XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Витамин С - первая скрипка в организме человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ермаков Г.В. 1

---

1АНОО «Гимназии Святителя Василия Великого»

Зинченко Т.Г. 1

---

1АНОО «Гимназии Святителя Василия Великого»

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Цель: доказать значимость витамина С для здоровья человека.

Методы: сбор данных, наблюдение, опрос, эксперимент, сравнение, обобщение, анализ.

Полученные данные:

- опрос выявил недостаток знаний у респондентов о роли и значении витамина С для обменных, защитных и восстановительных функциях человеческого организма,

- наиболее богаты витамином С следующие продукты: перец болгарский , апельсин, яблоко, грейпфрут и ананас, авокадо и квашенная капуста,

- правильное употребление с пищей витамина С помогает предотвратить тромбообразование,

- аскорбиновая кислота быстро разрушается.

Выводы:

1) Условием сохранения витамина С является правильный образ жизни и сбалансированное питание, т.е. получение природного витамина извне.

2) Меню для поддержания баланса витамина С в организме должно включать в себя болгарский перец, цитрусовые и квашенную капусту.

3) Важно правильно хранить овощи и фрукты, лучше всего употреблять их сырыми и свежими.

4) Витамин С помогает предотвратить осложнения вирусной инфекции в виде тромбозов и повышенной свертываемости крови.

5) Спортсменам и курильщикам требуется большая доза витамина С.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………………………. 5

Основная часть …………………………………………………………………... 7

1.Теоретическая часть…………………………………………………..………...7

1.1.История открытия витамина С…………………………...…………….....7

1.2. Общие характеристики вещества….………………………………....…..8

1.3. Синтез аскорбиновой кислоты в организме млекопитающих…………9

1.4. Влияние витамина С на организм человека.................……………….10

2.Практическая часть …………………………………………..……………….11

2.1. Онлайн конференция, опрос………………………….……………...… 12

2.2.Эксперименты …………………………………………………...…...…. 13

Заключение ………………………………………………………….………….. 16

Список источников ……………………………………………………………...17

Справка на уникальность текста………………………………………………..18

Приложения ……………………………………………………….………...…..19

ВВЕДЕНИЕ

Здоровье человека является наивысшей ценностью общества. Правильному развитию всего организма и нормальному росту клеток способствуют витамины, которые крайне необходимы каждому.В своем исследовании я хочу обратить внимание на самый важный - аскорбиновую кислоту (витамин С). Можно с уверенностью заявить, что от него зависит существование жизни в целом! ¹

Актуальность исследования заключена в том, что в период пандемии витамин С жизненно важен для защиты организма.

Во всем мире применение витамина С, обладающего иммуномодулирующими свойствами, включено в алгоритм комплексной терапии новой коронавирусной инфекции.²

Актуальность в стране: результаты исследований Института питания РАМН, свидетельствуют о дефиците витаминов почти во всех регионах РФ³.

Лично для меня актуальность исследования заключена в возможной профилактике осложнений тромбообразования, так как моя семья переболела страшным вирусом.

Предмет исследования: витамин С (аскорбиновая кислота).

Объект исследования: уровень содержания аскорбиновой кислоты в организме человека и его зависимость от продуктов питания и образа жизни.

Цель исследования – доказать значимость витамина С для здоровья человека.

Перед собой я поставил следующие задачи:

Собрать, изучить и систематизировать информацию о витамине С.

Ознакомиться с работами ученых о влиянии аскорбиновой кислоты на здоровье человека.

Выяснить влияние данного органического соединения на иммунитет человека и уровень тромбоцитов крови.

Определить количественное содержание аскорбиновой кислоты в овощах и фруктах методом титрования раствором Тильманса.

Разработать сбалансированное по витамину С меню на неделю.

Выявить влияние витамина на свертываемость крови и определить его зависимость от образа жизни и питания.

Выполнить анализ полученных данных.

Ознакомить сверстников с результатами исследования.

В работе я использовал методы: сбор данных, наблюдение, опрос, эксперимент, сравнение, обобщение, анализ.

Гипотеза: жизненно важный уровень витамина С можно и нужно поддерживать в организме с помощью сбалансированного питания и правильного образа жизни.

Основные этапы работы:

1. Выбор темы, определение актуальности – октябрь 2021.

2. Сбор и анализ информации - ноябрь 2021- январь 2022.

3. Проведение экспериментов – январь - февраль 2022.

4. Формирование выводов - февраль 2022.

5. Оформление результатов – февраль - март 2022.

Прикладная ценность и значимость моего исследования заключена в разработке меню, сбалансированного по уровню витамина С, что позволит людям сохранить здоровье и избежать осложнений. Результаты оформлены в виде презентации.

Основными научными источниками являются: Пантюшин И. А., Канаева Е. Н. «Витамин С и его роль в жизни человека», а также труды Шаповаловаой Е.М.

Выражаю благодарность за помощь и участие в проведении исследования моему научному руководителю Зинченко Татьяне Георгиевне и моей маме Ермаковой Наталье Геннадьевне.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Теоретеческая часть

История открытия витамина С

В древних исследованиях описано множество человеческих недугов, которые возникали от недостатка витаминов. Одним из них была цинга.

Цинга (синоним скорбу́т, лат. scorbutus) — болезнь, вызываемая недостатком витамина C⁴.В период великих географических открытий моряки, имея полные запасы продовольствия, были лишены свежих фруктов, овощей и мяса. У них постепенно происходило разрушение всего организма: трескалась кожа, пропадала эластичность суставов, кости теряли прочность, кровь густела, появлялись галлюцинации, сонливость. Симптомов так много, что порой становилось непонятно, одна эта болезнь или несколько разных. Цинга долгое время считалась инфекцией, никто и не догадывался, что причина в нехватке или отсутствии в организме человека аскорбиновой кислоты. Многие заядлые мореплаватели методом проб и ошибок искали спасение от цинги. В корабельный рацион вводили кислую капусту, солодовое сусло, лимоны и другие цитрусовые. Аборигены дальних стран умели справляться с болезнью отваром из почек, коры и хвои местного дерева аннедда (туя западная). Целебное питьё спасло от полной гибели ни одну экспедицию.

В России при Петре Iв 1703 году начал создаваться российский флот. Кораблестроению он учился в Голландии и вводил в практику именно голландские рационы для моряков, включавшие лимоны и апельсины, которые доставляли с юга Европы. А ведь решить проблему для России вполне могла бы наша квашеная капуста, лук или, например, клюква, обогащенные спасительным витамином. Связь между недостатком витамина С и цингой обнаружили и доказали лишь в 1932 г. Доктор Глен Кинг установил химическое строение витамина С, а спустя несколько лет доктор и биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С, назвав его гексуроновой кислотой. 4 апреля 1932 года витамин С официально был зарегистрирован.

И все же первооткрывателем витаминов был выдающийся русский врач Николай Иванович Лунин. В 1880 году он проводил исследования на животных и установил, что для нормального функционирования живого организма помимо белков, жиров, углеводов и воды необходимы дополнительные особые вещества.

Витамины – жизненно важные вещества, необходимые нашему организму для поддержания многих его функций. Крайне важно употреблять большое количество овощей и фруктов в своем рационе питания, так как они являются источниками витаминов.

Первым ученым, который открыл пользу витамина С для укрепления иммунной системы стал доктор Лайнус Полинг. В 1970 году он вывел теорию о роли витамина С в предотвращении простудных заболеваний⁵.

Так начался славный путь известного нам витамина С – «Первой скрипки» в организме человека.

Общие характеристики вещества

Аскорбиновая кислота (от др.-греч. ἀ «не-» + лат. scorbutus «цинга») — жизненно важное для человека органическое соединение.

Физические свойства аскорбиновой кислоты - белый кристаллический порошок кислого вкуса, легко растворим в воде, а также в спирте. Температура плавления аскорбиновой кислоты- 190—192 °C.

Химическая формула аскорбиновой кислоты – С6Н8О6⁶.

В пищевой промышленности появился искусственно синтезированный витамин С, который сразу стал популярной пищевой добавкой под номером Е315. Молекула натурального витамина С настолько проста в строении, что может проникать в кровь уже в слизистой оболочке рта, когда мы едим, например, апельсин. Это делает человека невосприимчивым к возбудителям болезней, защищая его от опасностей. Излишки витамина С благополучно выводятся из организма.

Синтез аскорбиновой кислоты в организме млекопитающих

Известно, что в стрессовой ситуации животные могут вырабатывать много витамина С. У горного козла объем производства аскорбинки в состоянии стресса увеличивается в 13 раз. Ученые считают, это защитная реакция организма.По мнению экспертов, именно эта способность позволяет диким животным на протяжении долгого времени оставаться здоровыми. Подтверждается благотворное влияние витамина С на человека в стрессовом состоянии, ведь аскорбиновая кислота — один из самых сильных природных антиоксидантов, эффективно «гасящих» активные формы кислорода (АФК).

У человека нет способности производить витамин С. Почему же наши предки не вымерли, утратив столь ценную биохимическую реакцию, в принципе понятно: фрукты, которые составляют существенную часть рациона приматов, содержат достаточно количество данного нутриента. Существует несколько теорий на счет данной мутации:

В ходе реакции получения аскорбиновой кислоты в качестве побочного эффекта синтезировался еще и пероксид водорода — крайне агрессивная АФК. Ценность получения одной молекулы витамина С в этом случае сильно уменьшалась.

Отсутствие собственного витамина С позволило нам получить защиту от нехватки кислорода (гипоксии) в виде гипоксия-индуцированного фактора-1 альфа (HIF-1 альфа) — это соединение активирует ответ организма на дефицит кислорода, но только в отсутствие аскорбиновой кислоты. Особенно важна роль HIF-1 альфа в нейронах.

То есть, с утратой способности синтезировать витамин С мы получили умение адаптироваться к изменению уровня кислорода в тканях.

Анализируя вышесказанное, я пришел к выводу, что история с витамином С наглядно демонстрирует логику эволюционного процесса. Наши предки утратили весьма полезный ген, приобретя взамен ряд не менее ценных для выживания вида способностей. Нам остается соблюдать правила здорового питания с высоким содержанием витамина С.

Влияние витамина С на организм человека

Витамин С ускоряет заживление ран, положительно влияет на регенерацию эпителия. Он важен для спортсменов, поскольку аскорбинка нормализирует энергетические процессы, повышает выносливость. Синтез стероидных гормонов и обмен фолиевой кислоты не обходится без этого витамина. Он укрепляет сосуды, воспалительные процессы в организме протекают в облегченной форме. Аскорбинка способствует увлажнению кожи, уменьшает гиперпигментацию, стимулирует выработку коллагена.

Витамин С очень важен для человеческого организма. Я составил таблицу: «Влияние витамина С на наш организм» (приложение 1, таблица №1).

Но так ли безобиден витамин С? Конфеты и жевательные резинки с повышенным содержанием витамина С повреждают зубную эмаль, поэтому после их употребления нужно чистить зубы.

Расход витамина С происходит мгновенно после его поступления в организм, необходимо позаботиться о его равномерном потреблении (приложение 1, таблица №3).

Человеку нужно всего 90 миллиграммов аскорбиновой кислоты в сутки. Но 1 грамм – предельная доза⁷. В таблице приведены данные о минимальной суточной норме аскорбиновой кислоты для людей разных возрастов (приложение1, таблица №4).

Я узнал, что получить избыточную дозу витамина С с пищей невозможно, излишки будут выводиться почками. А вот при приеме витамина С в виде добавок, может наблюдаться головокружение, слабость, аллергические реакции, судороги. Следует сделать выводы, что бесконтрольный прием аптечных витаминов, опасен для здоровья человека.

Также я выяснил, что курильщикам, и людям, регулярно употребляющим спиртные напитки, рекомендуется принимать витамина С на 20-40% больше. Много витамина С рекомендуется потреблять любителям мясной пищи, колбас и копченостей, для уменьшения отрицательного воздействия азотистых соединений, присутствующих в мышечной ткани животных. Для любителей сладкой газированной воды у меня тоже найдутся рекомендации. На уроках биологии мы изучали, что в составе сладкой газированной воды содержатся щёлочи, которые разрушают аскорбиновую кислоту ещё до того момента, как организм успевает её усвоить.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод о большой значимости витамина С в обменных процессах организма.

2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Онлайн конференция, опрос

Для более глубокого понимания значимости выбранной темы я провел онлайн-конференцию с участием своих знакомых и родных (приложение 2, фото 1, 2). Встречу я решил провести в соцсетях. В опросе приняли участие: 7 человек члены моей семьи (очно), друзья и знакомые 7 человек (заочно). Онлайн формат встречи вызвал много положительных эмоций и большой интерес к теме исследования. В ходе дружественной научной конференции прозвучали следующие вопросы: В каких продуктах содержится витамин С в большом количестве? Сколько нужно витамина С ребенку? Как правильно принимать синтетический витамин С? Полезен ли напиток из шиповника для женщин? Что будет, если съесть много витамина С или часто пить отвар из шиповника? Может ли витамин С стать броней от простуды? Может ли витамин С навредить человеку? Существуют ли проблемы усвоения витамина С у курящих людей? Существуют ли меню для правильного употребления витамина С?

В конце конференции мы обсудили важность выбранной мной темы. Затем путем голосования на лучший вопрос выявили следующих номинантов:

1. «Самый актуальный вопрос» - Может ли витамин С стать броней от простуды?

2. «Самый интересный вопрос» - В каких продуктах содержится витамин С в большом количестве?

3. «Самый неожиданный вопрос» - Существуют ли проблемы усвоения витамина С у курящих людей?

Результаты опроса получились такие (см. приложение 5, рисунок 1):

3 человека ответили, что болгарский красный и зеленый сладкий перец являются лидером по содержанию витамина С, 11 сказали, что не знали и вообще никогда не встречали такую информации. Также оказалось, что 10 из опрошенных не знали, что аптечная аскорбинка в больших дозах может навредить человеку, 4 человека ответил «знают». На вопросы по суточной норме витамина С для взрослого и ребенка, только 2 человека знали эти нормы. Многие из опрошенных имеют представление о защитных функциях витамина С (11). 13 человек сказали, что они хотели бы знать больше о проблемах усвоения витамина С у курящих людей, любителей мясной пищи, а также сладкой газированной воды, и, к моей большой радости, все 14 участников заинтересовались моим экспериментальным меню, сбалансированным по витамину С, основанное на кулинарных традициях семьи Ермаковых ( приложение 7).

Эксперименты

Для того, чтобы установить содержание аскорбиновой кислоты в овощах и фруктах, я провел ряд экспериментов в школьной лаборатории, под руководством научного руководителя (приложение 6, фото 1).

Эксперимент № 1 «Определение витамина С в продуктах питания»

Методика исследования: количественное определение аскорбиновой кислоты методом Тильманса.

Приготовление раствора Тильманса: берём 0,1г реактива (2,6-дихлорфенолиндофенолят натрия) и растворяем в 250 мл свежепрокипяченной холодной воды при энергичном взбалтывании. Профильтровали через бумажный фильтр в колбу и добавили воды до 500 мл. Хранили раствор неделю.Приготовили 2% раствор соляной кислоты. В мерную колбу налили 98 мл объема воды и 2 мл объема соляной кислоты (соблюдение т/б).

Ход эксперимента (приложение 6, фото 2,3): взяли навеску нарезанного растительного материала 10 грамм, поместили в фарфоровую ступку, растирали, затем добавили чуть воды и снова тщательно растирали. Всего воды добавили 150 мл и настаивали 10 минут. Далее профильтровали в мерный стакан. В колбу емкостью 100 мл внесли 1 мл полученного фильтрата, добавили 1 мл 2% раствора соляной кислоты и 13 мл воды, перемешали. По каплям добавляли реактив Тильманса и наблюдали, как исчезает насыщенная синяя окраска. Титровали до появления розового цвета раствора, считая при этом количество капель реактива Тильманса.

Результаты исследования я отразил в таблице (приложение 1, таб. №2).

Выводы: данное исследование показало, что наиболее богаты витамином С следующие продукты: перец болгарский (13,2), апельсин (7,48), яблоко (6,6), грейпфрут и ананас (6.16), авокадо (5,72) и квашенная капуста (5,28). Именно эти фрукты и овощи лягут в основу разработанного мной меню, сбалансированному по витамину С (приложение 5, рисунок 2).

Эксперимент № 2 «Определение аскорбиновой кислоты у человека при обычном питании и при сбалансированном по витамину С». Д-димер.

В своём исследовании я попросил поучаствовать близких мне людей. Три человека сдали кровь на анализ в лабораторию «Литех» на определение уровня витамина С в сыворотке крови и коагулограмму крови. Первоначальная сдача крови была проведена при обычном питании, повторная сдача - через месяц при сбалансированном питании.

Чтобы разобраться с результатами анализов в процессе исследования мне пришлось обратиться за помощью к специалисту руководителю медцентра «Медлюкс» Свиридовой Элле Николаевне. После консультации с врачом я выяснил, что гемостаз (система свертывания крови) обеспечивает оптимальную вязкость крови и защищает организм от кровотечений при помощи образования кровяных сгустков. В физиологических условиях формирование кровяного сгустка имеет локальный характер, ограничиваясь областью поврежденного сосуда.

Уровень Д-димера можно назвать маркером тромбообразования. Его повышенный уровень в крови говорит о том, что в организме протекают процессы образования тромбов. Данное исследование актуально для диагностики и контроля образования тромбов. Нормальные значения не должны превышать уровня 243 нг/мл, а повышенные показатели станут свидетельством наличия тромбов кровеносных сосудов⁸. По полученным данным обнаружилось, что у участника № 2 первоначальные показатели D-димера были несколько завышены, т. е. можно говорить о развитии микротромбоза в мелких сосудах. Снизить же эти показатели, возможно правильным питанием (приложение 1, таблица 3).

Таким образом, спустя месяц правильного питания показатели у участника № 2 значительно улучшились.

Я могу сделать вывод, что разработанное меню положительно повлияло на показатели результатов анализов. Людям, переболевшим коронавирусом необходимо расширить рацион питания и добавить продукты, содержащие витамин С (приложение 3, фото 1, 2, 3, 4,5). Это важно!

Эксперимент № 3 «Влияние курения на дефицит витамина С в организме человека»

Я узнал, что одна выкуренная сигарета разрушает 25 мг витамина С. Наш сосед Андрей много курит и я предложил ему принять участие в исследовании. В эксперименте также приняли участие двое не курящих людей. Перед началом опыта участники сдали анализы на витамин С (приложение 4, фото 1, 2, 3, 4,5). Участники эксперимента в течение месяца включали в рацион питания включали широкий ассортимент овощей и фруктов, согласно Меню. Я строго следил за питанием группы, правилами хранения и приготовления пищи (таблица 6).

По результатам повторных анализов видно, что у некурящих людей показатели витамина С повысились, а у курящего - остались на тех же значениях.

Вывод: Аскорбиновая кислота разрушается под воздействием никотина. Чтобы восполнить нехватку аскорбинки, необходимо прекратить курение и придерживаться правильного рациона питания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном исследовании я подробно изучил биологическую роль витамина С в организме человека, который необходимо принимать с пищей, так как он не воспроизводится самостоятельно. В период пандемии и простудных заболеваний особенно важно уделять внимание сохранению здоровья человека, поддержанию иммунитета и правильному питанию. Активный образ жизни и отсутствие вредных привычек – необходимое условие для поддержания хорошего самочувствия. Важную роль аскорбиновая кислота играет не только в предупреждении заболеваний, но и помогает минимизировать возможные осложнения.

Цель достигнута. Я доказал значимость витамина С для здоровья человека. Поставленные задачи выполнены.

Моя гипотеза подтвердилась: уровень витамина С в организме зависит от рациона питания и здоровых привычек человека.

Перспективность моей работы нахожу в возможности минимизации осложнений после вирусного заболевания путем употребления продуктов, богатых аскорбиновой кислотой. Целесообразно разделить рекомендованную суточную дозу на несколько приемов, т. е. задействовать принцип «дробного питания».Я понял, что аскорбиновая кислота не лечит заболевания, но ее достаточное количество укрепляет иммунную систему.

Древний философ Пифагор говорил: «Только живая свежая пища может сделать человека способным воспринимать и понимать истину». Полагаю, он имел в виду пищу, богатую витамином С.

Я планирую ознакомить ровесников с данным исследованием путем демонстрации презентации и буду рекомендовать им уделять должное внимание своему здоровью, а именно, коррекции дефицита витамина С.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1.Емельянов Т.П. «Витамины и минеральные вещества: Полная энциклопедия» - СПб. 2001.

2.Ву Г. Б. « Клиническое руководство Тица по лабораторным тестам» //Ред. А. Ву (пер. с англ. В.В. Меньшикова). – 4-е издание–М., Лабора. – 2013.

3.Пантюшин И. А., Канаева Е. Н. Витамин С и его роль в жизни человека //World science: problems and innovations. – 2020. – С. 34-36.

4.Шаповалова Е.М. «Гемостаз при избытке и отсутвии витамина С в рационе питания» // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 3. – С. 93-94

5.Шаповалова Е.М. Клинические рекомендации «Дефицит витамина D у взрослых: диагностика, лечение и профилактика», 2015.

6.Линник, М.С., Ремина М.С., Воронин Е.А. Влияние дефицита витаминов группы В на здоровье человека. — Дневник науки, 2019. — №7(31). — С.3.

7.Никитюк Д.Б., Тутельян В. А. Нутрициология и клиническая диетология. Национальное руководство, Москва, издательская группа «ГЭОТАР- Медиа», 2021.

8.ВИТАМИН С. КАК ЕГО ПОНИМАТЬ? [ Электронный ресурс], -Режим доступа – https://m.nkj.ru/archive/articles/11383/

9.Противоречивая аскорбинка: сколько витамина C требует наш организм
[ Электронный ресурс], -Режим доступа – https://vitamina.ru/page/Витамин-C-аскорбиновая-кислота

10.Что показывает анализ на свертываемость крови и как он проводится?
[ Электронный ресурс], -Режим доступа – https://www.kp.ru/guide/analiz-na-svertyvaemost-krovi.html

11. Витамин С и «нобелевская болезнь» [ Электронный ресурс], -Режим доступа – https://polymus.ru/ru

12. Аскорбиновая кислота [ Электронный ресурс], -Режим доступа –

https://ru.wikipedia.org/wiki/Аскорбиновая_кислота

13. Витамин С – Здоровая Россия [ Электронный ресурс], -Режим доступа –https://www.takzdorovo.ru/pitanie/slovar-terminov/vitamin-s/

14. Лечащий врач [ Электронный ресурс], -Режим доступа –https://www.lvrach.ru

15. Витамин С [ Электронный ресурс], -Режим доступа –https://nsportal.ru

Приложение 1

Таблица №1,
влияние витамина С на организм человека

Таблица №2
Таблица результатов

Таблица №3,
Концентрация витамина С

Таблица №4,
Содержание витамина С

Таблица №5,
Суточная норма витамина С

Таблица №6,
Правила сохранения витамина С в продуктах

Приложение 2

Фото № 1, 2
Онлайн-конференция

Приложение 3,

Результаты анализа D-димер

Фото № 1,2

Испытуемый № 1 Ермаков Виталий

Фото № 3,4

Испытуемый № 2 Ермакова Наталья

Фото № 5,6

Испытуемый № 3 Настанюк Андрей

Приложение 4,

результат анализа витамина С

Фото №1, 2

Испытуемый № 1- Ермаков Виталий

Фото № 3, 4

Испытуемый № 2 – Ермакова Наталья

Фото № 5, 6

Испытуемый № 3- Настанюк Андрей

Приложение 5

Рис.1, Результаты соцопроса на конференции
(всего 14 человек, 5 вопросов)

Рис.2, диаграмма содержания витамина С

Приложение 6

Фото 1, в лаборатории

Фото 2, выделение витамина С

Фото 3,4 – выделение витамина С

Приложение 7

Таблица 1, Меню от Глеба
(основано на традициях питания семьи Ермаковых)