วิตามินซี: ความหมายการสังเคราะห์การดูดซึมการขนส่งและการแพร่กระจาย

C วิตามิน อยู่ในกลุ่มของ น้ำ- ละลายน้ำได้ วิตามิน และเป็นวิตามินที่น่าสนใจในอดีต ในปีพ. ศ. 1933 โครงสร้างของ วิตามินซี ได้รับการชี้แจงโดยชาวอังกฤษ Haworth และ Hirst ในปีเดียวกันวิตามินนี้ได้รับการตั้งชื่อว่ากรดแอสคอร์บิกโดย Haworth และ Szent-Györgyiนักชีวเคมีชาวฮังการี ในเวลาเดียวกัน Haworth และ Swiss Tadeus Reichstein ผลิตอย่างอิสระ วิตามินซี ราคาเริ่มต้นที่ กลูโคส (การสังเคราะห์ Reichstein). เนื่องจากมีฤทธิ์ต้านการสลายตัวของกรดแอสคอร์บิกจึงเรียกอีกอย่างว่า "ปัจจัยต้านการเสื่อม" (scorbutus; lat. = scurvy) วิตามินซีคือ ทั่วไป ชื่อของ L-threo-hex-2-enono-1,4-lactone และอนุพันธ์ (อนุพันธ์) ซึ่งแสดงผลทางชีววิทยาของ L - (+) - กรดแอสคอร์บิกในเชิงคุณภาพ ในทางตรงกันข้ามสเตอริโอไอโซเมอร์ D-ascorbic acid, L-isoascorbic acid และ D-isoascorbic acid (erythrobic acid) ไม่ได้ใช้งานทางชีวภาพ กรดแอล - แอสคอร์บิกมีศักยภาพในการรีดอกซ์ที่รุนแรง (ศักยภาพในการลด / ออกซิเดชั่น) และสามารถออกซิไดซ์โดยอัตโนมัติในสารละลายที่เป็นน้ำขึ้นอยู่กับ ออกซิเจน ความดันบางส่วน (สัดส่วนของออกซิเจนต่อความดันทั้งหมดภายในส่วนผสมของก๊าซ) pH อุณหภูมิและการมีร่องรอยของโลหะหนัก ในขณะที่วิตามินยังคงมีเสถียรภาพในน้ำที่เป็นกรด โซลูชั่น (pH <6) จะถูกออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วหรือย่อยสลายในสารละลายด่าง ร่องรอยของ โลหะหนักโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหล็ก และ ทองแดง ไอออนเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่ทำลายล้าง กรด เช่น กรดมะนาว, โมโนและ polysaccharides, เปปไทด์และ flavonoidsในทางกลับกันสามารถลดการสลายตัวออกซิเดชั่นของกรดแอสคอร์บิกได้อย่างมีนัยสำคัญและทำหน้าที่เป็นสารป้องกัน ในกระบวนการออกซิเดชั่นกรดแอล - แอสคอร์บิกจะเปลี่ยนกลับได้ (ย้อนกลับ) เป็นกรดดีไฮโดรสคอร์บิก (DHA) ผ่านกรดเซมิไฮโดรสคอร์บิกระดับกลางที่ทำปฏิกิริยา - ให้อิเล็กตรอนหนึ่งตัว DHA เป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งผ่านปฏิกิริยาการควบแน่นกับสารประกอบอะมิโนในผลไม้ (แห้ง) หรือน้ำผลไม้ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีสีน้ำตาลไม่พึงประสงค์ DHA สามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นกรด 2,3-diketogulonic ที่ไม่มีประสิทธิภาพของวิตามิน - เมตาโบไลต์การขับถ่าย - โดยการเปิดวงแหวนแลคโตนโดยการให้ความชุ่มชื้น (การเติม น้ำ โมเลกุล) หรือเปลี่ยนกลับเป็นกรดแอสคอร์บิกโดยการลดลงด้วยกลูตาไธโอน (GSH ประกอบด้วย กรดอะมิโน กรดกลูตามิก, cysteine และไกลซีน) ในที่สุด L-ascorbic acid ที่มี semidehydro- และ dehydroascorbic acid จะก่อให้เกิดระบบรีดอกซ์แบบย้อนกลับได้ส่งผลให้ สารต้านอนุมูลอิสระ ผลของวิตามินซี

การสังเคราะห์

L-ascorbic acid เป็น gamma-lactone ของกรด 2,3-L-gulonic และสังเคราะห์จาก D-กลูโคส โดยพืชที่สูงขึ้นและสัตว์ส่วนใหญ่ผ่านทางกลูคูโรเนต วิถีกลูคูโรเนตเกี่ยวข้องกับขั้นตอนสังเคราะห์ดังต่อไปนี้:

• D-กลูโคส →กรด D-glucuronic →กรด L-gluconic → L-gulonolactone → 3-oxo-L-gulonolactone → L - (+) - กรดแอสคอร์บิก

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ L-gulonolactone เป็น 3-oxo-L-gulonolactone เกิดขึ้นโดยเอนไซม์ L-gulonolactone oxidase มนุษย์ลิงใหญ่เช่นเดียวกับหนูตะเภาและแมลงบางชนิดรวมทั้งตั๊กแตนไม่สามารถสังเคราะห์ L-gulonolactone ออกซิเดสภายในร่างกายได้เนื่องจาก ยีน การกลายพันธุ์ดังนั้นจึงต้องอาศัยการบริโภควิตามินซีจากภายนอก ในขณะที่การสังเคราะห์ทางชีวภาพของกรดแอล - แอสคอร์บิกในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกิดขึ้นใน ตับวิตามินซีในนกจะถูกสังเคราะห์ขึ้นใน ไต.

การดูดซึม

กรดแอสคอร์บิกที่รับประทานทางปากจะถูกดูดซึมผ่านทางช่องปากแล้วเล็กน้อย เยื่อเมือกโดยสันนิษฐานว่าเป็นกระบวนการที่เป็นสื่อกลางและไม่ใช้งานโดยผู้ขนส่ง (โปรตีนขนส่งที่มีเยื่อหุ้มเซลล์) มีความสามารถในการขนส่งสูง อย่างไรก็ตามเว็บไซต์หลักของ การดูดซึม เป็นตัวแทนของ ลำไส้เล็กส่วนต้น และใกล้เคียง jejunum กลไกของลำไส้เล็กส่วนต้นและ jejunal วิตามินซี การดูดซึมตามลำดับเป็นพันธุ์เฉพาะและ ปริมาณ- ขึ้นอยู่กับ ในหนูและหนูแฮมสเตอร์ลำไส้ การดูดซึม ของกรดแอล - แอสคอร์บิกเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายอย่างง่าย มนุษย์และหนูตะเภาดูดซับกรดแอล - แอสคอร์บิกในปริมาณต่ำผ่านทางแอคทีฟ โซเดียม-โพแทสเซียม-ATPase (Na + / K + -ATPase) - ระบบขนส่งแบบขับเคลื่อน จนถึงปัจจุบันการขนส่งสองครั้ง โปรตีน - SCVT1 และ SCVT2 - ได้รับการระบุว่าถ่ายโอนกรดแอล - แอสคอร์บิกไปยังเซลล์เยื่อเมือก (เซลล์เยื่อเมือก) ของส่วนบน ลำไส้เล็ก ตามจลนศาสตร์ความอิ่มตัวกรดแอล - แอสคอร์บิกในปริมาณสูงจะถูกดูดซึมโดยการแพร่กระจายเนื่องจากความเข้มข้นของวิตามินซีที่เพิ่มขึ้นจะลดการทำงานของ Na + / K + -ATPase ในทางตรงกันข้ามกับกรด L-ascorbic DHA ในรูปแบบออกซิไดซ์จะผ่านเยื่อ enterocyte ( เยื่อหุ้มเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้) โดยเฉพาะการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก ในฐานะผู้บริหาร ปริมาณ ของวิตามินซีเพิ่มขึ้นอัตราการดูดซึมลดลงส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการลดลงของการขนส่งวิตามินซีในเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีน ใน enterocytes (เซลล์เยื่อบุผิว) ของส่วนบน ลำไส้เล็ก เมื่อปริมาณวิตามินซีในลูเมนลำไส้สูงและส่วนหนึ่งเป็นเพราะความไม่มีประสิทธิภาพของวิถีการดูดซึมแบบพาสซีฟเมื่อเทียบกับกลไกการขนส่งที่ใช้งานอยู่ ดังนั้นในบริบทของการบริโภคอาหารตามปกติหรือทางปาก ปริมาณ สูงถึง 180 มก. / วันระหว่าง 80-90% ในขนาด 1 ก. (1,000 มก.) / วันประมาณ 65-75% ที่ 3 ก. (3,000 มก.) / วันประมาณ 40% และที่ 12 ก. (12,000 มก.) ) / วันจะดูดซึมวิตามินซีได้ประมาณ 16% เท่านั้น วิตามินซีที่ไม่ดูดซึมส่วนใหญ่จะถูกย่อยสลายโดยพืชในลำไส้ใหญ่เพื่อ คาร์บอน ไดออกไซด์ (CO2) และสารอินทรีย์ กรด. ด้วยเหตุนี้การรับประทานวิตามินซีในปริมาณสูงอาจส่งผลให้ระบบทางเดินอาหาร (กระเพาะอาหาร) อาการเช่น โรคท้องร่วง (ท้องเสีย) และ อาการปวดท้อง (อาการปวดท้อง).

ขนส่งและจำหน่ายในร่างกาย

วิตามินซีดูดซึมและปรากฏใน เลือด พลาสมา - 0.8-1.4 มก. / ดล - ถูกจับกับโปรตีน 24% และกระจายไปทั่วสิ่งมีชีวิต แต่มีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกัน (การผูกมัด ความแข็งแรง) ไปยังเนื้อเยื่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุดมไปด้วยวิตามินซีในมนุษย์ในความเข้มข้นจากมากไปหาน้อยคือ:

• ต่อมใต้สมอง (ต่อมใต้สมอง).
• ต่อมหมวกไต
• เลนส์ตา
• เม็ดเลือดขาว (สีขาว เลือด เซลล์โดยเฉพาะ เซลล์เม็ดเลือดขาว (ส่วนประกอบเซลลูลาร์ของไฟล์ เลือด; ซึ่งรวมถึงเซลล์ B, เซลล์ T และเซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ)
• ของเล่นเพิ่มพัฒนาสมอง
• ตับ
• ตับอ่อน (ตับอ่อน)
• ม้าม
• ไต
• กล้ามเนื้อหัวใจ (กล้ามเนื้อหัวใจ)
• ปอด
• กล้ามเนื้อลาย
• อัณฑะ (อัณฑะ)
• ต่อมไทรอยด์

In เม็ดเลือดขาว และ เซลล์เม็ดเลือดขาว (เซลล์เม็ดเลือดขาว) ตามลำดับวิตามินซีจะอยู่ในไซโตซอลเป็นหลัก มนุษย์ไม่มีร้านค้าเฉพาะของกรดแอสคอร์บิก การบริโภคที่มากเกินไปจะไม่ถูกดูดซึมหรือถูกกำจัดออกทางอุจจาระ (ทางอุจจาระ) และ / หรือทางไต (ผ่านทาง ไต). แอสคอร์บิกแอซิดในมนุษย์มีค่าประมาณ 1.5 ถึงสูงสุด 3 กรัมที่ความอิ่มเต็มที่ การลดลงของสระว่ายน้ำในร่างกายทั้งหมดจนถึงระดับต่ำกว่า 300 มก. - วิตามินซีในพลาสมา สมาธิ ≤ 0.2 mg / dl - นำไปสู่อาการขาดเลือด - เลือดออกตามไรฟันถือเป็นอาการขาดวิตามินซีแบบคลาสสิก มูลค่าการซื้อขายรวมต่อวัน (เทิร์นโอเวอร์) อยู่ที่ประมาณ 1 มก. / กก. น้ำหนักตัวขึ้นอยู่กับขนาดสระว่ายน้ำและปริมาณการบริโภคในแต่ละวันและได้รับผลกระทบจาก ความเครียด, การสูบบุหรี่และ โรคเรื้อรัง. ครึ่งชีวิตทางชีวภาพของวิตามินซีแตกต่างกันไประหว่าง 10-30 วันเนื่องจากการควบคุม homeostatic ในขณะที่ครึ่งชีวิตทางเภสัชจลนศาสตร์จะเฉลี่ยเพียง 2.9 ชั่วโมง

การขับถ่ายออก

การย่อยสลายกรดแอล - แอสคอร์บิกใน ตับ และ ไต เกิดออกซิเดชั่นผ่านกรด dehydroascorbic และกรด 2,3-diketogulonic ไปยัง กรดออกซาลิก. เมื่อรับประทานวิตามินซีทางสรีรวิทยา - พลาสมา สมาธิ 1.2-1.8 มก. / ดล; สระว่ายน้ำในร่างกายทั้งหมด ~ 1.5 กรัม - กรดแอสคอร์บิก (10-20%) และสารสำคัญ (ตัวกลาง) DHA (ประมาณ 20%), กรด 2,3-diketogulonic (ประมาณ 20%) และ กรดออกซาลิก (ประมาณ 40%) ถูกขับออกโดยไตเนื่องจากพลาสมา สมาธิ ของวิตามินซีเกินความสามารถในการดูดซึมของไตอย่างมีนัยสำคัญ - เกณฑ์ไตสำหรับวิตามินซี> 1 มก. / ดล. นอกจากนี้ยังมีการอธิบายเมตาบอไลต์อื่น ๆ อีกมากมายเช่น L-threonic acid, L-ไซโลสและกรดแอสคอร์บิก -2- ซัลเฟตซึ่งส่วนใหญ่จะถูกกำจัดออกทางไต การขจัด ของวิตามินซีไม่ได้เป็นตัวชี้วัดการดูดซึมมากนักเพื่อบ่งชี้ความอิ่มตัวของเนื้อเยื่อทั้งหมด ประมาณ 35-50% ของปัสสาวะทุกวัน กรดออกซาลิก (ประมาณ 30-40 มก.) มาจากกรดแอสคอร์บิกในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีตามปกติ อาหาร. ในบริบทนี้การขับกรดออกซาลิกที่เกิดจากวิตามินซีไม่ปรากฏว่ามีบทบาทในการก่อตัว แคลเซียม นิ่วออกซาเลตในประชากรที่มีสุขภาพดีอ้างอิงจาก Harvard School of Public สุขภาพ การศึกษาตามกลุ่มที่คาดหวัง - การศึกษาสุขภาพของแพทย์ (PHS) และการศึกษาสุขภาพของพยาบาล (NHS) - จากผู้ชาย 45,251 คนและผู้หญิง 85,557 คนที่ไม่มีประวัติของโรคนิ่วในไตแม้แต่วิตามินซีในปริมาณสูง (วิตามินซี≥ 1.5 กรัม / วัน) ก็ไม่ได้ เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคไต (นิ่วในไต). Gerster (1997) ซึ่งให้การทบทวนการแทรกแซงทางคลินิกหลายครั้งและการศึกษาในอนาคตรวมถึงการศึกษาของ NHS / PHS ก็ได้ข้อสรุปเดียวกัน อย่างไรก็ตามผู้ป่วยที่เป็นโรคไตซ้ำ (นิ่วในไต) การทำงานของไตบกพร่องหรือความบกพร่องในการเผาผลาญกรดแอสคอร์บิกหรือออกซาเลตควร จำกัด ปริมาณวิตามินซีไว้ที่ 50-100 มก. ต่อวัน ด้านล่าง a ความเข้มข้นของพลาสมา 1.2 mg / dl กรดแอสคอร์บิกจะถูกดูดซึมซ้ำโดยแอคทีฟ โซเดียม- กระบวนการพึ่งพาโดยพาหะ (โปรตีนขนส่งที่มีเยื่อหุ้มเซลล์) ในท่อใกล้เคียง (ท่อไต) เมื่อปริมาณวิตามินซีในเลือดลดลงอัตราการดูดซึมของท่อจะเพิ่มขึ้น ภายใต้สภาวะปกติวิตามินซีที่รับประทานทางปากประมาณ 3% จะถูกขับออกทางอุจจาระโดยไม่เปลี่ยนแปลงและ / หรืออยู่ในรูปของสารเมตาโบไลต์ อุจจาระ การขจัด มีความสำคัญมากขึ้นเมื่อได้รับวิตามินซีในปริมาณสูงดังนั้นเมื่อรับประทานวิตามินซี> 3 กรัมทุกวันกรดแอสคอร์บิกที่ไม่ผ่านการเผาผลาญจะถูกขับออกทางอุจจาระเป็นส่วนใหญ่ (ทางอุจจาระ) และมีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่ถูกขับออกทางไต (ทางไต) โดยไต การกรอง