Вітаміни, їх роль в обміні речовин

Опрацюйте теорію та перегляньте відео

Вітаміни — біологічно активні речовини, різної хімічної природи, необхідні в невеликих кількостях для нормального обміну речовин і життєдіяльності живих організмів.

Вітаміни не виконують в організмі ні енергетичної, на структурної функції, але є необхідними для обміну речовин і перетворення енергії.

Існування і значення вітамінів для життя наприкінці минулого століття встановив М.І. Лунін (1881). Пізніше польський хімік К. Функ (1912) назвав речовину, яку виділили з висівок, «вітаміном», оскільки її молекула містила аміногрупу. Ця назва зберезена до цього часу, хоча Нітроген є не в усіх вітамінах. У 1913 році американський біохімік Е.В. Макколлум запропонував називати вітаміни літерами латинської абетки. Нині відомо близько 50 відамінів, які вивчає наука вітамінологія.

За властивостями вітаміни поділяють на водо- та жиророзчинні. Розчинність впливає на всмоктування, транспортування зберігання та екскрецію вітамінів. Так, гідрофільні вітаміни містяться у соковитих складниках їжі, а гідрофобні — в жирах і оліях. Водорозчинні вітаміни всмоктуються безпосередньо у кров, жиророзчинні потрапляють спочатку в лімфу, а потів у кров і переносяться транспортними білками. У клітинах водорозчинні вітаміни вільно циркулюють у цитоплазмі, в той час як жиророзчинні депонуються у вигляді включень. Невеликий надлишок водорозчинних вітамінів може легко виводитись через органи виділення. Через те, що жиророзчинні вітаміни накопичуються в тілі, їх вживають у відносно великих кількостях час від часу, щоб задовольнити потреби організму, а ось водорозчинні мають надходити регулярно.

Автотрофні мікроорганізми і зелені рослини синтезують вітаміни самостійно. Не всі вітаміни є обов'язковими для різних видів тварин. Так, вітамін C є необхідним для людини, людиноподібних мавп і морських свинок, а для кроликів, щурів, мишей він не є вітаміном, оскільки синтезується в організмі. Гетеротрофні організми використовують синтезовані вітаміни у складі їжі або вступають в мутуалістичні відносини з організмами, здатними їх утворювати. І лише деякі вітаміни можуть синтезуватися в клітинах гетеротрофів. Так, у клітинах росткового шару шкіри людини синтезується вітамін D, у клітинах печінки утворюються вітаміни B1 та B3, але в недостатній кількості. Усі інші вітаміни в організмі людини не синтезуються взагалі, тому мають обов'язково надходити в складі харчових продуктів.

Вітаміни потрібні організму в невеликій кількості, вони є водо- і жиророзчинними. Їхнє значення визначається участю в життєво важливих процесах обміну речовин.

Водорозчинні вітаміни є гідрофільними сполуками, що нерозчинні в жирах і органічних розчинниках. Ці вітаміни містять Нітроген, не накопичуються в клітинах і виявляють свою дію в складі ферментів, можуть спричиняти гіповітамінози.

До групи водорозчинних вітамінів належать вітаміни B1 (тіамін), B2 (рибофлавін), B5 (пантотенова кислота), B6 (піридоксин), B9 (фолієва кислота), B12 (ціанокобаламін), H (біотин), PP (нікотинова кислота), C (аскорбінова кислота).

Вітамін B1 (тіамін, антиневритний) — кристалічна сполука, добре розчинна у воді, стійка проти світла, кисню, нагрівання у кислому середовищі. Тіамін у складі ферментів активно впливає на обмін речовин, бере участь в обміні білків, жирів і вуглеводів, у проведенні нервового імпульсу. Вітамін B1 є необхідним для нормальної роботи нервової, ендокринної та імунної систем. Гіповітаміноз викликає захворювання поліневрит. Спочатку виникає безсоння, підвищена дратівливість, неспокій, головний біль. З'являються слабкість і біль у ногах. Найбагатші тіаміном вироби з борошна грубого помолу, що містять висівки, а також бобові рослини: горох, соя, квасоля.

Вітамін B2 (рибофлавін, вітамін росту) широко розповсюджений у рослинному світі, синтезується мікроорганізмами. Є попередником флавінових складних ферментів, що беруть участь у регулюванні окисно-відновних процесів. У такий спосіб рибофлавін відіграє важливу роль у вуглеводному, білковому й жировому обміні, бере участь у клітинному диханні. Гіповітаміноз вражає слизову оболонку куточків рота, у людини погано гояться ушкодження шкіри, сльозяться очі, розвивається світлобоязнь. Головними джерелами вітаміну B2 є молоко і молочні продукти, яйця, печінка, м'ясо, риба, хліб, гречана крупа

Вітамін B6 (піридоксин) бере участь в обміні речовин, при гіповітамінозі виникають захворювання шкіри, судоми, анемія.

Вітамін B12 (ціанокобаламін, антианемічний) тканинами тварин не утворюється. Його синтез у природі здійснюється тільки мікроорганізмами. Потреби людини і тварин у ньому забезпечуються мікрофлорою кишечнику. Ціанокобаламін входить до складу ферментів синтезу нуклеїнових кислот, є чинником росту і стимулятором гемопоезу, впливає на функції печінки і нервової системи, активує обмін вуглеводів і ліпідів. При гіповітамінозі виникає анемія.

Вітамін PP (нікотинова кислота) — забезпечує в організмі людини нормальну інтенсивність енергетичного обміну, бере участь у клітинному диханні, роботі травної системи. При нестачі нікотинової кислоти розвивається пелагра — важке захворювання, пов'язане з ураженням центральної нервової системи, шлунково-кишкового тракту і шкіри. Джерелами вітаміну PP є крупи, хліб грубого помолу, бобові, м'ясо і внутрішні органи тварин (печінка, нирки, серце), риба та деякі овочі. Дуже високий вміст нікотинової кислоти у дріжджах, сушених грибах.

Вітамін C (аскорбінова кислота, антискорбутний) — безколірна кристалічна речовина, кисла на смак, розчиняється у воді і руйнується за тривалого кип'ятіння. Міститься в значних кількостях у плодах шипшини, капусті, лимонах, апельсинах, хріні, ягодах, хвої тощо. Відкриття вітаміну C пов'язане із захворюванням під назвою «цинга»: уражаються стінки кровоносних судин (кровоточать ясна, зуби розхитуються і випадають). Якщо не відновити недолік цього вітаміну, то людина може загинути. Вітамін C є антиоксидантом, регулює всі види обміну речовин, зсідання крові, регенерацію тканин, синтез колагену, підвищує проникність капілярів, стійкість до інфекцій.

Водорозчинні вітаміни синтезуються переважно рослинами і мікроорганізмами. Ці вітаміни впливають на процеси кровотворення в організмі, у складі ферментів регулюють обмін речовин, підвищують стійкість до інфекцій та ін.

Жиророзчинні вітаміни нерозчинні у воді, але розчиняються в органічних розчинниках, термостійкі і є нечутливими до змін рН середовища. Вони можуть накопичуватися в організмі й спричиняти гіпервітамінози.

До жиророзчинних вітамінів належать вітаміни A (ретинол), D (кальцифероли), E (токофероли), K (філохінони).

Вітамін A (ретинол, антиксерофтальмічний) — синтезується тільки у тваринних тканинах. Рослини позбавлені цього вітаміну, проте багато з них містять каротин, що є попередником ретинолу. Вітамін A — антиоксидант, регулює процеси зроговіння, бере участь у синтезі родопсину, є необхідним для підтримки імунітету і протипухлинного захисту організму, забезпечує нормальний ріст організму, формування скелета, розмноження клітин шкірних покривів, є необхідним для нормального зору. Цей вітамін надходить у організм з продуктами тваринного походження — міститься у печінці риб та інших тварин, яйцях, маслі, сметані. При гіповітамінозі настає куряча сліпота (зниження здатності розрізняти кольори у напівтемряві).

Вітамін D (кальциферол, антирахітний) — регулює обмін Кальцію і Фосфору, які є необхідними для нормального утворення кісткової тканини. Він підвищує всмоктування цих мінеральних речовин у тонкому кишечнику і сприяє їх відкладенню в кістках. При гіповітамінозі розвивається захворювання — рахіт. Вітаміном D багаті в основному продукти тваринного походження: печінка риб, молочні продукти, яйця. Також вітамін D виробляється у шкірі людини під дією ультрафіолетового випромінювання (під час засмаги).

Вітамін E (токоферол, антистерильний) — не дає вільним радикалам кисню руйнувати клітинні мембрани. Відсутність цих вітамінів у їжі негативно позначається на здатності організму до розмноження, послаблюється статева функція, розвивається дистрофія скелетних м'язів, порушується обмін речовин. Джерелом цього вітаміну є рослинні масла, особливо нерафіновані. Вітамін E міститься також у печінці, яйцях, хлібобулочних виробах, гречці, бобових.

Вітамін K (філохінон, антигеморагічний) — бере участь в утворенні протромбіну, без якого неможливо зсідання крові, він прискорює загоювання ран і регенерацію тканин після опіків. При гіповітамінозі знижується зсідання крові. Проте, у людей гіповітаміноз вітаміну K трапляється дуже рідко, оскільки його синтезують організми кишкової мікрофлори. Цей вітамін містять багато продуктів: цвітна капуста, салат, кабачки, яловича печінка.

Жиророзчинні вітаміни визначають здатність організму до розмноження, забезпечують зсідання крові, регулюють обмін солей, впливають на функцію зору та ін.

Самостійна робота з таблицею

"Різноманітність та значення вітамінів для організму людини»

На 2012 р. 13 речовин в науці визнано вітамінами. Заповніть у робочому зошиті таблицю та зробіть узагальнення щодо ролі вітамінів у метаболізмі клітин та обміні речовин організму людини

Виконайте інтерактивну вправу