Кто ввел в биохимию термин витамин
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 ноября 2019;
проверки требуют 5 правок.
Витамин K1 (филлохинон). Содержит функциональное нафтохиноновое кольцо и алифатическую боковую цепь. Филлохинон имеет фитил в боковой цепи.
Витамин К — групповое название липофильных (жирорастворимых) и гидрофобных витаминов, необходимых для синтеза белков, обеспечивающих нормальный уровень коагуляции крови. Химически является производным 2-метил-1,4-нафтохинона. Играет значительную роль в обмене веществ в мышцах и в соединительной ткани, а также в здоровой работе почек. Во всех этих случаях витамин участвует в усвоении кальция и в обеспечении взаимодействия кальция и витамина D. В других тканях, например, в лёгких и в сердце, тоже были обнаружены белковые структуры, которые могут быть синтезированы только с участием витамина К
Физико-химические свойства[править | править код]
Витамин K1 представляет собой вязкую жёлтую жидкость, хорошо растворим в петролейном эфире, хлороформе, плохо — в этаноле, не растворим в воде.[1]
Основные формы витамина К[править | править код]
Витамин K определяют как группу липофильных (гидрофобных) витаминов.
Витамин K2 (менахинон, менатетренон) продуцируется бактериями в кишечнике, поэтому его недостаточность проявляется редко, преимущественно при дисбактериозах.
Химическое строение[править | править код]
Витамин K2 (менахинон). Боковая цепь может состоять из разного числа изопреноидных остатков.
Витамин K — групповое название для ряда производных 2-метил-1,4-нафтохинона, сходного строения и близкой функции в организме. Обычно они имеют метилированный нафтохиноновый фрагмент с переменной по числу звеньев алифатической боковой цепью в положении 3 (см. рис. 1). Филлохинон (также именуемый витамином K1) содержит 4 изопреноидных звена, одно из которых является ненасыщенным.
В природе найдены только два витамина группы К: выделенный из люцерны витамин K1 и выделенный из гниющей рыбной муки K2. Кроме природных витаминов К, в настоящее время известен ряд производных нафтохинона, обладающих антигеморрагическим действием, которые получены синтетическим путём. К их числу относятся следующие соединения:
витамин К3 (2-метил-1,4-нафтохинон), витамин К4
(2-метил-1,4-нафтогидрохинон), витамин К5
(2-метил-4-амино-1-нафтогидрохинон), витамин К6
(2-метил-1,4-диаминонафтохинон), витамин К7
(3-метил-4-амино-1-нафтогидрохинон).
Биохимия[править | править код]
Витамин K участвует в карбоксилировании остатков глутаминовой кислоты в полипептидных цепях некоторых белков. В результате такого ферментативного процесса происходит превращение остатков глутаминовой кислоты в остатки гамма-карбоксилглутаминовой кислоты (сокращенно Gla-радикалы). Остатки гамма-карбоксилглутаминовой кислоты (Gla-радикалы), благодаря двум свободным карбоксильным группам, участвуют в связывании кальция. Gla-радикалы играют важную роль в биологической активности всех известных Gla-белков[2].
В настоящее время обнаружены 14 человеческих Gla-белков, играющих ключевые роли в регулировании следующих физиологических процессов:
- свёртывание крови (протромбин (фактор II), факторы VII, IX, X, белок C, белок S и белок Z)[3].
- метаболизм костей (остеокальцин, также названный Gla-белком кости, и матрицей gla белка (MGP))[4].
- сосудистая биология[5].
Некоторые бактерии, такие как кишечная палочка, найденная в толстом кишечнике, способны синтезировать витамин K2 , но не витамин K1[6].
В этих бактериях витамин K2 служит переносчиком электронов в процессе, называемым анаэробным дыханием. Например, такие молекулы, как лактаты, формиаты или NADH, являющиеся донорами электронов, с помощью фермента передают два электрона K2. Витамин K2, в свою очередь, передает эти электроны молекулам — акцепторам электронов, таким как фумараты или нитраты, которые, соответственно, восстанавливаются до сукцинатов или нитритов. В результате таких реакций синтезируется клеточный источник энергии АТФ, подобно тому, как он синтезируется в эукариотических клетках с аэробным дыханием. Кишечная палочка способна осуществлять как аэробное, так и анаэробное дыхание, в котором участвуют интермедиаты менахиноны.
Роль в возникновении заболеваний[править | править код]
Дефицит витамина К может развиваться из-за нарушения усвоения пищи в кишечнике (такие как закупорка желчного протока), из-за терапевтического или случайного всасывания антагонистов витамина K, или, очень редко, дефицитом витамина К в рационе. В результате приобретенного дефицита витамина К Gla-радикалы формируются не полностью, вследствие чего Gla-белки не в полной мере выполняют свои функции. Вышеописанные факторы могут привести к следующему: обильные внутренние кровоизлияния, окостенение хрящей, серьёзная деформация развивающихся костей или отложения солей на стенках артериальных сосудов.
В то же время переизбыток витамина К способствует увеличению тромбоцитов, увеличению вязкости крови, и как следствие крайне нежелательно употребление продуктов богатых витамином К для больных варикозом, тромбофлебитом, некоторыми видами мигреней, людям с повышенным уровнем холестерина (так как формирование тромбов начинается с утолщения артериальной стенки вследствие формирования холестериновой бляшки).
История[править | править код]
В 1929 году датский учёный Хенрик Дам (дат. Carl Peter Henrik Dam) исследовал последствия недостатка холестерина у цыплят, находившихся на лишённой холестерина диете[7]. Через несколько недель у цыплят развилась геморрагия — кровоизлияние в подкожную клетчатку, мышцы и другие ткани. Добавление очищенного холестерина не устраняло патологических явлений. Оказалось, что целебным эффектом обладают зёрна злаков и другие растительные продукты. Наряду с холестерином из продуктов были выделены вещества, которые способствовали повышению свертывания крови. За этой группой витаминов закрепилось название витамины К, поскольку первое сообщение об этих соединениях было сделано в немецком журнале, где они назывались Koagulationsvitamin (витамины коагуляции).
В 1939 году в лаборатории швейцарского ученого Каррера впервые был выделен из люцерны витамин К, его назвали филлохинон.
В том же году американские биохимики Бинклей и Дойзи получили из гниющей рыбной муки вещество с антигеморрагическим действием, но с иными свойствами, чем препарат, выделенный из люцерны. Это вещество получило название витамин К2, в отличие от витамина из люцерны, названного витамином К1[8].
В 1943 году Дам и Дойзи получили Нобелевскую премию за открытие и установление химической структуры витамина K.
Нормы потребления[править | править код]
Рекомендованная дневная норма для мужчин (25 лет) в США Dietary Reference Intake[en] (DRI) — 120 мкг/сут.
Таблица норм потребления витамина K[править | править код]
Группа людей | Возраст | Суточная норма витамина K, мкг/день |
---|---|---|
Младенцы | до 6 месяцев | 2,0 |
Младенцы | 7—12 месяцев | 2,5 |
Дети | 1—3 года | 30 |
Дети | 4—8 лет | 55 |
Дети | 9—13 лет | 60 |
Подростки | 14—18 лет | 75 |
Взрослые | 19 лет и старше | 120 |
Источники[править | править код]
Витамин K обнаружен в зелёных листовых овощах, таких как шпинат и латук; в зелёном чае; в капустных — кормовой капусте, белокочанной капусте, цветной капусте, брокколи и брюссельской капусте; в таких растениях, как крапива, дымянка лекарственная[9], пшеница (отруби) и другие злаки, тыкве, авокадо, в некоторых фруктах, таких как киви и бананы; в мясе; коровьем молоке и молочных продуктах; яйцах; сое и продуктах из неё. Петрушка также содержит значительное количество витамина К.
Токсичность[править | править код]
Возможны аллергические реакции.
См. также[править | править код]
- Филлохинон
Примечания[править | править код]
- ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/773.html XuMuK.ru — ВИТАМИН К — Химическая энциклопедия]. www.xumuk.ru. Дата обращения 4 мая 2017.
- ↑ Furie B., Bouchard B. A., Furie B. C. Vitamin K-dependent biosynthesis of gamma-carboxyglutamic acid. (англ.) // Blood. — 1999. — 15 March (vol. 93, no. 6). — P. 1798—1808. — PMID 10068650. [исправить]
- ↑ Mann K. G. Biochemistry and physiology of blood coagulation. (англ.) // Thrombosis And Haemostasis. — 1999. — August (vol. 82, no. 2). — P. 165—174. — PMID 10605701. [исправить]
- ↑ Price P. A. Role of vitamin-K-dependent proteins in bone metabolism. (англ.) // Annual Review Of Nutrition. — 1988. — Vol. 8. — P. 565—583. — doi:10.1146/annurev.nu.08.070188.003025. — PMID 3060178. [исправить]
- ↑ Berkner K. L., Runge K. W. The physiology of vitamin K nutriture and vitamin K-dependent protein function in atherosclerosis. (англ.) // Journal Of Thrombosis And Haemostasis : JTH. — 2004. — December (vol. 2, no. 12). — P. 2118—2132. — doi:10.1111/j.1538-7836.2004.00968.x. — PMID 15613016. [исправить]
- ↑ Bentley R., Meganathan R. Biosynthesis of vitamin K (menaquinone) in bacteria. (англ.) // Microbiological Reviews. — 1982. — September (vol. 46, no. 3). — P. 241—280. — PMID 6127606. [исправить]
- ↑ DAM H. The Antihæmorrhagic Vitamin of the Chick.: Occurrence And Chemical Nature (англ.) // Nature. — 1935. — April (vol. 135, no. 3417). — P. 652—653. — ISSN 0028-0836. — doi:10.1038/135652b0. [исправить]
- ↑ MacCorquodale D. W., Binkley S. B., Thayer S. A., Doisy E. A. ON THE CONSTITUTION OF VITAMIN K1 (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 1939. — July (vol. 61, no. 7). — P. 1928—1929. — ISSN 0002-7863. — doi:10.1021/ja01876a510. [исправить]
- ↑ Лебеда А. Ф. и др. Лекарственные растения. Самая полная энциклопедия / Научн. ред. Н. Замятина. — М.: АСТ-пресс книга, 2009. — С. 138. — (Золотая коллекция растений). — ISBN 978-5-462-00943-3
[1]
Литература[править | править код]
- Dam, H., Researches in Vitamin K, In: Pespectives in Biological Chemistry (RE Olson, ed.), Marcel Dekker, 1970. The Nobel Prize winner recounts the history of the discovery of Vitamin K.
- Suttie, J.W., Vitamin K, In: Handbook of Lipid research: The fat-soluble vitamins (HF DeLuca, ed.), Plenum Press, 1978. Outstanding review of Vitamin K research from 1930—1978 by one of the leaders in the field.
- David A. Bender, Nutritional biochemistry of the vitamins, Cambridge University Press, 2003
- G. F. M. Ball, Vitamins: their role in the human body, Blackwell Science, 2004
- Gerald F. Combs, The vitamins: fundamental aspects in nutrition and health, Academic Press, 1998
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных ссылок
|
- ↑ Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации Методические рекомендации МР 2.3.1.2432—08 [1][2]
Источник
ФИО: Хамаева Юлия Андреевна
Должность: учитель биологии
Место работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя школа №14» города Смоленска
Тема теста: Витамины
Класс: 8
УМК: Н.И. Сонин, М.Р. Сапин. Биология. Человек. 8 класс. М: Дрофа. 2014
Тест по теме «Витамины»
Задания составлены на основе рабочей программы в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования.
Тестовая работа предназначена для проверки знаний учащихся 8 класса по теме витамины. Тест содержит 2 варианта и включает 2 части: часть 1 – с выбором одного варианта ответа, часть 2 – с множественным выбором.
Цели:
Выявить уровень усвоения и глубину знаний темы «Витамины»;
Выявить знание базовых понятий данной темы.
На работу отводится 15 минут.
1 вариант
Часть 1
При выполнении заданий 1-10 укажите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа
1. Кем были открыты витамины?
А) Функ
Б) Лунин
В) Павлов
2. Гипервитаминоз – это …
А) отсутствие витаминов
Б) недостаток того или иного витамина
В) избыток витаминов
3. К жирорастворимым витаминам относят:
А) С и D
Б) А и Е
В) В2 и К
4. Витамин А содержится в большом количестве в:
А) неочищенных зернах
Б) чеснок
В) рыбий жир
5. Недостаток витамина В1 вызывает болезнь:
А) Бери-бери
Б) Малокровие
В) Цинга
6. Синдром недостаточности всасывания в кишечнике – это признак недостатка витамина:
А) Е
Б) В2
В) К
7. Недостаток какого витамина вызывает болезнь «перемежающаяся хромота»?
А) Е
Б) В1
В) D
8. Витамин К содержится в:
А) кукурузное и подсолнечное масло, молоко сыр
Б) молоко, сыр, рыба
В) тыква, клубника, томат
9. Недостаток витамина D вызывает заболевание:
А) Гиперкератоз
Б) Рахит
В) Цинга
10. Витамин D содержится в:
А) Рыбьем жире
Б) Тыкве
В) Клубнике
Часть 2
При выполнении задания 11 укажите последовательность из трех цифр
11. Какие витамины содержатся в молоке?
А) С
Б) В2
В) В12
Г) Е
Д) А
Е) РР
При выполнении задания 12 укажите последовательность букв соответствующих данным цифрам.
12. Соотнесите витамин и болезни, которые вызывает недостаток данного витамина
Витамин | Болезнь при недостатке витамина |
1. С | А. Воспаление слизистых оболочек, трещинки в уголках рта |
2. В2 | Б. Стоматит |
3. В6 | В. Цинга |
2 вариант
Часть 1
При выполнении заданий 1-10 укажите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа
1. Кто ввел понятие «витамин»?
А) Лунин
Б) Павлов
В) Функ
2. Авитаминоз – это…
А) отсутствие витаминов
Б) недостаток того или иного витамина
В) избыток витаминов
3. К водорастворимым витаминам относят:
А) А и Е
Б) С и К
В) С и В12
4. Витамин С содержится в большом количестве в:
А) лимоне
Б) шиповнике
В) твороге
5. Недостаток витамина В12 вызывает болезнь:
А) Бери-бери
Б) Цинга
В) Малокровие
6. Воспаление слизистой оболочке в ротовой полости, трещинки в уголках рта – это признаки недостатка витамина:
А) Е
Б) В2
В) D
7. Какой витамин синтезируется под действием УФ лучей?
А) Е
Б) В2
В) D
8. Витамин Е содержится в:
А) кукурузное и подсолнечное масло, молоко сыр
Б) молоко, сыр, рыба
В) тыква, клубника, томат
9. Недостаток витамина А вызывает заболевание:
А) Цинга
Б) Рахит
В) Гиперкератоз
10. Витамин В1 содержится в:
А) Тыкве
Б) Гречневой крупе
В) Клубнике
Часть 2
При выполнении задания 11 укажите последовательность из трех цифр
11. Какие витамины содержатся в большом количестве в печени трески?
А) С
Б) D
В) К
Г) Е
Д) А
Е) РР
При выполнении задания 12 укажите последовательность букв соответствующих данным цифрам
12. Соотнесите витамин и болезни, которые вызывает недостаток данного витамина
Витамин | Болезнь при недостатке витамина |
1. Е | А. Потемнение кожи, покрытие язвочками. Нарушение деятельности пищеварительной системы |
2. В1 | Б. Перемежающаяся хромота |
3. РР | В. Бери-бери |
Ответы
Вариант 1 | Вариант 2 |
Часть 1 | |
1. Б | 1.В |
2. В | 2.А |
3. Б | 3.В |
4. В | 4.Б |
5. А | 5.В |
6. В | 6.Б |
7. А | 7.В |
8. В | 8.А |
9. Б | 9.В |
10. А | 10.Б |
Часть 2 | |
11. БВД | 11. АБД |
12. 1В, 2А, 3Б | 12. 1Б, 2В, 3А |
За правильный ответ части 1 – 1 балл
За правильный ответ части 2 – 3 балла (за правильное указание 2-х ответов – 2 балла; за правильное указание 1-го ответа – 1 балл)
Итого максимально – 16 баллов
Критерии оценок
Первичный балл | < 8 | 9-11 | 12-14 | 15-16 |
Оценка | 2 | 3 | 4 | 5 |
Источник
Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.
Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др[1]. По содержанию в теле человека и других млекопитающих элементы делят на
- макроэлементы (сотые доли процента и более);
- микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента);
- ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее)[1][2][3][4].
Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям концентрации[5][6]. Иногда ультрамикроэлементы не отделяют от микроэлементов[5].
Макроэлементы[править | править код]
Эти элементы слагают основу плоти живых организмов.
Органогенные элементы[править | править код]
Львиную долю массы клетки составляют 4 элемента[7] (указано их содержание в теле человека)[8]:
- Кислород — 65 %;
- Углерод — 18 %;
- Водород — 10 %;
- Азот — 3 %.
Эти макроэлементы называют органогенными элементами[комм. 1] или макронутриентами (англ. macronutrient)[комм. 2]. Преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества. Иногда эти четыре элемента обозначают акронимом CHNO, состоящим из их обозначений в таблице Менделеева.
Другие макроэлементы[править | править код]
Ниже перечислены другие макроэлементы[1] и их содержание в теле человека[8].
- Калий — 0,35 %
- Кальций — 2 %
- Магний — 0,05 %
- Натрий — 0,15 %
- Сера — 0,25 %
- Фосфор — 1,1 %
- Хлор — 0,15 %
Микроэлементы[править | править код]
Термин «микроэлементы» получил особое распространение в медицинской, биологической и сельскохозяйственной научной литературе в середине XX века. В частности, для агрономов стало очевидным, что даже достаточное количество «макроэлементов» в удобрениях (троица NPK — азот, фосфор, калий) не обеспечивает нормального развития растений.
Содержание микроэлементов в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма.
Основные микроэлементы[править | править код]
Необходимыми для жизнедеятельности растений, животных и человека считаются более 30 микроэлементов. Среди них (в алфавитном порядке):
Чем меньше концентрация элемента в организме, тем труднее установить его биологическую роль, идентифицировать соединения, в образовании которых он принимает участие. К числу несомненно важных относят бор, ванадий, кремний и др.
Биогенные элементы[править | править код]
Биогенными называют все элементы, постоянно присутствующие в живых организмах и играющие какую-либо биологическую роль, в первую очередь O, C, H, Ca, N, K, P, Mg, S, Cl, Na, Fe[12].
Совместимость[править | править код]
При усвоении организмом витаминов, микроэлементов и макроэлементов возможен антагонизм (отрицательное взаимодействие) или синергизм (положительное взаимодействие) между разными компонентами.
Недостаток минеральных веществ в организме[править | править код]
Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:
- Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.
- Геологические особенности различных регионов Земли — эндемические (неблагоприятные) районы (см. Эндемические заболевания).
- Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.
- Употребление алкоголя и некоторых лекарственных средств, связывающих микроэлементы или вызывающих их потерю организмом.
Использование термина «минерал» по отношению к биологически значимым элементам[править | править код]
Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с пищей. Для их обозначения в английском языке существует термин dietary mineral.
В конце XX века российские производители некоторых лекарственных препаратов и биологически активных добавок стали использовать для обозначения макро- и микроэлементов термин «минерал». С научной точки зрения такое употребление этого термина является неправильным, так как он означает только геологическое природное тело с кристаллической структурой. Тем не менее производители т. н. «биологических добавок» стали называть свою продукцию витаминно-минеральными комплексами, имея в виду минеральные добавки к витаминам.
См. также[править | править код]
- Химический состав клетки
- Рекомендуемая суточная норма потребления
- Незаменимые пищевые вещества
- Биофортификация
Примечания[править | править код]
Комментарии
- ↑ Иногда органогенными элементами (органогенами) называют только C, H, N, O[9], иногда — ещё и P и S[1], а иногда — все элементы, играющие какую-либо роль в жизни организмов[10].
- ↑ Иногда макронутриентами называют белки, жиры и углеводы[11].
Источники
- ↑ 1 2 3 4 Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. — Оникс 21 век, Мир, 2004. — С. 18—23. — 272 с. — ISBN 5-329-00930-8.
- ↑ Макроэлементы // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
- ↑ Микроэлемент // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
- ↑ Ультрамикроэлементы // Словарь ботанических терминов / И.А. Дудка. — Киев: Наукова Думка, 1984.
- ↑ 1 2 Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. — М.: Медицина, 1991. — С. 16—17. — 496 с. — ISBN 5-225-02128-X.
- ↑ Кидин В.В., Торшин С.П. Агрохимия. Учебник. — Проспект, 2015. — 619 с. — ISBN 9785392187676.
- ↑ Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — Оникс, 2009. — С. 20. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6.
- ↑ 1 2 Starr C., McMillan B. 2.1. Atoms and Elements // Human Biology. — 11 ed. — Cengage Learning, 2014. — P. 16. — 608 p. — ISBN 9781305445949.
- ↑ Органогенные элементы // Большая медицинская энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ Дедю И. И. Органогены // Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев, 1989.
- ↑ Методические рекомендации 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации.
- ↑ Биогенные элементы // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
Литература[править | править код]
- Ultratrace minerals. Authors: Nielsen, Forrest H. USDA, ARS Source: Modern nutrition in health and disease / editors, Maurice E. Shils … et al.. Baltimore: Williams & Wilkins, c 1999., p. 283—303. Issue Date: 1999.
- Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. — М.: Медицина, 1991. — С. 16. — 496 с. — ISBN 5-225-02128-X.
- Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. — Оникс 21 век, Мир, 2004. — С. 18—19. — 272 с. — ISBN 5-329-00930-8.
Источник