C vitamīns: definīcija, sintēze, absorbcija, transportēšana un izplatīšana

C vitamīns pieder grupai ūdens-šķīstošs vitamīni un tas ir vēsturiski interesants vitamīns. 1933. gadā struktūra C vitamīna izskaidroja angļi Haworth un Hirst. Tajā pašā gadā Haworth un Ungārijas bioķīmiķis Szent-Györgyi šo vitamīnu nosauca par askorbīnskābi. Tajā pašā laikā Haworth un šveicietis Tadeus Reichstein patstāvīgi ražoja C vitamīna no glikoze (Reihšteina sintēze). Antikorbīniskās iedarbības dēļ askorbīnskābi sauc arī par “antiskorbutisko faktoru” (scorbutus; lat. = Skorbuts). C vitamīns ir vispārējs nosaukums L-treo-heks-2-enono-1,4-laktonam un tā atvasinājumiem (atvasinājumiem), kuriem kvalitatīvi piemīt L - (+) - askorbīnskābes bioloģiskā iedarbība. Turpretī stereoizomēri D-askorbīnskābe, L-izoaskorbīnskābe un D-izoaskorbīnskābe (eritrobskābe) ir bioloģiski neaktīvi. L-askorbīnskābei ir spēcīgs redoks potenciāls (reducēšanās / oksidēšanās potenciāls), un tā ir viegli autoksidizējama ūdens šķīdumā atkarībā no skābeklis daļējs spiediens (skābekļa proporcija pret kopējo spiedienu gāzes maisījumā), pH, temperatūra un smago metālu pēdas. Kamēr vitamīns paliek stabils skābā ūdenī risinājumi (pH <6), tas ātri oksidējas vai sadalās sārmainos šķīdumos. Pēdas smagie metāli, Jo īpaši dzelzs un varš jonus, katalītiski paātrina destruktīvo oksidēšanās procesu. Skābes piemēram, citronskābe, mono- un polisaharīdi, peptīdi un flavonoīdus, no otras puses, var ievērojami samazināt askorbīnskābes oksidatīvo sadalīšanos un tādējādi darboties kā aizsargājošas vielas. Oksidācijas procesā L-askorbīnskābe tiek atgriezeniski (atgriezeniski) pārveidota par dehidroaskorbīnskābi (DHA) caur reaktīvo starpposma semidhidroaskorbīnskābi - atsakoties no viena elektrona. DHA ir ļoti reaģējošs savienojums, kas (žāvētos) augļos vai augļu sulās iziet kondensācijas reakcijas ar amino savienojumiem, kā rezultātā produkti nevēlami apbrūnina. DHA var neatgriezeniski pārveidot par vitamīniem neefektīvo 2,3-diketogulonskābi - ekskrēcijas metabolītu -, hidratācijas ceļā atverot laktona gredzenu (pievienojot ūdens molekulas) vai atgriezeniski pārveidots par askorbīnskābi, reducējot ar glutationa (GSH; sastāv no aminoskābes glutamīnskābe, cisteīns un glicīns). Visbeidzot, L-askorbīnskābe ar semidehidro- un dehidroaskorbīnskābi veido atgriezenisku redokssistēmu, kā rezultātā antioksidants C vitamīna iedarbība

Sintēze

L-askorbīnskābe ir 2,3-endiol-L-gulonskābes gamma-laktons un tiek sintezēta no D-glikoze augstāki augi un lielākā daļa dzīvnieku pa glikuronāta ceļu. Glikuronāta ceļš ietver šādas sintētiskas darbības:

  • D-glikoze → D-glikuronskābe → L-glikonskābe → L-gulonolaktons → 3-okso-L-gulonolaktons → L - (+) - askorbīnskābe.

L-gulonolaktona oksidēšanās par 3-okso-L-gulonolaktonu notiek ar enzīmu L-gulonolaktona oksidāzi. Cilvēki, pērtiķi, kā arī jūrascūciņas un dažas kukaiņu sugas, ieskaitot sienāžus, nespēj endogēniski (pašā ķermenī) sintezēt L-gulonolaktona oksidāzi gēns mutāciju, un tāpēc paļaujas uz eksogēnu uztura C vitamīna uzņemšanu uzturā. Kamēr L-askorbīnskābes biosintēze zīdītājiem notiek aknas, C vitamīns putniem tiek sintezēts niere.

Absorbcija

Iekšķīgi uzņemtā askorbīnskābe jau ir nedaudz absorbēta (uzņemta) caur iekšķīgi lietojamo gļotādas, domājams, ar nesēju starpniecību, neaktīvu procesu, ar nesēju (ar membrānu saistītu transporta olbaltumvielu) ar lielu transporta jaudu. Tomēr galvenās vietnes absorbcija pārstāvēt divpadsmitpirkstu zarnas un proksimālā tukšā zarnā. Divpadsmitpirkstu zarnas un tukšās zarnas C vitamīna mehānisms absorbcija, attiecīgi, ir specifiska sugai un deva-atkarīgs. Žurkām un kāmjiem, zarnu absorbcija L-askorbīnskābes notiek vienkāršā difūzijā. Cilvēki un jūrascūciņas ar aktīvo vielu stereoselektīvi absorbē mazas L-askorbīnskābes devas nātrijs-kālijs-ATPase (Na + / K + -ATPase) vadīta transporta sistēma. Līdz šim divi pārvadājumi proteīni - SCVT1 un SCVT2 - ir identificēti, kas pārnes L-askorbīnskābi uz augšējās daļas gļotādas šūnām (gļotādas šūnām). tievā zarnā ievērojot piesātinājuma kinētiku. Lielas L-askorbīnskābes devas difūzijas veidā tiek pasīvi absorbētas, jo paaugstināta C vitamīna koncentrācija samazina Na + / K + -ATPāzes aktivitāti. Atšķirībā no L-askorbīnskābes oksidētā DHA forma iziet enterocītu membrānu ( zarnu epitēlija šūnu membrāna), tikai veicinot difūziju. Kā ievadīts deva palielinās C vitamīna daudzums, absorbcijas ātrums samazinās, daļēji transmembrānas C vitamīna transporta pazemināšanas (pazemināšanas) dēļ proteīni augšējās daļas enterocītos (epitēlija šūnās) tievā zarnā kad C vitamīna saturs zarnu lūmenā ir augsts, un daļēji tāpēc, ka pasīvās absorbcijas ceļš ir neefektīvs salīdzinājumā ar aktīvo transporta mehānismu. Tādējādi kontekstā ar parasto uzturu vai iekšķīgi deva līdz 180 mg dienā, starp 80-90%, devā 1 g (1,000 mg) / dienā apmēram 65-75%, lietojot 3 g (3,000 mg) / dienā apmēram 40% un lietojot 12 g (12,000 16 mg) ) / dienā absorbē tikai aptuveni XNUMX% C vitamīna. Neuzsūcamo C vitamīnu resnās zarnas flora galvenokārt noārda līdz ogleklis dioksīds (CO2) un organisks skābes. Šī iemesla dēļ lielu C vitamīna devu uzņemšana var izraisīt kuņģa-zarnu trakta (kuņģis) simptomi, piemēram, caureja (caureja) un sāpes vēderā (sāpes vēderā).

Transports un izplatīšanās organismā

C vitamīns uzsūcas un parādās asinis plazma - 0.8-1.4 mg / dl - 24% saistās ar olbaltumvielām un izplatās visā organismā, bet ar dažādu afinitāti (saistīšanās spēks) uz audiem. Īpaši bagāti ar C vitamīnu cilvēkiem dilstošā koncentrācijā ir:

  • Hipofīzes dziedzeris (hipofīze).
  • Virsnieru dziedzeris
  • Acu lēca
  • Leikocīti (balts asinis šūnas, īpaši limfocīti (šūnu sastāvdaļas asinis; tie ietver B šūnas, T šūnas un dabiskās killer šūnas).
  • smadzenes
  • Aknas
  • Aizkuņģa dziedzeris (aizkuņģa dziedzeris)
  • Liesa
  • Niere
  • Miokardis (sirds muskuļi)
  • Plautenis
  • Skeleta muskuļi
  • Sēklinieki (sēklinieki)
  • Vairogdziedzeris

In leikocīti un limfocīti (baltās asins šūnas), attiecīgi, C vitamīns galvenokārt atrodas citozolā. Cilvēkiem nav īpašu askorbīnskābes krājumu. Jebkura pārmērīga uzņemšana netiek absorbēta vai tiek izvadīta ar fekālijām (caur izkārnījumiem) un / vai caur nierēm (caur niere). Askorbīnskābes baseins cilvēkiem ir no 1.5 līdz maksimāli 3 g, ja tas ir pilnībā piesātināts. Kopējā ķermeņa kopuma samazināšanās līdz līmenim, kas zemāks par 300 mg - C vitamīna plazma koncentrācija ≤ 0.2 mg / dl - noved pie deficīta simptomiem - skorbuts tiek uzskatīts par klasisku klīniskā C vitamīna deficīta simptomu. Kopējais dienas apgrozījums (apgrozījums) ir aptuveni 1 mg / kg ķermeņa svara, atkarīgs no baseina lieluma un dienas devas, un to ietekmē uzsvars, smēķēšana, un hroniska slimība. C vitamīna bioloģiskais pusperiods homeostātiskās regulācijas dēļ svārstās no 10 līdz 30 dienām, turpretim farmakokinētiskais pusperiods vidēji ir tikai 2.9 stundas.

Izdalīšanās

L-askorbīnskābes sadalīšanās aknas un niere notiek oksidatīvi caur dehidroaskorbīnskābi un 2,3-diketogulonskābi līdz skābeņskābe. Pie fizioloģiska C vitamīna uzņemšanas - plazma koncentrācija 1.2-1.8 mg / dl; ķermeņa kopējais daudzums ~ 1.5 g - askorbīnskābe (10-20%) un tās galvenie metabolīti (starpprodukti) DHA (aptuveni 20%), 2,3-diketogulonskābe (aptuveni 20%) un skābeņskābe (aptuveni 40%) izdalās caur nierēm, jo ​​plazma koncentrācija C vitamīna ievērojami pārsniedz nieru reabsorbcijas spēju - nieru slieksnis C vitamīnam> 1 mg / dl. Turklāt ir aprakstīti vairāki citi metabolīti, piemēram, L-treonskābe, Lksilozeun askorbīnskābe-2-sulfāts, kas galvenokārt tiek izvadīti caur nierēm. Nieres Eliminācijas C vitamīna ir ne tik daudz absorbcijas rādītājs, cik norāde uz kopējo audu piesātinājumu. Aptuveni 35-50% no ikdienas urīna skābeņskābe (aptuveni 30-40 mg) tiek iegūts no askorbīnskābes veseliem pieaugušajiem, ievērojot normu uzturs. Šajā kontekstā C vitamīna izraisīta skābeņskābes izdalīšanās, šķiet, nav nozīmīga kalcijs oksalāta akmeņi veselīgā populācijā.Saskaņā ar Hārvardas Sabiedrības skolu Veselība perspektīvie kohorta pētījumi - ārstu veselības pētījums (PHS) un medmāsu veselības pētījums (NHS) - ar 45,251 85,557 vīrieša un 1.5 XNUMX sievietes bez nieru akmeņu slimības anamnēzē, pat lielas C vitamīna devas (≥ XNUMX g C vitamīna dienā) nav saistīts ar paaugstinātu nefrolitiāzes risku (nierakmeņi). Gersters (1997), kurš sniedza pārskatu par vairākiem klīniskiem iejaukšanās un perspektīvajiem pētījumiem, ieskaitot NHS / PHS pētījumus, nonāca pie tā paša secinājuma. Tomēr pacienti ar atkārtotu nefrolitiāzi (nierakmeņi), nieru darbības traucējumiem vai askorbīnskābes vai oksalāta metabolisma defektam vajadzētu ierobežot to C vitamīna uzņemšanu līdz 50-100 mg dienā. Zem a koncentrācija plazmā 1.2 mg / dl, aktīvā viela reabsorbē askorbīnskābi nātrijs-atkarīgs process, izmantojot nesēju (ar membrānu saistītu transporta olbaltumvielu) proksimālajā kanāliņā (nieru kanāliņā). Samazinoties C vitamīna saturam asins plazmā, palielinās tubulārās reabsorbcijas ātrums. Normālos apstākļos aptuveni 3% no iekšķīgi uzņemtā C vitamīna izkārnījumos tiek izvadīti nemainīti un / vai metabolītu veidā. Fekālijas Eliminācijas lietojot lielas C vitamīna devas, kļūst arvien nozīmīgāka, tāpēc, lietojot vairāk nekā 3 g C vitamīna dienā, nemetabolizētā askorbīnskābe lielā mērā izdalās ar fekālijām (caur izkārnījumiem) un tikai nelielu daļu izdalās caur nierēm (caur nierēm) ar glomerulāriem filtrēšana.