Ферменти, вітаміни, їх роль у життєдіяльності організмів.

Цілі заняття: ознайомити студентів з вітамінами та ферментами,їх роллю у життєдіяльності організмів

Обладнання й матеріали: таблиці, які ілюструють особливості будови, різноманіття та функції біологічно активних речовин, особливості будови, різноманіття та функції вітамінів або мультимедійний проектор чи інтерактивна дошка, на яких ці таблиці можна демонструвати; зразки вітамінів; підручники біології.

Базові поняття й терміни: біологічно активні речовини, вітаміни,гіповітаміноз

Біологічно активні речовини є особливою групою органічних сполук. Вони

регулюють процеси обміну речовин, росту і розвитку організмів, слугують

для захисту чи впливу на особин свого чи інших видів. Одна з груп біологічно активних речовин – це вітаміни.

Для підтримання нормальної життєдіяльності організму крім білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і води потрібні вітаміни.

Вітаміни - біологічно активні низькомолекулярні органічні сполуки, різні

Існування і значення вітамінів для життя встановив наприкінці минулого

століття російський лікар М. І. Лунін (1881). Пізніше польський хімік К.Функ (1912) назвав біологічно активну речовину, яку виділили з висівок,

„вітаміном”, оскільки вона містила в своїй молекулі аміногрупу(лат. vita

Вітаміни надходять в організм з продуктами харчування, переважно

рослинного походження. В тканинах організму людини вони засвоюються,

утворюючи більш складні речовини. Стало відомо, що вони беруть участь у

синтезі й розщепленні амінокислот, жирів, азотистих основ нуклеїнових кислот. Деяких гормонів, медіатора ацетилхоліну, який забезпечує передавання імпульсів у нервовій системі.

Нині відомо понад 20 вітамінів, які мають безпосереднє значення для

здоров’я людини. Усі вони розподілені на дві групи:

жиророзчинні(кальцефероли, каротиноїди, ретинол, токофероли, філохінони)

і водорозчинні(аскорбінова кислота, біотин, нікотинова кислота, пантотенова кислота, піридоксин, рибофлавін, фолієва кислота, ціанокобаламін).

За нормального раціону і здорового способу життя потреба у вітамінах

задовольняється природним шляхом. Проте навіть за цих умов узимку й

навесні доцільно вживати додатково аскорбінову кислоту (віт.C). У разі одноманітного харчування, збідненого на натуральні рослинні продукти,

спостерігається порушення обміну вітамінів. Дещо вища потреба у вітамінах у молоді, а також у осіб, що працюють у шкідливих умовах, під час захворювань. У таких випадках люди потребують додаткового збагачення їжі вітамінами.

Для збереження вітамінів у їжі слід дотримуватись правил заготівлі,

зберігання продуктів, приготування їжі – уникати її переварювання й

пересмажування. Наприклад, у пошкоджених овочах і фруктах аскорбінова

кислота руйнується внаслідок дії ферментів, які розщеплюють її молекули.

Нині добре відомо, що при нестачі(гіповітаміноз, або авітаміноз) або

надлишку(гіпервітаміноз) вітамінів в організмі розвиваються захворювання.

Добова потреба людини у вітамінах значною мірою залежить від її віку,

роду занять, маси тіла, статі, загального стану здоров'я.

Отже, для профілактики захворювань, пов’язаних з дефіцитом вітамінів,потрібна правильна організація харчування і способу життя загалом. Слід

пам’ятати, що надлишок вітамінів, їхніх препаратів також негативно

У цей час вітаміни можна охарактеризувати як низькомолекулярні органічні сполуки, які, будучи необхідною складовою частиною їжі, присутні в ній в надзвичайно малих кількостях в порівнянні з основними її компонентами.

Вітаміни необхідний елемент їжі для людини і ряду живих організмів тому, що вони не синтезуються або деякі з них синтезуються в недостатній кількості даним організмом. Вітаміни - це речовини, що забезпечує нормальну течію біохімічних і фізіологічних процесів в організмі. Вони можуть бути віднесені до групи біологічно активних з'єднань, що надають свою дію на обмін речовин в нікчемних концентраціях.

Кожна з цих груп містить велику кількість різних вітамінів, які звичайно означають буквами латинського алфавіту. Потрібно звернути увагу, що порядок цих букв не відповідає їх звичайному розташуванню в алфавіті і не цілком відповідає історичній послідовності відкриття вітамінів.

У класифікації вітамінів, що приводиться в дужках вказані найбільш характерні біологічні властивості даного вітаміну його здатність запобігати розвитку того або іншого захворювання. Звичайно назві захворювання передує префікс "анти", вказує на те, що даний вітамін попереджає або усуває це захворювання.

Ретинол (вітамін А). Добова потреба дорослої людини – 1-2 мг ретинолу. Міститься в печінці морських тварин та прісноводних риб, сільськогосподарських тварин, жовтку яєць, вершковому маслі, в молоці, сирі. В рослинах (морква, шпинат, петрушка, салат, зелена цибуля, черешні, помідори, порічки) містить каротин – малоактивна форма (провітамін) вітаміну А. В печінці та кишках каротин гідролізує і перетворюється в активнішу форму – ретинал. Всмоктуванню ретинолу в кишках сприяють жовчні кислоти, ферменти підшлункової кислоти. Вітамін легко осилюється на повітрі і руйнується ультрафіолетовими променями.

Ретинол (вітамін А). Надзвичайно важливу роль відіграє ретинол у ресинтезі світлочутливого пігменту сітківки родопсину, який безпосередньо сприймає зорові подразнення. Нехватка вітаміну А це порушення зору в результаті таке захворювання як куряча сліпота ”

Нестача (гіповітаміноз) ретинолу спричинює патологічні зміни в функції епітеліальних тканин шкіри, дихальних шляхів, травного апарату, нервової та ендокринної системи. Слизові оболонки та шкіра висихають, розрихляються, відбувається ороговіння епітелію (гіперкератоз), послаблюється їхня бар’єрна функція. Крім того, з’являються дегенеративні зміни в нервовій тканині, порушується координація рухів, виникають атаксія, паралічі. Луска в волоссі, ламкість нігтів, схильність до простудних захворювань., понижений апетит, втрата маси тіла.

Гіповітаміноз виникає при недостатності вітаміну або провітаміну в їжі, захворюваннях травного апарату, а також при підвищеній потребі в ретинолі (вагітність, лактація, інфекція, гарячкові стани, тиреотоксикоз, алкогольне сп’яніння).

Застосовують ретинол при гіпо- і авітамінозі, захворюваннях очей, шкіри, опіках, пролежнях, остеомієліті, гангрені, виразковій хворобі шлунка ф дванадцятипалої кишки, при хірургічних втручаннях, інфекціях верхніх дихальних шляхів, а також призначають дітям в період інтенсивного росту.

Ергокальциферол (вітамін D2). Ергокальциферол є найактивнішим з відомих (близько 10) форм вітаміну D. Добова потреба вітаміну – 0,02-0,05 мг.

Найбагатшою сировиною для його одержання є жир із печінки тварин, особливо печінки морських риб. Міститься цей вітамін у молоці, коров’ячому маслі, яєчному жовтку, печінковому жирі. Більшість вітаміну Д утворюється в організмі людини під впливом ультрафіолету, тобто при перебуванні на соці.

Ергокальфирерол, що надходить ззовні, всмоктується в тонкій кишці при достатній кількості тваринного та рослинного жирів.

При недостатній кількості вітаміну знижується вміст неорганічного фосфору в крові (гіпосфатемія), порушується всмоктування в кишках та засвоєння кістками кальцію, фосфату. Вміст кальцію в крові підтримується внаслідок резорбції його із кісток; тому при нестачі ергокальциферолу виникає розм’якшення кісткової тканини і в дітей розвивається рахіт, а у дорослих – остеомаляція. Вітамін стимулює ріст, сприяє затримці фосфору і кальцію в організмі та засвоєнню їх кістками, підвищує опірність організму о інфекції. При вживання ергокальци-феролу зникають симптоми рахіту й остеомаляції, нормалізується ріст організму.

Профілактику гіповітамінозу в дітей треба починати ще в період вагітності матері й постійно продовжувати після народження дитини. Тому вагітним жінкам і жінкам-годувальницям призначають препарати цього вітаміну. При передозу-ванні виникає гіпервітаміноз, який характеризується анорекцією (втратою апетиту), запором, дистроартеріального тиску, прискоренням ШОЕ, зневодненням, дистрофічними змінами, зростанням кількості кальцію в крові й відкладанням його у м’яких тканинах.

Філохінони (вітамін К). Добова потреба вітаміну 2 мг, за рахунок вживання рослинної їжі. Частково вітамін К виробляється мікрофлорою кишечника.

Це збірна назва кількох схожих між собою сполук (вітамін К1 міститься в зелених частинах рослин, вітамін К2 продукується бактеріями кишок, а також міститься ва рибячому жирі, борошні).

Філохінони поширені у природі і є в багатьох харчових продуктах: моркві, шпинаті, кропиві, люцерні, риб’ячому борошні. У товстій кишці людини (починаючи з 4-5-го дня після народження) відбувається біосинтез вітаміну окремими видами бактерій; цей вітамін добре засвоюється і цілком задовольняє потреби макроорганізму. Порушення біосинтезу вітаміну К мікрофлорою кишок та відсутність його в їжі спричинює різке сповільнення зсідання крові, що може супроводжуватися небезпечними ускладненнями – крововиливами та кровотечами. Дія філохінонів полягає в тому, що вони беруть участь у синтезі протромбіну й про конвертину, завдяки чому сприяють зсіданню крові (виявляють протегеморагічний ефект). При недостатній кількості вітаміну в організмі порушується біосинтез зазначених компонентів. Філохінони виявляють лікувальну дії лише тоді, коли печінка ще не втратила функції виробляти протромбін і про конвертин. Крім впливу на зсідання рові філохінони відіграють велику роль у клітинному диханні.

Токоферолу ацетат (вітамін Е). Добова потреба 10-15 мг. Під збірною назвою “вітамін Е” об’єднуються α-, И- і v-токофероли. Найбільш активним із них є α-токоферол. В організмі людей і тварин токофероли не утворюються. Містяться вони в зеленому листі конюшини, салату, шпинату, зародках пшениці, в олії сої, арахісу, бавовнику, льону, кукурудзи, а також у продуктах тваринного походження: яєчному жовтку, печінці, вершковому маслі. Вітаміни Е – олієподібна світло-жовта прозора рідина з слабким запахом, не розчинається у воді, на світлі окислюється й темніє.

Токофероли є антиоксидантами, тобто запобігають прямому (без ферментному) окисленню ненасичених жирних кислот, аскорбінової кислоти, каротину та інших речовин.

При нестачі (гіповітамінозі) токоферолів нагромаджуються перекиси жирних кислот, які пошкоджують клітинні мембрани, викликають дегенеративні зміни в статевих залозах, внутрішніх органах, скелетній мускулатурі, внаслідок чого порушується вагітність та припиняється розвиток ембріона.

Препарат застосується при захворюваннях серцево-судинної системи, опіках. виразках різного походження. запальних процесах сітківки ока, токсикозах вагітності, м’язовій дистрофії, при захворюваннях нервової системи та шкіри.

Біотін (вітамін Н, чинник зростання для грибків,дріжджів і бактерій, антисеборейний).

Інозіт. Параамінобензойна кислота(чинник зростання бактерій і чинник пігментації).

B9 (фолієва кислота) (антианемічний вітамін, вітамін зростання для бактерій).

Всі вище перелічені, розчинні у воду вітаміни, за виключенням інозіту і вітамінів С і Р, містять азот в своїй молекулі, і їх часто об’єднують в один комплекс вітамінів групи В. Усі вони термостабільні, за винятком вітаміну С, який руйнується при нагріванні в присутності кисню та важких металів.

Тіамін (вітамін В1). Добова потреба 2-3 мг, при фізичній роботі, у дітей, у вагітних, в період годування груддю потреба у вітаміні зростає до 5-6 мг на добу. Вітамін міститься в дріжджах, зернових і бобових рослинах (особливо в зародках рису, пшениці, гречки, жита), у пшениці, нирках, серці, молоці, яєчному жовтку. Всмоктується в тонкій кишці.

Тіамін нормалізує шлункову секрецію, поліпшує регенерацію тканин, підвищує тонус парасимпатичної частини вегетативної нервової системи.

Застосовується тіамін при гіпо- й авітамінозах, а також як неспецифічний фармакологічний засіб, при захворюваннях периферичної та центральної нервової системи (неврології, ішіас, каузалгія, поліневрити), порушеннях функції травного апарату, захворюваннях міокарда та при перевтомах.

При передозуванні тіаміну виникає шум у вухах, запаморочення, нудота, висипання на шкірі, кропив’янка, свербіння. Може виникати навіть тіаміновий шок, що є проявом алергічної реакції на препарат. При нестачі В1 виникає хвороба бері-бері (розлади нервової системи, діяльності серця, травного апарату, втрата апетиту).

Рибофлавін (вітамін В2). Добова потреба у рибофлавіні 1-3 мг. Рибофлавін дуже поширений у природі. Він міститься у дріжджах, яєчному жовтку, печінці, серці, нирках, молоці, ікрі, рибі, м’ясі, зародках і оболонках злаків, гороху, листкових овочах. Рибофлавін термостабільний, не руйнується при кулінарній обробці.

Цей вітамін входить до складу ферментних систем, що регулюють процеси окислювання і відновлення, а також білковий, жировий і вуглеводний обміни.

Велике значення для профілактики гіповітамінозу мають такі продукти, як пивні і пекарські дріжджі, гриби сир, печінка, молоко, бобові. Тепер рибофлавіном вітамінізують хліб і хлібобулочні вироби. При нестачі вітаміну В2 порушується діяльність нервової системи, уражається рогівка очей, шкіра, слизові оболонки порожнини рота. У людини авітамінози виявляються у вигляді захворювань (цинга, гемералопія, рахіт).

Рибофлавін застосовують для лікування гіпо- і авітамінозів цього вітаміну, а також як лікувальний препарат при екземах, дерматичних виразках, ранах, опіках, тріщинах сосків, блефаритах, кон’юктивітах, при ураженнях рогівки ока.

Кислота нікотинова (вітамін РР, вітамін В3). Білий кристалічний порошок, без запаху. В організмі нікотинова кислота перетворюється в амід (вітамін РР). Цей вітамін відіграє важливу роль в окислювально-відновних процесах, входить до складу ферментів, які переносять кисень, регулюють тканинне дихання. Нікотинова кислота й її амід стимулюють кротворення і кістковому мозку, прискорюють процеси загоєння ран і виразок, посилюють секрецію шлунка та перистальтику кишок, а також поліпшують всмоктування різних речовин із кишок.

Вітамін В6 (піідоксинагідрохлорид). Добова потреба вітаміну – 2-2,5 мг Вітамін В6 в організмі людини частково виробляється в кишечнику мікрофлорою. Найбільше вітаміну В6 в таких продуктах: печінка, м‘ясо, квасоля, гречка, пшоно, дріджі, картопля, мука грубого помолу, шпинат.

.Біологічне значення вітаміну В6 в тому, що він регулює обмін амінокислот і бере участь у процесі жирового обміну.

При В6 – гіповітамінозі відмічається тошнота, запальні прояви шкіри та слизових (дерматит лиця, волосся, заїди, географічний язик, відбиття зубів, неврастенія, анемія, шлунково-кишкові розлади). У дітей затримка росту.

Ціанокабаламін (вітамін В12). Добова потреба – 2 мкг, для вагітних – 3 мкг.

Синтезується мікрофлорою кишок людини, але в недостатній кількості порівняно з витратами організму. Тваринні продукти є основним джерелом вітаміну. Природні джерела: гов’ядина, гов’яжа печінка, камбала, молоко, сардини, оселедець, скумбрія, сир з пліснявою, устриці, швейцарський сир, яйце. Вітамін В12 не міститься в рослинній їжі.

В людському організмі ціанокобаламін нагромаджується в печінці, нирках, стінці кишок. Всмоктування й засвоєння вітаміну погіршується або зовсім припиняється, якщо немає “внутрішнього фактора ” – речовини білкової природи (мукопротеїду), яка виробляється залозами слизової оболонки шлунка і, з’єднуючись із вітаміном, запобігає його руйнуванню в кишках.

Ціанокобаламін застосовується при перніціозній (мегалобластичній) анемії, анемії вагітних, порушеннях кровотворної функції кісткового мозку, при захворюваннях нервової системи (розсіяний склероз, гострий період поліомієліту, радикуліти, каузалгії, фантомний біль), при гострих і хронічних гепатитах, алергічних та шкірних захворюваннях, променевій хворобі, порушення росту й розвитку у дітей.

Вітамін В12 забезпечує процеси кровотворення – синтез гемоглобіну, а також бере участь в обміні амінокислот (сприяє більш швидкому їх використанню організмом для синтезу білка, стимулює утворення нуклеїнової кислоти – РНК, що бере участь у синтезі білка), сприяє зниженню рівня холестерину в крові і видаленню його з кровоносних судин, стримує надлишкове відкладення жиру в печінці, підтримує обмін вуглеводів. Бере участь в процесах утворення лейкоцитів і тромбоцитів.

Дефіцит вітаміну В12 викликає швидку втомлюваність, роздратованість, втрату апетиту, глосит, порушення моторики кишечника, приводить до розвитку макроцитарної гіпсохромної анемії, ураження нервової системи.

Вітамін В9 (фолієва кислота) (захищає від вроджених дефектів розвитку).

Добова потреба – 0,2 мг. У жінок під час вагітності і лактації потреба у фолієвій кислоті підвищується і складає 400 мкл.

Дефіцит її при вагітності суттєво підвищує ризик розвитку юродства плода і інших відхилень від норми. Природні джерела: банани, боби, зелені листяні овочі, зародки пшениці, брюссельської капусти, пивні дріжджі, спаржа, теляча печінка, цитрусові.

Недостатність фолатів у людини викликає характерні порушення в обміні, які при достатній важкості ураження ведуть до розвитку мегалобластичної анемії. Порушення стосуються не тільки еритроцитів, але і інших формених елементів крові, деяких тканин і росту організму в цілому. Важливе значення мають вітаміни групи В. При нестачі вітаміну В12 виникає тяжка форма анемії(недокрів’я).

Недостатність фолатів може виникнути також від порушення травлення, всмоктування і використання, або може бути обумовлена неадекватним поступленням фолатів при збільшенні потреби в них.

Вітамін С (аскорбінова кислота). Добова потреба – 70-100 мг. Природні джерела: апельсин, грейпфрут, щавель, перець, суниці, ягоди, капуста, картопля, лимон, манго, мандарин, шпинат, смородина, помідор, шипшина.

Вітамін С бере участь у всіх видах обміну речовин. Він забезпечує нормальну проникливість стінок капілярних судин, підвищує їх стійкість (еластичність); бере участь в синтезі стероїдних гормонів кори наднирників, гормонів щитовидної залози; стимулює функцію клітин, що синтезують колаген; сприяє укріпленню кісткової тканини і зубів.

Аскорбінова кислота впливає на активність ферментів: одні (каталази) стимулюють, другі (амілаза) пригнічують.

Бере участь в транспорті кисню, сприяє перетворенню фолієвої кислоти в фолінову; стимулює процеси кровотворення, підвищує імунологічну резистентність, збільшуючи фагоцитарну активність лейкоцитів, бактерицидні властивості крові, стимулює вироблення інтерферону в організмі і антитоксичну функцію печінки.

При дефіциті вітаміну С наступає підвищена втома, подразнення, сонливість, підвищується ризик розвитку простудних захворювань, розвивається кровоточивість десен, підвищується рівень холестерину в крові, знижується еластичність і механічна міцність капілярів, розвивається себорея.

Додатковий прийом вітаміну С необхідний людям, що зловживають тютюном, алкоголем, страждаючим хронічними захворюваннями; людям, що знаходяться в стресових станах, тим, що недавно перенесли хірургічні операції, травми, опіки, працюючим у токсичних умовах, страждаючим на інфекційні захворювання, страждаючих анемією.

Ще однією групою біологічно активних речовин є ферменти.

Ферменти – біологічно активні речовини, здатні прискорювати

біохімічні реакції. Вони виконують роль біокаталізаторів.

Молекули простих ферментів складаються лише з амінокислот, а молекули

складних можуть функціонувати тільки за наявності в молекулі білкового(апоферменту) і небілкового(коферменту) компонентів.

Розрізняють ферменти – ліпази(розщеплюють ліпіди), амілази(розщеплюють

вуглеводи), пептидази(розщеплюють білки), а також ферменти окисно-відновних реакцій, реакцій гідролізу і синтезу, реакцій перенесення, приєднання або відщеплення певних органічних залишків або груп.

Вибірковість дії ферментів на різні хімічні речовини пов’язана з їхньою

будовою. Молекули всіх ферментів мають один або кілька активних центрів,

якими вони прикріплюються до тих речовин, на які можуть діяти. Тому їх дія завжди специфічна. Зазвичай ферменти каталізують багато послідовних ре акцій, причому речовини, які утворилися за участю першого ферменту, є субстратом для другого.

Дія ферментів у клітині завжди узгоджена і відбувається у певній послідовності. Це досягається завдяки тому, що ферменти локалізовані в

різних ділянках клітинної мембрани. В органелах клітини ферменти також

розміщені послідовно й утворюють упорядковані системи.

Залежно від наявного комплексу ферментів у різних видів організмах і в

різних органах обмін речовин відбувається по-різному. Для функціонування

кожного ферменту потрібні оптимальні температура і реакція середовища,

оскільки одні з них активні в нейтральному середовищі(наприклад, ферменти слини), інші – в кислому(ферменти шлункового соку) або лужному(ферменти підшлункової залози). У разі нагрівання до температури понад 60°C багато ферментів інактивується(відбувається денатурація білків).

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: