Какие химические элементы входят в витамины

Эти вещества не имеют энергетической ценности, но являются необходимыми для нормального функционирования организма.

1. Витамины — пищевые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций, которые должен получать организм в готовом виде с продуктами питания.

С момента выделения первого витамина в 1912 г. уже выделено и синтезировано около 30 витаминов и витаминоподобных веществ, являющихся по строению низкомолекулярными соединениями различной химической природы.

Организм человека не синтезирует витамины или синтезирует их в незначительном количестве, а поэтому должен получать их с пищей. Суточная потребность — от нескольких микрограммов до нескольких миллиграммов (см. табл. 1).

В отличие от других незаменимых факторов питания, витамины не являются источником энергии или пластическим материалом, но, входя в состав ферментов, принимают участие в обмене веществ.

Как их недостаток (гиповитаминоз), так и избыток (гипервитаминоз) может вызвать нарушение обмена веществ.

Рассмотрим классификацию основных витаминов:

а) жирорастворимые витамины:

— витамин Л (ретинол) — необходим для роста и дифференцировки тканей, процессов репродукции, поддержания иммунного статуса. Поступает в организм только с животной пищей, а также в виде провитамина А — каротина, который содержится в растительной пище;

— витамин D (кальциферолы) — основным свойством является контроль и участие в обмене кальция в организме, регуляция содержания фосфора в организме.

Поступает в организм человека с продуктами питания, преимущественно животного происхождения, а также образуется в коже под воздействием солнечных лучей;

— витамин Е (токоферолы) — является противо-окислительным средством (антиокеидантом). играет важную роль в деятельности организма: участвует в биосинтезе тема и белков, лролифЗ»

рации клеток, в тканевом дыхании и других важнейших процессах клеточного метаболизма;

— витамин К (филлохиноны) — его биологическая роль обусловлена участием в процессах свертывания крови. Он необходим для синтеза в печени функционально активных форм протромбина и других белков, участвующих в свертывании крови;

б) водорастворимые витамины:

— витамин С (аскорбиновая кислота) — важнейший водорастворимый витамин: участвует во многих биохимических реакциях, происходящих в организме, способствует нормальному процессу регенерации и заживления тканей, поддерживает устойчивость к различным видам стресса и обеспечивает нормализацию иммунологического и гематологического статуса.

Поступает в организм человека только с продуктами преимущественно растительного происхождения;

— витамин В 1 (тиамин) — активно влияет на различные функции организма, обмен веществ и нервно-рефлекторную регуляцию в построении коферментов ряда важнейших для организма ферментов.

Поступает в организм преимущественно с пищей растительного происхождения;

— витамин В 2 (рибофлавин) — флавиновые ферменты занимают одно из центральных мест в процессах энергетического обмена, участвуют в синтезе коферментных форм пиридоксина и фолацина. Кроме того, рибофлавин входит в состав зритель-

ного пурпура, защищающего сетчатку глаз от вредных воздействий ультрафиолетовых лучей. Поступает преимущественно с продуктами животного происхождения,

— витамин В 3 (витамин РР, никотиновая кислота, ииацин)-— один из основных представителей витаминов группы В. Биологическая роль связана с участием в окислительно-восстановительных реакциях, в обеспечении нормального роста, благоприятного влияния на липидный обмен и снижении содержания холестерина в крови у больных атеросклерозом.

Кроме поступления с продуктами питания, витамин В;, может синтезироваться в организме человека из аминокислоты триптофана, но при высоком уровне содержания животного белка в пищевом рационе;

— витамин В 5 (пантотеновая кислота) — участвует в углеводном и жировом обмене, в синтезе аце-тилхолина, содержится в значительном количестве в коре надпочечников, стимулирует образование кортикостероидных гормонов, оказывает влияние на образование и функцию эпителиальной ткани, обладает противовоспалительной активностью.

Не только поступает с продуктами питания, но и вырабатывается в организме человека в значительном количестве кишечной палочкой;

— витамин В в (пиридоксин) — имеет первостепенное значение для поддержания процессов роста, кроветворения и нормализации функционирования центральной нервной системы.

Поступает в организм человека с продуктами животного и растительного происхождения. витамин В с (витамин В 9 , фолиевая кислота, фолацин) — играет важную роль в обмене аминокислот, в пуриновом и пиримидиновом обмене, что определяет значение витамина для нормального процесса роста, развития и пролифирации тканей, в частности, в процессе кроветворения и эмбриогенеза.

Поступает в организм с продуктами животного и растительного происхождения; витамин В 12 (цианокобаламин) — участвует в построении ряда ферментативных систем, в биосинтезе нуклеиновых кислот, оказывает влияние на обмен веществ и процесс кроветворения, активизируя свертывающую систему крови.

Поступает в организм человека только с пищей животного происхождения. Его синтез в организме не обеспечивает полностью жизнедеятельность организма;

— витамин Н (биотип) — имеет большое значение для процессов обмена в коже, оказывает регулирующее влияние на нервную систему, участвует в жировом обмене;

в) витаминоподобные соединения:

— витамин B s (мионозит, инозит, мезоинозит),

— витамин В 13 (ортоновая кислота),

— витамин В 15 (пангамовая кислота),

— липоевая кислота (тиоетовая кислота),

При полноценном рациональном питании витаминной недостаточности не наблюдается.

Основные причины витаминной недостаточности могут быть следующие:

1. Алиментарная — за счет низкого содержания витаминов в рационе.

2. Угнетение нормальной кишечной микрофлорой, продуцирующей ряд витаминов, вызванное заболеваниями желудочно-кишечного тракта или нерациональным лечением медикаментами.

3. Нарушение усвоения витаминов вследствие заболевания желудка, кишечника, печени.

4. Повышенная потребность в витаминах, в том числе нри интенсивной психической и физической нагрузке.

При активном занятии бодибилдингом обязательно необходимо дополнительное количество витаминов. В этом случае лучше принимать сбалансированные комплексы поливитаминов.

2. Химические вещества. Физиологическое значение минеральных веществ разнообразно: участие б пластических процессах, построении тканей (особенно костной), участие в поддержании кислотно-щелочного равновесия и нормального состава крови, в нормализации водно-солевого обмена, в предупреждении эндемических заболеваний (например, эндемический зоб, флюороз).

В организме человека можно найти большую часть периодической таблицы Д И. Менделеева. Содержа-

ние одних химических элементов (макроэлементов) исчисляется граммами, а концентрация других (микроэлементов) составляет в тканях 1:100 000 и ниже. Несмотря на незначительную концентрацию, ряд микроэлементов признан абсолютно необходимым для важнейших процессов жизнедеятельности,

а) Макроэлементы:

— кальций — содержание в организме человека составляет до 20 г на кг массы тела, около 99% содержится в костной и хрящевой тканях человека в виде различных соединений.

Наряду с пластическими и структурными формами, он играет значительную роль в осуществлении многих физиологических и биохимических процессов, необходим для нормальной возбудимости нервной системы и сократимости мышц, является активатором ряда ферментов и гормонов и важнейшим компонентом свертывающей системы крови;

— фосфор — составляет около 1% от общей массы тела. В неорганической форме входит вместе с кальцием в состав основного минерального компонента костной ткани. Большая роль органических соединений фосфора в ферментативных процессах и энергетическом обеспечении процессов жизнедеятельности;

— магний — содержание в организме человека составляет около 25 г. Его физиологическая роль обусловлена участием в углеводно-фосфорном и энергетическом обмене, а также в других ферментативных процессах;

— калий — содержание в организме человека составляет 160—250 г, что зависит от возраста, пола и конституции человека. Он относится к основным (около 98% калия находится внутри клеток) внутриклеточным катионам. Как и натрий, он играет большую роль в образовании буферных систем, предотвращающих сдвиги реакции среды и обеспечивающих их постоянство.

Для нормального обмена веществ в пищевом рационе должно выдерживаться соотношение между калием и натрием 1:2;

— натрий — общее содержание в организме взрослого человека (масса тела 65 кг) эквивалентно 256 г хлорида натрия.

В противоположность калию, натрий преимущественно (около 50%) находится во внеклеточных жидкостях, 40% — в костях и хрящах и менее 10% — внутри клеток.

Натрий играет важную роль в процессе внутриклеточного и межклеточного обмена, участвует вместе с калием в возникновении нервного импульса, играет роль в механизме кратковременной памяти, влияет на состояние мышечной и сердечно-сосудистой систем.

Поступает в организм с продуктами питания и в виде поваренной соли. Ее содержание в дневном рационе является одним из самых спорных вопросов. Среднее количество соли в дневном рационе 10—12 г, хотя некоторые ученые высказывают мнение, что это количество завышено.

б) Микроэлементы

Остановимся на наиболее важных и лучше изученных микроэлементах:

— железо — содержание в организме взрослого человека около 4 г. Является незаменимой частью гемоглобина и миогемоглобина, принимает участие в дыхании, кроветворении, иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях;

в организме взрослого человека содержится около 75—150 мг с преимущественной концентрацией в печени, мозге, сердце и почках. Медь участвует в построении ряда ферментов и белков, в метаболизме железа, в кроветворении, иммунных реакциях и тканевом дыхании, способствует росту и развитию человека;

— цинк — в организме взрослого человека содержится 2—3 г с преимущественной концентрацией в костях и коже. Он необходим для нормальной жизнедеятельности человека, участвуя в процессах кроветворения, в деятельности желез внутренней секреции, нормализации жирового обмена, повышая ишенсивность распада жиров;

— марганец — в организме взрослого человека содержится около 12—20 мг, с преимущественной концентрацией в головном мозге, печени, почках, поджелудочной железе. Он влияет на иммунитет, на развитие скелета, участвует в обменных реакциях, в кроветворении и тканевом дыхании, в регуляции углеводного и липидного обмена, поддерживает репродуктивные функции;

— хром — содержание в организме взрослого человека составляет 6—12 мг, с преимущественной концентрацией в коже, костях и мышцах. Является активатором ряда ферментов, участвует в регуляции углеводного и литтидного обменов;

— йод — содержание в организме взрослого человека 20—50 мг с преимущественной концентрацией в щитовидной железе. Йод является пока единственным из известных микроэлементов, который участвует в построении гормона щитовидной железы;

— фтор — неравномерно распределен в организме человека с максимальной концентрацией в зубах и костях. Кроме участия в костеобразовании и процессе формирования дентина, фтор стимулирует кроветворную систему и иммунитет, участвует в развитии скелета, стимулирует репара-тивные процессы при переломах костей.

Потребности человеческого организма в химических элементах, как и потребность в витаминах, при больших психических и физических нагрузках возрастает. Поэтому целесообразно пополнять запасы не только комплексами поливитаминов, а комплексами поливитаминов с минералами.

Вот наиболее известные комплексы, употребляемые спортсменами.

Ван — э — Дэй Максимум ( пр — во Германия )

витамин В 6 — 2 мг, витамин

Макроэлементы: калий — 37,5 мг,

Микроэлементы: йод — 150 мкг,

железо — 18 мг, марганец — 2,5 мкг,

— профилактика и лечение гиповитаминозов и дефицита минеральных веществ,

— состояния, сопровождающиеся повышенной потребностью в витаминах и минеральных веществах, в том числе период интенсивных физических и психических нагрузок.

— повышенная чувствительность к компонентам препарата.

Режим дозирования: 1 табл. в сутки. Дозу не превы-

Глутамевит (пр-во Россия)

В состав входит глутаминовая кислота 0,25 г.

— недостаточное поступление в организм витаминов и минералов;

— тяжелый физический труд; период восстановления после тяжелых физических нагрузок.

— повышенная чувствительность к одному из компонентов препарата.

Дозирование: по 1—3 таблетки 2 раза в день через 15—30 мин после завтрака и обеда.

Центрум ( пр — во США )

витамин В 5— 10 мг, витамин

витамин К — 25 мкг, витамин РР — 20 мг,

— профилактика гиповитаминоза и дефицита макро- и микроэлементов у взрослых;

— состояния, сопровождающиеся повышенной потребностью в витаминах, а также макро- и микроэлементах.

—повышенная чувствительность к компонентам препарата.

Дозирование: по 1 табл. в сутки. Курс — 30 дней.

В качестве примера приведены три комплекса, но они могут быть заменены другими по усмотрению атлета. Однако нужно помнить, что при интенсивном физическом напряжении повышается потребность организма не только в белках, но и в витаминах и макро- и микроэлементах.

Любое незаконное копирование информации будет преследоваться и охраняется в соответствии с законами России, Украины, Белоруссии.

При цитировании содержания сайта в сети Интернет (независимо от вида материалов) активная ссылка на портал «Фатальная энергия» обязательна. Для других видов использования материалов условия оговариваются отдельно.

источник

Входит в состав витамина В12. Активирует ферменты обмена жирных кислот и метаболизма фолиевой кислоты. Среднее потребление в РФ 10 мкг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Рекомендуемый уровень потребления для взрослых 10 мкг/сутки (вводится впервые).

Кремний входит в качестве структурного компонента в состав гликозоаминогликанов и стимулирует синтез коллагена. Среднее потребление 20-50 мг /сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Рекомендуемый уровень потребления для взрослых 30 мг/сутки (вводится впервые).

Минеральные вещества в адекватном количестве обеспечивают поддержание гомеостаза, участвуют в обеспечении жизнедеятельности, а их дефицит приводит к специфическим нарушениям или заболеваниям. Минеральные вещества содержатся в костной ткани в виде кристаллов, а в мягких тканях в виде истинного или коллоидного раствора в соединении с белками.

Натрий содержится во всех органах, тканях и биологических жидкостях. Основное поступление натрия в организм обеспечивается поваренной солью. Суточная потребность в натрии составляет около 4 г, что соответствует 10 г поваренной соли.

В организме натрий присутствует преимущественно во внеклеточных жидкостях — лимфе и сыворотке крови. Натрий играет важную роль в процессах внутриклеточного и межтканевого обмена, участвуя в формировании буферной системы крови, обеспечивает поддержание кислотно-щелочного равновесия. Соли натрия участвуют в поддержании осмотического давления цитоплазмы и биологических жидкостей. Основным регулятором содержания натрия в крови и тканевой жидкости являются почки.

При избыточном потреблении поваренной соли из-за перегрузки регуляторных механизмов стойко повышается артериальное давление и формируется гипертоническая болезнь. Ограничение потребления поваренной соли остается одним из главных профилактических мероприятий предупреждения артериальной гипертензии и в дальнейшем инфаркта миокарда.

Калий вместе с натрием участвует в формировании буферных систем, предотвращающих сдвиги реакции среды. Соединения калия влияют на коллоидное состояние тканей, уменьшая гидратацию тканевых белков и способствуя выведению жидкости. В этом случае калий выступает как антагонист натрия, что используется в терапии заболеваний почек. В норме отношение натрия и калия при рациональном питании должно составлять 2:1. Смешанный рацион полностью удовлетворяет потребность в калии.

Источниками калия являются преимущественно растительные продукты, вследствие чего возможны сезонные колебания поступления вещества: весной 3 г/сут, осенью — 5—6 г/сут.

Кальций необходим не только для правильного формирования костной ткани. Около 1% кальция организма входит в состав всех органов, тканей и биологических жидкостей. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечной возбудимости, влияет на процессы свертывания крови, проницаемость клеточных оболочек. Потребность в кальции выше у детей, а также у беременных и кормящих.

Кальций присутствует в разных продуктах, но его усвояемые формы содержат преимущественно в молоке и молочных продуктах. При потреблении 500 мл молока человек получает около 1000 мг кальция.

Диетические продукты, приготовленные с добавлением костной муки, рыбно-витаминных концентратов, порошка яичной скорлупы и шрота пантов, содержат кальций с биодоступностью около 88%.

Алиментарный кальций в повышенных дозах, по-видимому, играет важную роль взащите организма от действия ионизирующего излучения, поддержке баланса субстратов антиоксидантной системы (токоферола и селена), повышает резистентность к чужеродным химическим веществам.

Усвоение кальция из других продуктов и питьевой воды незначительно.

По поводу нарушений при недостаточном потреблении кальция нет единого мнения. Недостаток кальция не всегда приводит к остеопорозу, а его лечение солями кальция не всегда эффективно. Большинство болезней, рассматриваемых как следствие недостатка кальция (остеопороз, рахит, остеомаляция, кариес), могут возникать на фоне дефицита других пищевых веществ (белки, фтор, кальциферол, другие витамины и их метаболиты). Нарушения обмена кальция при этих заболеваниях следует считать вторичными.

Фосфор в обменных процессах тесно связан с обменом кальция. Всасывание из кишечника кальция и фосфора и окостенение идут параллельно, а в сыворотке крови они антагонисты. Соединения фосфора играют особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечной мышц, потовых желез. Наиболее интенсивно обмен фосфора осуществляется в мышцах. Фосфорная кислота участвует в построении многих ферментов. Неорганический фосфор совместно с кальцием составляет твердую основу костной ткани и является обязателытым компонентом реакций превращения углеводов.

Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, яйца, мясо теплокровных животных и рыба. В продуктах, содержащих фитиновые соединения (бобовые, хлебобулочные и крупяные изделия), фосфор находится в малоусвояемой форме. Для эффективного усвоения фосфора из пищевых продуктов необходимо соотношение фосфора и кальция, равное 1:1,5.

Магний оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, стимулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение. Имеются данные о снижении концентрации холестерина под влиянием этого элемента. Ионы магния участвуют в регуляции углеводного и фосфорного обмена.

Макроэлементы участвуют в регуляции кислотно-основного состояния организма. В крови и межклеточных жидкостях поддерживается слабощелочная реакция, изменение которой отражается на химических процессах в клетках и состоянии всего организма. Минеральные вещества пищи оказывают преимущественно щелочное (катионы — кальций, магний, натрий, калий) или кислотное (анионы — фосфор, сера, хлор) действие на организм. В зависимости от минерального состава некоторые продукты (молочные, овощи, фрукты, ягоды) вызывают щелочные сдвиги, а другие — кислотные (мясо, рыба, яйца, хлеб, крупы). Диеты щелочной направленности применяют при недостаточности кровообращения, почек, печени, при тяжелых формах сахарного диабета, мочекаменной болезни (уратурия, окасалурия) и т. д. Диеты кислой направленности рекомендуются при мочекаменной болезни с фосфатурией, эпилепсии. Макроэлементы регулируют водно-солевой обмен, поддерживают осмотическое давление в клетках и межклеточных жидкостях, что необходимо для передвижения между ними питательных веществ и продуктов обмена.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8790 — | 7512 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

1. Химический элемент, входящий в состав цистеина, метионина, витамина В1, инсулина:
а) сера +
б) фосфор
в) фтор

2. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) серебро
б) углерод +
в) марганец

3. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) цинк
б) серебро
в) кислород +

4. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) железо +
б) цинк
в) золото

5. Один из химических элементов, относящийся к макроэлементам:
а) фтор
б) марганец
в) сера +

6. Входит в состав некоторых ферментов и повышает их активность; участвует в развитии костей, ассимиляции азота и процессе фотосинтеза, улучшает усвоение организмом меди:
а) железо
б) марганец +
в) никель

7. Входит в состав витамина В12; участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями и развитии эритроцитов, синтезе гемоглобина:
а) марганец
б) цинк
в) кобальт +

8. Наиболее распространенная классификация химических элементов живых организмов:
а) макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы +
б) макроэлементы, микроэлементы, мезоэлементы
в) макро- и микроэлементы

9. Входит в состав многих ферментов, гемоглобина и миоглобина; участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза:
а) цинк
б) кобальт
в) железо +

10. Входит в состав витамина В1 – составной части фермента, участвующего в расщеплении пировиноградной кислоты:
а) железо
б) бром +
в) молибден

11. Входит в состав некоторых ферментов, расщепляющих полипептиды и угольную кислоту, участвующих в спиртовом брожении у бактерий; участвует в синтезе растительных гормонов:
а) цинк +
б) кобальт
в) медь

12. Входит в состав эмали зубов и костей; влияет на метаболизм стронция:
а) бром
б) фтор +
в) цинк

13. Химический элемент: преобладает в организмах животных в виде аниона, входит в состав соляной кислоты желудочного сока, плазмы крови, участвует в создании мембранных потенциалов клетки:
а) хлор +
б) сера
в) йод

14. Что такое H:
а) гелий
б) натрий
в) водород +

15. Что такое Se:
а) селен +
б) серебро
в) сера

16. Что такое Kr:
а) калий
б) криптон +
в) корунд

17. Что такое Y:
а) убридий
б) йод
в) иттрий +

18. Что такое Te:
а) темидий
б) теллур +
в) технеций

19. Этот химический элемент открыли два ученых: француз Ж. Жансен и англичанин Дж. Н. Локьер, наблюдая за солнцем:
а) аргон
б) неон
в) гелий +

20. Какое вещество синтезировал Бранд:
а) хлор
б) фосфор +
в) бром

21. Что такое Nb:
а) ниобий +
б) набдий
в) набулий

22. Что такое Sn:
а) ртуть
б) олово +
в) серебро

23. Что такое Cr:
а) церий
б) сера
в) хром +

24. Что такое Rh:
а) цирконий
б) родий +
в) рубидий

25. Что такое Ge:
а) гелий
б) гестий
в) германий +

26. Что такое P:
а) протактиний
б) фосфор +
в) полоний

27. Что такое W:
а) вольфрам +
б) висмут
в) ванадий

28. Что такое K:
а) кальций
б) кобальт
в) калий +

29. Что такое C:
а) углерод +
б) азот
в) кальций

30. Что такое At:
а) золото
б) астат +
в) серебро

источник

Витамины – органические вещества различной химической природы, не образующиеся в достаточном количестве клетками человеческого организма, но необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Витамины проявляют биологическую активность в очень малых концентрациях. Они выполняют функции регуляторов обмена веществ. Большинство витаминов входит в состав ферментов, являясь их коферментами.

Приоритет открытия витаминов принадлежит русскому врачу Николаю Ивановичу Лунину. В 1880 г. Н.И. Лунин писал, что в пище, кроме «казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания».

Термин «витамины» был предложен польским ученым Казимиром Функом в 1912 году от лат. «vita» — «жизнь», т.е. дословно термин означает «амины жизни». Поскольку первое выделенное в кристаллическом виде вещество, а это был тиамин (B₁) из отрубей риса, содержало азот, то К. Функ предполагал, что наличие азота характерно для всех витаминов. Термин «витамины» не точен, но сохранился до настоящего времени.

Классификация витаминов и витаминосодержащего лекарственного растительного сырья

Существует несколько классификаций витаминов.

1. Буквенная классификация— первая в историческом плане. При обнаружении новых факторов витаминной природы им присваивали условные названия в виде буквы латинского алфавита. Например: витамины A, B, C, D и др.

2. Фармакологическая классификация.Эта классификация вводилась параллельно с буквенной и указывала на заболевание, от которого предохраняет витамин:

· витамин С — противоцинготный;

· витамин К — антигеморрагический;

· витамин D — антирахитический и др.

3. Химическая классификация.В зависимости от химической структуры выделены группы:

· витамины алифатического ряда — С, F и др.;

· витамины алициклического ряда — A, D и др.;

· витамины ароматического ряда — К и др.;

· витамины гетероциклического ряда — Е, Р и др.

4. Классификация по растворимости витаминов:

· водорастворимые витамины – группы В, С, Р, Н, РР;

· жирорастворимые витамины — A, D, Е, К, F, U.

Витамины содержатся во всех растениях, но витаминосодержащими называют только те растения, которые избирательно накапливают витамины в дозах, способных оказать выраженный фармакологический эффект. Это в 500-1000 раз больше, чем в других растениях.

В настоящее время практически все витамины получают синтетическим путем. Однако витаминосодержащие лекарственные растения не утратили своего значения. Они широко используются, особенно в педиатрии, в гериатрии и для лечения лиц, склонных к аллергическим заболеваниям, поскольку:

· во-первых, витамины в лекарственном растительном сырье находятся в комплексе с полисахаридами, сапонинами, флавоноидами, поэтому такие витамины легче усваиваются;

· во-вторых, растительные витамины реже дают аллергические реакции, чем их синтетические аналоги;

· в-третьих, в организме человека есть специальные системы защиты от передозировки витаминов (например, каротин в организме человека превращается в витамин А по мере необходимости).

Лекарственное растительное сырье, содержащее витамины

1. Концентраторы витамина С: плоды черной смородины, плоды шиповника, плоды рябины, плоды малины, листья крапивы, плоды и листья земляники.

2. Концентраторы и источники витамина Р: бутоны и плоды софоры японской, плоды аронии (рябины) черноплодной, плоды черной смородины, кожура плодов цитрусовых, листья чая.

3. Концентраторы каротиноидов (провитаминов А): плоды шиповника, плоды облепихи, плоды рябины, цветки календулы, трава череды, трава сушеницы топяной.

4. Концентраторы витамина К: листья крапивы, трава пастушьей сумки, трава тысячелистника, цветки и листья зайцегуба, кора калины, кукурузные рыльца.

5. Концентраторы витамина Е: плоды облепихи, облепиховое масло, масло шиповника, кукурузное масло, льняное масло, семена тыквы.

6. Концентраторы витамина F: масло кукурузное, масло подсолнечное и другие растительные жирные масла.

В лекарственном растительном сырье довольно часто встречаются витамины группы В: В₂ — рибофлавин, В₅ — пантотеновая кислота, В₉ — фолиевая кислота, провитамин витаминов группы D — эргостерол и другие фитостеролы.

В высоких концентрациях способны накапливаться только кислота аскорбиновая (витамин С), каротиноиды (провитамин А), витамин К₁ (филлохинон) и некоторые флавоноиды (рутин, кверцетин и др.), относимые к витамину Р.

Химическая структура витаминов. Физические, химические и биологические свойства

Витамин С– аскорбиновая кислота.

Существует в двух формах — аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Обе формы легко переходят друг в друга при соответствующих условиях, обе формы одинаково фармакологически активны. Аскорбиновая кислота – белый кристаллический порошок, кислого вкуса. Легко растворяется в воде и спирте, не растворяется в органических растворителях: эфире, хлороформе, бензоле. Аскорбиновая кислота – нестойкое вещество. В водных растворах она легко разрушается под действием кислорода воздуха, света; следы железа и меди ускоряют процесс разрушения (окисления).

Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в том числе в липидном и пигментном обмене, активирует протромбин, обладает десенсибилизирующем действием, поднимает жизненный тонус организма и повышает сопротивляемость к экстремальным воздействиям. Недостаток витамина С вызывает цингу, или скорбут (рыхлость десен, выпадение зубов, кровоизлияния).

Витамин Р – полифенольные гетероциклические соединения группы флавоноидов.

Физические и химические свойства описаны в разделе «Флавоноиды».

Укрепляют стенки кровеносных сосудов и капилляров.

Каротиноиды – предшественники (провитамины) витамина А – жирорастворимые растительные пигменты желтого, оранжевого или красного цвета. По своей химической природе являются тетратерпеноидами с общей формулой [(С₅H₈)₂]₄, или С₄₀Н₆₄ (см. раздел «Терпеноиды»).

В растениях каротиноиды находятся в виде ненасыщенных углеводородов – каротинов — и кислородсодержащих производных – ксантофиллов. Представлены приблизительно 70 соединениями, но провитаминами А являются 9 веществ. Каротиноиды играют важную роль в процессах фотосинтеза, дыхания, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, оплодотворении. Каротиноиды синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями. Животные не способны их синтезировать.

Широко распространены в растениях альфа-, бета- и гамма-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин и др. Наибольшую биологическую активность проявляет бета-каротин, в результате окислительно-гидролитического расщепления которого в тканях животных и человека образуется две молекулы витамина А, из остальных – одна молекула.

Каротиноиды нерастворимы в воде, растворимы в жирных маслах, хлороформе, эфире, ацетоне, бензине и трудно растворимы в спирте. Легко окисляются кислородом воздуха, разрушаются на свету.

Витамин А (ретинол) способствует нормализации обмена веществ, росту и развитию организма, регенерации тканей, обеспечивает нормальную деятельность органов зрения. Недостаток вызывает ухудшение сумеречного зрения («куриную слепоту»), сухость роговицы, поражение слизистых.

Источниками промышленного получения бета-каротина служат свежие корнеплоды моркови посевной и свежая мякоть плодов различных сортов тыквы.

Витамины группы К — производные 2-метил-1,4-нафтохинона. В природе данные витамины представлены несколькими соединениями, в высших растениях находится только витамин К₁, или филлохинон.

Длинная боковая изопреноидная цепь витамина K₁ является остатком дитерпенового алифатического спирта фитола (см. раздел «Терпеноиды»).

Витамин K₁ — филлохинон — вязкое маслообразное вещество желтого цвета. Нерастворим в воде, растворим в жирных маслах и органических растворителях. Стоек при длительном кипячении с водой, но быстро разрушается при нагревании в растворах щелочей. Флуоресцирует в УФ-свете красным светом, затем флуоресценция становится зеленой, а под действием спиртового раствора калия гидроксида — оранжевой. Витамин K₁ легко окисляется, быстро разрушается под действием УФ-лучей.

Витамины группы К участвуют в свертывании крови, индуцируя образование протромбина (антигеморрагический фактор). Недостаток вызывает замедление свертывания крови и кровоизлияния.

Витамины группы Е— производные хромана. Витамины Е — смесь высокомолекулярных спиртов – токоферолов. Наиболее активен бета-токоферол.

Токоферолы не растворяются в воде, растворимы в жирных маслах и органических растворителях. Соединения нестойкие, легко разрушаются под действием света и кислорода воздуха.

Витамины группы Е являются природными антиоксидантами, участвуют в биосинтезе белков, тканевом дыхании, процессах размножения, влияют на состояние сердечно-сосудистой и нервной систем.

Витамины группы F— высоконепредельные жирные кислоты с 18-20 углеродными атомами: линолевая – С₁₇Н₃₁СООН, линоленовая — С₁₇Н₂₉СООН, арахидоновая — С₁₉Н₃₁СООН — кислоты.

Физические и химические свойства описаны в разделе «Жирные масла». Участвуют в липидном обмене, препятствуют отложению холестерина на стенках кровеносных сосудов. Из витаминов F в тканях образуются простагландины.

Витамины, в целом, участвуют в окислительно-восстановительных процессах в организме. Многие из них (витамины С, Р, К, Е, каротиноиды) являются природными антиоксидантами. Они защищают клеточные и субклеточные мембраны от повреждения активными свободными радикалами, нейтрализуя активные свободные радикалы путем связывания их непарных электронов.

источник

Более двух десятилетий назад, Doll и Peto (The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today) показали, что 35% всех случаев смерти от рака в Соединенных Штатах и Европе может быть предотвращено с помощью изменений в диете, это на 5% больше, чем для табака и на 25% больше, чем для инфекций.

Это говорит о том, что питание, являющееся неотъемлемой частью нашей жизни, важно не только для нашей фигуры, здоровья сердечно-сосудистой системы и интеллектуального долголетия, но и для защиты от онкологической патологии.

Остановимся подробнее на отдельных составляющих нашего привычного рациона, для этого заглянем в настольную книгу современного онколога Devita, Hellman, and Rosenberg’s cancer: principles & practice of oncology.

Наиболее важное влияние диеты на риск развития рака опосредовано массой тела. Избыточный вес, ожирение и пассивный образ жизни являются основными факторами риска развития рака.

В большом исследовании Американского онкологического общества, тучные люди имели значительно более высокую смертность от всех видов рака и, в частности, от колоректального рака, рака молочной железы в постменопаузе, рака тела матки, рака шейки матки, рака поджелудочной железы и рака желчного пузыря, чем у их сверстников с нормальной массой тела.

Ожирение и, в частности, окружность талии являются предикторами заболеваемости раком толстой кишки у женщин и мужчин. Увеличение веса на 10 кг или более связано со значительным увеличением в постменопаузе заболеваемости рака молочной железы среди женщин, которые никогда не использовали заместительную гормональную терапию, в то время как потеря веса после менопаузы существенно уменьшает риск рак молочной железы. Избыточный вес тесно связан с эндогенным уровнем эстрогена, который, вероятно, способствует избыточному росту эндометрия и риску рака молочной железы в постменопаузе.

Причины возникновения других видов рака менее ясна, но избыточный вес тела также связан с более высоким уровнем циркулирующего инсулина, инсулиноподобного фактора роста (IGF) -1, и С-пептида (маркер секреции инсулина), низким уровнем связывания белков с половыми гормонами и IGF-1, а также с более высокими уровнями различных воспалительных факторов, все из которых могут гипотетические быть связаны с риском развития различных видов рака.

Международным агентством по изучению рака алкоголь классифицируется как канцероген. Потребление алкоголя увеличивает риск многочисленных видов рака, в том числе печени, пищевода, глотки, полости рта, гортани, молочной железы и колоректального рака в зависимости от дозы.Фактические данные доказывают, что чрезмерное потребление алкоголя увеличивает риск первичного рака печени, возможно, через цирроз и алкогольный гепатит.

Механизмы могут включать в себя прямое повреждение клеток в верхних отделах желудочно-кишечного тракта; модуляцию метилирования ДНК, который влияет на восприимчивость ДНК к мутациям; и увеличению количества ацетальдегида, основного метаболита спирта, который усиливает пролиферацию эпителиальных клеток, образуют агенты, повреждающие ДНК, и является признанным канцерогеном.

Связь между потреблением алкоголя и раком молочной железы примечательна тем, что небольшой, но значительный риск был обнаружен даже при потреблении одного напитка в день. Механизмы могут включать в себя взаимодействие с фолиевой кислотой, увеличение уровня эндогенных эстрогенов, и повышение концентрации ацетальдегида.

Интерес к пищевому жиру в качестве причины раки начался в первой половине 20-го века, когда исследования “Танненбаум” показали, что диета с высоким содержанием жира может способствовать росту опухоли у животных. Особенно сильные корреляции были замечены с риском развития рака молочной железы, толстой кишки, простаты и эндометрия, которые являются наиболее важными видами рака не по причине курения в развитых странах.

Эти корреляции были характерны для животного жира (особенно для красного мяса), но не для растительного жира.

Фрукты и овощи гипотетически должны вносить существенный вклад в профилактику рака, потому что они богаты веществами, обладающими потенциально противораковыми свойствами. Фрукты и овощи содержат антиоксиданты и минералы и являются хорошими источниками клетчатки, калия,каротиноидов, витамина С, фолиевой кислоты и других витаминов.

Несмотря на то, что фрукты и овощи составляют менее 5% от общего калоража в большинстве стран по всему миру, концентрация микроэлементов в этих продуктах больше, чем в большинстве других.

Связь между потреблением фруктов и овощей и заболеваемостью раком толстой или прямой кишки рассматривалась по крайней мере в шести крупных исследованиях. В некоторых из этих проспективных исследований наблюдалась обратная зависимость для отдельных продуктов или подгруппы фруктов или овощей.

Результаты крупнейшего исследования среди медсестер “Health Study”и среди медицинских работников “Follow-Up Study” не показывают никакой важной связи между потреблением фруктов и овощей и уменьшением количества случаев рака толстой или прямой кишки во время 1,743,645 наблюдений. В этих двух больших популяциях диета постоянна анализировалась в течение периода наблюдения с помощью подробного анкетирования участников об их каждодневном рационе.

Аналогичным образом, в проспективном исследовании “Pooling Project”, включающем 14 исследований, 756217 участников и 5838 случаев рака толстой кишки, никакой связи с общим риском развития рака толстой кишки не было найдено.

Анализ исследований Health Study и Follow-Up Study, включающих более 9000 случаев заболевания раком, не выявил существенной пользы потребления фруктов и овощей для общей заболеваемости раком. Несмотря на то, что обильное потребление овощей и фруктов не может снизить риск развития опухолей, тем не менее есть существенная польза для защиты организма от сердечно-сосудистых заболеваний.

Под термином “пищевые волокна” с 1976 года понимается “совокупность всех полисахаридов растений и лигнин, которые устойчивы к гидролизу пищеварительными ферментами человека”. Волокна, как растворимые, так и нерастворимые, ферментируются просветными бактериями толстой кишки.

Среди всех свойств волокон, важным для профилактики рака являются их эффект «набухания», что сокращает время прохождения химуса по ободочной кишке и позволяет связывать потенциально канцерогенные химические вещества. Волокна могут также помогать просветным бактериям в производстве жирных кислот с короткой цепью, которые могут непосредственно обладать антиканцерогенными свойствами.

Некоторые исследователи считают, что пищевые волокна могут снизить риск развития рака молочной железы за счет снижения кишечной абсорбции эстрогенов и прохождения их через билиарную систему.

Регулярное потребление молока связано с незначительным снижением риска развития колоректального рака, что было показано в крупном мета-анализе когортных исследований, возможно из-за содержания в нём кальция. По результатам нескольких рандомизированных исследований, добавление кальция в рацион снижает риск развития колоректального рака и аденом.

С другой стороны, в нескольких исследованиях высокое потребление кальция или молочных продуктов было ассоциировано с повышенным риском рака простаты, в частности, со смертельным исходом рака простаты. Употребление трех или более порций молочных продуктов продуктов в день было связано с раком эндометрия у женщин в постменопаузе, не использующих гормональную терапию.

Высокое потребление лактозы из молочных продуктов также было связано с умеренно высоким риском развития рака яичников.

В 1980 году Гарленд выдвинул гипотезу, что солнечный свет и витамин D может снизить риск развития рака толстой кишки. С тех пор, существенное количество исследований было проведено по поводу обратной связи между циркулирующим 25-гидроксивитамином D(25 [OH] D) и риском колоректального рака. Было показано, что уровень витамина D может, в частности влиять на прогноз колоректального рака; смертность от колоректального рака составила на 72% ниже среди лиц с концентрацией 25 (OH) D 80 нмоль / л или выше.

Высокая плазменная концентрация витамина D связаны с уменьшением риска развития некоторых других видов рака, включая рак молочной железы, простаты, особенно со смертельным исходом, и яичника.

Вышеизложенные факты доказывают, что в мире онкологии вопрос о рациональном и профилактическом питании остаётся открытым. Однако, на основании уже имеющихся данных мы можем сформулировать некоторые рекомендации, сформулированные Американским Обществом против рака:

1. Не пренебрегайте регулярными физическими нагрузками. Физическая активность является основным способом контроля веса, а это, как мы уже выяснили, снижает риск развития некоторых видов рака, особенно рака толстой кишки.
2. Избегайте избыточного веса. Положительный энергетический баланс приводит к избыточному отложению жира в организме, что является одним из наиболее важных факторов риска развития рака.
3. Ограничьте потребление алкоголя. Это способствует уменьшению риска развития многих видов рака, а также уменьшает смертность (в том числе и онкологических больных) от несчастных случаев.
4. Потребляйте много фруктов и овощей. Частое потребление фруктов и овощей во взрослой жизни, вероятно, не играет существенной роли в заболеваемости раком, но уменьшает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.
5. Потребляйте цельное зерно и избегайте рафинированных углеводов и сахаров. Регулярное потребление цельного зерна вместо продуктов из рафинированной муки и низкое потребление рафинированного сахара снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.
6. Замените красное мясо рыбой, орехами и бобовыми, ограничьте потребление молочных продуктов. Потребление красного мяса увеличивает риск развития колоректального рака, диабета и ишемической болезни сердца, и должно быть в значительной степени снижено. Частое потребление молочных продуктов может увеличить риск развития рака простаты. Рыба, орехи и бобовые являются отличными источниками моно- и полиненасыщенных жиров и растительных белков и может способствовать снижению темпов развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.
7. Рассмотрите вопрос о потреблении добавок с витамином D. Значительная часть населения, особенно тех, кто живет в более высоких широтах, испытывают дефицит витамина D. Большинство взрослых людей могут извлечь пользу от принятия 1000 МЕ витамина D3 в день в течение месяца при низкой интенсивности солнечного света. Витамин D будет, как минимум, снижать частоту переломов костей, и, вероятно, частоту рака ободочной и прямой кишки.

Подробнее с этими и многими другими рекомендациями можно ознакомиться в оригинальной статье American Cancer Society Guidelines on nutrition and physical activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity.

1) Devita, Hellman, and Rosenberg’s cancer : principles & practice of oncology / editors, Vincent T. DeVita, Jr.,Theodore S. Lawrence, Steven A. Rosenberg ; with 404 contributing authors.—10th edition.

2) Doll R, Peto R. The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today. J Natl Cancer Inst 1981

3) Kushi LH, Doyle C, McCullough M, et al. American Cancer Society Guidelines on nutrition and physical activity for cancer prevention: reducing the risk of cancer with healthy food choices and physical activity. CA Cancer J Clin 2012.

источник

Хорошо известно, что организмы в своем составе содержат различные химические элементы. В тоже время, организм человека нуждается в регулярном поступлении элементов извне, т. е. в химически сбалансированной пище, так как недостаток или избыток любого из элементов отрицательно сказывается на здоровье человека. В зависимости от концентрации химического элемента в организме человека, их условно делят на макро— и микроэлементы.

Макроэлементами принято считать те химические элементы, содержание в организме которых более 0,005% массы тела. Содержание макроэлементов в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма. К этой группе относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций. Около 96% от массы тела человека приходится на — водород (H), кислород (O), углерод (C), азот (N). Они поступают в организм преимущественно в связанном виде с пищей, водой, воздухом и участвуют в большинстве химических реакций, протекающих в организме. Кроме того, эти элементы входят в состав белков, жиров и углеводов.

К этой же группе химических элементов относятся кальций (Ca), фосфор (Р), калий (К), натрий (Na), хлор (Cl), магний (Mg) и сера (S). На их долю в сумме приходится около 4 % от массы организма. Их роль сводится к:

Макроэлементы сконцентрированы, как правило, в соединительных тканях (мышцы, кости, кровь), входя в состав органических соединений. Они определяют пластический материал основных несущих тканей, а также обеспечивают поддержку основных свойств внутренней среды организма в целом (гомеостаз): значение рН, осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, устойчивость коллоидных систем в организме.

Микроэлементами называются частицы, содержащиеся в организме в очень малых количествах. Их содержание не превышает 0,005% массы тела, а концентрация в тканях — не более 0,000001%. В связи с этим их часто называют «следовыми» химическими элементами.

Концентрации их таковы, что не поддаются аналитическому определению простыми методами, однако даже если их содержание в пище или пищевых добавках удается определить, то выяснить их роль в жизненных процессах гораздо сложнее. Ко всему прочему, эти элементы из-за их ничтожных концентраций легко передозировать, что может привести к отравлению организма.

Даже незначительные отклонения содержания микроэлементов от нормы вызывают тяжелые заболевания. Анализ на содержание отдельных микроэлементов в органах и тканях — чувствительный диагностический тест, позволяющий обнаруживать и лечить различные заболевания. Так, снижение содержания цинка в плазме крови — обязательное следствие инфаркта миокарда. Уменьшение содержания лития в крови — показатель гипертонического заболевания.

Среди микроэлементов выделяют особую группу незаменимых микроэлементов — микроэлементы, регулярное поступление которых с пищей или водой в организм абсолютно необходимо для нормальной его жизнедеятельности. Незаменимые микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Незаменимыми микроэлементами являются железо (Fe), йод (I), медь (Cu), марганец (Mn), цинк (Zn), кобальт (Co), молибден (Mo), селен (Se), хром (Cr), фтор (F).

Микроэлементы неравномерно распределены между тканями и часто обладают сродством к определенному типу тканей и органов. Так, цинк аккумулируется в поджелудочной железе; молибден — в почках; барий — в сетчатке глаза; стронций — в костях; йод — в щитовидной железе.

источник

Наука, которая изучает составные части и строение живой клетки, называется цитологией.

Все элементы, входящие в химическую структуру организма, можно условно поделить на три группы:

• макроэлементы;
• микроэлементы;
• ультрамикроэлементы.

К макроэлементам относятся водород, углерод, кислород и азот. На их долю припадает почти 98% всех составных элементов.

Микроэлементы имеются в количестве десятых и сотых долей процента. И совсем малое содержание ультрамикроэлементов – сотые и тысячные доли процента.

В переводе с греческого «макрос» – большой, а «микро» – маленький.

Рис. 1 Содержание химических элементов в клетке

Учёные установили, что каких-либо особенных элементов, которые присущи только лишь живым организмам, нет. Поэтому, что живая, что неживая природа состоит из одних и тех же элементов. Этим доказывается их взаимосвязь.

Несмотря на количественное содержание химического элемента, отсутствие или уменьшение хотя бы одного из них ведёт к гибели всего организма. Ведь у каждого из них есть своё значение.

Макроэлементы являются основой биополимеров, а именно белков, углеводов, нуклеиновых кислот и липидов.

Микроэлементы входят в состав жизненно важных органических веществ, участвуют в обменных процессах. Они являются составными компонентами минеральных солей, которые находятся в виде катионов и анионов, их соотношение определяет щелочную среду. Чаще всего она слабощелочная, ведь соотношение минеральных солей не изменяется.

Гемоглобин содержит железо, хлорофилл – магний, белки – серу, нуклеиновые кислоты – фосфор, обмен веществ происходит при достаточном количестве кальция.

Некоторые химические элементы являются компонентами неорганических веществ, например, воды. Она играет большую роль в жизнедеятельности как растительной, так и животной клетки. Вода является хорошим растворителем, из-за этого все вещества внутри организма делятся на:

• Гидрофильные– растворяются в воде;
• Гидрофобные– не растворяются в воде.

Благодаря наличию воды клетка становится упругой, она способствует перемещению органических веществ в цитоплазме.

Чтобы наглядно понять, какие химические элементы входят в состав клетки, мы внесли их в следующую таблицу:

Макроэлементы

Кислород, углерод, водород, азот

Содержатся во всех органических веществах и воде.

Составной компонент оболочки у растений, в животном организме находится в составе костей и зубов, принимает активное участие в свёртываемости крови.

Содержится в нуклеиновых кислотах, ферментах, костной ткани и зубной эмали.

Микроэлементы

Является основой белков, ферментов и витаминов.

Обеспечивает передачу нервных импульсов, активирует синтез белка, процессы фотосинтеза и роста.

Один из компонентов желудочного сока, провокатор ферментов.

Принимает активное участие в обменных процессах, компонент гормона щитовидной железы.

Обеспечивает передачу импульсов в нервной системе, поддерживает постоянное давление внутри клетки, провоцирует синтез гормонов.

Составной элемент хлорофилла, костной ткани и зубов, провоцирует синтез ДНК и процессы теплоотдачи.

Составная часть гемоглобина, хрусталика, роговицы, синтезирует хлорофилл. Транспортирует кислород по организму.

Ультрамикроэлементы

Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 1307.

источник

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный педагогический университет

Институт Иностранных Языков

«Химические элементы в организме человека и животных»

«Концепции современного естествознания»

1. Жизненно необходимые элементы

3. Корректировка минерального обмена в организме человека

4. Химический состав крови

Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах текущего столетия немецкими учеными Вальтером и Идой Ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы Периодической системы. Вначале эти слова были встречены далеко не с единодушным одобрением. Однако, по мере того как разрабатывались все более точные методы аналитического определения химических элементов, ученые все больше убеждались в справедливости этих слов. Если согласиться с тем, что в каждом булыжнике содержатся все элементы, то это должно быть справедливо и для живого организма. Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Жизнь требует постоянного обмена веществ в организме. Поступлению в организм химических элементов способствуют питание и потребляемая вода. Актуальность выбранной темы проявляется в том, что тяжелая экологическая ситуация, возрастание стрессовых ситуаций, современные методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества, являются основными причинами повсеместного роста дефицита жизненно важных элементов и избытка токсичных, наносящих непоправимый вред здоровью. В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 1). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержания находятся в относительном постоянстве.

Целью данной работы является определение места химических элементов в масштабе живой природы.

Задачи исследования: выделить основные химические элементы, отвечающие за жизнедеятельность организма; определить их роль в становлении и развитии жизни организма.

Гипотеза работы: осознание значения химических элементов для жизнедеятельности организма способствует сокращению процента заболеваний и восстановлению работы ферментных систем.

Предположения некоторых ученых идут дальше. Они считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определенную биологическую функцию. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако, по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов.

Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% – на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Са, Р, О, Na, Мg, S, В, С1, К, V, Мn, Fе, Со, Ni, Сu, Zn, Мо, Сг, Si, I, F, Se. Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нем содержится (в граммах): кальция – 1700, калия – 250, натрия – 70, магния – 42, железа – 5, цинка – З. Живые организмы в своем составе содержат различные химические элементы. Условно, в зависимости от концентрации химических элементов в организме, выделяют макро- и микроэлементы .

Макроэлементами принято считать те химические элементы, содержание в организме которых более 0,005% массы тела. К макроэлементам относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций.

Микроэлементами называются химические элементы, содержащиеся в организме в очень малых количествах. Их содержание не превышает 0,005% массы тела, а концентрация в тканях – не более 0,000001%. Среди всех микроэлементов в особую группу выделяют так называемые незаменимые микроэлементы .

Незаменимые микроэлементы – микроэлементы, регулярное поступление которых с пищей или водой в организм абсолютно необходимо для нормальной его жизнедеятельности. Незаменимые микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Незаменимыми микроэлементами являются железо, йод, медь, марганец, цинк, кобальт, молибден, селен, хром, фтор.

Физиологическое значение минеральных элементов определяется их участием:

· в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме;

· в пластических процессах и построении тканей (фосфор и кальций – основные структурные компоненты костей);

· в поддержании кислотно-основного состояния и водно-солевого обмена;

· в поддержании солевого состава крови и участии в структуре формирующих ее элементов.

Таблица 1. Суточное поступление химических элементов в организм человека

1. Жизненно необходимые элементы

Роль макроэлементов, входящих в состав неорганических веществ, очевидна. Например, основное количество кальция и фосфора входит в кости (гидроксофосфат кальция Са₁₀ (РО₄ )₆ (ОН)₂ ), а хлор в виде соляной кислоты содержится в желудочном соке.

Микроэлементы вошли в отмеченный выше ряд 22 элементов, обязательно присутствующих в организме человека. Заметим, что большинство из них – металлы, а из металлов больше половины являются й-элементами. Последние в организме образуют координационные соединения со сложными органическими молекулами. Так, установлено, что многие биологические катализаторы – ферменты содержат ионы переходных металлов (й-элементов). Например, известно, что марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма.

Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой доза (n) – ответная реакция (R, эффект) – рис. 1.

Рис. 1. Зависимость ответной реакции (R) от дозы (n) для жизненно необходимых элементов

При малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. Он функционирует на грани выживания. В основном это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит данный элемент. При повышении дозы элемента ответная реакция возрастает и достигает нормы (плато). При дальнейшем увеличении дозы проявляется токсическое действие избытка данного элемента, в результате чего не исключается и летальный исход. Кривую на рис. 1 можно трактовать так: все должно быть в меру и очень мало и очень много вредно. Например, недостаток в организме железа приводит к анемии, так как оно входит в состав гемоглобина крови, а точнее, его составной части – тема. У взрослого человека в крови содержится около 2,6 г железа. В процессе жизнедеятельности в организме происходят постоянный распад и синтез гемоглобина. Для восполнения железа, потерянного с распадом гемоглобина, человеку необходимо суточное поступление в организм с пищей в среднем около 12 мг этого элемента. Связь анемии с недостатком железа была известна врачам давно, так как еще в XVII веке в некоторых европейских странах при малокровии прописывали настой железных опилок в красном вине. Однако избыток железа в организме тоже вреден. С ним связан сидероз глаз и легких – заболевания, вызываемые отложением соединений железа в тканях этих органов. Главный регулятор содержания железа в крови – печень.

Недостаток в организме меди приводит к деструкции кровеносных сосудов, патологическому росту костей, дефектам в соединительных тканях. Кроме того, считают, что дефицит меди служит одной из причин раковых заболеваний. В некоторых случаях поражение легких раком у людей пожилого возраста врачи связывают с возрастным снижением содержания меди в организме. Однако избыток меди в организме приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона).

Человеку причиняют вред лишь относительно большие количества соединений меди. В малых дозах их используют в медицине как вяжущее и бактериостазное (задерживающее рост и размножение бактерий) средство. Так, например, сульфат меди (II) применяют при лечении конъюктивитов в виде глазных капель (25%-ный раствор), а также для прижиганий при трахоме в виде глазных карандашей (сплав сульфата меди(П), нитрата калия, квасцов и камфоры). При ожогах кожи фосфором проводят ее обильное смачивание 5%-ным раствором сульфата меди (II).Она оказывает на организм многогранное действиу, влияет на развитие, воспроизводство, гемоглобинообразование и на активность лейкоцитов. Медь является переносчиком кислорода при образовании пигментов. В регионах с недостатком меди в почве отмечается анемия сельскохозяйственных животных. Дефицит меди приводит к разупорядочению соединительной ткани кровеносных сосудоввследствие блокирования связей между коллагеном и эластином у свиней, индюков. Избыток меди у животных вызывает поражение печени и развитие желтухи, у человека – острый панкреатит, язву двенадцатиперстной кишки, бронхиальную астму, гиперкупремию и др. Токсичность меди проявляется в способности её блокировать SH – группы белков, в особенности ферментов, повышать проницаемость мембраны митохондрий. Белки, в состав которых входит медь, оказывают влияние на углеводный обмен, синтез жиров, образование витаминов P и B. Ежедневная потребность в меди для человека составляет около 2 – 3 мг. Особенно богаты этим элементом молоко и дрожжи. Однако в больших количествах соединения меди вредны: приём внутрь 2г медного купороса может привести к смерти.

Жизненно необходимые элементы натрий и калий функционируют в паре. Надежно установлено, что всем живым организмам присуще явление ионной асимметрии – неравномерное распределение ионов внутри и вне клетки. Например, внутри клеток мышечных волокон, сердца, печени, почек имеется повышенное содержание ионов калия по сравнению с внеклеточным. Концентрация ионов натрия, наоборот, выше вне клетки, чем внутри ее. Наличие градиента концентраций калия и натрия – экспериментально установленный факт. Интересно, что по мере старения организма градиент концентраций ионов калия и натрия на границе клеток падает. При наступлении смерти концентрации калия и натрия внутри и вне клетки сразу же выравниваются. В организме человека содержится в среднем около 140 г калия и около 100 г. натрия. С пищей мы ежедневно потребляем от 1,5 до 7 г ионов калия и от 2 до 15 г ионов натрия. Потребность в ионах Na настолько велика, что их необходимо специально добавлять в пищу (в виде поваренной соли). Значительная потеря ионов натрия (они выводятся из организма с мочой и потом) неблагоприятно сказывается на здоровье человека. Поэтому в жаркую погоду врачи рекомендуют есть больше солёного. Однако и избыточное содержание их в пище вызывает негативную реакцию организма, например повышение артериального давления. Биологическая функция других щелочных металлов в здоровом организме пока неясна. Однако имеются указания, что введением в организм ионов лития удается лечить одну из форм маниакально-депрессивного психоза. В табл. 2 представлены другие жизненно необходимые элементы.

Таблица 2. Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека

Сa Замедление роста Mg Мускульные судороги Fe Анемия, нарушение иммунной системы Zn Повреждение кожи, замедление роста, замедление сексуального созревания Cu Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия Mn Бесплодность, ухудшение роста скелета Mo Замедление клеточного роста, склонность к кариесу Со Злокачественная анемия Ni Учащение депрессий, дерматиты Сr Cимптомы диабета Si Нарушение роста скелета F Кариес зубов I Нарушение работы щитовидной железы, замедление метаболизма Se Мускульная (в частности, сердечная) слабость