главная   новости   библиотека   синтезы   форум 
Алексей ШИЛИН
= официальный сайт =
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Э  Ю  Я 

Библиотека / Медицина:   Витамин С и его роль в жизнедеятельности человека.


Поделиться ссылкой :    LiveJournal Facebook Я.ру ВКонтакте Twitter Одноклассники Мой Мир FriendFeed Мой Круг


Витамин С известен каждому. Лишь немногие из простых органических молекул возбуждают такой всеобщий интерес. Частично это объясняется тем благотворным влиянием на человеческий организм, которое оказывают все витамины и ряд других веществ в малых дозах. Их значимость особенно проявилась в последние годы в связи с негативным действием на здоровье человека целого ряда соединений, особенно пищевых добавок. Общеизвестно, что витамины необходимы для поддержания хорошего самочувствия. Вследствие этого многим из них приписывают целебные свойства, что не всегда соответствует действительности. О витамине С зачастую говорят как о почти магическом средстве.

Витамин С отличается от всех других витаминов, химия и биохимия этого соединения делают его просто уникальным во многих аспектах. Витамин С вездесущ: он найден и в животном, и в растительном мире, причем его роль часто не вполне ясна. Синтетический витимин С широко используется в качестве пищевых добавок и, следовательно, имеет E number (300). Однако присутствие витамина С в пище ни у кого не вызывает возражений, чего нельзя сказать о многих других пищевых добавках

Витамин С стал предметом дискуссий еще задолго до того, как была установлена его природа. Его роль в качестве компонента овощей и фруктов в лечении и профилактики цинги широко дебатировалась на протяжении столетий. И даже само его существование подвергалось сомнению вплоть до начала XX в. Спорным является и вопрос о том, кому принадлежат лавры первооткрывателя. Даже сегодня не прекращается полемика о значении витамина С для здоровья человека, а также об оптимальных дозах витамина, которые следует принимать: рекомендации различных авторов колеблются от 30 мг до 10 г в день. Его роль в лечении простудных заболеваний, в улучшении состояния раковых больных и другие медицинские аспекты являются темами оживленных дискуссий. Биохимия витамина С у млекопитающих настолько далека от понимания, что даже до сих пор его биохимическая роль в таких системах остается неясной. Химическая структура L-аскорбиновой кислоты однозначно определена методом рентгеноструктурного анализа монокристаллического образца, однако структура продукта ее двухэлектронного окисления – дегидроаскорбиновой кислоты – окончательно не установлена, так как до сих пор не удалось получить это соединение в чистом виде в кристаллическом или хотя бы в твердом состоянии.

В химическом отношении витамин С является простейшим среди витаминов, поэтому он был одним из первых соединений этого класса, которое удалось выделить в индивидуальном состоянии, очистить и всесторонне охарктеризовать, в том числе и структурно. Витамин С производится в больших количествах, чем какой-либо другой из витаминов или все остальные витамины, вместе взятые. Это одно из немногих чистых химических веществ, которое потребляется человеком в граммовых количествах (возможным конкурентом является сахар). Витамин С не оказывает никаких вредных воздействий даже в таких больших дозах, и, наконец, это лекарство приятно принимать, особенно в виде фруктов и овощей.

Ничто другое так убедительно не свидетельствует о важности витамина С для человеческого организма, как последствия его отсутствия в течение даже относительно короткого периода времени. Уже через несколько месяцев проявляются первые симптомы чрезвычайно неприятной и в конечном итоге смертельной болезни – цинги. Сегодня нам трудно понять тот ужас, который испытывали перед загадочным недугом мореплаватели в средние века. Это было только одно из множества заболеваний, от которых страдали моряки, Но в длительных морских экспедициях, становившихся все более частыми начиная с хιν в., болезнь, казалось, возникала ниоткуда, без всякой видимой причины. Когда в 1497-1499 г.г. Васко де Гама впервые обогнул Мыс Доброй Надежды, он потерял половину экипажа. С тех пор еще в течение четырех столетий цинга продолжала собирать свою смертельную дань с морских путешественников.

Что же это за болезнь? Определение из учебников было бы примерно таким : болезнь, вызывающая кровотечение в тканях, кровоточивость десен, потерю зубов, анемию и общую слабость. Свидетельства очевидцев доносят до нас более отталкивающую картину :

« …Первый отмеченный симптом – боль во всем теле при малейшем прикосновении…все тело, особенно ниже талии, покрывается красными пятнами…Чувствительность тела больных настолько велика, что…лучшая помощь, которая может быть им оказана, - это не касаться даже их постельного белья …верхние и нижние десны распухают с обеих сторон до таких размеров, что зубы невозможно сомкнуть. Зубы, лишившись опоры, настолько расшатываются, что движутся при повороте головы…силы покидают их, и они умирают совершенно внезапно, замолкнув на полуслове».

Сегодня известно, что цинга – болезнь, вызванная недостатком витаминов, и, очевидно, она сопутствовала человеку на протяжении всей его истории. Однако только длительные морские путешествия раннего средневековья привлекли к ней особое внимание. Очевидно, можно выделить по крайней мере три основные причины, пряпятствовавшие выявлению лекарственного средства против цинги:

1. Недостаток информации в древней медицине

Чем располагала средневековая медицина, бравшая свое начало в алхимии? Алхимики искали философский камень не только для того, чтобы с его помощью превращать в золото неблагородные металлы. Они верили, что философский камень, одновременно является панацеей - лекарством от всех болезней и дает бессмертие. Вера в панацею была даже более важной причиной поддержки алхимиков сильными мира сего: каждый король, император или халиф мечтали стать бессмертными. Однако параллельно шел процесс накопления знаний о реальных лечебных свойствах самых различных веществ – от минеральных солей до вытяжек из растений или препаратов, приготовленных из тканей животных. Накопителями этих знаний были многочисленные аптекари и фармацевты. Однако практические знания фармацевтов оказались основательно сдобрены мистическими объяснениями действия лекарств, заимствованными из описаний алхимиков. Неудивительно поэтому, что среди веществ, которые должен был иметь аптекарь для продажи, врач французского короля в 1637г. называл следующие: череп мертвого, но непогребенного человека; сало человека, змеи, свиньи, гуся, овцы, утки, зайца, козы; так как помет животных также имеет целебные свойства, небесполезно иметь в аптеке помет козы, собаки, павлина, голубя. Соответствующими были и рецепты лекарств. Самым ценным лекарством был териак. Это средство считалось столь всеисцеляющим, сколь и опасным. « Если териак встречает в теле болезнь, - говорили аптекари, - он убивает ее. Если он не встречает болезни, он убивает человека». Териак составляли из 64 компонентов, таких как мясо гадюки, мирра, ладан, касторовое масло и многое другое. Лечебное действие таких снадобий объяснялось следующим принципом: сходные части помогают по причине сходства. Вот и прописывали при воспалении легких – легкие собаки, а при слабоумии – порошок из мозга обезьяны.

Тот факт, что потребление цитрусовых излечивает цингу, был в те времена также известен. Есть ссылки на испанский медицинский трактат ХШ в., в котором апельсиновый и лимонный соки рекомендовались в качестве целебного средства для больных, страдающих цингой. Подобные рекомендации встречались на протяжении и последующих четырех столетий, но так и не получили должного распространения, так как нигде в мире широкие слои населения не читали ученых трактатов. Потребовалось невероятно долгое время для того, чтобы то, что сегодня настолько очевидно, было признано официальной медициной.

Чтобы успешно лечить болезнь, нужно знать причины ее возникновения. Одним из самых первых предположений было то, что цинга является болезнью селезенки. Представления позднего средневековья о функционировании человеческого организма и причинах недомоганий абсолютно отличались от сегодняшних, хотя, как и сегодня , полагались абсолютно верными. В медицине средних веков мало что изменилось со времен древних греков, которые имели весьма туманные представления о строении и функционировании различных частей человеческого тела. Им был известен тот факт, что человеческий организм секретирует жидкости. Было очевидно, что они как-то связаны с болезнями. Согласно теории, сформулированной древнегреческими врачами, организм подвержен влиянию четырех содержащихся в нем жидких сред или гуморов : кровь, черная желчь, желтая желчь и слизь. Соотношение между жидкостями определяет состояние здоровья человека. Каждый гумор соотносится с определенным типом темперамента : кровь – сангвинический, или оптимистический, черная желчь - меланхолический , или мрачный, желтая желчь – холерический или радражительный и слизь – флегматичный или умеренный. Полагали, что эти жидкости вырабатываются различными органами : сердце продуцирует кровь, селезенка – черную желчь, печень – желтую желчь, мозг – слизь. Считалось, что цинга вызывается нарушением функции селезенки, которая у цинготных больных набухает и затвердевает. Вследствие этого черная желчь не может очиститься в процессе рециркуляции, что и проявляется в виде симптомов болезни. Нарушение баланса черной желчи связывалось с приступами меланхолии, поэтому цингу пытались лечить, улучшая настроение пациентов.

Значение химических процессов в лечении и понимании причин возникновения паталогических состояний сегодня ни у кого не вызывает сомнений. В те же времена только начали зарождаться некоторые идеи на этот счет. Одна из них заключается в том, что вещества можно классифицировать как кислоты и щелочи, которые поодиночке могут оказывать разрушительное действие на человеческий организм. Цинга рассматривалась как смешанный тип паталогии, так как характерные для болезни язвы считались атрибутом повышенной кислотности, а зловонное дыхание приписывалось нарушению щелочного баланса. Таким образом, рекомендовалось применять как кислотные, так и щелочные снадобья, причем леченье сопровождалось обильным кровопусканием.

В то же время встречаются многочисленные ссылки на эффективное лечение цинги с помощью фруктов и растений. Так, английскую морскую экспедицию 1593 года быстро настигла цинга. Плавание началось в апреле, а к октябрю на судне осталось только четыре здоровых человека. Ситуацию удалось спасти только в Бразилии, где в изобилии были апельсины и лимоны. В качестве профилактического средства наряду с цитрусовыми бортовой врач рекомендовал и сильно разбавленную серную кислоту, а наибольшую пользу приписывал « воздуху земли», ибо море есть природная среда обитания для рыб, но никак для человека. Наряду с пониманием пользы свежих овощей и фруктов широко бытовало заблуждение об эффективном лечении заболевания посредством всего « хорошего» : свежего воздуха, хорошего питания, умеренного климата. Нам сегодня абсолютно ясно, что для преодоления этих заблуждений, которые не исключали и верных представлений о способах лечения цинги, необходимо было четко продемонстрировать преимущества использования в качестве лекарственного средства свежих овощей и фруктов. То есть необходимы были клинические испытания. Нечто очень близкое и проделал Джеймс Линд.

Джеймс Линд родился в 1716 г. в Эдинбурге. Его предки были родом из Далрая в графстве Эршир. По удивительному совпадению именно в Далрае сегодня работает предприятие фирмы Roche Products, производящее ежегодно тысячи тонн L-аскорбиновой кислоты. В возрасте тридцати лет Линд становится хирургом на судне «Salisburi» и вскоре дважды подряд, в 1746 и 1747 г.г., сталкивается со вспышками цинги. Во время второй вспышки он и осуществил эксперимент по проверке эффективности существующих в то время способов лечения цинги. Линд взял двенадцать человек, больных цингой, и велел кормить их одинаковой пищей. Пациенты были разбиты на шесть групп по два человека в каждой, и с каждой группой проводился определенный курс лечения. Результаты этого эксперимента позволили Д.Линду прийти к заключению, что « апельсины и лимоны являются наиболее эффективным лекарственным средством от этой болезни на море». Линд рекомендовал иметь на кораблях обширные запасы свежих овощей, апельсинов и лимонов, но даже он не пришел к убеждению, что овощи и фрукты могут служить для профилактики цинги.

Однако никто из авторитетных людей не прислушивался к советам доктора Линда. Очевидно, он не обладал достаточным влиянием в официальных медицинских кругах. Прошло много времени, прежде чем появился человек, пользующийся таким влиянием, - сэр Гилберт Блейн. Блейн родился в1749 г. и получил медицинское образование в Эдинбурге и Глазго. После присуждения степени магистра он практиковал как лечащий врач и заслужил прекрасную репутацию, которой был обязан своей дружбе с адмиралом Родни. Проведя десять месяцев во флотилии, Блейн подготовил и отправил в адмиралтейство записку о росте числа несчастных случаев во флотилии, большинство из которых связывал с цингой. Блейн констатировал:

«…Цингу, одну из основных болезней, которыми страдают моряки, можно надежно предотвращать и излечивать овощами и фруктами, в частности апельсинами и лимонами».

Благодаря своему высокому общественному положению он смог претворить идеи Линда в жизнь и добиться изменений в продовольственной политики адмиралтейсива. Тысячи людей оказались обязанными своими жизнями этим медикам.

Таким образом, на море цинга оказалась побежденной, но на суше в Северной Европе подолжали бушевать ее вспышки, связанные с отсутствием свежих овощей и фруктов в рационе людей в зимние и весенние месяцы, а также во времена народных бедствий. Но несмотря на множество неверных интерпретаций причин заболевания , наконец стало ясно, что в некоторых продуктах питания содержится некое вещество , отсутствие которого в рационе и приводит к цинге. Это заболевание представляло большую проблему еще и в ХХ веке до тех пор, пока не было обнаружено и выделено вещество, составляющее антискорбутное начало пищи.

Фредерик Гоулден Хопкинс был первым профессором биохимии в Кембриджском университете. Он пристально изучал влияние сбалансированного питания на рост крыс и пришел к выводу, что при здоровом питании в организм с пищей поступает целый ряд каких-то веществ. В 1912 г. Казимир Функ из Листеровского института в Лондоне пришел к выводу, что целый ряд заболеваний возникает вследствие недостатка в пище азотсодержащих веществ. Он полагал, что все эти вещества являются аминами, и назвал их «vital amines» ( жизненно важные амины ), или сокращенно «vitamines». Эксперименты по выявлению этих веществ продолжались и были ускорены Первой мировой войной. Была установлена различная степень эффективности разных продуктов питания: наиболее мощным антискорбутным действием обладал лимонный сок, далее следовал свежий картофельи т.д. Наличие надежного биологического метода анализа сыграло, хотя и не сразу, решающую роль в последующем успешном выделении витамина. В 1919 г. Макколлум присвоил названия А иВ двум веществам, поступающим с пищей и необходимым для жизни. В том же году Дрюммонд предложил назвать антискорбутный фактор «водорастворимый С». Но для таких важных веществ уже начал приживаться термин «витамин», и антискорбутный фактор стал известен под именем витамина С.

В 1920-1930 г.г. проводятся активные исследования витамина С. Было сделано много попыток его выделения. На переднем крае снова оказался Листеровский Институт, где Цильве с сотрудниками удалось изучить некоторые аспекты химии витамина С, не выделяя его. Он установил, что витамин С является сильным восстановителем, и использовал это свойство для анализа. Выделение же витамина С оказалось трудной задачей. Некоторые исследователи потерпели на этом пути неудачу, находясь почти у цели. Возможно, наиболее печальная участь постигла Линка из Висконсинского университета. Он получил неочищенный аскорбат кальция, но ему не удалось продемонстрировать его антискорбутное действие, так как университет отказался финансировать продолжение работ. Другим неудачником был Ведер, который в 1927 г. выделил сырой препарат витамина С. Но , так как он был военным медиком, его перевели на другую должность прежде, чем он получил результаты необходимого биологического анализа.

Годы после окончания первой мировой войны были ознаменованы бурным развитием работ, направленных на выделение неуловимого витамина. И в США, и в Европе развернулась настоящая гонка, в финале которой победителя ожидали огромный научный престиж и солидная финансовая поддержка. Многие научные группы, занимавшиеся этим вопросом потерпели крушение надежд. Основным камнем преткновения было то, что витамин С , будучи углеводоподобным веществом, очень трудно поддавался очистке от других углеводов, присутствующих в концентрированных фруктовых соках. И тут на сцене появился никому не известный венгерский ученый Альберт Сент-Дьердьи. Он получил далеко не блестящее образование в родном Будапеште и защитил диссертацию на соискание докторской степени. Сент-Дьрдьи работал во многих лабораториях Европы бок о бок со многими известными учеными .Он обладал редким и так необходимым каждому выдающемуся исследователю даром – способностью , по его собственному выражению, «видеть то, что видят все, но при этом думать то, что никому другому не придет в голову». Благодаря своему острому чутью он буквально почувствовал казавшуюся невероятной связь между пигментацией кожи пациентов, страдающих болезнью Аддисона (вызванной нарушением функции надпочечников), и потемнением свежего среза картофеля, яблока и груши. Было известно, что такое потемнение вызвано нарушением окислительно-восстановительного процесса. Апельсины и лимоны не темнеют на срезе, и в их соке, а позже в соке капусты Сент-Дьердьи обнаружил сильный восстановитель. Присутствие аналогичного вещества было обнаружено им и в экстракте коры надпочечников коровы. После многих разочарований ему удалось наконец накопить менее грамма беловатого кристаллического вещества из коры надпочечников крупного рогатого скота, где оно содержалось в весьма незначительных количествах, а позже из апельсинового и капустного соков. Как типичный восстановитель, полученное вещество обесцвечивало иод, и исходя из суммарной массы продуктов реакции, был сделан вывод, что относительная молекулярная масса соединения равна 88,2, или кратна этому значению. Молекулярная масса, найденная методом понижения давления паров воды, составила около 180, что соответствовало точному значению 176, 4. И, наконец элементный анализ дал 40,7% углерода, 4,7% водорода и 54,6% кислорода, что позволило окончательно вывести формулу С₆Н₈О₆. Это соединение было принято за гормон углеводной природы с кислотными свойствами. Сент-Дьердьи присвоил новому соединению название « гексуроновая кислота». В дальнейшем Сент-Дьердьи начала одолевать мысль, что полученная им гексуроновая кислота есть не что иное как витамин С, а к весне 1932 г. была установлена их полная идентичность. Сент-Дьердьи и английский профессор Хеуорс, занимавшийся структурными исследованиями, переименовали соединение в «аскорбиновую кислоту», отразив в названии антискорбутные свойства этого вещества, а затем приступили к решению задачи по установлению структуры последнего. Результатом была полученная структурная формула следующего вида :

Таким образом, было установлено, что аскорбиновая кислота является Y-лактоном. Надо отметить, что в растворе в небольших количествах могут присутствовать и другие таутомерные формы. Ассиметрический центр при С-5 имеет L-конфигурацию. Кислотные свойства раствора аскорбиновой кислоты обусловлены ионизацией ендиольного гидроксила при С-3 (рК 4,25), что приводит к делокализации отрицательного заряда в образующемся анионе. В се эти сведения помогли разработать синтетический путь получения L-аскорбиновой кислоты. Работа, завершившая огромный кропотливый труд, была опубликована в 1933 г., а Норманн Хеуорс разделил триумф с Сент-Дьердьи в Стокгольме в 1937 г., где им обоим была вручена Нобелевская премия.

В дальнейшем велись серьезные изыскания в области синтеза, производства и химии аскорбиновой кислоты. Особое внимание стоит уделить биохимии витамина С, которая раскрывает роль последнего для всех живых организмов. Те, кто хоть немного изучал биологию, легко смогут понять, что эффективность витамина С в заживлении ран и способность ускорять рост связаны с его участием в синтезе волокнистых соединительных тканей, особенно в ускорении посттрансляционного гидроксилирования остатков пролина и лизина коллагена – наиболее распространенного белка животного мира. Этот процесс, в ходе которого, как это ни парадоксально, восстановительные свойства аскорбиновой кислоты необходимы для окисления пролина и лизина, все еще далекий от того, чтобы быть полностью понятным. Конечно, этим роль аскорбиновой кислоты не ограничивается. Начиная с первых лет становления биохимии витамина С, ознаменовавшихся спорами вокруг его открытия, а также вокруг роли его в метаболизме аминокислот, сфера влияния этого соединения все более расширялась, охватывая различные аспекты иммунологии, онкологии, процессов пищеварения и всасывания, эндокринологии, нейрологии, детоксикации и профилактики катаракты.

Среди высших организмов лишь очень немногие не способны к биосинтезу витамина С. К ним относится и Homo sapiens, поэтому неудивительно, что большая часть из того, что известно о биохимии L – аскорбиновой кислоты, имеет отношение к млекопитающим. Большинство научных статей, посвященных метаболизму аскорбиновой кислоты, опубликовано по результатам работ, выполненных на лабораторных крысах и морских свинках, но термин «витамин» строго применим только к последним. Как и человек, морская свинка практически не способна синтезировать аскорбиновую кислоту, тогда как крыса им полностью себя обеспечивает. Начиная с рождения (человеческое молоко содержит до 5 мг% аскорбиновой кислоты в зависимости от питания матери) и до самой смерти мы зависим от поступления витамина С в основном с овощами и фруктами, если не принимать синтетических препаратов. В связи с этим возникает целый ряд вопросов относительно участия витамина С в многочисленных биологических явлениях, упомянутых выше. Вопросы можно некоторым образом упорядочить, если все известные биохимические реакции с участием витамина С разбить на 3 группы : окислительные (гидроксилирование), восстановительные (например, защита сульфгидрильгой группы легко окисляемого трипептида глутатиона и устранение потенциально опасных свободных радикалов) и окислительно-восстановительные (имеющие отношение к переносу электронов и мембранному потенциалу через установление протонного градиента). Сама аскорбиновая кислота является восстановителем и, следовательно, не может непосредственно способствовать окислению. Но внутри живой клетки витамин может существовать в различных формах, которые образуют окислительно-восстановительные пары. Эти пары способны осуществлять как окисление, так и восстановление компонентов других окислительно-восстановительных пар в зависимости от их относительного окислительно-восстановительного потенциала.

Считается, что все хлорофилсодержащие растения и прорастающие семена могут синтезировать аскорбиновую кислоту. Большинство живых организмов могут превращать D-глюкозу в L-аскорбиновую кислоту. Исключение составляют приматы (включая и Homo sapiens) и некоторые другие млекопитающие, а также рыбы, насекомые и некоторые виды птиц. Остается лишь гадать, почему эти представители животного мира утратили способность к биосинтезу аскорбиновой кислоты. Полагают, что эта досадная ошибка произошла 25 миллионов лет назад и именно она привела к тому, что человек делит несомненные трудности своего положения с другими приматами, морскими свинками, индийскими крыланами, некоторыми видами птиц, включая дрозда с экзотическим голосом; рыбами и некоторыми видами насекомых, включая обитающую в пустыне саранчу, тутового шелкопряда и др. Возможно, что у всех травоядных насекомых существует потребность в поступлении витамина С с пищей. Выведение его из рациона, например, саранчи приводит к абортивной линьке и смерти. У тех представителей животного мира, которые способны самообеспечивать себя аскорбиновой кислотой, ее биосинтез осуществляется в печени (млекопитающие) или почках (птицы, рептилии, амфибии).

Человек целиком зависит от поступления витамина С с пищей. Единственным животным продуктом, содержащим значительные количества витамина С, является молоко (1-5 мг/100г); содержится он также и в печени. Самые богатые источники аскорбиновой кислоты – это свежие овощи и фрукты (особенно цитрусовые, томаты и зеленый перец), печеный картофель (17 мг/100г) и листовые овощи. Очень богаты витамином С гуава (300мг/100г) и черная смородина (200мг/100г). Ниже в таблице приведены данные о содержании витамина С в наиболее употребляемых овощах и фруктах.

Известно, что кулинарная обработка овощей и фруктов часто влечет за собой потери аскорбиновой кислоты. Так, например, измельчение продуктов способствует возрастанию ферментативной активности аскорбатоксидазы, содержащейся в растениях, богатых витамином С. Другой фермент, обуславливающий потерю аскорбиновой кислоты, фенолаза, катализирует окисление полифенольных соединений кислородом воздуха, за счет чего происходит потемнение таких фруктов как яблоки. При наличии аскорбиновой кислоты фермент восстанавливает о-хиноны снова до о-дифенолов. Процесс сопровождается образованием дегидроаскорбиновой кислоты, которая быстро превращается в 2,3 –дикетогулоновую кислоту, и катализируется ионами Сu (11) и других переходных металлов. Именно поэтому не рекомендуется готовить овощи и фрукты в медной и железной посуде. И, конечно, основным фактором, влияющим на потерю витамина С в процессе приготовления пищи, является просто его растворение в воде.

Таблица. Содержание витамина С в распространенных фруктах и овощах.

 Овощи / фрукты  Содержание аскорбиновой кислоты, мг на 100 г
 Плоды шиповника  1000
 Черная смородина  200
 Капуста кочанная  186
 Зеленый перец  128
 Хрен  120
 Капуста брокколи  113
 Брюссельская капуста  109
 Кресс-салат  79
 Цветная капуста  78
 Клубника  59
 Шпинат  51
 Апельсины / лимоны  50
 Молодой картофель  30
 Горох  25
 Старый картофель  8
 Морковь  6
 Яблоки  6
 Сливы  3

Вернемся теперь к основным процессам, протекающим в живых организмах, с непосредственным участием аскорбиновой кислоты.

Окисление и гидроксилирование. Установлено, что аскорбиновая кислота является существенным фактором многих реакций типа RH + O = ROH. Роль восстановителя в таких процессах кажется на первый взгляд парадоксальной . Но это отнюдь не так, если принять во внимание, что витамин С может образовывать окислительно-восстановительную пару аскорбиновая кислота / дегидроксоаскорбиновая кислота (Н2А/А). Тогда процесс гидроксилирования может быть представлен следующим образом :

H2A + O2 + RH = A + H2O + ROH

Известно, что аскорбиновая кислота участвует в метаболизме некоторых аминокислот, способствует образованию гидроксипролина, гидроксилизина, норадреналина, серотонина, гомогентизиновой кислоты и карнитина. Гидроксипролин и гидроксилизин содержатся в животных тканях практически только в составе коллагена, на долю которого приходится около одной трети всех белков организма млекопитающих. Волокна коллагена входят в состав сухожилий, кожи, костей, зубов, хрящей, сердечных клапанов, кровеносных сосудов, межпозвоночных дисков, роговой оболочки и хрусталика глаза, не говоря о том, что коллаген обеспечивает внеклеточный каркас у всех многоклеточных. Коллаген, синтезированный при недостатке или отсутствии витамина С, не способен к образованию полноценных волокон, что и приводит к поражению кожи, ломкости сосудов и другим заболеваниям. Другой пример. Существенной функцией печени млекопитающих является биотрансформация ксенобиотиков: лекарственных препаратов, ядов и аномальных метаболитов. Важная роль принадлежит оксидазам микросомальной фракции, в чпстности, цитохрому Р450 – оксидазе со смешанной функцией (ОСФ). При участии этого фермента протекает метаболизм четырех пользующихся дурной славой токсинов: этанола, бензола, тетрахлорметана и полихлорированных бифенилов. Ферментативная активность цитохрома Р450 также зависит от присутствия витамина С , так как при его недостаточности уровень фермента в организме морских свинок значительно снижается.

Можно сделать вывод,что в различных цепях метаболических превращений, протекающих в живых организмах, аскорбиновая кислота принимает очень активное участие: в ряде случаев она катализирует те или иные процессы, в ряде случаев сама принимает непосредственное участие. Таким образом, многие метаболические системы являются витамин С-зависимыми.

Восстановительные свойства.

Известно, что жизнь на Земле полнлстью зависит от снабжения кислородом. Но, будучи в избытке, в неподходящей форме или в ненадлежащем месте, кислород – потенциальный яд. Особенно вредны его реакционноспособные формы и окислительные радикалы, например супероксид-анион и гидроксильный радикал. Это общеизвестные активные антиоксиданты, которые могут вызвать серьезные повреждения липидных компонентов клеточных мембран вследствие окисления пероксидами. Установлена защитная антиоксидантная роль витамина Е и необходимых жирных кислот. Однако они являются жирорастворимыми соединениями, и. очевидно, что функция, выполняемая ими внутри мембраны, на ее поверхности переходит к аскорбиновой кислоте. Здесь, в водной среде, витамин С способствует улавливанию потенциально опасных окислителей еще одним водорастворимым антиоксидантом, трипептидом глутатионом. Говорить о том, что витамины Е и С выполняют идентичные антиокислительные функции, - это значит чрезмерно упрощать положение дел. Скорее всего, эти витамины действуют совместно, и, возможно, на границе раздела липиды / водная фаза аскорбиновая кислота обеспечивает защиту витамина Е или восстанавливает его окисленную форму после атаки свободных радикалов.

Восстановительная способность аскорбиновой кислоты «используется» еще одним витамином – фолиевой кислотой. Фолиевая кислота является незаменимым кофактором при переносе одноуглеродных звеньев: например, метильные группы, поставляемые незаменимой аминокислотой метионином, необходимы для синтеза различных соединений – пуринов, пиримидина тимина, аминокислоты серина, холина, карнитина, креатина, адреналина и многих других. Для выполнения своей функции фолиевая кислота должна находиться в в восстановленной тетрагидрофолатной форме, и это состояние обеспечивается и поддерживается в присутствии аскорбиновой кислоты.

Большой проблемой является склонность агрессивного пероксидного свободного радикала окислять в эритроцитах атом железа гема Fe (II) до Fe(III), что приводит к образованию функционально неактивного метгемоглобина. Этот процесс предотвращается ферментом metHb-редуктазой, который функционирует в присутствии цитохрома b5 и аскорбиновой кислоты. Супероксидный свободный радикал радикал обычно разрушается витамин С-зависимой супероксиддисмутазой , таким образом последняя предотвращает образование очень агрессивногшо гидроксильного радикала.

Хорошо известно, что аскорбиновая кислота способствует всасыванию железа сквозь стенки кишечника. Возможно это происходит благодаря тому, что она поддерживает элемент в восстановленной форме, Fe (II), в которой он легче поглощается слизистой оболочкой.

Электронный транспорт

Окислительно-восстановительные свойства аскорбиновой кислоты давно используются в изучении in vitro электронного транспорта в митохондриальных мембранах. Такие субстраты, как изоцитрат, α-кетоглутарат и малат, участвующие в цикле лимонной кислоты, имеют отношение Р : О =3, т.е. на каждую молекулу окисленного субстрата ( удаляются два атома водорода с помощью НАД в качестве кофактора ) образуются три молекулы АТФ. Это объясняется тем, что высвобождающиеся электроны (вместе со своими протонами) движутся по всей цепи электронного транспорта , встречая на своем пути три участка фосфорилирования, т.е. осуществляются три окислительно-восстановительные реакции , в которых участвующие окислительно-восстановительные пары создают довольно большую разность окислительно-восстановительных потенциалов. Для высвобождения такого количества свободной энергии, которой достаточно для фосфорилирования одного моля АДФ.

Аскорбиновая кислота участвует в восстановлении цитохрома с через краситель тетраметил-n-фенилендиамин; в этом случае выпадают два участка фосфорилирования и Р:О становится 1.

Современные представления об электронном транспорте в таких органеллах, как митохондрии и хлоропласты, включают понятие носителей. Некоторые из них статично зафиксированы в мембране, другие более свободно связаны с мембранной поверхностью, третьи свободно перемещаютя внутри мембранного матрикса .Соблазнительно предположить, что витамин С не только выступает в качестве искусственного донора электронов для восстановления цитохрома с в экспериментах in vitro, но и осуществляет еще одну связь в цепи электронного транспорта в интактных живых митохондриях и хлоропластах. То, что витамин С способен проникать сквозь мембрану, доказывает факт его присутствия в тканях, характеризующихся высоким скоплением клеток, например, в надпочечниках и мозге. Известно, что мембраны проницаемы только для дегидроаскорбиновой кислоты, хотя внутри клеток этих тканей преобладает аскорбиновая кислота. Очевидно, аскорбиновая кислота аккумулируется клетками надпочечников после того, , как она подверглась окислению вне клетки. Проникла сквозь мембрану в виде дегидроаскорбиновой кислоты и здесь посредством внутриклеточного восстановления вернулась в исходное состояние. В этом случае разумно предположить, что в транслокации электронов между компонентами липидного матрикса и водного окружения участвуют аскорбатные окислительно-восстановительные пары аскорбиновая кислота / дегидроаскорбиновая кислота или аскорбиновая кислота / свободный аскорбатный радикал. Полагают , что в растениях аскорбиновая кислота причастна к возникновению протонного градиента, используемого для транспорта материала через клеточную ммбрану, и таким образом участвует в регуляции роста.

Выше рассмотренные процессы, протекающие с непосредственным участием аскорбиновой кислоты, говорят об огромном значении витамина С для всех живых организмов. И все же очень важна его роль там, где он непосредственно синтезируется, а именно в хлорофиллсодержащих растениях. В некоторых из них аскорбиновая кислота содержится в довольно больших количествах, а скоростьее синтеза в прорастающих семенах очень высока. Несмотря на это, о роли витамина С в процессе метаболизма известно очень мало, за исключением того , что он необходим для синтеза ксантофилла, некоторых ненасыщенных жирных кислот. Ключ к решению вопроса о роли аскорбиновой кислоты в процессе метаболизма у животных может быть найден, исходя из результатов ее тканевого распределения. Проанализированные животные ткани содержат следующие количества витамина С ( в убывающем порядке ):

Надпочечники (55мг%),гипофиз и лейкоциты, мозг, хрусталики глаз и поджелудочная железа , почки, селезенка и печень, сердечная мышца, молоко, плазма (1мг%). В большинстве этих тканей функция витамина С заключается в поддержании структурной целостности посредством участия в биосинтезе коллагена. Более высокий уровень содержания в некоторых жизненно важных органах обусловлен необходимостью их защиты при недостаточном поступлении витамина С с пищей, так как, хотя страдает весь организм , ущерб, причиненный цингой мозгу, гораздо серьезнее, чем, скажем, скелету. Однако более вероятно, что такой повышенный уровень содержания аскорбиновой кислоты отражает более специализированные функции, например, участие в синтезе гормонов и нейромедиаторов надпочечников и мозга, а также в формировании иммунного ответа в селезенке и лейкоцитах.

Витамин С в медицине.

Можно спорить , действительно ли применение витамина С, пусть еще и не распознанного под маской цитрусовых, для профилактики цинги испанскими мореплавателями, осмелившимися пересекать Атлантику и Тихий океан в ХVI-XVII в.в., положило начало диетологии как области современной медицины. Начиная с XVII в., лимонный сок входил в запасы провианта судов голландской Ост-Индской компании, и что более удивительно, соками цитрусовых снабжались некоторые английские корабли в начале XVIII в. Правда, вскоре упоминания об этом исчезли из архивов и возобновились только после знаменитых клинических испытаний Джеймса Линда, результатом которых стали рекомендации ежедневно выдавать всем морякам лимонный сок. Почти наверняка можно сказать, что моряков почти умышленно лишали продуктов с антискорбутным действием, чтобы ослабить их и держать под контролем Ост-Индской компании. Не менее грязные побуждения, в основе которых лежала зависть к профессиональным успехам доктора Линда, заставили британский флот задержать выполнение его рекомендаций на 42 года. Эту скандальную в истории медицины задержку прервал только мятеж, одним из требований которого было обеспечить «достаточное количество овощей». Последующие 200 лет завершились успешной идентификацией активного ингредиента овощей и фруктов , так необходимого для здоровья человека. Предписываемые ежедневные дозы витамина С для профилактики и лечения практически всех основных патологических состояний человека и лабораторных млекопитающих колеблются от нескольких миллиграммов до многих граммов ( правда, в некоторых случаях прием мегадоз может оказаться и причиной заболевания ). Широкое использование витамина С создает основу для большого международного бизнеса, начиная с химического синтеза и заканчивая формированием таблеток. И все же на данный момент это простое углеводоподобное вещество горько-сладкого вкуса еще не раскрыло своих секретов. Его физиологическая роль в организме так и не ясна до конца, несмотря на успешное использование витамина С в лечении различных патологических состояний , зачастую, казалось бы, с ним никак не связанных. Сотни лет его использовали для лечения цинги, а последние два года было показано, что витамин С вызывает состояние ремиссии у некоторых больных с аутоиммунной тромбоцитопенией. Вера в него пациентов при отсутствии понимания механизма действия препарата оказывает неоценимую помощь медикам. Для таких терапевтических целей назначают перорально ежедневный прием сотен или даже тысяч миллиграммов, что значительно превышает относительно малые количества витамина С, необходимые для профилактики цинги. Существенно превышают эти количества и поступления витамина С с пищей у здорового человека. Правда, выражается некоторое беспокойство по поводу того, что такие большие поступления могут вызвать нежелательные побочные эффекты. При некоторых патологических состояниях, очевидно, следует максимально снизить потребление витамина С, хотя в общем случае его действие на организм , безусловно, благотворно.

На сегодняшний день мы крайне редко встречаемся с классическим проявлением цинги, но отдельные ее симптомы, связанные с недостаточностью витамина С в организме встречаются сплошь и рядом. Это кровоточивые десны, состояние депрессии, легкость образования кровоподтеков, незаживающие раны и несрастающиеся переломы, раздражительность, боли в суставах, гниение и выпадение зубов, общее недомогание и утомляемость При недостатке аскорбиновой кислоты очень быстро начинают проявляться различные гематологические аномалии. Одной из них является анемия, вызываемая предположительно нарушениями в поглощении железа и в метаболизме фолиевой кислоты. А также нарушениями в образовании эритроцитов в костном мозге. Полагают, что все перечисленные процессы являются витамин С-зависимыми.

Кроме выше описанных, существует много других патологических состояний , для лечения которых используют витамин С . Далеко не во всех случаях это логически оправданно. Витамин С назначают либо перорально, либо внутривенно, обычно в ежедневной дозе 3 х 100 мг. Это лечение традиционно назначается в случае хирургического вмешательства, травм и язвы двенадцатиперстной кишки. Витамин С не только способствует заживлению ран, но также укрепляет иммунную систему организма, что препятствует проникновению опасных инфекций. Именно поэтому аскорбиновая кислота назначается при инфекционных заболеваниях, лихорадочных состояниях и поносе, а также в тех случаях, когда высока степень риска проникновения инфекции и возникновения воспаления, например при гемодиализе. Витамин С используют в геронтологической психиатрии, в домах престарелых, рекомендуют беременным женщинам, новорожденным и их матерям. Витамин С известен как иммуномодулятор, действующий на различные точки иммунной системы. Например, он ингибирует гистидиндекарбоксилазу, подавляя таким образом образование иммуносупрессора гистамина; нейтрализует избыточный уровень реактивных оксидантов, продуцируемых фагоцитами при хронической инфекции. Витамином С лечат некоторые болезни крови и кровеносной системы. Доказано, что в более высоких дозах витамин С способствует улучшению липидного обмена в организме. Вследствие этого предотвращается отложение холестерина на стенках артерий и снижается риск коронарной недостаточности. Полагают, что витамин С способствует профилактики атеросклероза , так как поддерживается целостность стенок артерий, снижает уровень в крови холестерина. Витамин С полезен для здорового обмена еще и тем, что уменьшает агрегацию тромбоцитов. Выполненные недавно эпидемиологические исследования дают основания полагать, что низкий статус витамина С сопутствует катаракте и повышенному внутриглазному давлению , диабету, табакокурению и злоупотреблению алкоголем. Витамин С также рекомендуется для лечения и профилактики простуд, психических заболеваний, бесплодия, рака и СПИДа. Его использование в этих случаях является спорным и не всегда находит поддержку официальной медицины.

Результаты недавних широкомасштабных клинических испытаний , проведенных в Европе, дают основания полагать, что витамин С может служить надежной защитой против рака желудка за счет своей способности ингибировать образование нитрозоаминов. , которые считаются важнейшей причиной этого страшного заболевания.

Недавно в одной публикации, посвященной исследованию факторов питания на состояние здоровья, говорилось о том, что витамин С эффективен для профилактики и лечения не менее сорока патологических состояний.

Таким образом, мы видим какова огромная роль витамина С в человеческой жизни, какие тяжелые последствия связаны с его отсутствием или недостаточностью. А как было бы просто, не утрать мы способность к синтезу внутри самих себя этой совсем небольшой молекулы. Но, увы, остается только уважать братьев наших меньших.

Поскольку, мы все так витамин С-зависимы, постольку и не спадает интерес к этому веществу, все тайны которого еще далеко не раскрыты. Если все утверждения о биологической значимости и целебных свойствах этой простой, но загадочной молекулы верны, то мы имеем в руках нечто такое, что напоминает жизненный эликсир, который так долго искали алхимики древности! Но однако исследователи целебных свойств витамина С предостерегают нас от чрезмерного увлечения большими дозами последнего. Мы далеко еще не все знаем об этом веществе, а поэтому стоит обращаться с ним сдержанно и с уважением. Вспомним средневековый териак. Ни что не бывает однозначным в нашей жизни.

В заключение, хотелось бы сказать «слово о пользе химии…» Только благодаря пытливым исследователям, пытающимся проникнуть в тайны материи и вещества, и жизненным ситуациям, которые выдвигаютя природой на различных этапах развития цивилизации, мы постепенно накапливаем свои знания о том загадочном мире, в котором живем. Хотя завеса над тайнами мироздания лишь только чуть-чуть приподнята, все же хочется верить, что последующие поколения также будут трудиться в этом направлении, и все меньше будет необъяснимых загадок в нашей жизни.

Возьмем нами любимый витамин С . Сколь догий путь прошло человечество до современного понимания значимости этого вещества! И несомненная заслуга здесь принадлежит химикам, которых интересовали разные аспекты этого вопроса. Долгий и трудный путь, который прошли несколько поколений ученых, еще не завершен. И трудно, говоря об этом, не вспомнить слова Михайла Васильевича Ломоносова:

«…Широко распростирает Химия руки свои в дела человеческие …Куда ни посмотрим, куда не оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи ее прилежания… Химия, выжимая из трав и цветов соки, вываривая коренья, растворяя минералы и разными образы их между собой соединяя, желание человеческое исполнять старалась и тем самым сколько нас украсила…»






Прогноз солнечной активности



Protected by Copyscape DMCA Copyright Search    * допускается использование материалов сервера только в ознакомительном режиме, копирование по согласованию с автором, обязательна прямая гиперссылка