C-vitamiin: määratlus, süntees, imendumine, transport ja levitamine

Vitamiin C kuulub rühma vesi-lahustuv vitamiinid ja on ajalooliselt huvitav vitamiin. Aastal 1933 ehitati C-vitamiini selgitasid inglased Haworth ja Hirst. Samal aastal nimetasid Haworth ja Ungari biokeemik Szent-Györgyi vitamiini askorbiinhappeks. Samal ajal tootsid Haworth ja šveitslane Tadeus Reichstein iseseisvalt C-vitamiini Alates glükoos (Reichsteini süntees). Askorbiinivastase toime tõttu nimetatakse askorbiinhapet ka “antisorbutoorseks faktoriks” (scorbutus; lad. = Skorbuut). C-vitamiin on geneeriline L-treoheks-2-enono-1,4-laktooni ja selle derivaatide (derivaatide) nimetus, millel on kvalitatiivselt L - (+) - askorbiinhappe bioloogiline toime. Seevastu stereoisomeerid D-askorbiinhape, L-isoaskorbiinhape ja D-isoaskorbiinhape (erütrobhape) on bioloogiliselt inaktiivsed. L-askorbiinhappel on tugev redokspotentsiaal (redutseerimis- / oksüdeerumispotentsiaal) ja see on sõltuvalt hapnik osaline rõhk (hapniku osakaal kogurõhus gaasisegus), pH, temperatuur ja raskmetallijälgede olemasolu. Kuigi vitamiin püsib happelises vees stabiilsena lahendused (pH <6), see oksüdeerub või laguneb leeliselistes lahustes kiiresti. Jälgi raskemetallid, Eriti raud ja vask ioonid, kiirendavad katalüütiliselt destruktiivset oksüdatsiooniprotsessi. Happed nagu sidrunhape, mono- ja polüsahhariidid, peptiidid ja flavonoide, teiselt poolt, võib oluliselt vähendada askorbiinhappe oksüdatiivset lagunemist ja seega toimida kaitsvate ainetena. Oksüdeerimisprotsessis muundatakse L-askorbiinhape pöörduvalt (pöörduvalt) dehüdroaskorbiinhappeks (DHA) reaktiivse vahe-poolhüdroaskorbiinhappe kaudu - loobudes ühest elektronist. DHA on ülireaktiivne ühend, mis läbib (kuivatatud) puuviljades või puuviljamahlades aminoühenditega kondenseerumisreaktsioonid, mille tulemuseks on toodete soovimatu pruunistamine. DHA saab pöördumatult muuta vitamiinide suhtes ebaefektiivseks 2,3-diketoguloonhappeks - eritumise metaboliidiks -, avades laktoonitsükli hüdratsiooni teel ( vesi molekulid) või muundatakse pöörduvalt askorbiinhappeks redutseerimise teel glutatiooni (GSH; koosneb aminohapped glutamiinhape, tsüsteiin ja glütsiin). Lõpuks moodustab L-askorbiinhape koos poolhüdro- ja dehüdroaskorbiinhappega pöörduva redokssüsteemi, mille tulemuseks on antioksüdant C-vitamiini toime

süntees

L-askorbiinhape on 2,3-endiool-L-guloonhappe gamma-laktoon ja sünteesitakse D-glükoos kõrgemate taimede ja enamiku loomade poolt glükuronaadi kaudu. Glükuronaadi rada hõlmab järgmisi sünteetilisi etappe:

  • D-glükoos → D-glükuroonhape → L-glükoonhape → L-gulonolaktoon → 3-okso-L-gulonolaktoon → L - (+) - askorbiinhape.

L-gulonolaktooni oksüdeerumine 3-okso-L-gulonolaktooniks toimub ensüümi L-gulonolaktoonoksüdaasi toimel. Inimesed, inimahvid, samuti merisead ja mõned putukaliigid, sealhulgas rohutirtsud, ei suuda L-gulonolaktoonoksüdaasi endogeenselt (kehas endas) sünteesida geen mutatsiooni ja sõltuvad seetõttu toidus eksogeensest C-vitamiini tarbimisest. Kui imetajate L-askorbiinhappe biosüntees toimub maks, sünteesitakse lindudel C-vitamiini neer.

Absorptsioon

Suu kaudu manustatud askorbiinhape imendub (imendub) suu kaudu limaskesteeldatavalt kandja vahendatud mitteaktiivse protsessi abil, kusjuures kandja (membraaniga seotud transpordivalk) on suure transpordivõimega. Kuid peamised saidid absorptsioon esindavad kaksteistsõrmiksool ja proksimaalne tühimik. Kaksteistsõrmiksoole ja tühimiku C-vitamiini mehhanism absorptsioonon vastavalt liigispetsiifiline ja annus-sõltuv. Rottidel ja hamstritel soolestik absorptsioon L-askorbiinhappe sisaldus toimub lihtsa difusiooni teel. Inimesed ja merisead absorbeerivad toimeaine kaudu stereoselektiivselt L-askorbiinhappe väikseid annuseid naatrium-kaalium-ATPaasi (Na + / K + -ATPaas) juhitud transpordisüsteem. Tänaseks kaks transporti valgud - SCVT1 ja SCVT2 - on tuvastatud, mis kannavad L-askorbiinhapet ülemise osa limaskesta rakkudesse (limaskesta rakkudesse) peensoolde järgides küllastuskineetikat. L-askorbiinhappe suured annused imenduvad difusiooniga lisaks passiivselt, kuna suurenenud C-vitamiini kontsentratsioonid vähendavad Na + / K + -ATPaasi aktiivsust. Erinevalt L-askorbiinhappest läbib oksüdeeritud vorm DHA enterotsüütide membraani ( soole epiteelirakkude membraan) eranditult hõlbustatud difusiooni teel. Manustatuna annus C-vitamiini sisaldus suureneb, imendumiskiirus väheneb, osaliselt seetõttu, et transmembraanse C-vitamiini transport on alareguleeritud (alareguleeritud) valgud ülaosa enterotsüütides (epiteelirakkudes) peensoolde kui C-vitamiini sisaldus soolevalendikus on kõrge ja osaliselt seetõttu, et passiivne imendumistee on ebaefektiivne võrreldes aktiivse transpordimehhanismiga. Seega tavapärase toiduga tarbimise või suukaudse tarbimise kontekstis annus kuni 180 mg päevas, vahemikus 80-90%, annuses 1 g (1,000 mg) / päevas umbes 65-75%, annuses 3 g (3,000 mg) / päevas umbes 40% ja annuses 12 g (12,000 16 mg) ) päevas imendub ainult umbes XNUMX% C-vitamiinist. Imendumata C-vitamiini lagundab jämesoole floora peamiselt süsinik dioksiid (CO2) ja orgaaniline happed. Sel põhjusel võib C-vitamiini suurtes annustes tarbimine põhjustada seedetrakti (kõht) sümptomid, näiteks kõhulahtisus (kõhulahtisus) ja kõhuvalu (kõhuvalu).

Transport ja jaotumine kehas

C-vitamiin imendub ja ilmub sisse veri plasma - 0.8–1.4 mg / dl - seondub valkudega 24% ja jaotub kogu organismis, kuid erineva afiinsusega (seondumine tugevus) kudedesse. Inimestel on langeva kontsentratsiooniga eriti rikas C-vitamiini sisaldus:

  • Hüpofüüsi (hüpofüüsi).
  • Neerupulgad
  • Silma lääts
  • Leukotsüüdid (valge veri rakud, eriti lümfotsüüdid (mobiiltelefoni rakukomponendid) veri; nende hulka kuuluvad B-rakud, T-rakud ja looduslikud tapjarakud).
  • Aju
  • Maks
  • Pankreas (pankreas)
  • Põrn
  • Neer
  • Müokard (südamelihas)
  • Kopsu
  • Skeleti lihas
  • Munandid (munandid)
  • Kilpnääre

In leukotsüüdid ja lümfotsüüdid (valged verelibled), vastavalt C-vitamiin asub peamiselt tsütosoolis. Inimestel ei ole askorbiinhappe spetsiifilisi varusid. Liigne tarbimine ei imendu või eritub väljaheitega (väljaheite kaudu) ja / või neerude kaudu neer). Inimeste askorbiinhappe kogum on täisväärtusliku küllastumise korral umbes 1.5 kuni maksimaalselt 3 g. Keha kogu koguse vähenemine tasemeni alla 300 mg - C-vitamiini plasma kontsentratsioon ≤ 0.2 mg / dl - viib puudulikkuse sümptomiteni - skorbuuti peetakse klassikaliseks C-vitamiini puuduse sümptomiks. Päevane kogukäive (käive) on umbes 1 mg / kg kehakaalu kohta, sõltub basseini suurusest ja päevasest tarbimisest ning seda mõjutab stress, suitsetamineja krooniline haigus. C-vitamiini bioloogiline poolväärtusaeg varieerub homöostaatilise regulatsiooni tõttu 10-30 päeva, samal ajal kui farmakokineetiline poolväärtusaeg on keskmiselt vaid 2.9 tundi.

Eritumine

L-askorbiinhappe lagunemine maks ja neer toimub oksüdatiivselt dehüdroaskorbiinhappe ja 2,3-diketoguloonhappe kaudu kuni oblikhape. Füsioloogilise C-vitamiini tarbimise korral - plasma kontsentratsioon 1.2-1.8 mg / dl; kogu keha kogus ~ 1.5 g - askorbiinhape (10-20%) ja selle peamised metaboliidid (vaheühendid) DHA (umbes 20%), 2,3-diketoguloonhape (umbes 20%) ja oblikhape (umbes 40%) eritub neerude kaudu, kuna plasma kontsentratsioon C-vitamiini sisaldus ületab oluliselt neerude imendumisvõimet - C-vitamiini> 1 mg / dl neerukünnis. Lisaks on kirjeldatud mitmeid muid metaboliite, nagu L-treoonhape, Lksüloosja askorbiinhape-2-sulfaat, mis elimineeritakse valdavalt neerude kaudu. Neeru kõrvaldamine C-vitamiini sisaldus ei ole niivõrd imendumise kui koe kogu küllastumise näitaja. Ligikaudu 35-50% päevasest uriinist oblikhape (umbes 30-40 mg) saadakse askorbiinhappest tervetel täiskasvanutel normi järgimisel dieet. Selles kontekstis ei näi C-vitamiini põhjustatud oksaalhappe eritumine mängivat rolli kaltsium oksalaatkivid tervel elanikkonnal. Harvardi avalikkuse kooli andmetel Tervis prospektiivsed kohordiuuringud - arstide terviseuuring (PHS) ja õdede terviseuuring (NHS) - 45,251 85,557 mehest ja 1.5 XNUMX naisest, kellel pole anamneesis neerukivitõbe, ei ole isegi suured C-vitamiini annused (≥ XNUMX g C-vitamiini päevas) seotud suurenenud neerukivitõve riskiga (neerukivid). Gerster (1997), kes esitas ülevaate mitmest kliinilisest sekkumisest ja prospektiivsetest uuringutest, sealhulgas NHS / PHS uuringutest, jõudis samale järeldusele. Korduva neerukivitõvega patsiendid (neerukivid), neerufunktsiooni kahjustus või askorbiinhappe või oksalaadi ainevahetuse defekt peaks piirama nende C-vitamiini tarbimist 50-100 mg-ni päevas. Allpool a plasmakontsentratsioon 1.2 mg / dl, absorbeerib toimeaine askorbiinhapet uuesti naatrium-sõltuv protsess kandja (membraaniga seotud transpordivalk) abil proksimaalses tuubulis (neerutuubul). Kui C-vitamiini sisaldus vereplasmas väheneb, suureneb torujas imendumise kiirus. Normaalsetes tingimustes eritub umbes 3% suu kaudu manustatud C-vitamiinist väljaheitega muutumatul kujul ja / või metaboliitidena. Fekaal kõrvaldamine muutub C-vitamiini suurte annuste kasutamisel üha olulisemaks, nii et päevasel tarbimisel> 3 g C-vitamiini eritub mittemetaboliseerunud askorbiinhape suures osas roojaga (väljaheidete kaudu) ja glomerulaarse neeru kaudu (neerude kaudu) eritub ainult väike osa. filtreerimine.