Функции витаминов растительной клетки

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.

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; Нарушение авторского права страницы

источник

Химический состав растительной клетки

В земной коре встречается около 100 химических элементов, но для жизни необходимы только 16 из них. Наиболее распространены в растительных организмах четыре элемента – водород, углерод, кислород, азот, которые образуют различные вещества. Основными компонентами растительной клетки являются вода, органические и минеральные вещества.

Вода – основа жизни. Содержание воды в растительных клетках колеблется от 90 до 10%. Она является уникальным веществом благодаря своим химическим и физическим свойствам . Вода необходима для процесса фотосинтеза, транспорта веществ, роста клеток, она является средой для многих биохимических реакций, универсальным растворителем и т.д.

Минеральные вещества (зола) – вещества, которые остаются после сжигания кусочка какого-либо органа. Содержание зольных элементов колеблется от 1% до 12% сухого веса. В растении встречаются почти все элементы, входящие в состав воды и почвы. Наиболее часто встречаются калий, кальций, магний, железо, кремний, сера, фосфор, азот (макроэлементы) и медь, алюминий, хлор, молибден, бор, цинк, литий, золото (микроэлементы). Минеральные вещества играют важную роль в жизнедеятельности клеток – они входят в состав аминокислот, ферментов, АТФ, электронтранспортных цепей, необходимы для стабилизации мембран, участвуют в процессах обмена и т.д.

Органические вещества растительной клетки подразделяются на: 1) углеводы, 2) белки, 3) липиды, 4) нуклеиновые кислоты, 5) витамины, 6) фитогормоны, 7) продукты вторичного метаболизма.

Углеводы составляют до 90% веществ, входящих в состав растительной клетки. Различают:

— моносахариды (глюкоза, фруктоза). Моносахариды образуются в листьях при фотосинтезе и легко превращаются в крахмал. Они накапливаются в плодах, реже в стеблях, луковицах. Моносахариды транспортируются из клетки в клетку. Они являются энергетическим материалом, участвуют в образовании гликозидов.

— дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза и др.) образуются из двух частиц моносахаров. Они накапливаются в корнеплодах и плодах.

— полисахариды – полимеры, которые очень широко распространенны в растительных клетках. К данной группе веществ относят крахмал, инулин, целлюлозу, гемицеллюлозу, пектиновые вещества, каллозу.

Крахмал – основное запасное вещество растительной клетки. Первичный крахмал образуется в хлоропластах. В зеленых частях растения он расщепляется до моно- и дисахаров и по флоэме жилок транспортируется в растущие части растения и органы запаса. В лейкопластах запасающих органов из сахарозы синтезируется вторичный крахмал в форме крахмальных зерен.

Молекула крахмала состоит из амилозы и амилопектина. Линейные цепи амилозы, состоящие из нескольких тысяч остатков глюкозы, способны спирально ветвиться и, таким образом, принимать более компактную форму. У разветвленного полисахприда амилопектина компактность обеспечивается интенсивным ветвлением цепей за счет образования 1,6-гликозидных связей. Амилопектин содержит приблизительно вдвое больше глюкозных остатков, чем амилоза.

С раствором Люголя водная суспензия амилозы дает темно-синюю окраску, суспензия амилопектина – красно-фиолетовую, суспензия крахмала – сине-фиолетовую.

Инулин – полимер фруктозы, запасной углевод семейства астровых. Находится в клетках в растворенном виде. Не дает окрашивания с раствором иода, окрашивается β-нафтолом в красный цвет.

Целлюлоза – полимер глюкозы. В целлюлозе заключено около 50% углерода, находящегося в растении. Данный полисахарид – основной материал клеточной стенки. Молекулы целлюлозы представляют собой длинные цепи, состоящие из остатков глюкозы. Из каждой цепи выступают наружу множество ОН-групп. Эти группы направлены во все стороны и образуют водородные связи с соседними цепями, что обеспечивает жесткое поперечное сшивание всех цепей. Цепи объединены друг с другом, образуя микрофибриллы, а последние объединяются в более крупные структуры – макрофибриллы. Прочность на разрыв при таком строении очень высока. Макрофибриллы, располагаясь слоями, погружены в цементирующий матрикс, состоящий из пектиновых веществ и гемицеллюлоз.

Целлюлоза в воде не растворяется, с раствором иода дает желтое окрашивание.

Пектины состоят из галактозы и галактуроновой кислоты. Пектиновая кислота представляет собой полигалактуроновую кислоту. Входят в состав матрикса клеточной стенки и обеспечивают ее эластичность. Пектины составляют основу срединной пластинки, образующейся между клетками после деления. Образуют гели.

Гемицеллюлозы – высокомолекулярные соединения смешанного состава. Входят в состав матрикса клеточной стенки. В воде не растворяются, гидролизуются в кислой среде.

Каллоза – аморфный полимер глюкозы, встречающийся в разных частях растительного организма. Каллоза образуется в ситовидных трубках флоэмы, а также синтезируется в ответ на повреждение или неблагоприятное воздействие.

Агар-агар – высокомолекулярный полисахарид, содержащийся в морских водорослях. Растворяется в горячей воде, а после охлаждения застывает.

Белки высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. Элементный состав – С, О, N, S, P.

Растения способны синтезировать все аминокислоты из более простых веществ. 20 основных аминокислот образуют все разнообразие белков.

Сложность строения белков и чрезвычайное разнообразие их функций затрудняют создание единой четкой классификации белков на какой-либо одной основе. По составу белки классифицируются на простые и сложные. Простые — состоят только из аминокислот, сложные — состоят из аминокислот и небелкового материала (простетичесой группы).

К простым белкам относят альбумины, глобулины, гистоны, проламины, глютеины. Альбумины – нейтральные белки, растворимы в воде, в растениях встречаются редко. Глобулины — нейтральные белки, нерастворимы в воде, растворимы в разбавленных солевых растворах, распространены в семенах, корнях, стеблях растений. Гистоны – нейтральные белки, растворимы в воде, локализованы в ядрах всех живых клеток. Проламины – растворимы в 60-80% этаноле, встречаются в зерновках злаков. Глютеины растворимы в растворах щелочей, содержатся в зерновках злаков, зеленых частях растений.

К сложным относят фосфопротеины (простетическая группа – фосфорная кислота), ликопротеины (углевод), нуклеопротеины (нуклеиновая кислота), хромопротеины (пигмент), липопротеины (липид), флавопротеины (ФАД), металлопротеины (металл).

Белки играют важную роль в жизнедеятельности растительного организма и в зависимости от выполняемой функции белки подразделяют на структурные белки, ферменты, транспортные белки, сократительные белки, запасные белки.

Липиды – органические вещества нерастворимые в воде и растворимые в органических растворителях (эфире, хлороформе, бензоле). Липиды делят на истинные жиры и липоиды.

Истинные жиры – сложные эфиры жирных кислот и какого-либо спирта. В воде образуют эмульсию, при нагревании со щелочами гидролизуются. Являются запасными веществами, накапливаются в семенах.

Липоиды – жироподобные вещества. К ним относят фосфолипиды (входят в состав мембран), воска (образуют защитный налет на листьях и плодах), стеролы (входят в состав протоплазмы, участвуют в образовании вторичных метаболитов), каротиноиды (красные и желтые пигменты, необходимы для защиты хлорофилла, придают окраску плодам, цветкам), хлорофилл ( основной пигмент фотосинтеза)

Нуклеиновые кислоты — генетический материал всех живых организмов. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) состоят из мономеров – нуклеотидов. Молекула нуклеотида состоит из пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты.

Витамины – сложные органические вещества разнообразного химического состава. Обладают высокой физиологической активностью – они необходимы для синтеза белков, жиров, для работы ферментов и др. Витамины подразделяют на жирорастворимые и водорастворимые. К жирорастворимым относят витамины группы А, К, Е, к водорастворимым – витсмин С, витамины группы В.

Фитогормоны – низкомолекулярные вещества с высокой физиологической активностью. Они оказывают регулирующее влияние на процессы роста и развития растений в очень низких концентрациях. Фитогормоны делят на стимуляторы (цитокинины, ауксины, гиббереллины) и ингибиторы (этилен и абсцизины).

Дата добавления: 2014-01-20 ; Просмотров: 8044 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Функция витаминов в организме человека

Витамины в организме человека играют значительную роль. Поступают они вместе с пищей, которую употребляет человек. Чем более разнообразен рацион питания, тем больше организм получает всех необходимых полезных веществ. Необходимо ежедневно «пополнять запасы» витаминов, так как от этого зависит общее состояние здоровья человека. Благодаря этим веществам организм способен противостоять различным видам инфекций, витамины участвуют в обмене веществ и непосредственно поддерживают жизнедеятельность всего организма.

Какую функцию выполняют витамины?

Ценность продукта зависит от количества микро- и макроэлементов, углеводов, жиров, белков и витаминов. Чем больше витаминов в продуктах, тем больше пользы они принесут здоровью. Сегодня большинство понимает, что витамины – это крайне необходимый продукт для поддержания хорошего состояния здоровья, но до сих пор далеко не все знают, какая функция витаминов в целом. Для того чтобы понять, как необходимы они для людей, следует ознакомиться с их функциями.

Активация ферментов и содействие усвоению других полезных веществ

Витамины – это крохотные молекулы, которые регулируют большинство биохимических и физических реакций, таких как энергия и обмен веществ.

Всю свою жизнь человек тратит большое число энергии на такие ежедневные действия, как ходьба, сон, еда, дыхание, работа, отдых. Также энергетическая ценность продуктов питания растрачивается на работу сердца, выработку тепла, регуляцию кровообращения, пищеварения и т. д. Около 1200-1500 ккал в день необходимо человеку для нормальной жизнедеятельности.

Организм не способен самостоятельно усваивать жиры, белки и углеводы, попадающие с пищей. Сначала они поступают в кишечник и желудок, где в результате сложных химических реакций распадаются на молекулы. Благодаря всем этим реакциям появляется жизненная энергия, что так необходима для нормального существования живого организма.

Химические реакции возникают при помощи специальных катализаторов — ферментов. Ферменты – это молекулы белка (или биохимический катализатор), ускоряющие химическую реакцию распада веществ. В человеческом организме содержится большое число ферментов, где каждый отвечает за свою определенную реакцию (дыхательные, пищеварительные и т.д.).

Но тогда возникает вопрос, какие же функции витаминов в организме человека? Для того чтобы активировать и заставить работать ферменты и необходимы такие вспомогательные помощники. Они осуществляют каталитическую функцию, то есть ускоряют и контролируют нужные реакции в клетках. Благодаря этому человек наполняется энергией, развивается и растет. Биологический обмен веществ и функции витаминов – это незаменимые помощники для усваивания полезных веществ, которые находятся в продуктах питания.

Противоокислительная функция

Радикал — это высокореакционная молекула кислорода, которая не имеет электрода и стремится забрать его у полноценной молекулы. Превышение допустимого количества свободных радикалов приводит к быстрому старению людей.

Антиоксиданты — это группа синтетических или биологических веществ, которые защищают человека от разрушительного воздействия свободных радикалов. Свойствами антиоксиданта обладают витамины А, Е, С и каротин.

Обеспечение синтеза гормонов

Эти крошечные молекулы принимают участие также в образовании определенных гормонов. Гормоны — это биологические вещества, которые вырабатываются в специальных клетках внутренней секреции и влияют на другие клетки тела, регулируют разные этапы обмена веществ. Например, благодаря витамину В3 организм образует половые гормоны и гормоны коры надпочечников. С помощью витамина А формируются стероидные гормоны.

Взаимодействие и дополнение

Витамины выполняют функцию образования других витаминов с помощью их взаимодействия. Так, рибофлавин (витамин В) способствует возникновению активных групп В₃, В₆, В₉ и D. Недостаточное его количество приводит к дефициту и нарушает функцию В₃, В₆, В₉ и D, даже если с пищей они поступают в достаточном количестве.

Регуляция работы систем органов

Витамины в организме выполняют функцию регулирования иммунной, эндокринной и нервной системы. Большую роль эти вещества играют в борьбе организма против различных вирусов и болезней. Поддерживают иммунную систему при воздействии вредных факторов окружающей среды.

Смягчение действия лекарств

Специалисты утверждают, что витамины смягчают действие лекарств на организм. В необходимых пропорциях могут выступать как лечебное средство. При сахарном диабете назначается витаминный комплекс В₁, В₂ и В₆. Во время простуды и при инфекционных заболеваниях врачи прописывают больному витамин С. Витамин РР успешно борется с бронхиальной астмой. При язве желудка назначают никотиновую кислоту и U витамин.

Регуляция жизненно важных процессов

Они принимают участие во всех процессах в жизненно необходимых органах и системах. Основные функции витаминов различных групп:

В₁, В₃, В₆, В₁₂ участвуют в регулировании центральной нервной системы;
А-группа улучшает работу сердца, состояние волос и кожи;
функция витаминов С и В заключается в формировании и поддержании костной системы;
А, Е, В₂ отвечают за нормальное функционирование легких;
А, С, D необходимы для поддержания здоровья зубов;
А витамин улучшает зрение;
на работу кровеносных сосудов положительным образом влияют В и С.

Обеспечение усвоения минеральных веществ и микроэлементов

В усвоении минеральных веществ и микроэлементов в организме принимают участие некоторые группы витаминов. Например, D сохраняет фосфор и кальций, а витамин С содействует активному всасыванию организмом железа.

Авитаминоз и гиповитаминоз

Для нормальной жизнедеятельности человеку необходимо минимальное число витаминов в день, но недостаток их приводит к расстройству обмена веществ, что впоследствии становится причиной развития различных болезней.

Авитаминоз — это болезнь, вызванная отсутствием витаминов. Однако чаще всего люди страдают не авитаминозом, а гиповитаминозом — это низкое содержание в организме витаминов, недостаточность их функций. При недостатке витаминов — авитаминозе или гиповитаминозе – человек более подвержен различным недугам.

Какие витамины и в каком количестве требуются человеку ежедневно?

Негативно сказывается, как недостаток, так и переизбыток витаминов в организме. Такая ситуация в дальнейшем может привести к серьезным заболеваниям. Поэтому следует знать, какое количество нужно употреблять в день, и какие витамины за какие функции отвечают:

Ретинол (витамин А) сохраняет нормальную работу глаз, борется с инфекциями, принимает активное участие в росте и размножении клеток, поддерживает слизистые и кожные покровы в здоровом состоянии. Находится в мясе, рыбе, в куриных яйцах, сметане и масле, а также в других продуктах животного происхождения. Каротин содержится в таких растительных продуктах как: помидор, шпинат, морковь, персики, красный перец, абрикосы и др. В дальнейшем, под воздействием ферментов каротин превращается в витамин А. Суточная норма ретинола должна равняться 1,5 мг, а провитамина А – около 6 мг.
В₁, или тиамин. С его помощью происходит нормальное усвоение жиров, белков и углеводов. Оказывает содействие нормальной работе нервной системы, кровообращения, секреции желудочного сока, а также повышает иммунитет. Содержится в растительных и животных продуктах: в картофеле, в злаках, помидорах, капусте, в моркови, яйцах, мясе. Взрослый должен в день употреблять 3 г тиамина.
Лактофлавин (В₂). Принимает активное участие в процессе роста, нормализует зрение. Содержится в зеленом горошке, пшенице, грецких орехах, миндале, грибах, мясе и т. д. В сутки нужно употреблять где-то 3,5 мг.
Гидрохлорид пиридоксина (В₆). Улучшает работу печени, повышает устойчивость организма к внешним факторам. Его можно найти в кукурузе, пшенице, рыбе, мясе, во многих фруктах и овощах. Суточная норма составляет около 3 мг.
Цианокобаламин (В₁₂). Улучшает усвоение кислорода тканями, нормализует роботу нервной системы, улучшает кроветворение. Содержится в пище животного происхождения. В стуки нужно потреблять 3 мг.
Кислота пангамовая (В₁₅). Благодаря этой кислоте происходит обмен кислорода в клетках, регенерация тканей печени, В₁₅ также способствует нормальной работе надпочечников. Около 3 мг в день нужно употреблять взрослому человеку.
Фолиевая кислота (В₉) влияет на развитие и рост, образование белка, улучшает кроветворение в костном мозгу. В небольшом количестве содержится в растительной и животной пище. Благодаря бактериям в кишечнике фолиевая кислота активизируется. При отсутствии В₉ может развиться такая болезнь, как анемия. Особенно рекомендуется к употреблению фолиевая кислота беременным женщинам.
Аскорбиновая кислота (С) улучшает жизнедеятельность всего организма. Помогает противостоять инфекциям. Так как сам витамин в организме не синтезируется, а используется максимально полезно, то суточная норма должна составлять около 100 мг. Находится аскорбиновая кислота в ягодах, фруктах, овощах.
Токоферол (Е) содействует процессам размножения, обмену жиров, белков и углеводов. Находится в зеленом горошке, растительных маслах, кукурузе, зеленых бобах и в шиповнике. Накапливается в жировых тканях, поэтому в стуки нужно съедать около 20 мг.
Филлохинон (К) содействует быстрому свертыванию крови, положительно воздействует на работу желудочно-кишечного тракта, влияет на обмен веществ, обладает антибактериальным действием. Содержится в растительной пище: бобах, овощах и ягодах.
Никотиновая кислота (РР) нормализует обмен веществ, понижает уровень холестерина. Находится в грибах, злаках, фруктах. Суточная доза составляет 15 мг.

Функция витаминов и их роль очень велика в организме. Избыток становится причиной плохого самочувствия, различных нарушений работы внутренних органов, страдает и внешний вид. Врачи рекомендуют принимать витамины с пищей, а таблетки пить в крайних случаях. Принимать их может назначить врач, да и то только после тщательного осмотра пациента и анализа состояния его здоровья.

источник

Витамины и их роль в жизни растений

Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2011 в 14:39, курсовая работа

Описание работы

Целью работы явиляется изучение физиологической роли витаминов в различных классах растений.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:
Изучить витамины как жизненно важные элементы растений;
Изучить принципы классификации витаминов на примере двух групп (жирорастворимые и водорастворимые);
Изучить физиологическую и биохимическую роль витаминов;
Изучить растения, которые способны сами синтезировать необходимые для них витамины;
Определить содержание витаминов в растительных материалах;
Определить влияние отдельных витаминов на жизнедеятельность растительной клетки;
Определить накопление витаминов в растениях к моменту спелости;
Определить причину накопления витаминов в растительных материалах в период онтогенеза.

Работа содержит 1 файл

Документ Microsoft Office Word (2).docx

С открытием витаминов и выяснением их природы открылись новые перспективы не только в предупреждении и лечении авитаминозов, но и в области лечения инфекционных заболеваний. Выяснилось, что некоторые фармацевтические препараты (например, из группы сульфаниламидных) частично напоминают по своей структуре и по некоторым химическим признакам витамины, необходимые для бактерий, но в то же время не обладают свойствами этих витаминов. Такие «замаскированные под витамины» вещества захватываются бактериями, при этом блокируются активные центры бактериальной клетки, нарушается её обмен, и происходит гибель бактерий. [3]

Физиологическая и биохимическая роль витаминов

Витамины — низкомолекулярные органические соединения, которые, присутствуя в пище в небольших количествах, являются незаменимыми ее компонентами.

Витамины и их производные — активные участники биохимических и физиологических процессов высших растений.

Растения и природные формы микроорганизмов (за некоторыми исключениями), при нормальных условиях развития, способны сами синтезировать необходимые для их жизнедеятельности витамины, тогда как организмы человека и животных такой способностью не обладают и должны постоянно получать с пищей или непосредственно витамины, или их ближайшие биохимические предшественники — провитамины, которые в человеческом и животном организмах легко превращаются в витамины.

Изолированные от растений отдельные клетки, ткани и органы также не могут синтезировать многие витамины и при их выращивании в культуре in vitro (на искусственной питательной среде) необходимо добавление в питательную среду соответствующего комплекса витаминов.

Витаминной активностью обладают несколько десятков химических соединений,которые образуют родственные группы, сходные по строению молекул и своему биологическому действию. [3]

Каротины входят в состав хлоропластов листьев и хромопластов не фотосинтезирующих органов растений, их синтез более активно проходит на свету. В составе хлоропластных мембран они выполняют роль дополнительных пигментов при фотохимическом поглощении света. Кроме того, каротины, взаимодействуя с хлорофиллом, находящимся в

возбужденном триплетном состоянии, защищают его молекулы от необратимого фотоокисления. А взаимодействуя с молекулами кислорода, находящимися в возбужденном синглетном состоянии, каротин способен переводить их в невозбужденное состояние. β-каротин также принимает участие в явлениях фототропизма у высших растений. Больше всего каротина содержится в листьях растений и листовых овощах, корнеплодах моркови, рябине, облепихе, абрикосах, томатах и сладком перце.

Физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно- восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновением гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А. В. Палладин). Большое значение имеет витамин С для образования коллагенов и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах. В моче человека обнаруживается аскорбиновая, дегидроаскорбиновая, дикетогулоновая и щавелевая кислоты, причём две последние являются продуктами необратимого превращения витамина С в организме человека.

Витамину В12 принадлежит важнейшая роль в синтезе, а возможно, и в переносе подвижных метильных групп. В процессах синтеза и переноса одноуглеродистых фрагментов наблюдается связь (механизм которой ещё не выяснен) между фолиевыми кислотами и группой кобаламина. Предполагают, что витамин В12 участвует также в ферментной системе. [5]

Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1- метилникотинамида и частично некоторых других ее производных.

Витамин В2 встречается во всех растительных и животных тканях, хотя и в различных количествах. Это широкое распространение витамина В2 соответствует участию рибофлавина во многих биологических процессах. Действительно, можно считать твёрдо установленным, что существует группа ферментов, являющихся необходимыми звеньями в цепи катализаторов биологического окисления, которые имеют в составе своей простетической группы рибофлавин. Эту группу ферментов обычно называют флавиновыми ферментами. К ним принадлежат, например, желтый фермент, диафораза и цитохромредуктаза. Сюда же относятся оксидазы аминокислот, которые осуществляют окислительное дезаменирование аминокислот в животных тканях. Витамин В2 входит в состав указанных коферментов в виде фосфорного эфира. Так как указанные флавиновые ферменты находятся во всех тканях, то недостаток в витамине В2 приводит к падению интенсивности тканевого дыхания и обмена веществ в целом, а следовательно, и к замедлению роста молодых растений. [17]

В последнее время было установлено, что в состав простетических групп ряда ферментов, помимо флавоновой группы, входят атомы металлов (Cu, Fe, Mo).

Два производных пиридоксина(витамина В6) — пиридоксаль и пиридоксамин — играют важную роль в обмене аминокислот. Фосфорилированный пиридоксаль (фосфопиридоксаль) участвует в реакции переаминирования — переносе аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. Другими словами, система фосфопиридоксаль – фосфопиродоксамин выполняет коферментную функцию в процессе переаминирования.

Кроме того, фосфопиридоксаль является коферментом декарбоксилаз некоторых аминокислот. Таким образом, две реакции азотистого обмена — переаминирование и декарбоксилирование аминокислот — осуществляются при помощи одной и той же коферментной группы, образующейся в организме из витамина В6. Далее установлено, что фосфопиридоксаль играет коферментную роль превращения триптофана, которое, по-видимому, и ведёт к биосинтезу никотиновой кислоты, а также в превращениях ряда серосодержащих и оксиаминокислот. [8]

ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ВИТАМИНОВ

2.1. Жирорастворимые витамины

К этой группе относят следующие витамины:

витамин A
витамин D
витамин E
витамин K

Витамин А (ретинол, аксерофтол)

Витамин А оказывает влияние на рост человека, улучшает состояние кожи, способствует сопротивлению организма инфекции, обеспечивает рост и развитие эпителиальных клеток, входит в состав зрительного пигмента палочек сетчатки глаза — родопсина и зрительного пигмента колбочек — йодопсина. Эти пигменты регулируют темновую адаптацию глаза.

Витамин А обнаружен в продуктах животного происхождения (рыбий жир, жир молока, сливочное масло, сливки, творог, сыр, яичный желток, жир печени и жир других органов — сердца, мозга). Однако в организме человека (в кишечной стенке и печени) витамин А может образовываться из некоторых пигментов, называемых каротинами, которые широко распространены в растительных продуктах. Наибольшей активностью обладает b-каротин (провитамин А). Считается, что 1 мг b-каротина по эффективности соответствует 0,17 мг витамина А (ретинол). Много содержится каротина в рябине, абрикосах, шиповнике, черной смородине, облепихе, желтых тыквах, арбузах, в красном перце, шпинате, капусте, ботве сельдерея, петрушке, укропе, кресс-салате, моркови, щавеле, зеленом луке, зеленом перце, крапиве, одуванчике, клевере. Отмечают, что количество витаминов изменяется в соответствии с окраской продуктов в красновато-желтый цвет: чем интенсивнее эта окраска, тем больше витамина в продукте. Количество витамина в жирах зависит от состава пищи, которой питается животное. Если пища животного богата витаминами или провитаминами, то жир его содержит высокий процент витамина; так, рыбий жир в 100 раз богаче витамином А, чем сливочное масло, потому что растительный и животный планктон, которым питаются рыбы, очень богат витамином А.

Витамин А в течение короткого времени выдерживает высокие температуры. Чувствителен к окислению кислородом воздуха и к ультрафиолетовым лучам. Лучше сохранять витамин А в темном месте. В пищевых веществах витамин А более стоек, даже при нагревании.

Витамин А лучше всасывается и усваивается в присутствии жиров. Провитамином А является b-каротин, из которого в организме образуется ретиналь, затем ретинол. Витамин А накапливается в печени. [7]

Витамины группы D (кальциферолы)

Витамином D называют несколько соединений (эргокальциферол — D2, холекальциферол — D3), близких по химической структуре и обладающих способностью регулировать фосфорно-кальциевый обмен. Витамин обеспечивает всасывание кальция и фосфора в тонкой кишке, реабсорбцию фосфора в почечных канальцах и транспорт кальция из крови в костную ткань. Витамин D помогает в борьбе против рахита, способствует повышению сопротивляемости организма, участвует в активизации кальция в тонком кишечнике и минерализации костей.

Недостаточность витамина D приводит к нарушению фосфорно-кальциевого обмена, следствием чего является рахит — расстройство солевого обмена, что приводит к недостаточному отложению извести в костях. При передозировке витамина D наблюдается сильное токсическое отравление: потеря аппетита, тошнота, рвота, общая слабость, раздражительность, нарушение сна, повышение температуры.

В растительных продуктах витамина D практически нет. Больше всего витамина содержится в некоторых рыбных продуктах: рыбном жире, печени трески, сельди атлантической, нототении. В яйцах его содержание составляет 2,2 мкг %, в молоке — 0,05 мкг %, в сливочном масле — 1,3 мкг %, присутствует он в грибах, крапиве, тысячелистнике, шпинате. Образованию витамина D способствуют ультрафиолетовые лучи. Овощи, выращенные в парниках, содержат меньше витамина D, чем овощи, выращенные в огороде, так как стекла парниковых рам не пропускают этих лучей.

Потребность в витамине D взрослых людей удовлетворяется за счет образования его в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей и частично за счет поступления его с пищей. Кроме того, печень взрослого человека способна накапливать заметное количество витамина, достаточное для обеспечения его потребности в течение 1 года. Ежедневная потребность для взрослого — 1 мкг. Витамин в первую очередь необходим детям (10 мкг/сут детям до 3 лет), так как он играет огромную роль в формировании костного скелета.

Витамин D относительно устойчив к кислороду воздуха, а также при нагревании до температуры 1000 °С и несколько выше, но продолжительное действие воздуха или нагревание до температуры 2000 °C разрушают витамин D2.

Витамин D в основном образуется в организме человека в коже под влиянием ультрафиолетовых лучей, которые воздействуют на провитамин D, образующийся в более глубоких слоях кожи из холестерина. Сам витамин D мало активен. Для того чтобы превратиться в свою активную форму, витамин D в печени гидроксилируется и превращается в активный витамин D. [11]

Токоферол по химической структуре относится к группе спиртов. Токоферол — витамин размножения, благотворно влияет на работу половых и некоторых других желез, восстанавливает детородные функции, способствует развитию плода во время беременности и новорожденного ребенка. Является природным противоокислительным средством, препятствует окислению витамина А и благотворно влияет на накопление его в печени. Препятствует развитию процессов образования токсичных для организма свободных радикалов и перекисей жирных кислот, окислительного повреждения липидов мембран и клеточных структур. Витамин Е способствует усвоению белков и жиров, участвует в процессах тканевого дыхания, влияет на работу мозга, крови, нервов, мышц, улучшает заживление ран, задерживает старение.

Гиповитаминоз Е может развиться после значительных физических перегрузок. В мышцах резко снижается количество миозина, гликогена, калия, магния, фосфора и креатина. В таких случаях ведущими симптомами являются гипотония и слабость мышц. У животных, лишенных витамина Е, обнаружены дегенеративные изменения в скелетных мышцах и мышцах сердца, повышение проницаемости и ломкости капилляров, перерождение эпителия семенных канальцев яичек. У эмбрионов возникают кровоизлияния и внутриутробная гибель. Наблюдаются также дегенеративные изменения в нервных клетках и поражение паренхимы печени. С дефицитом витамина Е могут быть связаны также гемолитическая желтуха новорожденных, у женщин — склонность к выкидышам, эндокринные и нервные расстройства.

Токоферолы содержатся в основном в растительных продуктах. Наиболее богаты ими нерафинированные растительные масла: соевое, хлопковое, подсолнечное, арахисовое, кукурузное, облепиховое. Больше всего витаминоактивного токоферола в подсолнечном масле. Витамин Е содержится практически во всех продуктах, но особенно его много в зерновых и бобовых ростках (проростки пшеницы и ржи, гороха), в овощах — спаржевой капусте, помидорах, салате, горохе, шпинате, ботве петрушки, семенах шиповника. Некоторые количества содержатся в мясе, жире, яйцах, молоке, говяжьей печени.

источник