Биология Пасечник Учебник §34 «Регуляция обмена веществ. Витамины». Учебник по биологии УМК Линия жизни (2023) 9 класс. Цитаты из пособия авторов Пасечник, Каменский, Швецов, Гапонюк использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника
§34. РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ.
ВИТАМИНЫ
ВСПОМНИТЕ:
1. Каковы оптимальные условия пищеварения в ротовой полости, желудке и кишечнике?
2. Какие ферменты вам известны и какова их роль в организме человека?
3. Что такое гормоны и какова их роль в организме?
Регуляция обмена веществ.
Регуляция обмена веществ осуществляется нейрогуморальным путём, в том числе связана с работой в организме таких биологически активных веществ, как ферменты, гормоны и витамины.
Нервная регуляция осуществляется гипоталамусом (в нём располагаются центры голода, насыщения, жажды, теплорегуляции). Вегетативная нервная система управляет работой органов, влияя, в свою очередь, на обмен веществ. Гуморальная регуляция происходит посредством гормонов, перемещаемых жидкостями организма. Например, тироксин — гормон щитовидной железы, активизирует основной обмен, инсулин и глюкагон (гормоны поджелудочной железы) регулируют уровень глюкозы, альдостерон (гормон коры надпочечников) — водно-солевой обмен.
Скорость многочисленных биохимических процессов в живых организмах также зависит от температуры, при которой они протекают. Рыбы, например, имеют такую же температуру тела, как и окружающая их водная среда, поэтому интенсивность процессов у них напрямую зависит от температуры окружающей их воды. Птицы и млекопитающие, к которым относится и человек, имеют постоянную температуру тела. Поэтому скорость реакций обмена у этих организмов не зависит от колебаний температуры окружающей среды.
Сохранение постоянной температуры тела является важнейшим проявлением гомеостаза в организме человека.
Ферменты.
Одновременно в организме человека происходят миллионы различных химических взаимодействий. Все эти реакции протекают при температуре, близкой к 37 °С, и малых колебаниях кислотности. В таких условиях химические реакции должны были бы длиться очень долго, а многие из них вообще не должны были бы происходить. Однако в организме все реакции обмена веществ протекают быстро, и многие из них длятся миллионные доли секунды. Это происходит благодаря участию в реакциях обмена веществ ферментов.
Ферменты — это специальные белковые молекулы, ускоряющие протекание химических реакций в организме. Ферменты также называют биологическими катализаторами. В организме человека выявлено не менее тысячи ферментов, каждый из которых избирательно катализирует какую-то реакцию обмена веществ. Например, фермент каталаза способствует превращению образующегося в клетках и очень для них ядовитого пероксида водорода в воду и кислород. Сам фермент в реакциях не участвует, но он способен мгновенно запускать химический процесс с очень малыми затратами энергии. При этом одной молекулы каталазы достаточно, чтобы за 1 с утилизировать 10 тыс. молекул токсичной перекиси.
Роль ферментов в организме человека.
Ферменты за счёт своей каталитической активности очень важны для нормальной работы систем нашего организма. Поэтому отсутствие или нарушение активности какого-либо фермента может привести к заболеваниям, а иногда и к гибели.
Ферменты необходимы для синтеза белков, переваривания и усвоения питательных веществ, реакций энергетического обмена, мышечного сокращения, нервно-психической деятельности, размножения, процессов выведения веществ из организма и т. д.
Для диагностики многих заболеваний человека применяют определение активности ферментов в крови, моче, спинномозговой жидкости и других структурах. Например, анализируя ферменты в плазме крови, можно выявить вирусный гепатит, ранние стадии инфаркта миокарда, заболевания почек и др.
Витамины.
Витамины (от лат. vita – жизнь) — историческое название большой группы биологически активных веществ различной химической природы, которые обычно поступают в организм с пищей и часто входят в состав ферментов, становясь их коферментами. Некоторые витамины могут синтезироваться в организме человека. В отличие от других пищевых веществ, витамины не являются материалом для биосинтеза или получения энергии, однако участвуют практически во всех процессах обмена веществ.
Витамины необходимы организму в очень малых количествах, однако при их недостатке быстро развиваются гиповитаминозы, а при нехватке — авитаминозы, которые могут иметь даже смертельный исход. Избыток витаминов (гипервитаминоз) в организме менее опасен, но в ряде случаев может привести к тяжёлым отравлениям и нарушить обмен веществ.
Недостаток витаминов в организме может быть восполнен применением содержащих их препаратов, получаемых химическим путём, микробиологическим синтезом или из природных источников.
Классификация витаминов.
В настоящее время известно свыше 20 витаминов. Их классифицируют на водорастворимые и жирорастворимые.
Водорастворимые витамины (С, витамины группы В, РР и др.) поступают в организм человека в виде водных растворов. Жирорастворимые витамины (А, D, Е, К) растворяются в жирах пищи и всасываются вместе с ними. У очень пожилых людей или людей с заболеваниями печени нарушено выделение желчи и жиры усваиваются плохо. Суточная потребность в витаминах, содержание их в продуктах питания показаны на рисунках 79 и 80.
Водорастворимые витамины. Витамин С (аскорбиновая кислота) необходим для нормального роста организма. Он регулирует обмен углеводов и белков, участвует в образовании одного из главных белков соединительной ткани — коллагена и стимулирует заживление ран. Кроме того, витамин С способствует усвоению железа в кишечнике, усиливает иммунитет, обезвреживает некоторые ядовитые вещества и токсичные продукты, образующиеся в самом организме. При увеличении нагрузки (физической или умственной) доза витамина должна быть увеличена.
Длительная нехватка (3–4 месяца) этого витамина в пище приводит к заболеванию цингой. На фоне снижения умственной и физической работоспособности, вялости, поражения кожи возникает повышенная кровоточивость. Она вызвана увеличением проницаемости стенок сосудов. Начинаются боли в суставах и мышцах. Дёсны кровоточат, зубы расшатываются и выпадают. Если не возместить недостаток этого витамина, то человек может погибнуть.
Витамин В1 (тиамин) играет важную роль как составная часть ферментов углеводного обмена и обмена аминокислот. Тиамин необходим для нормальной работы нервной, эндокринной и иммунной систем. Если человеку приходится жить и работать в холодном климате, то количество тиамина в пище должно быть увеличено в 1,5–2 раза. При недостатке витамина В1 возникают бессонница, повышенная раздражительность, беспокойство, головные боли. Появляются слабость и боли в ногах. Эта болезнь имеет историческое название бери-бери, а современное название полиневрит.
Витамин В2 (рибофлавин) необходим для обеспечения нормального зрения, роста и развития детей, а также для синтеза главного источника энергии в организме — АТФ. При термической обработке пищевых продуктов содержание рибофлавина в них снижается почти на 50 % . Нехватка витамина В2 в организме может возникать при беременности или тяжёлых физических нагрузках. При значительной нехватке этого витамина возникает воспаление слизистой оболочки языка, уголков рта, губ. Плохо заживают повреждения кожи, слезятся глаза, развивается светобоязнь.
Витамин РР (никотиновая кислота) обеспечивает в организме нормальную интенсивность энергетического обмена. При недостатке никотиновой кислоты развивается пеллагра — тяжёлое заболевание, связанное с поражением центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и кожи. При этом заболевании отмечаются раздражительность, нарушение чувствительности кожных покровов, снижение двигательной активности, потеря устойчивости при ходьбе, психозы и психическая депрессия. Возникает воспаление языка, нарушается секреция желудочного сока, развиваются упорные поносы. Поражение кожи характеризуется симметричным воспалением лица и открытых частей тела. Развитие пеллагры может быть связано с однообразным питанием и использованием в качестве основного продукта зерновых культур, особенно кукурузы.
Жирорастворимые витамины. Витамин А (ретинол) обеспечивает нормальный рост организма, формирование скелета, размножение клеток кожных покровов, необходим для нормального зрения. В растениях присутствует растительный пигмент бета-каротин, из которого в организме человека медленно образуется витамин А. При нормальном питании в печени человека образуется депо этого витамина. Первым симптомом нехватки витамина А является куриная слепота, т. е. снижение способности различать цвета в полумраке. Затем на склере глаза появляется то, что в народе называется бельмом. Отсутствие лечения быстро приводит к слепоте. Недостаток витамина способствует развитию различных поражений кожи — дерматитов.
Витамин D (кальциферол) регулирует обмен кальция и фосфора и необходим для нормального образования костной ткани. Он повышает всасывание этих минеральных веществ в тонком кишечнике и способствует их отложению в костях. Дети испытывают особую потребность в этом витамине, поэтому суточная доза для них несколько больше, чем для взрослых. Витамин D вырабатывается в коже под действием ультрафиолетового излучения, т. е. при загаре. У детей D-авитаминоз проявляется в виде болезни, называемой рахитом. При этом у них наблюдаются судороги, они отстают в развитии, кости голеней искривляются, окостенение родничков черепа задерживается.
Витамин Е (токоферол) является универсальным защитником клеток организма от повреждения чрезвычайно активными химическими соединениями, которые называют свободными радикалами. Витамин Е не даёт свободным радикалам кислорода разрушать клеточные мембраны.
Витамин К (филлохинон) участвует в образовании протромбина, без которого невозможно свёртывание крови. Кроме того, этот витамин вырабатывается бактериями, живущими в толстом кишечнике.
ЗАПОМНИТЕ:
Ферменты • Витамины • Гиповитаминоз • Авитаминоз • Гипервитаминоз
ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ (стр.167)
- Приведите примеры известных вам ферментов. Раскройте механизм их работы.
- Чем опасно для человека в период болезни повышение температуры тела выше 40 °С?
- Как классифицируют витамины? Приведите примеры.
- Несмотря на то что витамины не являются источником энергии для клетки или материалом для синтеза веществ, жизнедеятельность организма без них невозможна. Докажите или опровергните это высказывание.
- Какие продукты, богатые витаминами А и D, вы включаете в своё меню?
ПОДУМАЙТЕ!
1. Посчитайте, сколько (в граммах) овощей и фруктов (каких?) нужно вам на неделю, чтобы обеспечить себя необходимым количеством витамина С? Можно ли этот витамин заменить на другой?
2. В дополнительных источниках информации найдите и отберите примеры разных способов кулинарной обработки пищи, которые позволяют сохранять полезные свойства витаминов (жирорастворимых и водорастворимых). Объясните свой выбор.
Вы смотрели: Биология Пасечник Учебник §34 «Регуляция обмена веществ. Витамины». Учебник по биологии УМК Линия жизни для 9 класса. Цитаты из пособия использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника