व्हिटॅमिन सी: व्याख्या, संश्लेषण, शोषण, वाहतूक आणि वितरण

व्हिटॅमिन सी च्या गटाशी संबंधित आहे पाणीविरघळणारे जीवनसत्त्वे आणि ऐतिहासिकदृष्ट्या मनोरंजक जीवनसत्व आहे. 1933 मध्ये, ची रचना व्हिटॅमिन सी हॉवर्थ आणि हर्स्ट या इंग्रजांनी स्पष्ट केले होते. त्याच वर्षी, हॉवर्थ आणि हंगेरियन बायोकेमिस्ट स्झेंट-ग्योर्गी यांनी व्हिटॅमिनला एस्कॉर्बिक ऍसिड नाव दिले. त्याच वेळी, Haworth आणि स्विस Tadeus Reichstein यांनी स्वतंत्रपणे उत्पादन केले व्हिटॅमिन सी आरोग्यापासून ग्लुकोज (रीचस्टीन संश्लेषण). त्याच्या अँटीस्कॉर्ब्युटिक प्रभावामुळे, एस्कॉर्बिक ऍसिडला “अँटीस्कॉर्ब्युटिक घटक” (स्कॉर्बटस; लॅट. = स्कर्वी) असेही म्हणतात. व्हिटॅमिन सी आहे सर्वसामान्य L-threo-hex-2-enono-1,4-lactone आणि त्याचे डेरिव्हेटिव्ह्ज (डेरिव्हेटिव्ह्ज) चे नाव, जे L-(+)-एस्कॉर्बिक ऍसिडचा जैविक प्रभाव गुणात्मकपणे प्रदर्शित करतात. याउलट, स्टिरिओइसॉमर्स डी-एस्कॉर्बिक ऍसिड, एल-आयसोएस्कॉर्बिक ऍसिड आणि डी-आयसोएस्कॉर्बिक ऍसिड (एरिथ्रोबिक ऍसिड) जैविक दृष्ट्या निष्क्रिय आहेत. एल-एस्कॉर्बिक ऍसिडमध्ये मजबूत रेडॉक्स क्षमता (कपात/ऑक्सिडेशन क्षमता) आहे आणि ते जलीय द्रावणात सहजतेने ऑटोऑक्सिडायझ करण्यायोग्य आहे. ऑक्सिजन आंशिक दाब (वायू मिश्रणातील एकूण दाब ते ऑक्सिजनचे प्रमाण), pH, तापमान आणि हेवी मेटल ट्रेसची उपस्थिती. अम्लीय जलीय मध्ये जीवनसत्व स्थिर राहते उपाय (pH < 6), ते क्षारीय द्रावणात वेगाने ऑक्सिडाइज्ड किंवा विघटित होते. च्या खुणा अवजड धातूविशेषतः लोखंड आणि तांबे आयन, उत्प्रेरकपणे विनाशकारी ऑक्सिडेशन प्रक्रियेस गती देतात. ऍसिडस् जसे लिंबाच्या रसामध्ये सापडणारे आम्ल, मोनो- आणि पॉलिसेकेराइड्स, पेप्टाइड्स आणि फ्लेव्होनॉइड्स, दुसरीकडे, एस्कॉर्बिक ऍसिडचे ऑक्सिडेटिव्ह विघटन लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते आणि अशा प्रकारे संरक्षणात्मक पदार्थ म्हणून कार्य करू शकते. ऑक्सिडेशन प्रक्रियेत, एल-एस्कॉर्बिक ऍसिड रिव्हर्सिबल (परत) डिहायड्रोएस्कॉर्बिक ऍसिड (डीएचए) मध्ये रिअॅक्टिव्ह इंटरमीडिएट सेमीडीहाइड्रोएस्कॉर्बिक ऍसिडद्वारे रूपांतरित होते - एक इलेक्ट्रॉन सोडते. DHA हे एक अत्यंत प्रतिक्रियाशील संयुग आहे जे (वाळलेल्या) फळांमध्ये किंवा फळांच्या रसांमध्ये अमीनो संयुगेसह संक्षेपण प्रतिक्रियांमधून जाते, परिणामी उत्पादनांचा अवांछित तपकिरी होतो. हायड्रेशनच्या सहाय्याने लॅक्टोन रिंग उघडून डीएचए अपरिवर्तनीयपणे व्हिटॅमिन-अप्रभावी 2,3-डायकेटोगुलोनिक ऍसिड - उत्सर्जन मेटाबोलाइटमध्ये बदलले जाऊ शकते (याव्यतिरिक्त पाणी रेणू) किंवा ग्लुटाथिओन (जीएसएच) च्या सहाय्याने कमी करून एस्कॉर्बिक ऍसिडमध्ये उलट बदलले अमिनो आम्ल ग्लुटामिक acidसिड, सिस्टीन आणि ग्लाइसिन). शेवटी, सेमिडीहाइड्रो- आणि डिहायड्रोएस्कॉर्बिक ऍसिडसह एल-एस्कॉर्बिक ऍसिड एक उलट करता येणारी रेडॉक्स प्रणाली बनवते, परिणामी अँटिऑक्सिडेंट व्हिटॅमिन सीचा प्रभाव.

संश्लेषण

एल-एस्कॉर्बिक ऍसिड हे 2,3-एंडिओल-एल-गुलोनिक ऍसिड गॅमा-लॅक्टोन आहे आणि डी-पासून संश्लेषित केले जाते.ग्लुकोज ग्लुकोरोनेट मार्गाद्वारे उच्च वनस्पती आणि बहुतेक प्राण्यांद्वारे. ग्लुकोरोनेट मार्गामध्ये खालील सिंथेटिक चरणांचा समावेश आहे:

• D-ग्लुकोज → डी-ग्लुकोरोनिक ऍसिड → एल-ग्लुकोनिक ऍसिड → एल-गुलोनोलॅक्टोन → 3-ऑक्सो-एल-गुलोनोलॅक्टोन → एल-(+)-एस्कॉर्बिक ऍसिड.

L-gulonolactone चे 3-oxo-L-gulonolactone चे ऑक्सिडेशन L-gulonolactone oxidase या एन्झाइमद्वारे होते. मानव, महान वानर, तसेच गिनी डुकर आणि काही कीटक प्रजाती, ज्यात तृणधान्य देखील समाविष्ट आहे, एल-गुलोनोलॅक्टोन ऑक्सिडेस अंतर्जात (शरीरातच) संश्लेषित करू शकत नाहीत. जीन उत्परिवर्तन, आणि म्हणून बाह्य आहारातील व्हिटॅमिन सीच्या सेवनावर अवलंबून असते. सस्तन प्राण्यांमध्ये एल-एस्कॉर्बिक ऍसिडचे जैवसंश्लेषण होते यकृत, पक्ष्यांमध्ये व्हिटॅमिन सी संश्लेषित केले जाते मूत्रपिंड.

शोषण

तोंडावाटे घेतलेले एस्कॉर्बिक ऍसिड तोंडावाटे आधीच किरकोळ प्रमाणात शोषले जाते (घेतले जाते). श्लेष्मल त्वचा, बहुधा वाहक-मध्यस्थ, निष्क्रिय प्रक्रियेद्वारे, वाहक (झिल्ली-बद्ध वाहतूक प्रथिने) उच्च वाहतूक क्षमता असलेले. तथापि, च्या मुख्य साइट्स शोषण चे प्रतिनिधित्व करा ग्रहणी आणि प्रॉक्सिमल जेजुनम. ड्युओडेनल आणि जेजुनल व्हिटॅमिन सीची यंत्रणा शोषण, अनुक्रमे, प्रजाती-विशिष्ट आहे आणि डोस-अवलंबून. उंदीर आणि हॅमस्टरमध्ये, आतड्यांसंबंधी शोषण एल-एस्कॉर्बिक ऍसिड साध्या प्रसाराने उद्भवते. मानव आणि गिनी डुकर एल-एस्कॉर्बिक ऍसिडचे कमी डोस स्टिरीओसेलेक्टीव्ह ऍक्टिव्हद्वारे शोषून घेतात. सोडियम-पोटॅशियम-ATPase (Na+/K+-ATPase)-चालित वाहतूक व्यवस्था. आजपर्यंत, दोन वाहतूक प्रथिने - SCVT1 आणि SCVT2 - ओळखले गेले आहे की एल-एस्कॉर्बिक ऍसिड वरच्या श्लेष्मल पेशींमध्ये (श्लेष्मल पेशी) हस्तांतरित करतात छोटे आतडे खालील संपृक्तता गतीशास्त्र. एल-एस्कॉर्बिक ऍसिडचे उच्च डोस देखील प्रसाराद्वारे निष्क्रियपणे शोषले जातात, कारण वाढलेल्या व्हिटॅमिन सी एकाग्रतेमुळे Na+/K+-ATPase ची क्रिया कमी होते. L-एस्कॉर्बिक ऍसिडच्या विरूद्ध, ऑक्सिडाइज्ड फॉर्म डीएचए एन्टरोसाइट मेम्ब्रेनमधून जातो ( आतड्यांसंबंधी उपकला पेशींचा पडदा) केवळ सुलभ प्रसाराद्वारे. प्रशासित म्हणून डोस व्हिटॅमिन सी वाढते, शोषणाचा दर कमी होतो, अंशतः ट्रान्समेम्ब्रेन व्हिटॅमिन सी वाहतुकीच्या डाउनरेग्युलेशनमुळे (डाउनरेग्युलेशन) प्रथिने वरच्या एन्टरोसाइट्स (एपिथेलियल पेशी) मध्ये छोटे आतडे जेव्हा आतड्यांतील लुमेनमध्ये व्हिटॅमिन सीचे प्रमाण जास्त असते आणि अंशतः सक्रिय वाहतूक यंत्रणेच्या तुलनेत निष्क्रिय शोषण मार्गाच्या अकार्यक्षमतेमुळे. अशा प्रकारे, नेहमीच्या आहारातील सेवन किंवा तोंडी संदर्भात डोस 180 मिग्रॅ/दिवस पर्यंत, 80-90% दरम्यान, 1 ग्रॅम (1,000 मिग्रॅ)/दिवस सुमारे 65-75 %, 3 ग्रॅम (3,000 मिग्रॅ)/दिवस सुमारे 40 % आणि 12 ग्रॅम (12,000 मिग्रॅ) )/दिवस फक्त 16% व्हिटॅमिन सी शोषले जाते. शोषून न घेतलेले व्हिटॅमिन सी प्रामुख्याने मोठ्या आतड्याच्या वनस्पतींद्वारे खराब होते कार्बन डायऑक्साइड (CO2) आणि सेंद्रिय .सिडस्. या कारणास्तव, व्हिटॅमिन सीच्या उच्च डोसचे सेवन केल्याने गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल (पोट) लक्षणे, जसे अतिसार (अतिसार) आणि पोटदुखी (पोटदुखी).

शरीरात वाहतूक आणि वितरण

व्हिटॅमिन सी शोषले जाते आणि दिसून येते रक्त प्लाझ्मा - 0.8-1.4 mg/dl - 24% प्रथिनांशी बांधील आहे आणि संपूर्ण शरीरात वितरित केले जाते, परंतु भिन्न आत्मीयतेसह (बंधनकारक शक्ती) ऊतींना. उतरत्या एकाग्रतेमध्ये मानवांमध्ये विशेषतः व्हिटॅमिन सी भरपूर प्रमाणात आहे:

• पिट्यूटरी ग्रंथी (पिट्यूटरी ग्रंथी)
• एड्रेनल ग्रंथी
• डोळ्याची लेन्स
• ल्युकोसाइट्स (पांढरा रक्त पेशी, विशेषत: लिम्फोसाइटस (चे सेल्युलर घटक रक्त; त्यामध्ये बी पेशी, टी पेशी आणि नैसर्गिक किलर पेशींचा समावेश होतो).
• मेंदू
• यकृत
• स्वादुपिंड (स्वादुपिंड)
• प्लीहा
• मूत्रपिंड
• मायोकार्डियम (हृदयाचे स्नायू)
• फुफ्फुस
• कंकाल स्नायू
• अंडकोष (वृषण)
• कंठग्रंथी

In ल्युकोसाइट्स आणि लिम्फोसाइटस (पांढऱ्या रक्त पेशी), अनुक्रमे, व्हिटॅमिन सी प्रामुख्याने सायटोसोलमध्ये स्थित आहे. मानवांमध्ये एस्कॉर्बिक ऍसिडचे विशिष्ट स्टोअर नसतात. कोणतेही अतिसेवन शोषले जात नाही किंवा विष्ठेद्वारे (स्टूलद्वारे) आणि/किंवा मुत्रमार्गे (विषयाद्वारे) काढून टाकले जाते. मूत्रपिंड). मानवांमध्ये एस्कॉर्बिक ऍसिड पूल पूर्ण तृप्तिवर सुमारे 1.5 ते जास्तीत जास्त 3 ग्रॅम आहे. 300 मिग्रॅ - व्हिटॅमिन सी प्लाझ्मा पेक्षा कमी पातळीपर्यंत एकूण शरीर पूलमध्ये घट एकाग्रता ≤ 0.2 mg/dl – कमतरतेची लक्षणे दाखवतात – स्कर्व्ही हे व्हिटॅमिन सीच्या कमतरतेचे क्लासिक क्लिनिकल लक्षण मानले जाते. एकूण दैनंदिन उलाढाल (उलाढाल) सुमारे 1 mg/kg शरीराचे वजन आहे, जे पूल आकार आणि दैनंदिन सेवन यावर अवलंबून असते आणि यामुळे प्रभावित होते ताण, धूम्रपानआणि जुनाट आजार. होमिओस्टॅटिक नियमनामुळे व्हिटॅमिन सीचे जैविक अर्ध-जीवन 10-30 दिवसांच्या दरम्यान बदलते, तर फार्माकोकिनेटिक अर्ध-जीवन, याउलट, सरासरी केवळ 2.9 तास असते.

उत्सर्जन

मध्ये एल-एस्कॉर्बिक ऍसिडचे ऱ्हास यकृत आणि मूत्रपिंड डिहायड्रोएस्कॉर्बिक ऍसिड आणि 2,3-डायकेटोगुलोनिक ऍसिड द्वारे ऑक्सिडेटिव्हपणे उद्भवते ऑक्सॅलिक acidसिड. फिजियोलॉजिकल व्हिटॅमिन सीच्या सेवनाने - प्लाझ्मा एकाग्रता 1.2-1.8 mg/dl; एकूण शरीर पूल ~ 1.5 ग्रॅम - एस्कॉर्बिक ऍसिड (10-20 %) आणि त्याचे प्रमुख चयापचय (मध्यस्थ) DHA (अंदाजे 20 %), 2,3-डायकेटोगुलोनिक ऍसिड (अंदाजे 20 %) आणि ऑक्सॅलिक acidसिड (अंदाजे 40 %) प्लाझ्मापासून मूत्रपिंडाद्वारे उत्सर्जित केले जातात एकाग्रता व्हिटॅमिन सीचे प्रमाण मूत्रपिंडाच्या पुनर्शोषण क्षमतेपेक्षा जास्त आहे - व्हिटॅमिन सी > 1 mg/dl साठी मुत्र थ्रेशोल्ड. याव्यतिरिक्त, इतर अनेक चयापचयांचे वर्णन केले आहे, जसे की L-threonic acid, L-झायलोज, आणि एस्कॉर्बिक ऍसिड-2-सल्फेट, जे प्रामुख्याने मूत्रपिंडातून काढून टाकले जातात. रेनल निर्मूलन व्हिटॅमिन सी हे एकूण ऊतींच्या संपृक्ततेचे सूचक म्हणून शोषणाचे मोजमाप नाही. दररोज मूत्रमार्गात अंदाजे 35-50% ऑक्सॅलिक acidसिड (अंदाजे 30-40 मिग्रॅ) निरोगी प्रौढांमध्ये एस्कॉर्बिक ऍसिडपासून प्राप्त होते आहार. या संदर्भात, ऑक्सॅलिक ऍसिडचे व्हिटॅमिन सी-प्रेरित उत्सर्जन याच्या निर्मितीमध्ये भूमिका बजावत नाही. कॅल्शियम निरोगी लोकांमध्ये ऑक्सलेट दगड. हार्वर्ड स्कूल ऑफ पब्लिकच्या म्हणण्यानुसार आरोग्य संभाव्य समूह अभ्यास – फिजिशियन हेल्थ स्टडी (PHS) आणि नर्सेसचा आरोग्य अभ्यास (NHS) – 45,251 पुरुष आणि 85,557 महिला ज्यांना किडनी स्टोन रोगाचा इतिहास नाही, व्हिटॅमिन सी (≥ 1.5 ग्रॅम व्हिटॅमिन सी/दिवस) चे उच्च डोस देखील नाहीत नेफ्रोलिथियासिसच्या वाढीव जोखमीशी संबंधित (मूतखडे). Gerster (1997), ज्याने NHS/PHS अभ्यासांसह अनेक क्लिनिकल हस्तक्षेप आणि संभाव्य अभ्यासांचे पुनरावलोकन प्रदान केले, ते समान निष्कर्षापर्यंत पोहोचले. तथापि, वारंवार नेफ्रोलिथियासिस असलेले रुग्ण (मूतखडे), बिघडलेले मूत्रपिंडाचे कार्य, किंवा एस्कॉर्बिक ऍसिड किंवा ऑक्सलेट चयापचयातील दोष, व्हिटॅमिन सीचे सेवन दररोज 50-100 मिलीग्रामपर्यंत मर्यादित केले पाहिजे. खाली ए प्लाझ्मा एकाग्रता 1.2 mg/dl, ऍस्कॉर्बिक ऍसिड सक्रियद्वारे पुन्हा शोषले जाते सोडियम-प्रॉक्सिमल ट्यूब्यूल (रेनल ट्यूब्यूल) मध्ये वाहक (झिल्ली-बद्ध वाहतूक प्रोटीन) द्वारे अवलंबून प्रक्रिया. रक्ताच्या प्लाझ्मामध्ये व्हिटॅमिन सीचे प्रमाण कमी झाल्यामुळे, ट्यूबलर रीशोषण दर वाढतो. सामान्य परिस्थितीत, तोंडावाटे घेतलेल्या व्हिटॅमिन सीपैकी अंदाजे 3% विष्ठेमध्ये अपरिवर्तित आणि/किंवा मेटाबोलाइट्सच्या स्वरूपात उत्सर्जित होते. विष्ठा निर्मूलन व्हिटॅमिन सीच्या उच्च डोसमध्ये ते अधिक महत्वाचे बनते, जेणेकरून दररोज 3 ग्रॅम व्हिटॅमिन सीच्या सेवनाने, नॉन-मेटाबोलाइज्ड एस्कॉर्बिक ऍसिड मोठ्या प्रमाणात मलमार्गाद्वारे (स्टूलद्वारे) उत्सर्जित होते आणि ग्लोमेरुलरद्वारे किडनीद्वारे (मूत्रपिंडाद्वारे) फक्त एक लहान अंश उत्सर्जित केला जातो. गाळणे