Распространение в природе и суточная потребность витамина С

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..4

                                                                                                           

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....………………………………………….....6

   1.1. Характеристика и классификация витаминов как класса

   физиологически активных веществ.…………………………………………...6

   1.2. Жирорастворимые витамины ……….………………………….................9

   1.3. Водорастворимые витамины ………………………………………….....16

   1.4. Изменение содержания витаминов в онтогенезе растений и при их

   хранении  и использовании…………………………………………………...26

 

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..………………..30

2.1. Характеристика  объекта и условий проведений  исследований……….30

2.2. Методика проведения исследований……………………………………32

 

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ……………...34

3.1. Распространение в природе и суточная потребность витамина С…….34

3.2. Изменение содержания витамина С в онтогенезе растений, при его          

хранении  и использовании…………………………………………………...36

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................38

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………….................................................40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Учение о витаминах — витаминология — в настоящее время выделено в самостоятельную науку, хотя еще 100 лет назад считали, что для нормальной жизнедеятельности организма человека и животных вполне достаточно поступления белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды. Практика и опыт показали, что для нормальных роста и развития организма человека и животных одних этих веществ недостаточно. История путешествий и мореплаваний, наблюдения врачей указывали на существование особых болезней, развитие которых непосредственно связано с неполноценным питанием, хотя оно как будто содержало все известные к тому времени питательные вещества. Некоторые болезни, вызванные недостатком в пище каких-либо веществ, носили даже эпидемический характер. Так, широкое распространение в XIX в. получило заболевание, названное цингой (или скорбутом); летальность достигала 70—80%. Примерно в это же время большое распространение, особенно в странах Юго-Восточной Азии и Японии, получило заболевание бери-бери. Японский врач   К. Такаки пришел к заключению, что в мясе, молоке и свежих овощах содержатся какие-то вещества, предотвращающие заболевание бери-бери. Позже голландский врач К. Эйкман, работая на острове Ява, где основным продуктом питания был полированный рис, заметил, что у кур, получавших тот же полированный рис, развивалось заболевание, аналогичное бери-бери у человека. Когда К. Эйкман переводил кур на питание неочищенным рисом, наступало выздоровление. На основании этих данных он пришел к выводу, что в оболочке риса содержится неизвестное вещество, обладающее лечебным эффектом. Эти наблюдения свидетельствовали, что в оболочке риса содержатся какие-то питательные вещества, которые необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма человека.

Развитие учения о витаминах, однако, справедливо связывают с именем отечественного врача Н.И. Лунина (1880), открывшего новую главу в науке о питании. Он пришел к заключению, что, кроме белков (казеина), жиров, молочного сахара, солей и воды, животные нуждаются в каких-то еще неизвестных веществах, незаменимых для питания. Это важное научное открытие позже (1912) было подтверждено работами Ф. Гопкинса. Поскольку первое вещество, выделенное К. Функом (1912) в кристаллическом виде из экстрактов оболочек риса, которое предохраняло от развития бери-бери, оказалось органическим соединением, содержащим аминогруппу, К. Функ предложил называть эти неизвестные вещества витаминами (от лат. vita—жизнь), т.е. аминами жизни. Действительно, витамины оказались обязательными дополнительными пищевыми факторами, и, хотя некоторые из них не содержат аминогруппы и вообще азот, термин «витамины» прочно укоренился в биологии и медицине. Таким образом, внимание исследователей  в области физиологической химии было сосредоточено вокруг изолирования и идентификации.

 В  определении понятия «витамины» до сих пор существуют разногласия, поскольку имеется ряд примеров, когда витамины оказываются незаменимыми факторами питания для человека, но не для некоторых животных. В частности, известно, что цинга развивается у человека и морских свинок, но не у крыс, кроликов и ряда других животных при отсутствии в пище витамина С, т.е. в последнем случае витамин С не является пищевым или незаменимым фактором. С другой стороны, некоторые аминокислоты, как и ряд растительных ненасыщенных жирных кислот (линолевая, линоленовая и др.), оказались незаменимыми для человека, поскольку они не синтезируются в его организме. Однако в последнем случае перечисленные вещества не относятся к витаминам, так как витамины отличаются от всех других органических пищевых веществ двумя характерными признаками:  витамины не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии.

Витамины играют важнейшую биохимическую и физиологическую роль в жизни растений, животных и человека. Учитывая это, актуальность изучения химического строения и функций витаминов, не вызывает сомнений. Эти знания можно использовать в медицине для профилактики болезней человека, в сельском хозяйстве для повышения производительности сельскохозяйственных животных и т.д.   

Основная цель курсовой работы: изучение особенностей классификации, строения и функций витаминов, как физиологически активных соединений

Задачи курсовой работы:

1.Выявление основных характеристик витаминов как класса физиологически активных соединений. 

2.Изучение химического строения и роли водорастворимых и жирорастворимых витаминов.

3.Проведение анализа витамина С, его химического строения, биохимической и физиологической роли, условий хранения.

Метод изучения: анализ биологической литературы по физиологии и биохимии растений.

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1.1. Характеристика и классификация  витаминов как класса физиологически  активных веществ

 

Витамины — это пищевые незаменимые факторы, которые, присутствуя в небольших количествах в пище, обеспечивают нормальное развитие организма животных и человека и адекватную скорость протекания биохимических и физиологических процессов. Нарушения регуляции процессов обмена и развитие патологии часто связаны с недостаточным поступлением витаминов в организм, полным отсутствием их в потребляемой пище либо нарушениями их всасывания, транспорта или, наконец, изменениями синтеза коферментов с участием витаминов. В результате развиваются авитаминозы — болезни, возникающие при полном отсутствии в пище или полном нарушении усвоения какого-либо витамина. Известны так называемые гиповитаминозы, обусловленные недостаточным поступлением витаминов с пищей или неполным их усвоением. Практически у человека встречаются именно эти последние формы заболевания, т.е. состояния относительной недостаточности витаминов. В некоторых районах стран Азии, Африки и Южной Америки, где население употребляет однообразную, преимущественно растительную, пищу, встречаются иногда случаи полного авитаминоза. В литературе описаны также патологические состояния, связанные с поступлением чрезмерно больших количеств витаминов в организм (гипервитаминозы). Эти заболевания встречаются реже, чем гиповитаминозы, однако описаны случаи гипервитаминозов A, D, К.

Многие расстройства обмена веществ при авитаминозах обусловлены, как теперь установлено, нарушениями деятельности или активности ферментных систем, поскольку многие витамины входят в состав простетических групп ферментов. На связь витаминов с ферментами впервые в 1922 г. указал акад. Н.Д. Зелинский. Он считал, что витамины регулируют обмен веществ не непосредственно, а опосредованно через ферментные системы, в состав которых они входят. Эта точка зрения в настоящее время подтвердилась [12, с.39].

Открытие витаминов сыграло исключительную роль в профилактике и лечении многих инфекционных заболеваний. Так как бактерии для своего роста и размножения также нуждаются в присутствии многих витаминов для синтеза коферментов, введение в организм структурных аналогов витаминов, называемых антивитаминами, приводит к гибели микроорганизмов.

Антивитамины обычно блокируют активные центры ферментов, вытесняя из него соответствующее производное витаминов (кофермент), и вызывают конкурентное ингибирование ферментов. К антивитаминам относят вещества, способные вызывать после введения в организм животных классическую картину гипо- или авитаминоза. Причины гипо- и авитаминозов у человека и животных обычно делят на экзогенные и эндогенные. К первым относится недостаточное поступление витаминов или полное отсутствие их в пище; следовательно, недостаточное и неполноценное питание чаще всего является причиной развития экзогенных авитаминозов. Эндогенными, более серьезными, причинами являются нарушения внутреннего обмена вещества

Природные соединения, превращающиеся в организме человека или животных в витамины, называются провитаминами. При выполнении одной и той же витаминной функции в организме близкие по химической структуре вещества объединены под названием витамеров.

В отличие от основных питательных веществ витамины требуются в значительно меньших количествах. Они являются во многих случаях составными частями биокатализаторов - ферментов. Так, можно привести в качестве примера никотинамидные коферменты, образующиеся из никотиновой кислоты, флавиновые нуклеотиды, являющиеся кофакторами целого семейства ферментов - оксидоредуктаз, которые синтезируются из рибофлавина (витамин В2). Кроме каталитических витаминам присущи и другие не менее важные биологические функции. Так, известна антиоксидантная роль таких соединений, как аскорбиновая кислота, витаминов А, Е в защите клеток от молекулярных повреждений [1, с.205].

Растительные организмы, являясь продуцентами, обладают уникальными способностями в биосинтезе различных органических веществ. Используя энергию солнца и элементы неорганической природы, они создают огромное количество соединений, в их числе и витамины. Образующиеся в растительных тканях, они имеют исключительно важное значение и для самого растения. Наблюдается определенная ритмичность в их биосинтезе и расходовании на нужды растения. Известно, что без некоторых витаминов не могут нормально развиваться корни растений, невозможно прорастание семян. Так же, как и в организме животных, у растений витамины выполняют каталитическую функцию. Некоторые из них принимают активное участие в функционировании важных биологических процессов растительного организма. Так, фотосинтез невозможен без участия филлохинона (витамина K2), каротиноидов. Универсальной защитой против окисленных продуктов обладают такие компоненты антиоксидантной защиты растительных клеток, как аскорбиновая кислота, каротиноиды и токоферолы.

Современная классификация витаминов не является совершенной. Она основана на физико-химических свойствах (в частности, растворимости) или на химической природе, но до сих пор сохраняются и буквенные обозначения. В зависимости от растворимости в неполярных органических растворителях или в водной среде различают жирорастворимые и водорастворимые витамины. В приводимой классификации витаминов, помимо буквенного обозначения, в скобках указан основной биологический эффект, иногда с приставкой «анти», указывающей на способность данного витамина предотвращать или устранять развитие соответствующего заболевания; далее приводится номенклатурное химическое название каждого витамина.

Витамины, растворимые в жирах:

1. Витамин А (антиксерофтальмический); ретинол.
2. Витамин D (антирахитический); кальциферолы.
3. Витамин Е (антистерильный, витамин размножения); токоферолы.
4. Витамин К (антигеморрагический); нафтохиноны.

Витамины, растворимые в воде:

1. Витамин B1 (антиневритный); тиамин.
2. Витамин В2 (витамин роста); рибофлавин.
3. Витамин В6 (антидерматитный, адермин); пиридоксин.
4. Витамин B12 (антианемический); цианкобаламин; кобаламин.
5. Витамин РР (антипеллагрический, ниацин); никотинамид.
6. Витамин Вс (антианемический); фолиевая кислота.
7. Витамин В3 (антидерматитный); пантотеновая кислота.
8. Витамин Н (антисеборейный, фактор роста бактерий, дрожжей и грибков); биотин.
9. Витамин С (антискорбутный); аскорбиновая кислота.

10.Витамин Р (капилляроукрепляющий, витамин проницаемости); биофлавоноиды.

Помимо этих двух главных групп витаминов, выделяют группу разнообразных химических веществ, из которых часть синтезируется в организме, но обладает витаминными свойствами. Для человека и ряда животных эти вещества принято объединять в группу витаминоподобных. К ним относят холин, липоевую кислоту,  витамин  В15  , оротовую кислоту, инозит, убихинон, парааминобензойную кислоту, карнитин, линолевую и линоленовую кислоты, витамин U (противоязвенный фактор) и ряд факторов роста птиц, крыс, цыплят, тканевых культур. [1, с.208].

 

1.2. Жирорастворимые витамины

 

Витамины группы А. Витамин А (ретинол; антиксерофтальмический витамин) хорошо изучен. Известны три витамина группы А: А1, А2 и цис-форма витамина А1, названная неовитамином А. С химической точки зрения ретинол представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из шестичленного кольца (Р-ионон), двух остатков изопрена и первичной спиртовой группы (рис.1).