6.3.1.1 维生素C的命名、结构及理化性质
维生素C又名抗坏血酸(ascorbic acid)。在组织中以两种形式存在,即还原型抗坏血酸与脱氢型抗坏血酸。这两种形式可以通过氧化还原互变,因而都具有生理活性。而脱氢型抗坏血酸继续氧化或加水分解变成二酮古乐糖酸或其他氧化产物,则其维生素活性丧失。故一般所测的总维生素C只是指还原型抗坏血酸及脱氢型抗坏血酸。
维生素C是一种含6碳的α-酮基内酯的弱酸,其分子式为C6H8O6,相对分子质量为176.126,熔点为190~192℃,在自然界中存在两种:L型和D型两种立体异构体形式,后者无生物活性,主要用作肉制品加工中的抗氧化剂和防腐剂。
维生素C极易溶于水,稍溶于丙酮与低级醇类,不溶于脂肪及非极性有机溶剂。维生素C容易失去电子,是一个很好的电子供体,具有强还原性。维生素C水溶液易氧化,遇空气、热、光、碱性物质,特别是在有氧化酶及微量铜、铁等重金属离子存在下,可促进其氧化破坏进程。蒸煮蔬菜,尤其是在碱性条件下蒸煮时,维生素C可被明显破坏。蔬菜在储存过程中,维生素C都有不同程度损失。在某些植物中,特别是枣、刺梨等水果中含有生物类黄酮,能保护食物中维生素C的稳定性。
6.3.1.2 维生素C的生化代谢
从食物中进入人体的抗坏血酸在小肠内被吸收,吸收量与其摄入量有关。摄入量<100mg,全部被吸收;而若增加至180 mg则仅吸收其中的70%;剂量大至1500mg时,吸收量只有一半。维生素C在不同的组织呈不均匀分布,以垂体为最高,其次为肾上腺、眼晶状体、肾、脾脏和肝,胰腺和胸腺也有一定量的维生素C。体内维生素C大部分储存于细胞内,细胞内维生素C的含量通常比血浆高几倍,但不同细胞的维生素C浓度差别较大。体内维生素C的储存量随摄入量而变化,但不呈线性关系,在不连续摄入维生素C时,维生素C在体内储存较少,半衰期为16天。人体维生素C最大储存量约为3000 mg,当组织的维生素C达到饱和后,多余的维生素C会从尿中排出,因此通过尿负荷实验可以评价机体维生素C的营养状况。抗坏血酸主要经尿排出,汗、粪便中也排出少量。尿中排出量常受摄入量、体内储存量以及肾功能的制约。
6.3.1.3 维生素C的生理功能
1.维生素C的抗氧化作用 维生素C作为还原剂,在体内可使亚铁保持还原状态,增进其吸收、转移,以及在体内的储存;同时,还可控制钙在肠道中形成不溶性化合物,从而改善其吸收率。抗坏血酸还参与四氢叶酸的一碳单位转移和防止维生素A、维生素E及不饱和脂肪酸的氧化。
DNA氧化损伤被认为是衰老、肿瘤以及许多其他退行性疾病的可能原因。虽然DNA修复酶可以对损伤进行有效的修复,包括维生素C和脂溶性抗氧化剂在内的其他抗氧化剂可能有预防这种损伤产生的作用,但并不是所有的氧化损伤都能被DNA修复酶修复。研究显示维生素C可能影响细胞内基因表达、DNA的复制以及mRNA的翻译过程。虽然维生素C影响基因表达的机制尚未完全阐明,但体外实验提示可能与影响细胞内脂质过氧化过程有关。
维生素C可能是血浆中最主要的抗氧化剂,它可以通过清除自由基而阻止低密度脂蛋白(LDL)的氧化修饰,从而减少动脉粥样硬化的形成,起到保护心血管功能的作用。某些化学物质对机体的损害,都涉及自由基的作用,如氧、臭氧、二氧化氮、乙醇、四氯化碳及抗癌药阿拉霉素对心脏的损伤。维生素C作为体内水溶性的抗氧化剂,可与脂溶性抗氧化剂协同作用,防止脂质过氧化。维生素C还可以通过清除活化的中性粒细胞、巨噬细胞以及成纤维母细胞释放出的氧化性物质,从而保护组织免受损伤。
2.维生素C参与羟化反应 维生素C很多功能与其在体内羟化过程中作为底物和酶的辅因子有关。已知维生素C作为一种电子供体参与体内11种酶的功能。维生素C可通过这些酶反应参与胶原和肉毒碱的生物合成。维生素C缺乏时,影响胶原合成,使创伤愈合延缓、毛细血管壁脆弱,引起不同程度出血。此外,多巴胺转化为去甲肾上腺素、色氨酸合成5-羟色胺、类固醇转变为胆汁酸以及肾上腺皮质激素的合成等过程也需要维生素C参与。维生素C可能还涉及与许多其他化合物的反应,包括儿茶酚胺的合成以及酪氨酸的代谢降解,均与维生素C有关。维生素C在羟化过程中参与的反应包括:①促进胶原合成;②促进神经递质合成;③促进类固醇羟化;④促进有机药物或毒物羟化解毒。
3.维生素C与某些药物代谢的关系 维生素C与某些药物代谢的关系如下:①维生素C缺乏,可使肝微粒体酶的活力下降,其中以细胞色素还原酶的减少为最多,从而影响一些脂溶性药物经羟基化及去甲基化代谢后排出体外;②维生素C影响组胺的分解代谢,有去组胺的作用,而组胺有一定扩张血管作用,可增加血管的通透性,引发变态反应症状(并引起不良作用);③维生素C可以防止联苯胺、萘胺及亚硝酸盐的致癌作用;④维生素C的营养状况与芳香族氨基酸代谢有关。(www.xing528.com)
6.3.1.4 维生素C的缺乏与过量
1.缺乏症 膳食中维生素C摄入减少或机体需要量增加又得不到及时补充,可使体内维生素C储存减少。若体内储存量<300 mg,可能出现缺乏症状。维生素C缺乏症的临床表现为毛细血管脆性增强、全身各处出现大小不等和程度不同的出血。起初局限于毛囊周围及牙龈等处,进一步发展可有皮下组织、肌肉、关节、腱鞘等处出血,甚至血肿或淤斑。此外,还可出现机体的抵抗力下降、容易疲劳、伤口愈合缓慢、肌肉关节疼痛、骨钙化不全等。
人体严重缺乏维生素C可引起坏血病。主要临床表现为毛细血管脆性增强、牙龈和毛囊及其外周出血,重者还有皮下、肌肉和关节出血及血肿形成,黏膜部位也有出血现象,常有鼻衄、月经过多以及便血等。婴幼儿往往由于人工喂养而又未注意抗坏血酸的供给,可以造成维生素C缺乏,其症状比成人严重,有时可致胸腔及骨膜下出血。
2.过多症 尽管维生素C的毒性很小,但服用量过多仍可产生一些不良反应。有报道指出,成人维生素C的摄入量>2 g,可引起渗透性腹泻。长期摄入大剂量维生素C的危险性尚不完全清楚。
6.3.1.5 维生素C的需要量与供给量
各个国家对维生素C供给标准的差异很大,为每日20~200mg。考虑到我国烹饪饮食习惯,中国营养学会提出的推荐摄入量(RNI)为成人100 mg/d,妊娠中晚期和哺乳期妇女增加至130 mg/d,UL为1000 mg/d。
6.3.1.6 维生素C的营养状况评价
1.测定血浆中维生素C含量 在人体维生素C饱和状况下,血浆维生素C浓度可达1.0~1.4 mg/100 ml,此指标只能显示近期摄入情况,不能反映机体储备水平。较好的评价指标为粒细胞抗坏血酸含量,它能反映组织中维生素C的储备水平,而不受维生素C暂时摄入量的影响。一般以每10亿个粒细胞含维生素C>20μg,为维生素C营养充足的指征。
2.尿负荷试验 尿维生素C含量可测定全日尿维生素C含量和进行4小时尿负荷试验。4小时负荷试验方法为:口服500 mg维生素C,测定4小时尿中总维生素C含量,<5 mg为不足,5~13 mg为正常,>13mg为充裕。在大规模人群调查中,也有人主张用任意一次尿样中维生素C排出量对肌酐比值作为评价标准。
6.3.1.7 维生素C的来源
维生素C的主要来源为新鲜蔬菜与水果。气候、日照量、植物的成熟程度、部位、储藏条件和储存时间等因素,均可影响食物中抗坏血酸的含量。植物中存在的氧化物可加速抗坏血酸的破坏,如菠菜储存2天后,维生素C损失约2/3。烹调加工也可导致维生素C的损失,中国的烹调方法,维生素C保存率为50%~70%。青菜、韭菜、塌棵菜、菠菜、柿子椒等深色蔬菜和花椰菜,以及柑橘、红果、柚子和枣等的维生素C含量较高;野生的苋菜、刺梨、沙棘、猕猴桃、酸枣等维生素C含量尤其丰富;动物性食物仅肝和肾含有少量的维生素C,肉、鱼、禽、蛋和牛奶等食物中含量较少。
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