ชีววิทยา ม.4

   วิตามินเป็นสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลขนาดเล็กและจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต  มีหน้าที่ควบคุมการทำงานต่างๆในร่างกายให้ปกติ  ร่างกายต้องการวิตามินในปริมาณที่น้อยมาก แต่ถ้าขาดไปจะทำให้ร่างกายผิดปกติ  วิตามินไม่ให้พลังงานแก่ร่างกายและไม่เป็นองค์ประกอบของเนื้อเยื่อร่างกาย  แต่จะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญต่อการทำงานของโปรตีน   และเอนไซม์ต่างๆ  วิตามินจำแนกได้เป็น 2 ประเภท

• วิตามินที่ละลายในไขมัน ได้แก่ A, D, E, K
• วิตามินที่ละลายในน้ำ ได้แก่ B, C 

วิตามินเอ ค้นพบโดย ดร. อี.วี. แมคคอลลัม (E.V. McCollum) นักวิทยาศาสตร์ชาวสหรัฐอเมริกา ประโยชน์ของวิตามินเอมีดังนี้
       หากขาดจะทำให้เป็นโรคมองไม่เห็นในที่มืด
       ช่วยป้องกันการแพ้แสงสว่างของบางคน
       ผู้ที่ต้องการวิตามินเอมาก คือผู้ที่ต้องใช้สายตามาก
      วิตามินเอมีมากในไขมันเนย น้ำมันตับปลา ไข่แดง กะหล่ำปลี พืชตระกูลถั่ว ผักสีแดง ผักสีเหลือง
วิตามินดี ช่วยในการดูดซึมแคลเซียมในร่างกาย ป้องกันโรคกระดูกอ่อน และควบคุมปริมาณของแคลเซียมในเลือด อาหารที่ให้วิตามินดีมีน้อยมาก จะมีอยู่ในพวกน้ำมันตับปลา ร่างกายสามารถสังเคราะห์วิตามินดีได้จากรังสีอุลตราไวโอเลต ซึ่งมีอยู่ในแสงแดด
วิตามินซี (หรือกรดแอสคอร์บิก) ค้นพบเจอในพริกชนิดหนึ่งในปี ค.ศ. 1928 โดยนักชีวเคมีชาวฮังกาเรียนชื่อ อัลเบิร์ต เซนต์ เกอร์กี ประโยชน์ของวิตามินซีคือ ช่วยในการป้องกันจากโรคหวัด สามารถลดระดับของซีรัมคลอเลสเตอรอล(เพราะวิตามินซีจะรวมตัวกับคลอเลสเตอร อลและแคลเซียม ทำให้คลอเลสเตอรอลแตกกระจายในน้ำได้) ช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกัน ช่วยให้ร่างกายกระปรี้กระเปร่า ช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกันต่อโรคหัด คางทูม และโพลีโอไวรัส หากได้รับวิตามินซีในปริมาณสูงมาก จะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อเซลล์มะเร็ง และสามารถทำลายเซลล์มะเร็งแบบmelanomaได้ มีผลให้สามารถยืดอายุของผู้ป่วยที่เป็นโรคมะเร็งได้ วิตามินซีที่บริษัทยาผลิตจำหน่ายโดยปกติจะอยู่ในลักษณะเป็นเม็ดฟู่ซึ่งมี แคลเซียมอยู่ด้วย ถ้าหากผู้สูงอายุได้รับแคลเซียมมากเกินไปจะทำให้กระดูกงอก
วิตามินบีรวม มีดังต่อไปนี้
     วิตามินบี1 มีมากในเนื้อหมู ข้าวกล้อง เห็ดฟาง ฯลฯ มีหน้าที่เกี่ยวกับการใช้คาร์โบไฮเดรต การทำงานของหัวใจ หลอดอาหารและระบบประสาท
     วิตามินบี2 พบมากในตับ ยีสต์ ไข่ นม เนย เนื้อ ถั่ว และผักใบเขียว ปลาและผลไม้จำพวกส้มแทบไม่มีวิตามินบี2เลย ถ้ากินวิตามินบี        2มากเกินไป ไม่มีผลเสียต่อร่างกาย เพราะสามารถถูกขับถ่ายออกมาได้ วิตามินบี2มีความสำคัญต่อร่างกาย ดังนี้
        มีความเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญไขมันที่เรียกกันในทางวิทยาศาสตร์ว่า ลิปิด
        ใช้ในการเผาผลาญกรดอะมิโนทริพโตเฟน กรดนี้มีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของทารก และมีความจำเป็นต่อการเกิดสมดุลของ           ไนโตรเจนในร่างกาย
        เป็นส่วนประกอบสำคัญของสีที่เรตินาของลูกตา ซึ่งช่วยให้สายตาปรับตัวในแสงสว่าง
        อาการที่เกิดจากการขาดวิตามินบี2 คือ เหนื่อยง่าย เบื่ออาหาร มีอาการทางประสาทการย่อยอาหารไม่ปกติ ถ้าเป็นมากๆปาก   และลิ้น           อาจแตก
     วิตามินบี3 บาง ทีเรียกว่า ไนอาซิน ประวัติของไนอาซินเริ่มมาจากการที่ประเทศอังกฤษเกิดโรคที่เรียกว่า เพลากรา(Pellagra) อาการของโรคนี้คือ เป็นโรคผิวหนัง ต่อมามีอาการท้องเดิน ในที่สุดก็จะมีอาการทางประสาทถึงขั้นเสียสติและตายไปในที่สุด ซึ่งในสมัยโบราณโรคนี้ไม่มีทางหายได้ ต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ โกลเบอร์เกอร์(Goldberger)ผู้เชี่ยวชาญทางด้านแบคทีเรีย ได้วิจัยโรคนี้ ซึ่งเขาได้สังเกตเห็นว่า ผู้ที่ป่วยโรคนี้ส่วนมากจะเป็นผู้ที่มีฐานะยากจนที่ไม่สามารถกินอาหารจำพวก เนื้อ นม ไข่ ได้เขาจึงสรุปผลออกมาว่า โรคนี้เกิดจากการที่ขาดสารอาหาร ต่อมาเขาทำการทดลองให้อาสาสมัครกินอาหารประเภทเดียวกันกับผู้ป่วยที่เป็นโรค เพลากรา และเมื่ออาสาสมัครเหล่านั้นเป็นโรคแล้ว เขาก็ทำให้หายโดยให้กินเนื้อสัตว์ นม และยีสต์ เมื่อผลเป็นเช่นนี้ ผู้คนจึงยอมรับว่า ยังมีวิตามินบีอีกชนิดหนึ่งอยู่ในอาหาร ภายหลังเรียกวิตามินนี้ว่า ไนอาซิน สามารถรักษาโรคเพลากราให้หายได้ ไนอาซินมีมากในตับและไต
    หน้าที่ของไนอาซิน
        ช่วยในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต
        นำไปใช้กับวิตามินชนิดอื่นๆเช่น วิตามินซี รักษาโรคชิโซฟรีเนีย
        สามารถใช้ในการักษาโรคปวดศีรษะแบบไมเกรนไดผล
    ความต้องการไนอาซิน
      ควรได้รับวันละ 20 มิลลิกรัม การได้รับไนอาซินมากเกินไปไม่มีผลเสียต่อร่างกาย เพราะสามารถขับถ่ายออกมาได้
      อาหารที่มีไนอาซินได้แก่ ไก่ ยีสต์ ถั่ว ตับ ไต หัวใจ
     วิตามินบี6 มีชื่อทางเคมีว่า ไพริดอกซิน(Pyridoxin) ความสำคัญของวิตามินบี6 มีดังนี้ คือ
        ใช้ในการผาผลาญกรดอะมิโนทริปโตเฟนในร่างกาย
        หากขาดจะเป็นโรคหลอดเลือดหัวใจอุดตันได้ง่าย เพราะวิตามินบี6จะช่วยในการเผาผลาญคอเลสเตอรอลอย่างมีประสิทธิภาพ
        ช่วยในการเผาผลาญโปรตีน
       ผู้ที่มักขาดวิตามินบี6 ได้แก่ สตรีที่กินยาคุมกำเนิด สตรีที่อยู่ในช่วงของการมีประจำเดือน และหญิงมีครรภ์
        อาหารที่มีวิตามินบี6 ไก่ ยีสต์ ถั่ว ตับ ปลา ไก่ กล้วย ข้าวแดง ฯลฯ
     วิตามินบี12 มีอยู่ในอาหารจากสัตว์ เช่น ตับ(มีวิตามินบี12มากที่สุด) นม ไข่ เนย วิตามินนี้มีอยู่ในพืชน้อยมาก    ความสำคัญของ        วิตามินบี12 มีดังนี้
        มีส่วนสำคัญในการสร้างเม็ดเลือดแดง
        มีส่วนสำคัญในการทำงานของระบบประสาท
        มีส่วนในการสร้างกรดนิวคลีอิค(nucleic acid) ซึ่งเป็นพื้นฐานของกรรมพันธุ์
        มีส่วนช่วยในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต
        มีส่วนช่วยให้ร่างกายนำไขมัน คาร์โบไฮเดรต และโปรตีน ไปใช้ได้อย่างสมบูรณ์
        มีส่วนช่วยในการทำงานของระบบประสาท
        ช่วยในการเจริญเติบโตของเด็กๆ คือ มีความต้านทานต่อโรค มีน้ำหนักและส่วนสูงมากกว่าปกติ
วิตามินซีหรือกรดแอสคอร์บิก ค้นพบเจอในพริกชนิดหนึ่งในปี ค.ศ. 1928 โดยนักชีวเคมีชาวฮังกาเรียนชื่อ อัลเบิร์ต เซนต์ เกอร์กี
       ประโยชน์ของวิตามินซีมีดังนี้
        ช่วยในการป้องกันจากโรคหวัด
        สามารถลดระดับของซีรัมคลอเลสเตอรอล(เพราะวิตามินซีจะรวมตัวกับคลอเลสเตอรอลและแคลเซียม ทำให้คลอเลสเตอรอลแตกกระ           จายในน้ำได้)
        ช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกัน ช่วยให้ร่างกายกระปรี้กระเปร่า
        ช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกันต่อโรคหัด คางทูม และโพลีโอไวรัส
       หากได้รับวิตามินซีในปริมาณสูงมาก จะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อเซลล์มะเร็ง และสามารถทำลายเซลล์มะเร็งแบบmelanomaได้        มีผลให้สามารถยืดอายุของผู้ป่วยที่เป็นโรคมะเร็งได้
       วิตามินซีที่บริษัทยาผลิตจำหน่ายโดยปกติจะอยู่ในลักษณะเป็นเม็ดฟู่ซึ่งมีแคลเซียมอยู่ด้วย ถ้าหากผู้สูงอายุได้รับแคลเซียมมากเกินไปจะทำให้กระดูกงอก
วิตามินอี วิตามินอีได้มาจากพืชในธรรมชาติ ประโยชน์ของวิตามินอีมีดังนี้
        ช่วยในการลดปริมาณคลอเลสเตอรอลที่ค้างอยู่ในหลอดเลือดในมนุษย์และสัตว์
        ช่วยบำบัดโรคหัวใจ
        ช่วยในการป้องกันอันตรายจากโอโซนในบรรยากาศ
        ใช้ในการรักษาโรคเลือดออกใต้ผิวหนัง

  กรดนิวคลิอิก (nucleic acid) เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่  ทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปอีกรุ่นหนึ่ง และยังมีหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตและกระบวนการต่างๆของสิ่งมีชีวิต  กรดนิวคลิอิกมี 2 ชนิด คือ DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid)
  โมเลกุลของกรดนิวคลิอิก ประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วย 3 ส่วน ได้แก่ หมู่ฟอสเฟต น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 อะตอม และไนโตรจีนัสเบส นิวคลีโอไทด์มี 5 ชนิด แตกต่างกันที่ส่วนประกอบที่เป็นไนโตรจีนัสเบส
   นิวคลีโอไทด์จะเรียงต่อกันเป็นสายยาวเรียกว่า พอลินิวคลีโอไทด์ (polynucleotide)
   DNA ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย เรียงตัวสลับทิศกันและมีส่วนของเบสยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน  บิดเป็นเกลียวเป็นบันไดเวียนขวา
   RNA เป็นพอลินิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว
   DNA และ RNA มีน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบต่างกัน ใน DNA จะเป็นน้ำตาลดีออกซีไรโบส ส่วนใน RNA จะเป็นน้ำตาลไรโบส  เบสที่พบใน DNA และ RNA มีบางชนิดที่เหมือนกันและบางชนิดต่างกัน

ก.โครงสร้างของน้ำตาลดีออกซีไรโบส  ข.ชนิดนิวคลีโอไทด์

*หมายเหตุ น้ำตาลใน DNA และ RNA ต่างกันที่จำนวนอะตอมของออกซิเจน ถ้าเป็น DNA จะมี  ออกซิเจนน้อยกว่า RNA หนึ่งอะตอม

   ลิพิด (lipid) เป็นสารชีวโมเลกุลที่ละลายได้ดีในตัวทำละลายที่เป็นสารอินทรีย์ ลิพิดประกอบด้วยธาตุคาร์บอน  ไฮโดรเจน  และออกซิเจน  ลิพิดมีหลายชนิด เช่น ไขมัน น้ำมัน ฟอสโฟลิพิด ไข และสเตอรอยด์ ลิพิดมีโครงสร้างทางเคมีหลายแบบ
   ลิพิดให้พลังงานมากกว่าคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนที่มีน้ำหนักเท่ากัน ทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียน้ำ เป็นฉนวนช่วยควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย และป้องกันการกระทบกระแทกของอวัยวะภายใน
   ลิพิด แบ่งตามโครงสร้างได้ 3 ชนิด คือ ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid) ลิพิดเชิงซ้อน (complex lipid) และลิพิดอนุพันธ์ (derived lipid)

   ลิพิดเชิงเดี่ยว
            ประกอบด้วยกรดไขมันและแอลกอฮอล์ ได้แก่ ไขมััน น้ำมัน และไข  ไขมันมีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง  น้ำมันเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง  ไขพบได้ที่ผิวหนัง ใบไม้ และผลไม้บางชนิด
             โมเลกุลของไขมันและน้ำมันประกอบด้วย กรดไขมัน และแอลกอฮอล์ที่เรียกว่า กรีเซอรอล ถ้ามีเพียงหนึ่งโมเลกุล เรียกว่า มอโนกลีเซอไรด์
    มีสองโมเลกุล       เรียกว่า ไดกลีเซอไรด์
    มีสามโมเลกุล       เรียกว่า ไตรกลีเซอไรด์  เป็นลิพิดที่พบมากที่สุดในสัตว์และพืช
             กรดไขมันแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid) และกรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid)  กรดไขมันที่อิ่มตัวจะมีคาร์บอนทุกอะตอมต่อกันอยู่ด้วยพันธะเดี่ยว ส่วนกรดไขมันที่ไม่อิ่มตัวมีบางพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนเป็นพันธะคู่
           

กรดไขมันอิ่มตัว และกรดไขมันไม่อิ่มตัว

             กรดไขมันที่ร่างการสามารถสังเคราะห์ขึ้นเองได้ จัดว่าเป็นกรดไขมันที่ไม่จำเป็น (nonessential fatty acid) เช่น กรดบิวไทริก กรดปาล์มิติก เป็นต้น ส่วนกรดไขมันที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นเองได้ และจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของร่างกายจัดว่าเป็น กรดไขมันที่จำเป็น (essential fatty acid) เช่น กรดไลโนเลอิก กรดไลโนเลนิก และกรดอะแรคไคโดนิก

   ลิพิดเชิงซ้อน
               ประกอบด้วยกรดไขมัน และแอลกอฮอล์ ที่มีสารประกอบอื่นเชื่อมต่อ เ่ช่น ฟอสโฟลิพิดและไกลโคลิพิด  ฟอสโฟลิพิดเป็นองค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ มีคาร์บอนของกลีเซอรอล 1 อะตอม จับกับหมู่ฟอสเฟต  ไกลโคลิพิดเป็นลิพิดที่มีคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบ พบมากในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท

   ลิพิดอนุพันธ์ 
                เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างแตกต่างจากลิพิดทั่วไป เช่น สเตอรอยด์ มีโครงสร้างทั่วไปเป็นวงแหวน 4 วง
                 สเตอรอยด์มีหลายชนิดขึ้นอยู่กับหมู่ R ที่มาเชื่อมต่อกับวงแหวน