Підручник з Біології і екології. 10 клас. Соболь - Нова програма

«Вітаміни, дорогий товаришу предводителю, задарма нікому не даються».

І. Ільф, Є Петров. Дванадцять стільців

§ 26. ВІТАМІНИ, ЇХ РОЛЬ В ОБМІНІ РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ

Основні поняття й ключові терміни: ВІТАМІНИ. Водорозчинні вітаміни. Жиророзчинні вітаміни.

Пригадайте! Що таке біологічно активні речовини?

Новини науки

Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) вирішила дослідити стан справ щодо використання вітамінних препаратів у світі. Результат досліджень був таким: свіжі овочі та фрукти набагато корисніші, аніж вітамінні препарати. Що краще: фрукти чи пігулки аскорбінової кислоти? Чому?

ЗМІСТ

Які особливості вітамінів визначають їхнє значення?

ВІТАМІНИ (від лат. vitae — життя та amin — амін) — біологічно активні речовини різної хімічної природи, необхідні в невеликих кількостях для нормального обміну речовин і життєдіяльності живих організмів. Вітаміни не виконують в організмі ані енергетичної, ані структурної функції, але є необхідними для обміну речовин і перетворення енергії (іл. 70).

Іл. 70. Вітаміни в харчових продуктах людини

Існування і значення вітамінів для життя наприкінці минулого століття встановив М. І. Лунін (1881). Пізніше польський хімік К. Функ (1912) назвав речовину, що виділили з висівок, «вітаміном», оскільки її молекула містила аміногрупу. Ця назва збережена до цього часу, хоча Нітроген є не в усіх вітамінах. У 1913 р. американський біохімік Е. В. Макколлум запропонував називати вітаміни літерами латинської абетки. Нідерландський лікар К. Ейкман довів, що захворювання бері-бері спричиняє нестача важливих для організму речовин. Нині відомо близько 50 вітамінів, що їх 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 в кров, жиророзчинні потрапляють спочатку в лімфу, а потім 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 й зелені рослини синтезують вітаміни самостійно. Не всі вітаміни є обов'язковими для різних видів тварин. Так, вітамін С 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 в 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 В1 й В3, але в недостатній кількості. Усі інші вітаміни в організмі людини не синтезуються взагалі, тому мають обов'язково надходити в складі харчових продуктів.

Отже, вітаміни потрібні організму в невеликій кількості, вони є водо- і жиророзчинними; їхнє значення визначається участю в життєво важливих процесах обміну речовин.

Які особливості й значення водорозчинних вітамінів?

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 В1 (тіамін), B2 (рибофлавін), B3(нікотинова кислота), В5 (пантотенова кислота), B6 (піридоксин), B9 (фолієва кислота), B12 (ціанокобаламін), Н (біотин), С (аскорбінова кислота).

Вітамін В1 (тіамін, антиневритний) — кристалічна сполука, добре розчинна у воді, стійка проти світла, кисню, нагрівання у кислому середовищі. Тіамін в складі ферментів активно впливає на обмін речовин, а також на нервову регуляцію. Нестача цього вітаміну призводить до захворювання бері-бері.

Вітамін В2 (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.

Вітамін В12 (ціанокобаламін, антианемічний) тканинами тварин не утворюється. Його синтез у природі здійснюється тільки мікроорганізмами. Потреби людини й тварин у ньому забезпечуються мікрофлорою кишечнику. Ціанокобаламін входить до складу ферментів синтезу нуклеїнових кислот, є чинником росту й стимулятором гемопоезу, впливає на функції печінки й нервової системи, активує обмін вуглеводів і ліпідів.

Вітамін C (аскорбінова кислота, антискорбутний) — безколірна кристалічні речовина, має кислий смак, розчиняється у воді і руйнується за тривалого кип'ятіння. Міститься в значних кількостях у плодах шипшини, капусті, лимонах, апельсинах, хріні, ягодах, хвої та ін. Відкриття вітаміну С пов'язане із захворюванням під назвою «цинга», або «скорбут». Вітамін C є антиоксидантом, регулює всі види обміну речовин, зсідання крові, регенерацію тканин, синтез колагену, підвищує проникність капілярів, стійкість до інфекцій.

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

Яке значення жиророзчинних вітамінів для організму людини?

Жиророзчинні вітаміни нерозчинні у воді, але розчиняються в органічних розчинниках, термостійкі й нечутливі до змін рН середовища; можуть накопичуватися в організмі й спричиняти гіпервітамінози. До жиророзчинних вітамінів належать вітаміни А (ретинол), D (кальцифероли), Е (токофероли), К (філохінони).

Вітамін А (ретинол, антиксерофтальмічний) синтезується тільки у тваринних тканинах. Рослини позбавлені цього вітаміну, однак багато з них містять каротин, що є попередником ретинолу. Вітамін А — антиоксидант, регулює процеси зроговіння, бере участь у синтезі родопсину, необхідний для підтримки імунітету й протипухлинного захисту організму. Нестача вітаміну А в організмі людини спричиняє захворювання, відоме як куряча сліпота.

Вітамін D (кальциферол, антирахітний) міститься переважно в організмах тварин й людини. У рослин й грибів є їхні попередники — стерини. Вітамін D чинить гормоноподібну дію, бере участь у метаболізмі Кальцію та Фосфору. У разі нестачі вітаміну D у людини розвиваються рахіт, остеомаляція й деякі форми остеопорозу.

Вітамін Е (токоферол, антистерильний) міститься в рослинних оліях й чинить антиоксидантний вплив. Відсутність цих вітамінів у їжі негативно позначається на здатності організму до розмноження. Через те вітамін Е називають також вітаміном розмноження. Авітаміноз Е порушує обмін речовин.

Вітамін К (філохінон, антигеморагічний) називають вітаміном коагуляції, оскільки підвищує зсідання крові. Крім того, він прискорює загоювання ран і регенерацію тканин після опіків. У людей авітаміноз К трапляється дуже рідко, його синтезують організми кишкової мікрофлори.

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

ДІЯЛЬНІСТЬ

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.

Таблиця. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО ОСНОВНІ ВІТАМІНИ

ВОДОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ

ЖИРОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ

Назва

Функції

Назва

Функції

В1 (тіамін)

D (кальцифероли)

В2 (рибофлавін)

Е (токофероли)

В3 (нікотинова кислота)

К (філохінони)

В5 (пантотенова кислота)

А (ретинол)

В6 (піридоксин)

В9 (Вс, фолієва кислота)

В12 (ціанкобаламін)

Н (біотин)

С (аскорбінова кислота)

Біологія + Література. Вітамін А

«Старий також пив щодня по кухлю жиру з акулячої печінки, <...> що добре допомагав проти застуди та грипу й був корисний для очей» (Е. Гемінгвей. Старий і море). Одним із корисних компонентів печінки є вітамін А, що був відкритий ще в 1913 р. Опишіть, як відбувається засвоєння вітаміну А в організмі людини. Чи корисно для організму споживати у великій кількості вітамін А?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Медицина. Кальцифероли та їх значення

Останнім часом отримано багато даних, які свідчать про те, що функція вітаміну D не обмежується регулюванням обміну Кальцію і Фосфору. Доведено його ефективність у профілактиці пухлинних захворювань молочної залози, простати, товстого кишечнику, а також ожиріння, хвороб серця й депресії. Досліди з нематодами показали, що кальциферол взаємодіє з «генами довголіття» і захищає клітини від розвитку порушень у діяльності білків та їх неправильного зсідання. А як і де синтезується вітамін D в організмі людини?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1—6

1. Що таке вітаміни? 2. Назвіть декілька особливостей вітамінів. 3. Що таке водорозчинні вітаміни? 4. Наведіть приклади водорозчинних вітамінів. 5. Що таке жиророзчинні вітаміни? 6. Назвіть жиророзчинні вітаміни.

7—9

7. Які особливості вітамінів визначають їхнє значення? 8. Які особливості й значення водорозчинних вітамінів? 9. Яке значення жиророзчинних вітамінів?

10—12

10. Доведіть участь вітамінів в обміні речовин організму людини.