Витамин С, аскорбиновая кислота, антискорбутный витамин

В 1923 году доктор Глен Кинг установил химическая структура витамина С, а в 1928 году биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С, назвав его гексуроновой кислотой. Уже в 1933 швейцарские исследователи синтезировали из L-ксилозы идентичную витамину С аскорбиновую кислоту.

В 1970 году Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, потряс медицинский мир своей первой книгой «Витамин С, обычная простуда и грипп», в которой дал документальные свидетельства об эффективности витамина С. Полинг рекомендовал использовать для профилактики и лечения ряда заболеваний (например, простудных) большие дозы аскорбиновой кислоты (2-3 г). С тех пор «аскорбинка» остается самым известным, популярным и незаменимым витамином для нашей повседневной жизни. Однако, в настоящее время выяснено, что регулярное применение столь высоких дозы витамина С не является безопасным в связи в возможным прооксидантным эффектом.

Исследовано и описано свыше 300 биологических функций этого витамина. Главное, что, в отличие от животных, человек не может сам вырабатывать витамин С и поэтому его запас необходимо пополнять ежедневно.

Аскорбиновая кислота - лактон гулоновой кислоты, близкой по структуре к глюкозе. Аскорбиновая кислота относится к сильным кислотам; кислый характер ее обусловлен наличием двух обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов у 2-го и 3-го углеродных атомов. Аскорбиновая кислота существует в двух формах: восстановленной и окисленной (дегидроаскорбиновая кислота).

Обе эти формы аскорбиновой кислоты быстро и обратимо переходят друг в друга и в качестве кофакторов участвуют в окислительно-восстановительных реакциях (рис. 27.).

Аскорбиновая кислота окисляется кислородом воздуха, пероксидом и другими окислителями до дегидроаскорбиновой кислоты, которая легко восстанавливается цистеином, глутатионом, сероводородом. В слабощелочной и нейтральной среде происходят гидролиз лактонового кольца, и дегидроаскорбиновая кислота превращается в дикетогулоновую кислоту, лишенную биологической активности (рис. 27.). Поэтому при кулинарной обработке пищи в присутствии окислителей часть витамина С разрушается.

Рис 27. Строение и взаимопревращение аскорбиновой (А), дегидроаскорбиновой (Б) и дикетогулоновой (В) кислот.

    Суточная потребность и распространение. Источниками витамина С являются свежие фрукты, овощи, зелень. Суточная потребность человека в витамине С составляет 50-75 мг.

Биологическая роль витамина С. Витамин С – единственный из водорастворимых витаминов, который не образует кофермента, но выполняет функции кофактора в окислительно-восстановительных реакциях. Аскорбиновая кислота необходима для большого числа реакций гидроксилирования. Она участвует в гидроксилировании остатков пролина и лизина в процессе синтеза основного белка соединительной ткани - коллагена (рис. 28).

Аскорбиновая кислота необходима для синтеза катехоламинов при гидроксилировании дофамина с образованием норадреналина, для синтеза стероидных гормонов в коре надпочечников и половых железах, в катаболизме тирозина и обмене триптофана.

В кишечнике аскорбиновая кислота восстанавливает поступающий с пищей Fе³⁺ в Fe²⁺, что необходимо для всасывания железа. Кроме того, витамин С восстанавливает железо при освобождении его из белка ферритина, тем самым обеспечивая его доступность в синтезе гема.

 

Рис. 28. Реакции гидроксилирования пролина (А) и лизина (Б) в составе коллагена при участии витамина С.

Аскорбиновая кислота является природным антиоксидантом, так как участвует в обезвреживании активных форм кислорода. Однако, стоит отметить, что в очень высоких дозах аскорбат становится прооксидантом, способствуя образованию активных форм кислорода.

    Гипо- и авитаминоз. Отсутствие аскорбиновой кислоты в пище приводит к заболеванию, называемому цингой (скорбут). Цинга была описана более 300 лет назад во время длительных морских плаваний и экспедиций по освоению севера при отсутствии в пищевом рационе свежих фруктов и овощей. И только в 1907–1912 годах стало ясно, что это заболевание связано с недостатком в пище витамина С. Болеют цингой только человек, приматы и морские свинки. Как оказалось, ткани этих животных и человека лишены единственного фермента гулонолактоноксидазы, катализирующего последнюю стадию образования аскорбиновой кислоты из глюкозы, превращение L-гулонолактон в L-аскорбиновую кислоту.

Главные признаки цинги - кровоточивость дёсен, расшатывание зубов, нарушение целостности капилляров (сопровождающееся подкожными кровоизлияниями). Часто возникают мелкие точечные кровоизлияния под кожу – так называемые петехии; отмечаются кровоизлияния и кровотечения во внутренних органах и слизистых оболочках. Для цинги характерны дегенеративные изменения со стороны одонтобластов и остеобластов, которые приводят к развитию кариеса, повреждению периодонтальных волокон и костной ткани, что сопровождается выпадением зубов. Перечисленные проявления авитаминоза обусловлены в первую очередь нарушением образования коллагена в соединительной ткани.

При цинге развивается анемия, которая возникает вследствие нарушения включения железа в протопорфирин IX при синтезе гема.

Кроме того, при недостаточности витамина С происходит снижение массы тела, развивается общая слабость, возникают одышка, боли в сердце, учащенное сердцебиение.

Применение витамина С в медицинской практике.. Аскорбиновая кислота применяется при возникновении симптомов цинги, для нормализации проницаемости капилляров, регенерации тканей. Она может использоваться при стрессах для активации образовании стероидных гормонов, норадреналина и адреналина. Этот витамин способствует поддержанию нормального гематологического и иммунного статуса организма, его устойчивость к инфекции. Целесообразно использование витамина С при различных анемиях и гипоэнергетических состояниях различного генеза.

Как антиоксидант аскорбиновая кислота используется при производстве жиров и фруктовых соков; для предотвращения образования в мясных и колбасных изделиях канцерогенных нитрозаминов из нитрита натрия, добавляемого к этим продуктам для сохранения их природного цвета; для витаминизации молока и молочных продуктов.

Задания по теме «Водорастворимые витамины»

I. Выполните следующие задания:

1. Составьте таблицу «Водорастворимые витамины», включающую следующие графы:

              1. Название витамина

              2. Структурная формула витамина

              3. Коферменты, предшественником которых является витамин

              4. Реакции, протекающие с участием данных коферментов

              5. Биологическая роль витамина

              6. Признаки гипо- и авитаминаоза

              7. Применение витамина в медицинской практике

II. Ответьте на следующие вопросы:

    1. Что такое коферменты?

    2. Какую функцию выполняют водорастворимые витамины?

    3. Какой водорастворимый витамин не участвует в образовании коферментов?

    4. Какие коферменты необходимы для работы оксидоредуктаз? Какие витамины используются для их синтеза?

    5. Какие коферменты необходимы для работы трансфераз? Какие витамины используются для их синтеза?

    6. Каковы признаки дефицита витамина В₁?

    7. Каковы признаки дефицита витамина РР?

    8. Каковы признаки дефицита витамина С?

    9.Какие витамины можно рекомендовать при анемиях различной этиологии?

    10. Какие витамины можно рекомендовать при полиневритах?

    11. Почему при заболеваниях сердечно-сосудистой системы применяют препарат кокарбоксилаза, представляющий собой ТПФ (ТДФ)?

    12. Почему витамин С можно рекомендовать при значительных физических и психоэмоциональных нагрузках?

    13. В чем отличие клинических проявлений авитаминоза В₉ и В₁₂?

    14. Почему дефицит витаминов В₉ и В₁₂ приводит к нарушению гемопоэза?

 

III. Выберите один правильный ответ:

1. Антисеборейным называется витамин

1. аскорбат

2. рибофлавин

3. тиамин
    4. кобаламин

5. биотин
2. Коферментная форма витамина В₆

1. липоевая кислота

2. тиаминпирофосфат

3. метилкобаламин

4. пиридоксальфосфат

5. флавинадениндинуклеотид

 

3. Витамин В₁ предупреждает развитие

1. рахита

2. дерматита

3. пеллагры

4. цинги

5. куриной слепоты

 

4. В состав кофермента ФАД входит витамин

1. В₆

2. В₂

3. В₁

4. В₁₂

5. В₅

 

5. В окислительно-восстановительных реакциях участвуют коферменты витаминов

1. В₁ и В₆

2. В₂ и Н

3. В₉ и В₅

4. В₂ и РР

5. В₆ и С

6. Больше всего витамина С содержится в

1. мясе птиц

2. цитрусовых

3. листьях шпината

4. неочищенном рисе

5. экстракте печени

 

7. Витамин В₁ образует кофермент
    1. КоА
    2. ФАД
    3 ТПФ
    4. ФМН

    5.. НАД⁺

 

8. Водорастворимые витамины
    1. накапливаются в тканях
    2. нечувствительны к рН среды

    3. синтезируются в организме человека
    4. не синтезируются микроорганизмами кишечного тракта
    5. образуют коферменты

9. При авитаминозе В₁ развивается

    1. геморрагия
    2. ксерофтальмия
    3. цинга
    4. рахит

    5. болезнь бери-бери

10. Атом кобальта входит в состав витамина
    1. В₁₂
    2. В₆
    3. С

    4. Н

    5. В₁

11. Пантотеновая кислота входит в состав кофермента
    1. НАД
    2. КоА
    3. ФМН

    4. ФАД
    5. ТПФ
12. При авитаминозе фолиевой кислоты развивается
    1. рахит
    2. полиневрит
    3. кератит
    4. артрит

    5. анемия

13. К водорастворимым витаминам относят
    1. В₁₂, С, РР, В₅
    2. В₁, С, F, В₆
    3. К, Е, В₅,Н

    4. В₅, А, D, Е
    5. В₅, К, Н, Р

 

14. Антипеллагрическим называется витамин
    1. Н
    2. В₁₂
    3. D
    4. РР

    5. К
15. В состав кофермента ТПФ входит витамин
    1. В₂
    2. В₁
    3. В₁₂

    4. В₆

    5. В_с