витамины
статья по химии (10 класс)
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| vitaminy.docx | 541.11 КБ |
Предварительный просмотр:
Витамины – это необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения, синтез которых у организмов данного вида отсутствует или ограничен.
Витамины и их производные являются активными участниками биохимических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах ( табл. 10 ).
В организмах млекопитающих большинство витаминов не синтезируется, а некоторые синтезируются кишечной микрофлорой или тканями в недостаточных количествах, поэтому витамины должны поступать с пищей. Некоторые микроорганизмы и высшие растения также нуждаются в определенных витаминах.
Особенности функционирования витаминов в живых организмах заключаются в следующем: 1) практически не синтезируются в организме; 2) источником витаминов служит пища и/или кишечные бактерии; 3) содержатся в организме в небольших количествах; 4) не входят в состав пластического материала организма и не используются в качестве источника энергии; 5) в большинстве случаев выполняют коферментные функции ( табл. 11 ).
Для обозначения каждого витамина существует буквенное латинское обозначение (например, витамины группы В), химическое (например, никотиновая кислота) и физиологическое названия (например, витамин роста). Отдельные витамины могут быть представлены группой соединений, близких по химическому строению и проявляющих близкую биологическую активность, называемых витамерами (например, витамин А может быть представлен витамерами А 1 и А 2 ).
Классификация витаминов. По растворимости в воде и жирах витамины подразделяют на две группы: водорастворимые и жирорастворимые ( табл. 10 ). В каждой из этих групп, наряду с витаминами, выделяют витаминоподобные соединения , выполняющие функции витаминов, но требующиеся организму в сравнительно больших количествах ( табл. 12 ).
Суточная потребность в витаминах невелика, но при недостаточном или избыточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические состояния: 1) авитаминоз – комплекс симптомов, развивающихся в организме в результате достаточно длительного полного или почти полного отсутствия одного или нескольких (полиавитаминоз) витаминов; 2) гипо- и гипервитаминозы – болезни, вызванные, соответственно, недостаточным или избыточным поступлением витамина или нескольких витаминов (полигипо- и полигипервитаминозы).
Вещества, структурно подобные витаминам, которые при взаимодействии с апоферментом образуют неактивные формы ферментов, называются антивитаминами и находят применение в медицинской практике для лечения ряда заболеваний (например, сульфаниламидные препараты).
Биохимическая функция витаминов
Витамин А (ретинол)– зрительный процесс (регулирует рост и дифференцировку клеток)
Витамин Д (кальциферол)- обмен кальция и фосфора
Витамин Е (токоферол)- антиоксидант, транспорт электронов (защита мембранных липидов)
Витамин К (филлохинон)- перенос электронов (кофактор в реакциях карбоксилирования) участвует в активации факторов свертывания крови
Витамин В 1 (тиамин)– декарбоксилирование α-кетокислот, перенос активного альдегида (транскетолаза)
Витамин В 2 (рибофлавин)– дыхание, перенос водорода
Витамин РР (никотиновая кислота)- дыхание, перенос водорода
Витамин В 6 (пиридоксин) – обмен аминокислот, перенос аминогрупп
Витамин В 12 (кобаламин)– кофермент ряда метаболических реакций переноса алкильных групп, метилирование цистеина
Фолиевая кислота – транспорт одноуглеродных групп
Витамин В 3 (пантотеновая кислота) – транспорт ацильных групп
Витамин Н (биотин) – кофермент реакций карбоксилирования (транспорт СО2)
Витамин С – антиоксидант, восстанавливающий кофактор для ряда оксигеназ, гидроксилирование пролина, лизина, катаболизм тирозина
Витамины: суточная потребность и источники поступления в организм человека
Источник
# химия | Что необходимо знать о витаминах?
Витамины — это органические соединения, необходимые для нормального роста и жизнеобеспечения организма. Если человеческий организм сам не производит витамины, их в необходимом объеме следует получать в составе пищевых продуктов. «Общеизвестные» факты зачастую не столь общеизвестны, как принято считать. Всем известно, что человеку нужны витамины, но какие и зачем — этот вопрос чаще всего остается вне поля зрения. Не пора ли поговорить о том, какие витамины существуют, их природных источниках, а также о том, что избыток витаминов тоже вреден?
Какие витамины бывают?
Существует 13 основных витаминов, необходимых для нормального функционирования организма. Речь идет о витаминах A, C (аскорбиновой кислоте), D, E (токофероле), K, B1 (тиамине, аневрине), B2 (рибофлавине), B3 (никотиновой кислоте, ниацине), пантотеновой кислоте, биотине (витамине H), B6 (пиридоксине, адермине), B12, B9 (фолиевой кислоте).
Все витамины делятся на две категории:
Жирорастворимые витамины хранятся в жировых тканях организма. К жирорастворимым относятся витамины A, D, E и K.
Водорастворимых витаминов девять. И организму приходится использовать их безотлагательно. Неиспользованный остаток этих витаминов выводится из организма с мочой. Витамин B12 является единственным водорастворимым витамином, который может храниться в печени годами.
Функции витаминов
Каждый из вышеперечисленных витаминов выполняет в организме свою важную задачу. Когда организм не получает достаточно того или иного витамина, наступает авитаминоз, который, в свою очередь, может стать причиной проблем со здоровьем.
Недостаток в рационе фруктов, овощей, бобовых, чечевицы, цельнозерновых и витаминизированных молочных продуктов повышает риск развития ряда заболеваний, в числе которых заболевания сердца, рак и остеопороз (разрежение кости).
Витамин A способствует здоровью зубов, костей, мягких тканей, слизистых оболочек и кожи.
Витамин B6 способствует формированию красных кровяных телец и поддерживает функционирование мозга. Этот витамин также играет важную роль в белках, которые лежат в основе многих химических реакций в организме. Употребление в пищу большого количества белка может снизить уровень витамина B6 в организме.
Витамин B12, как и другие витамины группы B, важен для метаболизма (обмена веществ). Он также способствует формированию красных кровяных телец и поддерживает центральную нервную систему.
Витамин C является антиоксидантом, способствует здоровью зубов и десен. Он помогает в усвоении организмом железа и поддерживает в здоровом состоянии его ткани. Способствует также заживлению ран.
Витамин D называют также «витамином солнечного света», то есть «витамином хорошей погоды», поскольку он вырабатывается в организме под воздействием солнечного излучения. От 10 до 15 минут пребывания на солнце три раза в неделю достаточно для выработки необходимого человеку количества витамина D. У людей, которые живут не в солнечной местности, может наблюдаться недостаток витамина D. Получить его только из пищи весьма трудно. Витамин D помогает организму усваивать кальций и необходим для поддержания здоровья зубов и костей. Он также помогает поддерживать в красных кровяных тельцах нужный уровень кальция и фосфора.
Витамин E — это антиоксидант. Он играет определенную роль в формировании красных кровяных телец и помогает организму в использовании витамина K.
Витамин K известен мало, но без него кровь может не сворачиваться. Некоторые исследования указывают на то, что он способствует здоровью костей.
Биотин важен для белкового и углеводного метаболизма, выработки гормонов и холестерина.
Никотиновая кислота является витамином группы B, который помогает поддерживать в здоровом состоянии кожу и нервную систему. Он также обладает эффектом снижения уровня холестерина.
Фолиевая кислота совместно с витамином B12 помогает формированию красных кровяных телец. Он также необходим для выработки ДНК, контролирующей рост тканей и функционирование клеток. Во время беременности очень важно получать фолиевую кислоту в достаточном количестве. Низкий уровень фолиевой кислоты связан с такими врожденными пороками, как расщепление позвоночника (spina bifida).
Пантотеновая кислота важна для пищевого метаболизма. Она также играет свою роль в выработке гормонов и холестерина.
Рибофлавин (витамин B2) действует совместно с другими витаминами группы B. Он важен для роста тела и выработки красных кровяных телец.
Тиамин (витамин B1) помогает клеткам тела преобразовывать углеводы в энергию. В период беременности и грудного вскармливания очень важно получать углеводы в достаточном количестве. Важен также для функционирования сердца и нервных клеток.
Пищевые источники витаминов
Жирорастворимых:
Витамин A: фрукты темного цвета, темные листовые овощи, яичные желтки, обогащенное молоко и молочные продукты (сыры, йогурт, масло и сливки), печень, говядина и рыба.
Витамин D: жирные сорта рыб, в том числе лосось (семга), скумбрия (макрель), сельдь и атлантический большеголов или исландский берикс; жир из печени рыб (жир из печени трески); обогащенные злаки; обогащенное молоко и молочные продукты.
Витамин E: авокадо, темно-зеленые овощи (шпинат, брокколи, спаржа, зелень репы); маргарин (сделанный из подсолнечного, кукурузного и сафлорового масла); растительные масла (подсолнечное, кукурузное и сафлоровое); папайя и манго; семечки и орехи; пшеничные зародыши и масло из них.
Витамин K: обычная и цветная капуста, крупы, темно-зеленые овощи (брокколи, брюссельская капуста, спаржа), листовые овощи темного цвета (шпинат, браунколь, листовая капуста, зелень репы), а также рыба, печень, говядина и яйца.
Водорастворимых:
Биотин: шоколад, крупы, яичные желтки, бобовые, молоко, орехи, субпродукты (печень, почки), свинина, дрожжи.
Фолиевая кислота: спаржа и брокколи, пивные дрожжи, сушеные бобы, обогащенные крупы, зеленые листовые овощи (шпинат и салат ромэн), чечевица, апельсины и апельсиновый сок, арахисовое масло, пшеничные зародыши.
Никотиновая кислота (ниацин, витамин B3): авокадо, яйца, обогащенный хлеб и крупы, морская рыба (в частности тунец), нежирное мясо, бобовые, орехи, картофель, мясо домашней птицы.
Пантотеновая кислота: авокадо, брокколи, браунколь и другие «капустные» овощи, яйца, бобовые и чечевица, молоко, грибы, субпродукты, мясо домашней птицы, белый сладкий картофель, цельнозерновые злаки.
Тиамин (витамин B1): сухое молоко, яйца, обогащенный хлеб и мука, нежирное мясо, бобовые, в том числе горох, орехи и семечки, субпродукты, цельнозерновые.
Пиридоксин (одна из форм витамина B6): авокадо, бананы, бобовые, мясо, орехи, мясо домашней птицы, цельнозерновые (в ходе переработки теряется много этого витамина).
Vitamin B12: мясо, яйца, обогащенная пища, такая как соевое молоко, молоко и молочные продукты, субпродукты (печень и почки), мясо домашней птицы, моллюски.
Следует отметить, что витамин B12 лучше усваивается из источников животного происхождения, чем растительного.
Vitamin C (аскорбиновая кислота): брокколи, брюссельская капуста, обычная и цветная капуста, цитрусовые, картофель, шпинат, земляника, клубника, помидоры и томатный сок.
Избыток витаминов тоже вреден
Многие считают, что чем больше витаминов, тем лучше. Но на самом деле витамины в избыточных дозах ядовиты. Поэтому их употребление следует согласовывать с врачом. Существуют общие рекомендации по дневной норме витаминов, но, поскольку каждый человек индивидуален, лучше консультироваться со специалистом. Рекомендации носят общий характер, а дозировка витаминов для каждого человека зависит от множества факторов, в числе которых возраст, пол, беременность и общее состояние здоровья. И, разумеется, любая информация носит исключительно справочный характер и не более того.
Особую осторожность следует соблюдать с жирорастворимыми витаминами A, D, E и K, поскольку они хранятся в жировых клетках, фактически встраиваясь в организм и могут стать причиной вредных последствий.
Источник
Лекция по теме «Витамины»
Представленная работа содержит теоретический материал по теме «Витамины», который предназаначен для изучения в курсе органической химии 10 (11) класса. Материал четко структурирован, содержит информацию о классификации витаминов, а также характеристику основных жиро- и водорастворимых витаминов. Лекция адресована учителям химии / биологии, учащимся старших классов (в том числе химико-биологического и естественнонаучного профилей), а также всем тем, кому интересны химия и биология.
Просмотр содержимого документа
«Лекция по теме «Витамины»»
1. Витамины – это низкомолекулярные органические соединения различной химической природы и строения, обеспечивающие нормальное протекание биохимических, физиологических процессов в организме путем участия в обмене веществ целостного организма.
2. Классификация витаминов
I. По растворимости:
витамин А (ретинол, антиксерофтальмический);
витамин Д (кальциферол, антирахитичный);
витамин Е (токоферол, антистерильный, витамин размножения);
витамин К (филохинон, антигеморрагический).
витамин В1 (тиамин, антиневритный);
витамин В2 (рибофлавин, витамин роста);
витамин В3 (пантотеновая кислота, антидерматитный фактор);
витамин В5 (РР) (никотиновая кислота, антипеллагрический);
витамин В6 (пиридоксин, антидерматитный);
витамин В12 (цианкобаламин, антианемический);
витамин С (аскорбиновая кислота);
витамин Н (биотин, антисеборейный);
витамин Р (рутин, капилляроукрепляющий).
II. По необходимости:
Собственно витамины (см. выше)
Обладают витаминным действием, но частично могут синтезироваться в организме. Иногда применяются как пластический материал для постройки тканей. Относятся фолиевая кислота, линолевая кислота, инозит, убихинон, парааминобензойная кислота, орнитин, оротовая кислота и т.д.
3. Особенности витаминов
витамины не включаются в структуру тканей, т.к. не используются как пластический материал;
витамины не используются в качестве источника энергии;
витамины проявляют свою активность в низких концентрациях (суточная норма – несколько мг);
они либо вообще не образуются в организме, либо образуются в очень маленьких количествах. Разные организмы имеют разную потребность в витаминах.
4. Патологические состояния
Гиповитаминоз – это патологическое состояние, развивающееся вследствие недостатка витамина в пище.
Авитаминоз – это патологическое состояние, развивающееся вследствие полного отсутствия витамина в пище.
Гипервитаминоз – это патологическое состояние, развивающееся вследствие избыточного поступления витамина в организм.
а) первичные (экзогенные) причины:
Связаны с особенностями питания и состоянием организма человека:
Отсутствие в рационе свежих овощей и фруктов (витамины С и Р);
Употребление исключительно рафинированных продуктов (шлифованный рис, хлеб высшего сорта);
Использование в пищу исключительно консервированных продуктов и продуктов быстрого приготовления;
Употребление в пищу исключительно продуктов растительного происхождения (вызывает недостаток витаминов группы В)
Повышенная потребность организма в витаминах (беременность, лактация, онкологические заболевания).
б) вторичные (эндогенные) причины:
Они связаны с нарушением усвоения витаминов:
Применение лекарственных препаратов, проявляющих антивитаминную активность;
Наблюдается при острых и хронических интоксикациях;
Болезнь печени и поджелудочной железы;
Усиленный распад витаминов в кишечнике.
5. Групповая характеристика некоторых витаминов
Функциональные группы витаминов
Физиологическое действие витаминов
Повышающие общую реактивность организма
Регулируют функциональное состояние организма, ЦНС, обмен веществ, питание и состояние тканей
Влияют на нормальную проницаемость и устойчивость кровеносных сосудов, повышают свертываемость крови
Нормализуют и стимулируют кроветворение
Стимулируют выработку антител, защитного эпителия
Регулируют остроту, расширяют поле цветного зрения
Характеристика жирорастворимых витаминов
эти витамины растворимы в жирорастворителях и не растворимы в воде;
они способны накапливаться в организме;
характерно явление существования витамеров – веществ, несколько отличающихся от витаминов, но также обладающих витаминной активностью.
Впервые был выделен в 1913 г. Представляет собой одноатомный непредельный циклический спирт, t°пл = 64°C. Растворяется в жирах и органических растворителях. Качественная реакция: с раствором хлорида сурьмы (III) – происходит изменение окраски с синей на розово-фиолетовую. В мягких условиях и под действием ферментов ретинол может переходить в ретиналь (альдегид) – это витамин А2. Его активность ниже, чем у витамина А.
Признаки гипо — и авитаминоза:
Наблюдается похудание и истощение, торможение роста;
Сухость кожи, растрескивание и ороговение кожи, сухость слизистой оболочки глаза (ксерофтальмия): слеза не выделяется → сухость слизистой → отек, воспаление, конъюктивит. Конечная стадия – куриная слепота.
Снижение иммунитета, учащается заболеваемость.
Воспаление глаз, выпадение волос, тошнота, головные боли, истощение. Развивается в течение 3 – 4 часов. Печень белого медведя, тюленя, моржа содержит очень много витамина А.
Биологическая роль витамина А на молекулярном уровне:
Витамин А регулирует рост и дифференцировку быстро делящихся и размножающихся клеток и тканей (клетки костной ткани, хряща, эпителия);
Регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток быстрорастущего организма;
Принимает участие в ОВР (наличие двойных связей);
Принимает участие в синтезе антител, т.е. иммуноглобулинов;
Принимает участие в акте световосприятия (входит в состав родопсина).
Источники витамина А:
Сам витамин А содержится в продуктах животного происхождения – в печени, яичном желтке, цельном молоке, сливках, сметане. Печень морского окуня содержит 35% витамина А.
Провитамин А – это каротиноиды. Их около 70, самый активный – β — каротин. Содержатся в красномякотных овощах и фруктах.
Откладывается в запас в печени в виде сложных эфиров с пальмитиновой кислотой (на 100 г печени – 20 мкг витамина А).
Суточная потребность в витамине А – 1-2,5 мг для взрослых, 2-5 мг для детей, в каротине – 2-5 мг. Передозировка опасна.
В организме представлен в виде витаминов Д2 и Д3. Это кристаллическое, бесцветное вещество, растворимо в органических растворителях. Чувствительны к УФИ. Качественная реакция с SbCl3 – оранжево-красное соединение. С органическими кислотами по ОН – группе образуют сложные эфиры.
Признаки гипо – и авитаминоза:
У детей – рахит. В этом случае наблюдается мягкость костей, они изгибаются под тяжестью тела и приобретают уродливую форму. Наблюдается деформация костей черепа. Все это связано с тем, что в крови понижается содержание кальция и неорганического фосфата.
Снижается тонус мышц (атония). Выпячивается живот, вплоть до развития пупочных грыж.
При глубоком авитаминозе у детей задерживается появление первых зубов.
У взрослых – размягчение костной ткани и деминерализация костей. Возникает остеопороз – повышенная хрупкость и ломкость костей.
При большой дозе – смерть (кальцификация почек, аорты, мышц почек).
Биороль витамина Д на молекулярном уровне:
Способствует всасыванию Са 2+ и РО4 в стенках кишечника;
Участвует в обмене Са 2+ между кровью и костной тканью;
Способствует обратному всасыванию – реабсорбции — Са 2+ и фосфат-ионов в почках.
Источники витамина Д:
Содержится в продуктах животного происхождения, в основном, в печени, сливочном масле, яичном желтке, рыбьем жире, а также в дрожжах, подсолнечном масле.
Суточная потребность – 12-25 мкг.
Был получен в 1922 г. Обеспечивает развитие нормального потомства.
Признаки гипо — и авитаминоза:
При недостатке витамина у животных развивается невынашиваемость плода;
Нарушение развития половых процессов (сперматогенез, овогенез).
Биороль витамина Е:
Является физиологическим антиоксидантом, т.е. он защищает мембраны клеток от перекисного окисления;
Источники витамина Е:
Семена злаков, яичный желток, сливочное масло, мясо, салат, капуста.
Депонируется в жировой ткани, в ткани поджелудочной железы и в мышцах.
Выделен в 1935 г.
Признаки гипо – и авитаминоза:
У взрослых авитаминоза по витамину К не наблюдается, но он очень опасен для детей, особенно для младенцев. При этом нарушается процесс свертывания крови и в результате этого наблюдаются внутренние кровотечения, образуются внутренние и подкожные кровоизлияния.
Биороль витамина К:
Участвует в процессах свертывания крови;
а) Необходим для образования в печени белков, участвующих в свертывании крови (регулирует образование протромбина).
б) Активирует протромбин, увеличивая в его составе количество центров, связывающих кальций.
Повышает прочность стенок капилляров.
Источники витамина К:
Содержится в зеленых культурах (шпинат, капуста, рябина и т.д.). Также витамин К синтезируется микрофлорой кишечника.
Суточная потребность для взрослых – около 1 мг.
Характеристика водорастворимых витаминов
хорошо растворимы в воде;
эти витамины не накапливаются в организме, легко из него выводятся;
они либо поступают с пищей, либо синтезируются микрофлорой кишечника;
характерно наличие антивитамеров;
по химической структуре – гетероциклы;
гипервитаминоз не характерен.
Мелкие, бесцветные кристаллы, растворимы в воде и спирте, не растворимы в органических растворителях. При нагревании разрушение структуры происходит через 15 минут.
Признаки гипо – и авитаминоза:
Полиневрит (болезнь «бери-бери»)
Нарушение деятельности со стороны ЦНС: потеря памяти на недавние события, галлюцинации;
Нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы: одышка, тахикардия, сердечная недостаточность;
Наблюдается поражение и расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, а именно нарушаются моторная и секреторная функции, полная атония кишечника. Это приводит к застою и гниению пищи;
Нарушается водный обмен, развиваются отеки
Наблюдается поражение нервов, боль на всем протяжении нерва, следствием является паралич.
У птиц – судорожное закидывание головы.
Широко распространен в дрожжах, горохе, муке грубого помола, почках, печени, нешлифованном рисе, бобах, фасоли и т.д. Синтезируется микрофлорой человеческого кишечника.
Суточная потребность – 1,3-3 мг.
Хорошо растворим в воде, растворы имеют зелено-желтую окраску. Устойчив к нагреванию (выдерживает кипячение 6 ч), но при освещении быстро разрушается.
Похудание, остановка роста, выпадение волос, появляются незаживающие трещины в уголках рта, происходит воспаление слизистой («географический язык»), воспаление кровеносных сосудов глаз (нарушение зрения), общая мышечная слабость, шелушение кожи (особенно лица), малокровие.
Отвечает за регенерацию тканей;
Принимает участие в окислении высших жирных кислот;
Входит в состав ферментов класса оксидоредуктаз.
Содержится в молочных продуктах, муке грубого помола, зеленых овощах, печени, почках, мясе, яичном желтке.
Суточная потребность – 2-4 мг.
При недостатке витамина развиваются дерматиты;
Происходит обесцвечивание волос;
Изъязвление слизистой желудка и кишечника;
Содержится практически во всех продуктах, может синтезироваться микрофлорой кишечника.
Суточная норма — ≈ 10 мг.
Не очень хорошо растворим в воде, растворимость увеличивается в подкисленной среде.
При недостатке витамина образуется шершавая кожа («пеллагра»), поражаются открытые участки кожи, а также слизистая желудочно-кишечного тракта. Затем нарушается работа ЦНС. Боли в области кишечника, тошнота, жидкий стул, психозы, депрессия. Такие симптомы возникают у больных с недостаточным белковым питанием (не хватает триптофана).
Содержится в картофеле, рисе, печени, почках, молоке и т.д. Может синтезироваться в организме на основе триптофана.
Суточная потребность – 15-25 мг.
Хорошо растворим в воде. Устойчив к кислотам и щелочам, но быстро разрушается при нагревании.
Поражение кожи, развитие дерматитов. У животных поражается кожа хвоста, лап, ушей, происходит выпадение волос, изъязвление;
Наблюдается расстройство кроветворной системы (анемия);
Нарушение со стороны ЦНС: эпилептические припадки (особенно у грудных детей – искусственников)
Входит в состав ферментов, участвуя тем самым в обмене веществ.
Содержится в молоке, бобовых культурах, капусте, моркови. Незначительная часть может синтезироваться микрофлорой кишечника.
Суточная доза – 2-3 мг.
В кристаллическом виде устойчив, в растворе – легко окисляется растворами йода, брома, серебра. Является производным углеводов. Синтезируется в организме многих животных, кроме обезьян, летучих мышей, человека, морских свинок.
Ломкость капилляров, кровоточивость десен;
Повышенная восприимчивость к инфекциям;
Болезненность десен, их отечность и разрыхленность;
Множественные подкожные кровоизлияния.
Является источником водорода в ОВР, он необходим в синтезе адреналина.
Участвует в формировании зрелого коллагена.
Содержится в цитрусовых, черной смородине, шиповнике, чесноке, луке, хвое и т.д.
Источник