Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор литературы
Строение глаза, процесс зрения
Строение глаза
Аккомодация
Строение сетчатки
Строение и функции палочек и колбочек
Различия между палочками и колбочками
Механизм фоторецепции
Цветовое зрение
Бинокулярное зрение и стереоскопическое зрение
Зрительные пути и зрительная кора
Характеристика источников света
Освещение
Заболевания органа зрения. Дефекты глаз, способы их устранения
Заболевания органа зрения
Нормы по работе за ПК, чтению
Гимнастика для глаз
Каротиноиды, витамин А, биологическая активность каротиноидов
Каротиноиды
Биодоступность каротиноидов
Микронизация и эмульгирование
Всасывание или абсорбция
Транспорт бета-каротина из слизистой кишечника в печень
Транспорт каротиноидов из печени в кровь
Биоконверсия каротиноидов
Транспорт РЭ в печень
Мобилизация витамина А из печени в кровь
Транспорт каротиноидов в органы и ткани
Взаимопревращения каротиноидов в организме
Факторы, влияющие на биодоступность каротиноидов
Витамин А
Глава 2.
Методы исследования
Исследование процентного соотношения кабинетов с люминисцентными и электрическими лампами
Исследование цветовой гаммы
Исследование естественного освещения
Исследование искусственного освещения
Выявление наиболее и наименее комфортного кабинета 406-й гимназии
Изучение уровня зрения среди учащихся 11-х классов 406-й гшимназии
Исследование содержания витамина А в рационе учащихся 11-х классов 406-й гимназии
Выводы
Рекомендации
Список литературы.
1. Введение.
Живое существо не имеет более верного и надежного помощника, чем глаз. Видеть - значит различать врага, друга и окружающее во всех подробностях. Другие органы чувств выполняют то же, но сравнительно грубее и слабее. Наши слова “поживем-увидим” равносильны тому, что видимость-достоверность. В этом смысле надо понимать изречение Анаксагора: зрение - есть явление невидимого. Невидимый мир становится реальностью, явлением посредством зрения.
Задачи идеального глаза ясны. От каждой точки предмета должно получиться свое, отдельное ощущение. Важна пространственная правильность передачи, мозг должен получить верные сведения о форме, размерах и расстоянии.
Но как мог возникнуть вспомогательный орган, решающий оптические трудности, как на зрение влияют природные, экологический факторы, каков уровень зрения среди нынешних подростков, способы его улучшения-все эти и ряд других вопросов я попыталась описать и проанализировать.
Глава 1. Обзор литературы.
1.Строение глаза, процесс зрения.
1.1.1Строение глаза.
Рис 1.
1-склера
2-сосудтистая оболочка
3-сетчатка
4- стекловидное тело
5- стекловидное тело
6- центральная ямка
7- слепое пятно
8- зрительный нерв
9- цилиарная мышца
10- верхнее веко
11- конъюктива
12- роговица
13- водянистая влага
14- зрачок
15- хрусталик
16- радужная оболочка
17- циннова связка
18- цилиарное тело.
Глаза расположены во впадинах черепа, называемых глазницами; глаз укреплен здесь при помощи четырех прямых и двух косых мышц, управляющих его движениями. Глазное яблоко человека имеет диаметр около 24 мм и весит 6-8г. Большую часть глаза составляют вспомогательные структуры, назначение которых в том, чтобы проецировать поле зрения на сетчатку- слой фоторецепторных клеток, выстилающих глазное яблоко изнутри.
Стенка глаза состоит из трех концентрических слоев: 1) склеры (белковой оболочки) и роговицы; 2) сосудистой оболочки, ресничного тела, хрусталика и радужки; 3) сетчатки. Форма глаза поддерживается за счет гидростатического давления (25 мм рт.ст.) водянистой влаги и стекловидного тела. Схема строения человеческого глаза приведена на рисунке. Ниже дается краткое перечисление различных его частей и выполняемых ими функции.
Склера - самая наружная оболочка глаза. Это очень плотная капсула, содержащая коллагеновые волокна; защищает глаз от повреждения и помогает глазному яблоку сохранять свою форму.
Роговица - прозрачная передняя сторона склеры. Благодаря искривленной поверхности действует как главная светопреломляющая структура.
Конъюктива – тонкий прозрачный слой клеток, защищающий роговицу и переходящий в эпителий век. Конъюктива не заходит на участок роговицы, прикрывающей радужку.
Веко – защищает роговицу от механического и химического повреждения, а сетчатку – от слишком яркого света.
Сосудистая оболочка – средняя оболочка; пронизана сосудами, снабжающими кровью сетчатку, и покрыта пигментными клетками, препятствующими отражению света от внутренних поверхностей глаза.
Ресничное (цилиарное) тело – место соединения склеры и роговицы. Состоит из эпитеальных клеток кровеносных сосудов и цилиарной мышцы.
Цилиарная мышца – кольцо, состоящее из гладких мышечных волокон, кольцевых и радиальных, которые изменяют форму хрусталика при аккомодации.
Цилиарная (циннова связка) – прикрепляет хрусталик к цилиарному телу.
Хрусталик – прозрачное эластичное двояковыпуклое образование. Обеспечивает тонкую фокусировку лучей света на сетчатке и разделяет камеры, заполненные водянистой влагой и стекловидным телом.
Водянистая влага – прозрачная жидкость, представляющая раствор солей. Секретируется цилиарным телом и переходит из глаза в кровь через шлеммов канал.
Радужка – кольцевая мышеченая диафрагма, содержит пигмент, определяющий цвет глаз. Разделяет пространство, заполненное водянистой влагой на переднюю и заднюю камеры и регулирует количество света, проникающего в глаз.
Зрачок – отверстие в радужке, через которое свет проходит внутрь глаза.
Стекловидное тело – прозрачное полужидкое вещество, поддерживающее форму глаза.
Сетчатка – внутренняя оболочка, содержащая фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), а также тела и аксоны нейронов, образующих зрительный нерв.
Центральная ямка – наиболее чувствительный участок сетчатки, содержащий только колбочки. В этом участке наиболее точно фокусируются лучи света.
Зрительный нерв – пучок нервных волокон, проводящих импульсы от сетчатки в мозг.
Слепое пятно – место на сетчатке, где из глаза выходит зрительный нерв; оно не содержит ни палочек, ни колбочек и потому не обладает светочувствительностью.
Аккомодация.
Аккомодация – это рефлекторный механизм, с помощью которого лучи света, исходящие от объекта, фокусируются на сетчатке. Он включает два процесса, каждый из которых будет рассмотрен отдельно.
Рефлекторное изменение диаметра зрачка.
При ярком свете кольцевая мускулатура радужки сокращается, а радиальная расслабляется; в результате происходит сужение зрачка и количество света, попадающего на сетчатку, уменьшается, что предотвращает его повреждение.
При слабом свете, наоборот, радиальная мускулатура сокращается, а кольцевая расслабляется. Дополнительное преимущество, доставляемое сужением зрачка, состоит в том, что увеличивается глубина резкости, и поэтому различия в расстоянии от объекта до глаза меньше сказываются на изображении.
От объекта, удаленного на расстояние больше шести метров в глаз поступают практически параллельные лучи света, тогда как лучи, идущие от более близких предметов, заметно расходятся. В обоих случаях для того, чтобы свет сфокусировался на сетчатке, он должен быть преломлен (т. е. его путь изогнут), и для близких предметов преломление должно быть более сильным. Нормальный глаз способен точно фокусировать свет от объектов, находящихся на расстоянии от 25 см. до бесконечности. Преломление света происходит при переходе его из одной среды в другую, имеющую иной коэффициент преломления, в частности на границе воздух – роговица и у поверхности хрусталика. Форма роговицы не может изменяться, поэтому рефракция здесь зависит только от угла падения света на роговицу, который в свою очередь зависит от удаленности предмета. В роговице происходит наиболее сильное преломление света, а функция хрусталика состоит из окончательной “наводке на фокус”. Форма хрусталика регулируется цилиарной мышцой: от степени ее сокращения зависит натяжение связки, поддерживающей хрусталик. Последняя воздействует на эластичный хрусталик и изменяет его форму (кривизну поверхности), а тем самым и степень преломления света. При увеличении кривизны хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет свет. Полная картина этих взаимоотношений представлена в таблице 1.
Таб.1
Взаимоотношения между структурами, участвующими в изменении формы хрусталика, и степенью преломления света.
| Цилиарная Мышца | Циннова Связка | Кривизна хрусталика | Преломление света |
| Сокращена | Не натянута | Увеличена (хрусталик более выпуклый) | Усилено |
| Расслаблена | Натянута | Уменьшена | Ослаблена |
На сетчатке изображение получается перевернутым, но это не мешает правильному восприятию, так как все дело не в пространственном положении изображения на сетчатке, а в интерпретации его мозгом.
1.1.3.Строение сетчатки.
Сетчатка развивается как вырост переднего мозга, называемый главным пузырьком. В процессе эмбрионального развития глаза фоторецепторный участок пузырька впячивается внутрь до соприкосновения с сосудистым слоем. При этом рецепторные клетки оказываются лежащими под слоем тел и аксонов нервных клеток, связывающих их с мозгом.
Сетчатка состоит из трех слоев, каждый из которых содержит клетки определенного типа. Самый наружный (наиболее удаленный от центра глазного яблока) светочувствительный слой содержит фоторецепторы-палочки и колбочки, частично погруженные в пигментный слой сосудистой оболочки. Затем идет промежуточный слой, содержащий биполярные нейроны, которые связывают фоторецепторы с клетками третьего слоя.
.В этом же промежуточном слое находятся горизонтальные и амакриновые клетки, обеспечивающие литеральное торможение. Третий слой – внутренний поверхностный слой – содержит ганглиозные клетки, дендриты которых соединены синапсами с биполярными клетками, а аксоны образуют зрительный нерв.
1.1.4.Строение и функция палочек и колбочек.
Палочки и колбочки очень сходны по своему строению: в тех и других - светочувствительные пигменты находятся на наружной поверхности внутриклеточных мембран наружного сегмента; и те и другие состоят из четырех участков, строение и функции которых кратко описаны ниже.
Наружный сегмент.
Это тот светочувствительный участок, где световая энергия преобразуется в рецепторный потенциал. Весь наружный сегмент заполнен мембранными дисками, образованными плазматической мембраной и отделившимися от нее. В палочках число этих дисков составляет 600-1000, они представляют собой уплощенные мембранные мешочки и уложены наподобие стопки монет. В колбочках мембранных дисков меньше, и они представляют собой складки плазматической мембраны.
Перетяжка.
Здесь наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой. Реснички содержат только 9 периферических дублетов микротрубочек: пара центральных микротрубочек, характерных доя ресничек, отсутствует.
Внутренний сегмент.
Это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в образовании мембранных дисков и зрительного пигмента. В этом же участке расположено ядро.
Синаптическая область.
В этом участке клетка образует синапсы с биполярными клетками. Диффузные биполярные клетки могут образовывать синапсы с несколькими палочками. Это явление, называемое синаптической конвергенцией, уменьшает остроту зрения, но повышает светочувствительность глаза. Моносинаптические биполярные клетки связывают одну колбочку с одной ганглиозной клеткой, что обеспечивает большую по сравнению с палочками остроту зрения. Горизонтальные и амакриновые клетки связывают вместе некоторое число палочек или колбочек. Благодаря этим клеткам зрительная информация еще до выхода из сетчатки подвергается определенной переработке; эти клетки, в частности, участвуют в латеральном торможении.
1.1.5.Различия между палочками и колбочками.
Палочек в сетчатке содержится больше, чем колбочек (120*10 в шестой степени и 6-7*10 в шестой степени соответственно). Распределение палочек и колбочек тоже неодинаково. Тонкие, вытянутые палочки (размеры 50*3мкм) равномерно распределены по всей сетчатке, кроме центральной ямки, где преобладают удлиненные конические колбочки (60*1.5мкм). Так как в центральной ямке колбочки очень плотно упакованы (15*10 в четвертой степени на 1 мм.кв.), этот участок отличается высокой остротой зрения. В то же время палочки обладают большей чувствительностью к свету и реагируют на более слабое освещение. Палочки содержат только дин зрительный пигмент, не способны различать цвета и используются преимущественно в ночном зрении. Колбочки содержат три зрительных пигмента, и это позволяет им воспринимать свет; они используются главным образом при дневном свете. Палочковое зрение отличается меньшей остротой, так как палочки расположены менее плотно, и сигналы от них подвергаются конвергенции, но именно это обеспечивает высокую чувствительность, необходимую для ночного зрения.
1.1.6.Механизм фоторецепции.
Палочки содержат светочувствительный пигмент родопсин, находящийся на наружной поверхности мембранных дисков. Родопсин, или зрительный пурпур представляет собой сложную молекулу, образующуюся в результате обратимого связывания липопротеина скотопсина с небольшой молекулой поглощающего свет каротиноида – ретиналя. Последний представляет собой альдегидную форму витамина А и может существовать (в зависимости от освещения) в виде двух изомеров (рис 4)
Рис 2.
Переход 11-цис-ретиналя в полностью- транс-ретиналь под действием света.
Установлено, что при воздействии света на родопсин один фотон способен вызывать изомеризацию, показанную на рисунке 4. Ретиналь играет роль простетической группы, и полагают, что он занимает определенный участок на поверхности молекулы скотопсина и блокируют реактивные группы, участвующие в генерации электрической активности в палочках. Точный механизм фоторецепции пока неизвестен, но предполагается, что он включает 2 процесса. Первый из которых – это превращение 11-цис-ретиналя в полностью-транс-ретиналь под воздействием света, а второй – расщепление родопсина через ряд промежуточных продуктов на ретиналь и скотопсин (процесс, называемый выцветанием) :
После прекращения воздействия света родопсин тотчас же ресинтезируется. В начале полностью – транс – ретиналь при участии фермента ретинальизомеразы превращается в 11-цис-ретиналь, а затем последний соединяется со скотопсином. Этот процесс лежит в основе темновой адаптации. В полной темноте требуется около 30 минут, чтобы все палочки адаптировались и глаза приобрели максимальную чувствительность. Однако во время этого процесса проницаемость мембраны наружного сегмента для Na+ уменьшается, в то время как внутренний сегмент продолжает откачивать ионы Na+ наружу, и в результате внутри палочки возрастает отрицательный потенциал, то есть происходит гиперполяризация(рис 5.)
Рис.3
Схема строения палочки, иллюстрирующая предполагаемые изменения проницаемости наружного сегмента для Na+ под воздействием света. Отрицательные заряды на правой стороне палочки соответствуют потенциалу покоя, а на левой стороне – гипреполяризации.
Это прямо противоположно тому, что обычно наблюдается в других рецепторных клетках, где раздражение вызывает деполяризацию, а не гиперполяризацию. Гиперполяризация замедляет высвобождение из палочек возбуждающего медиатора, который в темноте выделяется в наибольшем количестве. Биполярные клетки, связанные через синапсы с палочками, тоже отвечают гиперполяризацией, но в ганглиозных клетках, аксоны которых образуют зрительный нерв, в ответ на сигнал от биполярной клетки возникает распространяющийся потенциал действия.
1.1.7.Цветовое зрение.
В видимой части спектра человеческий глаз поглощает свет всех длин волны, воспринимая их в виде шести цветов, каждый из которых соответствует определенному участку спектра.
Таб.2
Цвета видимого спектра и приблизительно соответствующие им длины волн.
| Цвет | Длина волны, нм |
| Красный | Более 620 |
| Оранжевый | 590-620 |
| Желтый | 570-590 |
| Зеленый | 500-570 |
| Синий | 440-500 |
| Фиолетовый | Менее 440 |
Существует три вида колбочек – “красные”, “зеленые”, “синие”, которые содержат разные пигменты и, по данным электрофизиологических исследований, поглощают свет с различной длиной волны.
Цветовое зрение объясняют с позиций трехкомпонентной теории, согласно которой ощущения различных цветов и оттенков определяются степенью раздражения каждого типа колбочек светом, отражаемым от объекта. Так, например, одинаковая стимуляция всех колбочек вызывает ощущение белого цвета. Первичное различение цветов осуществляется в сетчатке, но окончательный цвет, который будет воспринят, определяется интегративными функциями мозга. Эффект смешения цветов лежит в основе цветного телевидения, фотографии, живописи.
Освещение.
Освещение- имеет важное гигееническое значение. Хорошее освещение создает благоприятные условия для жизни и деятельности человека. Свет играет важную роль в хорошем самочувствии. Недостаточное освещение снижает работоспособность и производительность труда, утомляет глаза, способствует развитию близорукости.
Освещение бывает естественное, искусственное и смешанное. Естественное освещение обуславливается прямыми солнечными лучами и рассеяным светом небосвода и меняется в зависимости от географического положения широты места, высоты стояния солнца, степени облачности и прозрачности атмосферы. В России установлены нормы естественного освещения помещений в зависимости от назначения зданий. Наиболее благоприятное освещение жилища в нашей стране достигается при ориентации зданий на южную половину горизонта, расположением их друг гот друга на расстоянии не менее высоты противостоящего здания. В солнечные дни на рабочих столах и классных досках создаются блики, что вызывает слепимость у учащихся. Для защиты от прямых солнечных лучей лучше всего применять регулируемые жалюзи (деревянные, металлические, пластмассовые). Можно использовать раздвижные занавески светлых тонов, убирая их в простенки в дождливую, пасмурную погоду.
Искусственное освещение. В качестве искусственного освещения применяются лампы накаливания и газозарядные люминисцентные лампы. Как уже говорилось выше, освещение люминисцентными лампами очень вредно, оно нередко вызывает головные боли, перенапряжение зрения, покраснение глаз и преждевременное утомление.
Обычно используется два вида искусственного освещения:
1) Общее- при котором свет распространяется по всей комнате равномерно;
2) Комбинированное- создаваемое лампами общего и местного значения одновременно, которое в гигееническом отношении наиболее целесообразно
Основные гигиенические требования к искусственному освещению предусматривают достаточность и равномерность освещения, отсутствие резких теней и бликов на рабочих поверхностях. Учебные занятия часто проводят при искусственном освещении не только во вторую смену, но и в первую( утренние часы в осенне-зимний период). В пасмурные дни, в ранние утренние и вечерние часы для обеспечения оптимальной освещенности необходимо правильное сочетание естественно и искусственного освещения.
Рациональное освещение независимо от времени суток или других факторов, достигается с помощью искусственных источников света, которыми служат электрические лампы. Освещенность устанавливается в зависимости от характера выполняемых работ. В учебных помещениях должна быть предусмотрена возможность раздельного включения дополнительного искусственно освещения по рядам. Классные доски должны иметь особое раздельное освещение.
Смешанное освещение включает искусственный (электрический) свет в дополнение к дневному. В необходимых случаях оно вполне целесообразно, представление о его вредности необосновано.
Лучшая освещенность помещений достигается уменьшением глубины комнат, окраской стен, потолков, полов комнат в светлые тона, а также периодической очисткой оконных стекол. Дневное освещение в значительной мере зависит от вида остекления и ухода за окнами:
Одинарное стекло задеоживает 10-15% света
Двойная рама 20-30%
Загрязненное стекло 15-50%
Замерзшее стекло до 80%
Тюлевые занавеси 18-20%
Окна, заставленные высокими цветами и предметами 10-40%
Недопуситимо закрашивать стекла масляной белой краской и вставлять матовые стекла. Это не позволяет учащимся дать отдых глазам, то есть расслабить напряжение мышц глаза, устремив взор вдаль.
Светлая окраска стен, потолков и полов (в школе дополнительно парты) усиливает освещенность помещений так как свет, падая на светлую поверхность многократно отражается. Коэффициент отражения, показывающий, какая часть света сохраняется после отражения, составляет для:
Белой клеевой краски – 0,70-0,80 Оранжевой- 0,39
Цвета слоновой кости- 0,75 Бежевой- 0,38
Светло-кремовой- 0,70-0,74 Светло-коричневой- 0,25
Салатной- 0,70 Розовой- 0,23
Светло-оранжевой- 0,70 Темно-зеленой- 0,16
Светло-бежевой- 0,62 Цвета морской волны- 0,16
Светло- розовой- 0,62 Темно-серой- 0,15
Светло-желтой- 0,55 Коричневой- 0,11
Голубой- 0,45 Темно-красной- 0,10
Зеленой- 0,42 Красно-коричневой-0,10
Светло-серой- 0,40-0,50 Темно-синей- 0,10
Светло-зеленой – 0,41 Черной- 0,04
Желто-зеленой- 0,48
Минимальные гигиенические нормы, обеспечивающие нормальную зрительную работу в помещении –50-100лк (люкс). Люкс- освещенность, получаемая на площадь в один квадратный метр, на который падает и равномерно распределяется поток в один люмен. Люмен- световой поток, который испускается полным излучателем (абсолютно черным телом) при температуре затвердения платины с площади 0,53 мм кв.
Освещенность определяют люксметром. При его отсутствии освещенность можно приблизительно определить следующим методом. Сосчитать суммарную мощность в Вт, определить количество Вт, приходящихся на один кв. метр площади пола и умножить полученное значение на три.
Средняя освещенность в классах должна равняться 150-300лк, с дальнейшим повышением освещенности острота зрения улучшается сравнительно не намного, но значительно снижается утомление глаз.
При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление и снижается работоспособнось. Также кроме освещения на работоспособность человека влияет цвет.
Гимнастика для глаз.
Рекомендуется чередовать зрительную работу с отдыхом для глаз. Через каждые 30-40минут занятий нужно делать 10-минутный перерыв.
Во время перерыва можно выполнить ряд упражнений.
Упражнения, снимающие утомление глаз.
1. Выполняется сидя. Крепко зажмурить глаза на 3-5с, а затем открыть их на 3-5с. Повторить 6-8 раз.
Упражнение укрепляет мышцы век, способствует улучшению кровообращения и расслаблению мышц глаз.
2. Выполняется сидя. Быстро моргать в течение 1-2минуты.
Упражнение способствует улучшению кровообращения.
3. Выполняется стоя. Смотреть прямо перед собой 2-3с. Затем поставить палец руки на расстоянии 25-30 см. от глаз, перевести взор на кончик пальца и смотреть на него 3-5с. Опустить руку, повторить 10-12раз.
Упражнение снимает утомление глаз, облегчает зрительную работу на близком расстоянии. Тем, кто пользуется очками, надо выполнять упражнение, не снимая их.
4. Выполняется сидя. Тремя пальцами каждой руки легко нажать на верхнее веко, спустя 1-2с. снять пальцы с века. Повторить 3-4раза.
Упражнение улучшает циркуляцию внутриглазных жидкостей. 5. Для страдающих близорукостью рекомендуется упражнение с меткой на стекле . Для его выполнения на оконном стекле укрепить круглую метку (или начертить круг фломастером), встать у окна на расстоянии 30-35см. и поочередно переводить взгляд то на метку на стекле, то на удаленные предметы (дом, дерево).
Телевизионные передачи лучше смотреть, находясь от экрана на расстоянии не ближе 2,5 метра. Желательно, чтобы комната в это время была умеренно освещена.
1.4.Каротиноиды, витамин А, биологическая активность витамина А.
Каротиноиды.
Каротиноиды (от лат. Carota – морко и греч. Eidos – вид), природные пигменты от желтого до красно – оранжевого цвета, синтезируемые бактериями, водорослями, грибами, некоторыми губками, кораллами и др. организмами; обуславливают окраску цветов и плодов.
Представляют собой полинасыщенные соединения терпенового ряда, построенные преимущественно по одному структурному принципу: по концам первой полиеновой цепи, состоящей из 4 изопреноидных остатков, расположены циклогексеновые кольца, или алифатические изопреноидные остатки. В большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода. Подразделяются на каротиноидные углеводороды, С40- ксантофиллы, гомо-, апо-, и нор-каротиноиды. Свойства некоторых каротиноидов приведены в таблице:
Таб. 3
Свойства некоторых каротиноидов.
| Соединение | Т пл. | Адсорбция видимого света
| Природные источники. | |
| Р-ритель | ||||
| -Каротин | 182-184 | C6H14 CHCl3 | 425, 450 (2592), 476 465, 493 | Морковь, клевер, люцерна, плоды шиповника. |
| -Каротин | 178 | C6H14 CHCl3 | 420, 442 (2800), 472 432, 457, 485 | Морковь, клевер, люцерна, плоды шиповника. |
| -Каротин | 153 | C6H14 CHCl3 | 431, 462 (3100), 494 443, 470, 502 | Морковь, клевер, люцерна, плоды шиповника. |
| -Каротин | 196 | C6H14 C6H6 | 414, 439 (2900), 470 425, 451, 481 | Морковь, клевер, люцерна, плоды шиповника. |
| Ликопин | 174 | C6H14 CHCl3 | 447, 471 (3450), 501 458, 484, 518 | Томаты |
Из растительных материалов каротины могут быть выделены экстракцией органическими растворителями, не содержащими пероксидов, на рассеянном свету в инертной атмосфере с последующим омылением и хроматографическим разделением.
Каротиноидные углеводороды(каротины) – наиболее широко представлены в высших растениях. Основные - -, -, -, -, каротины и ликопин (формулы 1а-1d соответственно). Все они хорошо растворимы в CHCl3, CS2 и бензоле, хуже – в эфире, гексане, жирах и маслах. Легко присоединяют кислород воздуха, неустойчивы на свету и при нагревании в присутствии кислот и щелочей. С раствором SbCl3 в CHCl3 дают характерное синее окрашивание ( 590нм.).
 | |||||
 | | ||||
 | |||||
 | | ||||
| | |
1a R=R’=A; 1б R=A. R’=Б; 1в R=A. R’=В; 1г R=R’=Б;
1д R=R’=В; 1е R=Г. R’=Д; 1ж R=R’=Е; 1з R=Г. R’=А
- Каротин – темно-рубиновые кристаллы, в природе распространен в виде наиболее стабильного транс-изомера по всем двойным связям. В растворах под воздействием света, при нагревании или добавлении йода частично изомеризуются в цис- изомеры. При воздействии О2 или нагревании в присутствии воздуха - каротин постепенно окисляется и обесцвечивается; Продуктами окисления являются эпоксиды (например, 5,6-эпокси- и 5,8-эпокси- -каротины) и производные -ионона.
Гидрирование в присутствии катализатора приводит к частичному или полному восстановлению двойных связей. –Каротин может быть выделен экстракцией сухой моркови, люцерны, гречихи, пальмового масла и других растительных материалов. В промышленном масштабе его получают микробиологическим путем с помощью гетероталлического, мукорового гриба Blakeslea trispora, используя отходы крахмально – паточного производства или мукомольной промышленности (кукурузная, соевая мука), а также синтетически из производных витамина А по схеме:
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 | |||||
a-Каротин – красные кристаллы; содержится в тех же растениях, что и - -каротин, но в значительно меньшем количестве (до 25% от содержания - каротина). При нагревании с этилатом натрия частично превращается в - каротин; ([а]D +315 ).
Ликопин – кристаллы красно – фиолетового цвета. Красящее вещество томатов. Содержатся также в плодах многих родов растений; могут быть выделены из томатов или получены синтетическим путем.
Каротиноиды в природе встречаются как в свободном состоянии, так и в виде гликозидов, каротинпротеинов или эфиров, образованных с одной или более молекулами жирных кислот. Впервые каротины были выделены из стручков перца, позже – из желтой репы и моркови Daucus carota, откуда и получили свое название. Среди растений каротиноиды в наибольшем количестве содержатся в абрикосах (50-100мкг/г), моркови (80-120 мкг/г), листьях петрушки (100мкг/г).
Качественно и количественно каротиноиды определяют по интенсивности максимума поглощения света в видимой области, а также с помощью хроматографии.
В организме животных каротиноиды не синтезируются, а поступают с пищей. Каротиноиды, имеющие в своем составе хотя бы одно кольцо А (см. ф-лу 1), являются предшественниками витамина А. Превращение в организме этих каротиноидов, содержащих 40 атомов С, в витамин А с 20-ю атомами осуществляется расщеплением молекулы каротина по центральной двойной связи или ступенчатым расщеплением, начиная с конца молекулу. Наибольшей А-витаминной активностью обладает - каротин (условно ее принимают равной 100%), активность а – каротина –53%, -каротина – 48%.
Каротиноиды участвуют в фотосинтезе, транспорте кислорода через клеточные мембраны, защищают зеленые растения от действия света; у животных стимулируют деятельность половых желез, у человека повышают иммунный статус, защищают от фотодерматозов, как предшественники витамина А играют важную роль в механизме зрения; природные антиоксиданты.
Каротиноиды используют в качестве промышленно – пищевых красителей, прокомпонентов витаминного корма животных, в медицинской практике – для лечения пораженных кожных покровов.
Витамин А.
Витаминами называются низкомолекулярные соединения органической природы, не синтезируемые в организме человека, поступающие извне, в составе пищи, не обладающие энергетическими и пластическими свойствами, проявляющие биологическое действие в малых дозах. Витамины образуются путем биосинтеза в растительных клетках и тканях. Большинство из них связано с белковыми носителями. Обычно в растениях они находятся не в активной, но высокоорганизованной форме и, по данным исследований, в самой подходящей форме для использования организмом, а именно — в виде провитаминов. Их роль сводится к полному, экономичному и правильному использованию основных питательных веществ, при котором органические вещества пищи высвобождают необходимую энергию.
Недостаток витаминов вызывает тяжелые расстройства. Скрытые формы витаминной недостаточности не имеют каких-либо внешних проявлений и симптомов, но оказывают отрицательное влияние на работоспособность, общий тонус организма и его устойчивость к разным неблагоприятным факторам. Удлиняется период выздоровления после перенесенных заболеваний, а также возможны различные осложнения. Витамин А (ретинол), провитамины А (каротины) –жирорастворимые витамины. Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения. В чистом виде это — кристаллическое вещество светло-желтого цвета, хорошо растворяемое в жире. Неустойчив к действию кислот, ультрафиолету, кислороду воздуха.
Растительные пигменты каротиноиды играют роль провитамина Превращение каротина в витамин А происходит в стенке тонких кишок и в печени. Физиологическое значение витамина А. Витамин А оказывает влияние на развитие молодых организмов, состояние эпителиальной ткани, на процессы роста и формирования скелета, ночное зрение. Так, адаптация зрения к условиям различной освещенности длится около 8 минут при нормальных запасах витамина А и 30—40 минут — при уменьшении их наполовину. Витамин А участвует в нормализации состояния и функции биологических мембран.
В сочетании с витамином С он вызывает уменьшение липоидных отложений в стенках сосудов и снижение содержания холестерина в сыворотке крови.
Особенно витамин А нужен щитовидной железе, печени и надпочечникам. Он — один из витаминов, сохраняющих молодость. Например, он продлевает жизнь подопытным животным.
Особенно много витамина А в печени морских животных. Вот почему препараты из печени этих животных (например, «катрэкс» — из печени черноморской акулы катрана) очень ценны.
Витамин А нужен ушам. Его нехватка может привести к ушным инфекциям и отразиться на механизме слуха. Его с большим успехом применяют в аллергической терапии. Установлено, что приступ сенной лихорадки можно полностью отразить принятием 150 000 МЕ * витамина А (1МЕ-0.3 мкг).
Зарубежные врачи называют его «первой линией обороны от болезней», так как целостность покровов и эпителия внутри тела, нормальная их работа — первое условие здоровья.
Недостаток витамина А широко распространен. Из-за этого происходит замедление реакции организма (спортсменам на заметку). Так, в ФРГ проводились опыты с 152 шоферами, которые или не прошли водительские испытания, или имели наибольший список дорожных происшествий. Им давали ежедневно по 150 000 МЕ витамина А, что привело как сообщает Институт психологии транспорта, к значительному усилению их водительских способностей.
Вообще проблема дефицита витамина А остро стоит во всем мире. Производится лечение витамином А. Так, в Индии детям в возрасте 1—5 лет раз в полгода дают по 60 миллиграммов витамина А (200 000 МЕ, или 40 взрослых норм сразу!). Среди детей, получивших две дозы, заболеваемость глаз сократилась на 75%.
Запасы витамина А могут в печени составлять резерв 1 500-дневной потребности. Они откладываются там в форме эфира высших жирных кислот: олеиновой, пальмитиновой и стеариновой, и, возможно по этой причине, несмотря на столь высокие запасы, не наблюдается явлений гипервитаминоза. Заметим, что витамин А накапливается в печени из каротина, но не из витаминной диеты. Среди сельского населения острова Ява, питающегося неполированным рисом, зелеными овощами и фруктами, не наблюдается признаков нехватки витамина А. Наоборот, установлено, что снабжение витамином А достаточно полноценно, хотя их пища не содержит молока, масла и почти лишена яиц. Потребность в витамине А составляет 1,5 мг/сутки» причем не менее 1/3 потребности должно быть удовлетворено за счет самого витамина А, а 2/3 — за счет каротина.
Гипервитаминоз витамина А встречается крайне редко, так как нужны необычайно высокие дозы, поступление которых в жизни трудно осуществить. Вот один из таких случаев
Английская газета «Тайме» сообщила о смерти ученого Б. Брауна, 48 лет. В статье под заголовком «Морковная диета убила ученого» говорилось: «Как установило расследование в Кройдоне, сторонник здоровой пищи, выпивавший по восемь пинт (пинта — 0,56 литра) морковного сока в день, был совершенно желтого цвета, когда умер. Врач заявил, что Б. Браун умер от отравления витамином А». Уменьшают запасы витамина А алкоголь, канцерогены, висмут; сильное уменьшение в диете белка (с 18 до 3 процентов) уменьшает отложение этого витамина в печени более чем в 2 раза.
Разрушает его кислород воздуха, кислоты, ультрафиолетовые лучи. Прогоркание жиров ведет к разрушению витамина А.
Важнейшие источники витамина А: печень, сливочное масло, сливки, сыр, яичный желток, рыбий жир. При тепловой обработке витамин А значительно разрушается.
Глава 2.
Методы исследования.
Проведение анкетирования и обработка результатов с целью получения среднестатистических данных. Опрашиваемым задавалось несколько вопросов по различным темам:
1. В каком кабинете вы чувствуете себя наиболее комфортно?
2. В каком кабинете вы чувствуете себя наименее комфортно?
3.Что вы предпочитаете есть? (фрукты и овощи или мучные изделия)?
4.Что является основным блюдом вашего домашнего рациона?
Также проводилось изучение и сопоставление сведений об уровне зрения учащихся 11-х классов и освещенности в кабинетах гимназии 406, эти исследования представлены ниже более подробно.
Также были исследованы все кабинеты школы, при этом записывались данные о количестве окон, их размерах и направленности по сторонам света, о размерах и площади кабинета.
Были исследованы все кабинеты школы, при этом записывались данные о наличии в кабинетах ламп накаливания, дневного освещения, их мощности, о размерах и площади кабинетов.
Выводы
1. Проведенные исследования позволили выяснить, что 35% учащихся 11-х классов 406-й гимназии имеют нарушенное зрение, причем у 30% оно испортилось за время учебы. ( графики 2,3)
2. 60% кабинетов 406-й гимназии оборудованы электролампами и только 40% - люминесцентными, однако эти люминесцентные лампы отрицательно влияют на зрение учащихся, потому что срок годности многих истек. (График 1)
3. 85% опрошенных употребляют пищу небогатую витамином А, прямо влияющим на процесс зрения и только 15% регулярно едят продукты богатые витамином А.
4. 26% опрошенных употребляют поливитаминные препараты, способные обеспечить организм нормальной дозой витамина А.
Рекомендации
Рекомендуется в 11 кабинетах, где цветовая гамма достаточна, улучшить ее до нормальной или хорошей, изменив окраску стен, парт, пола на более светлые тона. Во всех кабинетах рекомендуется применять краски, не дающие отблеска.
Рекомендуется в кабинетах с недостаточным освещением занятия проводить при естественном освещении, то-есть в дневное время. Для работы в вечернее время, при недостаточном естественном освещении, необходимо либо увеличить искусственное освещение путем увеличения мощности осветительных ламп, либо обеспечить обучающихся местным освещением.
Список литературы :
1. Ауэрбах Ш. “Наследственность”. Атомиздат, Москва 1969
2. Брэгг У. “Мир света” издательство “Знание” Москва 1991
3. Вавилов С. “Глаз и солнце” издательство “Наука” Москва 1987
4. Гальперин С. “Анатомия и физиология человека” Москва “Высшая школа” 1974
5. Грин Н, Стаут У.,Тейлор д. Биология издательсво “Мир”1996
6. Демидов В. “Как мы видим то, что видим”, издательство “Знание”, Москва 1979.
7. Макаров. К.А Медицинская химия(3-я часть). Пособие для слушателей малой медицинской академии и студентов 1-го курса. Издательство “Советская энциклопедия”, Москва 1990
8. Сергеев А.В., Вакулова Л.А., Шашкина М.Я., Жидкова Т.А. (1992). Вопр. мед. химии, № 6.
9. Толанский С. “Удивительные свойства света” издательство “Мир” 1991
10. Филлимович Б. “Световые явления вокруг нас” Москва “Просвещение” 1989
11. Якушина Л.М., Малахова Э.Н., Шкарина Т.Н. и др. (1995). Вопр. мед. химии
12. Каротиноиды в онкологии (1992). Материалы симпозиума ОНЦ РАМН. Москва.
13. “Химия и Жизнь”7, Москва 1984
Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор литературы
Строение глаза, процесс зрения
Строение глаза
Аккомодация
Строение сетчатки
Дата: 2019-05-28, просмотров: 149.
