teki. A-vitamiini toksilisust toidust saadud a-vitamiinidega ei ole võimalik saada, siiski on võimalik saada A-vitamiini toksiline kogus toidulisandite ületarbimisel. A-VITAMIINI ERINEVAD BIOAKTIIVSED VORMID Üldnimetus on A-vitamiini erinevatel vormidel ''retinoidid''. Nimetus retinoidid jagunevad naturaalseteks ja sünteetilisteks A-vitamiini vormideks. Vitamiinsed vormid (A-vitamiini bioaktiivsed erinevad vormid) on retinool, retinaal, retinooli estrid (retinüülpalmiaat ja retinüülatsetaat); retineenhape ja 3,4 dihüdroretinool. Kui lähtuda keemilistest struktuuridest siis retinool on alkohol, retinaal aldehüüd ja retinüülpalmiaat on retinüülester. Kui võtta aluseks orgaanilise keemia reaktsioonid siis ei erine need A-vitamiini erinevatest bioaktiivsetest vormidest. Retinooli oksüdeerimisel tekib retinaal ning retinaali oksüdeerimisel retineenhape jne. A-VITAMIINI FARMAKOKINEETIKA
Kuhjunud hulgas pole karotenoidid kindlasti kahjutud. Vitamiini A saadakse vaid loomsetest allikatest: kalamaks, kalaõli, loomamaks, või jt piimaproduktid.Karotenoidide allikad on: keedetud porgand, keedetud spinat, keedetud kõrvits, keedetud lehtkapsas, melon, aprikoosid jt. Bioloogilised funktsioonid Vitamiin A erinevatest vormidest sõltuvad järgmised füsioloogilised funktsioonid: Nägemise fotokeemilises protsessis on kesksel kohal retinaal, sest 11-cis-retinaal on lipoproteiinse nägemispigmendi rodopsiini valgust neelav komponent. Tema vahendusel transformeerub valgusenergia närviimpulsiks. Silma võrkkestale langenud valgus neeldub 11- cis-retinaalis ja fosfoisomeriseerib selle trans-retinaaliks. See põhjustab rodopsiini dissotsiatsiooni valk opsiiniks ja trans-retinaaliks. Kaasub reetina naatriumtasakaalu muutus, membraanide hüperpolarisatsioon ja elektrisignaali (närviimpulsi) teke ning levik ajju. Rodopsiini tuleb pidevalt taastada
karoteenid (ühendid mis sisaldavad ainult süsinikku ja vesinikku) ja ksantofüllid (ühendid mis sisaldavad ka hapnikku süsiniku ja vesiniku kõrvalt). Karotenoidid täidavad mitu erinevat ja tähtsaid ülesandeid taimedes: valguse absorbeerimine (neeldumine) ja valguse ülekanne klorofüllidele, valguse liigne neeldumine, rakkude kaitsmine fotokahjustuste eest ja hapnikuradikaalide eest. Loomsetel organismidel on üks tähtis vitamiin mis vastutab nägemisprotsessi eest: vitamiin A ehk retinaal. Retinaal tekib kahest karoteenist ja ühest krüptoksantiinist ensüüm karoteen oksügenaasi abil. -karoteen + -karoteen + -krüptoksantiin * retinaal * - karoteen oksügenaas Retinaali funktsioonideks on nägemisprotsessi tagamine ja käitumine antioksüdandina. Samuti kaitseb retinaal silmi kahjuliku UV kiirguste eest ja käitub regulaatorina raku diferentseerumisel ja kasvamisel. Loomsed organismid ise karotenoide ei suuda sünteesida
Loomne toit: · Retinüülester hüdrolüüsub retinool (imendub peensoole ülaosas) + rasvahapped Kudedesse liigub retinool, retinüülestrid (retinüülpalmitaat) on peamine (85...90%) vit. A deponeerimisvorm inimkehas (paikneb maksas)!!! Kudedesse liikumine: · Retinüülestrid hüdrolüüsitakse retinooliks · Seotakse RBP-ga (plasma retinol binding protein) · Kompleks retinool-RBP võetakse rakku retseptorite abil Rakus: RBP+retinool oks. retinaal oks. retineenhape · Eritub glükuroonhappe konjugeeritult sapiga Biofunktsioonid: 1. Nägemisprotsess (retinaal) o 11-cis-retinaal on nägemispigmendi rodopsiin valgustneelav komponent o valgus = rodopsiin (opsiin + 11-cis-retinaal) opsiin + trans-retinaal reetina Na-tasakaalu muutus, membraanide hüperpolarisatsioon elektriimpulss ajju 11-cis-retinaali teke ja ühinemine opsiiniga rodopsiiniks toimub põhiliselt pimeduses
vorm menadioon, bakteritest on pärit ühend menakinoon. Menadioon on neist ainuke, mida organismide poolt adsorbeeritakse kergesti. Ülejäänud rasvades lahustuvad vitamiinid on inimese organismis oluliste mittekatalüütiliste funktsioonidega . Vitamiin A Vitamiin A on retinool. Enamik loomi saavad kasutada taimse päritoluga terpeeni β- karoteeni ja konverteerida seda retinooliks. Vitamiin A funktsioonid: 1.Retinool on nägemispigmendi 11-cis-retinaali eellasmolekul. Retinaal kuulub prosteetilise rühmana valgu rodopsiini koosseisu. Valguse adsorbtsioonil toimub 11- cis-retinaali konverteerimine trans-retinaaliks. 2.Retinool on konverteeritav retiinhappeks. Trans-retiinhape ja 9-cis-retiinhape on spetsiifiliste tuumaretseptorite ligandid, mis osalevad arengu ja kasvu kontrollis. 3.Retiinhape võib osaleda glükoproteiinide biosünteesil. Retinooli transpordiks vere kaudu on vajalik kandjavalk, mis sünteesitakse maksas.
piim. Vitamiini A leidub veel ka piimatoodetes ja kalarasvas. Vitamiin A provitamiini ß- karotiini leidub taimsetes toiduainetes (porgandid, tumerohelised lehtköögiviljad, apelsinid, sügavkollased ja punased puuviljad nagu näiteks papaia, teised köögiviljad). Biofunktsioonid Vitamiin A erinevatest vormidest sõltuvad järgmised füsioloogilised funktsioonid: · Nägemisprotsess (selle fotokeemiline alus)- retinaal. Nägemise fotokeemilises protsessis on kesksel kohal retinaal, sest 11-cis-retinaal on lipoproteiinse nägemispigmendi rodopsiini valgust neelav komponent. Tema vahendusel transformeerub valgusenergia närviimpulsiks. Silma võrkkestale langenud valgus neeldub 11-cis-retinaalis ja fosfoisomeriseerib selle trans-retinaaliks. See põhjustab rodopsiini dissotsiatsiooni valk opsiiniks ja trans-retinaaliks. Kaasub reetina naatriumtasakaalu muutus, membraanide hüperpolarisatsioon ja elektrisignaali (närviimpulsi) teke ning levik ajju.
Vitamiin Nimetus Biofunktsioon Defitsiidist probleem Vitamiin A Retionoid; retinaal on nägemisel valgust vastuvõttev molekul. A-vitamiin silmade kuivamine ohustab põletikega, mis ka peale retinaalil, osaleb 55epiteeli, sealjuures eriti silma limaskesta arengus ning paranemist võivad jätta arme ja ohustada nägemist. retineenhape immuunsüsteemi töös. epiteeli ning naharakkude arengus. võtab
Joonista optilist kujutist. Lääts on sellise kujuga, kui tema peale langevad paralleelsed kiired, mis tulevad otste poolt, murduvad rohkem, mis rohkem keskelt poolt murduvad vähem ja täpselt keskelt ei murdu üldse. Punane valgus murdub vähem, seega o keskelpool ja sinine murdub rohkem ja on otste poolt. kõik paralleelsed kiired lõikuvad fookuses. Silma valgustundlikkus põhineb retinaali cis-trans isomerisatsioonil. Alguses cis- retinaal opsiiniga kompleksis. Valguse neeldumine ergastab pii-sideme, see hetkeks katkeb. Tekib trans vorm. Nüüd on rodopsiin aktiveerunud ja edastab sidnaali membraani Na-kanalitele. Trans-retinaal eraldub opsiinist, ebsüümi abil pöördub cis-vormi tagasi ja liitub uuesti opsiiniga, olles valmis järgmiseks impulsiks. Tavaseisus kepikeste membraanis palju avatud Na kanaleid, mis depolariseerib rakumembraani. Aktiveerunud rodopsiin algatab GTP hüdrolüüsiga seotud ahela,
vabade hapnikuradikaalide eest kaitsemist. Loomsetele organismidele on neli karotenoidi vitamiin A eelühenditeks ehk provitamiinideks ( -, -, -karoteen ja -krüptoksantiin). -karoteenist tekib kaks, - ja - karoteenist ning -krüptoksantiinist üks retinaali molekul. Karotenoidide konverteerumine retinaaliks toimub sooles mikrofloora poolt toodetava karoteeni oksügenaasi toimel. Lisaks retinaalile omavad vitamiin-A aktiivsust ka retinool, retineenhape ja retinooli estrid. Vitamiin A (retinaal) esmaseks funktsiooniks on nägemisprotsessi tagamine, luues selles fotokeemilise aluse. Ta toimib ühtlasi antioksüdandina, tõkestades loomorganismides lipiidide oksüdatsiooni ning kaitstes silmi kahjuliku sinise ja UV-kiirguse eest. Retinooli metabolismi käigus tekkiv retineenhape toimib transkriptsiooni regulaatorina, mõjutades kasvu ja rakkude diferentseerumist. Lükopeen ja -karoteen mängivad tähtsat rolli
·Kokkuvõttes: inimsilma tundlikkus kogu spektri ulatuses pole ühesugune: maksimaalne on see `türkiis-rohe-kollases' osas (500-600 nm vahel) · Purkinje (Purkyn) nihe - erinevate lainepikkuste (värvide) näiva heleduse muutumine juhul, kui valguse intensiivsus muutub: · Valguse muundamine närviimpulssideks algab fotokeemilise protsessiga, mille käigus lagundatakse erinevaid nägemispigmente fotoretseptorites, mis siis hiljem uuesti sünteesitakse. Rodopsiin (orgaanil. Molekul retinaal + valk opsiin) on pigment, mis sisaldub kepprakkudes. · Koonusrakkudes on 3 erinevat pigmenti, mille keemiline koostis pole päris üheselt selge. Interaktsioonid nägemissüsteemis: · Nägemissüsteemi osad on pidevas vastastikuses toimes. · Interaktsioon ajas - nt. mitut liiki adaptatsiooninähtused (kohanemine erinevate valguse- ja vaatlustingimustega). · Visuaalne adaptatsioon on tavaliselt seostatav ka silmaliigutustega, kuid nt
Eriti ohtlik on rasvlahustuvate vitamiinide liigtarbimine ( näiteks vitamiin A). Seepärast on toitumissoovitustes antud ka vitamiinide maksimaalsed ohutud päevased kogused. Kui tarbimine ületab neid näitajaid pikema aja jooksul, võivad ilmneda kahjulikud kõrvalnähud. Tähtsamad vitamiinid A-vitamiin ehk retinool: keemiliselt on retinool alkohol (C20H29OH). Retinooli ja tema derivaatide füsioloogiline toime on mitmekülgne, näiteks kuulub üks derivaatidest - retinaal - silma vrkkestas leiduva valgustundliku pigmendi rodopsiini koostisse, mis kutsub närvikius esile aktsioonipotentsiaali. Ehkki A-vitamiini eriline osa avaldub silma fotoreaktsioonis, kulutab organism selleks kigest 0,1 % kehas oleva retinooli (ja tema derivaatide) kogusest, 90...95 % retinoolist on aga salvestunud maksa. Selline maksa suur vitamiini A sisaldavus ongi põhjuseks, et kalamaksast valmistatud, nii laialdaselt tuntud õlid on väga rikkad vitamiin A poolest
pähklid, tsitruselised H Biotiin Maks, neerud, piim, oad, tomat, munarebu, sooled N Lipoehape Pärm, piim, liha U S-metüülmetioniin Kapsas, spargel, petersell, tomat pAB p-aminobensoehape Maks, piim, munad, pärm P Bioflavonoidid Värsksed puu- ja juurviljad Rasv-lahustuvad vitamiinid Retinool (vitamiin A) Retinool (I) Retinool 11-cis-retinaal (II) A-vitamiini saadakse kahest keemiliste ainete rühmast: retinoididest ja karotinoididest. Retinoidid annavad eeltoodetud A-vitamiini (sedalaadi toitaine, mida keha saab kohe omastada). Teine A-vitamiini vorm on A-vitamiini eelaste, beetakaroteen. Keha muundab selle retinoolitaoliseks aineks. Retinool esineb toiduainetes rasvhapete estrina. Leidub ainult loomsetes toiduainetes. Eelühend (provitamiin) -karoteen, taimsetes toiduainetes.
sünteesiks seega käituda fototroofidena. Ka perekond Haloarcula saab valgusenergia arvel ATPd sünteesida. · Valguseseoseline ATP süntees lülitub sisse, kui hapniku kontsentratsioon on liiga madal tagamaks aeroobset hingamist. NB! Soolases vees lahustub hapnik halvasti! Fotosünteesipigmendiks halobakteritel on valk bakterirodopsiin, mille mittevalguliseks osaks on karotinoid retinaal. Töötab prootonpumbana. · NB! Kõigil teistel senituntud fototroofidel on fotosünteetiliseks pigmendiks klorofüllid. H. salinariumi valguseseoseline prootonpump annab energiat ka Na+ pumpamiseks rakust välja (Na+/H+ antiport) ja K+ pumpamiseks rakku. · Halobacterium salinariumil kirjeldati esimest korda bakterirodopsiini abil toimuv fototroofia · NB! Bakterirodopsiini geen on horisontaalse geenotriiviga üle kandunud ka
Mida pikem on konjugeerunud ahel, seda ulatuslikum on π-elektronide delokalisatsioon. Järelikult kasvab ka konjugatsioonienergia (kJ/mool) ning ühendi termodünaamiline stabiilsus. Siit tulenebki, miks paljud kaksiksidemeid sisaldavad biomolekulid eksisteerivad konjugeerunud süsteemidena. Eristatakse avatud ja suletud konjugeerunud süsteeme. Avatud konjugeerunud süsteem kujutab struktuurselt avatud ahelat, st tal on algus ja lõpp (vt allpool 1,3-butadieen, retinaal, retinool jt). Suletud konjugeerunud süsteem on tsüklilise ehitusega, kusjuures süsteemi on haaratud tsükli aatomid (vt allpool benseen, fenatreen jt). Joon. 23 Avatud konjugeerunud süsteemid CH 2 =CH-CH=CH 2 Teatud alifaatsed süsivesikud, nende derivaadid ja osa hetero-
??? Lineaarne molekul. Sp-hübr. Sidemenurk 180o. 2 sp-hübriidi moodustuvad ühest s- ja ühest p-orbitaalist. Kolmnurkne tasapinnaline molekul: sp2-hübr. Sidemenurk 120o. Kolm sp2- hübriidi moodustuvad ühest s- ja kahest p-orbitaalist. Tetraeedriline molekul. Sp3-hübr. Sidemenurk 109,5o. Neli sp3-hübriidi moodustuvad ühest s- ja kolmest p-orbitaalist. Kui molekuli kuju (nt reaktsioonis) muutub, muutub ka hübridisatsioon. Nägemisel (silma võrkkestas) oluline molekul – retinaal. Valguskvant ergastav pii-elektroni sidemelt, kaksikside nõrgeneb, molekul saab üle minna trans-vormi, mis põhjustab optilises närvis signaali ja valgusaistingu. Molekulorbitaalide teooria. Põhiideed: orbitaalid on delokaliseeritud üle kogu molekuli. Orbitaalid jagunevad siduvateks, lõdvendavateks ja mittesiduvateks. Kuju järgi võib jaotada sigma-, pii-, delta-, jne orbitaalideks. Orbitaalid täituvad elektronidega samuti nagu aatomites:
Kolvikestega nähakse valges ja eritatakse värvusi, see on fotoopiline nägemine. Värvuste nägemist seletatakse sellega, et kolvikesed sisaldavad kolme erinevat fotopsiini, mis neelavad sinist, rohelist ja punast valgust. Pimeduses on kepikeste Na+-kanalid avatud, erinevalt teistest närvikoemembraanidest, kus Na+-kanalid on puhkeolekus suletud. Avatuna hoiab neid intratsellulaarne cCMP. Valguskvant aktiveerib rodopsiini, mis koosneb opsiinist ja 11-cis-retinaalist, 11-cis-retinaal muutub 11-trans-retinaaliks. Reaktsiooni võib nim stereoisomerisatsiooniks, sest muutub aine konfiguratsioon, ilma et aine keemiline koostis muutuks. 11-trans-retinaal seondub membraani G-valgu transdutsiiniga, mis aktiveerib omakorda cGMP fosfodiesteraasi ja cGMP muutub 5-GMP-ks. cGMP kontsentratsiooni languse tõttu sulguvad naatriumkanalid. Na+ sissevool väheneb. Kaaliumkanalid, millel puuduvad väratid, jäävad avatuks. Tulemuseks
rohelist ja punast valgust. Kuidas muudetakse valgusärritaja kepikestes sensori- ja aktsioonipotentsiaalideks? Pimeduses on kepikeste Na+ kanalid avatud. Avatuna hoiab neid intertsellulaarne cGMP. Valguskvant aktiveerib rodopsiini, mis koosneb opsiinist ja 11-cis-retinaalist, mis muutub 11-trans-retinaaliks. Reaktsiooni võib nim stereoisomeriasatsiooniks, sest muutub aine konfiguratsioon, ilma keemilise koostise muutumiseta. 11-trans- retinaal seostub mebraani G-valgu transdutsiiniga, mis aktiveerib omakorda cGMP fosfodiesteraasi ja cGMP muutub 5-GMP-ks. Naatriumikanalid sulguvad, Na+ sissevool väheneb. Kaaliumikanalid jäävad avatuks. Tulemuseks on sensorimembraani hüperpolarisatsioon, mis on ulatuslikum, mida tugevam on valgus. Kui valgus sensori hüperpolariseerib, siis vähenevad pidurdavad mõjud bipolaarsetele rakkudele ja need aktiveeruvad.
lähteained) 3. rasvlahustuvate vitamiinide esindajad (nimetus ja tähtsümbol) ja iseloomustage nende bioloogilisi funktsioone. Põhinimetus Tähis Ühik Vajadus (ööp) Biofunktsioon Retinoidid A mg 0,8.1,0 Nägemisprotse (retinool, ss; toimib kui retinaal, hormoon retinüülestrid) geeni ekspressiooni regulats oonis:
nitrogenaaskompleks on kaitstud fotosünteesil eralduva hapniku eest. On fotolitoautotroofid. TCA tsükkel on neil katkestatud. Vinogradski sammas pinnal elavad hapnikku tootvad tsüanobakterid, nende all purpursed mitteSbakterid, kõige sügavamal aga anaeroobsed fototroofid purpursed S-bakterid ja rohelised S- bakterid. Halobakterid kuuluvad arhete hulka. Fotosünteesipigmendiks on neil bakterirodopsiin. Seal on valguga seotud karotinoidne ühend retinaal. Halobakterid on fakultatiivsed fototroofid. Hapniku sisalduse langedes kk lülitub neil sisse bakterirodopsiinil töötav prootonpump, mis võimaldab sünteesida ATPd valgusenergia arvel. Bakterirodopsiin paikneb membraanis punatäppidena. Bakterirodopsiin on väga lihtne prootonpump, tema tööks pole vaja tsütokroome ega muid täiendavaid pigmente. N2 fikseerimine mikroorganismidel ja N2 fikseerivad mikroobid. Nitrogenaaskompleks ja selle kaitse hapniku eest
värvustega seotud fenomene: rohelise ja punase sensori ärritamisel saadakse kollase värvuse, sinise, rohelise ja punase sensori samaaegselt ärritamisel valge valguse aisting jne. KUIDAS MUUDETAKSE VALGUSÄRRITAJA KEPIKESTES SENSORI-JA AKTSIOONIPOTENTSIAALIDEKS? · Pimeduses on kepikeste Na+ -kanalid avatud, erinevalt teistest närvikoe membraanidest. · Valgus kvantaktiveerib rodopsiini, mis koosneb opsiinist (glükoproteiin) ja 11-cis-retinaalist (vitamiin-A aldehüüd). 11-cis-retinaal muutub 11-trans-retinaaliks. Reaktsiooni võib nimetada stereoisomerisatsiooniks, sest muutub aine konfiguratsioon, ilma et aine keemiline koostis muutuks. · See põhjustab naatriumi kanalite sulgumise, Na+ sissevool rakku väheneb. Kaaliumikanalid, millel puuduvad väratid, jäävad avatuks. · Tulemuseks on sensori membraani hüperpolarisatsioon, mis on seda ulatuslikum, mida tugevam on valgus.
Värvuste nägemis seletatakse sellega, et kolvikesed sisaldavad kolme erinevat fotopsiini, mis neelavad sinist, punast ja rohelist valgust. Pimeduses on kepikeste Na+-kanalid avatud. Avatuna hoiab neid intratsellulaatne cGMP. Valguskvant aktiveerib rodopsiini, mis koosneb opsiinist ja 11-cis-retinaalist, mis muutub 11-trans-retinaaliks. Reaktsiooni võib nimetada stereoisomerisatsiooniks, sest muutub aine konfiguratsioon, ilme et aine keemiline koostis muutuks. 11-trans-retinaal seondub membraani G-valgu transdutsiiniga, mis aktiveerib omakorda cGMP fosfodiesteraasi ja cGMP muutub 5-GMPks. cGMP kontsentratsiooni languse tõttu sulguvad Na-kanalid. K-kanalid jäävad avatud. Tulemuseks on sensorimembraani hüperpolarisatsioon, mis on seda ulatuslikum, mida tugevam on valgus. Pimeduses on sensor osalise depolarisatsiooni seisundis ja saadab pidevalt välja pidurdavaid impulsse võrkkesta bipolaarsetele rakkudele
OH O OH O HO OH OH Ümberasetus toimub neljanda positsiooni juures. Tulemuseks on UDP-galaktoos. UDP-glükoosUDP-galaktoos Retinaali isomeraas 1 1 R R H R H H R H Cis--trans isomeristasioon. Retinaal on oluline nägemisprotsessis. Trans tähendab seda, et asendajad on teine teistpool kaksiksidet. Isomeristasiooniga kaasneb ühes positsioonis üleminek cis-vormi (mõlemad ahela otsad lähevad samale poole kaksiksidet). Trioosfosfaadi isomeraas (keto-enool) O O O HO HO P O HO P O OH OH
annaabi.ee 
