Витамин С и микроэлемент Йод

Московский  государственный  медико-стоматологический  университет 
 
 

Кафедра пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии

Зав. Кафедрой: д.мн.н., поф.  И.В. Маев

Преподаватель: Еремин М.Н. 
 
 
 

Витамин С и микроэлемент Йод 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка 3 курса  леч.фак. 8 гр. Витович  Марина

ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел 1…………………………………………………………3

1.1     Витамины………………………………………………………………..3

1.2    Химическая природа витамина С……………………………4

1.3    Обмен веществ………………………………………………………..5

1.4    Авитаминоз. Гиповитаминоз ………………………………..7

1.5 Содержание витамина С в некоторых продуктах и потребность в нем………………………………………………………….9

1.6 Главные функции витамина С…………………………………9

Раздел 2………………………………………………………..

2.1  Описание элемента………………………………………………….11

2.2  Свойства Йода………………………………………………………….11

2.3 Йод и человек…………………………………………………………….12

2.4  Применение Йода………………………………………………………13

2.5 Йод в медицине………………………………………………………….13

Список  использованной литературы……….15 
 
 
 
 

РАЗДЕЛ 1

Витамины

     С давних времен люди страдали от многочисленных тяжелых болезней, причины которых  были неизвестны. Одна из таких болезней — цинга, ею обычно болеют люди на Крайнем Севере. Бери-бери — бич южных стран, где население питается почти одним рисом. Пеллагра поражает людей, питающихся преимущественно одной кукурузой. Встречается и так называемая куриная слепота: заболевший ею человек перестает видеть в сумерках, а иногда и вовсе слепнет. Дети, родившиеся нормальными, нередко заболевают рахитом; у них размягчаются кости, искривляются ноги, задерживается появление зубов.

       Общую причину всех таких заболеваний открыл в 1880 г. русский ученый Н. И. Лунин. Сейчас уже установлена прямая связь между многими заболеваниями и недостатком в организме определенных витаминов. Известно и содержание витаминов в основных продуктах питания. Лунин доказал, что в естественных пищевых продуктах кроме белков, жиров, углеводов и минеральных веществ содержатся еще и другие вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности животных и человека. Он обнаружил, что белые мыши, получавшие цельное молоко, росли хорошо и были здоровы, но погибали, когда их кормили смесью из основных составных частей молока: белка-казеина, жира, молочного сахара, солей и воды. Термин «витамины» в 1912 г. предложил польский ученый К. Функ.

     Самым распространенным витамином является витамин С. огромная заслуга в  исследовании его свойств принадлежит  Лайнусу Полингу. Лайнус Карл Полинг один из немногих ученых, дважды в своей  жизни удостаивавшихся высшей мировой оценки заслуг перед человечеством — Нобелевской премии. Лайнус Полинг — один из основателей современной химии и молекулярной биологии.

Химическая  природа витамина С

     Химическая  природа аскорбиновой кислоты была выяснена после выделения её в кристаллической форме из ряда животных и растительных продуктов, особенно большое значение в ряду этих исследований имели работы А.Сент-Дьердьи и Хэворта.

          Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей, тяжёлых металлов (железо, медь). В настоящее время, однако, разработаны способы приготовления консервированных фруктов и овощей с сохранением их полной витаминной активности.

     Отдавая два атома водорода, аскорбиновая кислота окисляется в дегидроаскорбиновую  кислоту. Реакция эта обратима: дегидроаскорбиновая  кислота, присоединяя два атома  водорода, легко восстанавливается  в аскорбиновую кислоту. Этот водород  дегидроаскорбиновая кислота может получать от восстановленной формы кофермента дегидрогеназы. А последний его приобретает, отнимая от различных субстратов, окисляющихся путем отщепления водорода. Таким образом, система аскорбиновая кислота — дегидроаскорбиновая кислота принимает участие в транспорте водорода (электронов и протонов), то есть в реакциях окисления — восстановления некоторых продуктов обмена веществ.

     Окисление аскорбиновой кислоты катализируется в растениях специфическим ферментом  аскорбатоксидазой, содержащим в своей  молекуле белок, связанный с медью. Сама медь и различные ее соединения также являются мощными, хотя и неспецифическими катализаторами окисления аскорбиновой кислоты. Важную роль в окислении витамина С в животном организме, где нет абкорбатоксидазы, играет медьсодержащий белок церулоплазмин.

     Дегидроаскорбиновая кислота, являющаяся первым продуктом  в цепи реакций распада аскорбиновой кислоты, очень неустойчивое соединение. Судьба ее может быть двоякой. Если среда, в которой находится дегидроаскорбиновая  кислота, способствует протеканию восстановительной  реакции, она присоединяет к себе водород, превращаясь в исходный продукт — аскорбиновую кислоту. Поэтому нередко дегидроаскорбиновую кислоту называют обратимо окисленной формой витамина С. Если же условия среды не благоприятствуют восстановлению, она подвергается необратимому распаду, окисляясь до продуктов, которые уже не превращаются в аскорбиновую кислоту.

                                   Обмен веществ

     Витамины — регуляторы обмена веществ. Они поступают в организм в основном с пищей. Некоторые из них синтезируются в кишечнике под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, но образующиеся количества витаминов не всегда полностью удовлетворяют потребности организма. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ; они обладают каталитическими свойствами, т. е. способностью стимулировать химические реакции, протекающие в организме, а также активно участвуют в образовании ферментов. Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Витамины— вещества, относящиеся к незаменимым факторам питания человека и животных. Они способствуют нормальному протеканию биохимических процессов в организме, т. е. обмену веществ. По своему биологическому действию они близки к ферментам, но ферменты образуются клетками и тканями нашего организма, а витамины поступают только с пищей. Витамины входят в состав почти всех ферментов, являющихся биологическими катализаторами—ускорителями обмена веществ.

По-видимому, физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует объяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновением гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержания сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А.В. Палладин). Большое значение имеет витамин С для образования коллагенов и функции соединительной ткани, в усвоении белков, в поддержании нормального состояния соединительной ткани и в восстановлении тканей. Необходимое количество витамина С должно поступать с пищей. В организме человека аскорбиновая кислота не образуется, и отсутствуют ее накопления.

     Аскорбиновая  кислота применяется в медицине не только для профилактики и лечения  первичных авитаминоза и гиповитаминоза С, возникающих вследствие отсутствия или недостатка витамина С в пище, но и для ппредупреждения и устранения вторичных форм С-витаминной недостаточности, являющихся частыми спутниками многих заболеваний. Кроме того, аскорбиновую кислоту, в силу ее высокой биологической активности и разностороннего влияния на обменные процессы, пользуют и как средство, оказывающее фармакодиначеское действие. Она содействует нормализации нарушенных синтетических и энергетических (окислительно-восстановительных) процессов, способствует кроветворению, улучшает функциональную деятельность печени, обезвреживает действие некоторых токсических лекарств и промышленных ядов, благоприятно влияет на функции желез внутренней секреции, оказывает положительное действие при лучевой болезни, ускоряет процессы регенерации при заживлении ран, костных переломов, ожоговых повреждений.

     Лечебные  дозы аскорбиновой кислоты выше физиологических, достаточных для предотвращения гиповитаминоза С. Одно время увлекались очень высокими дозами витаминов  и аскорбиновой кислоты, в частности. Сейчас рекомендуются такие максимальные ее дозы: для взрослых — разовая 200 мг, суточная до 600 мг; для детей — разовая 100 мг, суточная — 300 мг.

                        Авитаминоз. Гиповитаминоз

     К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится  цинга, или скорбут. В средине  века в Европе цинга была одной  из страшных болезней, принимавшей  иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила  в могилу в зимнее и весенние время  года, когда население европейских  стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты.

     Авитаминоз  С (цинга, скорбут), как и другие болезни витаминной недостаточности, обычно начинается исподволь. Ранние его симптомы неспецифичны, они присущи различным формам пищевой недостаточности: общая слабость, пониженная работоспособность, легкая утомляемость, плохой аппетит, апатия. Затем начинаются типичные для цинги явления кровоточивости: точечные кровоизлияния в кожу, преимущественно на ногах, десны становятся разрыхленными, приобретают синюшный оттенок и при небольшом трении (еда, чистка зубов) кровоточат. Появляются ноющие боли в мышцах, суставах, главным образом ног. При дальнейшем развитии болезни общее состояние больного ухудшается, десны покрываются кровоточащими язвами, их слизистая оболочка подвергается омертвлению, обнажаются корни зубов и зубы выпадают. Происходят обширные кровоизлияния в кожу, мышцы; суставы опухают из-за излияния крови в суставные сумки, больной теряет способность ходить. Постепенно все более обильные кровоизлияния заполняют полости суставов, плевры, сердечную сумку, резко нарушается деятельность сердца, почек и при явлениях крайнего истощения больной погибает. Скорбут очень ослабляет защитные силы организма, и потому больные нередко умирают от других, присоединяющихся к цинге заболеваний. Недостаток проявляется в быстрой утомляемости, кровоточивости десен, в общем снижении устойчивости организма против инфекций, при далеко зашедшем гиповитаминозе С может появится цинга, для которой характерны разрыхление, опухание и кровоточивость десен и выпадение зубов, мелкие подкожные кровоизлияния. При передозировке возможны нарушения функции печени и поджелудочной железы. Аскорбиновая кислота по своему строению близка к простым углеводам. Последние являются тем материалом, из которых растения строят витамин С. В промышленных синтезах витамина С в качестве исходного сырья используют глюкозу и производное последней — спирт сорбит.

     Гиповитаминоз С — наиболее распространенная форма витаминной недостаточности. Это объясняется двумя причинами: сезонными колебаниями потребления пищевых продуктов — хороших источников витамина С (свежие овощи, зелень, фрукты) и тем, что аскорбиновая кислота очень легко окисляется и среди всех витаминов наименее устойчива, легко разрушается при хранении, консервировании и кулинарной обработке пищевых продуктов. 

Содержание  витамина С в некоторых  продуктах и потребность  в нем

     Важно отметить, что большинство животных, за исключением морских свинок и  обезьян, не нуждается в получении  витамина С извне, так как аскорбиновая кислота синтезируется у них  в печени из сахаров. Человек не обладает способностью к синтезу витамина С и должен обязательно употреблять  его с пищей. Потребность взрослого  человека в витамине С соответствует 50-100мг аскорбиновой кислоты в день. В организме человека нет сколько - нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей. Основными источниками  витамина С являются растения. Особенно много аскорбиновой кислоты в  перце, хрене, ягодах рябины, черной смородины, земляники, клубники, в апельсинах, лимонах, мандаринах, капусте (как свежей, так и квашенной), в шпинате. Картофель  хотя и содержит значительно меньше витамина С, чем выше перечисленные  продукты, но, принимая во внимание значение картофеля в нашем питании, его  следует признать наряду с капустой основным источником снабжения витамином С

Главные функции витамина С

     Витамин С имеет три индивидуальные особенности:

     - отсутствие в биологическом действии  коферментных функций, то есть  отсутствие ферментной системы,  в которую витамин С входил бы в качестве специфического, целенаправленного, структурного компонента;

     - витамин С участвует в синтезе  белковой части ферментов, чет  и объясняется широкий спектр  его биологического действия;

     - неспособность эндогенного синтеза  витамина С в организме.

     Физиологическое значение витамина С теснейшим образом  связано с его окислительно-восстановительными свойствами.

     Непосредственная  связь с белковым обменом. Витамин С играет большую роль в поддержании нормального состояния стенок капилляров и сохранения их эластичности. Способствует наиболее полному созданию гликогенных запасов в печени и повышении ее антитоксической функции. Высоким содержанием витамина С характеризуются эндокринные системы (гипофиз, гипоталамус, надпочечники и др. железы), внутриклеточные мембранные системы. Наиболее богаты витамином С рибосомы и все другие органеллы и клеточные структуры в которых происходит синтез белка. Витамин С обладает защитным свойством в отношении ряда токсических веществ и оказывает блокирующее действие в образовании в организме токсических соединений.

РАЗДЕЛ 2

Описание  элемента

     Йод – химический элемент VII группы периодической  системы Менделеева. Атомный номер - 53. Относительная атомная масса 126,9045 Галоген. Из имеющихся в природе  галогенов – самый тяжёлый, если, конечно, не считать радиоактивный  короткоживущий астат. Практически  весь природный Йод состоит из атомов одного – единственного изотопа  с массовым числом I¹²⁷, его содержание в земной коре  4 * 10^-5 % по массе. Радиоактивный Йод I¹²⁵ образуется в ходе естественных радиоактивных превращений. Из искусственных изотопов Йода важнейшие – Йод I¹³¹ и Йод I¹³³. их в основном используют в медицине.

      I₂ – галоген. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском. Летуч. Плохо растворяется в воде, хорошо – в органических растворителях (с фиолетовым или коричневым окрашиванием раствора) или в воде с добавкой солей – Йодидов. Слабый окислитель и восстановитель. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом. Образует соединения с другими галогенами.

       Молекула элементного Йода, как  и прочих галогенов, состоит  из двух атомов. Йод – единственный  из галогенов – находится в  твёрдом состоянии при нормальных  условиях. Красивые тёмно – синие  кристаллы Йода больше всего  похожи на графит. Отчётливо выраженное  кристаллическое строение (рис. 2), способность  проводить электрический ток  – все эти «металлические»  свойства характерны для чистого  Йода. 
 
 

Свойства  Йода

    Плотность Йода 4,94 г/см3, t_пл 113,5 °С, t_кип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного Йода состоит из двух атомов (I₂). Заметная диссоциация I₂ 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре Йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании Йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки Йода в лабораториях и в промышленности. Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах Йодидов. 

Йод и человек

    Организм  человека не только не нуждается в  больших количествах Йода, но и  с удивительным постоянством сохраняет  в крови постоянную концентрацию (10^-5 – 10^-6 %) Йода, так называемое Йодное зеркало крови. Из общего количества Йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь Йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина – гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического Йода I^-.

    Большие дозы элементного Йода опасны: доза 2 – 3 г смертельна. В то же время  в форме Йодида допускается приём  внутрь в больших дозах.

    Если  ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей Йода, концентрация его в крови повысится  в 1000 раз, но уже спустя 24 часа Йодное зеркало крови придёт в норму  внутреннего обмена и практически  не зависит от условий эксперимента.

    В медицинской практике Йодорганические  соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов Йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно  чёткие рентгеновские снимки отдельных  участков тканей и органов. 

Применение  Йода

    Недостаток  Йода в начале приводит лишь к небольшому увеличению щитовидной железы, но, прогрессируя, эта болезнь поражает многие системы  организма. В результате нарушается обмен веществ, замедляется рост. В отдельных случаях эндемический зоб может привести к глухоте, кретинизму… Эта болезнь больше всего распространена в горных районах  и в местах, сильно удаленных от моря.

    Наиболее  высокое содержание Йода в водорослях:

    – в сухой ламинарии – 26-180 мг на 100 г продукта

    – в сухой морской капусте – 200-220 мг на 100 г продукта

    В морской рыбе и продуктах моря содержание Йода достигает 300-3000 мкг  на 100г продукта.

    Также источником Йода для человека являются: мясо, молоко, яйца, овощи.   

Йод в медицине

    Антисептические свойства Йода в хирургии первым использовал  врач Буанэ. Как ни странно, самые  простые лекарственные формы  Йода – водные и спиртовые растворы – очень долго не находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 – 1866 гг. великий русский хирург Н.И.Пирогов  применял Йодную настойку при лечении  ран.

    Препараты, содержащие Йод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препараты Йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы Йода (микроЙод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку Йод влияет на белковый и жировой (липидный) обмен, он нашел применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови.

    Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие Йод. При длительном применении препаратов Йода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление Йодизма  – насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь (Йододерма). Препараты Йода нельзя принимать  при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической  пЙодермии, геморрагических диатезах, крапивнице. 

Список  использованной литературы

1. Справочник по диетологии. Под редакцией А.А.Покровского. Изд. «Медицина» Москва 1981г.
2. Витамины и витаминотерапия. В.Е.Романовский. «Феникс» Ростов - на - Дону 2000г.
3. Энциклопедический словарь юного химика. Сост. В.А.Крицман, В.В.Станцо. – М.: Педагогика, 1982г.