Какие есть витамины и их значение
Значение витаминов
Определение 1
Витамины (vita – жизнь, амины – группа химических соединений, содержащих атом азота) являются биологически активными веществами, используемыми организмом в малых количествах (миллиграммы) и принимающих активное участие в обмене веществ.
Для нормального протекания в организме ферментативных процессов необходимо присутствие витаминов. Многие витамины выполняют роль коферментов – веществ, вступающих в контакт с белковой молекулой фермента и активизирующих их функции.
Пути попадания витаминов в организм:
- поступают с пищей;
- синтезируются в организме;
- вырабатываются собственными бактериями в кишечнике.
Замечание 1
Витамины быстро разрушаются при термической и длительной обработке продуктов, при продолжительном контакте с металлической поверхностью.
Патологические состояния, связанные с нарушениями поступления витаминов в организм:
- Гиповитаминоз. Возникает при недостаточность употреблении витаминов. Чаще всего возникает при скудном пищевом рационе, в конце холодного периода.
- Авитаминоз. Состояние, возникающее при полном отсутствии в пищевых продуктах витаминов.
- Гипервитаминоз. Избыточное поступление витаминов в организм. Часто возникает при неконтролируемом избыточным употреблении витаминов в виде фармацевтических препаратов. При этом состоянии нужно, чтобы количество определенного витамина было выше нормы в несколько тысяч раз.
Готовые работы на аналогичную тему
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Все витамины делят на две группы:
- жирорастворимые витамины, в организм поступают с жирами пищевых продуктов, без которых их всасывание становится невозможным (витамины A, D, K, E);
- водорастворимые витамины (витамины группы B, C).
Жирорастворимые витамины
Витамин A (ретинол). Суточная потребность составляет 1-3 мг.
Источниками ретинола являются:
- жир;
- яичный желток;
- печень рыб и морских животных;
- сливочное масло;
- в виде каротина – провитамина A — содержится в томатах, моркови.
Роль витамина A в организме:
- образует зрительный пигмент родопсин;
- оказывает влияние на регуляцию деления клеток;
- обеспечивает функционирование эпителиальной ткани;
- участвует в минеральном обмене, синтезе холестерина.
Признаки авитаминоза:
- ухудшение зрения;
- поражения роговицы глаза, кишечника, эпителия мочеполовых органов, кожи;
- замедление роста организма.
Витамин D (кальциферол). Суточная потребность составляет 0,02-0,05 мг.
Источниками кальциферола являются:
- печень;
- рыбий жир;
- сливочное масло;
- яичный желток;
- солнечный свет способствует образованию активных форм.
Роль витамина D в организме:
- регулирует фосфорно-кальциевый обмен;
- поддерживает уровень Ca в крови;
- повышает усвоение Ca в кишечнике.
Признаки авитаминоза:
- рахит;
- нарушения фосфоро-кальциевого обмена, сопровождающееся нарушением формирования костей;
- нарушение функций нервно-мышечного аппарата;
- расстройства ЦНС.
Витамин E (токоферол), или антистерильный витамин. Суточная потребность составляет 10-15 мг.
Источниками токоферола являются:
- растительные масла (кукурузное, подсолнечное, оливковое и др.);
- зеленые части растений, салат, шпинат, зародыши пшеницы, капуста;
- печень;
- мясо;
- молоко;
- яичный желток;
- сливочное масло.
Роль витамина E в организме:
- участвует в образовании гонадотропного гормона гипофиза;
- помогает накоплению жирорастворимых витаминов;
- улучшает минеральный, белковый, жировой обмен;
- отвечает за половую функцию;
- препятствует старению;
- оказывает антиоксидантный и антигипоксантный эффекты.
Признаки авитаминоза:
- нарушение процессов оплодотворения;
- мышечная дистрофия.
Витамин K (филохинон, викасол, фарнохинон). Суточная потребность составляет 0,2-0,3 мг.
Источниками филохинона являются:
- зеленые части растений;
- печень;
- синтезируется микрофлорой кишечника.
Роль витамина K в организме:
- участвует в синтезе факторов свертывания крови;
- повышает сократительную способность мышечных волокон;
- повышает регенерацию тканей.
Признаки авитаминоза – геморрагический диатез, нарушение свертываемости крови.
Водорастворимые витамины
Витамин B1 (тиамин). Суточная потребность составляет 2-3 мг.
Источниками тиамина являются:
- пивные дрожжи;
- зародыши злаковых;
- хлеб;
- почки, печень, мозг.
Роль витамина B1 в организме:
- участвует в углеводном обмене;
- обеспечивает синтез нуклеиновых кислот;
- является коферментом цикла Кребса;
- выполняет роль фактора передачи нервного импульса.
Признаки авитаминоза:
- болезнь бери-бери;
- поражение нервной системы;
- похудение;
- нарушение движений;
- атрофия мышц;
- сердечная недостаточность;
- паралич конечностей.
Витамин B2 (рибафлавин). Суточная потребность составляет 2-3 мг.
Источниками рибафлавина являются:
- пивные дрожжи;
- бобовые и зерновые культуры;
- молоко;
- яичный белок;
- мясо, печень;
- птица;
- рыба.
Роль витамина B2 в организме:
- переносит кислород и водород;
- участвует в тканевом дыхании;
- обеспечивает обмен аминокислот;
- участвует в синтезе и усвоении жиров.
Признаки авитаминоза:
- поражение слизистых оболочек рта, губ, глаз;
- выпадение волос;
- остановка роста у детей.
Витамин B5 (пантотеновая кислота). Суточная потребность составляет 10-12 мг. Пантотеновая кислота содержится практически во всех продуктах, она синтезируется микрофлорой кишечника.
Роль витамина B5 в организме:
- входит в состав ферментов, участвующих в обезвреживании токсических соединений, кофермента A;
- катализирует образование полипептидов.
Признаки авитаминоза:
- апатия;
- общее угнетение;
- неустойчивость сердечно-сосудистой системы.
Витамин B6 (пиридоксин). Суточная потребность составляет 2-4 мг.
Источниками пиридоксина являются:
- дрожжи;
- печень;
- витамин синтезируется микрофлорой кишечника.
Роль пиридоксина в организме:
- входит в состав ферментов, участвующих в синтезе белка;
- способствует синтезу гемоглобина;
- оказывает влияние на обмен серосодержащих аминокислот;
- участвует в обмене ненасыщенных жирных кислот.
Признаки авитаминоза:
- тошнота;
- потеря аппетита;
- стоматит;
- дерматиты;
- полиневрит конечностей;
- психические расстройства;
- у детей возможно развитие анемии, судорог.
Витамин B12 (цианокобаламин). Суточная потребность составляет 0,001-0,003мг.
Источниками витамина B12 являются:
- печень животных и рыб;
- витамин синтезируется микрофлорой кишечника, но плохо усваивается.
Роль витамина B12 в организме:
- способствует созреванию форменных элементов крови;
- обеспечивает превращение каротина в витамин A;
- стимулирует синтез белка и образование нуклеиновых кислот.
При авитаминозе развивается гиперхромная анемия Аддисона-Бирмера.
Витамин B6 (пиридоксин). Суточная потребность составляет 2-4 мг.
Источниками пиридоксина являются:
- дрожжи;
- печень;
- витамин синтезируется микрофлорой кишечника.
Роль пиридоксина в организме:
- входит в состав ферментов, участвующих в синтезе белка;
- способствует синтезу гемоглобина;
- оказывает влияние на обмен серосодержащих аминокислот;
- участвует в обмене ненасыщенных жирных кислот.
Признаки авитаминоза:
- тошнота;
- потеря аппетита;
- стоматит;
- дерматиты;
- полиневрит конечностей;
- психические расстройства;
- у детей возможно развитие анемии, судорог.
Витамин С (аскорбиновая кислота). Суточная потребность составляет 70-80 мг.
Источниками аскорбиновой кислоты являются:
- черная смородина;
- цитрусовые;
- капуста;
- шиповник, земляника и многие другие растения;
- печень.
Роль аскорбиновой кислоты в организме:
- стимулирует синтез коллагена;
- оказывает влияние на скорость образования ДНК;
- контролирует биохимические реакции в клетках ЦНС;
- повышает фагоцитарные свойства крови.
При авитаминозе развивается цинга, характеризующаяся:
- быстрой утомляемостью;
- кровоизлияниями в деснах, мышцах, коже, подкожной жировой клетчатке, суставах;
- болью в суставах;
- ломкостью костей;
- нервно-психическими расстройствами.
Источник
Витамины (лат. vita — жизнь) — группа низкомолекулярных органических соединений, необходимых для нормального функционирования гетеротрофного организма.
К витаминам не относят микроэлементы и незаменимые аминокислоты.
История открытия витаминов
До XIX века о существовании витаминов ничего не было известно, хотя люди периодически сталкивались с симптомами авитаминозов. Обычно причины болезненного состояния списывались на инфекцию.
Особенно страдали от нехватки витамин мореплаватели. Многие витамины содержатся в овощах и фруктах, являющихся скоропортящимися продуктами. Поэтому в экспедиции их обычно не брали. В результате путешественники страдали и часто умирали от авитаминозов.
Известно, что одним из первых цитрусовые для лечения цинги у матросов предложил применять шотландский врач Джеймс Линд в 1747 году.
Рис. Джеймс Линд и его работа
Джеймс Кук ввел в корабельный рацион кислую капусту, солодовое сусло и подобие цитрусового сиропа. В результате в путешествии от цинги не погиб ни один матрос. В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков.
В 1880 году советский педиатр Николай Иванович Лунин экспериментально доказал, что «… в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания».
Лунин проводил эксперименты на мышах. Были взяты две группы мышей. Одних кормил «искусственным молоком», которое состояло исключительно из казеина (молочного белка), жира, молочного сахара, минеральных солей и воды. Мыши, питающиеся таким молоком, вскоре начинали терять в весе и погибали. Мыши из другой группы, которым давали в пищу натуральное молоко, росли здоровыми и крепкими.
Рис. Н. И. Лунин и его эксперимент
В XVII веке в странах Юго-Восточной и Южной Азии научились шлифовать рис, что улучшало его вкусовые качества. Однако, менно тогда появилось новое заболевание, получившее название «бери-бери». Симптомом болезни била крайняя слабость, переходящая в паралич и смерть. В то время решили, что эпидемию вызывает зараженный рис. В основном это заболевание было характерно для жителей Японии и Юго-Восточной Азии.
Рис. Бери-бери у человека Рис. Бери-бери у голубей (а — болезнь, б — норма)
Только в 1886 году нидерландский врач и бактериолог Христиан Эйкман, изучавший бери-бери в тюремном госпитале на острове Ява, экспериментально доказал, что в рисовой шелухе содержится вещество, способное предупреждать бери-бери (полиневрит). Ученый выделил данное соединение из рисовой шелухи.
Для своих опытов Эйкман использовал кур. В ходе одного из экспериментов он обнаружил, что цыплята, питающиеся шлифованным рисом, заболевали полиневритом — очень похожим на бери-бери человека. Когда же подопытных животных переводили на неочищенный рис, они выздоравливали.
Исследования, проведенные Христианом Эйкманом положили начало методу лечения болезней, связанных с недостатком каких-либо веществ в пище.
Фредерик Хопкинс назвал эти необходимые вещества «добавочными факторами» и продолжил их изучение. В ходе экспериментов Хопкинс с коллегами установил, что в молочном белке (казеине) содержится вещество, необходимое для роста и развития организма.
В 1929 г. Эйкману и Хопкинсу за вклад в открытие витаминов была присуждена Нобелевская премия.
Рис. Христиан Эйкман Рис. Фредерик Хопкинс
1912 год — польский химик Казимир Функ ввел термин «витамин». Функ определил химический состав вещества, выделенного из рисовых отрубей, и, обнаружив в нем аминогруппу, назвал его «витамин»: от латинских слов «vita» (жизнь) и «amine» (азот). И хотя не все витамины содержат азот, термин этот сохранился.
1916 год — витамин А: вещество, стимулирующее рост;
1935 год — витамином К (koagulations vitamin) (датский химик Хенрик Дам, Нобелевская премия в 1943 году;
1936 год — тиамином (витамин В1);
1936 год — получены первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерна.
1938 год — немецкий химик Рихард Кун определил формулу и синтезировал флавин (витамина $B_2$), вещество, «необходимое для питания» (цит. Лунин), содержащееся в молоке.
Роль витаминов в организме человека
Витамины не имеют существенного пластического и энергетического значения для организма человека.
Большую часть витаминов организм не способен синтезировать сам. Эти витамины должны быть неотъемлемой частью пищевого рациона человека. Источниками витаминов для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения. С пищей витамины поступают в готовом виде, или в форме провитаминов, из которых в организме образуются витамины. Некоторые витамины синтезируются микрофлорой кишечника.
Витамины делят на:
жирорастворимые витамины: А, D, E, K;
водорастворимые витамины: C, Р и витамины группы B.
Жирорастворимые витамины накапливаются в жировой ткани и печени.
Водорастворимые витамины в организме не накапливаются, при избытке выводятся с водой. Поэтому чаще наблюдаются гиповитаминозы водорастворимых витаминов и гипервитаминозы жирорастворимых витаминов.
Большинство витаминов являются коферментами (структурными единицами ферментов) или их предшественниками. Поэтому, многие авитаминозы можно рассматривать как патологические состояния, возникающие из-за выпадения функций тех или других коферментов. Однако в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё неясен.
Интересно, что фармацевтические антибиотики (например, из группы сульфаниламидных) напоминают по своим химическим признакам витамины, необходимые для бактерий. Такие «замаскированные под витамины» вещества захватываются бактериями, при этом блокируются активные центры бактериальной клетки, нарушается её обмен, и происходит гибель бактерий.
Витаминология — медико-биологическая наука, изучающая структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях.
В клетке могут происходить процессы свободнорадикального окисления, когда происходит прямое присоединение кислорода к окисляемым веществам. Оно осуществляется без помощи ферментов и носит разрушительный характер. Поэтому организм нуждается в антиоксидантах — веществах, препятствующих свободнорадикальному окислению веществ. Витамины С, Е, Р связывают свободные радикалы, предупреждая образование ядовитых соединений.
При надостатке или переизбытке в органзме какого-либо витамина наступает патологическое состояние, характеризуемое определенным набором симптомов (синдромом).
Гиповитаминоз — патологическое состояние, связанное с недостатком в организме определенного витамина.
Авитаминоз — тяжелое патологическое состояние, связанное с отсутствием в организме определенного витамина.
Гипервитаминоз — патологическое состояние, связанное с избытком в организме определенного витамина.
Наличие некоторых витаминов зависит от их поступления с пищевыми продуктами (незаменимые витамины). Они поступают в готовом виде, либо в виде провитаминов, которые превращаются в витамины в процессе метаболизма.
Водорастворимые витамины:
витамины группы В — входят в состав многих ферментов; содержатся в продуктах; некоторые синтезируются кишечными симбионтами;
витамин С, или аскорбиновая кислота — необходим для нормального формирования соединительной ткани; поступает с пищей; при его недостатке развивается цинга;
витамин К — фактор свертываемости крови; образуется кишечными симбионтами;
Жирорастоворимые витамины:
витамин А (ретинол) — необходим для образования зрительного пигмента — родопсина, при его недостатке развиваются нарушения зрения; поступает в организм с пищей животного происхождения или синтезируется в организме из провитамина витамина А — каротина, содержащегося в красно-оранжевых плодах и корнеплодах;
витамин Д — участвует в минерализации костной ткани, его активная форма формируется в организме при ультрафиолетовом облучении, поэтому связанное с ним заболевание — рахит — может развиваться при недостатке самого витамина или при недостатке ультрафиолета в зимнее время в северных районах.
витамин Е (токоферол) — участвует в репродуктивной функции и иммунной защите; поступает с пищей;
Содержание витаминов в продуктах заметно снижается при их длительном хранении и кулинарной обработке.
Авитаминозы и гиповитаминозы могут возникать не только в случае отсутствия витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Состояние гиповитаминоза может возникнуть и при обычном поступлении витаминов с пищей, но возросшем их потреблении (во время беременности, интенсивного роста), а также в случае подавления антибиотиками микрофлоры кишечника.
Рис. Содержание витаминов в продуктах
| Витамин | Значение витамина в организме человека | Продукты с наибольшим содержанием данного витамина | Норма потребления витамина (мг/сут.) | Гиповитаминоз/авитаминоз* |
| А | рост и развитие, восстановление эпителия, зрение; синтез половых гормонов; иммунитет (синтез интерферонов, иммуноглобулина, лизоцима); антиоксидант | печень, сливочное масло, яичный желток, желто-оранжевые овощи и фрукты; может синтезироваться в организме из провитаминов — каротиноидов | 700 мкг/сут. (для женщин), 900 мкг/сут. (для мужчин) | куриная слепота |
$B_1$ (тиамин) | обмен жиров и углеводов, рост и развитие; работа сердца, нервной и пищеварительной системы; участвует в энергетическом обмене (поставщик НАД) | пшеничный хлеб из муки грубого помола, соя, фасоль, горох, шпинат, мясо, дрожжи | 1,1 — 1,2 мг/сут. | бери-бери |
| $B_2$ (рибофлавин) | образование эритроцитов, антител, регуляция роста и репродуктивных функций; функции щитовидной железы, здоровье кожи и ее производных | печень, почки, дрожжи, яйца, миндаль, капуста, грибы, молоко | 1,8 — 2,0 мг/сут. | трещины слизистой оболочки губ, языка, дерматит век, ушей, носа |
$B_3$/РР (никотиновая кислота) | энергетический обмен; синтез белков и жиров | ржаной хлеб, ананас, свекла, гречка, фасоль, мясо и субпродукты, грибы и др. белковая пища; может синтезироваться в организме из триптофана. Синтезируется бактериальными симбионтами в толстом кишечнике | 15 — 19 мг/сут | пеллагра; куриная слепота |
| $B_4$ (холин) | синтез ацетилхолина, синтез инсулина, обмен жиров; работа нервной системы, память | яичный желток, мозг, печень, почки, сердце; капуста, шпинат, соя, грибы | 450 — 550 мг/сут. | болезни печени и нервной системы |
| $B_5$ (пантотеновая кислота) | входит в состав кофермента А, участвующего в пластическом обмене; регулирует работу надпочечников, участвует в синтезе антител | дрожжи, икра рыб, орехи, яичный желток, зеленые части растений, молоко, морковь, капуста, субпродукты | 5 — 10 мг/сут. | боли в суставах, выпадение волос, судороги конечностей, параличи, ослабление зрения и памяти |
| $B_6$ (пиридоксин) | стимулятор обмена веществ, белковый обмен; участвует в производстве гемоглобина; снабжение клеток глюкозой | зерновые, бобовые, рыба, печень, пшеница, мясные и молочные продукты, яйца. Синтезируется кишечной микрофлорой. | 1,1 — 1,5 мг/сут. | повышенная утомляемость; депрессивное состояние; выпадение волос; трещины в уголках рта; нарушение кровообращения; онемение конечностей; артрит; мышечная слабость |
$B_7$/Н (биотин) | регулирует обмен веществ (в т. ч. уровень сахара в крови); является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена | в печени, почках, дрожжах, бобовых (соя, арахис), цветной капусте, орехах; здоровая микрофлора кишечника синтезирует биотин в достаточном для организма количестве | 50 мкг/сутки | поражение кожи, волос;анемия, депрессия, слабость, высокий уровень холестерина и сахара в крови |
| $B_{12}$ | пластический и энергетический обмен (окисление белков и жиров) | печень, почки, молоко, любые продукты животного происхождения, в т. ч. рыба и моллюски. Вырабатывается в толстом кишечнике животных, но всасывается только в тонком, накапливается в печени и почках. | 2,4 мкг/сут. | анемия, гибель нервных клеток |
| С (аскорбиновая кислота) | антиоксидант, синтез нейромедиаторов (серотонина), гормонов щитовидной железы, коллагена, стимулирует синтез интерферона и энергетический обмен | шиповник, киви, капуста, сырой картофель, красный перец, смородина, клюква, цитрусовые | до 90 мг/сут. | цинга |
| D | регуляция обмена фосфора и кальция | $D_3$ образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света, $D_2$ поступает с пищей (печень, рыба, яйца, сливочное масло, сыр, дрожжи) | 15 мкг/сут. | рахит, остеопороз |
| Е | размножение млекопитающих, иммуномодулятор и антиоксидант | растительные масла | 20 — 30 мг/сут. | мышечная дистрофия, бесплодие, разрушение печени и мозга |
| К | свертывание крови, обмен веществ в костной и соединительной ткани, работа почек | зеленые листовые овощи, капуста, отруби, авокадо, киви, мясо-молочные продукты. Синтезируется бактериальными симбионтами в толстом кишечнике. | 90 мкг/сут. | внутренние кровотечения, деформация костей |
| Р (рутин) | повышает вязкость крови, в сочетании с витамином С увеличивают прочность сосудистых стенок | шиповник, цитрусовые, незрелые грецкие орехи, смородина, рябина, зеленый чай, гречка | 60 мг/сут. | кровоизлияния, быстрая утомляемость, мышечные боли, выпадение волос, синюшный оттенок кожи, угревая сыпь |
Н (биотин) | участвует в энергетическом обмене (поставщик НАД) | ржаной хлеб, ананас, свекла, гречка, фасоль, мясо и субпродукты, грибы; может синтезироваться в организме из триптофана. Синтезируется бактериальными симбионтами в толстом кишечнике. | 15 — 20 мг | пеллагра; куриная слепота |
*Краткие комментарии к названиям заболеваний.
Бери-бери — слабость, потеря веса, атрофия мышц, нарушения интеллекта, расстройства со стороны пищеварительной и сердечно-сосудистой системы, развитие парезов и параличей.
Куриная слепота — расстройство сумеречного зрения.
Цинга — нарушение синтеза коллагена — потеря прочности соединительной ткани — кровотечения (в т. ч. кровоточивость десен, носовые).
Пеллагра — заболевание, вызванное недостатком витамина РР, сопровождаемое дерматитом, диареей, деменцией (слабоумием).
Рахит — заболевание детей грудного и раннего возраста, вызванное недостатком витамина D, и, как следствие, нарушением кальциевого обмена, дефицитом кальция и протекающее с нарушением образования костей и недостаточностью их минерализации.
Рис. Рахит (у ребенка: крупный живот, неправильный череп, искривление костей ног)
Остеопороз — заболевание, связанное с нарушением образования костной ткани и увеличением хрупкости костей; может быть связано с недостатком витамина D.
Рис. Остеопороз
Источник