Лекция №1 «Витамины. Их роль в обмене веществ»
учебно-методический материал по биологии по теме

Лекция 1

«Витамины. Их роль в обмене веществ»

Цель:

• Показать природную связь между организмами;
• Разъяснить значение витаминов, рассказать об основных авитаминозах и их симптомах;
• Предупредить о последствиях неумеренного потребления витаминных препаратов (гипервитаминозы).

1. Что такое витамины? Из истории открытия витаминов (слайды №№1-10)

1. Витамин А                (слайды №№11-14)
2. Витамин РР                (слайды №№15-18)
3. Витамин В1                (слайды №№19-21)
4. Витамин В2                (слайды №№22-24)
5. Витамин В6                (слайды №№25-28)
6. Витамин В12                (слайды №№29-31)
7. Витамин С                (слайды №№32-36)
8. Витамин Д                (слайды №№37-39)
9. Заключение                (слайды №№40-43)

Люди веками знали о тяжелых последствиях недостатка в организме веществ, необходимых им в небольших количествах, для того чтобы остаться здоровыми. Наиболее яркий пример нехватки таких веществ в организме – цинга, бич первооткрывателей, путешественников и воинов, которые подолгу не ели свежих фруктов и овощей. Крестоносцы, совершавшие походы из Европы в Иерусалим в XI-XIII вв., часто терпели поражение не от врагов, а от цинги, которая выражалась в слабости, одышке, хрупкости костей, незаживающих ранах, болях, истерии, депрессии, опухании и воспалении десен и других недомоганиях. Позже та же самая проблема встала перед английскими моряками во время дальних морских путешествий. Очень часто больше половины матросов умирало от цинги.

Цинга считалась неизлечимой почти до конца XVIII в., пока в рацион моряков датского флота не включили цитрусовые фрукты, а британских моряков – лимоны. Неизвестное тогда вещество, содержащееся в цитрусовых, которое позже было названо витамином С, предотвращало цингу. Микроскопического количества его в лимоне хватило для того, чтобы победить это страшное заболевание.

Причины заболеваний, связанных с неполноценным питанием, первым открыл русский ученый – врач Николай Иванович Лунин. Молодой ученый Дерптского университета исследовал роль минеральных веществ в питании. Искусственными смесями, полученными лабораторным путем из химически чистых веществ, Н.И.Лунин кормил мышей. В диету включались минеральные соли. Мыши без минеральных солей гибли на 11-й день, так же как и те, которым к искусственной еде добавляли соль и соду. Тогда Н.И.Лунин решил проверить, как себя будут чувствовать мыши, если в их искусственные «обеды» включать все необходимые минеральные соли. Через некоторое время мыши тоже все погибли. Другая партия мышей, которых кормили коровьим молоком, была здорова. У ученого возникла мысль: значит, в искусственных смесях чего-то не хватает, и сделал предположение, что это какие-то неизвестные вещества, которые в ничтожно малых количествах обязательно присутствуют в таких естественных продуктах, как молоко. Так впервые научно было доказано, что в состав пищи входят неизвестные вещества, позже названные витаминами. Исследования Н.И.Лунина долгое время были малоизвестны, и их забыли.

Опыты Н.И.Лунина были повторены позже в России, Швейцарии, Англии, Америке. Результаты неизменно были те же, правильность и точность опытов подтвердились.

В 1907 году норвежские ученые Хольст и Фрелих вызвали цингу у морских свинок, а причину цинги как авитаминоза открыл академик В.В.Пашутин позже.

 В 1890 году голландский врач Эйкман прибыл на Яву, где наблюдал страшную болезнь. У больных немели руки и ноги, наступал паралич конечностей, при этом тяжелом заболевании поражаются нервы конечностей, особенно ног, расстраивается походка, нарушается деятельность сердца. Походка больного напоминает движения человека, у которого цепями скованы ноги. С этим связано и название болезни – бери-бери, что означает «оковы». Еще за 20 лет до наблюдений Эйкмана с этой болезнью столкнулись русские врачи у берегов Японии и Китая. Причин, вызывающих заболевание, они не знали, но на основе жизненного опыта народа предлагали добавлять в пищу семена и плоды бобовых растений. Больные выздоравливали. Выяснить причину болезни помогло случайное наблюдение Эйкмана за курами во дворе тюремной больницы, где он работал врачом. Эйкман заметил, что у сидящих в клетках кур, которых кормили очищенным рисом, проявлялись признаки бери-бери: судороги сводили им шею и ноги. Многие из них в конце концов гибли. Куры же, свободно разгуливающие по двору, были здоровы, поскольку они находили себе самую разнообразную пищу. Последовали многочисленные опыты. Эйкман всякий раз, когда кормил кур только очищенным рисом, обязательно вызывал заболевание бери-бери. Когда же он кормил больных кур неочищенным рис они выздоравливали. Что же находилось в рисовых отрубях, Эйкман и не узнал. Однако врачи стали лечить больных людей рисовыми отрубями.

Перестали сомневаться, что в пище содержатся в ничтожно мая количествах какие-то другие вещества, необходимые для жизни животных и человека. И только в последние десятилетия удалось выдели эти вещества в чистом виде. Видный польский биохимик К.Функ получил из рисовых отрубей желтые кристаллы, тысячной доли грамма которых было достаточно, чтобы вылечить голубей от бери-бери. Загадка лечебной силы рисовых отрубей была раскрыта. К.Функ назвал их витаминами.

Славную страницу в историю вписали витаминологи, открыв способ лечения губительной болезни – злокачественного малокровия. Обычная форма малокровия связана с недостатком гемоглобина в крови и легко излечивается питанием, пребыванием на воздухе, отдыхом. Злокачественная анемия – сложная форма малокровия – долгое время была неизлечима, так как не знали причин, вызывающих ее. Впервые эта болезнь была описана в 1855 году английским врачом Эддисоном. У больных злокачественной формой малокровия в костном образовывались ядерные эритроциты, не способные превращаться нормальные безъядерные эритроциты. Открытие причин этого представляет длинную цепь исследований. Прежде всего установили связь этой болезни с недостатком в организме витамина группы В. Больным стали давать полувареную или сырую печень, а также экстракты из нее. Из вытяжки печени химики в 1948 году получили красные кристаллы, содержащие кобальт. Новое вещество назвали витамином В12.

Витамины – это вещества, необходимые человеку, для того чтобы он оставался здоровым. Требуются они нашему организму в малых количествах.

К растворимым в жирах относятся витамины А, D, Е и К, которые усваиваются из пищи вместе с жирами. Хотя мы и получаем витамины из пищи, они не обеспечивают нас ни калориями, которые сжигаются при нагрузке, ни белками для образования соединительных тканей. Первый витамин А был открыт только в 1913 г. После него состоялось открытие еще 12 витаминов, затем была определена их роль в обмене веществ человеческого организма, их свойства, а также продукты, в состав которых они входят. Известно 13 витаминов. Они не связаны друг с другом, не принадлежат к одной химической «семье» и не всегда имеют похожие структуры и свойства. Но их объединяет то, что они жизненно необходимы для обмена веществ в организме, для его роста и здоровья. Организм не может их вырабатывать сам или вырабатывает, но недостаточно. Именно поэтому мы должны получать витамины извне, т.е. из пищи.

Витамины делят на две категории: растворимые в воде и растворимые в жирах. К первой категории относятся витамины B1, В2, В6, В12, биотин (витамин Н), фолиевая, никотиновая, пантотеновая кислоты (витамин В3) и витамин С, растворенные в воде, которая содержится в продукте. Запасы этих веществ в организме очень малы, поэтому их нужно потреблять каждый день.

Организм человека страдает как от нехватки витаминов, так и от их избытка. Недостаток витаминов называют гиповитаминозом. Избыток их – менее серьезная проблема, чем недостаток, однако и он приносит вред нашему здоровью. Избыток витаминов в организме называют гипервитаминозом. Коротко ознакомимся с витаминами, их свойствами, ролью в обмене веществ, применением и продуктами, в которые они входят.

2. ВИТАМИН А (слайды №№11-14)

Витамин А был открыт в 1913 г. самым первым. Его еще называют «противовоспалительным витамином», или «витамином для кожи». На самом деле к витамину А относится целая группа веществ, имеющих одинаковые свойства. Ретинол, ретиналь, бета-каротин и другие каротиноиды принадлежат к «семье витамина А». Витамин А, или, как его еще называют, «ранний витамин А», является животной формой витамина и содержится в печени животных и других продуктах животного происхождения.

Бета-каротин, или провитамин А, один из 400 членов «семьи витамина А» – его растительная форма. Бета-каротин содержится в овощах и других продуктах растительного происхождения, попадая в организм, он превращается в витамин А.

Витамин А укрепляет иммунитет человека, поддерживает его способность к деторождению, участвует в синтезе белков; кроме того, он сохраняет в здоровом состоянии кожу, дыхательные пути, пищевод, толстую и прямую кишку, мочеполовые пути, почки и желчный пузырь.

Витамин А (бета-каротин) предотвращает рак желудка, толстой кишки, мочевого пузыря, молочной железы, ротовой полости, пищевода, легких, замедляет старение кожи. Он необходим для здоровья глаз, помогает телу справиться с инфекцией, нужен для роста и формирования костей. Употребление пищи, богатой бета-каротином, существенно уменьшает риск инсульта.

Признаки нехватки витамина А (гиповитаминоза): опасность повторной инфекции, куриная слепота, кожные заболевания.

Признаки гипервитаминоза:

1. тошнота, боль в суставах, раздражительность, сонливость, кожные заболевания, увеличение селезенки, печени и другие – при избытке употребления витаминной добавки;
2. симптомы передозировки бета-каротина неизвестны, т.е. необходимое количество организм превращает в витамин А, а избыток выводится с мочой.

Источники витамина: масло, молоко, печень – продукты животного происхождения; бета-каротин содержится в овощах и фруктах, например в картофеле, моркови, шпинате, кресс-салате, жгучем перце, огородной капусте, в ботве репы, свеклы, листьях одуванчика.

3. ВИТАМИН РР (НИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА) (слайды №№15-18)

Никотиновую кислоту открыли в США при попытке найти лекарство от тяжелой болезни пеллагры, охватившей весь юг США.

Эта кислота – член семьи витаминов В, необходима она для поддержания здорового состояния кожи, ротовой полости, кишечника, нервов. Организм использует ее для извлечения энергии из белков, жиров и углеводов. Запасы ее в организме очень малы, потреблять ее надо ежедневно. Она препятствует образованию раковых клеток, полезна для сердца, понижает в крови уровень общего «вредного» холестерина и жиров, одновременно повышая уровень «полезного» холестерина.

Признаки гиповитаминоза: головные боли, мышечную слабость, чувство усталости, тошноту, рвоту, раздражительность, сухость, шелушение кожи, дерматит, понос, слабоумие и наконец, смерть.

Признаки гипервитаминоза: избыток ее вызывает покраснение кожи, головные боли и другие временные проблемы.

Источники витамина: содержится в цыплятах, рыбе, сыре, молоке, орехах, печени, витаминизированных крупах, кашах.

4. ВИТАМИН В1 (ТИАМИН) (слайды №№19-21)

Витамин В на самом деле оказался целой группой витаминов, которые ученые стали называть В1, В2, В3 и т.д.

В1 участвует в расщеплении жиров, белков, углеводов и их переработке в энергию. Он нужен для нормального функционирования любой клетки организма, особенно нервных клеток. Важна его роль в предотвращении катаракты. Нехватка витамина В1 часто встречается у алкоголиков. Запасы витамина в нашем организме малы, поэтому его надо потреблять постоянно.

Признаки гиповитаминоза: слабость рук и ног, их онемение, ощущение жара в ступнях, запоры, замедленное сердцебиение, потеря памяти, депрессия, дезориентация в пространстве и времени. Этот витамин играет важную роль в процессе обмена веществ на клеточном уровне, поэтому его нехватка может привести к накоплению в клетках органических веществ – шлаков, а отсюда – симптомы гиповитаминоза.

Признаки гипервитаминоза: не наблюдалось, поскольку его в нашем организме очень мало.

Источники витамина: содержится в свинине, арахисе, свекле, свежем и сушеном горохе, апельсинах, сушеных бобах, зерновом и витаминизированном хлебе и рисе. Рацион с высоким содержанием сахара и рафинированными продуктами может препятствовать усвоению витамина. Чрезмерная тепловая обработка продуктов разрушает в них витамин В1.

5. ВИТАМИН В2 (РИБОФЛАВИН) (слайды №№22-24)

Витамин В2 – желтое вещество, которое придает моче ее специфический цвет. Он легко растворяется в кишечнике. Если в кишечнике уже есть пища, то процесс усвоения протекает быстрее. Витамин лучше усваивается из еды, чем из витаминных добавок. Поэтому витаминные добавки надо принимать вместе с едой. Алкоголизм и чрезмерное потребление сахара вызывают нехватку витамина в организме. Его надо потреблять регулярно, т.к. запасы его в организме человека малы. Витамин В2 играет важную роль в расщеплении и использовании жиров, белков и углеводов. Он участвует в процессе образования эритроцитов и некоторых гормонов; он необходим для роста и обновления тканей тела.

Признаки гиповитаминоза: при нехватке витамина В2 наблюдаются жжение и зуд в глазах, ухудшение зрения, жжение на языке и болезненная чувствительность губ, ротовой полости и языка, трещины в уголках губ, депрессия, истерия, воспаление слизистой оболочки рта, шелушение кожи, кожные заболевания. У женщин с нехваткой витамина В2 могут родиться дети с врожденными пороками или задержкой роста.

Признаки гипервитаминоза: избытка витамина не наблюдается: рибофлавин не токсичен.

Источники витамина: печень, молоко и молочные продукты – отличные источники витамина В2. Он содержится также в йогурте, говядине, витаминизированных кашах, хлебе, капусте брокколи, шпинате и других зеленых овощах. Пищевая обработка продуктов не снижает его содержания. Свет уничтожает витамин В2.

6. ВИТАМИН В6 (слайды №№25-28)

Витамин В6 – это «мини-семья» взаимосвязанных веществ – пиридоксина, пиридоксала и пиридоксамина.

Он участвует во многих процессах в организме, например превращает углеводы в аминокислоты, играет важную роль в процессе выработки гормонов, гемоглобина в эритроцитах, содержащих кислород. Потреблять регулярно, т. к. его запасы в организме малы.

Признаки гиповитаминоза: при нехватке витамина В6 наблюдаются ослабление иммунной системы, нервозность, слабость, потеря аппетита и веса, малокровие, сердечная аритмия, бессонница, воспаление нервных окончаний и летаргия. Часто нехватку этого витамина испытывают пожилые люди, несмотря на достаточное его количество в рационе питания.

Признаки гипервитаминоза: при избытке витамина В6 (при инъекциях больших доз) наблюдаются сонливость, нарушение координации, другие проблемы.

Источники витамина: В6 содержится в мясе, домашней птице, сосны и бобах, сушеных бобах, горохе и других богатых белка ми продуктах, а также в кочанной и цветной капусте, картофеле, зерновом хлебе, бананах. Витамин разрушается при замораживании и под действием света.

7. ВИТАМИН В12 (КОБАЛАМИН, ЦИАНОКОБАЛАМИН) (слайды №№29-31)

 История витамина В12 началась со смертельно опасного заболевания, которому в XIX в. было дано название «злокачественное малокровие». Позже врачи открыли лекарство от этой болезни – полкило сырой печени в день. И только в 1940 г. ученые выделили из печени вещество, которым можно было лечить малокровие, и назвали его витамин В12.

Витамин В12 участвует в процессе роста и созревания эритроцитов в костном мозге и выпуска созревших эритроцитов в кровеносную систему, поддерживает иммунную систему в здоровом состоянии и выполняет много других функций.

Признаки гиповитаминоза: нехватка витамина В12 в организме вызывает смертельное малокровие. К другим симптомам нехватки витамина относятся головокружение, ухудшение памяти, слабость, увеличенная селезенка, головные боли, сердцебиение, запоры, синяки от легких ушибов, плохая свертываемость крови. Нехватка витамина В12 и сахарный диабет связаны между собой.

Признаки гипервитаминоза: избытка В12 не наблюдается, т.к. он не токсичен.

Источники витамина: Витамин В12 содержится только в мясе, молоке, домашней птице, других продуктах животного происхождения. В растительных продуктах его нет. Понижает содержание витамина В12 варка и воздействие света. Потреблять его нужно регулярно, т. к. запасы его в организме малы.

8. ВИТАМИН С (АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА) (слайды №№32-36)

Это самый известный из витаминов. Дважды лауреат Нобелевской премии Лин Паулинг заявил, что витамин С может вылечить простуду.

Он жизненно необходим для здоровья иммунной системы. Из всех функций витамина С самая главная состоит в выработке и сохранении коллагена – белка, который «цементирует» клетки и тем самым служит основой для образования соединительных тканей. Коллаген есть в нашем организме везде, включая кости, зубы, сухожилия, кожу и сосуды.

Витамин С облегчает дыхание астматикам, ускоряет выздоровление после пневмонии, гепатита и других инфекционных заболеваний, помогает бороться с раком, а также с излишним весом, уничтожает бактерии и вирусы, укрепляет иммунитет. Витамин разрушается под действием света, а также если продукт долго мыть или готовить. То же самое происходит при подогреве вчерашней пищи. Алкоголь и стрессы увеличивают потребность в витамине С. Потреблять его надо регулярно.

Признаки гиповитаминоза: при нехватке витамина С наблюдаются проблемы с сосудами, опухание и боли в суставах, в костях, мышечные судороги, плохое затягивание ран, открытие старых ран, одышка, воспаление и кровотечение десен, подкожные кровотечения, синяки при легких ушибах, раздражительность. Серьезная нехватка витамина ведет к цинге.

Признаки гипервитаминоза: избыток витамина С выводится с мочой, но может вызнать понос, другие проблемы с желудком. Из-за злоупотребления им могут возникнуть камни в почках.

Источники витамина: Витамин С содержится в свежих овощах и фруктах: красном сладком перце, горохе, клубнике, брюссельской капусте, мандаринах, грейпфруте, брокколи, помидорах.

9. ВИТАМИН D (слайды №№32-36)

Наш организм может вырабатывать витамин Д, который называют еще «солнечным витамином», только под воздействием солнечного света.

Витамин D представляет собой группу из трех взаимосвязанных веществ (D1, D2, D3), которые регулируют в организме процесс усвоения кальция и фосфора, т.е. укрепляет кости и зубы, делает их здоровыми. Необходим он и для здоровья нервных клеток и мышц.

Признаки гиповитаминоза: при недостатке витамина могут возникнуть кариес и расстройство нервной системы. Классическое детское заболевание, связанное с дефицитом витамина D, – рахит. У взрослых наблюдается размягчение костей. Витамина D может не хватать тем людям, кто мало бывает на солнце.

Признаки гипервитаминоза: передозировка витамина вызывает головные боли, дерматит, понос, потерю аппетита, наносит непоправимый вред сердцу и почкам, может привести к избыточной кальцификации костей и умственной отсталости.

Источники витамина: Самый лучший источник витамина D – витаминизированное молоко. Его также много в рыбьем жире, содержится он в сельди, лососе, сардинах, печени, сливках, яичном желтке. В молочных продуктах, например в сыре, его нет.

10. Заключение (слайды №№40-43)

Витаминам посвящено множество исследований ученых. Авитаминозом объясняют множество болезней, даже наркоманию. Современным людям, считают ученые, витаминов катастрофически не хватает. Они сделали вывод о том, что в нашем рационе слишком мало натуральных продуктов, поэтому мы можем удовлетворить потребность в витаминах, лишь съедая десятки килограммов овощей и фруктов в день или употребляя искусственные витамины в таблетках. Реклама витаминов захлестнула цивилизованный мир.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) решила прояснить истину. Вердикт специалистов суров: свежие фрукты и овощи куда полезнее витаминных препаратов, ибо «природный» витамин совсем не то же, что таблетка, рожденная в пробирке. Так что эра преувеличенных восторгов по поводу искусственных витаминов, похоже, подходит к концу.

Древняя медицинская мудрость гласит: «Все яд и все лекарство. Дело только в дозе». Это верно и применительно к витаминам. Здоровому человеку лучше обходиться разнообразной пищей. Больному – по назначению врача – можно воспользоваться витаминами из аптеки.

Список литературы

1. Энциклопедия для детей. Т. 18. Ч. 1. Происхождение и природа человека. Как работает тело. Искусство быть здоровым / Глав. ред. В. Володин. М.: Аванта+, 2001.
2. Фокс Б. Выбираем продукты. (Серия «С пользой для здоровья») . СПб.: Питер Паблишинг, 1997.
3. Минделл Э. Справочник по витаминам и минеральным веществам / Пер. с англ. М.: Медицина и питание, 1997.
4. Обербайль К. Витамины-целители /Пер. с нем.С. Борича, И. Лившиц. Спутники нашего здоровья. [Кеб. в целом: сост. В. В. Шарпило. М.: Парадокс, 1997.]