Витамин К (стр. 5 из 6)

К-витаминной активностью обладают многие производные нафтохинона (см. стр. 68). В зависимости от деталей их структуре существенно изменяется величина биологической активности соединения. Сравнительная оценка биологической активности витаминов группы К представлена в табл. 2.

Таблица 2
Биологическая активность витаминов группы К
Витамины	Активность, %	Витамины	Активность, %
К1	100	К5	100
К2	60	К6	100
К3	300	К7	100
К4	200

Как видно из данных табл. 2, гидрирование хиноидных групп, находящихся в положении 1,4, не оказывает существенного влияния на биологическую активность витаминов К. В то же время гидрирование самого нафтохинонового ядра приводит к почти полной утрате биологической активности молекулы. Замена гидроксильной группы на аминогруппу не сопровождается утратой биологической активности витамина. Для проявления биологической активности обязательно наличие метильной группы в положении 2 нафтохинонового ядра. Введение метильной группы в других позициях нафтохиноновой системы сопровождается резким уменьшением физиологической роли соединения.

Представляет особый интерес влияние изменения длины боковой изопреноидной цепи на биологическую активность производных нафтохинонов. Оказывается, что как укорочение, так удлинение углеводородной цепи вызывает снижение витаминной активности препарата. Наряду с этим полное удаление боковой цепи увеличивает активность молекулы в три раза.

Введение гидроксильных групп в различные позиции нафтохинонового ядра, за исключением положений 1 и 4, почти полностью лишает соединения витаминной активности. Примером 'такого соединения является фтиокол, или 2-метил-З-гидрокси-11,4-нафтохинон:

Фтиокол

Это соединение почти не обладает К-витаминной активностью, по данным некоторых ученых даже имеет антивитаминные свойства. Некоторые химические соединения, имеющие отдельные черты сходства в строении с витаминами группы К, обладают антивитаминными свойствами. Одним из первых антивитаминов К был открыт дикумарол – вещество, выделенное из испорченного сена бобовых растений (донник, клевер):

Дикумарол (3,3’-метилен-бис-4-оксикумарин)

Другим представителем антивитаминов К является производное фтиокола 2,2’-метилен-бис(3-гидрокси-1,4-нафтохинон) представляющее собой производное двух молекул фтиокола, формула которого приводится ниже:

2,2’-метилен-бис(3-гидрокси-1,4-нафтохинон)

Третьим представителем этой группы соединений является варфарин:

Варфарин

Все названные вещества обладают геморрагическим действия на организм.

5. Биохимические функции

Как отмечено выше, обнаружение К-авитаминоза было связано с клинической картиной, показывающей замедление процессов свертывания крови. Это выражалось в точечном кровоизлии в ткани. Кровь, взятая из организма К-авитаминозных цыплят и других животных, часами оставалась жидкой при ее хранении.

В последующие годы было выяснено, что витамин К имеет отношение к синтезу протромбина – одного из факторов сложной ферментативной системы свертывания крови. Роль системы состоит в превращении растворимого в плазме белка фибриногена под ферментативным действием тромбина сначала в мономерную форму белка фибрина, а затем в полимерный, уже нерастворимый белок фибрин. Тромбин образуется из протромбина. Особенно сложным является многоступенчатый процесс превращения протромбина в тромбин. В плазме крови постоянно содержатся плазменные факторы свертывания крови (см. табл. 3), являющиеся белковыми веществами, и ионы кальция. В форменных элементах крови – тромбоцитах – содержится особый липопротеид, называемый тромбопластином тромбоцитов, или фактором III тромбоцитов. При разрушении тромбоцитов этот неактивный белок превращается под действием белков плазмы акцеллерина и конвертина в активную тромбокиназу, которая в присутствии других названных плазменных факторов и, кроме того, тканевого фактора начинает ферментативный процесс образования тромбина.

Таблица 3
Факторы свертывающей системы, содержащиеся в крови
Индекс	Название фактора	Индекс	Название фактора.
Ф.I	Фибриноген	Ф.VII	Конвертин и проконвертин
Ф.II	Протромбин (тромбин) крови	Ф.VIII	Антигемофильный глобулин А
Ф.III	Полный тромбопластин	Ф.IX	Антигемофильный глобулин В, фактор Кристмаса
		Ф.X	Фактор Проуэра–Стюарта
Ф.IV	Ионы Са	Ф.XI	Фвктор Розенталя
Ф.V	Проакцеллерин	Ф.XII	Фактор Хагемана
Ф.VI	Акцеллерин	Ф.XIII	Фибринстабилизирующий фактор
		–	Витамин К

Как видно из схемы, витамин К непосредственно не входит в систему свертывания крови. Он необходим для синтеза в печени протромбина, проконвертина, фактора Х и фактора IX (см. табл. 3).

Специальное изучение биохимической роли витамина К позволяет предположить, что она заключается во влиянии на заключительную стадию формирования молекулы протромбина на посттрансляционном уровне. Наряду с этим имеются сведения об изменении способности протромбина К-авитаминозных организмов взаимодействовать с липидами, углеводами и кальцием. Вследствие этого нарушается активирующее действие факторов ввертывающей системы крови и процесса превращения протромбина в тромбин.

Са2+	ФIII тромбоцитов (липопротеид)	Плазменные факторы свертывания		Фибриноген
		Аутокатализ
Протромбин		Тромбин		Фибрин-мономер
		аутокатализ
Тканевой фактор (тканевой тромбопластин)	Плазменные факторы свертывания			Фибрин-полимер (сгусток)
Схема свертывания крови

Помимо участия витаминов К в процессе биосинтеза белковых факторов свертывания крови у высших животных, установлено, что они участвуют в окислительно-восстановительных превращениях. Это обусловлено способностью нафтохинонового ядра к обратимым окислительно-восстановительным превращениям. На некоторых микроорганизмах, в частности Escherichia Coli, и микобактериях показана роль менахинонов в биосинтезе пиримидиновых оснований при аэробных условиях. Менахинон принимает участие в превращении дигидрооротовой кислоты в оротовую. Возникающая при этом молекула восстановленного витамина К (менахинола) дегидрируется в присутствии фумаровой кислоты:

Оротовая кислота		Менахинол		Фумаровая кислота
Дигидрооротат		Менахинон		Янтарная кислота

Для растительных организмов показано участие витаминов я в транспорте электронов. Не исключена также роль витаминов Ц в процессах окислительного фосфорилирования в митохондриях животных клеток.