Vitamin C: Definisi, Sintesis, Penyerapan, Pengangkutan, dan Pembahagian

Vitamin C tergolong dalam kumpulan air-larut vitamin dan merupakan vitamin yang menarik dari segi sejarah. Pada tahun 1933, struktur vitamin C dijelaskan oleh orang Inggeris Haworth dan Hirst. Pada tahun yang sama, vitamin tersebut dinamakan asid askorbik oleh Haworth dan ahli biokimia Hungaria Szent-Györgyi. Pada masa yang sama, Haworth dan Swiss Tadeus Reichstein secara bebas menghasilkan vitamin C dari glukosa (Sintesis Reichstein). Kerana kesan antiscorbutiknya, asid askorbik juga disebut "faktor antiscorbutic" (scorbutus; lat. = Scurvy). Vitamin C adalah generik nama untuk L-threo-hex-2-enono-1,4-lactone dan turunannya (derivatif), yang secara kualitatif menunjukkan kesan biologi L - (+) - asid askorbik. Sebaliknya, asid D-askorbat stereoisomer, asid L-isoascorbic, dan asid D-isoascorbic (asid eritrobik) tidak aktif secara biologi. Asid L-askorbik mempunyai potensi redoks yang kuat (potensi pengurangan / pengoksidaan) dan mudah dioksidasi dalam larutan berair bergantung pada oksigen tekanan separa (bahagian oksigen hingga tekanan total dalam campuran gas), pH, suhu, dan kehadiran jejak logam berat. Manakala vitamin tetap stabil dalam air asam penyelesaian (pH <6), cepat teroksidasi atau terurai dalam larutan alkali. Jejak logam berat, Terutamanya besi dan tembaga ion, secara pemangkin mempercepat proses pengoksidaan yang merosakkan. Asid seperti asid sitrik, mono- dan polisakarida, peptida dan flavonoidsebaliknya, dapat mengurangkan penguraian oksidatif asid askorbik dengan ketara dan seterusnya bertindak sebagai bahan pelindung. Dalam proses pengoksidaan, asid L-askorbik ditukar secara terbalik (terbalik) menjadi asid dehidroaskorbik (DHA) melalui asid semidehydroascorbic perantaraan reaktif - menyerah satu elektron. DHA adalah sebatian yang sangat reaktif yang mengalami tindak balas pemeluwapan dengan sebatian amino dalam buah-buahan (kering) atau jus buah, sehingga menghasilkan produk yang tidak diingini. DHA boleh ditukar menjadi asid 2,3-diketogulonik yang tidak berkesan vitamin - metabolit perkumuhan - dengan membuka cincin lakton melalui penghidratan (penambahan air molekulatau diterbalikkan menjadi asid askorbik dengan pengurangan dengan menggunakan glutathione (GSH; yang terdiri daripada asid amino asid glutamik, sista dan glisin). Akhirnya, asid L-askorbik dengan asid semidehydro- dan dehydroascorbic membentuk sistem redoks yang boleh diterbalikkan, yang mengakibatkan antioksidan kesan vitamin C.

Sintesis

Asid L-askorbik adalah asid gamma-lakton 2,3-endiol-L-gulonic dan disintesis dari D-glukosa oleh tumbuhan yang lebih tinggi dan kebanyakan haiwan melalui jalur glukuronat. Jalur glukuronat melibatkan langkah-langkah sintetik berikut:

  • D-glukosa → D-glucuronic acid → L-gluconic acid → L-gulonolactone → 3-oxo-L-gulonolactone → L - (+) - asid askorbik.

Pengoksidaan L-gulonolactone kepada 3-oxo-L-gulonolactone berlaku oleh enzim L-gulonolactone oxidase. Manusia, kera besar, serta khinzir dan beberapa spesies serangga, termasuk belalang, tidak dapat mensintesis L-gulonolactone oksidase secara endogen (dalam badan itu sendiri) kerana gen mutasi, dan oleh itu bergantung pada pengambilan vitamin C diet eksogen. Manakala biosintesis asid L-askorbik pada mamalia berlaku pada hati, vitamin C pada burung disintesis dalam buah pinggang.

Penyerapan

Asid askorbik yang diserap secara oral sudah diserap sedikit (diambil) melalui oral mukosa, mungkin oleh proses yang tidak dimediasi oleh pembawa, dengan pembawa (protein pengangkutan membran yang terikat) mempunyai kapasiti pengangkutan yang tinggi. Walau bagaimanapun, laman web utama penyerapan mewakili duodenum dan jejunum proksimal. Mekanisme vitamin C duodenum dan jejunal penyerapan, masing-masing, adalah spesies spesifik dan dos-bergantungan. Pada tikus dan hamster, usus penyerapan asid L-askorbik berlaku dengan penyebaran sederhana. Manusia dan khinzir menyerap dosis rendah asid L-askorbik secara stereoselektif melalui aktif natrium-kalium-ATPase (Na + / K + -ATPase) -dasar pengangkutan. Sehingga kini, dua pengangkutan protein - SCVT1 dan SCVT2 - telah dikenal pasti memindahkan asid L-askorbik ke sel-sel mukosa (sel-sel mukosa) bahagian atas usus kecil berikutan kinetik tepu. Dosis tinggi asid L-askorbik diserap secara pasif dengan penyebaran, kerana peningkatan kepekatan vitamin C mengurangkan aktiviti Na + / K + -ATPase. Berbeza dengan asid L-askorbik, bentuk teroksidasi DHA melewati membran enterosit ( membran sel epitelium usus) secara eksklusif dengan difusi yang difasilitasi. Seperti yang ditadbir dos peningkatan vitamin C, kadar penyerapan menurun, sebahagiannya disebabkan oleh penurunan peraturan (penurunan peraturan) pengangkutan vitamin C transmembran protein di enterosit (sel epitelium) bahagian atas usus kecil apabila kandungan vitamin C dalam lumen usus tinggi, dan sebahagiannya kerana ketidakefektifan laluan penyerapan pasif dibandingkan dengan mekanisme pengangkutan aktif. Oleh itu, dalam konteks pengambilan makanan biasa atau oral dos hingga 180 mg / hari, antara 80-90%, pada dos 1 g (1,000 mg) / hari sekitar 65-75%, pada 3 g (3,000 mg) / hari sekitar 40% dan pada 12 g (12,000 mg ) / hari hanya sekitar 16% vitamin C yang diserap. Vitamin C yang tidak diserap terutamanya terdegradasi oleh flora usus besar menjadi karbon dioksida (CO2) dan organik asid. Atas sebab ini, pengambilan vitamin C dosis tinggi boleh menyebabkan gastrousus (perut) gejala, seperti cirit-birit (cirit-birit) dan sakit perut (sakit perut).

Pengangkutan dan pengedaran dalam badan

Vitamin C diserap dan muncul di darah plasma - 0.8-1.4 mg / dl - 24% terikat dengan protein dan diedarkan ke seluruh organisma, tetapi dengan pertalian yang berbeza-beza (mengikat kekuatan) ke tisu. Terutama kaya dengan vitamin C pada manusia dalam kepekatan menurun adalah:

  • Kelenjar hipofisis (kelenjar pituitari).
  • Kelenjar adrenal
  • Kanta mata
  • Leukosit (putih darah sel, terutamanya limfosit (komponen selular darah; mereka merangkumi sel B, sel T dan sel pembunuh semula jadi).
  • Otak
  • Hati
  • Pankreas (pankreas)
  • Limpa
  • Buah pinggang
  • Myocardium (otot jantung)
  • Lung
  • Otot rangka
  • Testis (testis)
  • Kelenjar tiroid

In leukosit dan limfosit (sel darah putih, masing-masing, vitamin C terletak terutamanya di sitosol. Manusia tidak mempunyai simpanan asid askorbik yang khusus. Sebarang pengambilan berlebihan tidak diserap atau dihilangkan secara najis (melalui najis) dan / atau ginjal (melalui buah pinggang). Kolam asid askorbik pada manusia kira-kira 1.5 hingga maksimum 3 g pada kenyang penuh. Penurunan jumlah kumpulan badan ke paras di bawah 300 mg - vitamin C plasma kepekatan ≤ 0.2 mg / dl - membawa kepada gejala kekurangan - skurvi dianggap sebagai gejala kekurangan vitamin C klinikal klasik. Jumlah perolehan harian (perolehan) adalah sekitar 1 mg / kg berat badan, bergantung pada saiz kolam dan pengambilan harian, dan dipengaruhi oleh tekanan, rokok, dan penyakit kronik. Paruh biologi vitamin C bervariasi antara 10-30 hari kerana peraturan homeostatik, sedangkan separuh hayat farmakokinetik, sebaliknya, rata-rata hanya 2.9 jam.

Perkumuhan

Kemerosotan asid L-askorbik di hati dan buah pinggang berlaku secara oksidatif melalui asid dehidroascorbik dan asid 2,3-diketogulonik ke asid oksalik. Pada pengambilan vitamin C fisiologi - plasma kepekatan 1.2-1.8 mg / dl; jumlah kumpulan badan ~ 1.5 g - asid askorbik (10-20%) dan metabolit utamanya (perantaraan) DHA (kira-kira 20%), asid 2,3-diketogulonik (kira-kira 20%) dan asid oksalik (kira-kira 40%) diekskresikan oleh ginjal, sejak plasma kepekatan vitamin C jauh melebihi keupayaan penyerapan semula buah pinggang - ambang ginjal untuk vitamin C> 1 mg / dl. Sebagai tambahan, sejumlah metabolit lain telah dijelaskan, seperti asid L-threonic, L-xilosa, dan asid askorbik-2-sulfat, yang sebahagian besarnya dihilangkan secara renal.Renal penghapusan vitamin C tidak banyak ukuran penyerapan sebagai petunjuk ketepuan tisu total. Kira-kira 35-50% daripada kencing setiap hari asid oksalik (kira-kira 30-40 mg) berasal dari asid askorbik pada orang dewasa yang sihat setelah normal diet. Dalam konteks ini, perkumuhan asid oksalat yang disebabkan oleh vitamin C nampaknya tidak berperanan dalam pembentukan kalsium batu oksalat dalam populasi yang sihat. Menurut Harvard School of Public Pemeriksaan kajian kohort prospektif - Kajian Kesihatan Doktor (PHS) dan Kajian Kesihatan Jururawat (NHS) - daripada 45,251 lelaki dan 85,557 wanita yang tidak mempunyai sejarah penyakit batu ginjal, bahkan dos vitamin C yang tinggi (≥ 1.5 g vitamin C / hari) tidak dikaitkan dengan peningkatan risiko nefrolithiasis (batu karang). Gerster (1997), yang memberikan tinjauan beberapa intervensi klinikal dan kajian prospektif termasuk kajian NHS / PHS, mencapai kesimpulan yang sama. Walau bagaimanapun, pesakit dengan nefrolithiasis berulang (batu karang, gangguan fungsi ginjal, atau kekurangan metabolisme asid askorbik atau oksalat harus mengehadkan pengambilan vitamin C mereka hingga 50-100 mg sehari. Di bawah a kepekatan plasma sebanyak 1.2 mg / dl, asid askorbik diserap semula oleh aktif natrium-Proses yang bergantung dengan pembawa (protein pengangkutan terikat membran) di tubulus proksimal (tubulus ginjal). Apabila kandungan vitamin C dalam plasma darah menurun, kadar penyerapan semula tubular meningkat. Dalam keadaan normal, kira-kira 3% vitamin C yang diserap secara oral diekskresikan dalam tinja tidak berubah dan / atau dalam bentuk metabolit. Najis penghapusan menjadi semakin penting pada dos vitamin C yang tinggi, sehingga pada pengambilan> 3 g vitamin C setiap hari, asid askorbik yang tidak dimetabolisme diekskresikan secara besar-besaran (melalui najis) dan hanya sebahagian kecil yang diekskresikan secara renal (melalui buah pinggang) oleh glomerular penapisan.