Витамин С

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО ОрГМУ МИНЗДРАВА РОССИИ

КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ

РЕФЕРАТ

ВИТАМИН C

Выполнил:

Студент 28 гр.

педиатрического факультета

Кошелев Д. Р.,

Проверила:

Старший преподаватель

Мачнева Ирина Викторовна

Оренбург, 2017

Введение

С давних времен люди страдали от многочисленных тяжелых болезней, причины которых были неизвестны. Одна из таких болезней -- цинга, ею обычно болеют люди на Крайнем Севере.

Общую причину таких заболеваний открыл в 1880 г. русский ученый Н. И. Лунин.

Самым распространенным витамином является витамин С. огромная заслуга в исследовании его свойств принадлежит Лайнусу Полингу. Лайнус Карл Полинг один из немногих ученых, дважды в своей жизни удостаивавшихся высшей мировой оценки заслуг перед человечеством -- Нобелевской премии.

Довольно популярный в СССР журнал «Наука и жизнь» публиковал серии статей Полинга о применении витамина С для профилактики и борьбы с простудными заболеваниями. Его первая работа называлась «Витамин С и обычная простуда». Он составил пропорцию для человека и пришел к выводу о том ,что доза витамина С, необходимая человеку для повышения сопротивляемости организма, должна в 200 раз превышать то количество, которое поступает с обычной пищей.

С целью доказать свою правоту Полинг решился провести эксперименты на себе и своих студентах, разделявших убеждения учителя. В результате уровень заболеваемости ОРВИ среди испытуемых был заметно ниже показателей, отмечавшихся в контрольной группе. Полинг продолжал свои исследования, изучая влияние витамина С на развитие онкологических заболеваний. Поистине настоящий взрыв в американской медицине вызвала его книга «Рак и витамин С», доказывающей фантастические возможности аскорбиновой кислоты.

Химическая природа витамина С

Химическая природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения её в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов.

Строение витамина С было окончательно установлено синтезом его из L-кислоты. Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты. L-Аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов.

Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратному окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты. Таким образом, L-аскорбиновая кислота и её дегидроформа образуют окислительно-восстановительную систему, которая может как отдавать, так и принимать водородные атомы, точнее электроны и протоны. Обе эти формы обладают антискорбутным действием. В присутствии широко распространённого в растительных тканях фермента - аскорбиноксидазы, или аскорбиназы, аскорбиновая кислота окисляется кислородом воздуха с образованием дегидроаскорбиновой кислоты и перекиси водорода. Аскорбиновая кислота, особенно её дегидроформа, является весьма неустойчивым соединением. Превращение в дикетоулоновую кислоту, не обладающую витаминной активностью, является необратимым процессом, который заканчивается обычно окислительным распадом. Наиболее быстро витамин С разрушается в присутствии окислителей в нейтральной или щелочной среде при нагревании. Поэтому при различных видах кулинарной обработки пищи часть витамина С обычно теряется, аскорбиновая кислота обычно разрушается также и при изготовлении овощных и фруктовых консервов. Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей, тяжёлых металлов (железо, медь). Отдавая два атома водорода, аскорбиновая кислота окисляется в дегидроаскорбиновую кислоту. Реакция эта обратима: дегидроаскорбиновая кислота, присоединяя два атома водорода, легко восстанавливается в аскорбиновую кислоту. Этот водород дегидроаскорбиновая кислота может получать от восстановленной формы кофермента дегидрогеназы. А последний его приобретает, отнимая от различных субстратов, окисляющихся путем отщепления водорода. Таким образом, система аскорбиновая кислота -- дегидроаскорбиновая кислота принимает участие в транспорте водорода (электронов и протонов), то есть в реакциях окисления -- восстановления некоторых продуктов обмена веществ.

Важную роль в этих реакциях играет свободный радикал монодегидроаскорбиновой кислоты -- продукт отщепления не двух, а одного электрона от аскорбиновой кислоты.

Окисление аскорбиновой кислоты катализируется в растениях специфическим ферментом аскорбатоксидазой, содержащим в своей молекуле белок, связанный с медью. Сама медь и различные ее соединения также являются мощными, хотя и неспецифическими катализаторами окисления аскорбиновой кислоты. Важную роль в окислении витамина С в животном организме, где нет абкорбатоксидазы, играет медьсодержащий белок церулоплазмин.

Дегидроаскорбиновая кислота, являющаяся первым продуктом в цепи реакций распада аскорбиновой кислоты, очень неустойчивое соединение. Судьба ее может быть двоякой. Если среда, в которой находится дегидроаскорбиновая кислота, способствует протеканию восстановительной реакции, она присоединяет к себе водород, превращаясь в исходный продукт -- аскорбиновую кислоту. Поэтому нередко дегидроаскорбиновую кислоту называют обратимо окисленной формой витамина С. Если же условия среды не благоприятствуют восстановлению, она подвергается необратимому распаду, окисляясь до продуктов, которые уже не превращаются в аскорбиновую кислоту.

Несмотря на то что химическое строение витамина С известно уже свыше 40 лет, механизм его действия в организме человека и животных во многом еще не ясен. Для авитаминоза С характерно поражение соединительной ткани. Из-за нарушения неклеточного соединительнотканого вещества, соединяющего, цементирующего клетки стенок кровеносных капилляров, понижается прочность последних, и это лежит в основе кровоточивости; порча зубов, нарушения в костях, плохое заживление ран -- все это проявления присущего скорбуту системного поражения соединительной ткани. В последнее время несколько прояснилась причина этого. Соединительная ткань богата белком коллагеном. А для коллагена типично очень высокое содержание двух аминокислот: пролина и оксипролина. Вторая из этих аминокислот образуется из первой путем включения в молекулу атома кислорода. При авитаминозе С нарушается процесс образования оксипролина и соответственно синтез важнейшего соединительнотканого белка коллагена. В этом заключается главная причина того, что скорбуту присущи тяжелые изменения строения и функций соединительной ткани.

Авитаминоз. Гиповитаминоз

К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавшей иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее и весенние время года, когда население европейских стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты.

Авитаминоз С (цинга, скорбут), как и другие болезни витаминной недостаточности, обычно начинается исподволь. Ранние его симптомы неспецифичны, они присущи различным формам пищевой недостаточности: общая слабость, пониженная работоспособность, легкая утомляемость, плохой аппетит, апатия. Затем начинаются типичные для цинги явления кровоточивости: точечные кровоизлияния в кожу, преимущественно на ногах, десны становятся разрыхленными, приобретают синюшный оттенок и при небольшом трении (еда, чистка зубов) кровоточат. Появляются ноющие боли в мышцах, суставах, главным образом ног. При дальнейшем развитии болезни общее состояние больного ухудшается, десны покрываются кровоточащими язвами, их слизистая оболочка подвергается омертвлению, обнажаются корни зубов и зубы выпадают. Происходят обширные кровоизлияния в кожу, мышцы; суставы опухают из-за излияния крови в суставные сумки, больной теряет способность ходить. Постепенно все более обильные кровоизлияния заполняют полости суставов, плевры, сердечную сумку, резко нарушается деятельность сердца, почек и при явлениях крайнего истощения больной погибает. Скорбут очень ослабляет защитные силы организма, и потому больные нередко умирают от других, присоединяющихся к цинге заболеваний. Недостаток проявляется в быстрой утомляемости, кровоточивости десен, в общем снижении устойчивости организма против инфекций, при далеко зашедшем гиповитаминозе С может появится цинга, для которой характерны разрыхление, опухание и кровоточивость десен и выпадение зубов, мелкие подкожные кровоизлияния. При передозировке возможны нарушения функции печени и поджелудочной железы. Аскорбиновая кислота по своему строению близка к простым углеводам. Последние являются тем материалом, из которых растения строят витамин С. В промышленных синтезах витамина С в качестве исходного сырья используют глюкозу и производное последней -- спирт сорбит.

Гиповитаминоз С -- наиболее распространенная форма витаминной недостаточности. Это объясняется двумя причинами: сезонными колебаниями потребления пищевых продуктов -- хороших источников витамина С (свежие овощи, зелень, фрукты) и тем, что аскорбиновая кислота очень легко окисляется и среди всех витаминов наименее устойчива, легко разрушается при хранении, консервировании и кулинарной обработке пищевых продуктов.

Для того чтобы на пищевом рационе, в котором отсутствует витамин С, развилась клинически выраженная цинга, требуется длительное время -- обычно 4--6 месяцев. Явно выраженному заболеванию предшествует скрытый период, который проявляется неспецифическими симптомами общего недомогания, говоря о начальных стадиях авитаминоза. При питании, которое обеспечивает человека недостаточными количествами витамина С, гиповитаминозное состояние, подтачивающее здоровье, может длиться месяцами и годами. Такая скрытая С- витаминная недостаточность выявляется лишь лабораторным обследованием: определением содержания аскорбиновой кислоты в крови и моче, измерением прочности кровеносных капилляров. Очень четкий показатель гиповитаминоза С у кормящих женщин -- содержание аскорбиновой кислоты в молоке. Многочисленные наблюдения над большими контингентами людей в разных странах показали, что очень часто за так называемым практически здоровьем скрывается второй половине лета и осенью, когда люди потребляют достаточные количества пищевых продуктов, богатых аскорбиновой кислотой: овощей, фруктов, ягод. С началом зимы, параллельно снижению потребления этих витаминоносителей, уменьшается содержание витамина С в организме, развивается С- гиповитаминоз.

Целый ряд показателей указывает на то, что для удовлетворения среднесуточной потребности взрослого здорового человека, не занимающегося физическим трудом, необходимо 50 мг аскорбиновой кислоты. Норма, рекомендованная Институтом питания Академии медицинских наук, предусматривает несколько большее количество: для лиц, не занимающихся физическим трудом -- 70 мг, для работников немеханизированного труда -- около 90 мг и для человека, занимающегося очень тяжелым ручным трудом, а также для беременных и кормящих женщин -- 120 мг; потребность детей на первом году жизни - 30 мг, в возрасте - 1-6 лет-40-50 мг, 6-12 лет - 60 мг, 12 лет и старше - 70 мг. В условиях жаркого климата и Крайнего Севера потребность в витамине С повышается на 30-50%, а при работе на вредных химических производствах - в 1,5-2 раза.

Витамин С играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в организме. Недостаточность витамина С проявляется в воспалении десен, повышенной ломкости и кровоточивости сосудов, понижении сопротивляемости организма простудным и инфекционным заболеваниям. Биохимические исследования показывают, что пониженное содержание аскорбиновой кислоты в крови, особенно в зимне-весенний период является отнюдь нередким явлением. Вот почему столь важным является круглогодичное потребление свежих овощей и фруктов, а в тех случаях, когда обнаруживается их недостаточность, целесообразно прибегать к использованию аскорбиновой кислоты в виде витаминных препаратов. Потребность взрослого человека в витамине С составляет 70--100 мг в день, в зависимости от характера работы. Прекрасным источником витамина С является черная смородина, ягоды красного шиповника, красный перец, зеленый лук, капуста и другие овощи, ягоды и фрукты.

В зимнее время большинство населения в нашей стране получает сравнительно большие количества витамина С с картофелем, а также со свежей и квашеной капустой. Хотя в картофеле в это время содержится сравнительно немного витамина С (около 10 мг % в 100 г), а в квашеной капусте менее 20 мг %, все же благодаря потреблению их в больших количествах в сумме количество витамина С, поступающего с этими продуктами, значительно. При недостатке витамина С развивается цинга. Избыточные дозы (до нескольких г в день) аскорбиновой кислоты также небезвредны для организма и могут привести к тяжёлым осложнениям, например почечно-каменной болезни. Необходимое количество витамина С (взрослым от 50 до 100 мг, детям от 30 до 70 мг в сутки) должно поступать с пищей. Основным источником витамина являются ягоды, овощи и фрукты. Повседневная потребность в витамине восполняется за счёт капусты, картофеля, зелёного лука, томатов и т. п. Наибольшее количество витамина С содержится в плодах шиповника (до 1200 мг), ягодах чёрной смородины (до 200 мг), красном перце (до 250 мг). Много витамина С в облепихе, апельсинах, лимонах; очень мало -- в животных продуктах.

Количество продуктов, удовлетворяющее суточную потребность здорового взрослого человека в витамине С (мг в 100г продукта)

Молоко…………………………….…..1,0

Перец красный (сладкий и горький)…………………..250,0

Горошек зеленый……………………..25,0

Огурцы……………………….……….…..5,0

Редька…………………………….25,0

Томаты красные……………………………40,0

Свекла…………………………………….10,0

Щавель ………………………………..…60,0

Смородина черная…………………………………300,0

Шиповник………………………..…………….1500,0

Лимоны……………………..…….…………...40,0

Облепиха……………………………...200,0

Витамин С не содержится в ржаном хлебе, в таких крупах как: манная, гречневая, рисовая, овсяных хлопьях, пшене.

Метаболизм Аскорбиновая кислота всасывается в тонком кишечнике посредством простой диффузии. Для нее характерно связывание с белками, как в кровяном русле, так и в клетках. В организме в результате окислительных превращений из аскорбиновой кислоты образуется щавелевая кислота, которая затем вовлекается в различные реакции метаболизма. При необратимом окислении аскорбиновая кислота превращается в 2,3-дикетогулоновую и треоновую кислоты. Частично витамин С выводится из организма с мочой в неизменном виде.

Содержание витамина С в тканях, органах и секретах

Ткани, органы и секреты Содержание, мг %

Надпочечники…………………………………….…..15-119

Печень………………………………………………….…4-30

Легкие………………………………………………..1-5

Головной мозг……………………………………7,23

Почки…………………………………………….1,3-9,6

Хрусталик глаза………………………………...31

Мышца сердца………………………………………..2,5-4,5

Скелетная мышца………………………....1-2

Кожа……………………………………………..1,2-4,6

Пот…………………………………0,2-0,8

Слюна……………………………………0,04-0,13

Биохимические функции Витамин С в природных условиях присутствует в трех формах: аскорбиновая кислота, дегидроаскорбиновая кислота и аскорбиген (комплекс аскорбиновой кислоты с белком), и все они участвуют во многих биохимических реакциях клеточного метаболизма. Витамин С является одним из компонентов антиоксидантной системы организма. Этот витамин участвует в монооксигеназных реакциях при смешанном НАДНН+ и НАДФНН+ гидроксилировании. Аскорбат отличается способностью легко отдавать электроны из диенольной группы лактонового кольца, поэтому вместе с ферри-ионом (Fe+3) является кофактором ряда гидроксилаз., осуществляющих гидроксилирование субстратов по схеме: НО-аск-ОН+Fe+3>НО-аск-О*+Fe+2+Н+Fe+2+О2>О2+Fe+3НО-аск - О* + Fe+3>О-аск-О*+Fe+2+Н+ О-аск-О*>О=аск=О Fe+2+О2>О2+Fe+3О2 +H-C-R>RC+О22- O22-+2Н+>Н2О2О2+ Н2О2 > ОН+ ОН- RC*+OH* >R-C-OH В представленной последовательности реакций видно, что в присутствии металлов с переходной валентностью аскорбат проявляет свои выраженные прооксидантные свойства. В данном случае Fe+3 переносит электроны аскорбата на молекулярный кислород (О2) с образованием реактивного супероксиданиона (*О2), который в свою очередь прямо окисляет триптофан (образование серотонина), дофамин (образование норадреналина), производные холестерола (синтез стероидных гормонов), пролина и лизина в коллагене (образование оксипролина и оксилизина). Регенерацию образующегося дегидроаскорбата (ДГА) в аскорбат в организме людей осуществляют специализированные ферменты за счет НАДФН-Н+ и глутатиона (G - SH) О = аск = О + 2 НАДФН-Н+ НО-аск-он +2 НАДФ+ О = аск = О+ 2G-SH НО-аск-ОН + G-S-S-G Одним из ярких проявлений дефицита аскорбата является нарушение гидроксилирования пролина коллагена в оксипролин и образование хондроитилсульфата, вследствие чего нарушается прочность базальной мембраны капилляров, сухожилии, связок и других соединительнотканных элементов. В связи с этим биохимические функции аскорбата сводятся к следующему: 1. гидроксилирование триптофана в 5-гидрокситриптофан (при биосинтезе серотонина); 2. гидроксилирование ДОФА (образование норадреналина); 3. гидроксилирование пара-гидроксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту; 4. гидроксилирование стероидов при биосинтезе гормонов надпочечников из холестерола; 5. гидроксилирование Р-бутиробетаина при биосинтезе карнитина; 6. гидроксилирование остатков пролина и лизина в проколлагене, при синтезе коллагена, белка костной ткани - оссеина; 7. превращение фолиевой кислоты (фолацина) в коферментные формы. Кроме того, аскорбиновая кислота участвует в обмене железа: в кишечнике обеспечивает восстановление трехвалентного железа в двухвалентное - обязательное условие всасывания железа; высвобождает железо из связанной транспортной формы в крови (из комплекса с трансферрином), что ускоряет его поступление в ткани.

Дефицит Витамина С у детей

Симптомы При недостатке витамина C в молочной смеси и твердой пище у детей между 6-м и 12-м месяцами жизни возможно развитие цинги (болезни, связанной с дефицитом витамина С). Ранними симптомами дефицита этого витамина являются раздражительность, боли при движениях, потеря аппетита и недостаточная прибавка в весе. Кости истончаются, суставы могут припухать. Характерны кровотечения из ткани, покрывающей кости (надкостницы),и из десен. Причины Частая причина недостаточности витамина С - дефицит в рационе свежих овощей и фруктов, а также длительная термическая обработка продуктов. Беременность, кормление грудью, повышенная активность щитовидной железы (тиреотоксикоз), различные воспаления, операции и ожоги могут существенно увеличивать потребности организма в витамине C и риск

развития его дефицита. Диагностика Анализы крови показывают крайне низкое содержание витамина C. Список методов диагностик: биохимия крови Лечение Цингу у детей и взрослых лечат высокими дозами витамина C в течение 1 недели, затем дозы снижают и рекомендуют продолжать прием витамина в течение 1 месяца. Методы лечения: лекарственная терапия, диета

аскорбиновый кислота авитаминоз дефицит

Вывод