliko se ne unosi dovoljna količina vode itd. Do povećanja količine vode u organizmu i zapremine ekstracelularne tečnosti koje može dovesti do stvaranja edema (otoka) dolazi pri insuficijenciji bubrega, kod hipoproteinermja u organizmu, pri unošenju veće količine mineralokortikosteroida, adiuretina itd.

Pošto kod raznih oboljenja dolazi do promena zapremine ekstracelularne tečnosti, za kliničku biohemiju je važno određivanje kako celokupne telesne vode, tako i njenih komponenti.

Određivanje celokupne vode vrši se ubrizgavanjem teške vode — D20 odnosno 3H2O. Ubrizga se mala količina teške vode koja se za određeno vreme ravnomemo raspodeli u organizmu. Iz stepena razblaženja (u krvnoj plazmi) izračuna se zapremina celokupne vode.

Određivanje zapremine krvne plazme vrši se intravenskim ubrizgavanjem koloidnih supstancija koje ne prolaze kroz kapilarnu mebranu. U tu svrhu se ubrizgava koloidna boja Evans-ovo plavo (T 1824) ili belančevine krvne plazme čoveka obeležene radioaktivnim jodom.

Određivanje zapremine ekstracelularne tečnosti vrši se intravenskim ubrizgavanjem supstancija koje prolaze kroz kapilarnu membranu, ali ne ulaze u ćelije. U tu svrhu primenjuje se niz supstancija: rodanidi, bromidi, manitol, inulin, radioaktivni natrijum, odnosno hloridi itd. Vrednosti dobivene pojedinim supstancijama razlikuju se dosta, zavisno od veziyanja primenjene supstancije za belančevine, brzine njenog izlučivanja kroz bubrege itd.

Zapremina intracelularne tečnosti određuje se računski kao razlika: zapremina celokupne vode — zapremina ekstracelularne tečnosti.

Zapremina intersticijalne tečnosti takođe se izračunava kao razlika: zapremina celokupne vode — zapremina krvne plazme.

Uloge vode

Voda u organizmu igra više važnih uloga:

1. Voda je količinski najznačajniji sastojak organizma, i kod odraslih i ugojenih osoba voda čini skoro 60% ukupne težine tela.
2. Mehanička uloga: voda tkivima daje čvrstinu, gipkost i elastičnost, a u izvesnim slučajevima štiti unutrašnje organe od potresa i povreda (npr. cerebrosplinalna tečnost).
3. Voda je rastvarač svih organskih i neorganskih sastojaka organizma koji su u njoj rastvoreni bilo u obliku pravih ili koloidnih rastvora.
4. Voda je sredina u kojoj se odigravaju svi biohemijski procesi u organizmu, pošto hemijske supstance međusobno reaguju jedino u rastvorenom stanju. Istovremeno voda učestvuje u nizu biohemijskih procesa, a posebno u hidrolitičkim procesima, pošto se hidroliza složenih jedinjenja baš vrši ulaskom vode u reakciju.
5. Prenosilačka uloga. — Kružeći kroz krvotok i krećući se iz krvi preko tkivne tečnosti do unutrašnjosti ćelija i natrag voda prenosi mnogobrojna organska i neorganska jedinjenja koja su u njoj rastvorena.
6. Uloga u termoregulaciji. — Voda igra važnu ulogu u termoregulaciji na dva načina: a) zahvaljujući svom visokom toplotnom kapacitetu voda u unutrašnjim organima prima znatne količine toplote koju prenosi na periferiju tela, čime doprinosi izjednačavanju temperature pojedinih delova tela; b) isparavanjem vode organizam odaje spoljašnjoj sredini znatnu količinu toplote.

Izlučivanje vode iz organizma

Voda se iz organizma izlučuje preko bubrega u obliku mokraće, preko debelog creva kao sastojak izmeta, preko respiratornih organa, pošto je izdahnuti vazduh zasićen vodenom parom i preko znojnih žlezda u obliku znoja.

Regulisanje prometa vode

Na promet vode utiče niz faktora: nervni, hormonski, vitamini.

a) Nervni faktori

Centar za promet vode nalazi se u hipotalamusu. Ozlede i oboljenja međumozga često su praćena poremećajima u izlučivanju vode. Danas se smatra da je hipotalamus u tesnoj korelacionoj vezi sa zadnjim režnjem hipofize humoralnim putem, posredstvom hormona adiuretina reguliše izlučivanje vode. Pored toga hipotalamus preko centra za termoregulaciju i znojenje utiče i na izlučivanje vode tim putem. Pošto denervisani bubrezi izlučuju hipotoničnu mokraću, smatra se da i bubrežna inervacija utiče na izlučivanje vode, omogućujući bubrezima pravilnu reapsorpciju vode.

U novije vreme otkriven je niz detalja o mehanizmu nervne regulacije izlučivanja vode. Konstatovano je da centar za izlučivanije vode u hipotalamusu dobija nadražaje sa dve vrste receptora sa periferije: osmo-receptora i volumenskih receptora.

U literaturi nalazimo različite podatke o mestu gde se osmoreceptori nalaze. S jedne strane eksperimentalni podaci pokazuju da se osmoreceptori nalaze u hipotalamusu, a s druge da se nalaze i u karotidnim arterijama. Pri povećanju osmotskog pritiska u karotidnim arterijama (intravenskim ubrizgavanjem hipertoničnih rastvora NaCl, Na2SO4 i dr.) preko osmoreceptora u karotidnim arterijama bivaju nadraženi centri u međumozgu koji dovode do zadržavanja vode u organizmu, čime se smanjuje hipertonija izazvana ubrizgavanjem koncentrovanih rastvora i do smanjivanja količine izlučene mokraće. Pri hipotoniji povećava se količina izlučene mokraće.

Volumenski receptori (Volume receptors), tj. receptori osetljivi prema promeni zapremine, nalaze se u velikim šupljim venama i srčanim pred-komorama. Pri povećanju zapremine krvi u ovim organima, usled rastezanja njihovog zida, volumensiki receptori bivaju nadraženi, a preko njih i hipotalamus što dovodi do pojačanog izlučivanja mokraće. Neki autori tvrde da i povećavanje zapremine ekstracelularne tečnosti uopšto dejstvuje u istom smislu.

Centar za lučenje vode dejstvuje na bubrege na dva načina: direktno, nervnim putem i humoralnim putem. Danas postoje ubedljivi dokazi da jedra hipotalamusa (nn. supraoptici) luče antidiuretičnu supstanciju koja dejstvuje, na zadnji režanj hipofize i preko njega, povećavajući ili smanjujući količinu antidiuretičkog hormona povećava ili smanjuje reapsorpciju vode u bubrežnim tubulima, a time smanjuje ili povećava količinu izlučene mokraće.

b) Hormonski faktori

Hipofiza. Prednji režanj hipofize utiče na metabolizam vode uglavnom indirektno, preko drugih žlezda sa unutrašnjim lučenjem: kore nadbubrežne žlezde, štitne žlezde (preko hormonotropnih hormona — stimulina), a i svojim antagonističkim dejstvom prema endokrinom pankreasu (videti poglavlje o endokrinim žlezdama).

Zadnji režanj hipofize spada među najznačajnije faktore regulacije metabolizira vode. Po novijim ispitivanjima antidiuretični hormon neurohipofize je vazopresin. Regulisanje lučenja antidiuretičkog hormona je u tesnoj vezi sa funkcijom hipotalamusa. Antidiuretički hormon stimuliše proces reapsorpcije vode u distalnom delu bubrežnih tubula (videti lučenje mokraće). Pri hipofunkciji zadnjeg režnja hipofize proces reapsorpcije vode je smanjen te se izlučuje velika količina hipotonične mokraće, dok ubrizgavanje antidiuretičkog hormona zadnjeg režnja hipofize, dovodi do pojačane reapsorpcije vode, što može dovesti do zadržavanja vode u tkivima i pojave otoka (edema) uz lučenje male količine hipertonične mokraće.

Nadbubrežna žlezda. Kora nadbubrežne žlezde svojim hormonima mineralokortikosteroidima utiče i na promet vode, verovatno indirektno preko uticaja na metabolizam NaCl. Pri nedostatku ovih hormona zajedno sa smanjenjem koncentracije NaCl u krvi dolazi i do smanienja procenta vode u plazmi, dok ubrizgavanje mineralokortikoida dovodi do zadržavanja — retencije NaCl i vode.

Pankreas. Pri nedostatku insulina kao posledica nastale hiperglikemije javlja se glukozurija, a izlučena glukoza povlači za sobom i vodu što dovodi do pojačanog izlučivanja mokraće, tj. do poliurije. Ubrizga-vanje insulina može dovesti do zadržavanja vode u depoima i pojave edema.

Štitnjača. Pri hipofunkciji štitnjače/dolazi do bubrenja potkožnog tkiva i pojave miksedema.

c) Vitamini

Od vitamina najvažniju ulogu u regulisanju prometa vode igra aneurin (Bj). Pri njegovom nedostatku dosta često dolazi do zadržavanja vode i pojave edema.

Metabolizam natrijuma

Natrijum se sa hranom unosi u obliku kuhinjske soli (NaCl), čija resorpcija zavisi od osmotskog pritiska u crevu i krvi. Resorbovani natrijumhlorid se nalazi u krvnoj plazmi u koncentraciji od oko 600 mg% a takođe i u tkivnoj tečnosti. U eritrocitima, kao i u ćelijama ili ga uopšte nema, ili se nalazi u minimalnim količinama, te je natrijum glavni katjon telesnih tečnosti, dok je kalijum, kao što ćemo kasnije videti, glavni katjon unutrašnjosti ćelija. Ovo se najbolje vidi pri upoređivanju koncentracije natrijuma i kalijuma u krvnoj plazmi i eritrocitima:

Izostavljeno iz prikaza

U telesnim tečnostima natrijum se nalazi u obliku više soli: natrijumhlorida, primarnog i sekundarnog fosfata i bikarbonata. Natrijum-hlorid igra u krvnoj plazmi a i u ostalim telesnim tečnostima više važnih uloga: održava stalni ostmostski pritisak, služi kao aktivator niza fermenata (amilaza i dr.) služi kao izvor Cl jonova pri sintezi HCl u želucu, igra važnu ulogu u mišićnoj kontrakciji, i najzad NaCl krvne plazme, zahvaljujući selektivnoj propustljivosti opne eritrocita i razmeni Cl i bikarbonatnih jona kroz membranu eritrocita igra ulogu i u regulisanju acido-bazne ravnoteže. Bikarbonati i fosfati igraju ulogu neorganskih pufera krvne plazme i ostalih tečnosti. Potkožno vezivno tkivo ima sposobnost da veže znatne količine NaCl, te otuda igra ulogu depoa ove soli. Količina deponovanog NaCl zavisi od količine unete soli i od sposobnosti bubrega za njeno izlučivanje. Pri nemogućnosti izlučivanja NaCl, usled oboljenja bubrega, i hormonskih uticaja, kao i pri niskom osmotskom pritisku krvne plazme kod hipoalbuminemije (gladovanje, neka bubrežna oboljenja) u vezivnom tkivu se može nagomilati veća količina NaCl, što povlači za sobom i zadržavanje vode, pojačamo bubrenje tkiva i pojavu otoka (edema).

Natrijum se uglavnom izlučuje preko bubrega i znojenjem. Količina izlučene kuhinjske soli zavisi bod zdravih osoba od količine unete s hranom. Ona se kreće od 10—15 gr za 24 časa pri normalnoj ishrani, do neznatnih tragova pri dugotrajnijoj ishrani bez kuhinjske soli. Veliki gubitak NaCl pri intezivnom znojenju ili povraćanju može dovesti do ozbiljnih poremećaja u organizmu. Regulacija prometa natrijuma biće razmotrena zajedno sa regulisanjem prometa kalijuma.

Metabolizam kalijuma

Kalijum se unosi kako sa biljnom tako i sa životinjskom hranom. Resorbuje se kao i natrijum, ali se za razliku od natrijuma u telesnim tečnostima nalazi u tragu, dok se u većim količinama nalazi u ćelijama, u obliku hlorida, fosfata i bikarbonata, kao i soli sa nekim belančevinama — na primer kalijumoksihemoglobilnat u eritrocitima. Igra više važnih uloga: u ćelijama kalijumove soli regulišu osmotski pritisak i igraju pufersku ulogu; kalijumov jon pojačava bubrenje feoloida i utiče na propustljivost ćeliskih opni; pojačava nervno-mišićnu razdražljivost; ubrzava rad srca, a u većoj koncentraciji zaustavlja srce u stanju dijastole; reverzibilnim izlaskom iz mišićnih ćelija igra važnu ulogu u toku mišićne kontrakcije. Takođe učestvuje u razlagamju ugljenih hidrata i u sintezi belančevina.

Kalijumove soli se izlučuju preko bubrega.

Regulisanje prometa natrijuma i kalijuma. Promet natrijuma i kalijuma zavisi od centra za metabolizam soli koji se nalazi u hipotalamusu i od uticaja kore nadbubrežne žlezde Hormomi kore nadbubrežne žlezde iz grupe mimeralokortikosteroida (vidi kasnije) povišavaju prag izlučivanja natrijuma, stimulišući njegovu reapsorpciju, i pojačavaju izlučivanje kalijuma. Otuda i pri višku i pri nedostatku ovih hormona dolazi do poremećaja prometa natrijuma i kalijuma (videti funkcije nadbubrežme žlezde).

Metabolizam kalcijuma

Kaldijum se u hrani najvećim delom nalazi u obliku nerastvorljivih neorganskih soli ili u obliku organskih jedinjenja (kaloijumkazeinat). U želucu, pod uticajem hlorovodonične kiseline, kalcijum se pretvara u rastvorljive soli: kalcijumhlorid, rastvorljivi kalcijumfosfati Ca(H2P04)2 i u tom obliku resorbuje u tarikom crevu. Resorpcija kalcijuma u tankom crevu zavisi od velikog broja faktora od kojih neki pomažu, dok drugi inhibišu resorpciju kalcijuma.

U faktore koji stimulišu resarpciju kalcijuma u tarikom crevu spadaju: pravilan odnos kalcijuma prema fosforu u hrani 2 : 1 koji obezbeđuje stvaranje rastvorljivih fosfata, kisela reakcija u želucu koja takođe pomaže stvaranje rastvorljivih fosfata, prisustvo dovoljne količine belančevina u hrani, pošto aminokiseline postaje varenjem belančevina stimulišu resorpciju Ca, neki ugljeni hidrati (laktoza), žučne kiseline i vitamin D. U faktore koji otežavaju resorpciju kalcijuma ubrajaju se: nepravilan odnos Ca i P u hrani, nedovoljna kiselost u želucu, velika količina masti u hrani pošto kalcijum sa masnim kiselinama gradi ne rastvorljive soli (sapune), Oksalna kiselina i oksaiati iz nekog povrća (pošto se stvaraju nerastvorljivi kaicijumoksalati) i fitinska kiselina (inozitolheksafosfat) čije fosforne kiseline mogu da vežu znatne količine kalcijuma.

Resorbovani kalcijum se nalazi pre svega u krvnoj plazmi i drugim telesnim tečnostima; koncentracija u krvi je dosta konstantna – 9 – 11 mg%, a o oblicima kalcijuma u krvi biće reči u biohemiji krvne plazme. Najveći deo kalcijuma deponuje se u kostima i tvrdim delovima zuba: gleđi, dentinu i cementu. U kostima, dentinu i cementu nalazi se u obliku hidratisanog atrikalcijumfosfata (3 Ca3 (PO4)2 • 2 H2O), dok se u zubnoj gleđi kalcijum nalazi bilo kao fosfatna so – apatit (3Ca3(PO4)2 • X, gde je X kalcijumkarbonat, natrijumfluorid, kalcijumhidroksid itd.), a jednim delom i u obliku kalcijumkarbonata. U ćelijama unutrašnjih organa kalcijum se nalazi u tragovima. Proučavanja koja su vršena sa solima radioaktivnog kalcijuma 45Ca pokazala su da se kalcijum kao i fosfati neprekidno mobiliše i zamenjuje u kostima kalcijumom iz hrane. Promet je znatno življi u kostima nego u zubu.

Kalcijum igra više važnih uloga u organizmu: mehaničku pošto daje čvrstinu kostima i zubu, neophodan je za proces koagulacije krvi, aktiviše neke fermente, reguliše nervno-mišićnu razdražljivost, učestvuje u procesu mišićne kontrakcije, reguliše srčanu aktivnost potpomažući sistolu srca, a u višku zaustavlja srce u stanju sistole itd. Zbog svog dejstva na rad srca i nervno-mišićnu razdražljivost kalcijum je neophodan organizmu i sniženje koncentracije u krvnoj plazmi može dovesti do ozbiljnih promena nervno-mišićne razdražljivosti – tetanije.

Hrana savremenog čoveka ne sadrži uvek dovoljnu količinu kalcijuma. Stoga je neophodno redovno uzimanje mleka ili sira pošto oni spadaju u mali broj životnih namirnica koje su bogate kalcijumom. Dnevna potreba za kalcijumom je različita u raznim fiziološkim stanjima što se vidi iz tablice broj 45.

Dnevna potreba u kalcijumu grama za 24 časa (po Leitsh-u iz Jenkins-a).

Kalcijum se najvećim delom izlučuje iz organizma kroz crevnu sluzokožu, a samo tragovi u mokraći i znoju.
Regulisanje metabolizma kalcijuma biće prikazano zajedno sa regulisanjem metabolizma fosfora.

Metabolizam fosfora

Fosfor se u organizam unosi u obliku soli fosforne kiseline — fosfata, bilo neorganskih ili organskih vezanih za nukleoproteide, fosfoproteide, fosfatide itd. U digestivnom traktu se u koku varenja fosfati iz organskih jedinjenja najvećim delom pretvaraju u neorganske fosfate i u tom obliku resorbuju. Posle resorpcije jedan deo fosfata ostaje u krvnoj plazmi u obliku neorganskih fosfata, drugi deo odlazi u kosti gde sa kalcijumom daje neorganske fosfate, a znatan deo se ugrađuje u organska jedinjenja: nukleinske kiseline, fosfatide, slobodne nukleotide, koencime mnogih fermenata (dehidrogenaze, kokarboksilaza, piridoksin i piridoksalfosfati itd). Od posebnog značaja su organska fosfatna jedinjenja bogata energijom adenozintrifosfat i kreatinfosfat o kojima je već govoreno u biohemiji fermenata.

Fosfati igraju mnogobrojne i raznovrsne uloge u organizmu: daju čvrstinu kostima, ulaze u sastav ćelija kao sastojci fosfatida i nukieoproteida, učestvuju u akumulaciji i transformaciji energije, učestvuju u fosforilizi glikogena, a zatim u mlečnokiselinskom vrenju, sastojci su niza kofermenata (dehidrogenaze, kokarboksilaza, piridoksin 1 piridoksalfosfati itd.), igraju ulogu neorganskih pufera itd.

Fosfati se iz organizma izlučuju najvećim delom preko bubrega u obliku primarnih i sekundarnih fosfata mokraće.

Regulisanje metabolizma kalcijuma i fosfata. — U regulisanju metabolizma kalcijuma i fosfata igra ulogu više hormona. Tu na prvo mesto nesumnjivo dolazi parathormon paratireoidnih žlezda koji reguliše pravilan odnos kalcijuma i fosfora u krvi, utiče na prag reapsorpcije fosfata u bubrezima i dejstvuje na mobilizaciju i deponovanje mineralnih sastojaka u kostima (videti hormone). Pri nedostatku parathormona dolazi do povećane reapsorpcije fosfata, hiperfosfatemije i hipokalcemije u krvi. Hipokalcemija dovodi do pojačane nervno-mišićne razdražljivosti i pojave tetanije. Pri višku ovog hormona, usled sniženog praga reapsorpcije fosfata u bubrezima, javlja se pojačano izlučivanje fosfata u mokraći, hipofosfatemija u krvi i usled dejstva parathormona na kosti, mobilizacija kalcijuma iz kostiju i hiperkalcemija.

Pored parathormona na metabolizam kalcijuma i fosfata utiču još štitna žlezda, prednji režanj hipofize koji reguliše procese rastenja, a po nekim autorima i slezina i timus.

Važan regulacioni faktor je i vitamin D koji stimuliše resorpciju kalcijuma, a time, posredno, i fosfata u crevima, povećava prag reapsorpcije fosfata u bubrezima, dejstvujući kao antagonist parathormonu, obezbeđuje pravilan odnos kalcijuma i fosfata u krvi i aktiviše alkalnu fosfatazu u kostima i zubima čime reguliše proces mineralizacije. Nedostatak vitamina D dovodi do rahitisa koji je praćen poremećenom resorpcijom kalcijuma u crevima, promenjenim odnosom Ca: P u krvi i nemogućnošću deponovanja kalcijumovih i fosfornih soli u kostima (videti bio-hemiju vitamina). Vitamin C takođe utiče na pravilno deponovanje kalcijuma.

Metabolizam magnezijuma

Magnezijum se u organizam unosi kao sastojak biljne hrane. Dnevna potreba iznosi oko 0,5 gr. Nalazi se u krvi (u plazmi 2—3 mg %, a u eritrocitima 7—10 mg %), potom u kostima i zubima u obliku magnezijumovog apatita i u svim ostalim organima. Igra važnu ulogu kao aktivator nekih fermenata — fosfataza, enolaza, i dr. Prema nekim autorima učestvuje i u regulisanju toka mišićne kontrakcije. Slično kalcijumu snižava razdražljivost centralnog nervnog sistema, dejstvujući kao antagonist natrijuma i kalijuma. U većoj koncentraciji dejstvuje narkotično. Izlučuje se većim delom preko debelog creva, a manjim delom preko bubrega.

Metabolizam hlorida

Hloridi se u organizam unose u obliku alkalnih — natrijum i kalijum-hlorida. Kao dobro rastvorljive soli lako se resorbuju u tankom crevu. Hloridi se u organizmu nalaze u plazmi i ekstracelularnoj tečnosti uopšte, ali se javljaju i u ćelijama i u velikom broju sekreta; u želudačnom soku se javljaju u obliku slobodne i vezane hlorovodonične kiseline. Količina hlorida u raznim organima i tkivima je različita; koža je naročito bogata hloridima. Uloga hlorida je u regulisanju osmotskog pritiska, u aktivisanju nekih encima, služe kao izvorni materijal za sintezu HCl u želucu, a posredno učestvuju u regulisaniju acido-bazne ravnoteže (videti biohemiju krvi).

Hloridi se izlučuju iz organizma preko bubrega, sa mokraćom i kroz kožu kao sastojak znoja.

Regulisanje prometa hlorida zavisi od faktora koji regulišu metabolizam natrijuma i kalijuma.

Metabolizam bikarbonata

Bikarbonati se jednim delom unose sa hranom, a naročito onom biljnog porekla — povrće i voće koja sadrži višak alkalija. Glavni deo bikarbonata u organizmu sintetiše se od ugljendioksida koji postaje u toku prometa materije kao krajnji metabolički proizvod oksidacije sve tri grupe glavnih hranljivih materija. Odmah po postanku ugljendioksid se rastvara u vodi i daje ugljenu kiselinu koja sa tkivnim alkalijama gradi bikarbonate. O odnoisu ugljene kiseline i bikarbonata, kao i o puferskoj ulozi bikarbonata biće reči kasnije u biohemiji krvi. Ovde samo ističemo da su bikarbonati glavni neorganski pufer telesnih tečnosti.

Bikarbanati se iz organizma izlučuju preko bubrega pri višku alkalnih supstancija u organizmu.

Metabolizam sumpora

Sumpor se većim delom unosi u organizam kao sastojak organskih jedinjenja, tioaminoikiselina, a malim delom u obliku neorganskih sulfata. Treba istaći da se sulfati u crevima resorbuju samo u maloj meri pošto su to jako hidratisani i teško pokretni anjoni. Ovde podsećamo da u debelom crevu, pri procesima truljenja, od neresorbovanih tioaminokiselina postaje sumporvodonik.

U organizmu u toku razlaganja tioaminokiselina njihove tio grupe bivaju oksidisane u sumpornu kiselinu i na taj način postaju neorganski sulfati.

Neorganski sulfati u organizmu imaju više uloga: služe za sintezu prostetičkih grupa niza glikoproteida (hondroproteidi, keratosulfati, heparin), za sintezu sulfatida i za neutralizacdju niza metaboličkih proizvoda, na prvom mestu fenola i dr.

Sulfati se iz organizma izlučuju preko bubrega, u mokraći, u obliku slobodnih (neorganskih) i estarskih (vezanih, organskih) sulfata.

Jedan deo sumpora iz tio grupa služi u organizmu za neutralizaciju tragova cijanida koji se unose sa biljnom hranom ili u duvanskom dimu, pri čemu postaju neotrovni rodanidi (sulfocijanati — KCNS i NaCNS). Rodanidi se nalaze u/krvnoj plazmi, pljuvačci, i drugim sekretima i izlučuju u mokraći kao glavna komponenta tzv. »neutralnog« sumpora mokraće.

O metabolizmu organskih sumpornih jedinjenja biće reči kasnije.

Metabolizam oligoelemenata

Pored nabrojanih neorganskih sastojaka organizma u našem telu nalazi se još i nekih drugih čija je zajednička odlika da se javljaju u izvanredno maloj koncentraciji, ali ipak igraju vrlo važnu, uglavnom kakalitičku ulogu. Ti elementi, čija koncentracija, svakog pojedinačno, iznosi ispod 0,01% telesne težine nazivaju se oligoelementi, mikroelementi ili elementi u tragovima. U ove elemente spadaju: gvožđe, bakar, mangan, nikal, kobalt, cink, molibden, jod, brom, fluor, bor, silicijum i rubidijum. Ovde ćemo razmotriti metabolizam i uloge samo nekih od njih.

Gvožđe. Gvožđe se u hrani nalazi uglavnom kao fero gvožđe, ali u želucu, usled viška hlorovodonične kiseline, soli gvožđa prelaze u fero oblik i u tom obliku se i resorbuju. Inače fero soli se znatno bolje resorbuju od feri soli. Po resorpciji u crevnoj sluzokoži resorbovano gvožđe se oksidiše u feri oblik i vezuje za belančevinu apoferitin gradeći jeritin.. Ispitivanja sa raidioaiktivnim gvožđem su pokazala da je resorpcija gvožđa moguća samo dotle dok se sav apoferitin crevne sluzokože ne zasiti gvožđem, a potom, bez obzira na količinu gvožđa u hrani, resorpcija prestaje i višak se izbacuje neresorbovan sa fecesom. Iz crevne sluzokože gvožđe prelazi u krv i u plazmi se vezuje za jednu frakciju p-globulina plazme — siderofilin ili transtferin i u tom obliku prenosi do depoa gvožđa jetre i slezine, gde se deponuje u obliku feritina. Feritin se stvara i od jednog dela gvožđa oslobođenog iz raspadnutih eritrocita, dok se drugi deo deponuje ireverzibilno kao hemosiderin i ne može se više koristiti u metabolizmu. Da se na ovom mestu podsetimo, da novorođenče donosi u jetri znatnu količinu deponovanog gvožđa koje mu služi u toku prvih nekoliko meseci života, za sintezu hemoglobina i druge potrebe, pošto je mleko, kojim se odojče hrani vrlo siromašno u gvožđu. Suviše duga ishrana mlekom može otuda kod odojčad da dovede do anemije (malokrvnosti). Gvožđe koje je deponovano u obliku feritdna, odvaja se od apoferitdna i vezano kao siderofilin putem krvne plazme dospeva do ćelija, a naročito do koštane srži gde se iskorišćuje za sintezu niza jedinjenja, a na prvom mestu hemoglobina. Pri sintezi hemoglobina pre ugrađivanja u hem, gvožđe se redukuje u fero oblik uz učešće vitamina C i »nekih teških metala — bakra, mangana.

U organizmu se gvožđe nalazi kao sastojak više jedinjenja — hemoglobin, mioglobin i niza fermenata i redoks sistema: Varburgov ferment disanja, peroksidaza, katalaza, citdhromi itd.

Iz organizma gvožđe se izlučuje preko žuči, a zatim fecesom, a delom i kroz sluzokožu debelog creva, a potom opet fecesom.

Bakar se resorbuje slično gvožđu i prenosi posredstvom krvne plazme gde je vezan za alfa globulin ceruloplazmin. Ulazi u sastav niza fermenata: flavin-Cu fermenti, fenolaza, tirozinaza, oksidaza L-askorblnske kiseline i dr. Osim toga katalizuje sintezu hemoglobina. U mrežnjači učestvuje u fotohemijskim procesima, a u koži u sintezi keratina i pigmenata kože i dlake. U većim koncentracijama nalazi se u mrežnjači, jetri, srcu i bubregu. Izlučuje se sa žuči u creva.

Mangan se takođe resorbuje u tankom crevu i nalazi u većim koncentracijama u jetri, potom nadbubreženoj i štitnoj žlezdi. Igra katalitičku ulogu koja nije još sasvim rasvetljena: ugrađivanje gvožđa u organske molekule, funkcija nekih endokrinih žlezda. Pored toga je sastojak fermenta aiginaze, a aktivator fosfataza, fosforilaza i L-peptidaze.

Kobalt se nalazi u mnogim organima, ali uloga neorganskog kobalta kod čoveka nije razjašnjena. O ulozi kobalta kao sastojka vitamina B12 govori se u poglavlju o vitaminima.

Kobalt se kao i mangan izlučuje preko fecesa.

Cink se takođe resorbuje u tankom crevu i u organizmu nalazi u mnogim organima, pre svega u pankreasu i mrežnjači. Sastojak je većeg broja fermenata: karboanhidraze, urikaze, fosfataza. U malom procentu nalazi se i kao sastojak insulina. Još nije rasvetljena uloga cinka u sintezi insulina u pankreasu. Izlučuje se preko debelog creva.

Molibden je sastojak nekih flavin-metal fermenata, a silicijum se nalazi u sarkolemi (Houssay), potom u dlaci i kostima. Silicijum se izlučuje preko bubrega,

Jod takođe spada u neophodne oligoelemente i njegov nedostatak je jedan od bitnih faktora, po svemu sudeći i najvažniji, u postanku endemskog hipotireoidizma kod ljudi i domaćih životinja. Jod se unosi kao sastojak hrane, vode i sa vazduhom (primorski krajevi) i resorbuje u tankom crevu u obliku alkalnih jodida. Ispitivanja sa primenom radio-aktivnog joda 13lI pokazala su da se pod normalnim okolnostima za vrlo kratko vreme koncentriše u štitnoj žlezdi gde se ugrađuje u niz organskih jedinjenja: jodtireoglobulin, dijodtirozin, kao i u hormone štitne žlezde tiroksin triiodtironin. U maloj koncentraciji jod cirkuliše i u krvi, — jod vezan za belančevine (PBJ), uglavnom kao sastojak hormona štitne žlezde. Fiziološko dejstvo joda uglavnom je vezano za dejstvo hormona štitne žlezde: stimulisanje oksidacionih procesa u organizmu.

Brom se unosi sa hranom i najviše ga ima u krvi i štitnoj žlezdi. Stariji podaci o prisustvu velikih količina broma u hipofizi i njegovoj ulozi u pojavi sna nisu tačni i posledica su netačnih metoda doziranja. Uloga fizioloških količina broma u organizmu nije još rasvetljena.

Fluor se nalazi u zubnoj gleđi, u obliku fluorapatita, potom u kostima i štitnoj žlezdi. Nedostatak fluora dovodi se u vezu sa pojavom zubnog karijesa i tretiranje zuba fluorom, kao i fluorizadia vode za piće (1 mgr na litar) preporučuju se kao profilaktična mera protiv zubnog karijesa. U većim količinama fluoridi su jaki otrovi koji inhibišu niz fermenata i dovode do demineralizacije kostiju.

Koncentracija soli u telesnim tečnostima

Proučavajući metabolizam vode videli smo da se voda u organizmu deli na elcstracehdarnu vodu, koja se nalazi van ćelija i dalje deli na vodu krvne plazme i intersticijalnu vodu i na intracelularnu vodu koja se naiazi u unutrašnjosti ćelija. Kad se ima na umu da voda u sva tri slučaja ima ulogu rastvarača i sadrži rastvorene mnogobrojne neorganske soli i organske supstancije u obliku pravih ili koloidnih rastvora, onda proizilazi da se u organizmu nalaze tri osnovne tečnosti koje se međusobno razlikuju po vrsti i procentu rastvorenih sastojaka. Te tri osnovne tečnosti su krvna plazma, intersticijalna ili intercelularna tečnost koja se nalazi u tkivnim međuprostorima i intracelularna tečnost koja se nalazi u ćelijama. Mada sastav intracelularne i intersticijalne tečnosti varira u pojedinim organima i tkivima, ipak se može dati prosečni sastav sve tri osnovne telesne tečnosti. Da bi se mogle lakše uporediti ukupne koncantracije tri osnovne telesne tečnosti organizma obično se koncentracije pojedinih sastojaka daju ne u procentima nego u miliekvivalentima u litru. U dijagramu na slici broj 13 prikazana je koncentracija pojedinih sastojaka u krvnoj plazmi, intersticijalnoj i intracelularnoj tečnosti.

Iz dijagrama se vidi da u ukupne koncentracije sve tri telesne tečnosti različite. Tako ukupna koncentracija u krvnoj plazmi iznosi 310—320 mEq/l, od čega polovina — 155 mEq/l otpada na katjone, a polovina na anjone. U intersticijalnoj tečnosti je koncentracija nešto manja — oko 300 mEq/l, dok je koncentracija u intracelularnoj tečnosti nešto veća nego u krvnoj plazmi — po 195 mEq/l za katjone i anjone, dok je u ćelijama nekih tkiva i veća — do 250 m Eq/1. Iz izloženog se vidi da u sve tri tečnosti postoji isti broj katjona i anjona.

Iz dijagrama se vidi da postoje velike razlike u raspodeli pojedinih katjona i anjona u ekgtracelulamoj (krvna plazma i intersticijalna tečnost) i u intracelularnoj tečnosti. Glavni katjon ekstracelularne tečnosti je natrijum koji je najvećim delom vezan za hloride, bikarbonate i belančevine. Ostali katjoni i anjoni nalaze se u znatno manjoj koncentraciji. Glavna razlika između krvne plazme i intersticijalne tečnosti je u tome što intersticijalna tečnost sadrži nešto više hlorida, a znatno manje proteina od krvne plazme. Glavni katjon intracelularne tečnosti je kalijum, a zatim magnezijum dok natrijum dolazi tek na treće mesto. Ovi katjoni su vezani pre svega za fosfate i belančevine, dok se hloridi ne nalaze u mnogim tkivima, a u nekim se nalaze u maloj koncentraciji (eritrociti, nervne ćelije). Sadržaj bikarbonata u intracelularnoj tečnosti je znatno manji nego u ekstracelulamoj tečnosti.

Sl. 13. — Raspodela soli u telesnim tečnostima

Izostavljeno iz prikaza

O mehanizmu održavanja različitog sastava intracelularne i ekstra-celularne tečnosti biće reči kasnije, pri proučavanju permeabiliteta ćelične membrane i biofizike ćelične razdražljivosti.

Osmolaritet telesnih tečnosti

Pri proučavanju faktora koji utiču na osmotski pritisak (videti stranu 11—12) rečeno je da osmotski pritisak zavisi od broja rastvorenih čestica, usled čega elektroliti, a naročito soli, pod uslovom da rastvor nije suviše koncentrovan, imaju najmanje dvostruki osmotski pritisak, pošto imaju dvostruki broj čestica (tj. jona) u poređenju sa ekvimolelkulskim rastvorima ne elektrolita. Ova razlika je još veća ukoliko se radi o dvovalentnim ili trovalentnim solima.

Ukoliko se u nekom rastvoru, kao što je to slučaj sa telesnim tečnostima, nalazi rastvoreno više različitih supstancija, ukupni osmotski pritisak takvog rastvora biće jednak zbiru osmotskih pritisaka svih rastvorenih supstancija i obrnuto udeo osmotskog pritiska svake od rastvorenih supstancija u ukupnom osmotskom pritisku biće srazmeran odnosu koncentracije te supštanje prema ukupnoj koncentraciji (svih rastvorenih supstancija) u tom rastvoru. Iz rečenog proizlazi da je osmotski pritisak neke telesne tečnosti funkcija koncentracija aktivnih hemijskih sastojaka u tom rastvoru, tj. funkcija ukupnog broja jona i molekula (neelektrolita) u tom rastvoru. Osmotska aktivnost svih jona i molekula u nekom rastvoru izražava se osmolarnom koncentracijom ili osmolaritetom. Jedan osmol je osmotski pritisak jednog gram-molekula neelektrolita ili gram-jona elektrolita rastvorenog u 1 litrii rastvora i iznosi 22,4 atmosfere. Osmolarni rastvor snižava tačku mržnjenja vode za — 1,86°C. Osmol se deli na hiljadu miliosmola. Jedan miliosmol je osmotski pritisak 10 (0,001) gram-molekula ili gram-jona rastvorenog u jednom litru rastvora.

Osmolarnost krvne plazme, ili bilo koje druge telesne tečnosti, sekreta ili ekskreta može se izračunati iz sniženja tačke mržnjenja te telesne tečnosti. Dajemo primer za krvnu plazmu koja snižava tačku mržnjenja za -0,58°C.

Znači da krvna plazma ima koncentraciju od 0,32 osmola ili 320 miliosmola u jednom litru plazme. Od ovih 320 miliosmola samo 10 miliosmola otpada na neelektrolite, a 2 na proteine.

I. Vitamini rastvorljivi u mastima

1) Vitamin a ili akseroftol

Izvori vitamina A. Najbogatija izvori vitamina A su riblje ulje bakalara, riba, žumance jajeta, jetra, mleko i mlečni proizvodi: maslac, kajmak, mastan sir. U povrću se nalaze pro Vitamini A — razni karotini, čiji su najbogatiji izvori: šargarepa, spanać, salata, patlidžan. Najbogatije voće je kajsija.

Hemijska priroda. Vitamin A je derivat karotina i sastoji se od beta jononovog prstena i fitolskog lanca u kome se nalazi jedna alkoholna grupa. Poznato je više vitamina A koji se razlikuju po broju izoprenovih ostataka u fitolovom lancu, a donekle i po fiziološkoj aktivnosti.

Vitamin A je žuto kristalno telo rastvorljivo u alkoholu i drugim rastvaračima masti, kao i mastima. Termostabilan je, a razara se dejstvom ultraljubičaistih zrakova, oksidacionih sredstava i alkalija. Sa aluminijumhloridom daje karateterističnu bojenu reakciju

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza. Avitaminoza A javlja se kod čoveka i većine domaćih životinja. Prvi poremećaj je noćno ili kokošije slepilo — hemeralapija, pri čemu pacijeint normalno vidi u dobro osvetljenom prostoru odnosno danju, a gubi sposobnost prilagođavanja u uslovima slabog osvetljenja u sumraku. Uzrok ovom poremećaju je smanjenje koncentracije rodopsina (vidnog purpura) u mrežnjači. Kasnije dolazi do poremećenog orožavanja epiderma i pojave orožavanja epitela, koji pod normalnim okolnostima ne orožava. Usled orožavanja epitela suznih kanalića dolazi do prestanka lučenja suza i sušenja rožnjače, tj. do keratoze rožnjače orožali endotel rožnjače otpada, a to dovodi do bakterijske infekcije i pojave keratomalacije (razmekšavanja rožnjače) i zapaljenja očne jabučice (panoftalmije). Proces orožavanja može zahvatiti i epitel gingiva i odavde, kod dece u doba nicanja zuba, preći najpre na zubnu gleđ, što dovodi do degeneracije adamantoblasta, a zatim i na dentin. Ove promene izazivaju nepravilan razvoj i mineralizaciju gleđi i dentina. Promene se mogu naći na epitelu žučne bešike i bubrežne karlice, gde sljušteni orožali epitel može biti uzrok pojave kamenova, kao i na koži usled pojačanog orožavanja u epidermu.

Kod životinja su nađene promene u polnim žlezdama, neplodnost i oštećenje centralnog nervnog sistema.

Metabolizam i fiziološka uloga. Vitamin A se unosi bilo kao čist vitamin, ili u obliku provitamina, karotina. Za resorpciju su neophodne žučne kiseline. Resorbovani karotin dospeva u jetru gde se pod uticajem fermenta karotinaze razlaže na vitamin A. Pritom beta karotin koji u sebi sadrži dva beta jononova prstena, daje dva molekula vitamina A, dok ostali karotini (koji imaju samo po jedan beta jononov prsten) daju samo po jedan molekul A-vitamina na svaki molekul karotina.

Biohemijska uloga vitamina A nije potpuno rasvetljena. Iz posledica avitaminoze zna se da je potreban za pravilan proces viđenja, što se objašnjava prisustvom A vitamina u vidnom purpuru — rodopsinu koji igra ulogu fotohemijske supstance čije razlagainje pod uticajem svetlosnih zrakova omogućuje nadraživanje štapića u mrežnjači. Pored toga vitamin A je neophodan za pravilno rastenje, pravilan razvoj epitela, epiderma i proces razmnožavanja.

2) Vitamini D ili kalciferol (antirahitični vitamini)

Izvori. Vitamin D se nalazi u ribljem ulju bakalara, ali isto tako i u ribljem ulju iz drugih morskih riba, zatim u ribi, mleču, maslacu i jajima, pod uslovom da su životinje od kojih ovi proizvodi potiču dobijale dovoljno vitamina D, ili unosile dovoljno njegovog provitamina i bile izložene sunčevoj svetlosti. Provitamin D ergosterin nalazi se u kvascu i pečurkama.

Hemijska priroda. Poznato je više jedinjenja sa antirahitičnim dejstvom, koji su svi sterinski derivati. Od njih su najvažniji vitamin D3 iz ribljeg ulja, derivat 7—dehidroholesterina i vitaimina D2 derivat ergosterina. Ova dva vitamina mogu postati in vitro i in vivo (u organizmu) pod uticajem ultraljubičastih zrakova direktne sunčeve svetlosti ili kremene svetiljke (»kvarc-lampe«). Pritom pretvaranje ide preko niza proizvoda, koji postaju preraspodelom dvogubih veza u drugom prstenu sterinskog jezgra i najzad, otvaranjem ovog prstena. Razlikuju se po bočnom lancu na C atomu 17. Pretvaranje ergosterina u vitamin D2 vidi se iz donje šeme:

Izostavljeno iz prikaza

Šema nam pokazuje da pri suviše intenzivnom zračenju pretvaranje ide dalje i da od vitamina D postaju suprasterini i tokosisterin, od kojih ovaj poslednji ima toksično dejstvo po organizam.

D-avitaminoza. Najčešće se javlja kod odojčadi i dece u toku druge godine života, — rahitis ali se pod naročito nepovoljnim uslovima može javiti i u doba puberteta, kao i kod gravidnih žena — osteomalacija. Najvažniji poremećaj je u procesu okoštavanja i metabolizmu kalcijuma i fosfora. Zaustavljanje procesa okoštavanja javlja se u oblasti velike fontanele (kraniotabes) na lobanji, a zatim i na ostalim kostima. Pri tom dolazi do zadebljavanja metafiza (epifizno-dijafizne granice) na dugim kostima, što se primećuje na kostosternalnim granicama u obliku rahitičnih brojanica. Nedovoljno mineralizovane kosti podležu deformaciji na primer kosti udova — »O« i »X« noge, deformacija karličnih kostiju, kičmenog stuba, grudnog koša »kokošije grudi« itd. Poremećeni metabolizam kalcijuma i fosfora odražava se i u krvi gde se nalazi laka hipokalcemija (sniženje koncentracije kalcijuma) i znatna hipofosfatemija. Resorpcija je otežana, a izlučivanje fosfora u mokraći povećano. Poremećeni odnos kalcijuma i fosfora može dovesti i do povećane nervno-mišićne razdražljivosti i pojave tetanije (videti paratireoidne žlezde).

Osteomalacija se javlja u vreme bremenitosti i u njenoj etiologiji učestvuju pored D-hipovitaminoze, nedovoljno unošenje kalcijuma i fosfata sa hranom, kao i uticaj ovarijuma i placente na mobilizaciju mineralnih sastojaka iz kostiju (videti endokrinu regulaciju trudnoće). Manifestuje se mobilizacijom kalcijuma i fosfora iz kostiju i deformacijom i prelomima kostiju.

D-hipervitaminoza. Neki autori su kod ljudi i eksperimentalnih životinja pri davanju velikih doza vitamina D zapazili toksične pojave: povraćanje, demineralizaciju kostiju, hiperkalcemiju itd. Dok neki od ovih autora ove pojave tumače kao D-hipervitaminozu, drugi su mišljenja da su one posledica davanja nedovoljno čistih preparata i primesa toksičnih proizvoda zračenja ergoterina (toksisterin), a da D-hipervitaminoze ne postoje. Ipak pri davanju velikih doza D vitamina treba brižljivo posmatrati bolesnika, kontrolisati nivo kalcijuma u krvi, i izbegavati preterano sunčanje i kvarcovanje.

Metabolizam i fiziološke uloge vitamina D. Za resorpciju vitamina D i njegovih provitamina neophodno je prisustvo žučnih kiselina. Provitamini ergosterin i 7-dehidroholesterin se u koži pod uticajem ultraljubičastih zrakova pretvaraju u odgovarajući D-vitamin.

Fiziološke uloge vitamina D su višestruke. On stimuliše resorpciju kalcijuma iz digestivniog trakta, što je nesumlijvo dokazano primenom radioaktivniog 45Ca kod rahitičnih organizama pre i posle davanja vitamina D. Preko kalcijuma stimuliše i resorpciju fosfata. U bubrežnim tubulima dejstvuje kao antagonist parathormonu i povećava prag reapsorpcije fosfata, a time sprečava izlučivanje fosfata u mokraći. Dejstvujući na resorpciju kalcijuma i fosfata i izlučivanje fosfata vitamin D obezbeđuje pravilan oldnos i fiziološki nivo kalcijuma i fosfata. U kostima i zubima obezbeđuje pravilnu mineralizaciju, s jedne strane pošto obezbeđuje pravilan odnos kalcijuma i fosfora, a zatim pošto aktiviše ferment alkalnu fosfatazu koja utiče na proces deponovanja trikalcijumfosfata. Postoje podaci da Vitamin D utiče na aktivnost fosfataze i u drugim organima.

3) Vitamin E (antisterilitetni) tokoferol

Izvori. Vitamin E se nalazi u klicama žitarica (pšenica, ovas i dr.) i ulju dobivenom iz ovih klica, pamučnom semenu, soji, kikirikiju i orasima. U manjim količinama nalazi se u mesu i unutrašnjim organima, mleku i jajima i nekom povrću — grašak, pasulj i kelj.

Hemijska priroda. Vitamin E je žućkasto ulje rastvorljivo u mastima i rastvaračima masti, osetljivo prema oksidaciji. Hemijski je derivat cikličnog prstena durohinona za koji je vezan fitolov lanac. Postoji više srodnih jedinjenja s fiziološkim dejstvom vitamina E.

Avitaminoza E. Kod ljudi nije sa sigurnošću konstatovana. Kod oglednih životinja (pacov) nedostatak ovog vitamina izaziva kod mužjaka atrofiju semenih kanalića, prestanak stvaranja spermatozoida i sterilitet. Kod ženki se znaci avitaminoze ispoljavaju pre svega za vreme bremenitosti — usporen razvoj uterusa, placente i plodova, degenerativne promene na placenti i smrt fetusa i pobačaj.

Izostavljeno iz prikaza

Pored ovih promena na polnim organima zapažene su degenerativne promene u poprečno i prugastim mišićima (pacov, miš, plovka) i centralnom nervnom sistemu — encefalomalacija.

Fiziološka uloga. Iz izloženog proizilazi da je vitamin E neophodan za pravilan razvoj i funkciju polinih organa, za pravilan tok bremenitosti — razvoj placente i plodova, za pravilan razvoj i funkciju poprečno prugastih mišića i centralnog nervnog sistema. Ispitivanja in vitro su pokazala da vitamin E ima izrazito antioksidaciono dejstvo i da sprečava pojavu užeglosti kod masti. Ovo antiaksidaciono dejstvo postoji i u organizmu gde vitamin E reguliše intenzitet oksidacionih procesa sprečavajući preterane oksidacije. Postoji mišljenje da tokfeoforol učestvu-je u regulisanju spregnutih reakcija oksidacione fosforilizacije i potpomaže konzervisanje energije oslobođene u tdku okđidacije ugljenih hidra-ta i masti u oMiku fosfatnih jedinjenja bogatih energijom. Najzad, postoje podaci da vitamin E poitpomaže raspodelu i razlaganje masnih kiselina, potpunu oksidaeiju proizvoda razlaganja masnih kiselina i da učestvuje u metabolizmu sterina i arginina.

4) Vitamin F esencijalne masne kiseline

Izvori. Esencijalne masne kilseline se uglavnom nalaze u biljnim uljima — laneno, suncokretovo, sojino i iz kikirikija.

Hemijska priroda. Esencijalne masne kiseline su višestruko nezasićene masne kiseline: linolska C17H31COOH (sa dve) linolenska (C17H29COOH) (sa tri) i arahidonska C19H31COOH (sa četiri dvogube veze). Pošto čovečiji i životinjski organizam nisu u stanju da sintetišu višestruko nezasićene masne kiseline one se unose sa biljnim mastima, dok ih životinjske masti ne sadrže.

Avitaminoza kod ljudi nije još konstatovana. Kod niza životinja — pas, pacov, pilići — nedostatak esencijalnih masnih kiselina dovodi do zaustavljanja rastenja, gubitka težine, smanjenja plodnosti, promena na dlaci i perju itd.

Fiziološka uloga. Esenclijalne masne kiseline utiču na aktivnost lipaza, pravilnu raspodelu masti u unutrašnjim organima, regulišu oksidacione procese i utiču na pravilno rastenje.

5) Vitamin K — Antihemoragični vitamin — filohinon

Izvori. Vitamin K se nalazi u jetri, zelenom povrću: spanać, kupus, potom u mladoj koprivi i nizu drugih biljaka. Sintetiše ga i mikroflora u debelom crevu.

Hemijska priroda. U prirodi postoji više srodnih jedinjenja sa fiziološkim dejstvom vitamina K (vitamini Kx, K, itd.). Njihova zajednička odlika je što u sebi sadrži naftohinonov derivat-2-metil, 1, 4-naftohinon i fitolov lanac koji je vezan u položaju 3. Pojedini vitamini K međusobno se razlikuju po dužini bočnog fitolovog lanca. Ispitivanja su pokazala da vitaminsko dejstvo potiče od naftohinonovog prstena i veštački sintetisani 2-metil-l, 4-naftohinon može se upotrebiti pri lečenju K-avitaminoze.

Rastvorijiv je u mastima i rastvaračima masti, termostabilan, osetljiv prema oksidacijama i redukciji.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza se javlja kod odraslih ljudi čija hrana ne sadrži vitamin K, a kod kojih je terapijom sulfonamidima ili antibioticima (streptomicin, hloromicetin i dr.) došlo do redukcije mikroflore u debelom crevu. Takođe se javlja i kod osoba kod kojih usled zapušenja žučhih puteva (opturacioni ikterus) dolazi do nemogućnosti resorpcije vitamina K usled nedostatka žučnih kiselina u crevima. Najzad, uzimanje dikumarolovih derivata koji igra ulogu K-antivitamina (v. kasnije) može takođe dovesti do znakova K-avitaminoze. Ona se manifestuje hemoragijama (krvavljenjima) posle povrede, ali i spontano iz sluzokoža i unutrašnjih organa čiji je uzrok dvojak: smanjena koncentracija protrombina i stabilnog (VII) kofaktora koaguiacije u krvi i povećana prapustljivost kapilara.

Fiziološka uloga. Vitamin K se resorbuje jedino u prisustvu žučnih kiseliina. Posle resorpcije dospeva u jetru i ulazi u sastav fermenata koji u jetri učestvuju u sintezi protrombina i njegovog stabilnog (VII) kofaktora koagulacije. Otuda je uloga vitamina K u procesu koagulacije indirektna, — obezbeđivanje dovoljne koncentracije protrombina i stabilnog kofaktora koagulacije. Druga uloga je u održavanju fiziološke propustljivosti kapilara; mehanizam ovog dejstva nije poznat. Najzad, izvesni autori (Martius) smatraju da Vitamin K kao hinoidna supstancija učestvuje u prenošenju elektrona između sistema dehidrogenaza i sistema aktivatora kiseoniika.

II. Vitamini rastvorljivi u vodi

Vitaminski kompleks B

Vitaminski komplekis B obuhvata veći broj vitamina čija je zajednička odlika da se nalaze u kvascu, a mnogi među njima i u žitaricama. U početku razvoja nauke o vitaminima smatrano je da se u ljusci žitarica nalazi samo jedan vitamin, koji je nazvan Vitaminom B dok su kasnija ispitivanja pokazala da se tu nalazi veći broj vitamina koji su obeleženi kao B1, B2 itd.

6) Vitamin B1 — Aneurin ili tiamin (anti beri-beri)

Izvori vitamina B1 su: kvasac, ljuske (mekinje) žitarica (pšenica, pirinač, raž i dr.), unutrašnji organi — jetra, srce, mozak, mišići, grašak, karfiol, soja, sočivo, lešrii’k i orah.

Hemijska priroda. Aneurin je heterociklično jedinjenje sastavljeno od pirimidinovog i tiazolovog prstena. U organizmu se nalazi u obliku aneurin-pirofoisfata koji je ustvari koferment kokarboksilaza. (v.str. 134). Rastvorljiv je u vodi i alkoholu, termolabilan, osetljiv prema dejstvu oksidacija i alkalija.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza. Nedostatak, vitamina B1, kod čoveka dovodi do karakterističnog oboljenja beri-beri, koje ima više oblika. Najčešći je nervni oblik — koji se javlja u obliku polineuritisa — zapaljenja većeg broja perifernih nerava, koje se obično javlja na distalnim krajevima ekstremiteta (šake i stopala), praćenog paraliziom i atrofijom mišića, pa se potom širi proksimalno. Nađene su i promene u centralnom nervnom sistemu.

Već pri ovom obliku dosta često se javlja bradikardija, dok ponekad može doći do srčanog oblika bolesti sa slabošću miokarda. Najzad postoji i edemski oblik sa nagomilavanjem tečnosti u potkožnom tkivu i pojavom edema (otoka). Kod B1 — avitaminoze konstatovan je poremećaj u metabolizmu ugljenih hidrata sa nagomilavanjem pirogrožđane i mlečne kiseline. Ujedno, hrana bogata ugljenim hidratima i fizički napori favorizuju pojavu beri-beri-a.

Od B1 avitaminoze oboljevaju i neke životinje kao pas, svinja, kokoš, golub, a ređe i druge.

Fiziološka uloga. Vitamin B1 kao sastojak kokarboksilaze igra važnu ulogu u procesima dekarboksilacije, naročito keto kiselina, a na prvom mestu pirogrožđane kiseline, otuda kod beri-beria nagomilavanje pirogrožđane i mlečne kiseline, uz smanjeno razlaganje ugljenih hidrata. U vezi s tim je i značaj ovog vitamina za stvaranje fosfatnih jedinjenja bogatih energijom, ATP i dr., pošto je sinteza ovih jedinjenja najtešnje vezana sa razlaganjem ugljenih hidrata, odakle potiče energija za postanak labilnih fosfatnih jedinjenja bogatih energijom.

Po mišljenju izvesnih autora vitamin B1 je neophodan i za provođenje impulsa (procesa razdraženja) u nervnim vlaknima.

7) Vitamin B2 — Laktoflavin ili riboflavin

Izvori. Laktoflavin se nalazi u kvascu, mleku, unutrašnjim organima (jetra, bubrezi, srce, mišići) i nekom povrću, grašak, karfiol, kelj spanać.

Hemijska priroda. Laktoflavin je derivat izoailoksazina, kristalno jedinjenje, žućkaste boje, pokazuje pojavu fluorescencije. Rastvorljiv je u vodi i alkoholu, termostabilan, raspada se pod uticajem alkalija, svetlosti i oksidacionih sredstava.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza. Nedostatak vitamina B2 dovodi kod čoveka, do oboljenja poznatog kao ariboflavinoza. Znaci su promene na očima: »snežno slepilo« sa fotofobijom (preosetljivost prema intenzivnom osvetljenju); infiltracijom rožnjače krvnim sudovima iz limbusa, a u ređim slučajevima i promenama na mrežnjači i retrobulbarnim neuritom. Zatim se javljaju promene na koži i sluzokožama, od kojih ističemo one u ustima: stomatitis angularis (zapaljenje sluzokože usnica, pretežno u uglovima), sa deskvamacijom epitela i krvavljenjima, potom gingivit i glosit — itd.

Nedostatak B2 vitamina dovodi do avitaminoze kod niza životinja kod kojih dolazi do zaustavljanja rastenja, anemije, nervnih i kožnih poremećaja itd.

Fiziološka uloga. Vitamin B2 igra vrlo važnu ulogu u metaboličkim procesima kao sastojak kofermenta velike grupe encima — flavin — dehidrogenaza. Iz nauke o fermentima znamo da ova grupa encima obuhvata više desetina encima koji učestvuju u oksidaciji (dehidrogenovanju tj. oduzimanju vodonaka) niza važnih jedinjenja kao što su izolimunska kiselina, masne kiseline, aldehidi, purinske baze, aminokiseline itd. Zatim, izvesni fermenti ove grupe učestvuju u prenošenju elektrona sa drugih dehidrogenaza do sistema citohroma (diaforaza, citohrom reduktaza), odnosno u prenošenju vodonika i elektrona do drugih akceptora vodonika, kao što je slučaj sa starim žutim fermentom koji vodonik primljen od dehidrogeneza predaje bilo molekulskom kiseoniku (uz stvaranje H202) ili raznim organskim jedinjenjima koja se pritom redukuju (u anaerobnim organizmima).

Po sastavu koencima flavindehidrogenaze se dele u više grupa: stari žuti ferment (laktoflavin-ribozo-fosfat), novi žuti fermenti FAD-flavin-adenin dinukleotid i flavin encimi sa metalnim katjonima (Fe, Cu i dr.).

8) Vitamin PP — Amid nikotinske kiseline — antipelagpjcni

Izvori. Amid nikotinske kiseline nalazi se u kvascu, žitaricama, unutrašnjim organima (jetra, bubreg), kikirikiu itd.

Hemijska priroda. Protivpelagrični vitamin je piridinov derivat — amid nikoitinske kiseline, mada i sama nikotinska kiselina ima vitaminsko dejstvo. Kristalno jedinjenje rastvorljivo u vodi i alkoholu.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza. Nedostataik PP-vitamina je najvažnijii, ali ne jedini faktor u pojavi bolesti pelagre koja se masovno javlja u nekim delovima sveta (Meksiko, Italija, kod nas je ima u Kosmetu, nekim delovima Sandžaka). Pelagra se javlja u oblastima gde se stanovništvo hrani pretežno kukuruznim hlebom, uz unošenje male količine animalnih belančevina. Smatra se da pored nedostatka amida nikotinake kiseline u etiologiji pelagre igraju važnu ulogu i nedostatak nekih drugih vitamina B grupe, kao i nekih esencijalnih aminokiselina, a pre svega triptofana. Kod pelagre se javlja niz simptoma, a pre svega D trias: dermatit — promene na koži, najpre zapaljenje, a potom pigmentacija, koje se pre svega nalaze na delovima tela izloženim svetlosti (lice, gde su promene često simetrične »fenomen leptira«, šake, vrat itd.). Promene se, nalaze i na sluzokoži usne duplje — a pre svega na jeziku — glosit sa jako izraženim crvenilom i atrofijom papila.

Drugi simptom trijasa je diareja, uporni proliv. Pored proliva nalazi se i gastrit, zapaljenje želudačne sluzokože sa smanjenim lučenjem želudačnog soka.

Treći simptom trijasa je demencija, psihičke promene koje počinju sa osećajem zamora, iscrpenosti, pa prelaze u nemir, svadljivost, bezrazložni strah i najzad dovode do gubitka pamćenja, zbunjenosti, propadanja inteligencije i pravih psihoza koje zahtevaju psihijatrisko zbrinjavanje. Uz ove simptome javljaju se i neuriti.

Pelagra se može javiti i kod oglednih životinja, pas, svinja i živina.

Fiziološka uloga. Amid nikotiniske kiseline igra važnu ulogu u oksidacionim procesima u organizmu, pošto je sastojak kofermenata velike grupe oksidacionih fermenata piridin-dehidrogenaza. Ovi encimi oksidišu veliki broj organskih jedinjenja od kojih oduzimaju po dva vodonika, koje potom predaju flavin-dehidrogenazama. Prema sastavu kofermenta piridin-dehidrogenaze se dele u dve osnovne grupe: fermenti koji kao koferment sadrže kodehidrazu I — DPN (difosfo-piridin-nukleotid) i fermenti koji sadrže kodehidrazu II — TPN (trifosfo-piridin-nukleotid).

Kodehidrogenaze tipa I igraju i važnu ulogu u reakcijama oksidacione fosforilizacije, na taj način što jedan deo energije koja se oslobađa pri oduzimanju vodonika od supstrata pod njihovim uticajem, biva iskorišćen za stvaranje labilnih fosfatnih veza bogatih energijom, koje postaju od običnih neorganskih fosfata. Ovakav slučaj se javija pri oksidaciji glicerinaldehid-fosfata u 1,3-difosfoglicerinsku kiselinu.

Amid nikotinske kiseline igra važnu korelacionu ulogu sa korom nadbubrežne žlezde i preko nje utiče na metabolizam elektrolita — natrijuma i hlora.

9) Vitamin B6 — Piridoksin

Izvori. Vitamin B6 nalazi se u kvascu, unutrašnjim organima, žitaricama i hlebu, grašku, krompiru, kupusu itd. Sintetiše ga i crevna flora debelog creva.

Hemijska priroda. Vitamin B6 je piridinov derivat i u organizmu se nalazi u više oblika: kao piridoksin, kao njegov oksidacioni oblik, aldehid, piridoksal, vezan sa fosfornom kiselinom u obliku piridoksal-fosfata i kao aminoderivat piridoksamin, odnosno piridoksamin-fosfat.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza se uglavnom javlja kod oglednih životinja, pod laboratorijskim uslovima, sa promenama na koži (dermatit), anemijom, nervnim poremećajima itd. Kod ljudi se retko javlja, uglavnom kod odojčadi hranjene konzerviranim mlekom. Znaci su kod dece dermatit, povraćanje i nervni poremećaji sa konvulzijama (grčevima), dok se kod odraslih pored dermatita nalazi glosit, i nervni poremećaji: opšta slabost, vrtoglavice i dr.

Fiziološka uloga. Vitamin B6 se nalazi u nizu fermenata koji učestvuju u katabolizmu razlaganju i pretvaranju aminokiselina. Tako ovaj vitamin, u obliku piridoksalfosfata učestvuje u procesima dezaminacije i transaminacije (prenošenje aminogrupa sa jedne aminokiseline na drugu), potom u procesima racemizacije (pretvaranja aminokiselina u L-oblik i obrnuto), u dekarboksilaciji aminokiselina, u oduzimanju SH grupa iz tioaminokiselina itd.

10) Biotin — Vitamin H

Izvori. Biotin se nalazi u žumancetu, kvascu, unutrašnjim organima, naročito jetri, u grašku, pasulju, karfiolu, pečurkama, kikirikiju, čokoladi itd.

Hemijska priroda. Biotin je heterociklično sumporno jedinjenje za koje je vezana valerijanska kiselina — 2-keto, 3, 4-imidazolido-tetra-hidrotiofen, za koji je vezana valerijanska kiselina. Kao što se iz imena i formule vidi, biotiriov prsten se može smatrati kondenzacionim proizvodom derivata imidazola sa hidriranim tiofenom. Teško je rastvorljiv i sa nekim belančevinama, a naročito avidinom iz belanceta daje nerastvorljivo jedinjenje koje se ne može resorbovati.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza usled nedostatka biotina može se izazvati kod goveda, kokoši, majmuna i pacova. Kod ljudi se ova avitaminoza spontano ne javlja, ali je kod dobrovoljaca koji su više nedelja sa hranom uzimali veće količine sirovog belanceta, a time i unosili avidin koji sprečava resorpciju vitamina dobiven dermatit, sličan seboroičnom dermatitu (zapaljive promene na koži, praćene pojačanom sekrecijom i stvaranjem krasta). Kod oglednih životinja promene su raznovrsnije: pored dermatita zapaženo je zaustavljanje rastenja, anemija, nervni poremećaji i masna degeneracija jetre.

Fiziološka uloga. Biotin se unosi u organizam i nalazi u pojedinim organima u tako maloj količini da je verovatnije da on dejstvuje kao aktivator, ili katalizuje na sličan način, dejstvo niza fermenata, nego da je njihov sastojak. No i pored toga biotin katalizuje niz važnih biohemijskih procesa u organizmu, a naročito procese dekarbdksilacije i karboksilacije, tj. vezivanja ugljendioksida (iz bikarbonata) sa keto i nekim aminokiselinama čime učestvuje u sintezi dikarbonskih keto kiselina (npr. oksalsirćetne od pirogrožđane i CO2) i dikarbonskih aminokiselina (asparaginske od alanina i CO2). Zatim biotin katalizuje pravilno iskorišćavanje i raspodelu masti u organizmu. Najzad, on je neophodan za rastenje sisara, ptica, kao i niza mikroorganizama.

11) Inozitol

Izvori. Inozitol je dosta rasprostranjen u biljnim i životinjskim organizmima. Najbogatiji su izvori kvasac, zrna žitarica i voće, naročito pomorandže. U biljkama se nalazi bilo slobodan ili u obliku fitinske kiseline. Sintetiše ga i crevna flora.

Hemijska priroda. Inozitol je heksaoksibenzol, dok je fitinska kiselina inozitol-heiksafosfat (v. formulu). Dobro je rastvorljiv u vodi i alkoholu, delimično se inaktiviše zagrevanjem.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza kod ljudi nije poznata. Može se izazvati kod oglednih životinja pacov, pas, miš i dr. Kod glodara se javlja ispadanje dlaka i masna degeneracija jetre, dok kod pasa preovlađuju promene u digestivnom traktu — povećanje tonusa zida, naročito pilorusa uz usporenu peristaltiku.

Fiziološka uloga. Uloga inozitola nije još rasvetljena. Zna se da je sastojak izvesnih f’osfatida (inozitol-fosfatidi) koji se nalaze naročito u centralnom nervnom sistemu. Osim toga igra lipotrofnu ulogu, obezbeđujući pravilnu raspodelu i iskorišćavanje masti u organizmu. Fitinska kiselina kao derivat inozitola u stianju je da veže šest atoma kalcijuma za svaki molekui u obliku nerastvorljivog jedinjenja i time da inhibitorno utiče na njegovu resorpciju.

12) Pantotenska kiselina

Izvori. Najbogatiji izvori pantotenske kiseline su kvasac, jetra, žumance, kikiriki, potom zrna žitarica, dok se u manjim- količinama nalazi u povrću.

Hemijska priroda. Pantotenska kiselina je kondenzacioni proizvod beta alanina i metilovane dioksibuterne kiseline, tj. a, Y-dioksi, (3, (3-di-metilbutiiril-(3-analin. Rastvorljiva je u vodi, optički aktivna (desni oblik je dvaput fiziološki aktivniji od racemata). U farmakologiji se upotrebljava kao kalcijumova so — kalcijumpantotenat. Sintetišu je crevni mikroorganizmi.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza se dobija kod niza laboratorijskih životinja. Na osnovu iskustva stečenog na zarobljenicima u japanskim zarobljeničkim logorima za vreme II svetskog rata, smatra se da se ova avitaminoza, pod izuzetno nepovoljnim uslovima ishrane, može javiti i kod ljudi. Kao znaci ove avitaminoze opisani su oštećenje mrežnjače, atrofija optikusa, stomatit i dermatit na stopalima: crvenilo, bol i osećaj pečenja (»burning feet« po anglosaksonskim autorima). Promene kod životinja su raznovrsnije: zaustavljanje rastenja, gubitak pigmenta iz dlake, dermatit, oštećenje koštane srži sa anemijom i leukopenijom, nervni poremećaji i dr.

Fiziološka uloga. Pantotenska kiselina je faktor rastenja za niz mikroorganizama, kvasac i višećelične organizme. Ona je bitni sastojak koencima A koji, kao što je poznato iz nauke o metabolizmu, igra centralnu ulogu u metabolizmu jer se uz njegovo učešće vrši razlaganje, kao i međusobno pretvaranje svih najvažnijih organskih sastojaka organizma: ugljenih hidrata, masti, prostih i složenih belančevina.

13) p-Aminobenzoeva kiselina

Izvori: kvasac, jetra, pirinač, a naročito ljuske, žitarice, crni hleb itd.

Hemijska priroda. Hemijska struktura proizilazi iz samog naziva, ovaj vitamin je benzoeva kiselina kod koje je u para položaju vezana amino grupa.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza kod čoveka nije poznata. Dobivena je pod laboratorijskim uslovima kod pacova, pilića, miševa. Manifestuje se zaustavljanjem rastenja, depigmentacijom dlake itd.

Fiziološka uloga. p-aminobenzoeva kiselina je neophodna za rastenje i razmnožavanje velikog broja mikroorganizama, naročito patogenih, tj. izazivača zaraznih bolesti, ali takođe i za rastenje sisara. Danas se zna da ulazi u sastav folne kiseline (v. kasnije) te se time, donekle, tumači njen uticaj na rastenje. Izvesni mikroorganizmi su u stanju da sintetišu folnu kiselinu, ukoliko imaju na raspoloženju p-aminobenzoevu kiselinu. Značajno je istaći da su sulfonamidi antivitamini, tj. hemijski antagonisti p-aminobenzoeve kiseline, čime se i tumači bakteriostatičko dejstvo ove grupe lekova. O mehanizmu dejstva sulfonamida biće kasnije reči.

Fiziološka uloga p-aminobenzoeve kiseline u organizmu kičmenjaka nije još rasvetljema.

14) Holin

Mada se holin sintetiše u organizmu sisara, ipak njegov nedostatak dovodi do karakterističnih poremećaja kod nekih sisara, te ga stoga mnogi auron i ubrajaju u vitamine. Pošto avitaminoza usled nedostatka holina nije opisana kod čoveka, nećemo se zadržavati na njegovom fiziološkom dejstvu jer je o njemu govoreno na drugom mestu.

Antianemični vitamini

Anemija, smanjenje broja eritrocita, je nespecifični simptom koji se javlja kod niza avitaminoza. Ipak su dva vitamina od naročite važnosti za pravilnu funkciju koštane srži i stvaranje i sazrevanje eritrocita, a to su folna kiselina i vitaminska grupa B12. Njihovo otkriće značilo je s jedne straine kraj dugogodišnjim ispitivanjima u vezi sa problemom perniciozne anemije, oboljenja čije su odlike jako smanjen broj eritrocita, uz pojavu većeg procenta hemoglobina u pojedinim eritrocitima (hiperhromna anemija). Istovremeno, otkriće ova dva vitamina značilo je otkrivanje dve veoma značajne katalitičke supstancije. Koje omogućuju sintezu nuklelinskih kiselina i belančevina, a time i procese rastenja i deobe ćelije i rastenja i razvoja organizma uopšte.

15) Folna kiselina (Pteroil-glutaminska kiselina)

Izvori. Najbogatiji izvori folne kiseline su kvasac, jetra, bubrezi, pečurke i zeleno povrće — spanać i dr.

Hemijska priroda. Folna kiselina je pteroil-glutaminska kiselina, što znači da je njen molekul sastavljen od glutaminske kiseline, paraaminobenzoeve kiseline i pteridina (koji predstavlja kondenzovano, heterociklično, azotno jezgro). Folna kiselina je čvrsto telo, dosta slabo rastvorljivo u vodi i termolabilno.

Izostavljeno iz prikaza

U organizmu se kao metabolički aktivni oblik nalazi njen proizvod redukcije folinska kiselina ili citrovorum factor (nazvana ovako što je neophodna za rastenje mikrooirganizma Leuconostoc citrovorum). Folinska kiselina je formil-tetrahidropteroil-glutaminaka kiselina.

Avitaminoza je opisana kod čoveka, majmuna i niza laboratorijskih životinja. Kod ljudi se javlja makrocitna, hiperhromna anemija (smanjenje broja eritrocita uz pojavu eritiocita makroblastne loze), potom smanjenje broja leukocita, naročito granulocita (granulocitopenija) i trombocita, dalje glosit, poremećaji u digestivnom traktu (kolit) itd. Kod životinja se pored anemije i leukopenije javlja i zaustavljanje rastenja, promene na koži, nervni poremećaji itd.

Fiziološka uloga. Uneta folna kiselina se u organizmu, pod uticajem vitamina B12 i vitamina C redukuje u folinsku kiselinu, koja je metabolički aktivini oblik ovog vitamina. Uloge folne kiseline u metabolizmu su brojne i značajne. Ona je neophodna za iskorišćavanje organskih radikala sa jednim C atomom formil i metil ostataka za sintezu pirimidinskih i purinskih baza. Pored toga ona katalizuje i sintezu nukieotida, kao i dezoksiribonukleinskih kiselina. Takođe je neophodna za sintezu nekih aminokiselina, za sintezu holina, pravilan metabolizam metionina i sintezu belančevina.

U svojiim metaboličkim ulogama folna kiselina je u tesnoj sinergičnoj vezi sa vitaminom B12.

16) Vitaminska grupa B12 — Cianokobaltamin — antiperniciozni vitamin

Izvori. Najbogatiji izvori vitamina B12 su jetra, bubrezi, meso, riba i mleko.

Hemijska priroda. Do danas je iz raznih izvora izolovano više srodnih jedinjenja vitamina B12 koji se međusobno razlikuju po manjim strukturnim specifičnostima (B12a, B12b itd.). Zbirna formula vitamina B12 je C63H90O14N14PCo; a molekulska težina oko 1500. Molekul vitamina B12 je prilično složene strukture i sastoji se od tri osnovne komponente: crvene kiseline, pseudonukleotida i sekundarnog alkohola 1 -amino-2-propanola (propilalkohola).

Crvena kiselina je slična porfirinskom prstenu i sastoji se od četiri, delimično hidrirana, pirolova prstena, međusobno vezanih sa t r i metin grupe (umesto četiri kod porfirina), dok su dva pirolova prstena (A i D) vezani direktno. Od porfirima se razlikuje i po drukčijem sastavu bočnih radikala, kao i po tome što kao metal sadrži kobalt, za koji je vezana jedna cijangrupa.

Pseudonukleotid je sastavljen od dimetil-benzoil-imidazola, ribitola i fosforne kiseline, esterifikovane sa OH grupom sa trećeg C atoma ribitola i za njega je vezan amino-propanol.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza. Nedostatak vtitamina B12 u organizmu, usled poremećene resorpcije, čiji je uzrok nedostatak Castle-ovog unutrašnjeg faktora, dovodi do perniciozne anemije i funikulske mijeloze. Uzrok nedostatku Castle-ovog faktora najčešće leži u hroničnom, atrofičnom gastritu ili je izazvan hirurškim uklanjanjem pilorusnog dela želuca pri operacijama kod karcinoma (raka) ili grizlice želuca.

Znaci B12 avitaminoze su perniciozna anemija — hiperhromna anemija praćena znatnim smanjenjem broja eritrocita, po nekad do 1 miliona u 1 mm3, a u težim slučajevima i nervni poremećaji — funikulska mijeloza — tj. degenerativne promene u zadnjim i bočnim korenovima kičmene moždine koji mogu obuhvatiti i kranijalne delove centralnog nervnog sistema.

Metabolizam i fiziološka uloga. Vitamin B12 je relativno slabo rastvorljiv i ima dosta veliku molekulsku težinu. Otuda je njegova resorpcija mogućna jedino, ako se veže sa određenim belančevinskim jedinjenjima glikoproteinske strukture sa kojima gradi rastvorljiv kompleks. Takvih jedinjenja ima više, od kojih pominjemo apoeritein iz pljuvačke i sluzi želudačne sluzokože i duodenuma i Castle-ov unutrašnji faktor koga luči pilorusni deo želudačne sluzokože. Građenje kompleksa odigrava se stehiometrijskim vezivanjem vitamina B12 za odgovarajuću belančevinu:

Apoeritein + B12 = Eritein.

Castle-ov unutrašnji faktor + B12 Antiperniciozni princip.

Od ova dva jedinjenja veći fiziološki značaj ima drugo pošto je stabilnije i pošto se u njemu vitamin B12 nalazi u obliku pogodnom za njegove katalitičke funkcije. Posle resorpcije antiperniciozni kompleks se delom deponuje u jetri, a delom odlazi u koštanu srž i druge organe.

Vitamin B12 igra važnu katalitičku ulogu u procesu rastenja i funkciji niza tkiva, a naročito centralnog nervnog sistema i koštane srži, time što obezbeđuje pravilnu sintezu belančevina. Ta uloga je višestruka.

1. Zajedno sa vitaminom C redukuje folnu u folinsku kiselinu i time omogućuje njenu fiziološku ulogu;
2. Dejstvuje sinergički sa folnom kiselinom, omogućujući iskorišćavanje radikala sa jednim C atomom (formil i metil ostaci) za sintezu nekih aminokiselina i pirinidinskih i purinskih baza. Pri sintezi pirimidinskih i purinskih baza vitamin B12 upotpunjuje svojim redukcionim dejstvom dejstvo folinske kiseline, recimo pri metilovanju timina ili sintezi uradila;
3. Omogućuje redukciju formil ostatka u metilgrupu i pomaže njeno vezivanje za metionin, odakle se ova grupa iskorišćava za procese metilovanja, na primer pri sintezi holina, ili kreatina;
4. Omogućuje pravilan metabolizam tirozina i triptofana i sprečava nagomilavanje fenolnih proizvoda u organizmu, a time i njihovo otrovno dejstvo; kod perniciozne anemije nađena je povećana koncentracija prvih jedinjenja u organizmu i mokraći.
5. Pomaže sintezu ribonukleinskih kiselina;
6. pomaže sintezu belančevina;
7. katalizuje pretvaranje glukoze u ribozu;
8. redukuje tiogrupe cisteina, glutationa i drugih SH jedinjenja.

Mehanizam dejstva Vitamina B12 u ovim brojnim i važnim funkcijama nije još rasvetljen. Pošto do danas nisu poznati fermenti u čiji bi sastav ulazio ovaj vitamin, pretpostavlja se da on aktiviše druge fermente, i da je kobalt njegova aktivna grupa.

17) Vitamin C – L-Askorbinska kiselina (antiskorbutni vitamin)

Izvori. Najbogatiji izvori vitamina C su šipak (plod ruže), limun, grepfrut, paprtika, peršun, kao i drugo sveže povrće. Ističemo da turšija, kao i kiseli kupus, zadržavaju značajne količine vitamina C.

Hemijska priroda. Vitamin C je jedinjenje iz grupe ugljenih hidrata, derivat keto-gulonske kiseline — L-askorbinska kiselina. To je kristalno jedinjenje rastvorljivo u vodi, veoma kiselog karaktera, nalazi se u enol i keto obliku i ima sposobnost reverzibilnog prelaska iz jednog oblika u drugi, te igra ulogu oksidaciono-redukcionog sistema. Termolabilan je, a razara se i pod uticajem oksidacionih sredstava i alkalija. Kuvanje povrća i drugih namirnica u metalnim sudovima pri dobrom kontaktu sa kiseonikom iz vazduha (intenzivno mešanje) za kratko vreme razara C-Vitamin.

Izostavljeno iz prikaza

Avitaminoza se javlja kod odraslih osoba kao skorbut, a kod odojčadi kao Meler-Barlovljeva bolest. Znaci skorbuta su veoma izražena slabost (adinamija), gingivit sa znatnim otokom i krvavljenjima iz desni, zatim degenerativne promene u Šarpejevim vlaknima, a usled toga klaćenje i ispadanje zuba. Krvavljenja se javljaju i u koži, naročito potkolenicama kao i iz sluzokoža. Otpornost prema infekcijama je veoma smanjena. Kod odojčadi takođe nalazimo gingivit sa krvavljenjima. Pored toga proces zahvata dentin sa degeneracijom odontoblasta i poremećenim razvojem zuba, kao i zubnu pulpu, čiji elementi atrofišu, a javlja se i pojava kalcifikacije (dentikuli). Kod odojčadi je karakteristično i krvavljenje u kostima, ispod periosta, kao i poremećaji okoštavanja.

Fiziološka uloga. Vitamin C ima niz važnih fizioloških uloga. Tako kao oksidadono-redukciona supstanca učestvuje u pretvaranju folne kiseline u folinsiku, u oksidaciji tirozina itd. Vitamin C je neophodan za pravilan razvoj i funkciju mezenhimnog tkiva, a posebno osnovne organske supstance i to njenog polisaharidskog dela (matične supstance) u kostima, rskavicama, dentinu i ostalim mezenhimnim tkivima. U kostima utiče i na aktivnost fosfataza, a time i na pravilan proces okoštavanja. Takođe potpomaže pravilno zarastanje rana. Vitamin C ima važnu korelacionu ulogu sa korom nadbubrežne žlezde, možda omogućujući pravilnu sintezu i metabolizam njenih hormona. Najzad, vitamin C održava pravilnu propustljivost kapilara i odbrambenu sposobnost protiv infekcije. Postoje podaci koji govore da vitamin C ima i protivvirusno dejstvo (grip, virusni hepatit, poliomielit i dr.).

18) Vitaminski kompleks P (antipermeabilitetni vitamin)

Izvori. Uglavnom biljni plodovi: limun, paprika, borovnica, kupina itd.

Hemijska priroda. Vitaminsko dejstvo vitamina P ima niz srodnih jedinjenja iz grupe flavona; flavonsko jezgro je kondenzovano jezgro hinoidnog karaktera.

Avitaminoza. Vitamin P avitaminoza se obično javlja sa skorbutom. Pritom davanje sintetskog vitamina C otklanja većinu simptoma skorbuta dok propustljivost kapilara i dalje ostaje i adražava se sitnim tačkastim krvavljenjima u koži, kao i krvavljenjiima iz sluzokoža.

Fiziološka uloga. Vitamin P je neophodan za reguiisanje otpornosti i propustljivosti kapilara, a time i za pravilnu hemostazu (odbranu od krvavljenja). Pored toga dejstvuje »zaštitno« na vitamin C sprečavajući brzu oksidaciju i razaranje vitamina C u organizmu. Pripisuje mu se i antialergičko i antibakterijsko dejstvo.