Vitamín C: Definícia, syntéza, absorpcia, transport a distribúcia

Vitamín C patrí do skupiny voda-rozpustný vitamíny a je to historicky zaujímavý vitamín. V roku 1933 bola štruktúra vitamín C objasnili Angličania Haworth a Hirst. V rovnakom roku tento vitamín pomenoval Haworth a maďarský biochemik Szent-Györgyi kyselinou askorbovou. Súčasne nezávisle produkovali Haworth a Švajčiar Tadeus Reichstein vitamín C z glukóza (Reichsteinova syntéza). Kyselina askorbová sa kvôli svojmu antiscorbutickému účinku nazýva aj „antiscorbutický faktor“ (scorbutus; lat. = Skorbut). Vitamín C je generic názov pre L-treo-hex-2-enono-1,4-laktón a jeho deriváty (deriváty), ktoré kvalitatívne vykazujú biologický účinok kyseliny L - (+) - askorbovej. Naproti tomu sú stereoizoméry kyselina D-askorbová, kyselina L-izoaskorbová a kyselina D-izoaskorbová (kyselina erytrobová) biologicky neaktívne. Kyselina L-askorbová má silný redoxný potenciál (redukčný / oxidačný potenciál) a je ľahko autoxidovateľná vo vodnom roztoku v závislosti na kyslík parciálny tlak (podiel kyslíka na celkovom tlaku v zmesi plynov), pH, teplota a prítomnosť stopových prvkov ťažkých kovov. Zatiaľ čo vitamín zostáva stabilný v kyslom vodnom prostredí riešenie (pH <6), rýchlo sa oxiduje alebo rozkladá v alkalických roztokoch. Stopy po ťažké kovy, Najmä železo a meď ióny, katalyticky urýchľujú proces deštruktívnej oxidácie. kyseliny ako kyselina citrónová, mono- a polysacharidy, peptidy a flavonoidy, na druhej strane môže významne znížiť oxidačný rozklad kyseliny askorbovej, a tým pôsobiť ako ochranné látky. V procese oxidácie sa kyselina L-askorbová reverzibilne (reverzibilne) premieňa na kyselinu dehydroaskorbovú (DHA) prostredníctvom reaktívneho medziproduktu kyseliny semidehydroaskorbovej - pričom sa vzdáva jedného elektrónu. DHA je vysoko reaktívna zlúčenina, ktorá podlieha kondenzačným reakciám s aminozlúčeninami v (sušenom) ovocí alebo ovocných džúsoch, čo vedie k nežiaducemu hnednutiu produktov. DHA sa môže nenávratne zmeniť na vitamínovo neúčinnú kyselinu 2,3-diketogulónovú - vylučujúcu metabolit - otvorením laktónového kruhu pomocou hydratácie (pridaním voda molekuly) alebo reverzibilne prevedený na kyselinu askorbovú redukciou pomocou glutatiónu (GSH; pozostávajúci z aminokyseliny kyselina glutámová, cysteín a glycín). Nakoniec, kyselina L-askorbová s kyselinou semidehydro- a dehydroaskorbovou predstavuje reverzibilný redoxný systém, ktorý vedie k antioxidant účinok vitamínu C.

syntéza

Kyselina L-askorbová je gama-laktón kyseliny 2,3-endiol-L-gulonovej a je syntetizovaná z D-glukóza vyššími rastlinami a väčšinou živočíchov cestou glukuronátu. Glukuronátová cesta zahŕňa nasledujúce syntetické kroky:

Próbáld ki ezt az egyszerű COVID-19 öntesztet most!
  • D-glukóza → Kyselina D-glukurónová → Kyselina L-glukónová → L-gulonolaktón → 3-oxo-L-gulonolaktón → Kyselina L - (+) - askorbová.

Oxidácia L-gulonolaktónu na 3-oxo-L-gulonolaktón prebieha pomocou enzýmu L-gulonolaktón oxidázy. Ľudia, ľudoopy, morčatá a niektoré druhy hmyzu vrátane kobyliek nie sú schopné endogénne (v tele) syntetizovať L-gulonolaktón oxidázu (v tele) gen mutáciu, a preto sa spoliehajú na exogénny príjem vitamínu C v strave. Zatiaľ čo biosyntéza kyseliny L-askorbovej u cicavcov sa vyskytuje v pečeň, Vitamín C u vtákov sa syntetizuje v oblička.

Vstrebávanie

Orálne požitá kyselina askorbová je už okrajovo absorbovaná (absorbovaná) cez orálne sliznice, pravdepodobne nosičom sprostredkovaným, neaktívnym procesom, pričom nosič (membránovo viazaný transportný proteín) má vysokú transportnú kapacitu. Avšak, hlavné stránky vstrebávanie predstavujú dvanástnik a proximálne jejunum. Mechanizmus duodenálneho a jejunálneho vitamínu C vstrebávanieje druhovo špecifický a dávka-závislý. U potkanov a škrečkov črevné vstrebávanie kyseliny L-askorbovej nastáva jednoduchou difúziou. Ľudia a morčatá absorbujú nízke dávky kyseliny L-askorbovej stereoselektívne prostredníctvom aktívnej látky sodík-draslík-ATPase (Na + / K + -ATPase) riadený dopravný systém. K dnešnému dňu dva transporty proteíny - SCVT1 a SCVT2 - boli identifikované tak, že prenášajú kyselinu L-askorbovú do buniek sliznice (bunky sliznice) hornej časti tenké črevo po nasledujúcej kinetike nasýtenia. Vysoké dávky kyseliny L-askorbovej sa navyše pasívne absorbujú difúziou, pretože zvýšené koncentrácie vitamínu C znižujú aktivitu Na + / K + -ATPázy. Na rozdiel od kyseliny L-askorbovej prechádza oxidovaná forma DHA cez membránu enterocytov ( membrána črevných epiteliálnych buniek) výlučne uľahčenou difúziou. Ako sa podáva dávka vitamínu C sa zvyšuje, rýchlosť absorpcie klesá, čiastočne z dôvodu downregulácie (downregulácie) transmembránového transportu vitamínu C proteíny v enterocytoch (epiteliálnych bunkách) hornej časti tenké črevo keď je obsah vitamínu C v črevnom lúmene vysoký, a to čiastočne kvôli neúčinnosti pasívnej absorpčnej dráhy v porovnaní s aktívnym transportným mechanizmom. Teda v kontexte obvyklého príjmu potravy alebo orálne dávka až do 180 mg / deň, medzi 80-90%, pri dávke 1 g (1,000 65 mg) / deň asi 75-3%, pri 3,000 g (40 12 mg) / deň asi 12,000% a pri 16 g (XNUMX XNUMX mg ) / deň sa absorbuje iba asi XNUMX% vitamínu C. Neabsorbovaný vitamín C sa degraduje hlavne flórou hrubého čreva na uhlík oxid (CO2) a organický kyseliny. Z tohto dôvodu môže príjem vysokých dávok vitamínu C viesť k gastrointestinálnemu traktu (žalúdok) príznaky, ako napr hnačka (hnačka) a bolesť brucha (bolesť brucha).

Transport a distribúcia v tele

Vitamín C sa vstrebáva a objavuje sa v krv plazma - 0.8 - 1.4 mg / dl - sa z 24% viaže na bielkoviny a distribuuje sa do celého organizmu, ale s rôznou afinitou (väzba pevnosť) do tkanív. Obzvlášť bohaté na vitamín C u ľudí v klesajúcej koncentrácii sú:

  • Hypofýza (hypofýza).
  • Nadoborová žľaza
  • Očná šošovka
  • leukocyty (biely krv bunky lymfocyty (bunkové zložky krv; zahŕňajú B bunky, T bunky a bunky prirodzeného zabíjania).
  • Mozog
  • Pečeň
  • Pankreas (pankreas)
  • Slezina
  • Oblička
  • Myokard (srdcový sval)
  • pľúca
  • Kostrový sval
  • Semenníky (semenníky)
  • Štítna žľaza

In leukocyty a lymfocyty (biele krvinky), v uvedenom poradí, vitamín C sa nachádza predovšetkým v cytosóle. Ľudia nemajú konkrétne zásoby kyseliny askorbovej. Akýkoľvek nadmerný príjem sa neabsorbuje alebo sa vylučuje fekálne (stolicou) a / alebo obličkami (prostredníctvom oblička). Zásoba kyseliny askorbovej u ľudí je asi 1.5 až maximálne 3 g pri plnom nasýtení. Pokles celkového množstva tela na hladinu pod 300 mg - plazma vitamínu C. koncentrácie ≤ 0.2 mg / dl - vedie k prejavom nedostatku - skorbut sa považuje za klasický klinický príznak nedostatku vitamínu C. Celkový denný obrat (obrat) je približne 1 mg / kg telesnej hmotnosti, závisí od veľkosti bazéna a denného príjmu a je ovplyvnený stres, fajčeniea chronická choroba. Biologický polčas vitamínu C sa pohybuje od 10 do 30 dní v dôsledku homeostatickej regulácie, zatiaľ čo farmakokinetický polčas je v priemere iba 2.9 hodiny.

vylučovanie

Degradácia kyseliny L-askorbovej v pečeň a oblička sa vyskytuje oxidatívne cez kyselinu dehydroaskorbovú a kyselinu 2,3-diketogulónovú na kyselina šťaveľová. Pri fyziologickom príjme vitamínu C - plazma koncentrácie 1.2 - 1.8 mg / dl; celková telesná zásoba ~ 1.5 g - kyselina askorbová (10-20%) a jej hlavné metabolity (medziprodukty) DHA (približne 20%), kyselina 2,3-diketogulónová (približne 20%) a kyselina šťaveľová (asi 40%) sa vylučujú obličkami, pretože plazmou koncentrácie vitamínu C podstatne prevyšuje reabsorpčnú kapacitu obličiek - renálny prah pre vitamín C> 1 mg / dl. Okrem toho bolo opísaných množstvo ďalších metabolitov, ako je kyselina L-treónová, L-Xylózaa 2-sulfát kyseliny askorbovej, ktoré sa vylučujú predovšetkým obličkami. Obličky eliminácia vitamínu C nie je ani tak mierou absorpcie, ako známkou úplnej saturácie tkanív. Približne 35-50% denného moču kyselina šťaveľová (približne 30 - 40 mg) je odvodený z kyseliny askorbovej u zdravých dospelých osôb po normálnom fungovaní strava. V tejto súvislosti sa zdá, že vylučovanie kyseliny šťaveľovej vyvolané vitamínom C nehrá pri tvorbe vápnik oxalátové kamene v zdravej populácii. Podľa Harvardskej verejnej školy zdravie prospektívne kohortné štúdie - Štúdia zdravia lekára (PHS) a Štúdia zdravia sestier (NHS) - u 45,251 85,557 mužov a 1.5 XNUMX žien bez anamnézy ochorenia obličkových kameňov, dokonca ani vysoké dávky vitamínu C (≥ XNUMX g vitamínu C / deň) nie sú spojené so zvýšeným rizikom nefrolitiázy (obličkové kamene). K rovnakému záveru dospel Gerster (1997), ktorý poskytol prehľad niekoľkých klinických intervencií a prospektívnych štúdií vrátane štúdií NHS / PHS. Pacienti s rekurentnou nefrolitiázou (obličkové kamene), porucha funkcie obličiek alebo porucha metabolizmu kyseliny askorbovej alebo oxalátu by mala obmedziť príjem vitamínu C na 50 - 100 mg denne. Pod a plazmatická koncentrácia 1.2 mg / dl, je kyselina askorbová účinnou látkou reabsorbovaná sodík-závislý proces pomocou nosiča (transportný proteín viazaný na membránu) v proximálnom tubule (renálny tubul). So znižovaním obsahu vitamínu C v krvnej plazme sa zvyšuje rýchlosť tubulárnej reabsorpcie. Za normálnych podmienok sa približne 3% perorálne požitého vitamínu C vylučujú stolicou v nezmenenej podobe a / alebo vo forme metabolitov. Fekálne eliminácia sa stáva čoraz dôležitejším pri vysokých dávkach vitamínu C, takže pri dennom príjme> 3 g vitamínu C sa nemetabolizovaná kyselina askorbová vylučuje prevažne stolicou (stolicou) a iba malá časť sa vylučuje obličkami (glomerulárnou cestou). filtrácia.