Vitamin C: opredelitev, sinteza, absorpcija, transport in distribucija

Vitamin C spada v skupino voda-topen vitamini in je zgodovinsko zanimiv vitamin. Leta 1933 je bila struktura Ljubljane vitamin C sta pojasnila Angleža Haworth in Hirst. Istega leta sta Haworth in madžarski biokemik Szent-Györgyi vitamin imenovala za askorbinsko kislino. Hkrati sta Haworth in Švicar Tadeus Reichstein samostojno proizvajala vitamin C iz glukoze (Sinteza rajhštajna). Zaradi antiskorbutnega učinka se askorbinska kislina imenuje tudi »antiskorbutni faktor« (škorbut; lat. = Skorbut). Vitamin C je generično ime za L-treo-heks-2-enono-1,4-laktona in njegove derivate (derivate), ki kvalitativno kažejo biološki učinek L - (+) - askorbinske kisline. Nasprotno pa so stereoizomeri D-askorbinska kislina, L-izoaskorbinska kislina in D-izoaskorbinska kislina (eritrobna kislina) biološko neaktivni. L-askorbinska kislina ima močan redoks potencial (redukcijski / oksidacijski potencial) in se v vodni raztopini zlahka avtoksidira, odvisno od kisik delni tlak (delež kisika v skupnem tlaku v mešanici plinov), pH, temperatura in prisotnost sledi težkih kovin. Medtem ko vitamin ostaja stabilen v kisli vodni vodi Rešitve (pH <6), se hitro oksidira ali razgradi v alkalnih raztopinah. Sledi težke kovine, Zlasti železo in baker ioni, katalitično pospešijo uničujoč proces oksidacije. Kisline kot citronska kislina, mono- in polisaharidi, peptidi in Flavonoidipo drugi strani pa lahko znatno zmanjša oksidativno razgradnjo askorbinske kisline in tako deluje kot zaščitna snov. V procesu oksidacije se L-askorbinska kislina reverzibilno (reverzibilno) pretvori v dehidroaskorbinsko kislino (DHA) s pomočjo reaktivne vmesne poldehidroaskorbinske kisline - pri čemer se odda en elektron. DHA je zelo reaktivna spojina, ki v reakcijah kondenzacije z amino spojinami v (posušenem) sadju ali sadnih sokovih povzroči neželeno porjavenje izdelkov. DHA lahko nepovratno pretvorimo v vitaminsko neučinkovito 2,3-diketogulonsko kislino - izločalni presnovek - tako, da z hidracijo odpremo laktonski obroč (dodajanje voda molekule) ali reverzibilno pretvorimo v askorbinsko kislino z redukcijo z glutationom (GSH; aminokisline glutaminska kislina, cisteina in glicin). Končno, L-askorbinska kislina s poldehidro- in dehidroaskorbinsko kislino predstavlja reverzibilni redoks sistem, kar povzroči antioksidant učinek vitamina C.

Sinteza

L-askorbinska kislina je gama-lakton 2,3-endiol-L-gulonske kisline in se sintetizira iz D-glukoze višje rastline in večina živali po glukuronatni poti. Pot glukuronata vključuje naslednje sintetične korake:

  • D-glukoze → D-glukuronska kislina → L-glukonska kislina → L-gulonolakton → 3-okso-L-gulonolakton → L - (+) - askorbinska kislina.

Oksidacija L-gulonolaktona v 3-okso-L-gulonolakton poteka z encimom L-gulonolakton oksidaza. Ljudje, opice, morski prašički in nekatere vrste žuželk, vključno s kobilicami, ne morejo sintetizirati L-gulonolakton oksidaze endogeno (v telesu) zaradi gen mutacije in se zato zanašajo na eksogeni prehranski vnos vitamina C. Medtem ko se biosinteza L-askorbinske kisline pri sesalcih pojavlja v jetra, vitamin C pri pticah se sintetizira v ledvice.

Absorpcija

Peroralno zaužita askorbinska kislina se skozi ustno že malo absorbira (prevzame) sluznicaverjetno z neaktivnim postopkom, ki ga posreduje nosilec, pri čemer ima nosilec (membransko vezani transportni protein) visoko transportno sposobnost. Vendar pa glavna spletna mesta absorpcija predstavljajo dvanajstnik in proksimalni jejunum. Mehanizem duodenalnega in jejunalnega vitamina C absorpcijaje vrsta specifična in Odmerek-odvisno. Pri podganah in hrčkih črevesje absorpcija L-askorbinske kisline nastane s preprosto difuzijo. Ljudje in morski prašički stereoselektivno absorbirajo majhne odmerke L-askorbinske kisline prek aktivne snovi natrijev-kalij-ATPase (Na + / K + -ATPase) -pogonski transportni sistem. Do danes dva prevoza beljakovin - ugotovljena sta SCVT1 in SCVT2 - ki prenašata L-askorbinsko kislino v sluznične celice (sluznične celice) zgornjega dela Tanko črevo po kinetiki nasičenja. Visoki odmerki L-askorbinske kisline se z difuzijo dodatno pasivno absorbirajo, saj povečane koncentracije vitamina C zmanjšajo aktivnost Na + / K + -ATPaze. V nasprotju z L-askorbinsko kislino oksidirana oblika DHA prehaja skozi membrano enterocitov ( membrana črevesnih epitelijskih celic) izključno z olajšano difuzijo. Kot dani Odmerek vitamina C se poveča, stopnja absorpcije se zmanjša, deloma zaradi nižje regulacije (downregulation) transmembranskega prenosa vitamina C beljakovin v enterocitih (epitelijske celice) zgornjega dela Tanko črevo kadar je vsebnost vitamina C v črevesnem lumnu visoka in deloma tudi zaradi neučinkovitosti pasivne absorpcijske poti v primerjavi z aktivnim transportnim mehanizmom. Tako v okviru običajnega prehranskega ali peroralnega vnosa Odmerek do 180 mg / dan, med 80-90%, v odmerku 1 g (1,000 mg) / dan približno 65-75%, pri 3 g (3,000 mg) / dan približno 40% in pri 12 g (12,000 mg ) / dan se absorbira le približno 16% vitamina C. Neabsorbirani vitamin C v glavnem razgradi flora debelega črevesa do ogljika dioksid (CO2) in organski kisline. Iz tega razloga lahko vnos velikih odmerkov vitamina C povzroči prebavila (želodec) simptomi, kot so driska (driska) in bolečine v trebuhu (bolečine v trebuhu).

Prevoz in porazdelitev v telesu

Vitamin C se absorbira in pojavi v njem kri plazma - 0.8-1.4 mg / dl - je 24% vezana na beljakovine in porazdeljena po telesu, vendar z različno afiniteto (vezava moč) do tkiv. Zlasti bogate z vitaminom C pri ljudeh v padajoči koncentraciji so:

  • Hipofiza (hipofiza).
  • Nadledvična žleza
  • Leča za oči
  • Levkociti (bela kri celic, še posebej limfociti (celične komponente kri; vključujejo celice B, celice T in naravne celice ubijalke).
  • Brain
  • Jetra
  • Trebušna slinavka (trebušna slinavka)
  • Vranica
  • Ledvice
  • Miokard (srčna mišica)
  • Pljuča
  • Skeletne mišice
  • Testisi (moda)
  • Ščitnica

In levkociti in limfociti (bele krvničke), vitamin C se nahaja predvsem v citozolu. Ljudje nimajo posebnih zalog askorbinske kisline. Prekomerni vnos se ne absorbira ali se izloči fekalno (z blatom) in / ali ledvično (s ledvice). Skupina askorbinske kisline pri ljudeh je približno 1.5 do največ 3 g pri popolni sitosti. Zmanjšanje celotnega telesnega bazena na raven pod 300 mg - plazma vitamina C. koncentracija ≤ 0.2 mg / dl - vodi do simptomov pomanjkanja - skorbut velja za klasičen klinični simptom pomanjkanja vitamina C. Skupni dnevni promet (promet) je približno 1 mg / kg telesne teže, odvisno od velikosti bazena in dnevnega vnosa in na to vpliva stres, kajenje. kronična bolezen. Biološki razpolovni čas vitamina C se zaradi homeostatske regulacije giblje med 10 in 30 dnevi, medtem ko je farmakokinetični razpolovni čas v nasprotju s tem le 2.9 ure.

Izločanje

Razgradnja L-askorbinske kisline v jetra in ledvice se oksidativno pojavi preko dehidroaskorbinske kisline in 2,3-diketogulonske kisline do oksalna kislina. Pri fiziološkem vnosu vitamina C - plazmi koncentracija 1.2-1.8 mg / dl; celotni telesni bazen ~ 1.5 g - askorbinska kislina (10-20%) in njeni glavni presnovki (intermediati) DHA (približno 20%), 2,3-diketogulonska kislina (približno 20%) in oksalna kislina (približno 40%) se skozi plazmo izloči skozi ledvice koncentracija vitamina C znatno presega reabsorpcijsko sposobnost ledvic - ledvični prag za vitamin C> 1 mg / dl. Poleg tega so opisani številni drugi presnovki, kot so L-treonska kislina, L-ksilozain askorbinska kislina-2-sulfat, ki se pretežno izločata skozi ledvice odprava vitamina C ni toliko merilo absorpcije kot pokazatelj popolne nasičenosti tkiva. Približno 35-50% dnevnega urina oksalna kislina (približno 30-40 mg) izvira iz askorbinske kisline pri zdravih odraslih po normalni vrednosti prehrana. V tem okviru se zdi, da izločanje oksalne kisline, ki ga povzroča vitamin C, ne vpliva na nastanek kalcij oksalatni kamni pri zdravi populaciji. Po Harvardski šoli za javnost Zdravje prospektivne kohortne študije - študija zdravnika (PHS) in zdravstvena študija medicinskih sester (NHS) - 45,251 moških in 85,557 žensk brez anamneze ledvičnih kamnov, tudi visoki odmerki vitamina C (≥ 1.5 g vitamina C / dan) niso povezana s povečanim tveganjem za nefrolitiazo (ledvični kamni). Do istega zaključka je prišel tudi Gerster (1997), ki je podal pregled več kliničnih intervencijskih in prospektivnih študij, vključno s študijami NHS / PHS. Vendar pa bolniki s ponavljajočo se nefrolitiazo (ledvični kamni), okvarjena ledvična funkcija ali okvara presnove askorbinske kisline ali oksalata naj omejijo vnos vitamina C na 50-100 mg na dan. Spodaj a koncentracija v plazmi 1.2 mg / dl, askorbinska kislina reabsorbira z aktivnim natrijev-odvisen postopek s pomočjo nosilca (z membrano vezanega transportnega proteina) v proksimalnem tubulu (ledvični tubul). Ko se vsebnost vitamina C v krvni plazmi zmanjša, se stopnja tubularne reabsorpcije poveča. V normalnih pogojih se približno 3% oralno zaužitega vitamina C izloči z blatom v nespremenjeni obliki in / ali v obliki presnovkov. Fekalno odprava postaja vse pomembnejši pri velikih odmerkih vitamina C, tako da se pri dnevnem vnosu> 3 g vitamina C nemetabolizirana askorbinska kislina v veliki meri izloči fekalno (prek blata), le majhen delež pa ledvično (prek ledvic) filtracija.