Роль витаминов в жизнедеятельности растений, человека и животных
У всех организмов:
Играют каталитическую роль, т.е. входят в состав коферментов более 200 ферментов и поэтому участвуют в самых различных биохимических реакциях — ОВР, переноса и присоединения групп или веществ и др.
У человека и животных:
Участвуют в регуляции эластичности (вит. Р) и проницаемости биомембран и определяют всасывание из пищеварительного тракта минеральных (Ca, P) и органических веществ.
Участвуют в передаче сигналов нервной системы (седативное действие).
Участвуют в регенерации тканей (включая клетки крови, кости, зубов, гормонов, в т.ч. половых (содержание спермы зависит от витамина С).
Обладает антиоксиндантными и антимутагенными свойствами.
Повышают устойчивость к действию различных неблагоприятных факторов (охлаждению, интоксикации и др.) и иммунитет (устойчивость к болезням) организма.
Витамины — антиоксиданты (С, Е, А или каротин), подавляют течение неконтролируемых (или свободнорадикальных) реакций и процессов. Т.н. свободные радикалы — продукты жизнедеятельности клеток, образующиеся и накапливающиеся в организме человека в результате физических нагрузок, а также с возрастом и от неблагоприятной экологической обстановки. Они являются не только причиной старения организма, но и несут угрозу функционированию мозга, сердечно-сосудистой системы, вызывают образование рака. Витамины — антиоксиданты способствуют профилактике и устранению этих фатальных последствий (от артрита до морщин), а также мешают образованию склеротических бляшек, закупоривающих кровеносные сосуды. Сбалансированность и включение наиболее полного комплекса витаминов в лечебное питание — обязательное требование современной медицины. Применение витаминов устраняет побочное действие медикаментов (убивают или подавляют микрофлору желудка, синтезирующую многие необходимые для человека витамины).
Общее свойство витаминов.
Синтезируются преимущественно растениями и микроорганизмами. В растениях иногда присутствуют не сами витамины, а их предшественники (каротин, стероиды). Отдельные витамины (А, Д) при определенных условиях (например, УФ облучение) могут синтезироваться в организме животных.
Жирорастворимые витамины в больших количествах содержатся в продуктах животного происхождения (печень, почки, яйца, масло), где могут накапливаться и постепенно расходоваться. Водорастворимые витамины не накапливаются и их потребность необходимо удовлетворяеть ежедневно. Поэтому для сбалансированности рациона по витаминам необходимо одновременно использовать пищу растительного и животного происхождения (вред вететарианства).
Витамины необходимы в малых количествах, их действие носит дозовый и специфический характер, что следует учитывать при употреблении препаратов витаминов.
При длительном хранении и переработке (варка, консервирование) содержание витаминов снижается, витаминов больше содержатся в свежих овощах, ягодах, фруктах.
Между витаминами существует определенная зависимость — взаимное усиление или синергизм [(Р и С, В12 и Вс), антиоксиданты (А и Е) и липотрофные в-ва (метионин, холин, инозит)] и взаимное ослабление или антогонизм (В1 и РР — при выкуривании одной сигареты теряется 25 мг витамина С).
Потребность в витаминах.
Академик Энгельгардт сказал: «витамины обнаруживают свое присутствие проявлением своего отсутствия».
Для характеристики обеспеченности организма каким либо витамином принято различать три его формы.
Авитаминоз — комплекс симптомов, развивающихся в результате достаточно длительного, полного или почти полного отсутствия одного из витаминов. Возможен и полиавитаминоз.
Гиповитаминоз — состояние характеризующее частичное, но уже проявившуюся специфическим образом недостаточность витаминов. Различают пищевой и эндогенный гиповитаминоз.
Существуют неспецифические или общие признаки дифицита того или иного витамина и специфические, т. е. характерные для каждого вида в отдельности. К неспецифическим относятся: слабость, быстрая утомляемость, плохой аппетит (не всегда), снижение работоспособности и сопративляемости простудным заболеваниям, угнетенное состояние духа, апатия.
Гипервитаминоз — комплекс патофизиологических и биохимических нарушений возникающих в следствие длительного избыточного введения в организм любого их витаминов (термин не применим в отношении токсического действия однократно принятой большой дозы витаминов).
Потребность каждого человека в витаминах зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. бытовых условий, уровня физической нагрузки, климатических условий, физиологического состояния организма и других факторов. При переохлаждении, недостатке света, напряженной умственной и физической работе потребность в витаминах повышается.
Суточная потребность человека в витаминах
Источник
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВИТАМИНОВ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ
Витамины необходимы для нормальной жизнедеятельности не только человека и животных, но также высших растений и микроорганизмов.
· Аскорбиновая кислота играет роль промежуточного катализатора окислительно-восстановительных процессов, являясь переносчиком водорода в процессе тканевого дыхания.
· Исходя из химического строения каротиноидов, содержащих значительное количество двойных связей, можно предполагать, что они являются в растении переносчиками активного кислорода и принимают также участие в окислительно-восстановительных процессах.
· Аскорбиновая кислота, каротин принимают участие в процессе фотосинтеза.
· Каротин принимает участие в образовании хлорофилла.
· Каротиноиды принимают участие в процессах дыхания, роста, оплодотворения и укоренения. Корни растения не могут нормально развиваться без каротиноидов и витаминов группы В.
· Многие витамины, соединяясь со специфическим белком, образуют ферменты, которые принимают участие в обмене веществ (тиамин); в минеральном питании (токоферол, рибофлавин) и др.
Факторы, влияющие на накопление аскорбиновой кислоты
Накопление аскорбиновой кислоты в растениях зависит от температуры, освещенности и влажности почвы:
— на севере и в горах плоды шиповника накапливают больше аскорбиновой кислоты, чем в южных регионах;
— низкие температуры способствуют ее сохранности при хранении (плоды цитрусовых);
-солнечная радиация и достаточное количество влаги в почве стимулируют синтез аскорбиновой кислоты.
Отмечена суточная динамика:
— в дневные часы аскорбиновой кислоты бывает больше, чем вечером и ночью. Наибольшее содержание витаминов можно обнаружить в часы, близкие к полудню;
— снижается содержание аскорбиновой кислоты во время обильных дождей;
— чем выше растения над уровнем моря, тем больше аскорбиновой кислоты.
Источник
Физиологическая роль витаминов в жизни растений.
Накопленные за последние десятилетия факты показывают, что витамины так же нужны растениям как и животным. Это не просто побочные продукты их обмена веществ, а физиологически активные вещества, участвующие в жизненно важных процессах. Далее выяснили, что растения тоже могут иметь витаминную недостаточность, хотя она и не очень значительное, но если добавлять витамины в грунт или проводить витаминные подкормки, то это позволяет заметно повышать продуктивность растений.
Доказательством того, что растениям нужны витамины может быть и такой факт, что при обработке семян антивитаминами некоторых витаминов, происходит задержка прорастания или же уменьшение всхожести семян. Также может происходить подавление роста органов проростков и, вообще, гибель проростков.
Эксперименты показывают, что с помощью витаминов можно управлять некоторыми процессами: у растений — усиливать или задерживать их рост, ускорять образование плодов и т.д.
Как известно во всех живых организмах являются биологические катализаторы-ферменты, очень малые количества которых в сотни тысяч раз ускоряют огромные количества биохимических реакций.
Теперь твердо установлено, что все ферменты — белковые вещества. Они состоят из белкового «носителя» и особой активной группы — кофермента, который вступает в химическое взаимодействие с субстратом.
Этой активной группой многих ферментов являются витамины. В зависимости от того с какими белками соединяется кофермент — витамин, образуется тот или иной фермент. Так, например, витамины В2 способен сочетаться более чем с 20-ю белками (соединяется), образуя соответствующее число ферментов с различными физиологическими функциями. Витамин В1 вместе с двумя молекулами фосфорной кислоты образует активную группу карбоксилазы — фермента, очень широко распространенного в растениях и организмах животных, необходимого для превращения углеводов.
Витамины участвуют в различных процессах превращения веществ и жизнеспособности растительного организма.
В процессе фотосинтеза, на всех этапах его, мы встречаемся с витаминами. В первую очередь это провитамин А — каротин: они всегда являются спутниками хлорофилла, потому всегда находятся в хлорофилловых зернах. Сейчас известно, что каротин наряду с хлорофиллом участвует в поглощении энергии света. Кроме того, он хранит хлорофилл от разложения. Витамин С также защищает зеленый пигмент от окисления. Кроме того, этот витамин С принимаетучастие вместе с витамином К в сложных синтетических реакциях, протекающих при фотосинтезе. Также в процессе фотосинтеза участвуют витамины: В6, РР, биотин и другие. В дальнейшем преобразовании продуктов фотосинтеза участвует витамин В1. В эти процессы входит также процесс под названием «темновая фиксация» углекислого газа. Этот процесс по результатам аналогичный фотосинтеза и проходит без света за счет энергии химических соединений. Без витамина В1 он нарушается.
Значительную роль играют витамины в преобразовании фосфора. Соединения фосфора во всех живых системах служат аккумуляторами энергии. Накопленная в реакционные фосфорных соединениях энергия после этого используется в других реакциях. Вот в эти фосфорные соединения входят много витаминов. Их присутствие важно для связывания большого количества фосфорной кислоты, поступившей в растение. Такую роль выполняет, например, инозит.
Витамин В1 участвует в преобразованиях серы. Как известно в корнях растений проходят преобразования сульфатов, поступающих из почвенного раствора, в витамин В1 и в аминокислоты.
Огромная роль витаминов в дыхании. Дыхание растений, как и у животных, является важнейшим источником энергии для всех процессов: синтеза, роста, движения и т.д. Вместе с тем при дыхании образуются важные для организма соединения. Дыхание проходит в организме с помощью сложной системы ферментов.
Также витамины играют важную роль в устойчивости растений.
Большую роль в процессах дыхания играют и витамины С, В1, РР, фолиевая кислота, биотин, пантотеновая кислота и другие. Каждый витамин, показанный выше, входит в состав соответствующего фермента и выполняет присущую ему функцию в сложном процессе, каковым является дыхание.
Витамин С участвует в фотосинтезе. Также аскорбиновая кислота сильно связана с процессами дыхания растений. Аскорбиновая кислота обладает свойствами обратимо-окислительно-восстановительной системы, которая способна быть акцептором и донором водорода.
При введении аскорбиновой кислоты в ткани растений, усиливаются интенсивность дыхания этих растений. Аскорбиновая кислота в растениях и ее участие в дыхании придает большую устойчивость организмам, так как она окисляется благодаря различным «конечным» оксидаза, то есть функционирует в различных условиях температуры и на разных этапах развития растений.
Аскорбиновая кислота участвует в минеральном питании растений.
Аскорбиновая кислота также участвует в таком важном биологическом процессе как водообмен. Под действием аскорбиновой кислоты усиливается транспирация у растений, а также скорость движения воды по растению, так, как аскорбиновая кислота способствует ускорению целого ряда метаболических процессов.
Источник
Витамины и их роль в жизни растений.
Витамины – особая группа органических веществ, выполняющая важные биологические и биохимические функции в живых организмах. Эти органические соединения различной химической природы синтезируются главным образом растениями, а также микроорганизмами. Витамины требуются в небольшом количестве, они не используются организмом как строительный материал и не увеличивают имеющуюся в организме энергию, но основная задача их состоит в налаживании правильного обмена веществ. Провитамин А — каротин — спутник хлорофилла, известно, что каротин наряду с хлорофиллом участвует в поглощении энергии света и оберегает хлорофилл от разложения. Витамин С — защищает зеленый пигмент от окисления, способствует росту растений. Ученые утверждают, что витамин С выступает как антиоксидант, помогающий растениям противостоять засухе, озону и активному ультрафиолетовому излучению. Соединения фосфора служат аккумуляторами энергии. В эти соединениях входят много витаминов. Витамин РР, если его внести в почву — увеличивается поглощение растениями фосфора. Витамин В1 участвует в преобразованиях серы, эффективен для роста корней. Витамин В6 — усиливает действие витамина В1, участвует в процессе фотосинтеза. Аскорбиновая кислота усиливает интенсивность дыхания и повышается устойчивость к заболеваниям. Также участвует в водообмене. Под действием аскорбиновой кислоты усиливается транспирация у растений, а также скорость движения воды по растению.
Клеточная проницаемость. Гомеостаз, его значение для функционирования клетки.
Клеточная проницаемость— способность мембраны пропускать растворенные вещества. Обладая избирательной проницаемостью, мембраны выполняют еще одну очень важную функцию: поддерживают гомеостаз в клетке и в отдельных органеллах. Гомеостаз – это свойство клетки, органеллы, а так же органа, организма, экологической системы сохранять постоянной свою внутреннюю среду. Внутренней средой клетки является цитозоль, внутренней средой каждой органеллы – её строма и матрикс. Внешней средой для клетки является свободное пространство её стенки,а для органеллы – цитозоль. Молекулы воды и ионы поступают в цитозоль из вакуоли и из свобоного пространства клетки. Сахара, ионы тоже могут поступать в вакуоли. Клеточная стенка и вакуоль учавствуют в поддержании водного и солевого гомеостаза. Однако главным регулятором гомеостаза являются мембраны, прежде всего плазмалемма.
Изменение внутренней среды вызывает нарушение нативной структуры белковых глобул. Изменение третичной структуры белковых глобул вызывают увеличение проницаемости мембран, нарушение компартментации клетки, что может привести к её смерти.
Повреждающее действие на растительную клетку могут оказывать факторы самой различной природы: высокие и низкие температуры, избыточное освещение, сильное повышение концентрации веществ в окружающем растворе, сильное изменение рН окружающей среды, действие на растение электрического тока, механические воздействия и т.д.. Однако, несмотря на разную природу повреждающих факторов, в растительной клетке в ответ на любой повреждающий фактор возникает 3 типа изменений.
1.Уменьшение степени дисперсности цитоплазмы (оструктуривание). В нормальных условиях цитоплазма растительной клетки в микроскоп не видна, однако стоит подействовать на клетку повреждающим фактором, как она сразу приобретает зернистую структуру и становится заметной.
2. Увеличение общей проницаемости мембран клетки. При повреждающем воздействии на клетку увеличивается проницаемость всех ее мембран (клеточной мембраны, тонопласта и др.), и различные вещества начинают выходить из клетки во внешнюю среду.
3. Повышение у цитоплазмы и ядра сродства к прижизненным красителям. Поврежденные клетки интенсивнее окрашиваются и лучше удерживают краситель, чем неповрежденные клетки.
Источник