BIOCHEMIA VII      13.11.2000

­­­­                                                                      Witamina C

              Witamina C jest pochodną glukozy, we wszystkich organizmach zwierzęcych poza naczelnymiNaczelnymi i świnką morską. Witamina C jest wytwarzana w tzw. szlaku kwasów uronowych. U tych organizmóworganizmów, u których wspominałem występuje blok metaboliczny, wskutek tego na pewnych etapach witamina C powstawaćtego witamina C nie może być syntetyzowana i nie może tego witamina C nie może powstawaći musi być dostarczona. Kluczowe znaczenie mają  dwa atomy wodoru. Witamina C może bardzo łatwo oddawać te atomy wodoru, albo redukować pewne związki samemu się utleniając lub te atomy wodoru przyjmując, czyli się redukując.redukując inne związki, a sama się utlenia lub przyjmując te atomy wodoru, czyli się redukuje.

                            Źródła:

              Pokarmy pochodzenia roślinnego:

-          Czarna porzeczka

-          Aronia – szczególnie modny owoc w latach 50-tych

-          Owoce cytrusowe

-          Papryka

-          Zielona sałata

-          Cebula – zawarte w niej olejki eteryczne wzmagają wydzielanie żółci

Ponieważ witamina C jest zaangażowana w szereg przemian biochemicznych, to gdybyśmy byli ludożercami to moglibyśmy sobie dostarczyć witaminę C zjadając pewne narządy a jak już mielibyśmy się szczególnie na coś nastawić to powinny być to:

-          Nadnercza – ale tych nadnerczy objętościowo nie jest dużo więc dobrym źródłem są:

-          Wątroba

-          Nerki                   O                                                             O

-          Śledziona             C                                                             C

-          Mózg         HO—C                    utlenienie                  O     C   

                              HO—C                     redukcja                   O     C  

                                          HC                                                             C

                              HO—CH                                                 HO—CH

                                        CH2OH                                                    CH2OH

Ta zawartość wit. C w korze nadnercza jest tak duża, że dawniej był to jeden z testów służący ocenie hormonu adrenokortykotropowego w surowicy (to są metody historyczne). zasadę tej historycznej metody przedstawiono niżej).

              Jeśli zabierzemy z kwasu askorbinowego dwa atomy wodoru, czyli witamina C zredukuje jakiś inny związek to sama utleni się do kwasu dehydroaskorbinowego. Z tego wynika, że podstawowa funkcja wit. C to jest funkcja antyoksydacyjna.

              Z tego wynika, że witamina C należy do tej grupy związków, które działają jako antyoksydanty, a mam na myśli beta karoten oraz tokoferole. Niemniej podstawowa różnica między nimi polega na tym, że zarówno beta karoten jak i tokoferole działają w fazie lipidowej komórki, są to substancje rozpuszczalne w tłuszczach, również w osoczu są transportowane z lipidami, glikoproteinamilipoproteinami, natomiast wit C działa zarówno w fazie wodnej kom. jak i w osoczu. W tym też względzie współpracuje z innymi antyoksydantami, które również w fazie wodnej kom. działają a działają, aprzede wszystkim z glutationem.

                            Funkcja Biochemiczna:

·        Biosynteza kolagenu – ten udział odbywa się na poziomie dwóch enzymów mianowicie hydroksylazy prolinowej i lizynowej, przypominam, że częste aminokwasy występujące w białku tkanki łącznej, hydroksyprolina i hydroksylizyna, są aminokwasami, które nie są wbudowywane na etapie translacji, bo dla nich nie ma odpowiedniego aminoacylo – tRNA, ale powstają w modyfikacji posttranslacyjnej i  hydroksylacji. Ta hydroksylacja zależy od hydroksylaz, prolinowej i lizynowej, powstają w przypadku lizyny – hydroksylizyna, a w przypadku proliny – hydroksyprolina, jest to reakcja, która wymaga tlenu cząsteczkowego, wymaga jonów żelazawych i alfa – ketoglutaranu. Stałe utrzymywanie jonów żelaza na +2 stopniu utlenienia, czyli jonów żelazawych wymaga obecności kwasu askorbinowego, po to ten kwas askorbinowy tu jest (dla redukcji jonów żelaza). Jeśli kwasu askorbinowego nie ma, nie powstaje albo powstaje w zmniejszonej ilości hydroksyprolina i hydroksylizyna, (przypominam hydroksyprolina jest niezbędna do prawidłowej konformacji kolagenu, a hydroksylizyna jest niezbędna do tego aby mogła następować dalsza modyfikacja kolagenu, mianowicie glikozylacja) czyli glikozylacja), czyli niedobór witaminy C powoduje, żenie jest prawidłowo kształtowana tkanka łączna.

·         Udział w katabolizmie szkieletu węglowego tyrozyny – tutaj mamy dwa ważne enzymy:

- oksydaza p – hydroksyfenylopirogronianu               (p = para)

- oksydaza homogentyzynianowa – defekt tego enzymu nie jest spowodowany         niedoborem wit. C, ale uwarunkowany genetycznie, prowadzi do gromadzenia kwasu homogentyzynowego, który nie może być przekształcony w kwas maleinoacetooctowy i powstaje schorzenie zwane alkaptonurią.

·        Udział w powstawaniu związków aktywnie biologicznych z tyrozyny – tyrozyna jest aminokwasem endogennym który powstaje z egzogennego aminokwasu fenyloalaniny w wyniku hydroksylacji, następna hydroksylacja, powstaje DOPA (dihydroksyfenyloalanina), tota ulega dekarboksylacji za pomocą fosforanu pirydoksalu czyli pirydoksalu, czyli pochodnejwit. B6, powstaje dopamina, która jest pierwsząpierwszą wytwarzaną na tym szlaku aminą biogenną z grupy amin katecholowych, powstaje katecholowych. Z dopaminy powstaje noradrenalina (NA) i następuje metylacja do adrenaliny(NA), która jest metylowana i powstaje adrenalina.                         CO2                               CH3                                           

Fen          Tyr         DOPA        DOPAMINA             NA            ADRENALINA

     hydroksylacja   hydroksylacja                                                             (NA – noradrenalina)

·         Synteza steroidów nadnerczowych – mamy korę nadnercza, jak państwo pamiętacie z histologii zbudowana z trzech warstw, tu działa ACTH, głównie na tę warstwę środkową, czyli pasmowatą, tu następuje szereg reakcji w wyniku których powstają glikokortykoidy, których głównym przedstawicielem jest kortyzol, żeby doszło do syntezy kortyzolu, następują po sobie następujące hydroksylacje. Kluczowe jest to są tew pozycji 21 i 11 a to tego 11, natomiast,aby w warstwie kłębkowatej powstał aldosteron dodatkowo musi nastąpić hydroksylacja w pozycji 18 (istnieje także 17 hydroksylaza), kluczowe ). Są to kluczowehydroksylacje dla syntezy steroidów. Zanim można było oznaczać ACTH metodami immunologicznymi, to brano surowice pacjenta, wstrzykiwano śwince morskiej, następnie zwierzakowi wyrzynano nadnercza i spoglądano ile tam jest wit. C, jak dużo ubyło, a musiało ubyć bo doszło do syntezy kortyzolu, czyli została ona wykorzystana do hydroksylacji, to wnoszono, że stężenie ACTH jest prawidłowe, jeśli natomiast wit. C nie ubywało to wnoszono, że stężenie ACTH jest niskie. Niestety świnka była jednorazowego użytku.

·         Synteza kwasów żółciowych – powstają one z cholesterolu, a kluczowym związkiem,  który ma znaczenie regulacyjne w powstawaniu kwasów żółciowych jest 7-alfa-hydroksylaza, dalej w syntezie kwasów żółciowych są następne hydroksylacje w pozycji 3 i 12, ale ten etap zwłaszcza 7-alfa-hydroksylaza, o znaczeniu kluczowymcholesterolu. Na szlaku biosyntezy kwasów żółciowych zachodzą liczne hydroksylacje, między innymi w pozycji 3, 7, 12, ale kluczowym enzymem na tym szlaku jest 7-alfa hydroksylaza, która jest zależna od witaminy C.

·         Udział w reakcjach redox – my wiemy z poprzedniego wykładu, że wit. E nie da się zregenerować, ale ci co uważają, że utleniony alfa tokofereol można przywrócić do stanu używalności, wierzą, że bierze w tym udział witamina C. Ale za to C. Witamina ta bierze udział w regeneracji beta karotenu, glutationu i innych układów redox.

·         Redukcja jonów żelaza – formą żelaza, która jest najlepiej przyswajalna z przewodu pokarmowego, jest pokarmowego jestżelazo w formie jonów żelazawych, czyli na +2 stopniu utlenienia. Per analogiam do działania hydroksylazy prolinowej i lizynowej rolą kwasu askorbinowego jest redukcja żelaza, z +3 na +2 stopień co ułatwia wchłanianie żelaza z przewodu pokarmowego, ma to swoje znaczenie i zastosowanie praktyczne, są na rynku preparaty zawierające w swoim składzie zarówno żelazo jak i witaminę C, np. takim preparatem jest sorbifel duluresSorbifer Durules.

Zapotrzebowanie:

-          oscyluje w granicach 70 – 100 mg/dobę i jest w pełni pokrywane przez diete zrównoważoną

Wzrost zapotrzebowania:

-          ciąża i laktacja – tam średnio wzrasta wszystko średnio zapotrzebowanie wzrasta dwukrotnie bo trzeba na dwie osoby nastarczyć

-          gorączka, duży wysiłek fizyczny, stres – wtedy kiedy jest zwiększony metabolizm, a to jest szczególnie dla kory nadnercza wielki chalange dla kory nadnerczachallenge, bowiem kortyzol jest tzw. hormonem stresu. Skoro większejest większe zapotrzebowanie na steroidy nadnerczowe, a w ich syntezie bierze udział wit. C, tym samym zwiększa się zapotrzebowanie na wit. C

-          w czasie infekcji – dokładnie ta sama przyczyna, niektórzy biorą wit. C również po to aby doszło do zmniejszenia przepuszczalności naczyń krwionośnych, po to aby objawy wysiękowe, obrzękowe były mniejsze, natomiast wit. C żadnych wirusów ani bakterii nie zabija.

Warto wspomnieć a propos tych działań antyoksydacyjnych wit. C. W latach 80-tych rodziły się tzw. teorie wolnorodnikowe różnych chorób, one są mniej lub bardziej udowodnione, jednymi z takich chorób z grupy wolnorodnikowej są nowotwory złośliwe, ale zanim weszły do użycia nowoczesne metody leczenia nowotworów uważano, że wysoko dawkowana wit C może działać przeciwnowotworowo to były dawki rzędu kilku gramów/dobę, dziś już tak nikt nie uważa i takie postępowanie nie jest niczym uzasadnione. Jeszcze na koniec chciałbym wspomnieć, że w przeciwieństwie do innych witamin, które po wykonaniu swej funkcji w organizmie są unieczynniane do nieaktywnych pochodnych i wydalane z żółcią jak w przypadku wit. rozpuszczalnych w tłuszczach, albo z moczem jak wit. rozpuszczalne w wodzie, witamina C jest metabolizowana do kwasu szczawiowego. Kwas szczawiowy jeśli jest wydalany w nadmiarze z jonami wapnia tworzy szczawiany wapnia, który jest które są jednym ze składników kamieni nerkowych, złogów nerkowych. Wydaje się mało prawdopodobne, aby skarmianie dużymi dawkami przyjmowanie dużych dawekwit. C mogło doprowadzić do kamicy dróg moczowych, zbudowanej ze szczawianu wapnia, bowiem w przypadku nadmiaru wit. C, jako nie zmieniona jest wydalana z moczem, bowiem regulowany jest na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego cały system przemiany w kwas szczawiowy.

Niedobór:

Przyczyny:

-          alkoholizm – „zamiast zjeść to piją i to jeszcze dużo”

-          niedobór w diecie – u osób, które notorycznie uchylają się od spożywania jarzyn i owoców (znaczenie historyczne – XVI i XVII w. – poszukiwania nowych lądów – zapobiegano szkorbutowi wożąc ze sobą duże ilości cebuli, która się trudno psuła)

-          normalnie odżywiający się człowiek nie ma możliwości aby wystąpił u niego niedobór wit. C.

Patogeneza:

1. W przypadku kiedy jednak ten niedobór wystąpi to dochodzi do zaburzeń syntezy macierzy pozakomórkowej tkanki łącznej - ECM (Extra Cellular ECTM (ExtracellularConnective Tissue Matrix). Jest to spowodowane zaburzeniem syntezy kolagenu, wskutek zaburzeń hydroksylacji proliny i lizyny. Najłatwiej to zaobserwować w skórze, ścianach naczyń krwionośnych, w kościach, w przypadku ran jako zburzeniezaburzenie w ich gojeniu (zaburzenie tworzenia kolagenu przez fibroblasty), najbardziej typowy objaw dotyczy pewnej destabilizacji dziąseł.
2. W przypadku defektu białek wiążących IGF – I (insuline growth factorefactor typu pierwszego). To są peptydy, które powstają w wątrobie pod wpływem hormonu wzrostu i efekty hormonu wzrostu, wzrostowe a nie metaboliczne są metiowane pośredniczoneprzez IGF. Jeśli nie ma wit. C to dochodzi do syntezy pewnych białek wiążących IGF, które nie chcą się z IGF transportowanym w osoczu rozstać.

Trochę wyprzedzę to co będę mówił w przyszłości, a mianowicie zawsze na komórkę działa wolna forma, czy to hormonu, czy to cytokiny, natomiast tylko związki drobnocząsteczkowe uległy by uległybywysiusianiu” dlatego w osoczu są transportowane w połączeniu z białkami, ale w pewnym momencie białko musi się rozstać z aktywnym czynnikiem i wtedy ten czynnik wywiera swoje działanie, a w obecności niedoboru wit. C te białka nie chcą się rozstać z IGF. I efekt jest taki jak by IGF nie istniał

3. Zwiększona aktywność oksydacyjna – wywołana brakiem tego nie enzymatycznego nieenzymatycznegoantyoksydanta, ze wszystkimi tego konsekwencjami: peroksydacją lipidów, zmianą przepuszczalności błon, etc. Klinicznie to bardzo trudno zidentyfikować, natomiast sprawę 1. i 2. bardzo łatwo.

Objawy niedoboru:

„Zależą od tego czy się ma zęby, czy się ich nie ma, tzn. albo się jeszcze nie ma zębów, albo już się nie ma, czyli ma się te trzecie zęby”.

-          Szkorbut – zęby są obecne. Rozpulchnienie dziąseł, brak stabilizacji zębów, krwawienia z dziąseł, etc. (niedobór wit. C i zębów)

-          Choroba Moellera – Barlowa – jeśli zębów jeszcze nie ma lub już nie ma. Objawów ze strony dziąseł również nie ma. Główne objawy pochodzą z kruchości naczyń krwionośnych, z zaburzenia gojenia ran, z zezwiększonej skłonności do obrzęków, większej przepuszczalności naczyń krwionośnych, skłonności do krwawień, itd.

Witamina P

              Grupa związków o budowie heterogennej, tzw. glikozydy flawonoidowe. Są to związki o budowie cukrowo – niecukrowej, ta część cukrowa to jest glikon, a część niecukrowa to aglikon. W ramach tej części niecukrowej występuje: flawonol, izoflawon, etc. Przedstawicielami glikozydowymi są:

-          Rutyna                                                        To są związki rozpowszechnione wyłącznie w

-          Hesperydyna                                          w świecie roślinnym, nie występują w organizmach 

-          ...