Глава 1. Общая характеристика антиоксидантов

Введение

В последнее десятилетие широко изучается группа веществ, известная под названием антиоксиданты. Их свойства и механизмы действия вызывают интерес физиков, химиков и биологов, а также тех врачей и фармацевтов, которые сталкиваются с ними в своей практике. Как было доказано, антиоксиданты влияют на процессы свободно радикального окисления липидов биологических мембран, замедляя и прекращая их. С этими процессами связаны многие патологии организма, в том числе и развитие атеросклероза, сердечнососудистых заболеваний и канцерогенеза.

Цель: изучить влияние антиоксидантов на здоровье человека и рассмотреть методику преподавания антиоксидантов в школьном курсе химии

Задачи:

- исследовать научную литературу

-дать понятие «антиоксиданты»;

-рассмотреть их действие на наш организм;

-проанализировать примерную программу среднего (полного) образования по химии (базовый и профильный уровень)

Актуальность:

Каждому человеку необходимо знать, какие антиоксиданты он принимает вместе с пищей и как эти вещества влияют на его жизнедеятельность

Работа состоит из двух глав. В первой главе рассматривается, что такое антиоксиданты, для чего они нужны, влияние этих веществ на организм человека, также в этой главе описаны некоторые болезни, которые предупреждают антиоксиданты. Вторая глава посвящена методике преподавания антиоксидантов в школьном курсе химии.

 

 

Глава 1. Общая характеристика антиоксидантов

Понятие антиоксиданты

Антиоксиданты – это соединения, защищающие клетки (а точнее мембраны клеток) от вредных эффектов или реакций, которые могут вызвать избыточное окисление в организме. На нашей планете практически всегда процессы разрушения идут с участием кислорода путем окисления. Ржавеет железо - это окисление, в лесу гниют опавшие листья - это окисление. Мы болеем, постепенно стареем и это, очень приблизительно конечно, можно назвать процессом окисления.

Антиоксиданты – это специфическая группа химических веществ различного химического строения, обладающих одним общим свойством – способностью связывать свободные радикалы(активные формы кислорода) и замедлять окислительно-восстановительные процессы. Исследования показали, что антиоксиданты помогают организму снижать уровень повреждения тканей, ускорять процесс выздоровления и противостоять инфекциям.

Антиоксиданты – это вещества, в большинстве своем витамины, которые очищают организм от повреждающих молекул, называемых свободными радикалами. Эти молекулы (свободные радикалы) постоянно образуются в организме человека в результате многочисленных окислительно-восстановительных процессов, направленных на поддержание нормального функционирования всех органов и систем.

В естественных условиях количество свободных радикалов мало, и их действие на клетки организма полностью подавляется поступлением извне антиоксидантов, при потреблении человеком пищи, содержащей эти вещества.

 

Классификация антиоксидантов

1. Антирадикальные средства

а) Эндогенные соединения α-Токоферол (Витамин Е), β-Каротин (Провитамин А), Ретинол (Витамин А), кислота аскорбиновая (Витамин С), глутатион восстановленный (Татионил), Кислота α-липоевая (Тиоктацид), Карнозин, Убихинон (Кудесан)

б) Синтетические препараты Ионол (Дибунол), Тиофан, Ацетилцистеин (АЦЦ), Пробукол (Фенбутол), Сукцинобукол (AGI-1067), Диметилсульфоксид (Димексид), Тирилазад мезилат (Фридокс), Эмоксипин, Олифен (Гипоксен), Эхинохром-А (Гистохром), Церовив (NXY-059))

2. Антиоксидантные ферменты и их активаторы

а) Препараты супероксиддисмутазы (Эрисод, Орготеин (Пероксинорм)

б) Препараты ферроксидазы церулоплазмина(Церулоплазмин)

в) Активаторы антиоксидантных ферментов Натрия селенит (Селеназа)

3. Блокаторы образования свободных радикалов [(Аллопуринол (Милурит), Оксипуринол, Антигипоксанты)

Основными показаниями к применению антиоксидантов являются избыточно активированные процессы свободно радикального окисления, сопровождающие различную патологию, однако, доказательств эффективности антиоксидантов при этих процессах, основанных на результатах хорошо спланированных клинических исследований, пока недостаточно. Выбор конкретных препаратов, точные показания и противопоказания к их применению пока недостаточно разработаны и требуют дальнейших экспериментальных и клинических исследований.

Витамин С, Е, селен и бета-каротин

Здесь рассмотрены антиоксиданты, которые относятся к более распространенным и известным, чаще не как антиоксиданты, а, например, витамины или микроэлементы. Также предоставлены сведения об их действии, содержании в продуктах питания и нормы их потребления.

 

 

Витамин C

Витамин C – водорастворимый витамин, химическое название которого – аскорбиновая кислота.

Аскорбиновая кислота является мощным антиоксидантом, который задерживает процесс старения, препятствует возникновению рака и сердечных нарушений. Она необходима для поддержания здоровых зубов, десен, костей, хрящей, соединительной ткани, кровеносных сосудов и стенок капилляров.

Этот витамин нужен для образования коллагена – основного структурного материала организма. Работает как антиоксидант и охраняет другие антиоксиданты (такие как витамин E и бета-каротин) от разрушения свободными радикалами. Предотвращает образование в желудке канцерогенных веществ из нитратов и нитритов, попадающих туда с водой или с консервированной пищей. Витамин С укрепляет иммунную систему. Иммунные клетки накапливаются в количестве, в сто раз превышающем его содержание в крови.

Исследователи отмечают, что при разрушении витамина E свободными радикалами витамин C помогает восстановить его и снова запустить на борьбу со свободными радикалами. Также этот витамин помогает усвоению железа, особенно из изюма, зеленых овощей и бобов, Но не способствует усвоению железа из мяса. Витамин C улучшает способность выводить токсичные для организма металлы, такие как медь, свинец, ртуть и др.

Витамин C защищает от:

*Сердечных заболеваний: снижает уровень холестерина, предотвращает высокое кровяное давление, защищает холестерин от окисления, которое как считается, ведет к атеросклерозу.

*Простуды: ослабляет проявление простуды и уменьшает продолжительность болезни, но не предотвращает ее как таковую.

*Цинги: заболевание вызывается острым недостатком витамина C и характеризуется кровотечением десен, потере аппетита, депрессией, истерией, анемией, повышенной утомляемостью и вялостью, выпадением зубов, болями в мышцах и соединительных тканях, непроходящих язвах, кожных кровотечениях. Может наблюдаться у истощенных алкоголиков и тех, кто придерживается очень строгой диеты.

*Вреда, наносимым курением и загрязнением воздуха: вдыхание сигаретного дыма разрушает витамин C в организме. Исследования показали, что в крови курильщиков содержится мало витамина C. Национальный совет по исследованиям считает, что курильщикам требуется в два раза больше витамина C, чем тем, кто не курит.

Признаки дефицита витамина С

Подкожные гематомы, кровоточащие десны, медленное заживление ран и порезов, депрессивное и, возможно, летаргическое состояние, боль в суставах, долго длящиеся простуды и инфекционные заболевания. Также при недостатке этого витамина отмечается воспаление слизистых оболочек.

Рекомендуемая доза витамина C, была повышена для полного насыщения организма. Теперь женщинам ежедневно полагается 75 миллиграмм витамина C, мужчинам – 90 миллиграмм. Из-за того, что курильщики наиболее подвержены повреждающему действию свободных радикалов, и расход витамина C идет у них быстрее, им требуется дополнительно 35 миллиграмм. Прежняя средняя суточная доза для взрослых составляла 60 миллиграмм.

Авторы исследования утверждают, что эти уровни витамина C могут быть легко получены и без употребления в пищу каких-либо добавок, достаточно иметь в своем рационе цитрусовые, картофель, клубнику, зелень и т.д. Например, двухсотграммовый стакан апельсинового сока дает организму 100 миллиграмм витамина C. Также была пересмотрена максимально допустимая доза потребления витамина C: в настоящее время она составляет 2000 миллиграмм в день для взрослого человека.

Витамин E

Витамин E – жирорастворимый витамин, химическое название которого – токоферол.

Витамин Е является естественным природным антиоксидантом, замедляющим старение человеческой кожи, а также других продуктов в природе.

В последнее время для первичной и вторичной профилактики атеросклероза широко применяется витамин Е.

Новый рекомендуемый уровень приема этого витамина составляет 15 миллиграмм и для женщин, и для мужчин. Основные источники витамина Е это орехи, злаки, печень и многие овощи. Данный антиоксидант содержит важный компонент альфа-токоферол, единственное вещество, которое кровь может транспортировать к клеткам, когда нужно. Прежний уровень потребления витамина Е составлял 8 миллиграмм для мужчин и 6,4 - для женщин. Максимально допустимый уровень приема альфа-токоферола составляет 1000 миллиграмм. У людей, превышающих максимально возможную дозу, могут развиться неконтролируемые кровотечения, так как действует в качестве противосвертывающего средства.

Селен

Селен – антиоксидант, оберегающий клетки от воздействия свободных радикалов и вступающий в реакцию с такими тяжёлыми металлами как кадмий и ртуть. В качестве антиоксиданта селен защищает нас от сердечных заболеваний, усиливает иммунитет, увеличивает продолжительность жизни. Действуя совместно с другими антиоксидантами – витаминами Е и C, селен помогает улучшить мыслительные способности, снижает депрессию, прогоняет усталость.

Доказано, что недостаток селена в диете экспериментальных животных приводит к возникновению сердечной патологии и ряда других расстройств. Эпидемиологические исследования подтвердили, что в районах с низким содержанием селена, наблюдается повышенная смертность от целого ряда заболеваний, включая сердечно-сосудистые. Однако в последние годы чаще всего выявляется недостаток именно этого микроэлемента в организме человека. Дефицит селена приводит к возникновению большого числа заболеваний. Это связано с тем, что селен входит в состав многих ферментов и гормонов, обеспечивающих жизненно важные функции организма.

Селен поддерживает активность клеточного иммунитета, влияет на репродуктивные функции. В сочетании с бета-каротином селен способствует обмену жиров, предотвращает гипертонию, снижает опасность сердечных приступов. Селен участвует в синтезе кофермента Q-10, имеющего важное значение для здоровья сердца и восстановления сердечной мышцы после инфаркта, укрепляет функцию митохондрий сердца, защищая от кислородной недостаточности.

Селен предотвращает разрушение печени, соединяясь с тяжелыми металлами и выводя их из организма. Этот антиоксидант предотвращает возникновение целого ряда раковых заболеваний (легких, кишечника, молочной железы). Селен защищает клетки от воздействия радиации, вызывающие воспалительные процессы вследствие облучения. Показано, что в комплексе, с рядом природных биологически активных веществ, значительно улучшается усвояемость селена, расширяются рамки его активного действия.

Нормы потребления селена были понижены до 55 микрограмм в день. Предыдущие показатели составляли 70 микрограмм для мужчин и 55 микрограмм для женщин. Основные продукты, в которых содержится селен – морские водоросли и рыба, печень, злаки и семена подсолнечника, и другие "украшения рациона здорового человека". Новая максимально допустимая доза для селена – 400 микрограмм. Ее превышение сопровождается развитием селеноза – токсической реакции, характеризующейся выпадением волос и ломкостью ногтей. Функции селена в организме человека можно назвать одним словом: защита.

Механизм действия

Окисление углеводородов, спиртов, кислот, жиров и других веществ свободным кислородом представляет собой цепной процесс. Цепные реакции превращений осуществляются с участием активных свободных радикалов — перекисных (RO2*), алкоксильных (RO*), алкильных (R*), а также активных форм кислорода (супероксид анион, синглетный кислород). Для цепных разветвлённых реакций окисления характерно увеличение скорости в ходе превращения (автокатализ). Это связано с образованием свободных радикалов при распаде промежуточных продуктов — гидроперекисей и др.

Механизм действия наиболее распространённых антиоксидантов (ароматические амины, фенолы, нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов. Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом случае падает скорость образования свободных радикалов. Даже в небольшом количестве (0,01—0,001 %) антиоксиданты уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма — взаимного усиления эффективности антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ.

Демонстрации

Образцы лекарственных препаратов и витаминов

Демонстрации

Образцы лекарственных препаратов

Образцы витаминов

Практические занятия

Знакомство с образцами лекарственных препаратов

Знакомство с образцами витаминов

2.1.2. Анализ примерной программы основной и старшей школ

В школьном курсе химии основной школы тема «антиоксиданты» не изучается.

 

Выводы

Мы выяснили, что антиоксиданты являются полезными для организма веществами, которые помогают поддерживать организм в здоровом состоянии, большинство из которых относятся к витаминам и микроэлементам. Поддерживать организм в нормальном состоянии –значит сохранять необходимый баланс между свободными радикалами, антиокислительными силами антиоксидантов.

Таким образом, мы:

-изучили научную литературу;

-дали подробное представление понятия «антиоксиданты»;

-узнали в каких продуктах питания и растениях содержатся антиоксиданты и как они влияют на здоровье человека

-проанализировали примерную программу среднего (полного) образования по химии

 

Литература

1. Биология. Справочник абитуриента. Москва 1997 стр. 572–573

2. Вокруг света. №7(2802) июль 2007

3. Все о витаминах/перевод с английского С.И.Незлобиной. Москва. КРОН–ПРЕСС 1995 стр. 188–192, 196–199

4. Наука и жизнь. №2, 2006 стр. 18–20

5. Учебный справочник школьника. Дрофа 2005

6. Общество натуральной медицины: www.nutrition.ru

7. Чайный портал: www.tea.ru

8. Электронная энциклопедия: www.km.ru

9. www.cinema-salon.ru

10. Химия в школе.

Введение

В последнее десятилетие широко изучается группа веществ, известная под названием антиоксиданты. Их свойства и механизмы действия вызывают интерес физиков, химиков и биологов, а также тех врачей и фармацевтов, которые сталкиваются с ними в своей практике. Как было доказано, антиоксиданты влияют на процессы свободно радикального окисления липидов биологических мембран, замедляя и прекращая их. С этими процессами связаны многие патологии организма, в том числе и развитие атеросклероза, сердечнососудистых заболеваний и канцерогенеза.

Цель: изучить влияние антиоксидантов на здоровье человека и рассмотреть методику преподавания антиоксидантов в школьном курсе химии

Задачи:

- исследовать научную литературу

-дать понятие «антиоксиданты»;

-рассмотреть их действие на наш организм;

-проанализировать примерную программу среднего (полного) образования по химии (базовый и профильный уровень)

Актуальность:

Каждому человеку необходимо знать, какие антиоксиданты он принимает вместе с пищей и как эти вещества влияют на его жизнедеятельность

Работа состоит из двух глав. В первой главе рассматривается, что такое антиоксиданты, для чего они нужны, влияние этих веществ на организм человека, также в этой главе описаны некоторые болезни, которые предупреждают антиоксиданты. Вторая глава посвящена методике преподавания антиоксидантов в школьном курсе химии.

 

 

Глава 1. Общая характеристика антиоксидантов

Понятие антиоксиданты

Антиоксиданты – это соединения, защищающие клетки (а точнее мембраны клеток) от вредных эффектов или реакций, которые могут вызвать избыточное окисление в организме. На нашей планете практически всегда процессы разрушения идут с участием кислорода путем окисления. Ржавеет железо - это окисление, в лесу гниют опавшие листья - это окисление. Мы болеем, постепенно стареем и это, очень приблизительно конечно, можно назвать процессом окисления.

Антиоксиданты – это специфическая группа химических веществ различного химического строения, обладающих одним общим свойством – способностью связывать свободные радикалы(активные формы кислорода) и замедлять окислительно-восстановительные процессы. Исследования показали, что антиоксиданты помогают организму снижать уровень повреждения тканей, ускорять процесс выздоровления и противостоять инфекциям.

Антиоксиданты – это вещества, в большинстве своем витамины, которые очищают организм от повреждающих молекул, называемых свободными радикалами. Эти молекулы (свободные радикалы) постоянно образуются в организме человека в результате многочисленных окислительно-восстановительных процессов, направленных на поддержание нормального функционирования всех органов и систем.

В естественных условиях количество свободных радикалов мало, и их действие на клетки организма полностью подавляется поступлением извне антиоксидантов, при потреблении человеком пищи, содержащей эти вещества.