Vitamin C: Definicija, sinteza, apsorpcija, transport i distribucija

Vitamin C pripada skupini voda-topljiv vitamini i povijesno je zanimljiv vitamin. U 1933. strukturi Vitamin C razjasnili su Englezi Haworth i Hirst. Iste godine Haworth i mađarski biokemičar Szent-Györgyi taj su vitamin imenovali askorbinskom kiselinom. Istodobno su Haworth i Švicarac Tadeus Reichstein samostalno proizvodili Vitamin C iz glukoza (Reichstein sinteza). Zbog svog antiskorbutičnog učinka, askorbinska kiselina naziva se i "antiskorbutski faktor" (skorbut; lat. = Skorbut). Vitamin C je opći naziv za L-treo-heks-2-enono-1,4-lakton i njegove derivate (derivate), koji kvalitativno pokazuju biološki učinak L - (+) - askorbinske kiseline. Suprotno tome, stereoizomeri D-askorbinska kiselina, L-izoaskorbinska kiselina i D-izoaskorbinska kiselina (eritrobna kiselina) biološki su neaktivni. L-askorbinska kiselina ima snažan redoks potencijal (potencijal redukcije / oksidacije) i lako se autoksidira u vodenoj otopini, ovisno o kisik parcijalni tlak (udio kisika u ukupnom tlaku u plinskoj smjesi), pH, temperatura i prisutnost tragova teških metala. Dok vitamin ostaje stabilan u kiseloj vodenoj vodi rješenja (pH <6), brzo se oksidira ili razgradi u alkalnim otopinama. Tragovi teški metali, Osobito željezo i bakar ioni, katalitički ubrzavaju proces razorne oksidacije. Kiseline kao što limunska kiselina, mono- i polisaharide, peptidi i flavonoidi, s druge strane, može značajno smanjiti oksidacijsku razgradnju askorbinske kiseline i tako djelovati kao zaštitne tvari. U procesu oksidacije, L-askorbinska kiselina se reverzibilno (reverzibilno) pretvara u dehidroaskorbinsku kiselinu (DHA) reaktivnom intermedijarnom poludehidroaskorbinskom kiselinom - odustajući od jednog elektrona. DHA je visoko reaktivan spoj koji prolazi kroz reakcije kondenzacije s amino spojevima u (sušenom) voću ili voćnim sokovima, što rezultira neželjenim smeđim proizvodima. DHA se može nepovratno pretvoriti u vitaminski neučinkovitu 2,3-diketogulonsku kiselinu - metabolit za izlučivanje - otvaranjem laktonskog prstena hidratacijom (dodavanjem voda molekule) ili se reverzibilno pretvara u askorbinsku kiselinu redukcijom pomoću glutationa (GSH; koji se sastoji od aminokiseline glutaminska kiselina, cistein i glicin). Konačno, L-askorbinska kiselina s poludehidro- i dehidroaskorbinskom kiselinom čini reverzibilni redoks sustav, što rezultira antioksidans učinak vitamina C.

Sinteza

L-askorbinska kiselina je gama-lakton 2,3-endiol-L-gulonske kiseline i sintetizira se iz D-glukoza od strane viših biljaka i većine životinja putem glukuronatnog puta. Put glukuronata uključuje sljedeće sintetske korake:

Próbáld ki ezt az egyszerű COVID-19 öntesztet most!
  • D-glukoza → D-glukuronska kiselina → L-glukonska kiselina → L-gulonolakton → 3-okso-L-gulonolakton → L - (+) - askorbinska kiselina.

Do enzima L-gulonolakton oksidaze dolazi do oksidacije L-gulonolaktona u 3-okso-L-gulonolakton. Ljudi, veliki majmuni, kao i zamorčići i neke vrste insekata, uključujući skakavce, nisu u stanju sintetizirati L-gulonolakton oksidazu endogeno (u samom tijelu) zbog gen mutacije, i stoga se oslanjaju na egzogeni prehrambeni unos vitamina C. Dok se biosinteza L-askorbinske kiseline kod sisavaca događa u jetra, vitamin C kod ptica sintetizira se u bubreg.

Apsorpcija

Asorbinska kiselina koja se oralno unese već se apsorbira (uzima) oralno sluznica, vjerojatno neaktivnim postupkom posredstvom nosača, pri čemu nosač (membranski vezani transportni protein) ima visoku transportnu sposobnost. Međutim, glavna web mjesta apsorpcija predstavljaju dvanaesnika i proksimalni jejunum.Mehanizam duodenalnog i jejunalnog vitamina C apsorpcijaodnosno specifična je za vrstu i doza-zavisno. U štakora i hrčaka, crijevne apsorpcija L-askorbinske kiseline nastaje jednostavnom difuzijom. Ljudi i zamorčići stereoselektivno apsorbiraju male doze L-askorbinske kiseline kroz aktivni sastojak natrij-kalij-ATPase (Na + / K + -ATPase) -pogonjeni transportni sustav. Do danas, dva transporta proteini - identificirani su SCVT1 i SCVT2 - koji prenose L-askorbinsku kiselinu u stanice sluznice (stanice sluznice) gornjeg dijela tankog crijeva slijedeći kinetiku zasićenja. Visoke doze L-askorbinske kiseline dodatno se pasivno apsorbiraju difuzijom, jer povećane koncentracije vitamina C smanjuju aktivnost Na + / K + -ATPaze. Za razliku od L-askorbinske kiseline, oksidirani oblik DHA prolazi membranu enterocita ( membrana epitelnih stanica crijeva) isključivo olakšanom difuzijom. Kako se administrira doza vitamina C raste, brzina apsorpcije se smanjuje, dijelom i zbog smanjenja regulacije (downregulation) transmembranskog prijenosa vitamina C proteini u enterocitima (epitelnim stanicama) gornjeg dijela tankog crijeva kada je sadržaj vitamina C u lumenu crijeva visok, a dijelom i zbog neučinkovitosti pasivnog apsorpcijskog puta u usporedbi s aktivnim transportnim mehanizmom. Dakle, u kontekstu uobičajenog prehrambenog ili oralnog unosa doza do 180 mg / dan, između 80-90%, u dozi od 1 g (1,000 mg) / dan oko 65-75%, pri 3 g (3,000 mg) / dan oko 40% i pri 12 g (12,000 mg ) / dan apsorbira se samo oko 16% vitamina C. Neapsorbirani vitamin C uglavnom se razgrađuje florom debelog crijeva do ugljen dioksid (CO2) i organski kiseline. Iz tog razloga, unos visokih doza vitamina C može rezultirati gastrointestinalnim (želudac) simptomi, kao što su proljev (proljev) i bol u trbuhu (bolovi u trbuhu).

Transport i raspodjela u tijelu

Vitamin C apsorbira i pojavljuje se u krv plazma - 0.8-1.4 mg / dl - veže se za proteine ​​24% i raspoređuje se po organizmu, ali s različitim afinitetom (vezanje snaga) do tkiva. Osobito bogati vitaminom C u ljudima u silaznoj koncentraciji su:

  • Hipofiza (hipofiza).
  • Nadbubrežne žlijezde
  • Leća za oči
  • leukociti (bijela krv stanice, posebno limfociti (stanične komponente krv; uključuju B stanice, T stanice i prirodne stanice ubojice).
  • Mozak
  • Jetra
  • Gušterača (gušterača)
  • Slezena
  • Bubreg
  • Miokard (srčani mišić)
  • Pluća
  • Skeletni mišić
  • Testisi (testisi)
  • Štitnjača

In leukociti i limfociti (bijele krvne stanice), odnosno vitamin C nalazi se prvenstveno u citozolu. Ljudi nemaju posebne zalihe askorbinske kiseline. Prekomjerni unos se ne apsorbira ili se eliminira fekalno (putem stolice) i / ili bubrežno (putem bubreg). Bazen askorbinske kiseline u ljudi iznosi oko 1.5 do najviše 3 g pri punom zasićenju. Smanjenje ukupnog tjelesnog bazena na razinu ispod 300 mg - vitamin C u plazmi koncentracija ≤ 0.2 mg / dl - dovodi do simptoma nedostatka - skorbut se smatra klasičnim kliničkim simptomom nedostatka vitamina C. Ukupni dnevni promet (promet) je oko 1 mg / kg tjelesne težine, ovisi o veličini bazena i dnevnom unosu i na to utječe stres, pušenjei kronične bolesti. Biološki poluvrijeme vitamina C varira između 10-30 dana zbog homeostatske regulacije, dok farmakokinetički poluživot, za razliku od toga, u prosjeku iznosi samo 2.9 sati.

izlučivanje

Razgradnja L-askorbinske kiseline u jetra i bubreg nastaje oksidativno preko dehidroaskorbinske kiseline i 2,3-diketogulonske kiseline do oksalna kiselina. Pri fiziološkom unosu vitamina C - plazmi koncentracija 1.2-1.8 mg / dl; ukupni tjelesni bazen ~ 1.5 g - askorbinska kiselina (10-20%) i njezini glavni metaboliti (intermedijari) DHA (približno 20%), 2,3-diketogulonska kiselina (približno 20%) i oksalna kiselina (oko 40%) izlučuju se putem bubrega iz plazme koncentracija vitamina C znatno premašuje sposobnost resorpcije bubrega - bubrežni prag za vitamin C> 1 mg / dl. Pored toga, opisani su i brojni drugi metaboliti, poput L-treonske kiseline, L-ksilozai askorbinska kiselina-2-sulfat, koji se uglavnom eliminiraju bubrežno eliminacija vitamina C nije toliko mjera apsorpcije koliko pokazatelj ukupne zasićenosti tkiva. Otprilike 35-50% dnevnog urina oksalna kiselina (približno 30-40 mg) dobiva se iz askorbinske kiseline u zdravih odraslih osoba nakon normale dijeta. U tom kontekstu, čini se da izlučivanje oksalne kiseline izazvano vitaminom C ne igra ulogu u nastanku kalcijum oksalatni kamenje u zdravoj populaciji.Prema Harvard School of Public Zdravlje prospektivne kohortne studije - Zdravstvena studija liječnika (PHS) i Medicinska studija medicinskih sestara (NHS) - od 45,251 muškarca i 85,557 žena bez povijesti bubrežnih kamenaca, čak i visoke doze vitamina C (≥ 1.5 g vitamina C / dan) povezan s povećanim rizikom od nefrolitijaze (bubrežni kamenci). Gerster (1997), koji je pružio pregled nekoliko kliničkih intervencija i prospektivnih studija, uključujući studije NHS / PHS, došao je do istog zaključka. Međutim, bolesnici s rekurentnom nefrolitijazom (bubrežni kamenci), oštećena funkcija bubrega ili oštećenje metabolizma askorbinske kiseline ili oksalata trebali bi ograničiti unos vitamina C na 50-100 mg dnevno. Ispod a koncentracija u plazmi od 1.2 mg / dl, askorbinska kiselina reabsorbira aktivnu tvar natrij-zavisan postupak pomoću nosača (transportni protein vezan za membranu) u proksimalnom tubulu (bubrežni tubul). Kako se sadržaj vitamina C u krvnoj plazmi smanjuje, stopa tubularne reapsorpcije raste. U normalnim uvjetima, približno 3% oralno unesenog vitamina C izlučuje se izmetom nepromijenjeno i / ili u obliku metabolita. Fekalni eliminacija postaje sve važnije kod visokih doza vitamina C, tako da se pri dnevnom unosu> 3 g vitamina C, nemetabolizirana askorbinska kiselina u velikoj mjeri fekalno (stolicom), a samo mali dio bubregom (bubrezima) glomerularno filtracija.