Sinh học tế bào ( phần 25 ) Những đặc tính chung của VITAMIN 1. Nguồn gốc và hàm lượng trong vật phẩm 1.1. Nguồn gốc Phần lớn vitanlin được tổng hợp ở giới thực vật và vi sinh vật. ở mô bào động vật cao cấp, khả năng tạo vitamin rất hạn chế và có nhiều loại hoàn toàn không tổng hợp được Một số loài có khả năng tự cung cấp được vitamin cũng phải nhờ vào hệ vi sinh vật ký sinh trong đường tiêu hoá, ví dụ: ở dạ cỏ động vật nhai lại, các vi sinh vật đã tổng hợp nên vitamin Bl, B2, B12, K, PP ở ruột chó, thỏ có vitamin C. 1.2. Hàm lượng Số lượng vitamin trong vật phẩm rất ít. Ví dụ hàng tấn cám mới chứa 1 - 2 gam vitamin Bl, hoặc 50.000 quả cam chứa độ 10 gam vitamin C. Hàm lượng vitamin chứa trong vật phẩm nhiều ít tuỳ theo nhiều yếu tố như: giống cây trồng, điều kiện thời tiết, đất đai, vụ mùa, cách thu hoạch, bảo quản v.v 2. Vai trò sinh học của vitamin Vitamin cần thiết cho sinh vật với những lượng rất nhỏ, thường tính bằng microgram hoặc gam ma (1γ= 10 -6 g) hoặc bằng đơn vị qui ước gọi là đơn vị hoạt động (Ui). Với những lượng vô cùng nhỏ đó, vitamin giúp cho sinh vật phát triển bình thường, sinh sản đều đặn có khả năng chống đỡ bệnh tật cao. Ngược lại, chỉ thiếu một trong các vitamin cần thiết thì cơ thể sẽ mất thăng bằng về sinh lý và sẽ mắc các bệnh, gọi là bệnh thiếu vitamin (avitaminosic). Giữa các vitamin, enzym và hormon có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. 2.1. Quan hệ giữa vitamin và enzym Hầu hết các vitamin tham gia cấu tạo của enzym và nằm trong vị trí trung tâm hoạt động của enzym. Ví dụ: - vitamin Bl có trong nhóm ghép của enzym decarboxylase - vitamin B2 có trong nhóm ghép của enzym dehydrogenase hiếu khí - vitamin PP có trong nhóm ghép của enzym dehydrogenase yếm khí. - vitamin B6 có trong nhóm ghép của enzym aminoferase Một cơ thể khoẻ mạnh bình thường tức là khi quá trình trao đổi vật chất tiến hành đều đặn Quá trình trao đổi chất bao gồm hàng ngàn phản ứng sinh hoá học diễn ra thường xuyên liên tục và ăn khớp nhịp nhàng. Các phản ứng tiến hành được là nhờ sự xúc tác của enzym, bản chất của enzym là protein, song phần lớn nhóm ghép lại là các vitamin. Nếu thiếu một vitamin thì một enzym không hình thành được, do đó sẽ ảnh hưởng tới toàn bộ sợi dây chuyền trong các phản ứng sinh hoá học. Ví dụ: * Giải thích cơ chế phù thũng khi thiếu vitamin Bl : Vitamin Bl trong thành phần nhóm ghép của enzym decarboxylase. Khi thiếu vitamin Bl, enzym decarboxylase không hình thành được. Nếu thiếu decarboxylase thì CH3CO COOH không được khử CO2 sẽ vào máu và ở đây do nhóm COOH phân ly mạnh thành COO- nên độ ngâm nước cao. Đồng thời áp suất thẩm thấu trong máu giảm, áp suất ở mô bào cao hơn. Do đó nước trào ra mô bào sinh ra bệnh phù thũng. * Giải thích sự dẫn truyền xung động thần kinh: Cơ thể cảm giác nóng lạnh, co cơ được là do sự cảm giác thần kinh. Nhờ dân truyền của dây thần kinh truyền ra và dây thần kinh truyền vào tới các xung động thần kinh. Sự dẫn truyền này qua màng sinap, mà màng này chứa thể dịch acetyl - choán. Khi thiếu vitamin B1 , không xúc tác việc thành lập acetyl - choán, đồng thời B1 ức chế enzym cholinesterase không phá huỷ acetyl-cholin. 2.2. Mối liên quan giữa vitamin và hormon Giữa vitamin và hom lon có ảnh hưởng qua lại với nhau. Ví dụ: - Thiếu vitamin B6 thì sự sản sinh hormon buồng trứng (Foliculin, progesterol) giảm sút. - Thiếu vitamin A việc sinh coctizon của tuyến thượng thận bị trở ngại. Coctizon thiếu sẽ ảnh hưởng tới hấp thu glucid, lipid. 2.3. Các vitamm có tác dụng tương hỗ lẫn nhau - vitamin Bi2 làm tăng cường hấp thu caroten về gan - Khi có vitamin C làm dịu mức độ thiếu vitamin B2 2.4. sự hấp thu Vitamin Cơ thể muốn có vitamin phải qua con đường hấp thu tiêu hoá, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp thu vitamin như: - Trạng thái sinh lý đường tiêu hoá (viêm, lở loét đường tiêu hoá, suy yếu gan). - Bản chất thức ăn (có lipid hay không có lipid) sẽ ảnh hưởng tới thiếu vitamin tan mong lipid hoặc trong nước. - Sự chế biến, bảo quản, dự trữ thức ăn, Chẩn đoán thiếu vitamin: - Quan sát các triệu chứng lâm sàng - Phân tích hàm lượng vitamin trong huyết thanh Ví dụ: trong gia súc phân tích hàm lượng caroten trong huyết thanh là một trong thững biện pháp ngăn ngừa bệnh. Đại cương về VITAMIN 1. Định nghĩa Vitamin, hay còn gọi là sinh tố, là yếu tố dinh dưỡng không thể thiếu được ở cơ thể sinh vật, nó cần cho tất cả các quá trình sinh trưởng, phát triển của mọi sinh vật nhưng ở liều lượng rất nhỏ, thường tính bằng gama (γ). 2. Lịch sử phát hiện vitamin Nửa cuối thế kỷ XIX Rubner, Pettencopher đã đưa ra quan điểm tương đương năng lượng. Theo quan điểm này thì người và gia súc chỉ cần đủ 5 nhóm chất, protein, lipid, glucid, muối khoáng và nước trong khẩu phần là có thể đảm bảo cho cơ thể phát triển bình thường. Nhưng vào thế kỷ XVI - XVIII thế kỷ của những phát hiện mới về vật lý và hằng hải, người ta thấy rằng các thủy thủ đi tàu lâu ngày do ăn lương khô và khẩu phần quá đơn điệu thiếu hoa quả và rau tươi đã dẫn đến mắc bệnh beri-beri. Biểu hiện của bệnh là viêm thần kinh, sưng phù, xuất huyết chân răng, mờ mắt Nhân dân một số vùng: ấn Độ, Nhật Bản, Mã Lai, Trung Quốc đã biết bệnh phù ben - ben do ăn gạo xát quá kỹ. Năm 1880 nhà bác học Nga Nicolai Ivanovich Lunin đã làm thí nghiệm với hai lô chuột: một lô cho ăn casein bình thường, một lô cho ăn casein rửa qua đe và ông nhận thấy rằng: lô ăn casein rửa qua đe chuột đã bị xù lông. Từ thí nghiệm trên ông rút ra kết luận: đối với khẩu phần của động vật, ngoài yếu tố dinh dưỡng chính ra, còn có yếu tố dinh dưỡng phụ. Ý kiến của Lunin đã được xác nhận bởi các thí nghiệm của Hopkin (1960), Xôxin (1890). Năm 1887 Eicman nghiên cứu và tìm ra nguyên nhân bệnh phù là do ăn gạo xát quá kỹ (khi dùng cám cho bệnh nhân ăn sẽ khỏi). Năm 1912 nhà bác học Ba Lan Funk đã phân lập từ cám một chất có tác dụng chữa bệnh ben - ben vì phân tử chất này chứa quan nên Funk đặt tên là vitamin (tức là chất chứa quan cần cho sự sống). Sau Funk, danh từ vitamin trở nên phổ biến rộng rãi và được dùng thay vào tên "yếu tố dinh dưỡng phụ'. Do tầm quan trọng của vitamin đối với sự sống nên nhiều nhà bác học đi sâu nghiên cứu về mặt hoá học, sinh học, sinh lý học, dược lý học, các biểu hiện lâm sàng và cách phòng chữa bệnh thiếu vitamin. Hơn 30 vitamin đã được phát hiện, trong đó 20 chất đã xác định được cấu tạo hoá học. Phân loại Lipid Cơ sở để phân loại lipid: Dựa vào thành phần hoá học người ta chia lipid ra làm 2 lớp: Lớp lipid đơn giản: là những este của alcol và acid béo. - Lớp lipid phức tạp: ngoài alcol và acid béo còn có chứa các dẫn xuất phospho, azot, sulfua 1. Lớp lipid đơn giản Bao gồm: - Các glycerid trung tính - Các sáp tức cerid - Các sterid 1.1. Mỡ trung tính (triglycerid) * Đại cương Chất béo là este của glycerin và acid béo, do đó người ta còn gọi là glycerid. Mỡ dự trữ trong cơ thể ở các mô mỡ. Số lượng của nó thay đổi tuỳ trạng thái hệ thần kinh, tuỳ khẩu phần, tuỳ giống đực cái, tuỳ tuổi và các yếu tố khác nữa. Số lượng đó có thể xê dịch trong khoảng 10 - 30% so với thể trọng (lợn vỗ béo có thể lên tới 50%). * Công thức cấu tạo hoá học của mỡ (triglycerid) Nếu R1, R2, R3 giống nhau gọi là mỡ đồng nhất, còn Rl, R2, R3 khác nhau gọi là mỡ hỗn hợp. Loại sau thường phổ biến hơn. Ví dụ: * Lý hóa tính của lipid Nhiệt độ tan chảy của mỡ thấp Mỗi loại mỡ có độ tan chảy khác nhau phụ thuộc vào độ bão hoà của acid béo mà nó chứa. Độ bão hoà thấp thì nhiệt độ tan chảy thấp và ngược lại. Nhiệt độ tan chảy của một số loại mỡ như sau: Mỡ bò: 25 - 30 0 C Mỡ lợn: 36 - 45 0 C Mỡ gà: 33 - 40 0 C Dầu lạc: - 34 0 C (âm) Trong một cơ thể động vật, mỡ ộ các mô khác nhau nên nhiệt độ tan chảy cũng không giống nhau. - Tính nhũ tương (emulsio) Mỡ không hoà tan trong nước và do tỷ trọng thấp (0,866 - 0,973) nó nổi trên mặt nước. Khi cho vào hỗn hợp nước và mỡ một số chất như protein, acid mật, xà phòng và lắc mạnh thì sau đó ta được một dung dịch giả, màu sữa gọi là nhũ tương. Trong nhũ tương, mỡ bị phân tán thành những hạt nhỏ ly ty và mỗi một hạt bị cô lập bởi một lớp chất gây bền nhũ tương (xà phòng, acid mật ) và lớp nước. Nguyên nhân của hiện tượng là do các chất này đã làm giảm sức căng bề mặt của hạt mỡ nên mỡ bị phân tán nhỏ và không liên kết thành khối với nhau được, trong quá trình tiêu hoá ở tá tràng, acid mật đã nhũ tương hoá mỡ để tăng hiệu quả tác dụng của men lipase. -Chỉ số iod Chỉ số iod là số gam iod tác dụng với 100 gam mỡ, chỉ số này biểu hiện độ không bão hoà của mỡ, vì iod liên kết vào các mạch kép. Chỉ số iod của mỡ bò là 30, của mỡ người là 64. - Chỉ số acid: là số mỏ KOH cần thiết để trung hoà lô mỡ. Chỉ số này nói lên si acid tự do của mỡ, tức là trạng thái tết xấu của mỡ (mỡ cũ có nhiều acid béo tự do). Nếu chỉ số acid cao, chứng tỏ số acid tự do nhiều. - Chỉ số xà phòng hoá: là số mỏ KOH cần để xà phòng hoá 1 gam mỡ. Chỉ số này biểu hiện trọng lượng phân tử của acid béo. Nếu trọng lượng phân tử thấp thì chỉ số xà phòng hoá lại càng cao và ngược lại. - Tác dụng của O 2 và H 2 Dưới tác dụng của oxy mạch kép sẽ chuyển sang dạng aldehyd làm hỏng mỡ vì thế mỡ cần bảo quản kín đáo đối với không khí. Mạch kép còn có khả năng liên kết với H 2 trở nên bão hoà, biến mỡ từ dạng lỏng sang trạng rắn. 1.2. Sáp (xerid) Sáp có trong động vật cũng như thực vật, sáp là những este của rượu và acid béo thuộc lớp cao phụ tử. Rượu đều là bậc một (- CH 2 OH). R- là gốc alcol như alcol cetilic, hexacosanol R1- là gốc các acid béo như acid palmitic, cerotứúc Nói chung những acid và alcol trong thành phần của sáp chứa từ 16 đến hơn 30 nguyên tử carbon. Ví dụ: như sáp ong: C 30 H 61 - OCO - C 15 H 31 Ở nhiệt độ thường sáp ở thể rắn, không tan trong nước, ít tan trong rượu, nhưng tan trong dung môi hữu cơ. Ở thực vật sáp tạo thành lớp mỏng bao phủ lấy thân, lá, quả. Lớp sáp bao phủ ở quả giữ cho chúng khỏi bị thấm nước vào, khỏi bị khô và khỏi bị vi sinh vật làm hại. Sáp được ứng dụng rộng rãi để làm nến, sáp bôi và các thuốc cao, một số đại diện đáng chú ý là: * Spermacet Spermacet có trong dịch lỏng của xoang sọ cá voi, cá nhà táng công thức cấu tạo gồm: Loại alcol cetylic còn gặp trong mỡ nhờn ở phao câu gà, vịt. Người ta cho rằng spermacet có tác dụng làm lớp bảo vệ lông và da động vật đối với ảnh hưởng của nước. * Lanolin Lanolin là hỗn hợp nhiều este của acid béo và rượu. Loại chất này có nhiều ở lông cừu lanolin dễ ngấm nước thành chất quánh nhuyễn dùng trong kỹ nghệ nước hoa, xà phòng. * Sáp ong Sáp ong hỗn hợp của nhiều este 1.3. Sterid Sterid là những este của rượu đa vòng như cholesterol và acid béo cao phân tử loại palmitic , oleic . . . Sterid (hoặc cholesterol) là dẫn xuất của nhân cyclo-pentan perhydrophenantren (mà cyclopentan pethydrophenantren là trùng hợp của cyclopentan và pethydrophenantren). Cholesterol luôn luôn có ở trong máu và mô bào. Nếu acid béo liên kết với nó qua nhóm OH, ta được một este là cholesterid. Hai loại này có ở não tới 10 - 12% và thường ở dạng tự do hoặc phức hợp với các chất khác, trước hết là protein Cholesterol không hoà tan trong nước, hẻm, acid, chỉ tan trong đe, benzen, clorofonn Ở cơ thể động vật già lượng cholesterol cao. Trong da động vật, cholesterol có dưới dạng oxy hoá là 7 - dehydrocholesterol (mạch kép giữa 7 - 8). Đó là chất tiền vitamin D3' nó sẽ biến thành vitamin dưới tác dụng của tia tử ngoại (mở mạch 9 - 10) với bước sóng 260mµ cho nên người ta cho gia súc tắm nắng vào buổi sớm là để tăng cường vitamin D. Nhóm sterid thực vật đáng chú ý nhất là ergosterin có trong men bia, nấm rạ, nó.có khả năng biến thành vitamin D2 ớươl tác dụng của tia tử ngoại (mở mạch 9 - 10) . Sinh học tế bào ( phần 25 ) Những đặc tính chung của VITAMIN 1. Nguồn gốc và hàm lượng trong vật phẩm 1.1. Nguồn gốc Phần lớn vitanlin được tổng hợp ở giới thực vật và vi sinh vật. ở mô bào. học của vitamin Vitamin cần thiết cho sinh vật với những lượng rất nhỏ, thường tính bằng microgram hoặc gam ma (1 γ= 10 -6 g) hoặc bằng đơn vị qui ước gọi là đơn vị hoạt động (Ui). Với những. sống nên nhiều nhà bác học đi sâu nghiên cứu về mặt hoá học, sinh học, sinh lý học, dược lý học, các biểu hiện lâm sàng và cách phòng chữa bệnh thiếu vitamin. Hơn 30 vitamin đã được phát hiện,