МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ВИТАМИНЫ: РОЛЬ В ОРГАНИЗМЕ И ДЕФИЦИТ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Красногорский колледж» Волоколамский филиал

VII Международный конкурс индивидуальных проектов школьников 10–11 классов “NEW PROJECT” 2025/26

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ВИТАМИНЫ: РОЛЬ В ОРГАНИЗМЕ И ДЕФИЦИТ

Выполнила: Шапран Лилиана Васильевна

студентка группы 14/3Сдд-25В

Руководитель: Тришина Ольга Юрьевна

преподаватель химии и биологии

2025-2026 уч. год

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….……3

ГЛАВА 1 ТЕОРИТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ……….……………………….……4

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ…………………………………….…4

1. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ОРГАНИЗМЕ…………………………………………………………….……6

1. ФУНКЦИИ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ………………………………..…….…7

ГЛАВА 2 ДЕФИЦИТ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ………….……9

2.1 ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………………….……9

2.2 СИМПТОМЫ И ЗАБОЛЕВАНИЯ ИЗ-ЗА ДЕФИЦИТА ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ…………………………………………………………….9

ГЛАВА 3 РОЛЬ МЕДИЦИНСКОЙ СЕСТРЫ В ПРОФИЛАКТИКЕ ДЕФИЦИТОВ……………………………………………………………………12

3.1 УЧАСТИЕ МЕДСЕСТРЫ В ОРГАНИЗАЦИИ ЛЕЧЕБНОГО ПИТАНИЯ И ИНФОРМИРОВАНИИ ПАЦИЕНТОВ………………..………………………..12

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………….…..13

4.1 ПРОВЕДЕНИЕ ОПРОСА О ВАЖНОСТИ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………………………13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….…14

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….……..15

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы заключается в обосновании важности витаминов и микроэлементов для здоровья человека, а особенно в работе медицинской сестры.

Цель проекта: изучить роль витаминов и микроэлементов в организме человека, понять последствия их дефицита и проанализировать способы профилактики, актуальные для практики медсестры.

Задачи проекта:

1)изучить классификацию и функции витаминов и микроэлементов;

2)рассмотреть химические свойства и биохимические механизмы действия;

3)выявить причины и симптомы дефицита витаминов и микроэлементов;

4)выявить связь между дефицитом этих веществ и распространёнными заболеваниями;

5)изучить роль медицинской сестры при профилактике дефицита;

Объект исследования: витамины и микроэлементы как биологически активные вещества.

Предмет исследования: влияние дефицита витаминов и микроэлементов на здоровье человека и роль сестринского ухода в его профилактике.

Гипотеза: дефицит витаминов и микроэлементов приводит к развитию различных заболеваний.

Методы исследования: анализ научной литературы, обобщение данных, сравнение, разработка практических материалов.

ГЛАВА 1 ТЕОРИТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ

Жирорастворимые витамины (A, D, E, K) накапливаются в печени и жировой ткани, способны вызывать гипервитаминоз при передозировке, требуют жиров для усвоения. Примеры: Ретинол (A), Кальциферолы (D), Токоферолы (E), Нафтохиноны (K).

Водорастворимые витамины (C, B1-B12, PP, H): не накапливаются (кроме B12) в значительных количествах, быстро выводятся с мочой. Примеры: Аскорбиновая кислота (C), Тиамин (B1), Рибофлавин (B2), Никотиновая кислота (PP), Фолиевая кислота (B9).

Микроэлементы, играющие ключевую роль в жизнедеятельности организма, подразделяются на две основные категории:

1)Незаменимые микроэлементы: эти вещества абсолютно необходимы для нормального функционирования организма и не могут быть синтезированы им самостоятельно. К ним относятся: железо (Fe): критически важно для переноса кислорода в крови благодаря своей роли в составе гемоглобина; йод (I): необходим для производства гормонов щитовидной железы, регулирующих метаболизм; цинк (Zn): участвует в поддержании иммунной системы и синтезе белков; селен (Se): выполняет функцию антиоксиданта, защищая клетки от повреждений. А также медь (Cu), кобальт (Co), марганец (Mn) и молибден (Mo), каждый из которых выполняет специфические биохимические функции.

Условно незаменимые микроэлементы: эти элементы также важны для здоровья, но их потребность может варьироваться, и в некоторых случаях организм может справляться с их недостатком или получать их из других источников. К ним относятся: фтор (F): мпособствует укреплению костной ткани и зубной эмали; хром (Cr): играет роль в регуляции уровня глюкозы в крови. В эту категорию также включают кремний (Si), ванадий (V), никель (Ni) и бор (B), чьи точные функции и степень необходимости продолжают изучаться.

Для того чтобы ваш организм работал как часы и оставался здоровым, крайне необходимо, чтобы все эти компоненты были в вашем меню.

1.2 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ОРГАНИЗМЕ

Микроэлементы и витамины взаимодействуют по принципу синергизма (усиление действия друг друга) и антагонизма (подавление усвоения). (Приложение А)

1. Окислительно-восстановительные свойства (витамин С)

C6H8O6+I2→C6H6O6+2HI

2) Реакции гидрирования (витамин А). Этот витамин содержит в себе систему сопряженных двойных связей в углеводородной цепи. А разрыв двойных связей приводит к потере биологической активности.

R – CH = CH – R’ + H2 → R – CH2 – CH2 – R’

3) Образование эфиров (витамины A, E, D). Так как эти витамины являются сипртами, они вступают в реакции этирефикации с кислотами. Это важно в организме для их транспортировки.

C19H27 – CH2OH + R – COOH ↔ C19H27 – CH2O – COR + H2O

Биохимические функции микроэлементов и витаминов в организме:

• Активация ферментативной активности

• Участие в редокс-процессах

• Формирование структурных компонентов

Состояние химического равновесия в организме весьма хрупко и подвержено внешним воздействиям. Неосторожное употребление одного нутриента способно нарушить метаболизм другого, жизненно необходимого элемента. В связи с этим медицинские специалисты настаивают на временном разнесении приема потенциально антагонистических веществ, рекомендуя интервал не менее 2–4 часов.

1.3. ФУНКЦИИ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

В биохимических реакциях витамины и микроэлементы выступают в качестве вспомогательных факторов для белков. Без их участия большинство процессов в организме либо не начнутся, либо будут протекать с существенно сниженной скоростью.

В основном, витамины в биохимии выступают как коферменты – органические молекулы, а именно которые соединяются с ферментами для их активации.

1. Витамин В1 В форме тиаминпирофосфата (ТПФ) участвует в декарбоксилировании α-кетокислот.

CH3-CO-COOH + NS-CoA + NAD+ → CH3-CO-S-CoA + CO2 + NADH + H

Реакция: окисление пирувата в ацетил-КоА

1. Витамин В2, главная функция – окислительно-восстановительные реакции.

HOOC-CH2-CH2-COOH + FAD → HOOC-CH = CH-COOH

Реакция: дегидрирование янтарной кислоты

1. Витамин В3, акцептор водорода в процессах гликолиза и дыхания.

CH3-CH(OH)-COO- + NAD+ ↔ CH3-CO-COO- + NADH + H+

Реакция: окисление лактата в пируват

1. Аланин + α-Кетоглутарат → Пируват + Глутамат

• Fe (Железо) входит в состав гема и железосерных белков. Функция – транспорт электронов в дыхательной цепи митохондрий

• Cu (Медь) – кофактор ферментов, который работает с кислородом. Нужен для нейтрализации сводных радикалов.

• Zn (Цинк) также отвечает за стабилизацию белков и катализ. Делает связь в субстрате более полярнойю

• Mn (Марганец) необходим для работы ферментов цикла мочевины.

Основные роли веществ в организме, классифицированные по их химическому назначению:

1. Ускорение химических реакций (Каталитическая роль):

• Эта функция является ключевой. Многие ферменты, которые являются белками-катализаторами, нуждаются в помощи для своей работы. Кофакторы и коферменты выступают в роли «помощников», делая ферменты активными.

1. Участие в переносе электронов (Окислительно-восстановительная роль):

• Витамины и минералы в этом случае действуют как переносчики электронов, участвуя в процессах окисления и восстановления в клетках.

1. Управление процессами и передача информации (Регуляторная и сигнальная роль):

• Некоторые вещества выполняют функции, схожие с гормонами, направляя работу клеток и передавая им сигналы.

1. Формирование структур (Пластическая/строительная роль):

• Кальций и фосфор являются основными компонентами костной ткани, образуя ее прочную структуру (гидроксиапатит).

• Магний поддерживает стабильности молекул АТФ и ДНК.

ГЛАВА 2 ДЕФИЦИТ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

2.1 ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Самыми основными причинами является:

• Недостаток витаминов из-за однообразного рациона и не нехватки свежих овощей и фруктов.

• Употребление сильно обработанных продуктов (колбасы, выпечка, сладости), которые практически лишены витаминов.

• Проблемы с усвоением питательных веществ, это особенно касается жирорастворимых витаминов, таких как A, D, E и K.

• Потребность в витаминах возрастает в периоды активного роста, во время беременности, при интенсивных физических нагрузках, сильных стрессах или во время борьбы с инфекциями.

• Курение уничтожает витамин C, алкоголь мешает усвоению витаминов группы B.

Дефицит микроэлементов (микронутриентов) — это нехватка жизненно важных химических элементов (железо, йод, цинк, селен, медь и др.), необходимых организму в очень малых количествах. Они схожи с причинами нехватки витаминов, но также это может быть вызвано нарушениями кишечника, желудка, печени, поджелудочной железы, это не даёт возможность расщепляться и всасывать минералы из пищи. В подростковом возрасте, при беременности, лактации и интенсивных спортивных нагрузках потребность в микроэлементах возрастает, и обычный рацион не покрывает её.

2.2 СИМПТОМЫ И ЗАБОЛЕВАНИЯ ИЗ-ЗА ДЕФИЦИТА ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Дефицит микроэлементов означает, что организм испытывает нехватку важнейших химических веществ, без которых невозможны нормальные биохимические реакции, стабильный гормональный фон и эффективный обмен веществ.

Признаки недостатка питательных веществ и их проявления:

1. Внешние проявления: кожа, волосы и ногти (наиболее очевидные сигналы)

Эти части тела являются первыми, куда организм перестает направлять необходимые ресурсы при их нехватке.

• Выпадение волос: Может указывать на недостаток железа (анемию), цинка, биотина (витамина B7) или селена.

• Сухая кожа и «гусиная кожа» на локтях: Часто свидетельствуют о дефиците витамина А и омега-3 жирных кислот.

• Ломкие ногти и появление белых пятен: Могут быть связаны с нехваткой кальция, цинка или магния.

2. Состояние слизистых оболочек и полости рта

• Трещины в уголках рта (заеды): Типичный признак нехватки витамина B2 (рибофлавина) или железа.

• Кровоточивость десен: Часто связана с дефицитом витамина С.

• Язвочки во рту (стоматит): Могут быть вызваны недостатком фолиевой кислоты (витамина B9) или витамина B12.

3. Влияние на нервную систему и зрение

• Постоянная усталость и сонливость: Часто связаны с недостатком железа, витамина B12, магния или йода.

• Мышечные спазмы (особенно ночью): Могут быть вызваны нехваткой магния, кальция или калия.

• Ощущение покалывания в конечностях: Может свидетельствовать о дефиците витаминов B1, B6 и B12, влияющих на проводимость нервных импульсов.

4. Психоэмоциональное состояние

• Раздражительность и повышенная тревожность: Часто ассоциируются с недостатком магния и витаминов группы B.

Витаминные нарушения:

• Цинга (недостаток витамина C): Приводит к разрушению тканей.

• Пеллагра (недостаток витамина B3/PP): Известна как болезнь «трех Д»: кожные высыпания (дерматит), расстройства пищеварения (диарея) и умственные нарушения (деменция).

• Ксерофтальмия (недостаток витамина A): Характеризуется сухостью глаз и полной неспособностью видеть.

Минеральные нарушения:

• Анемия (недостаток железа): Приводит к кислородному голоданию тканей.

• Остеопороз (недостаток кальция): Приводит к истончению костей.

• Гипогонадизм (недостаток цинка): Нарушает процессы роста и полового созревания, а также резко ослабляет иммунную систему.

• Болезнь Кешана (недостаток селена): Поражает сердечную мышцу.

Также представлена подробная таблица (Приложение Б)

ГЛАВА 3 РОЛЬ МЕДИЦИНСКОЙ СЕСТРЫ В ПРОФИЛАКТИКИ ДЕФИЦИТОВ

1. УЧАСТИЕ МЕДСЕСТРЫ В ОРГАНИЗАЦИИ ЛЕЧЕБНОГО ПИТАНИЯ И ИНФОРМИРОВАНИЕ ПАЦИЕНТОВ

Медсестра проводит мониторинг состояния пациента на выявление признаков нехватки витаминов и минералов (сухость кожи, ломкость волос, кровоточивость десен, слабость, анемические признаки) при осмотре, контролирует объем съедаемой пищи.

Также проводит оценка статуса питания (рост, вес, расчет ИМТ), биоимпенализ пищевых привычек, выявление дефицита или избытка нутриентов, оценка режима питания, составляет рацион с учетом калорийности, возраста, пола, физической активности и заболеваний. 

Принципы здорового питания, рекомендуемые пациентам: 

• Правильное соотношение белков, жиров и углеводов (БЖУ), оптимально 1:1:4.

• Включение продуктов из всех групп (овощи, фрукты, цельные злаки, белок).

• Соответствие энергетической ценности рациона суточным энергозатратам для поддержания нормального веса.

• Регулярные приемы пищи, предпочтительно 3–5 раз в день.

• Ограничение «вредных» продуктов.

Медсестра делает документацию, которая включает в себя дневник питания, для анализа пищевого поведения, расчёты калорийности и химического состава рациона, методические рекомендации.

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 ПРОВЕДЕНИЕ ОПРОСА О ВАЖНОСТИ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Мы составили анкету (Анкета В.1), провели опрос, на тему питания и осведомлённости о витаминах и микроэлементах.

Опрос проводился среди студентов 12 курсов СПО. В исследовании приняли участие 45 человек (25 девушек и 20 юношей) в возрасте 16–18 лет.

В опросе было 13 вопросов, основные были о понятии подростков важности употребление витаминов.

Выявили то, что студенты не полностью понимают важность витаминов и микроэлементов, большинство не знают о болезнях, которые могут развиться в ходе их дефицита. А ещё, при желании могут начать принимать добавки даже без консультации врача, не задумываясь о опасности (Таблица В.2)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Индивидуальный проект «Микроэлементы и витамины: роль в организме и дефицит» завершен, и все поставленные цели и задачи были успешно выполнены. В процессе работы были получены следующие ключевые результаты:

1. Систематизирована информация о классификации и функциях витаминов и микроэлементов, подтверждена их фундаментальная роль в поддержании гомеостаза и обеспечении слаженной работы всех систем организма.

1. Раскрыты химические свойства и биохимические механизмы действия этих веществ, показана зависимость их активности от структурных особенностей и участия в метаболических процессах.

1. Выявлены основные причины возникновения дефицита витаминов и микроэлементов.

1. Описаны характерные симптомы дефицита и установлена его корреляция с развитием распространенных заболеваний.

1. Определена значимость роли медицинской сестры в мероприятиях по профилактике дефицитных состояний.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мартинчик А.Н., Маев И.В., Петухов А.Б. Питание человека (основы нутрициологии). — М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2021. — 576 с.

1. Спиричев В.Б. Витамины, витаминоподобные и минеральные вещества: справочник. — М.: МЦФЭР, 2020. — 240 с.

1. Захарова И.Н., Коровина Н.А., Дмитриева Ю.А. Профилактика и лечение рахита: учебное пособие. — М.: Академцентр, 2014. — 480 с.

1. Католикова О.С. Сестринский уход в педиатрии: учебное пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2015. — 539 с.

1. Двойников С.И. Менеджмент в сестринском деле. — М.: Феникс, 2023. — 416 с.

1. Тутельян В.А., Никитюк Д.Б., Погожева А.В. Нутрициология. Полное руководство для практикующих специалистов по питанию. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2022. — 672 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 «Взаимодействие витаминов и минеральных веществ».

Тип связи	Примеры пар	Химическое взаимодействие
Синергизм	D + Ca + P	Витамин D стимулирует синтез белков, связывающих кальций, способствуя фиксации кальция и фосфатов в костной ткани
Синергизм	C + Fe	Витамин C восстанавливает железо, делая его доступным для всасывания
Антагонизм	Ca + Fe + Zn	Ионы металлов конкурируют за одни и те же транспортные системы при всасывании в кишечнике
Антагонизм	Mn + Ca	Избыток кальция или железа блокирует связывание и усвоение марганца

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица Б.1 «Основные витамины, заболевания при их дефиците и симптомы».

Витамин	Заболевание	Симптомы
Витамин A (ретинол)	Ксерофтальмия, гиперкератоз	Снижение сумеречного зрения («куриная слепота»), сухость кожи и глаз
Витамин D (кальциферол)	Рахит (у детей), остеопороз, остеомаляция	Мышечная слабость, боли в костях, повышенный риск падений
Витамин K (филлохинон)	Геморрагический синдром	Повышенная кровоточивость, легкое образование синяков (гематом), носовые кровотечения
Витамин B1 (тиамин)	Болезнь Бери-Бери	Нервозность, мышечная слабость, нарушение координации
Витамин B12 (цианокобаламин)	Мегалобластная анемия.	Синяки на теле, неврологические нарушения (онемение конечностей), утомляемость
Витамин C (аскорбиновая кислота)	Цинга.	Кровоточивость десен, плохое заживление ран, слабость

Таблица Б.2 «Диагностическая таблица нехватки микроэлементов».

Микроэлемент	Заболевание	Симптомы
Железо (Fe)	Железодефицитная анемия.	Усталость, слабость, бледность, выпадение волос, ложкообразные ногти, головокружение
Йод (I)	Эндемический зоб, гипотиреоз, умственная отсталость	Сонливость, увеличение веса, отеки, сухость кожи, снижение памяти
Цинк (Zn)	Иммунодефицит	Частые инфекции, медленное заживление ран, выпадение волос, акне, потеря вкуса/обоняния
Магний (Mg)	Кардиомиопатия, аритмия, развитие остеопороза	Судороги, онемение, раздражительность, нарушение сна
Кальций (Ca)	Остеопороз, остеопения, рахит	Судороги, ломкость ногтей, сухая кожа, проблемы с зубами
Хром (Cr)	Нарушение толерантности к глюкозе	Риск развития сахарного диабета 2 типа
Медь (Cu)	Анемия, нейтропения (низкие лейкоциты), нарушение пигментации кожи	Анемия, неврологические нарушения

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Анкета В.1

1. Как часто вы употребляете свежие овощи и фрукты?

• Ежедневно

• 2–3 раза в неделю

• Редко или почти никогда

2. Считаете ли вы свой текущий рацион питания полностью сбалансированным?

• Да

• Нет, не вполне

• Затрудняюсь ответить

3. Принимаете ли вы в данный момент какие-либо витаминно-минеральные комплексы?

• Да, регулярно

• Принимаю редко или курсами

• Никогда не принимаю

4. Сможете ли вы прямо сейчас назвать три и более симптома дефицита витаминов в организме?

• Да, легко

• Возможно, 1–2 симптома

• Нет, не знаю симптомов

5. Откуда вы чаще всего черпаете информацию о здоровье и микроэлементах?

• Интернет и социальные сети

• Консультации с врачом

• Советы друзей/родственников

• Научная литература

6. Насколько сильно вы обеспокоены возможным дефицитом микроэлементов в вашем организме?

• Очень обеспокоен(а)

• Немного беспокоит

• Совсем не беспокоит

7. Готовы ли вы начать прием витаминов самостоятельно, без предварительной консультации с врачом?

• Да, если найду информацию о пользе в сети

• Только после сдачи анализов и назначения специалиста

• Считаю это потенциально опасным

8. Каким будет ваше первое действие при подозрении на нехватку витаминов?

• Запишусь на прием к врачу

• Куплю комплекс витаминов в аптеке по совету фармацевта

• Найду решение проблемы в интернете

9. Считаете ли вы, что интернет-ресурсы являются надежным источником информации для выбора витаминных добавок?

• Полностью доверяю

• Доверяю частично

• Не доверяю, предпочитаю мнение медиков

10. Знаете ли вы, к каким последствиям может привести бесконтрольный прием микроэлементов?

• Да, это может навредить органам (печени, почкам)

• Слышал(а), что это вредно, но не знаю деталей

• Считаю, что от витаминов не может быть вреда

11. Как вы оцениваете влияние питания на вашу учебную продуктивность?

• Прямая зависимость (плохое питание = низкая концентрация)

• Влияет незначительно

• Не вижу никакой связи

12. Хватает ли вам знаний о микроэлементах, чтобы самостоятельно составить здоровое меню на неделю?

• Да, знаний достаточно

• Нуждаюсь в дополнительной информации

• Совсем в этом не разбираюсь

13. Считаете ли вы необходимым проведение просветительских лекций о важности микроэлементов среди студентов?

• Да, это очень актуально

• Возможно, для тех, кто интересуется

• Нет, это лишняя информация

Таблица В.2 «Результаты опроса среди студентов»

Питание	Осведомлённость	Поведение
только 35 % студентов употребляют фрукты и овощи ежедневно	75 % студентов не могут назвать симптомы дефицита витаминов	20 % готовы принимать витамины без консультации врача, что потенциально опасно
40 % опрошенных признают, что их рацион не вполне сбалансирован	основной источник информации — интернет (60 %)	40 % обратятся к врачу при подозрении на дефицит
40 % студентов редко или никогда не принимают витаминно-минеральные комплексы	лишь 15 % серьёзно беспокоятся о дефиците витаминов