Значение воды для жизни организма

При сбалансированном питании все жизненно важные витамины поступают в организм в достаточном количестве, поэтому здоровый человек не нуждается в дополнительном приеме витаминов в виде специальных препаратов. Потребность в витаминах зависит от многих факторов. Дети, подростки, беременные женщины и кормящие матери, профессиональные спортсмены, лица, занятые физическим трудом, а также пожилые люди нуждаются в повышенном количестве витаминов.

Провитамины являются предварительной стадией синтеза витаминов. В организме человека провитамины превращаются в биологически актуальную форму. Витамины регулируют жизнедеятельность организма и выполняют защитную функцию. Они лишены какой-либо питательной ценности, однако без них невозможен обмен веществ. Кроме того, они повышают работоспособность и тонус, а также улучшают самочувствие.

Вопрос 63. Авитаминоз и гиповитаминоз. Охарактеризовать витамины А и Е и указать их роль в организме.

Авитаминоз – это заболевание, которое развивается при полном отсутствии того или иного витамина в организме. В настоящее время авитаминозы обычно не встречаются, а бывают гиповитаминозы при недостатке витамина в организме.

Гиповитаминозы возникают при нарушении нормального функционирования печени, кишечника и других органов.

Длительное неоправданное применение антибактериальных средств (антибиотиков, сульфамидных препаратов и др.) вызывает обычно резкие изменения кишечной микрофлоры и может быть причиной возникновения своеобразных гиповитаминозных состояний, например гиповитаминоза К, характеризуется повышенной кровоточивостью.

Другой причиной возникновения гиповитаминозов при достаточном содержании витаминов в пище могут быть расстройства процессов переваривания и всасывания жиров, в частности при уменьшении поступления в кишечник желчи. При заболеваниях печени могут возникнуть значительные нарушения в снабжении организма жирорастворимыми витаминами А, D, К. Заболевания печени могут быть также причиной нарушения обмена витаминов В1, РР и др.

Витамины поступают в наш организм с пищей. Значит, для того, чтобы витамины могли выполнять свои «задачи», питание должно быть качественным, а состояние организма – удовлетворительным. 

В наше время люди чаще всего питаются однообразно, рафинированными, высокоочищенными продуктами – белым хлебом, полированным рисом, макаронными и кондитерскими изделиями, сахаром, манной кашей, рафинированным подсолнечным маслом и т. д. Не правы те, кто думает, что если они питаются овощами и фруктами, то никаких проблем с витаминами быть не должно. Несомненно, растения – кладовые ценных пищевых компонентов. Но витамины A, D, В12 содержатся в продуктах животного происхождения.

Резкое снижение содержания витаминов в продуктах, вплоть до полного исчезновения, может быть вызвано неправильным хранением, транспортировкой, кулинарной обработкой. Но бывает так, что содержание витаминов в пище соответствует нормам, а признаки гиповитаминоза сохраняются. Причина чаще всего в недостаточном поступлении других питательных веществ. 

Витамины расходуются в процессе усвоения и обмена белков, углеводов и жиров. Поэтому при преимущественно углеводном питании (каши, макароны, хлеб, сахар, кондитерские изделия) увеличивается потребность в витамине В1 (тиамине), при избыточном количестве белка в пище (мясо, рыба, яйца) – в витаминах B6 (пиридоксине) и В2 (рибофлавине). 

Для усвоения и транспорта витаминов требуются другие питательные вещества. Например, отсутствие в рационе жиров делает невозможным нормальный обмен жирорастворимых витаминов, цинк необходим для активизации витамина А и т. д.

Витамины в организме выполняют свои функции в составе ферментных комплексов вместе с белками и минеральными веществам. Поэтому отсутствие полноценных белков и минеральных веществ (железа, меди, кальция, кобальт и т. д.) может вызвать витаминную недостаточность.

В ряде пищевых продуктов содержатся антивитамины – вещества, разрушающие витамины или снижающие их активность в организме. Например, в сырой рыбе имеется фермент тиаминаза, разлагающий витамин В1; аскорбиновой кислоте практически во всех продуктах сопутствует фермент аскорбиназа; кукуруза содержит индол-3-уксусную кислоту, разрушающую витамин PP. Авидин, содержащийся в белке сырых куриных гусиных и утиных яиц, блокирует биотин. Лекарственные вещества нередко снижают эффективность витаминов.

При нормальном содержании витаминов и хорошо сбалансированном разнообразном питании витаминная недостаточность может развиться в связи с повышением потребности в витаминах и нарушением их усвоения.

Потребность в витаминах повышается в период роста, при любых стрессах, большой физической и нервно-психической нагрузке, в период акклиматизации. Витамины в больших количествах расходуются при заболеваниях. Некоторые витамины могут усиленно выводиться из организма при приеме больших доз другого витамина. 

Многие микробы, возбудители инфекционных заболеваний, могут разрушать витамины. Например, туберкулезная палочка и возбудитель дизентерии Флекснера выделяют фермент тиаминазу, в результате чего может возникнуть гиповитаминоз В1 без недостатка этого витамина в пище. 

Витамины очень важны и недостаточное поступление витаминов в организм человека – проблема мирового масштаба. В развивающихся странах она тесно связана с голоданием или недостаточным питанием, значительной части населения. Однако и в развитых странах потребление витаминов большей частью населения не соответствует рекомендуемым нормам. Оно достаточно для предупреждения глубокого дефицита витаминов, но не достаточно для оптимального обеспечения потребности организма.

Недостаточное потребление витаминов снижает физическую и умственную работоспособность, устойчивость человека к простудным заболеваниям, способствует развитию серьезных болезней – сердечнососудистых и раковых, затрудняет излечение от них. У подростов, не получающих достаточно витаминов, задерживается процесс полового созревания, рост организма. Они часто болеют простудными заболеваниями, учатся с трудом.

Витамин А (ретинол) в течение короткого времени выдерживает высокие температуры. Витамин чувствителен к окислению кислородом воздуха и к ультрафиолетовым лучам. Витамин А лучше всасывается и усваивается в присутствии жиров.

Биологическое действие витамина А заключается в регуляции дифференциации клеток, в том числе половых, предупреждении ороговения эпителиальной ткани, участии в обмене белков, нуклеиновых кислот, некоторых гормонов, в окислительных процессах. Кроме того, ретинол обеспечивает процесс зрения.

Авитаминоз витамина А сопровождается системной кератенизацией (ороговением) эпителиальной ткани с развитием симптомов, специфичных для каждого пораженно органа (в почках развивается нефрит или нефроз, в легких - бронхиты и т. д.), а также ксерофтальмией и кератомаляцией. Гиповитаминоз витамина А может проявиться и куриной слепотой (гемералопией, сумеречным зрением), когда человек не видит в темноте из-за нарушения процесса образования родопсина (зрительного пурпура). При выраженном гиповитаминозе А с поражением эпителия желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей наблюдаются диспепсические расстройства, предрасположение к пиелитам, уретритам, циститам.

Гипервитаминоз возникает при избыточном потреблении продуктов, богатых витамином А, и накоплении его в печени. У детей гипервитаминоз возникает при передозировке синтетическими препаратами. Клинически он проявляется похуданием, тошнотой, рвотой, частыми переломами костей, кровоизлияниями. Может наблюдаться обострение желчнокаменной болезни и хронического панкреатита (воспаления поджелудочной железы). Для предупреждения гипервитаминозов необходим строгий контроль за потреблением витамина.

Источники витамина А: сливочное масло, печень морских животных и рыб (палтус, окунь, треска и др.), сливки, творог, яичный желток. Однако в организме человека (в кишечной стенке и печени) витамин А может образовываться из некоторых пигментов, называемых каротинами, которые широко распространены в растительных продуктах. 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 Е (токоферол, токотриенол) весьма стоек, не разрушается ни действием щелочей и кислот, ни кипячением, ни нагреванием до 2000С° и под действием ультрафиолетовых лучей.

Токоферол - витамин размножения, благотворно влияет на работу половых и некоторых других желез. Витамин Е восстанавливает детородные функции, способствует развитию плода во время беременности и новорожденного ребенка. Витамин является природным антиоксидантным средством, препятствует окислению витамина А и благотворно влияет на накопление его в печени. Он препятствует развитию процессов образования токсичных для организма свободных радикалов и перекисей жирных кислот. Витамин Е способствует усвоению белков и жиров, участвует в процессах тканевого дыхания, влияет на работу мозга, крови, нервов, мышц, улучшает заживление ран, задерживает старение. Снижает утомляемость.

Авитаминоз витамина 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. Наблюдаются также дегенеративные изменения в нервных клетках и поражение паренхимы печени. Основные изменения при авитаминозе происходят в половой сфере: прекращается выработка половых гормонов, наблюдается дегенерация вторичных половых признаков. Женщины при сохранении способности к зачатию, теряют способность нормального вынашивания плода. Плод и плацента расслаиваются, у эмбрионов могут возникнуть кровоизлияния и внутриутробная гибель. С дефицитом витамина Е могут быть связаны также гемолитическая желтуха новорожденных, у женщин - склонность к выкидышам, эндокринные и нервные расстройства. Развиваются мышечная слабость, параличи.

Гипервитаминоз практически не встречается, так как витамин Е нетоксичен, даже в больших дозах, но тем, кто страдает заболеваниями щитовидной железы, сахарным диабетом, гипертонией или ревматическими заболеваниями сердца нужно соблюдать осторожность при приеме этого витамина.

Источники витамина Е: наиболее богаты ими нерафинированные растительные масла: соевое, хлопковое, подсолнечное, арахисовое, кукурузное, облепиховое. Особенно много витамина содержится в зерновых, бобовых, спаржевой капусте, помидорах, салате, горохе, шпинате, ботве петрушки, семенах шиповника. Небольшие его количества содержатся в мясе, жире, яйцах, молоке и говяжьей печени.

Вопрос 79. Сущность анаэробного окисления углеводов (гликолиз).

Гликолиз протекает в цитоплазме. В процессе гликолиза кислород не уча­ствует. В результате неполного окисления глюкозы образуется ПВК (пировиноградная кислота), которая подвергается дальнейшему окислению в митохондриях, но часть остаётся в цитоплазме и восстанавливается до молочной кислоты. Этот вид гликолиза присущ также некоторым видам бактерий и грибков и лежит в основе при­готовления кислого молока, простокваши, кефира.

С6Н1206 → ПВК + АТФ

глюкоза               ↓

                   С3Н603

          молочная кислота

Обязательными участниками гликолиза являются АДФ и фосфорная кислота. Оба эти вещества всегда имеются в клетке, так как они постоянно образуются в результате ее жизнедеятельности.

Итого­вое уравнение бескислородного расщепления:

С6Н1206 + 2АДФ + 2Н3Р04 → 2С3Н603 + 2АТФ + 2Н20

глюкоза            фосфорная    молочная

                             кислота      кислота

В процессе гликолиза вследствие расщепления одной молекулы глюкозы образуются две молекулы АТФ. Гликолиз – процесс сложный, многоступенчатый процесс, пред­ставляющий собой каскад следующих друг за другом 10 реакций. Каждую реакцию катализирует особый фермент. В результате каждой реакции освобождается небольшое количество энергии. Часть этой энергии (60%) рассеивается в виде теплоты, а часть (40%) сберега­ется в форме АТФ.

Гликолиз близок к брожению. Брожение – процесс получения энергии за счёт окисления углеводов при отсутствии кислорода или при его недостатке. Дрожжевые грибки в процессе синтеза АТФ расщепляют глюкозу до этилового спирта и оксида углерода (IV). Происходит так называемое спирто­вое брожение. На спиртовом брожении основано приготовление вина, пива, кваса. Тесто, замешанное на дрожжах, дает пористый вкусный хлеб.

Вопрос 88. Обмен нуклеиновых кислот в организме.

Нуклеиновые кислоты в организме постоянно обновляются. В норме синтез и распад находятся в состоянии динамического равновесия.

Нуклеиновые кислоты гидролизуются (расщепляются) под действием ферментов нуклеаз – ДНКазы и РНКазы. Гидролиз может быть внеклеточным или внутриклеточным (специфическое функциональное расщепление). Ферменты-нуклеазы – ДНКазы – расщепляют ДНК, РНКазы – расщепляют РНК.

Далее происходит отщепление фосфата от мононуклеотида с участием ферментов нуклеотидаз с образованием нуклеозидов. Нуклеозид – это нуклеотид без фосфорной кислоты, расщепляется на азотистое основание и углеродный компонент: пентозу или оксирибозу.

Нуклеазы могут отличаться друг от друга и по специфичности. Пищеварительные нуклеазы и нуклеазы лизосомальные отличаются низкой специфичностью, у них упрощенное строение активного центра. У высокоспецифичных нуклеаз очень сложное строение активного центра. Они способны «узнавать» целую  последовательность нуклеотидов из 4-10 пар и расщеплять одну-единственную связь в строго определенном месте. Такие высокоспецифичные ДНКазы называются рестриктазами. Рестриктазы широко применяются в генной инженерии.