Витамины это неорганические вещества поступающие с пищей

Биология в лицее

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Значение витаминов. Витамины – это органические вещества, содержащиеся в пище, необходимые для образования ферментов и других биологически активных веществ. Люди потребляют их в незначительном количестве, но без витаминов невозможна нормальная работа органов нашего тела. Витамины активно влияют на обмен веществ, рост и развитие организма, его сопротивляемость к заболеваниям. Недостаток даже одного витамина нарушает работу нашего организма, приводит к тяжелым болезням.

Витамины содержатся в продуктах питания растительного и животного происхождения. При разнообразном питании человек получает все необходимые витамины.

Витамины обозначают буквами латинского алфавита А, В, С, D и цифрами, определяющими порядок открытия витаминов данной группы – В₁, В₂, В₁₂ и др. Нехватка витаминов ведет к гиповитаминозам, избыток – к гипервитаминозам.

Каждый биологический вид, и вид Человек разумный также, занимает определенное звено в цепях питания. Извне организм получает минеральные и органические вещества, из которых строит свое тело, обеспечивает свои энергетические нужды за счет биологического окисления органических веществ. Среди поступающих с пищей веществ есть и такие, которые в готовом виде можно использовать для производства ферментов и других биологически активных веществ. Витамины относятся к их числу. Они вырабатываются организмами, которые данный вид употребляет в пищу, и используются в очень небольших количествах. Это дает большой выигрыш организму-потребителю, так как ему не приходится затрачивать энергию на синтез этих веществ. Но любое приспособление не является абсолютным. Если в пище отсутствует хотя бы один витамин, нарушается вся цепочка обменных реакций. Она не может дойти до конца, и происходят сбои. Избыток витаминов приводит к чрезмерному ускорению обменных процессов или направляет их по другому пути. В обоих случаях происходит нарушение обмена веществ. Недостаток или избыток витаминов оказываются небезразличными для нашего здоровья. Полное отсутствие витамина обозначают термином авитаминоз.

В настоящее время известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые (А, D, E, K) и водорастворимые (C, PP, группы В).

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека. Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминных комплексов.

История открытия витаминов. Во второй половине XIX века считалось, что пищевая ценность продуктов определяется содержанием в них белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Однако за века человечество накопило немалый опыт длительных морских путешествий, когда при достаточных запасах продовольствия люди гибли от цинги — тяжелого заболевания, сопровождающегося быстрой утомляемостью, болями в мышцах и суставах, кровоточивостью дёсен и выпадением зубов. Почему?

Первый шаг в решении этого вопроса сделал русский учёный Николай Лунин. В 1880 году, изучая роль минеральных веществ в питании, он заметил, что мыши, поглощавшие искусственную пищу, составленную из всех известных частей молока (молочного белка, жира, сахара и солей), чахли и погибали. А мышки, получавшие натуральное молоко, были веселы и здоровы. «Из этого следует, что в молоке. содержатся ещё другие вещества, незаменимые для питания», — сделал вывод учёный.

Ещё через 16 лет нашли причину болезни «бери-бери» (поражения нервной системы), распространённой среди жителей Японии и Индонезии, питавшихся в основном очищенным рисом. Голландскому врачу Христиану Эйкману, работавшему в тюремном госпитале на острове Ява, помогли. куры, бродившие по двору. Их кормили очищенным зерном, и птицы страдали заболеванием, напоминавшим «бери-бери». Стоило заменить очищенное зерно на неочищенный рис — болезнь проходила.

Витамин в кристаллическом виде, предотвращающий заболевание «бери-бери», первым выделил из рисовых отрубей польский учёный Казимир Функ в 1912 году. Год спустя он же придумал и название — от латинского vita — «жизнь».

Витамин А (ретинол) — жирорастворимый витамин. В чистом виде встречается только в продуктах животного происхождения. Также может быть синтезирован организмом человека из провитамина А — оранжевого растительного пигмента каротина (лат. carota — морковь).

Витамин А стал первым из открытых витаминов, поэтому его стали обозначать буквой A в соответствии с алфавитной номенклатурой.

Витамин А необходим для нормального функционирования органов зрения (входит в состав зрительных пигментов), а также здоровья кожи, волос и работы иммунной системы.

Недостаток витамина A приводит к ухудшению зрения в сумерках ( «куриной слепоте» ). Другие проявления гиповитаминоза А : кожа становится сухой и шершавой; ногти — сухими и тусклыми; наблюдаются конъюнктивиты, у детей — задержка роста. При гиповитаминозе этого витамина врач может назначить лекарственные препараты витамина А. Однако бесконтрольный прием этого витамина без назначения врача может повлечь за собой проявления гипервитаминоза А . Симптомы избытка витамина А: сонливость, вялость, головная боль, тошнота, раздражительность, расстройство походки.

Витамин А в продуктах питания. Много витамина А содержится в таких продуктах животного происхождения, как жирная морская рыба, молоко, сливочное масло, сливки, творог, сыр, яичный желток, мясо, печень, сердце, мозг. Много каротина (провитамина А) содержится в рябине, абрикосах, шиповнике, черной смородине, облепихе, тыкве, красном перце, шпинате, салате, петрушке, укропе, моркови, щавеле, зеленом луке. Известно, что количество каротина в овощах и фруктах изменяется в соответствии с яркостью оранжево-красной окраски: чем она интенсивнее, тем больше каротина в продукте.

Витамины группы В — комплекс водорастворимых витаминов. Раньше считалось, что это один витамин, а не группа. Получили они свое собирательное название потому, что в природных продуктах всегда существуют вместе. К настоящему времени описано более 10 видов витаминов группы В, необходимых человеку.

Совместно витамины группы B участвуют в тканевом дыхании и выработке энергии.

При недостатке витамина В₁ человек быстро утомляется, становится нервным и раздражительным. Причина в том, что нарушаются процессы биологического окисления, так как витамин В ₁ участвует в образовании окислительных ферментов. При недостатке этого витамина человек заболевает болезнью бери-бери . Она протекает с судорогами и параличами.

Витамины группы В в продуктах питания. Эти витамины содержатся в мясе и мясных субпродуктах (печень, сердце, лёгкие, почки, мозг), птице, рыбе, яйцах (особенно в яичном желтке), молочных продуктах, зелёных овощах, хлебе, крупах и продуктах из цельного зерна, орехах и грибах.

Витамин С (аскорбиновая кислота, противоцинготный витамин) — водорастворимый витамин.

Организм человека не способен синтезировать аскорбиновую кислоту, поэтому люди должны получать витамин С с пищей.

Среди симптомов нехватки в организме витамина С можно перечислить: быстрая утомляемость, слабость иммунной системы и восприимчивость к простудным и инфекционным заболеваниям, замедленное восстановление тканей после физических повреждений (раны, синяки), потускнение и выпадение волос, ломкость ногтей, вялость, кровоточивость дёсен, расшатывание и выпадение зубов.

Цинга (скорбут, авитаминоз С) — болезнь, вызываемая острым недостатком витамина C.

Цинга часто наблюдалась у участников северных экспедиций, среди экипажей парусных кораблей во время длительных плаваний; как массовое заболевание сопровождала социальные потрясения — войны, голод. Развитие учения о витаминах позволило установить причину заболевания — недостаточное поступление в организм витамина С.

Основные источники витамина С в пище — свежие овощи, зелень, ягоды и плоды. При длительном их хранении и продолжительной тепловой обработке витамин С разрушается. Проявление цинги: потеря мышечной силы, вялость, быстрая утомляемость, сонливость, головокружения; затем появляются набухание и кровоточивость дёсен, расшатывание и выпадение зубов. Сопротивляемость организма простудным и инфекционным заболеваниям резко снижена, заживление ран и переломов замедлено.

Лечение и профилактика цинги заключается в нормальном обеспечении организма человека витамином C.

Витамин C в продуктах питания. В природе значительные количества аскорбиновой кислоты содержатся в плодах цитрусовых, а также многих овощах и фруктах. Наиболее богаты аскорбиновой кислотой плоды киви, шиповника, красного перца, цитрусовых, чёрной смородины, лук, томаты, листовые овощи (например, салат и капуста).

Витамин D — жирорастворимый витамин.

Витамин D регулирует обмен фосфора и кальция в организме, содействует всасыванию этих веществ кишечником, своевременному отложению их в растущих костях. Витамин D образуется в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей Солнца или поступает в организм человека с пищей.

Дети, не получающие с пищей достаточного количества витамина D, заболевают рахитом, отсюда название — «противорахитический витамин». Женское молоко зачастую не содержит достаточного количества витамина D, и младенцам назначают специальные витаминные добавки.

Витамин D в продуктах питания. Витамин D содержится в небольших количествах в яичном желтке, икре, в сливочном масле и молоке коров, содержащихся на свободном выгуле. В больших количествах содержится наряду с витамином А в печени и жировой ткани рыб, главным образом трески, а также в печени тюленя и других морских животных.

Витамин PP (витамин B₃, противопеллагрический витамин) — водорастворимый витамин, который относится к витаминам группы В.

Пеллагра — заболевание, развивающееся вследствие недостатка в организме витамина РР из группы В.

Причиной развития пеллагры является либо недостаточное потребление с пищей витамина РР, либо аминокислоты триптофана, из которой этот витамин может быть синтезирован в организме человека. Основными симптомами пеллагры являются чешуйчатый дерматит, поражающий открытые участки кожи, проблемы с пищеварением и депрессия.

Витамин РР в продуктах питания. Основными источниками витамина РР служат мясо, печень, почки, яйца, молоко. Содержится витамин PP также в хлебных изделиях из муки грубого помола, в крупах (особенно гречневой), бобовых, присутствует в грибах.

Витамин Е, токоферол, противостерильный витамин — жирорастворимый витамин, который обеспечивает функцию размножения и нормальное протекание беременности. При недостатке этого витамина нарушается процесс образования сперматозоидов, а во время беременности нехватка этого витамина может привести к гибели плода.

Витамин содержится в яйцах, масле (растительном и животном), молоке, особенно много его в зародышах семян злаков и в других семенах.

Витамин К, викасол, антигеморрагический витамин — жирорастворимый витамин, который синтезируется микрофлорой кишечника, усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свёртыванию крови. При недостатке этого витамина нарушается процесс свёртывания крови и могут возникать кровотечения (геморрагии). Содержится в печени, почках, овощах и фруктах.

Фармацевтическая промышленность выпускает готовые витаминные препараты. Употреблять их можно только в указанных дозах. Неправильное употребление витаминов вредно для здоровья.

Сохранение витаминов в продуктах питания. При хранении и кулинарной обработке пищи витамины разрушаются. Для лучшей сохранности витамина С при чистке фруктов и овощей надо снимать возможно более тонкий слой кожицы. Чистить и резать овощи следует непосредственно перед употреблением или варкой ножом из нержавеющей стали. Варить пищу можно в эмалированной или алюминиевой посуде. Лучше опускать овощи в кипящую воду и варить в посуде с плотно закрытой крышкой. Витамин С легко окисляется воздухом. При кипячении растворенный в воде кислород уходит из воды вместе с пузырьками пара, и витамин С не окисляется.

Различают водорастворимые витамины (В, С) и жирорастворимые витамины (А, D). Последние усваиваются значительно лучше, если их употреблять вместе с жирами. Так, морковь со сметаной или растительным маслом обогащает организм витамином А значительно лучше, чем та же морковь, употребляемая без жиров.

Витаминами называют органические соединения, содержащиеся в пище, необходимые для образования ферментов и других биологически активных веществ. Витамины, за редким исключением, не вырабатываются в организме человека, а создаются растениями и животными, которые входят в цепи питания данного вида. Полное отсутствие каких-то витаминов в организме называют авитаминозом. Болезни, возникающие при недостатке витаминов в пище, называют гиповитаминозами, а от избытка витаминов – гипервитаминозами.

Источник

Естествознание. 11 класс

Конспект урока

Естествознание, 11 класс

Урок 35. «Витамины как биологически активные вещества»

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: Каков смысл понятий «витамины», «антивитамины»? По каким признакам классифицируют витамины? Каково значение терминов «авитаминоз», «гиповитаминоз», гипервитаминоз»? Какие можно выделить этапы открытия витаминов? Каковы свойства и механизмы биологической активности витаминов? Каковы принципы использование витаминов?

Глоссарий по теме:

Витамины – это органические вещества, необходимые для жизнедеятельности живых организмов, которым свойственна интенсивная биологическая активность, благодаря которой они выполняют функции регулирования обмена веществ.

Гиповитаминоз – недостаток витаминов, вызывающий обратимые негативные изменения в организме.

Гипервитаминоз – переизбыток витаминов, вызывающий обратимые негативные изменения в организме.

Авитаминоз – заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в котором отсутствуют какие-либо витамины.

Антивитамины – близкие по структуре к витаминам вещества, которые за счет схожести химического строения замещают витамины в реакциях обмена веществ, но не выполняют их функций.

Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц):

1. Естествознание. 11 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. – С. 167-1173.

2. Овчинников Ю. А. Витамины // Биоорганическая химия. – Москва: Просвещение, 1987. – С. 67-79.

Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Современный человек, согласно международным нормам права, а также и российскому законодательству, несет ответственность за свое здоровье. Это обуславливает необходимость знать средства и способы профилактики заболеваний и укрепления здоровья. Одним из таких средств является прием витаминов.

Витамины – это органические вещества, необходимые для жизнедеятельности живых организмов, которым свойственна интенсивная биологическая активность, благодаря которой они выполняют функции регулирования обмена веществ.

Витамины, с точки зрения химического состава – это особая группа низкомолекулярных органических соединений. Все витамины имеют сравнительно простое строение, но разнообразную химическую природу. То есть витамины – сборная группа по своей химической природе, но эти вещества объединены по признаку необходимости их, как части пищи, для любого гетеротрофного организма. Автотрофные организмы – растения, тоже нуждаются в витаминах, но могут как получить их из окружающей среды, так и синтезировать самостоятельно.

Витамины присутствуют в пище либо окружающей среде в крайне малых количествах, ввиду чего их относят к микронутриентам. Сегодня выделяется отдельная область знаний, изучающая витамины – витаминология. Это наука на стыке биохимии, медицины и фармакологии.

Витамины в организме животного или человека выполняют функцию катализатора в составе активных центров различных ферментов. Витамины участвуют в нервно-гуморальной регуляции как экзогенные прогормоны, которые активизируют выработку необходимых гормонов либо входят в их состав.

Несмотря на то, что витамины жизненно необходимы для функционирования живого организма, они не имеют пищевой ценности (калорийности), то есть не являются источниками энергии, как, например, жиры и углеводы, и не являются структурными элементами живых тканей, как, например, белки.

Суточная потребность в витаминах, как и их концентрация в организме малы, но при недостатке витаминов в организме наступят патологические и порой, необратимые изменения.

В частности, на протяжении нескольких веков морские путешественники в длительных плаваниях погибали от цинги – болезни, возникающей при недостатке витамина С. Только в 18 веке была показана необходимость включения в запас пищевых продуктов мореплавателей лимонов – как профилактического средства от цинги.

В 1747 году врач Джеймс Линд, в длительном плавании, провел эксперимент на матросах – введя в их рацион кислые продукты, он методом подбора открыл свойство цитрусовых предотвращать цингу. В 1753 году Дж. Линд опубликовал «Трактат о цинге», где предложил использовать лимоны и лаймы для профилактики этого заболевания.

Мореплаватель Джеймс Кук на практике доказал важную роль растительной пищи в профилактике цинги, введя в рацион своих матросов кислую капусту, солод и цитрусовый сироп (засахаренные лимоны). В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали обычной добавкой к рациону английских моряков.

Хотя долгое время люди еще не знали, за счет чего лимон позволяет предотвратить цингу.

Этот вопрос оставался без ответа до 1880 года, когда биохимик Николай Лунин, изучавший роль различных веществ в питании животных и людей, заметил, что мыши, которые ели искусственное молоко, полученное из молочного белка казеина, жира и сахара, заболевали и умирали. При этом, мыши, которым давали натуральное молоко и другую натуральную пищу – оказывались здоровыми. Это позволило прийти к выводу о том, что в искусственном питании не хватает важных веществ.

Через 16 лет при изучении болезни «бери-бери», распространенной в Индонезии и Японии, выяснилось, что ее причиной стало употребление жителями в пищу очищенного риса. Это выяснилось случайно – по тому факту, что куры, которых кормили неочищенным рисом, не демонстрировали признаков болезни. Позднее было выявлено, что «бери-бери» вызывает недостаток витамина В1 – тиамина.

Однако витамин в кристаллическом виде был впервые выделен только в 1911 году польским ученым Казимиром Функом, который и придумал наименование этой группе веществ, оттолкнувшись от латинского слова «vita» – «жизнь».

Витамины обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, H, K и т. д. Большинство витаминов организм животного и человека не может синтезировать – они должны поступать извне с пищей, или, как на современном этапе – с различными витаминными добавками и препаратами. Исключение – это витамин D, который образуется под действием ультрафиолета, витамин A, синтезирующийся из веществ группы каротиноидов. Также витамины K и В3 синтезируются бактериальной микрофлорой в толстом кишечнике.

Исходя из взаимодействия с водой, витамины подразделяют на две большие группы – жирорастворимые – A, D, E, K, и водорастворимые – C и витамины группы B. Жирорастворимые витамины необходимо принимать совместно с приемом различных масел и жиров, в противном случае их усвоение организмом замедляется.

Жирорастворимые витамины накапливаются в жировой ткани и печени организма. Водорастворимые витамины не запасаются надолго и легко выводятся с водой при переизбытке. Это объясняет распространённость гиповитаминозов (недостаток витаминов) водорастворимых витаминов и гипервитаминозов (переизбытка) жирорастворимых витаминов.

Под воздействием факторов внешней среды (высокой температуры, кислорода, кислот, солнечного света, щелочей) витамины разрушаются, утрачивая биологическую активность. Такая неустойчивость витаминов связана с тем, что витамины, по своему химическому строению, являются высокоактивными веществами, легко вступающими в разные химические реакции или выступающими катализаторами в этих реакциях. Этим обусловлен и тот факт, что переработанные – приготовленные при высокой температуре овощи и фрукты уже не являются источниками витаминов.

Существует близкая по химическому строению и составу к витаминам группа веществ, называемая антивитаминами.

Антивитамины – это группа органических соединений, которые подавляют активность витаминов. Антивитамины обладают противоположным витаминам биологическим действием. При попадании в организм животного или человека антивитамины вместо витаминов включается в химические реакции обмена веществ и тормозят либо нарушают их протекание. Попадание антивитаминов может привести к витаминной недостаточности даже при условии достаточно количества поступающих витаминов. Например, антивитамином витамина B1 является пиритиамин, который вызывает явления полиневрита даже при присутствии в организме витамина В1.

Антивитамины известны для большинства витаминов. Антивитамины разделяют на две основные группы:

1. Химические вещества, инактивирующие витамин через его расщепление, связывание молекул в неактивные формы.

2. Химические вещества, подобные или родственные по структуре и составу витаминам. Эти вещества вытесняют из химических реакций в организме витамины.

Профилактикой гиповитаминозов и авитаминозов – недостатка витаминов в организме является прием различных поливитаминных комплексов — препаратов.

Поливитаминные препараты – это фармакологические препараты, которые содержат в составе основные витамины в различных сочетаниях и минеральные соединения.

В то же время, существуют витамины, которые плохо усваиваются из витаминных препаратов. Например, витамин В12 практически не усваивается из витаминных комплексов. Он поступает в организм только из мяса животных. А при недостатке витамина В12 вводится внутримышечно.

Наиболее известным пищевым поливитамином естественного происхождения для человека является грудное молоко, где содержится весь необходимый набор из эссенциальных витаминов и микроэлементов.

В детском возрасте, а также при повышенных физических и умственных нагрузках прием витаминов особенно актуален. В то же время, принимать витамины следует дозировано, так как есть сведения, что гипервитаминозы (переизбыток витаминов, главным образом, жирорастворимых, накапливаемых организмом в тканях) может приводить к различным заболеваниями и сокращении продолжительности жизни.

Суточная потребность в витаминах, как и их концентрация в организме малы, но при недостатке витаминов в организме наступят патологические и, порой, необратимые изменения.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1. Органические вещества, необходимые для жизнедеятельности живых организмов, которым свойственна интенсивная биологическая активность, это:

Правильный ответ: 2. Витамины.

2. Вставьте пропущенные слова в текст:

«___________ – заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в котором отсутствуют какие-либо витамины. ____________ – близкие по структуре к витаминам вещества, которые могут заменять в организме витамины, но не могут выполнять функции витаминов».

Правильный ответ: авитаминоз; антивитамины.

Источник