Хлорофилл. так ли полезен, как о нём говорят? только факты

Химическая структура

Хлорофиллы можно рассматривать как производные протопорфирина — порфирина с двумя карбоксильными заместителями (свободными или этерифицированными). Так, хлорофилл a имеет карбоксиметиловую группу при С10, фитоловый эфир пропионовой кислоты — при С7. Удаление магния, легко достигаемое мягкой кислотной обработкой, дает продукт, известный как феофитин. Гидролиз фитоловой эфирной связи хлорофилла приводит к образованию хлорофиллида (хлорофиллид, лишенный атома металла, известен как феофорбид a).

Все эти соединения интенсивно окрашены и сильно флуоресцируют, исключая те случаи, когда они растворены в в строго безводных условиях. Они имеют характерные спектры поглощения, пригодные для качественного и количественного определения состава пигментов. Для этой же цели часто используются также данные о растворимости этих соединений в соляной кислоте, в частности для определения наличия или отсутствия этерифицированных спиртов. Хлороводородное число определяется как концентрация HCl (%, масс./об.), при которой из равного объёма эфирного раствора пигмента экстрагируется 2/3 общего количества пигмента. «Фазовый тест» — окрашивание зоны раздела фаз — проводят, подслаивая под эфирный раствор хлорофилла равный объём 30%-го раствора KOH в MeOH. В интерфазе должно образовываться окрашенное кольцо. С помощью тонкослойной хроматографии можно быстро определять хлорофиллы в сырых экстрактах.

Хлорофиллы неустойчивы на свету; они могут до алломерных хлорофиллов на воздухе в метанольном или этанольном растворе.

Хлорофиллы образуют комплексы с белками in vivo и могут быть выделены в таком виде. В составе комплексов их спектры поглощения значительно отличаются от спектров свободных хлорофиллов в органических растворителях.

Хлорофиллы можно получить в виде кристаллов. Добавление H2O или Ca2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации.

Хлорофилл a Хлорофилл b Хлорофилл c1 Хлорофилл c2 Хлорофилл d Хлорофилл f
Формула C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg C35H30O5N4Mg C35H28O5N4Mg C54H70O6N4Mg C55H70O6N4Mg
группа C2 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CHO
группа C3 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CHO -CH=CH2
группа C7 -CH3 -CHO -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
группа C8 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH=CH2 -CH2CH3 -CH2CH3
группа C17 -CH2CH2COO-Phytyl -CH2CH2COO-Phytyl -CH=CHCOOH -CH=CHCOOH -CH2CH2COO-Phytyl -CH2CH2COO-Phytyl
связь C17-C18 Одинарная Одинарная Двойная Двойная Одинарная Одинарная
Распространение Везде Большинство наземных растений Некоторые водоросли Некоторые водоросли Цианобактерии Цианобактерии

Что такое хлорофилл?

Хлорофилл — это природное соединение, встречающееся в растениях (в изобилии в листьях), которое придает им характерный зеленый цвет и позволяет производить продукты питания из солнечного света посредством фотосинтеза. Возможно, вы никогда не думали об этом, но когда вы едите зелень, такие как шпинат или листовой салат, вы получаете вместе с ней некоторое количество хлорофилла.

Сорго считается одним из богатейших источников натурального хлорофилла, и это объясняет, почему многие коктейли из суперпродуктов включают его в качестве ингредиента. Более практично употреблять хлорофилл в виде добавки (обычно жидкой), известной как хлорофиллин, который сохраняет биологические функции в организме благодаря изменению структуры соединения.

Природный хлорофилл содержит магний, но в хлорофиллине его заменяют медью, что обеспечивает лучшую усваиваемость в желудке и желудочно-кишечном тракте.

Источники хлорофилла

Не очень трудно включить хлорофилл в ежедневный рацион, так как почти все зеленые растения богаты хлорофиллом а, и многие овощи, которые являются неотъемлемой частью нашей пищи, содержат хлорофилл а, а также хлорофилл б. Потребление овощей, таких как руккола, ростки пшеницы, лук-порей, зеленые бобы и темно-зеленые листовые овощи, такие как петрушка, капуста, кресс-салат, листовая свекла и шпинат, обеспечивают естественный хлорофилл для организма. Другие источники включают капусту, синие зеленые водоросли, такие как хлорелла и спирулина. Приготовление пищи разрушает содержащиеся в ней хлорофилл и магний, поэтому сырые или приготовленные на пару овощи являются более полезными.

Что такое жидкий хлорофилл

Жидкий хлорофилл – это биологически активная добавка, представляющая собой раствор хлорофиллина. Хлорофиллин – это водорастворимое соединение, полученное лабораторным способом из хлорофилла путем экстракции.

Источником жидкого хлорофилла обычно служит люцерна – древнейшее травянистое растение, произрастающее на 5 континентах, более чем в 80 странах мира.

Почему именно люцерна чаще всего является сырьем для промышленного изготовления жидкого хлорофилла?

  • Во-первых, люцерна – одно их наиболее насыщенных хлорофиллом растений.
  • Во-вторых, концентрат, изготавливаемый из люцерны, содержит в своем составе все необходимые организму минералы и химические элементы, множество редчайших биологически активных веществ.

Богатым составом растение обязано своей необычайно развитой корневой системе. В то время, как простые овощные культуры довольствуются поверхностными, скупыми на полезные вещества слоями почвы, люцерна благодаря своему мощному корневищу способна извлечь ценные питательные вещества с глубоких слоев почвы.

Люцерна — источник жидкого хлорофилла

Свойства люцерны хорошо изучены. Растение является богатым источником витаминов (А, С, D, Е, К), жизненно важных минералов (магний, железо, кальций, калий и др.), микроэлементов (медь, марганец, молибден, бор, кобальт и др.), жирных кислот.

Жидкий хлорофилл имеет насыщенный изумрудный цвет, который сохраняется при длительном хранении. В качестве БАД жидкий хлорофилл широко используется во всем мире вот уже более полувека.

Свойства и функция при фотосинтезе

В процессе фотосинтеза молекула хлорофилла претерпевает изменения, поглощая световую энергию, которая затем используется в фотохимической реакции взаимодействия углекислого газа и воды с образованием органических веществ (как правило, углеводов):

xCO2+xH2O→hν(CH2O)x+xO2{\displaystyle {\ce {xCO2 + xH2O -> (CH2O)_x + xO2}}}

После передачи поглощенной энергии молекула хлорофилла возвращается в исходное состояние.

Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).

Растения могут использовать и свет с теми длинами волн, которые слабо поглощаются хлорофиллом. Энергию фотонов при этом улавливают другие фотосинтетические пигменты, которые затем передают энергию хлорофиллу. Этим объясняется разнообразие окраски растений (и других фотосинтезирующих организмов) и её зависимость от спектрального состава падающего света.

Стоит взять на заметку

Наиболее эффективны для снижения веса продукты, содержащие белок, отметила в разговоре с «Известиями» врач-диетолог Дарья Русакова. Для переваривания и расщепления этих продуктов на аминокислоты организму требуется очень много энергии. Жиры и углеводы быстрее тратятся, быстрее расщепляются, а белковые продукты — мясо, рыба, молочные продукты, бобовые (источники растительного белка) — запускают и ускоряют еще и метаболизм, разогревают тело и способствуют сжиганию жира, объясняет специалист.

На самом деле продуктов, помогающих человеку сбросить вес, действительно очень много, рассказывает врач-диетолог Елена Соломатина.

— Первое, что приходит в голову, — это капуста. Во-первых, она содержит большое количество клетчатки, а, как известно, клетчатка создает объем и блокирует выделение гормона грелина. Капуста насытит, при этом она может использоваться абсолютно в любом виде: и в сыром, и в тушеном, и так далее. Но нам, конечно, полезнее есть ее именно в сыром виде, поскольку там содержится тартроновая кислота, которая препятствует переходу углеводов в жир. Плюс в капусте содержится ряд витаминов, также есть и калий, который хорошо выводит жидкость из организма, более того, там есть и кальций, который тоже используется для похудения.

Ешь и стройней

Фото: Global Look Press/Danny Gohlke

Полезны в этом деле также и огурцы: они, по большому счету, состоят из воды, то есть создают объем, как и капуста, и там тоже есть тартроновая кислота. Полезна и фасоль, особенно зеленая. Стручки фасоли даже добавляют в БАДы, которые понижают уровень сахара в крови, рассказывает врач-диетолог. Не стоит забывать и про рыбу, которая содержит хром. Чем больше у нас хрома в организме, тем легче глюкоза попадает в клетки и, соответственно, нам меньше хочется есть, особенно сладкого, подчеркивает Елена Соломатина.

— Такие специи, как имбирь, перец, всевозможные виды зелени вроде рукколы, базилика, а также горьковатые травки очень хорошо стимулируют обменные процессы и помогают быстрее перерабатывать съеденную пищу. Когда нам хочется выпить кофе с чем-то сладким, добавление ванили или корицы (но только натуральных) уменьшить это желание. Это такой способ обмануть организм. Кроме того, корица уменьшает уровень глюкозы в крови, а часто повышенный аппетит связан как раз с колебаниями ее уровня.

Как работает

Хлорофилл содержится во всей зелени, в том числе – некоторых овощах, водорослях и даже бактериях. И если хлорофилл – это исключительно натуральное вещество, то хлорофиллин представляет собой полусинтетическую смесь, производимую в лабораториях. Ее другое название – жидкий хлорофилл. В качестве полезной добавки его используют уже более 50 лет. Чаще всего – для лечения кожных заболеваний, заживления ран, а также для восстановления работы органов пищеварения.

Как уже было сказано, хлорофилл служит натуральным веществом, которое защищает ДНК от повреждений, вызванных токсинами, такими как афлатоксин. А добавка хлорофиллин нейтрализует работоспособность окислителей, в результате уменьшается окислительное повреждение клеток, вызванное канцерогенами, ультрафиолетом или радиацией.

Исследователи, изучая растения в ботаническом саду НИИ в Индии, сделали интересное открытие. Оказалось, что хлорофилл из свежих зеленых листьев обладает противовоспалительным эффектом, защищает от токсинов и опасных бактерий.

Молекулярная структура

Молекулярная структура хлорофилла а состоит из кольца хлорина , четыре атома азота которого окружают центральный атом магния , и имеет несколько других присоединенных боковых цепей и углеводородный хвост .

Структура молекулы хлорофилла А с длинным углеводородным хвостом

Хлориновое кольцо

Хлорин , центральная кольцевая структура хлорофилла а

Хлорофилл а содержит ион магния, заключенный в большую кольцевую структуру, известную как хлорин . Хлориновое кольцо представляет собой гетероциклическое соединение, производное от пиррола . Четыре атома азота хлорина окружают и связывают атом магния. Магниевый центр однозначно определяет структуру как молекулу хлорофилла. Порфириновое кольцо бактериохлорофилла насыщено, и в нем отсутствует чередование двойных и одинарных связей, что приводит к изменению поглощения света.

Боковые цепи

CH 3 в зеленой рамке — это метильная группа в положении C-7 хлорофилла a.

Боковые цепи присоединены к хлориновому кольцу различных молекул хлорофилла. Различные боковые цепи характеризуют каждый тип молекулы хлорофилла и изменяют спектр поглощения света. Например, единственное различие между хлорофиллом а и хлорофиллом b состоит в том, что хлорофилл b имеет альдегид вместо метильной группы в положении C-7.

Углеводородный хвост

Хлорофилл имеет длинный гидрофобный хвост, который закрепляет молекулу с другими гидрофобными белками в тилакоидных мембранах в хлоропластах . После отделения от порфиринового кольца этот длинный углеводородный хвост становится предшественником двух биомаркеров , пристана и фитана , которые важны для изучения геохимии и определения источников нефти.

Свойства и функция при фотосинтезе

В процессе фотосинтеза молекула хлорофилла претерпевает изменения, поглощая световую энергию, которая затем используется в фотохимической реакции взаимодействия углекислого газа и воды с образованием органических веществ (как правило, углеводов):

 xCO2 + xH2O →hν (CH2O)x + xO2

После передачи поглощенной энергии молекула хлорофилла возвращается в исходное состояние.

Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).

Растения могут использовать и свет с теми длинами волн, которые слабо поглощаются хлорофиллом. Энергию фотонов при этом улавливают другие фотосинтетические пигменты, которые затем передают энергию хлорофиллу. Этим объясняется разнообразие окраски растений (и других фотосинтезирующих организмов) и её зависимость от спектрального состава падающего света.

Химическая структура

Хлорофиллы можно рассматривать как производные протопорфирина — порфирина с двумя карбоксильными заместителями (свободными или этерифицированными). Так, хлорофилл a имеет карбоксиметиловую группу при C10, фитоловый эфир пропионовой кислоты — при С7. Удаление магния, легко достигаемое мягкой кислотной обработкой, дает продукт, известный как феофитин. Гидролиз фитоловой эфирной связи хлорофилла приводит к образованию хлорофиллида (хлорофиллид, лишенный атома металла, известен как феофорбид a).

Все эти соединения интенсивно окрашены и сильно флуоресцируют, исключая те случаи, когда они растворены в органических растворителях в строго безводных условиях. Они имеют характерные спектры поглощения, пригодные для качественного и количественного определения состава пигментов. Для этой же цели часто используются также данные о растворимости этих соединений в соляной кислоте, в частности для определения наличия или отсутствия этерифицированных спиртов. Хлороводородное число определяется как концентрация HCl (%, масс./об.), при которой из равного объёма эфирного раствора пигмента экстрагируется 2/3 общего количества пигмента. «Фазовый тест» — окрашивание зоны раздела фаз — проводят, подслаивая под эфирный раствор хлорофилла равный объём 30%-го раствора KOH в MeOH. В интерфазе должно образовываться окрашенное кольцо. С помощью тонкослойной хроматографии можно быстро определять хлорофиллы в сырых экстрактах.

Хлорофиллы неустойчивы на свету; они могут окисляться до алломерных хлорофиллов на воздухе в метанольном или этанольном растворе.

Хлорофиллы образуют комплексы с белками in vivo и могут быть выделены в таком виде. В составе комплексов их спектры поглощения значительно отличаются от спектров свободных хлорофиллов в органических растворителях.

Хлорофиллы можно получить в виде кристаллов. Добавление H2O или Ca2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации.

Хлорофилл a Хлорофилл b Хлорофилл c1 Хлорофилл c2 Хлорофилл d Хлорофилл f
Формула C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg C35H30O5N4Mg C35H28O5N4Mg C54H70O6N4Mg C55H70O6N4Mg
C2 группа -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CHO
C3 группа -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CHO -CH=CH2
C7 группа -CH3 -CHO -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
C8 группа -CH2CH3 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH=CH2 -CH2CH3 -CH2CH3
C17 группа -CH2CH2COO-Phytyl -CH2CH2COO-Phytyl -CH=CHCOOH -CH=CHCOOH -CH2CH2COO-Phytyl -CH2CH2COO-Phytyl
C17-C18 связь Одинарная Одинарная Двойная Двойная Одинарная Одинарная
Распространение Везде Большинство наземных растений Некоторые водоросли Некоторые водоросли Цианобактерии Цианобактерии

Способен ли хлорофиллин очищать тело?

Это одно из серьезных преимуществ хлорофиллина. Питание с высоким содержанием красного мяса и низким содержанием зеленых овощей всегда было связано с повышенным риском развития рака толстой кишки.

Так что же это в зелени такое находится, что может снизить этот риск?

Хлорофилл, конечно! Интересно отметить, что основная причина потери хлорофилла заключается в том, что он плохо усваивается организмом!

Но почему только мужчины страдают от такого риска? Исследователи предположили, что женщины нуждаются в большем количестве железа вследствие менструальных потерь.

Поскольку мужчины так часто не теряют кровь, железо накапливается в толстой кишке, что и может спровоцировать рак.

Когда диетического железа гема метаболизируется, образуются токсичные канцерогенные вещества. Они могут вызывать окислительные реакции, которые могут повредить липиды, белки, ДНК и других нуклеиновых кислот и различных компонентов биологических систем.

Хлорофилл и фотосинтез

Хлорофилл имеет жизненно важное значение для фотосинтеза, который позволяет растениям поглощать энергию света. Молекулы хлорофилла специально расположены внутри и вокруг фотосистем, которые встроены в мембраны тилакоидов хлоропластов

В этих комплексах, хлорофилл выполняет две основные функции. Функция подавляющего большинства хлорофилла (до нескольких сотен молекул в фотосистеме) состоит в том, чтобы поглощать свет и передавать энергию света путем резонансного переноса энергии к конкретной паре хлорофилла в реакционном центре фотосистем. Две принятые в настоящее время единицы фотосистем – фотосистема II и фотосистема I, которые имеют свои собственные различные реакционные центры, названные Р680 и Р700, соответственно. Эти центры названы по длине волны (в нанометрах) их максимального поглощения в красном спектре. Идентичность, функциональность и спектральные свойства хлорофилла в каждой фотосистеме различны и определяются друг другом и белковой структурой, окружающей их. После извлечения из белка в растворителе (таком, как ацетон или метанол), пигменты хлорофилла могут быть разделены на хлорофилл а и б.
Функция реакционного центра хлорофилла – поглощать энергию света и переносить её на другие части фотосистемы. Поглощенная энергия фотона передается электрону в процессе, называемом разделение зарядов. Удаление электрона из хлорофилла является реакцией окисления. Хлорофилл жертвует электроном с высокой энергией ряду молекулярных промежуточных продуктов, называемых цепью переноса электронов. Заряженный реакционный центр хлорофилла (P680 +) затем восстанавливается обратно в основное состояние, принимая электрон, отделенный от воды. Электрон, который восстанавливает Р680 +, в конечном счете, происходит от окисления воды в О2 и Н + через несколько промежуточных продуктов. В ходе этой реакции, фотосинтезирующие организмы, такие как растения, производят O2 газ, который является источником практически всего O2 в атмосфере Земли. Фотосистема I обычно работает последовательно с фотосистемой II; таким образом, P700 + фотосистемы I обычно восстанавливается, когда он принимает электрон, через множество промежуточных в тилакоидной мембране, при помощи электронов, которые приходят, в конечном счете, от фотосистемы II. Реакции переноса электронов в мембранах тилакоидов сложны, и источник электронов, используемый для восстановления P700 +, может меняться.
Электронный поток, который создается пигментами реакционного центра хлорофилла, используется для накачки ионов Н + через мембрану тилакоида, настраивая хемиосмотической потенциал, используемый, главным образом, в производстве АТФ (накопленная химическая энергия), или в восстановлении NADP + в NADPH. НАДФ является универсальным агентом, используемым для восстановления СО2 в сахара, а также в других биосинтетических реакциях.
РЦ хлорофилл-белковые комплексы способны непосредственно поглощать свет и разделять заряды без помощи других хлорофилловых пигментов, но вероятность этого при заданной интенсивности света мала. Таким образом, другие хлорофиллы фотосистемы и антенные пигментные белки кооперативно поглощают и переносят световую энергию к реакционному центру. Кроме хлорофилла а, существуют и другие пигменты, называемые вспомогательными пигментами, которые имеют место в этих антенных пигмент-белковых комплексах.

Исследования хлорофилла

Впервые элементарный состав хлорофилла был установлен в 1914 году немецким химиком-органиком, лауреатом Нобелевской премии по химии Рихардом Мартином Вильштеттером. В 1940 году другой немецкий химик-органик, также лауреат Нобелевской премии Ханс Фишер полностью установил структурную формулу хлорофилла. А в 1960 году еще один Нобелевский лауреат по химии, американский химик-органик Роберт Вудворд сумел осуществить синтез хлорофилла в лабораторных условиях.

Сравните строение молекулы хлорофилла и гемоглобина

Ученые определили, что молекула хлорофилла по своей структуре имеет большое сходство с молекулой гемоглобина – важнейшим элементом крови. Отличие заключается лишь в том, что центральный атом у хлорофилла – магний, а у гемоглобина – железо.

Хлорофилл стали называть кровью зеленых растений.

Помогает ли жидкий хлорофиллин избавиться от акне?

Современная наука обнаружила, что жидкий хлорофилл эффективен против прыщей. Основываясь на нескольких клинических испытаниях, известно, что он уменьшает воспалительные реакции на коже и количество P. acnes, бактерий, которые способствуют образованию акне.

Было доказано, что он хорошо работает в сочетании с фотодинамической терапией или синим и красным светом. Применение света помогает значительно уменьшить очаги поражения кожи и снизить выработку кожного сала.

В косметике помимо хлорофилла часто добавляют витамины и минералы, которые усиливают его действие, особенно для выработки коллагена и эластина.

Поскольку жидкий хлорофилл сам по себе является противовоспалительным и прекрасно сочетается с другими успокаивающими ингредиентами, риск раздражения кожи снижается до нуля. Такую косметику без опасения можно использовать два раза в день.

В пищевых добавках атом магний заменяют медью, чтобы препарат дольше сохранялся и был стабильным в организме.

Измерение содержания хлорофилла

Измерение поглощения света осложняется растворителем, используемым для извлечения хлорофилла из растительного материала, который влияет на полученные значения.
В диэтиловом эфире, хлорофилл а имеет приблизительные максимумы абсорбции 430 нм и 662 нм, в то время как хлорофилл б имеет приблизительные максимумы 453 нм и 642 нм.
Пики поглощения хлорофилла а составляют 665 нм и 465 нм. Хлорофилл флуоресцирует при 673 нм (максимум) и 726 нм. Пиковый молярный коэффициент поглощения хлорофилла а превышает 105 М-1 см-1, и является одним из самых высоких для малых молекул органических соединений.
В 90% ацетона-воды, пиковые длины волн поглощения хлорофилла а составляют 430 нм и 664 нм; пики для хлорофилла б – 460 нм и 647 нм; пики для хлорофилла c1 – 442 нм и 630 нм; пики для хлорофилла с2 – 444 нм и 630 нм; пики для хлорофилла d – 401 нм, 455 нм и 696 нм. Измерив поглощение света в красном и дальнем красном спектрах, можно оценить концентрацию хлорофилла в листе. Коэффициент эмиссии флуоресценции может быть использован для измерения содержания хлорофилла. Возбуждая флуоресценцию хлорофилла «а» при более низкой длине волны, отношение флуоресцентной эмиссии хлорофиллов при 705 нм +/- 10 нм и 735 нм +/- 10 нм может обеспечить линейную зависимость содержания хлорофилла по сравнению с химическими испытаниями. Отношение F735 / F700 обеспечило значение корреляции r2 0,96 по сравнению с химическими испытаниями в диапазоне от 41 мг м-2 до 675 мг м-2. Гительзон также разработал формулу для прямого считывания содержания хлорофилла в мг м-2. Формула обеспечила надежный метод измерения содержания хлорофилла от 41 мг м-2 до 675 мг м-2 со значением корреляции r2 0,95.

Предостережения

Несмотря на клиническое использование в течение многих лет, токсические эффекты естественного хлорофилла в обычных дозах не были известны. Тем не менее, хлорофилл может вызвать некоторое изменение цвета языка, мочи или кала при пероральном введении. Наряду с этим, хлорофилл также может вызвать легкое жжение или зуд при местном применении.
В редких случаях, передозировка хлорофиллом может привести к диарее, спазмам в животе и поносу. При таких симптомах, целесообразно обратиться за медицинской помощью.
Беременные или кормящие женщины должны воздерживаться от использования коммерчески доступного хлорофилла или добавок хлорофилина из-за отсутствия доказательств безопасности.

Лекарственные взаимодействия

Пациентам, проходящим гваяковую пробу на скрытую кровь, следует избегать перорального использования хлорофиллина, так как это может привести к ложноположительному результату.

Что такое хлорофилл?

Хлорофилл — это пигмент растений, необходимый для фотосинтеза – процесса образования органических веществ из неорганических при участии солнечного света. Хлорофилл является одним из наиболее важных элементов для растительного и всего биологического мира. В процессе фотосинтеза происходит превращение углекислого газа в химические связи углеводов, и выделяется кислород, необходимый для жизни всего живого на Земле и биоценоза в целом. Процесс фотосинтеза по праву можно назвать величайшим чудом природы.

Именно хлорофилл (греч. chloros – зеленый, phyllon – лист) окрашивает растения в зеленый цвет. Его количество в растениях колеблется от 1,7 до 5,0% (на сухой вес).

Фотосинтез

Спектры поглощения свободного хлорофилла a ( синий ) и b ( красный ) в растворителе. Спектры молекул хлорофилла несколько изменяются in vivo в зависимости от конкретных взаимодействий пигмент-белок.
 Хлорофилл А

 Хлорофилл B

Хлорофилл жизненно важен для фотосинтеза , который позволяет растениям поглощать энергию света .

Молекулы хлорофилла расположены внутри и вокруг фотосистем , которые встроены в тилакоидные мембраны хлоропластов . В этих комплексах хлорофилл выполняет три функции. Функция подавляющего большинства хлорофилла (до нескольких сотен молекул на фотосистему) заключается в поглощении света. Сделав это, эти же центры выполняют свою вторую функцию: передачу этой световой энергии посредством резонансной передачи энергии определенной паре хлорофилла в реакционном центре фотосистем. Эта пара выполняет конечную функцию хлорофиллов, разделение зарядов, что приводит к биосинтезу. Двумя принятыми в настоящее время единицами фотосистемы являются фотосистема II и фотосистема I , которые имеют свои собственные отдельные реакционные центры, названные P680 и P700 соответственно. Эти центры названы в честь длины волны (в нанометрах ) их максимума поглощения красного пика. Идентичность, функция и спектральные свойства типов хлорофилла в каждой фотосистеме различны и определяются друг другом и окружающей их белковой структурой. После экстракции из белка растворителем (таким как ацетон или метанол ) эти пигменты хлорофилла можно разделить на хлорофилл а и хлорофилл b .

Функция реакционного центра хлорофилла — поглощать световую энергию и передавать ее другим частям фотосистемы. Поглощенная энергия фотона передается электрону в процессе, называемом разделением зарядов. Удаление электрона из хлорофилла — это реакция окисления. Хлорофилл отдает электрон высокой энергии ряду молекулярных промежуточных продуктов, называемых цепью переноса электронов . Заряженный реакционный центр хлорофилла (P680 + ) затем восстанавливается до своего основного состояния, принимая электрон, оторванный от воды. Электрон, который восстанавливает P680 +, в конечном итоге возникает в результате окисления воды до O 2 и H + через несколько промежуточных продуктов. Эта реакция — это то, как фотосинтезирующие организмы, такие как растения, производят газ O 2 , и является источником практически всего O 2 в атмосфере Земли. Фотосистема I обычно работает последовательно с Фотосистемой II; таким образом, P700 + Фотосистемы I обычно уменьшается, поскольку он принимает электрон через многие промежуточные соединения в тилакоидной мембране, электронами, поступающими, в конечном счете, из Фотосистемы II. Однако реакции переноса электронов в тилакоидных мембранах сложны, и источники электронов, используемые для восстановления P700 +, могут варьироваться.

Электронный поток, производимый пигментами хлорофилла реакционного центра, используется для прокачки ионов H + через тилакоидную мембрану, устанавливая хемиосмотический потенциал, используемый в основном для производства АТФ (запасенной химической энергии) или для восстановления НАДФ + до НАДФН . НАДФН — универсальный агент, используемый для восстановления CO 2 до сахаров, а также для других биосинтетических реакций.

Хлорофилл-белковые комплексы реакционного центра способны непосредственно поглощать свет и выполнять процессы разделения зарядов без помощи других пигментов хлорофилла, но вероятность того, что это происходит при данной интенсивности света, мала. Таким образом, другие хлорофиллы в фотосистеме и белки антенного пигмента совместно поглощают световую энергию и направляют ее в реакционный центр. Помимо хлорофилла а , в этих антенных комплексах пигмент-белок присутствуют и другие пигменты, называемые дополнительными пигментами .

Дефектная среда может вызвать хлороз

Хлороз — это состояние, при котором листья вырабатывают недостаточно хлорофилла, что приводит к их желтому. Хлороз может быть вызван дефицитом железа в питательных веществах, называемым хлорозом железа, или недостатком магния или азота . PH почвы иногда играет роль в хлорозе, вызванном питательными веществами; многие растения приспособлены к росту в почвах с определенным уровнем pH, и от этого может зависеть их способность поглощать питательные вещества из почвы. Хлороз также может быть вызван патогенами, включая вирусы, бактерии и грибковые инфекции, или насекомыми, сосущими сок.

Резюме

Хлорофилл обеспечивает энергию солнца в концентрированной форме для нашего тела и является одним из самых полезных питательных веществ. Он повышает уровень энергии и усиливает общее состояние благополучия. Он также полезен при ожирении, сахарном диабете, гастрите, геморрое, астме и кожных заболеваниях, таких как экзема. Он помогает в лечении высыпаний и в борьбе с инфекциями кожи. Потребление хлорофилла профилактически также предотвращает неблагоприятные последствия хирургического вмешательства и его рекомендуется вводить до и после операции. Содержание в нем магния помогает в поддержании кровотока в организме и поддерживает нормальный уровень кровяного давления. Хлорофилл в целом улучшает клеточный рост и восстанавливает здоровье и бодрость в организме.

Список использованной литературы:

«chlorophyll». Online Etymology Dictionary.

Carter, J. Stein (1996). «Photosynthesis». University of Cincinnati.

Gilpin, Linda (21 March 2001). «Methods for analysis of benthic photosynthetic pigment». School of Life Sciences, Napier University. Archived from the original on April 14, 2008. Retrieved 2010-07-17.

Motilva, Maria-José (2008). «Chlorophylls – from functionality in food to health relevance». 5th Pigments in Food congress- for quality and health (Print). University of Helsinki. ISBN 978-952-10-4846-3.

Woodward, R. B.; Ayer, William A.; Beaton, John M.; Bickelhaupt, Friedrich; Bonnett, Raymond; Buchschacher, Paul; Closs, Gerhard L.; Dutler, Hans; Hannah, John; et al. (1990). «The total synthesis of chlorophyll a» (PDF). Tetrahedron. 46 (22): 7599–7659. doi:10.1016/0040-4020(90)80003-Z

Gitelson A. A., Buschmann C., Lichtenthaler H. K. (1999) “The Chlorophyll Fluorescence Ratio F735/F700 as an Accurate Measure of Chlorophyll Content in Plants” Remote Sens. Enviro. 69:296-302 (1999)

Meskauskiene R; Nater M; Goslings D; Kessler F; op den Camp R; Apel K. (23 October 2001). «FLU: A negative regulator of chlorophyll biosynthesis in Arabidopsis thaliana». Proceedings of the National Academy of Sciences. 98 (22): 12826–12831. Bibcode:2001PNAS…9812826M. doi:10.1073/pnas.221252798. JSTOR 3056990. PMC 60138free to read. PMID 11606728

Adams, Jad (2004). Hideous absinthe : a history of the devil in a bottle. United Kingdom: I.B.Tauris, 2004. p. 22. ISBN 1860649203.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector