Витамин С
Витамин С (аскорбиновая кислота; антискорбутный витамин) получил название антискорбутного, антицинготного фактора, предохраняющего от развития цинги – болезни, принимавшей в средние века характер эпидемии. Причину болезни долго не могли распознать, и только в 1907–1912 гг. были получены неоспоримые экспериментальные доказательства (на морских свинках, также подверженных, подобно людям, заболеванию цингой) прямой зависимости между развитием цинги и недостаточностью или отсутствием в пище витамина С.
По химической структуре аскорбиновая кислота представляет собой лактон кислоты со структурой, близкой структуре L-глюкозы; окончательно строение витамина С было установлено после синтеза его из L-ксилозы. Аскорбиновая кислота относится к сильным кислотам; кислый характер ее обусловлен наличием двух обратимо диссоциирующих еноль-ных гидроксилов у 2-го и 3-го углеродных атомов.
Аскорбиновая кислота содержит два асимметричных атома углерода в 4-м и 5-м положениях, что позволяет образовать четыре оптических изомера. Природные изомеры, обладающие витаминной активностью, относятся к L-ряду. Аскорбиновая кислота хорошо растворима в воде, хуже – в этаноле и почти нерастворима в других органических растворителях. Из представленных структурных формул видно, что наиболее важным химическим свойством аскорбиновой кислоты является ее способность обратимо окисляться в дегидроаскорбиновую кислоту, образуя окислительно-восстановительную систему, связанную с отщеплением и присоединением электронов и протонов. Окисление может быть вызвано различными факторами, в частности кислородом воздуха, метиленовым синим, перекисью водорода и др. Этот процесс, как правило, не сопровождается снижением витаминной активности. Дегидроаскорбиновая кислота легко восстанавливается цистеином, глутатионом, сероводородом. В слабощелочной (и даже в нейтральной) среде происходит гидролиз лактонового кольца, и эта кислота превращается в дикетогулоновую кислоту, лишенную биологической активности. Поэтому при кулинарной обработке пищи в присутствии окислителей часть витамина С разрушается. Аскорбиновая кислота оказалась необходимым пищевым фактором для человека, обезьян, морских свинок и некоторых птиц и рыб. Все другие животные не нуждаются в пищевом витамине С, поскольку он легко синтезируется в печени из глюкозы. Как оказалось, ткани витамин-С-чувствительных животных и человека лишены одного-единственного фермента, катализирующего последнюю (6-ю) стадию образования аскорбиновой кислоты из глюкозы, а именно гулонолактоноксидазы, превращающего L-гулонолактон в L-аскорбиновую кислоту.
Наиболее характерным признаком недостаточности витамина С является потеря организмом способности депонировать межклеточные «цементирующие» вещества, что вызывает поражение сосудистых стенок и опорных тканей. У морских свинок, например, некоторые специализированные, высокодифференцированные клетки (фибробласты, остеобласты, одонтобласты) теряют способность синтезировать коллаген в кости и дентине зуба. Нарушено, кроме того, образование гликопротеингликанов, отмечены геморрагические явления и специфические изменения костной и хрящевой тканей.
У человека при недостаточности витамина С также отмечаются снижение массы тела, общая слабость, одышка, боли в сердце, сердцебиение. При цинге в первую очередь поражается кровеносная система: сосуды становятся хрупкими и проницаемыми, что служит причиной мелких точечных кровоизлияний под кожу – так называемых петехий; часто отмечаются кровоизлияния и кровотечения во внутренних органах и слизистых оболочках. Для цинги характерна также кровоточивость десен; дегенеративные изменения со стороны одонтобластов и остеобластов приводят к развитию кариеса, расшатыванию, разламыванию, а затем и выпадению зубов. У больных цингой наблюдаются, кроме того, отек нижних конечностей и боли при ходьбе.
Биологическая роль. Витамин С, вероятнее всего, участвует в окислительно-восстановительных процессах, хотя до сих пор не выделены ферментные системы, в состав простетических групп которых он входит. Предполагают, что витамин С участвует в реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников (кортикостероидов), аминокислоты триптофана и, возможно, в других реакциях гидроксилирования. Имеются доказательства необходимости участия витамина С в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях.
Распространение в природе и суточная потребность. Витамин С относится к широко распространенным в природе витаминам. Наиболее важными источниками его для человека служат продукты растительного происхождения (овощи и фрукты). Много витамина С в перце, салате, капусте, хрене, укропе, ягодах рябины, черной смородины и особенно в цитрусовых (лимон). Картофель также относится к основным повседневным источникам витамина С, хотя содержит его значительно меньше. Из непищевых источников богаты витамином С шиповник, хвоя, листья черной смородины, экстракты из которых могут полностью удовлетворить потребности организма. Суточная потребность в витамине С для человека составляет 75 мг. Рекомендованные рядом ученых (в том числе Л. Полингом) более высокие суточные дозы аскорбиновой кислоты (1 г) для человека, вероятнее всего, недостаточно обоснованны.
Источник
Витамин С, (аскорбиновая кислота, антицинготный): химическое строение, признаки гиповитаминоза, механизм биологического действия, источники, потребность
Изучение свойств витамина С, его биологических действий, потребностей в витамине для нормальной жизнедеятельности организма человека. Химическое строение, свойства и биологическое значение витамина С. Содержание аскорбиновой кислоты в пищевых продуктах.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2014 |
| Размер файла | 572,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Оренбургская государственная медицинская академия министерства здравоохранения Российской Федерации»
Кафедра биологической химии
по дисциплине «Биохимия»
Витамин С, (аскорбиновая кислота, антицинготный): химическое строение, признаки гиповитаминоза, механизм биологического действия, источники, потребность
Выполнила: Макарова Анастасия
Научный руководитель: Винокурова Н.В.
1. История открытия витамина С
2. Химическая природа и свойства витамина С
3. Биологическая роль и метаболизм
Каждый человек хочет быть здоровым. Здоровье-это богатство, которое нельзя купить за деньги или получить в подарок.
Всем хорошо известно мудрое изречение: » Человек есть то, что он ест». Питание — это один из важнейших элементов для нормальной или разрушительной работы организма. В составе пищи, которую мы едим, содержатся различные вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, способствующие укреплению организма, исцелению, а также наносящие вред здоровью. К незаменимым, жизненно важным компонентам питания наряду с белками, жирами и углеводами относятся витамины. Одним из самых известных и важных витаминов, является Витамин С. Аскорбиновая кислота не образуется в организме человека, поэтому в организм человека, необходимо регулярное поступление витамина С. Многие люди знают, что витамин С нужен для нашего организма, но мало кто знает, о его содержании в различных продуктах, о его биологических действиях и рациональном его потреблении.
Мой реферат посвящен изучению свойств витамина С, его биологических действий, потребности в витамине для нормальной жизнедеятельности организма человека, а также таким патологическим состояниям, как гипо-, гипер- и авитаминоз. Я считаю, что тема моего реферата, актуально в любое время года, т.к. витамин С выполняет ряд жизненно важных функций в организме человека.
Цель реферата: раскрыть химическую природу и свойства витамина С, его суточную потребность и источники, содержащие данный витамин, а также патологические состояния связанные с употреблением или недостатком витамина С — гипо-, гипер-, авитаминоз.
1. Охарактеризовать химическую природу и свойства витамина С
2. Рассмотреть его количественное содержание в различных продуктах.
3. Описать проявления гипо-,гипер- и авитаминоза.
1. История открытия витамина С
Впервые в 1895-1896 гг. Smith T.H, в эксперименте на животных было вызвано заболевание, сопровождавшееся геморрагическими явлениями. В 1907-1912 гг. Holst A., Frulich T., используя овсяную диету, получили у морских свинок аналогичную болезнь и предположили, что она тождественна человеческой цинге. Они также установили, что свежий сок многих овощей и фруктов является хорошим профилактическим и лечебным средством.
В ХХ веке за открытия, связанные с витамином С, были получены две Нобелевские премии. Лауреатами стали Альберт Имре Сент Дьердьи (1937г)- за открытие структуры и роли витамина С в антиокислительных процессах и Лайнус Полинг (1954г.) за работы по природе химической связи и их приложению к определению структуры сложных соединений. Позднее, в 60-70 гг., Л. Полинг сделал важнейшие исследования о влиянии витамина С на состояние фагоцитоза, чем перевел витаминологию в русло развития иммунофармакологии. Из цитрусовых, а также из красного болгарского перца и из коры надпочечников Сент Дьердь выделил сильнейший восстановитель, который он из озорства сначала назвал «ignose» (от nose- нос), а после первого запрета на статью- » Godnose» (в буквальном переводе- Божий нос). После второго запрета — гексуроновой кислотой, затем витамином С.
В 1920 году Drummond J.C. предложил назвать антицинготный фактор витамином С. Бессоновым впервые в 1922г. Был получен препарат витамина С из сока капусты. Помимо этого Szent — Gyurgy A., разработавший в биохимической лаборатории в Кембридже, в 1927 году выделил из некоторых растений и надпочечников вещество, названое им гексуроновой кислотой. В 1933 году после тщательного изучения гексуроновой кислоты исследователем Szent-Gyurgy A., предложил переименовать ее в аскорбиновую кислоту.
В 1988 году Национальный институт рака (США) признает обратную взаимосвязь между потреблением витамина С и различными формами рака и выпускает сборник советов, как увеличить количество витамина С в ежедневном рационе.
Интересен тот факт, что человек — одно из немногих живых существ, которые нуждаются в постоянном внешним обеспечении организма этим витамином. Только людям, обезьянам, морским свинкам и индийской летучей мыши необходимо получать витамин С из пищи.
2. Химическая природа и свойства витамина С
Химическая природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения его в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов, особенно большое значение в ряду этих исследований имели работы А. Сент-Дьердьи и Хэворта.
Витамин С — это белые, бесцветные кристаллы, имеют температуру плавления около 190°С, хорошо растворимы в воде и почти нерастворимы в органических растворителях.
Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты.
L- аскорбиновая кислота
Аскорбиновая кислота имеет два ассиметричных атома углерода и является оптически активным соединением, образуя четыре оптических изомера и два рацемата. L- аскорбиновая кислота является наиболее активным изомером.
Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратимому окислению дегидрированию с образованием дегидроаскорбиновой кислоты. Таким образом, L-Аскорбиновая кислота и е дегидроформа образуют окислительно-восстановительную систему, которая может, как отдавать, так и принимать водородные атомы, точнее электроны и протоны. Обе эти формы обладают антискорбутным действием.
Витамин С в природных условиях присутствует в трех формах: аскорбиновая кислота, дегидроаскорбиновая кислота, аскорбиген (комплекс аскорбиновой кислоты с белком).
Аскорбат отличается способностью легко отдавать электроны из диенольной группы лактонового кольца, поэтому вместе с ферри-ионом (Feі?) является кофактором ряда гидроксилаз, осуществляющих гидроксилирование по схеме: витамин аскорбиновый химический
В представленной последовательности реакций видно, что в присутствии металлов с переходной валентностью аскорбат проявляет свои выраженные прооксидантные свойства.
Суточная потребность и источники витамина С.
В организме человека аскорбиновая кислота не образуется, поэтому для человека необходимо регулярное ее поступление с пищей.
Суточная потребность в витамине С составляет для взрослого человека — 80-120 мг, для новорожденных 20-30 мг, для детей и подростков- 30-80 мг.
Потребность в аскорбиновой кислоте повышается в условиях неблагоприятного климата. Так, в Антарктиде человеку нужно ежедневно принимать 250мг витамина С. При большой мышечной нагрузке, стрессовых ситуациях, беременности, кормлении грудью, большинстве заболеваний нужно увеличивать его потребление.
Источники витамина С
Следует помнить, что содержание всех витаминов, и особенно витамина С, в растениях зависит от сорта, района выращивания, характеристики почвы, освещения и тд. Больше всего витамин С содержат фрукты, овощи, зелень. Продукты животного происхождения практически его не содержат. В состав кожуры цитрусовых входят биофлавонойды, которые способствуют усвоению и удержанию витамина С. Витамин С, содержащийся в плодах шиповника, также содержит биофлавонойды и другие ферменты, которые помогают лучшему его усвоению. Кроме того, содержание витамина С снижается при хранении в связи с наличием в овощах и фруктах фермента аскорбиназы, разрушающего аскорбиновую кислоту.
3. Биологическая роль и метаболизм
Аскорбиновая кислота всасывается путем простой диффузии на всем протяжении желудочно-кишечного тракта, но преимущественно это происходит в тонком кишечнике. В крови и тканях она связывается с различными высокомолекулярными соединениями белковой и небелковой природы.
Дегидроаскорбиновая кислота, образующаяся в клетках из аскорбиновой кислоты ферментом аскорбатоксидазой, является неустойчивым соединением и легко окисляется в водной фазе с образованием 2,3-ликетогулоновой кислоты, которая уже не обладает витаминной активностью. Восстановление дегидроаскорбоновой кислоты в аскорбиновую осуществляется дегидроаскорбатредуктазой с участием глутатиона-SH.
Конечными продуктами деградации витамина С являются щавелевая, треоновая, ксилоновая и ликсоновая кислоты. Аскорбат и продукты его распада экскретируются с мочой.
1. Участвует в реакциях гидроксилирования, являясь донором водорода:
— в обмене амииокислот тирозина и триптофана при образовании катехоламинов (дофамина, норадреналина и адреналина)и серотонина;
— в превращениях аминокислот пролина и лизина в оксикислоты, содержащиеся в большом количестве в коллагене;
— в биосинтезе кортикостероидов;
— в процессах детоксикации ксенобиотиков;
— в синтезе холестерина.
2. Выполняет антиоксидантные функции, уменьшая объем свободно-радикального окисления и защищая компоненты цитозоля клетки от окисления.
3. Участвует в обмене железа, обеспечивая его всасывание в желудочно-кишечном тракте и отдачу тканям из комплекса с трансферрином.
4. Участвует в синтезе гликозаминогликанов — основного вещества соединительной ткани (особенно ярко эго проявляется в стенках сосудов).
5. Участвует в формировании большинства параметров иммунного ответа, повышает концентрацию интерферона.
6. Образует хелатные соединения с кальцием, увеличивая скорость его транспортировки в клетки (это особенно важно для формирования дентина).
7. Способствуют образованию активных (коферментных) форм фолиевой кислоты.
8. Участвует в синтезе липопротеинлипазы, с которой связан транспорт и утилизация жиров и холестерина. Тормозит процесс атерогенеза (рост атеросклеротических бляшек в сосудах).
9. Участвует в синтезе и метаболизме гормонов щитовидной железы.
10. Нейтрализует канцерогенные нитрозамины пищи (с участием витамина Р). Функции витамина тесно связаны с обменом цинка, кобальта, биофлавинов и фолиевой кислоты.
11. Необходим для поддержания защитных свойств легочного сурфактанта.
Признаки гипо-, авитаминоза витамина С.
Недостаточность витамина С может быть экзогенной из-за дефицита аскорбиновой кислоты в пище, а также при неправильной кулинарной обработке фруктов и особенно овощей (длительная термическая обработка, чрезмерно долгая варка). Эндогенные причины связаны с нарушениями всасывания, обусловленных заболеванием желудка, кишечника, печени и поджелудочной железы.
Гиповитаминоз витамина С — это патологическое состояние, связанное с пониженным содержанием витамина С в организме.
Повышение ломкости капилляров, общая слабость, апатия, быстрая утомляемость, снижение аппетита, повышенная восприимчивость к инфекциям, снижение защитных сил организма, болезненность десен, кровоточивость их при чистке зубов.
Основные симптомы гиповитаминоза С у детей:
Болезненность конечностей при движении, беспокойством или апатией, субфебрильной температурой, снижением количества гемоглобина, лейкоцитов и тромбоцитов в крови. Характерные кровоизлияния и болезненные припухания в области кистей рук, костно-хрящевой части ребер. На коже мелкоточечные кровоизлияния в виде сыпи. Десны поражаются, только после прорезывания зубов.
Авитаминоз витамина С- это патологическое состояние, связанное с отсутствием витамина С в организме.
Общая слабость, пониженная работоспособность, быстрая утомляемость,, апатия, точечные кровоизлияния в кожу, десны становятся разрыхленными, при небольшом трении кровоточат. Повешенная восприимчивость к простудным и инфекционным заболеваниям.
Основными признаками С- авитаминоза являются нарушения белкового обмена, особенно фибриллярных белков. В результате возможны изменения межклеточных взаимодействий, патологическое увеличение проницаемости сосудов, кровоточивость десен, выпадение зубов.
При недостатке витамина С снижается возможность использования запасов железа для синтеза гемоглобина в клетках костного мозга и участие фолиевой кислоты в пролиферации кроветворных клеток. Все это приводит к анемии.
Потребление доброкачественных продуктов питания, в рационе всегда должны присутствовать овощи и фрукты, пища должна быть сбалансированной и богата витамином С. При этом необходимо проводить профилактику заболеваний ЖКТ, которые могут препятствовать всасыванию данного витамина.
Признаки гипервитаминоза витамина С.
Гипервитаминоз витамина С- это патологическое состояние, связанное с повышенным содержанием витамина С в организме.
Как показала практика большие дозы витамина С, оказывают на организм неблагоприятное воздействие. Уже доза в 1-1,5 г может вызвать бессонницу, чувство жара, головную боль, повышение артериального давления. Повышается вероятность образования камней в почках, нарушения выработки гормонов надпочечниками. Может угнетаться выработка инсулина. Кроме то, отмечено, что при приеме больших доз аскорбиновой кислоты усвоение ее практически не увеличивается — весь избыток витамина выводится с мочой.
В моем реферате, я постаралась раскрыть химическую природу витамина С, биологическую функцию и метаболизм, его суточную потребность и источники данного витамина, симптомы гипо-, гипер- и авитаминоза.
Витамин С — это белые, бесцветные кристаллы, имеют температуру плавления около 190°С, хорошо растворимы в воде и почти нерастворимы в органических растворителях.
В организме человека аскорбиновая кислота не образуется, поэтому для человека необходимо регулярное ее поступление с пищей.
Суточная потребность в витамине С составляет для взрослого человека — 80-120 мг, для новорожденных 20-30 мг, для детей и подростков- 30-80 мг.
Самое большое содержание витамина С в шиповнике, облепихе, черной смородине и т.д.
Аскорбиновая кислота всасывается путем простой диффузии на всем протяжении желудочно-кишечного тракта, но преимущественно это происходит в тонком кишечнике. В крови и тканях она связывается с различными высокомолекулярными соединениями белковой и небелковой природы.
Витамин С выполняет ряд важных функций для нормальной жизнедеятельности.
При пониженном содержании витамина С, могут развиться патологические состояния, такие, как гипо- и авитаминоз.
При повышенном содержании витамина С, может развиться патологическое состояние — гипервитаминоз.
Каждому человеку, необходимо, регулярное поступление витамина С с пищей, т.к. он выполняет жизненно важные функции.
1. Блинкин С.А. » Иммунитет и здоровье», — М.: Знание. 1977г.
2. Вершигора А.Е. » Витамины круглый год», — М.: 1998г.
3. Биохимия витаминов. Учебное пособие./Под ред. А.А. Никонорова. -Оренбург: ООО » Принт-Сервис». — 2012.-117с.
4. Губергриц А.Я. » Лечебное питание». 2005г.
5. Вишнев В. » Гиповитаминоз- профилактика и лечение»
Источник