Исследовательская работа. Исследовательская работа витамины. Роль школьной среды в формировании авитаминоза у подростков
 Скачать 1.1 Mb.
|
|
МКОУ Ермоловская СОШ Учебно-исследовательская работа на тему: «Роль школьной среды в формировании авитаминоза у подростков» Номинация: предложения и проекты по развитию здорового и безопасного образа жизни в семье, школе, селе, городе. Выполнила: Ученица 8 класса Кизий Анна Евгеньевна Руководитель: Учитель биологии и химии Сальникова Татьяна Константиновна с. Ермоловка, 2016г. Оглавление Вступление Глава 1. Влияние витаминизированного питания на физическое развитие школьников: 1.1История изучения витаминов. 1.2 Классификация витаминов. 1.3 Основные жиро – и водорастворимые витамины. а) Жирорастворимые витамины. б) Водорастворимые витамины. 1.4Авитаминоз и их причины. 1.5 Влияние характера питания на витаминную недостаточность. Глава 2. Исследование школьного питания на витаминизированность. 2.1 Сохранение витаминов в продуктах питания при термической обработке и хранении. 2.2 Определение содержания витаминов в продуктах школьного питания. 2.3 Качественные реакции и количественные определения основных витаминов. а) определение витамина А. б) определение витамина Д. в) определение витамина С. Заключение Литература. Вступление Здоровый образ жизни - прежде всего сбалансированное питание, иными словами, наше здоровье напрямую зависит от того, что мы едим. Каждый из нас знает, что пища необходима для нормальной жизнедеятельности организма. В течение всей жизни в организме человека непрерывно совершается обмен веществ и энергии. Источником необходимых организму строительных материалов и энергии является питательные вещества, поступающие из внешней среды основном с пищей. Если пища не поступает в организм человека, человек чувствует голод. Мы часто употребляем в пищу то, что вкусно, что можно быстро приготовить, и не очень задумываемся о полезности и доброкачественности употребляемых продуктов. Врачи утверждают, что полноценное рациональное питание – важное условие сохранения здоровья и высокой работоспособности взрослых, а для детей еще и необходимое условие роста и развития. Вряд ли найдётся человек, в сознание которого с детства не укоренилось бы мысль о том, как важно ежедневно вместе с пищей получать определённое количество витаминов. Что же представляют собой эти удивительные соединения, которые, очевидно, по праву получили своё название от латинского vita– жизнь? Для нормальной жизнедеятельности важно не только, чтобы его организм усваивал аминокислоты пищевых белков, но и чтобы построенные из них белки выполняли свои функции. Поэтому для полного и эффективного белкового потенциала продуктов рацион человека должен включать не только сбалансированный белковый компонент, но и достаточное количество разнообразных витаминов. Основным источником витаминов для человека и животных служит пища. Витамины практически – факторы экзогенные, поступающие в организм извне. Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо чтобы в состав рациона питания ребёнка входили витамины, играющие роль биологических катализаторов, а направляют и ускоряют процессы обмена веществ количество витаминов вводимых в детский организм, должно соответствовать потребностям возраста. Недостаточное или избыточное поступление витаминов небезразлично для детей и ожжет вызвать у них серьёзное заболевание. Питание детей имеет особый характер. Поскольку в детском организме, кроме процессов восстановления израсходованных веществ и энергии, происходят также процессы роста. Биологическая и биохимическая роль витаминов заключается в том, что они выступают кофакторами (постетическими группами) многих ферментативных реакций. Без витаминов невозможно нормальное протекание тех реакций, которые катализируются ферментами, включающими в свой состав витаминов в качестве кофакторов. Торможение биохимических реакций на молекулярном уровне приводит к нарушению процессов на более высоком уровне организации – физиологическом. Глава 1. Влияние витаминизированного питания на физическое развитие школьников. 1.1 История изучения витаминов. Еще в XVII веке имелись отдельные наблюдения ученых о том, что у человека при длительном скудном и однообразном питании могут возникать опасные болезни (цинга, рахит, полиневрит, куриная слепота и др.), часто заканчивающиеся смертельным исходом. Во второй половине XIX века у ученых не было сомнений, что сходные с человеком симптомы болезней наблюдаются у ряда домашних животных. Для выяснения причин возникновения этих опасных болезней был проведен ряд исследований, в основе которых лежало применение различных искусственно составленных пищевых смесей. Одна из первых попыток кормления животных искусственными пищевыми смесями была предпринята российским ученым Н. И. Луниным. В 1881 он показал, что длительное кормление мышей смесью экстрагированных из молока белков, жиров и углеводов с добавлением минеральных солей и воды приводило к гибели животных, в то время как контрольная группа, получающая просто молоко, нормально развивалась. На основании этих опытов Лунин пришел к заключению, что для поддержания нормального физиологического состояния организма необходимы какие-то неизвестные вещества, содержащиеся в молоке и отсутствующие в искусственной пищевой смеси. Однако, это заключение получило общее признание много позднее, когда были открыты вещества, на наличие которых указал Лунин. В 1912 польский ученый К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее от бери-бери, и назвал его витамином (от лат. vita — жизнь и...амин), так как решил, что характерным признаком подобных веществ является наличие у них аминогруппы (— NH2). Позднее оказалось, что аминогруппа отнюдь не является характерной для этих веществ. Некоторые из них могут совсем не содержать азота, однако термин «витамины» получил широкое распространение и упрочился в науке. Исследования Функа послужили началом всестороннего широкого изучения витаминов. Ввиду важного физиологического значения витаминов к их изучению активно привлекались ученые разных специализаций — физиологи, химики, биохимики, врачи-клиницисты и др. В результате витаминология (учение о витаминах) выросла в большую, бурно развивающуюся отрасль знаний. Так как первоначально химическая природа витаминов была неизвестна и их различали только по характеру физиологического действия, было предложено обозначать витамины буквами латинского алфавита (А, В, С, Д, Е, К). В ходе изучения витаминов оказалось, что некоторые витамины, в частности, витамин В, в действительности являются группой витаминов, которые были обозначены следующим образом: В1, В2,В3, В4, В5, В6 и т. д. Физиологическая роль витаминов прежде всего выяснялась в экспериментах на животных, и в дальнейшем стало ясно, что некоторые из обнаруженных витаминов, как, например, В4, В5, имеют значение лишь для некоторых животных, но практически не существенны для жизнедеятельности человека. По мере выяснения химической структуры витаминов и их биохимической роли стало более принятым использовать наряду с буквенным обозначением витаминов и их химические названия. 1.2 Классификация витаминов. В основу классификации витаминов положен принцип растворимости их в воде и жире, в связи, с чем они делятся на две большие группы – водорастворимые и жирорастворимые. Водорастворимые витамины участвуют в структуре и функционировании ферментов. Жирорастворимые витамины входят в структуру мембранных систем, обеспечивая их оптимальное функциональное состояние. 1.3. Основные жиро- и водорастворимые витамины. а) Жирорастворимые витамины: Витамин А. Этот витамин объединяет близкие по структуре соединения: витамин А1 ретинол, витамин-А-спирт); витамин А2 (3-дегидроретинол), ретиналь (ретинен, витамин-А-альдегид), ретиноевую кислоту (витамин-А-кислота), представляющие собой производные бета-ионона (шестичленное кольцо) и двух остатков изопрена. В различных растениях (морковь, облепиха, шиповник) и животных продуктах содержатся А-провитамины – альфа-, бета- и гамма-каротины (от лат. “carota” – морковь). Ферментативный гидролиз одной молекулы каротина обеспечивает образование двух молекул витамина А. Превращение каротина в витамин А происходит в стенке тонких кишок и в печени. Витамин А оказывает влияние на развитие молодых организмов, состояние эпителиальной ткани, на процессы роста и формирование скелета, ночное зрение. До сих пор остаётся невыясненной роль витамина А в развитии опухолевого процесса. С одной стороны, доказано, что витамины этой группы обладают антиоксидантным действием (за счет образования резонансно стабилизированных радикалов) и, следовательно, предотвращают накопления и блокируют действие пероксидов и свободных радикалов, которые могут быть химическими канцерогенами. С другой стороны, в присутствии витамина А усиливается связывание различных факторов роста с клетками организма (за счёт увеличения числа рецепторов к ним), и таким образом, если этот процесс становится неконтролируемым, возможно опухолевое перерождение клеток и индукция опухоли. Однако в настоящее время витамин А не рекомендуют будущим матерям: установлена его тератогенность, т.е. способность индуцировать развитие уродств у будущего ребёнка. Витамин А участвует в нормализации состояния и функции биологических мембран. Особенно витамин А нужен щитовидной железе, печени и надпочечникам. Он один из витаминов, сохраняющих молодость. Витамин D. В отличие от витаминов группы В витамин D не укладывается в стандартное представление о механизме действия витаминов: согласно международной номенклатуре витамины группы D – это секостероиды, которые обладают общей кольцевой триеновой системой с тремя двойными связями в молекуле. От других стероидов они отличаются разомкнутостью кольца между 9- и 10-м атомами углерода. Особенность витамина D заключается в том, что это не витамин как таковой, а скорее гормон. Витамин D нормализует всасывание из кишечника солей кальция и фосфора, способствует отложению в костях фосфора и фосфата кальция, (то есть укрепляет зубы). Имеются также указания на роль витаминов D в определение ряда свойств мембран клетки и субклеточных структур, в частности их проницаемости для ионов кальция и других катионов. Витамин Е. Другое название витамина Е – токоферол. По биологическому действию токоферолы делятся на вещества витаминной и антиокислительной активности. Наиболее активным признан альфатокоферол. Название витамина (греч. “tokos” – потомство, “phero” – несу) отражает надежды, которые ещё недавно возлагали на витамин Е в связи с его воздействием на репродуктивную функцию. В настоящее время отмечается несколько механизмов действия этого витамина и, прежде всего, показано, что он обладает выраженными антиоксидантными свойствами, о природе которых ведутся споры. Перекисное окисление лепидов – неферметадивный процесс распада жиров, а точнее жирных кислот с образованием в качестве промежуточных продуктов нестабильных радикалов органических пероксидов. Они обладают выраженным повреждающим действием на клеточные структуры. Считается, что это один из биохимических процессов, лежащих в основе развития патологических процессов (когда он начинается бурно доминировать в организме) и старения Но перекисное окисление липидов необходимо и в здоровом организме, и, прежде всего для обновления и поддержания липидного состава мембран. Оно обеспечивает “текучесть” мембран, так как позволяет удалять из липидного бислоя мембраны “старые” или повреждены жирные кислоты. В связи с такой ролью перекисного окисления в организме выработалась сложная антиксидантная система, в задачу которой входит регуляция процессов перекисного окисления и устранение их недостатка или избыточной активности. Токоферолы – одна из наиболее значимых частей природной системы антиоксидантной защиты. Возможно, они осуществляют свою антиокислительную функцию непосредственно: под влиянием пероксидов альфа-токоферол превращается в альфа-токоферолхинон – фенольный ингибитор перекисного окисления, причём гидроксильная группа (в токофероле) хромеольного ядра может располагаться в гидрофильной части биологической мембраны и осуществлять там антиоксидантную защиту. Токоферолы способствуют активизации процессов синтеза АТФ. Установлена тесная связь токоферолов с функцией и состоянием эндокринных систем, особенно половых желез, гипофиза, надпочечников и щитовидной железы. Ни принимают участие в обмене белка. Достаточный уровень токоферолов способствует развитию мышц и нормализует мышечную деятельность. Витамин К. Этот витамин относится к классу веществ типа хинонов (производные 1,4-нафтохинона) с боковыми изопреноидными цепями включает природные витамины К1 (филлохинон), К2 и синтетическое производное К3 (викасол). Викасол неизменно упоминается в ряду природных витаминов, потому что витамины К1 и К2 практически не используются из-за неустойчивости в щелочной среде и быстрого рассада на свету. Их с успехом заменяет витамин К3, впервые синтезированный отечественными учёными и спасший тысячи жизней во время второй мировой войны, так как он обладает гемостатическим (кровоостанавливающим) действием. Система гемостаза в организме устроена по протеолитически-каскадному механизму: в крови находится большое количество разнообразных белков (и некоторых других веществ), именуемых факторами свёртывания крови. Ели стенка сосуда не повреждена, то все он находятся в растворённом состоянии и свободно циркулируют вместе с другими белками плазмы крови. Также проявляют анаболическое действие путём участия в продукции АТФ, что важно в нормальном энергообеспечении организма. Вообще в витамине К нуждается каждая клетка организма, поскольку он имеет большое значение для сохранения структурных, функциональных свойств клеточных мембран и органелл. б) Водорастворимые витамины: Витамин В1. Тиамин необычен тем, что находится в организме в виде кофермента в фосфорилированной форме и его биохимическая активность зависит от степени фосфорилирования (моно-, ди-, трифосфотиамин), которая регулируется тиаминазами. Наиболее активен тиаминтрифосфат. Тиаминфосфат – кофактор фермента транскетолазы, который принимает участие в метаболизме углеводов. В1 играет важную роль в белковом обмене: катализирует отщепление карбоксильных групп и участвует в процессах дезаминирования и переаминирования аминокислот. Вовлекается в жировой обмен, участвуя в синтезе жирных кислот. Воздействует на функцию органов пищеварения, повышает двигательную и секреторную функцию желудка, ускоряет эвакуацию его содержимого. Витамин В2. Витамин В2 - рибофлавин – состоит из изоаллоксазина (сочетание бензольного, пиразинового и пиримидинового колец) и пятиатомного спирта рибитола, присоединённого в 9-м положении. В организме к нему присоединяется адениловый остаток, и таким образом синтезируется коферментная форма многих ферментов – флавинаденилдинуклеотид. Существует ещё одна коферментная форма рибофлавина – PMN – флавинмононуклеотид. Поступая с пищей, в кишечной стенке, а также в печени и клетках крови подвергается переводу в активно действующее вещество – коферменты. Эти коферменты являются постоянной частью дыхательных ферментов, также он участвует в ферментативных системах, регулирующих процессы окисления и восстановления в ткани. Важнейшим свойством В2 является его участие в процессах роста, его можно рассматривать как ростовой фактор. В2 играет важную роль в белковом обмене, а также в обмене углеводов и жиров. Он способствует наиболее полному расщеплению углеводов. Преимущественно углеводное питание повышает потребление в витамине В2. Витамин РР. Никотинамид участвует в обмене глюкозы, аминокислот, жирных кислот, стероидов, понижает артериальное давление, уменьшает риск развития анемий и атеросклероза. РР входит в состав группы ферментов, переносящих водород и таким образом, участвует в реакции клеточного дыхания и во всех реакциях промежуточного обмена. РР оказывает секреторную и моторную функцию желудка, улучшает секрецию в состав сока поджелудочной железы, нормализует функцию печени, её антитоксическую функцию пигментообразования, накопления гликогена. Витамин В6. Витамин В6 участвует в синтезе аминолевулиновой кислоты и, следовательно, в синтезе гемма и биологически активных аминов: гистамина, серотонина, тирамина, альфа-аминобутирата из аминокислот гистидина, триптофана, тирозина, глутаминовой кислоты – он входит в состав карбоксилазы этих аминокислот. В6 играет большую роль в обмене жиров. При лечении дерматитов отмечен лучший терапевтический эффект от совместного применения В6 и ненасыщенных жирных кислот. Он также влияет на кислотообразующие функции желудочных желез. Высокий уровень В6 в питании способствует повышению кислотности и желудочной секреции. Витамин С. Хотя витамин С входит в группу водорастворимых витаминов, он обладает тремя индивидуальными особенностями, существенно выделяющими его из этой группы: Отсутствие в биологическом действие витамина С коферментных функций, то есть отсутствие ферментной системы, в которую витамин С входил бы в качестве специфического, целенаправленного, структурного компонента данного кофермента; Витамин С постоянно входит в белковую часть ферментных систем и таким образом участвует в синтезе белковой части всех ферментов, чем и объясняется широкий спектр его биологического действия; Неспособность эндогенного синтеза витамина С в организме человека. Но биохимическая роль витаминов не ограничивается только ролью кофакторов, витамин С легко и обратимо окисляется. Витамин С обладает некоторым защитным свойством в отношении некоторых токсических веществ: свинца, сероуглерода, анилина, нитрозаминов. Он оказывает блокирующее действие в отношении образования в организме токсических соединений. У курящих людей витамин С усваивается крайне плохо, и даже при достаточном поступлении с пищей наблюдается его дефицит. Установлено, что вырожденная микрофлора кишечника может разрушать витамин С в кишечнике до его поступления в кровь. Если пища хорошо обработана слюной во рту, то благодаря этому нет потерь витамина С. Биологическая и биохимическая роль витаминов заключается в том, что они выступают кофакторами (простетическими группами) многих ферментативных реакций. Без витаминов не возможно нормативное протекание тех реакций, которые катализируются ферментами, включающими в свой состав витамины в качестве кофакторов. Торможение биохимических реакций на молекулярном уровне приводит к нарушению процессов на более высоком уровне организации – физиологическом («Классификация витаминов» – Приложение2). 1.4 Авитаминоз и их причины Как регуляторы обмена веществ витамины выполняют свои функции и проявляют биологическую активность в весьма малых концентрациях. Последнее обстоятельство говорит о том, что они не грают существенной роли в качестве пластических (материал для построения тела) или энергетических компонентов питания и должны поступать в организм в строго определённом количестве, так как для организма вреден (и даже опасен) как недостаток витаминов (гиповитаминоз, авитаминоз), так и избыток их (гипервитаминоз). Полное отсутствие в организме какого-либо витамина служит причиной авитаминоза – тяжёлого заболевания организма. (Таблица «Авитаминоз, его причины и последствия» – Приложение 3) 1.5. Влияние характера питания на витаминную недостаточность. Чаще встречаются случай частичной недостаточности витаминов – гиповитаминоза, который проявляется лёгким недомоганием, быстрой утомляемостью понижением работоспособности, повышенной раздражённостью, снижением сопротивляемости организма к инфекции. Зимой и весной организм истощает свои ресурсы витаминов, значительно снижены их запасы и в продуктах питания, поэтому необходимо дефицит витаминов восполнять. Причинами гиповитаминозов могут быть: Однообразное питание; Ограниченное питание в период соблюдения диет; Повышенная потребность в витаминах в период роста организма; Различные заболевания, разрушающие всасывание или усвоение витаминов Витамины непрерывно расходуются при жизнедеятельности организма, особенно интенсивно при работе, а также при некоторых заболеваниях. При недостатке витаминов возникают болезни обмена веществ. По сравнению потребности в питательных веществах, потребность витаминов ничтожно мала, у детей она зависит от возраста, у взрослых – от профессии. Так, эта потребность возрастает при тяжёлых физических, при работе в условиях высокой или очень низкой температуры, повышенного или пониженного атмосферного давления. Поэтому запасы витаминов в организме необходимо ежедневно пополнять. Потребность человека во всех необходимых ему витаминах составляет всего в сутки около 200 мг. Для того, чтобы в вашем рационе питания присутствовали все витамины группы В, добавляйте в супы, бульоны, соки 3-4 столовые ложки сухих пивных дрожжей. Прекрасный источник витаминов группы В – йогурт, в котором, кстати, содержится и большое количество кальция. В Болгарии, где продолжительность жизни достаточно высока, потребление йогурта считается необходимым условием сохранения здоровья. Исключительно богаты витаминами, особенно водорастворимыми витаминами, все виды дрожжей – хлебопекарные, пивные и сухие. Они содержат целую гамму витаминов группы В: В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В3 (пантотеновая кислота), В5 (РР, или никотиновая кислота), В6 (пиридоксин), В9 (М, Вс, Вр, или фолиевая кислота), а так же богата биотином (витамин Н) и эргостерином – провитамином D. Дрожжи характеризуются не только большим разнообразием витаминного состава, но и чрезвычайно высоким процентным содержанием отдельных витаминов. Однако постоянное использование живой культуры дрожжей в пищу не желательно и даже опасно, так как внесение в организм извне чужеродного биологического материала (живых дрожжевых клеток) в больших количествах приходит к естественным изменениям состава нормальной микрофлоры организма, в частности развития дисбактериоза кишечника. Необходимо подчеркнуть, что в злаках многие витамины группы В например В1, содержатся преимущественно в поверхностных и зародышевой частях зерна. В частности, чрезвычайно богаты витаминами пшеничные отруби (В1, В2, В3,В5) и отруби риса, в которых витамины В5 содержится больше, чем в любом другом продукте, а так же много биотина и витамина В1. Много витамина В1 содержится в зародышах ячменя, а В5 – в зачатках пшеницы. Много витаминов содержится в крупах. Особенно богаты витаминами гречневая крупа (В1, В2, В6 и особенно В3, В5) и овсяная крупа (В1, В2, В3); в манке содержится витамин В1. Источниками витаминов группы В являются и зернобобовые культуры – фасоль (В1,В2, В5, В6), чечевица (В1, В5), соя (В1, В5,В6, Н), бобы (В3, В5, В9). А так как бобовые растения богаты белком хорошего качества, содержащим много незаменимых аминокислот, то можно рекомендовать регулярное употребление в пищу блюд из зернобобовых культур как источник белка и витаминов. Ретинол (витамин А) очень эффективен при аллергии. Установлено, что если в начале приступа сенной лихорадки (заболевание, возникающее в период цветения растений) принять 150 мг витамина А, то приступ можно снять. Дефицит ретинола в организме встречается довольно часто. В последние годы было выявлено, что нехватка витамина А увеличивает вероятность несчастных случаев вследствие замедления реакций и снижения внимания. Из продуктов живого происхождения особо следует выделить рыбий жир (печёночный жир трески) и печёнку трески, содержащие значительные количества витамина D (кальциферола) и витамина А (ретинола). Эти витамины обнаружены в готовом виде только в продуктах животного происхождения и особенно много их в печёнке морских животных и рыб. В яйцах содержится витамины В2, В3, РР, А, Н, D; в рыбе (сельдь, треска, камбала) – В3, РР, В6, В9. Даже при нормальном состоянии здоровья у разных людей в различные дни содержание витамина С значительно варьируется. Присутствие бактерий в организме снижает количество витамина С. Около 25 мг. теряется при выкуривании одной сигареты. Чем больше вы потребляете белка, тем больше вам требуется аскорбиновой кислоты. Следует учитывать, что организм не накапливает витамина С, поэтому надо принимать его регулярно. Не бойтесь передозировки: этот витамин не токсичен, избыток его легко выводится из организма. Ягоды, фрукты, овощи и зелень – основной источник аскорбиновой кислоты (витамин С). Давно известно, что цитрусовые и все съедобные ягоды богаты витамином С – противоцинготным фактором. Больше всего витамина С содержится в свежем шиповнике, чёрной смородине, капусте, молодом картофеле. Витамин С – наименее устойчивый среди всех витаминов, крайне не стабилен и легко разрушается на свету, при тепловой обработке пищи (на 26-60%), окисляется кислородом воздуха, а также в присутствии следов железа и меди, но может быть сохранён в кислом растворе. В силу нестойкости содержание его в овощах и плодах при хранении быстро снижается (исключение составляют только свежая и квашеная капуста). Разрушается витамин С и при консервировании. Журнал Канадской меди ассоциации поместил статью двух врачей, в которой был описан интересный факт. Если на пути кровяного потока появляется препятствие (закупорки сосуда), то витамин Е может помочь образовать рядом новый кровеносный сосуд. Витамин К (филлохинон) также поступает в организм с фруктово-овощной пищей. Им богаты зелёные части растений, в частности, листья шпината, капусты, крапивы, содержится он и в помидорах, ягодах шиповника, клубнике, моркови, листьях люцерны ( Таблицы: «Рекомендуемое суточное потребление витаминов для школьников и подростков.» «Содержание витаминов в школьном завтраке», «Содержание витаминов в продуктах питания» - Приложение 1) |