Роль витамина С в жизнедеятельности организма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Витамины (лат. vita жизнь + амины) - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, абсолютно необходимые для нормальной жизнедеятельности организмов. Являются незаменимыми пищевыми веществами, т.к. за исключением никотиновой кислоты они не синтезируются организмом человека и поступают главным образом в составе продуктов питания.

Некоторые витамины, в частности, витамин С и витамины группы В, в достаточном количестве продуцируются нормальной микрофлорой кишечника, но не синтезируются непосредственно самим организмом. При наличии кишечного дисбактериоза существенно нарушается не только нормальный биосинтез витаминов кишечной флорой, но даже и всасывание кишечником витаминов, поступающих с пищей извне.

В отличие от всех других жизненно важных пищевых веществ (незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот и т.д.), витамины не обладают пластическими свойствами и не используются организмом в качестве источника энергии. Участвуя в разнообразных химических превращениях, они оказывают регулирующее влияние на обмен веществ и тем самым обеспечивают нормальное течение практически всех биохимических и физиологических процессов в организме.

Известно 13 незаменимых пищевых веществ, которые, безусловно, являются витаминами. Их принято делить на водорастворимые и жирорастворимые. Водорастворимые витамины включают витамин С и витамины группы В: тиамин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, В6, В12, ниацин, фолат и биотин. Жирорастворимыми являются витамины А, Е, D и К.

Целью данной работы является изучение витамина «С», его свойств, влияние на человеческий организм и роль в обмене веществ.

История открытия витамина «С»

История открытия витамина «С» связана с цингой. В те далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу. Болезнь проявлялась общей слабостью, кровоточивостью десен, вследствие чего выпадали зубы, появлялась сыпь, кровоизлияния на коже. Но все же был найден путь излечения. Так, моряки, следуя примеру индейцев, стали пить водный экстракт сосновой хвои, который является кладезем витамина «С». В XVIII веке хирург британского флота Дж. Линд показал, что болезнь моряков можно излечить, добавив в их рацион питания свежие овощи и фрукты. Интересен еще другой факт: Альберт фон Сент- Дьердь, первооткрыватель витамина «С», на самом деле открыл целый комплекс витаминов и показал, что с рутином и биофлавоноидами действие витамина «С» становится особенно мощным. Сами по себе витамины его не интересовали, но в ходе экспериментов в 1927 году из апельсинов, капусты и красного перца он получил вещество,  которое помогало переносить атомы водорода от одного соединения к другому. Наоборот, американец Чарльз Глен Кинг пытался выделить витамин «С» целенаправленно, он не только выделил его из капусты, но и доказал, что это и есть тот самый витамин «С». Позже он установил структуру «аскорбинки»[2]

Витамин C (аскорбиновая кислота)

Аскорбиновая кислота (Acidum ascorbinicum), g-Лактон 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты, витамин «С» - представляет собой белые кристаллы, растворимые в воде и имеющие вкус лимонного сока. Эта «мягкая» кислота встречается в четырех различных формах, так называемых стереоизомерах. При этом ее атомарный состав всегда одинаков, просто молекула имеет другое пространственное построение. Это дает витамину возможность в каждом случае выполнять различные функции в процессе обмена веществ, делая его исключительно разносторонним.

Размещено на http://www.allbest.ru/

L-изоаскорбиновая, или эриторбовая, кислота используется в качестве пищевой добавки E315.

Витамин «С» - мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов. Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие.[1]

Витамин «С» является фактором защиты организма от последствий стресса. Усиливает репаративные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям. Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина «С» с целью профилактики раковых заболеваний. Известно, что у онкологических больных из-за истощения его запасов в тканях нередко развиваются симптомы витаминной недостаточности, что требует дополнительного их введения. Витамин «С» улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть. Важно, что в присутствии адекватного количества витамина «С» значительно увеличивается устойчивость витаминов В1, В2, A, E, пантотеновой и фолиевой кислот. Витамин «С» предохраняет холестерин липопротеидов низкой плотности от окисления и, соответственно, стенки сосудов от отложения окисленных форм холестерина. Это удивительное вещество, мгновенно попадает в кровь, в клетки тела, а также в межклеточное пространство. Своей наивысшей концентрации оно достигает в центральной нервной системе и в коре надпочечников. Этот витамин преобразует аминокислоты в так называемые биогенные амины, то есть в биологически активные формы белка. Высоко содержание витамина С и в лейкоцитах, белых кровяных тельцах, играющих важную роль в иммунной системе.

Физико-химические свойства

Аскорбиновая кислота по своему строению может быть отнесена к про­изводным углеводов. Она представляет собой 2,3-дидегидротрео-гексоно-1,4-лактон. Благодаря наличию двух асимметрических атомов углерода в положениях 4 и 5, аскорбиновая кислота образует четыре опти­ческих изомера и два рацемата. Оптические изомеры: D- и L-аскорбиновые кислоты и их диастереоизомеры -- D- и L-изоаскорбиновые кислоты. Природная биологически активная аскорбиновая кислота имеет L-конфигурацию. D-аскорбиновая и L- и D-изоаскорбиновые кислоты в природе не встречаются и получены только синтетиче­ским путем. D-аскорбиновая кислота является почти единственным ан­тагонистом витамина С. L-аскорбиновая кислота в кристаллическом виде представляет собой белые кристаллы моноклинической системы с температурой плавления 192°. Оптически активна [б] 20+23° в воде. Спектр поглощения в ультрафиолетовом свете в кислой водной среде имеет максимум при 245 нм, в щелочной среде максимум сдвигается к 265 нм. Это свидетельствует о наличии сопряженной системы двойных связей. Присутствие такой системы двойных связей обнаружено при изучении дейтерированной аскорбиновой кислоты в инфракрасной части спектра. Аскорбиновая кислота хорошо растворима в воде (13,59% при 0°, 22,42% при 20°, 57,51% при 100°), хуже -в этаноле (4,61% при 20°), мало растворима в глицерине и ацетоне, нерастворима в петролейиом эфире, бензине, четыреххлористом углероде, хлороформе и др. В водных растворах аскорбиновая кислота дает кислую реакцию (для 0,1 н. раствора рН 2,2) и обычно реагирует как одноосновная кислота. Лактоны нейтральны, и потому кислые свойства аскорбиновой кислоты обусловлены главным образом гидроксильной группой в положении 3. Частично за кислую реакцию ответственна гидроксильная группа в по­ложении 2. Константа диссоциации состав­ляет pK1=4,17 и pК2=l 1,57.

Двойная связь способствует стабилизации лактонного кольца. Не­насыщенное г-лактонное кольцо аскорбиновой кислоты подвергается гидролизу лишь при действии сильных щелочей; при этом она превра­щается в соответствующую кетокислоту. Со слабыми щелочами аскор­биновая кислота образует нейтральные монощелочные еноляты без размыкания лактонного кольца. Еноляты аскорбиновой кислоты на ­ ряду со свободной аскорбиновой кислотой применяются в медицинской практике.[6]

Растительные источники

Содержание витамина «С» в некоторых пищевых продуктах (в мг на 100 г)

Сохранность витамина С при кулинарной обработке

Влияние аскорбиновой кислоты на активность некоторых ферментов

Имеется много данных об активирующем действии аскорбиновой кислоты на многие ферменты и о снижении активности ряда ферментов в организме морских свинок и человека при дефиците витамина С. Аскорбиновая кислота in vitro активирует аргиназу, папаин, печеночную и панкреатическую эстеразу, катепсин и оказывает ингибирующее действие на уреазу, полифенолоксидазу и ксантиноксидазу. У скорбутных морских свинок снижена активность сукцинатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, печеночной эстеразы, и особенно резко щелочной фосфатазы в сыворотке крови и костях. Падение активности сывороточной щелочной фосфатазы отмечается у детей с С - витаминной недостаточностью. Все перечисленные эффекты действия аскорбиновой кислоты нельзя считать специфическими. Они определяются, прежде всего, ее редуциру­ющими свойствами, в силу которых она оказывает влияние на тиоловые и дисульфидные группы, от соотношения которых в большой степени зави­сит активность многих ферментов. Наряду с этим аскорбиновая кислота изменяет валентность металлов, например, восстанавливает ионы Си2+ в Си+, что также отражается на активности ферментов.[4]

Аскорбиновая кислота и обмен тирозина

Давно обнаружено, что» после введения скорбутным морским свинкам 0,5 г тирозина у них » моче появляются гомогентизиновая, р-оксифенилпропионовая и р-окси-фенилмолочная кислоты. Введение аскорбиновой кислоты предотвращало это явление. Такой же эффект затем был описан у детей с С-гиповитаминозом. На этом основании было сделано предположение, что аскорбиновая кислота прямым или косвенным путем оказывает влия­ние на белковый обмен. В дальнейшем был уточнен путь превращений тирози­на в организме. Оказалось, что соединения, появляющиеся в моче при дефиците витамина С, относятся к промежуточным продуктам распада этой аминокислоты. Начальные этапы метаболических превращений ти­розина таковы: тирозин--оксифенилпируват--гомогентизиновая кис­лота. Точкой приложения действия аскорбиновой кислоты оказалась оксидаза р-оксифенилпирувата -- фермента, катализирующего гидроксилирование бензольного кольца оксифенилпирувата с одновременным декарбоксилированием и перемещением его боковой цепи. Эта реак­ция приводит к превращению оксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту. Наконец, было выяснено, что влияние аскорбиновой кислоты на эту реакцию заключается в том, что она предотвращает субстратное торможение оксидазы -- р-оксифенилпируватом. Аскорбино­вую кислоту в этом действии может заменять ряд других веществ: изо-и глюкоаскорбиновые кислоты, дихлорфенолиндофенол, гидрохинон, редуктоны.

Посттрансляционные модификации коллагена

Гидрокслирование пролина и лизина. Роль витамина С

Гидроксилирование пролина и лизина начинается в период трансляции коллагеновой мРНК на рибосомах и продолжается на растущей полипептидной цепи вплоть до её отделения от рибосом. После образования тройной спирали дальнейшее гидроксилирование пролиловых и лизиловых остатков прекращается.

Реакции гидроксилирования катализируют ок-сигеназы, связанные с мембранами микросом. Пролиловые и лизиловые остатки в Y-положении пептида (Гли-х-у)_n подвергаются действию, соответственно, пролил-4-гидроксилазы и лизил-5-гидроксилазы. Пролил-3-гидроксилаза действует на некоторые остатки пролина в Х-положениях. Необходимыми компонентами этой реакции являются оскетоглутарат, О₂ и витамин С (аскорбиновая кислота). Донором атома кислорода, который присоединяется к С-4 пролина, является молекула О₂, второй атом О₂ включается в сукцинат, который образуется при декарбоксилировании б-кетоглутарата, а из карбоксильной группы а-кетоглутарата образуется СО₂ .[3]

Гидроксилазы пролина и лизина содержат в активном центре атом железа Fe²⁺. Для сохранения атома железа в ферроформе необходим восстанавливающий агент. Роль этого агента выполняет кофермент гидроксилаз - аскорбиновая кислота, которая легко окисляется в дегидроаскорбиновую кислоту. Обратное превращение происходит в ферментативном процессе за счёт восстановленного глутатиона.

Гидроксилирование пролина необходимо для стабилизации тройной спирали коллагена, ОН-группы гидроксипролина (Hyp) участвуют в образовании водородных связей. А гидроксилирование лизина очень важно для последующего образования ковалентных связей между молекулами коллагена при сборке коллагеновых фибрилл. При цинге - заболевании, вызванном недостатком витамина С, нарушается гидроксилирование остатков пролина и лизина. В результате этого образуются менее прочные и стабильные коллагеновые волокна, что приводит к большой хрупкости и ломкости кровеносных сосудов с развитием цинги. Клиническая картина цинги характеризуется возникновением множественных точечных кровоизлияний под кожу и слизистые оболочки, кровоточивостью дёсен, выпадением зубов, анемией.

Суточная потребность в Витамине «С» в зависимости от возраста:

Для детей:

0-6 мес. - 30 мг

6 мес. до года - 35 мг

1-3 года - 40 мг

4-6 лет - 45 мг

7-10 лет - 45 мг

11-14 лет - 50 мг

Для мужчин и женщин от 15 лет и до 50 суточная потребность около 60 мг.

В период беременности - 70 мг

В период лактации - 95 мг

Дефицит витамина «С»

Недостаточность аскорбиновой кислоты (гиповитаминоз С) обусловлена дефицитом ее в организме. Тяжелый дефицит ее приводит к развитию цинги.

Гиповитаминоз «С» остается наиболее частой и значимой формой витаминной недостаточности для взрослых. Он может развиваться при приеме ацетилсалициловой кислоты, эстрогенов, пероральных контрацептивов, а также при алкоголизме, гипертиреозе, проведении гемодиализа.

К I стадии цинги относят случаи, характеризующиеся умеренной слабостью, болью в ногах, повышенной кровоточивостью, цинготной пурпурой, нерезким гингивитом; трудоспособность снижена умеренно. Во II стадии геморрагии приобретают распространенный характер. Отмечается геморрагический выпот в суставы, плевру. Гингивит и стоматит резко выражены; у больных повышается температура. Они нуждаются в стационарном лечении. Стадия III характеризуется тяжелым общим состоянием больных, резким исхуданием, дальнейшим нарастанием кровоточивости, анемизации, возникновением долго незаживающих язв конечностей, развитием инфекционных осложнений (пневмонии, туберкулез, дизентерия, сепсис одонтогенный и др.). [7]

Симптомы гиповитаминоза С скудны: умеренная слабость, быстрая утомляемость, ухудшение аппетита, ломота в мышцах ног, наклонность к кровотечениям из десен. Десны цианотичны и разрыхлены. Иногда выявляют сухость кожи, немногочисленные точечные кровоизлияния в области волосяных фолликулов на руках и ногах.

Причины Дефицита витамина С:

Гиповитаминоз С возникает вследствие значительного:

- снижения поступления в организм растительных продуктов (шиповника, чёрной смородины, облепихи, клубники, ежевики, земляники и других ягод; яблок, слив, вишни, мандаринов, апельсинов, лимонов и других плодов; моркови, свёклы, зелёного лука, капусты, шпината и других овощей), а также мясных продуктов (печени, мяса, мозга и др.), особенно при их длительной тепловой обработке в негерметичной посуде;

- расстройства его всасывания в слизистую оболочку пищеварительного тракта, особенно при ахлоргидрии и диарее;

- повышения потребности в витамине (при беременности, лактации, тиреотоксикозе, хронических воспалительных заболеваниях, злокачественных опухолях, травматической, в том числе ожоговой болезни, хроническом стрессе);

- ускорения выведения витамина из организма.

Лечение дефицита витамина «С»

Показаны полноценное сбалансированное питание, богатое витаминами, и препараты аскорбиновой кислоты. С целью профилактики применяют аскорбиновую кислоту в таблетках и драже по 0,05-0,1 г/сут; настой шиповника, лимоны. Широко используют поливитаминные препараты.

Лечение больных цингой в I стадии можно проводить амбулаторно. Назначают аскорбиновую кислоту по 0,1 г 3-5 раз в сутки. При ухудшенном всасывании витамина С его вводят внутримышечно по 1-2 мл 5% раствора. Одновременно назначают витамин Р (рутин, кверцетин и др.) 100-150 мг/сут. [5]

Больные с II и III стадиями цинги должны лечиться в стационаре. Им показана диета, богатая белками (до 120-150 г/сут). При цинге II стадии суточная доза аскорбиновой кислоты должна быть не менее 500 мг, при III стадии - 1000 мг, при этом не менее 1/3 дозы следует вводить парентерально.

Эффективно введение в вену 1-2 мл 5% раствора аскорбината натрия вместе с глюкозой. Назначают также витамины Р (150-300 мг), B1 (20 мг), рибофлавин (10 мг). Активную витаминотерапию проводят не менее месяца, затем дозы постепенно снижают.

витамин аскорбиновый обмен дефицит

Заключение

Витамин С имеет три индивидуальные особенности:

- отсутствие в биологическом действии коферментных функций, то есть отсутствие ферментной системы, в которую витамин С входил бы в качестве специфического, целенаправленного, структурного компонента;

- витамин С участвует в синтезе белковой части ферментов, чет и объясняется широкий спектр его биологического действия;

- неспособность эндогенного синтеза витамина С в организме.

Физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами.

Витамин С играет большую роль в поддержании нормального состояния стенок капилляров и сохранения их эластичности. Высоким содержанием витамина С характеризуются эндокринные системы (гипофиз, гипоталамус, надпочечники и др. железы), внутриклеточные мембранные системы. Наиболее богаты витамином С рибосомы и все другие органеллы и клеточные структуры в которых происходит синтез белка. Витамин С обладает защитным свойством в отношении ряда токсических веществ и оказывает блокирующее действие в образовании в организме токсических соединений. Полезные свойства: препятствует возникновению рака и сердечных нарушений, способствует заживлению ран, борется с инфекцией, вырабатывая антитела, играет важную роль в образовании коллагена в организме. Предупреждает образование тромбов в венах. Снижает уровень холестерина в сыворотке крови. Улучшает всасывание железа.

Дефицит витамина С вызывает болезнь-цингу. Признаки дефицита витамина С: легкое образование синяков., кровоточащие десны, низкая сопротивляемость простудам и гриппу..

Таким образом, можно сделать вывод, что Витамин С играет одну из важнейших ролей в жизнедеятельности нашего организма.

Список использованной литературы

Романовский В.Е., Синькова Е.А., Витамины и витаминотерапия. Серия "Медицина для вас". - Ростов н/д: "Феникс", 2000, 320 с.

И.И. Матутис» Витамины и антивитамины”1975 ”Сов. Россия”, 245с

Смирнов М.И. «Витамины», М.: «Медицина» 1974 год ,156с.

Тюренкова И.Н. «Растительные источники витаминов», Волгоград 1999 год, 45с.

Гаммерман А.Ф. «Лекарственные растения», М.: «Высшая школа» 1990 год, 110с.

Колотилова А.И. «Витамины, химия, биохимия и физиологическая роль», Ленинград 1976 год, 96с.

Северин Е.С. «Биохимия», М.: «Геотар - Мед» 2003 год, 106с.

Размещено на Allbest.ru