Витамин С

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общетеоретическая и научная часть

1.1 Литературный обзор

1.1.1 Химические, физические свойства витамина с и его биологические функции

1.1.2 Кинетика и механизм реакции окисления аскорбиновой кислоты кислородом в присутствии ионов металлов

1.1.3 Участие витамина С в обмене веществ

1.1.3.1 Транспорт электронов

1.1.3.2 Формирование основного вещества соединительной ткани

1.1.3.3 Аскорбиновая кислота и гидроксилирование

1.1.3.4 Аскорбиновая кислота и обмен тирозина

1.1.3.5 Аскорбиновая кислота и обмен железа

1.1.3.6 Витамин С и углеводно-фосфорный обмен

1.1.3.7 Витамин С и обмен стеринов

1.1.3.8 Витамин С и надпочечники

1.1.3.9 Влияние аскорбиновой кислоты на активность некоторых ферментов

1.1.3.10 Аскорбиновая кислота действует как антиоксидант или оксидант?

1.2 Экспериментальная часть

1.2.1 Получение комплексов (общая методика)

1.2.2 Оценка восстановительных свойств аскорбиновой кислоты

1.2.3 Потенциометрическое исследование аскорбиновой кислоты.

1.3 Результаты и их обсуждение

1.3.1 Результаты и обсуждение визуального ислледования

1.3.2 Результаты и обсуждение патенциометрического исследования

2. Безопасность жизнедеятельности

2.1 Анализ документации по безопасности жизнедеятельности

2.2 Техника безопасности в лаборатории

2.3 Промышленная санитария в лаборатории

2.4 Промышленная санитария в лаборатории

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Витамин С отличается от всех витаминов. Среди высших организмов почти все способны синтезировать витамин С. Аскорбиновая кислота легко абсорбируется, но не сохраняется в теле. В среднем в теле взрослого содержится 1,2-2,0 г аскорбиновой кислоты, что может поддерживаться ежедневным приёмом 75 мг/день аскорбиновой кислоты. Приём около 140 мг/день аскорбиновой кислоты насыщает тело витамином С [1]. В среднем её в организме содержится 22 мг/кг, при концентрации в плазме аскорбата в 50 ммоль/л [2,3]. Следовательно, аскорбиновая кислота постоянно должна поставляться с пищей и таблетками для поддержания нужного уровня аскорбиновой кислоты в теле.

Аскорбиновая кислота в целом нетоксична, а побочные эффекты обычно несерьёзны и могут быть легко устранены снижением приёма аскорбиновой кислоты. Более того, убедительных данных о серьёзных эффектах избытка витамина С на здоровье людей нет [4].

Дефицит аскорбиновой кислоты ведёт к цинге [5].

Витамин С стал предметом дискуссий ещё задолго до того, как была установлена его природа. Его роль в лечении и профилактике цинги широко дебатировалась на протяжении столетий. И даже само его существование подвергалось сомнению вплоть до начала XX в. Спорным является вопрос о том, кому принадлежат лавры первооткрывателя. Сегодня не прекращается полемика о значении витамина С для здорового 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 дискуссий. Биохимия витамина С у млекопитающих ещё далека от понимания. Химическая структура L-аскорбиновой кислоты определена методом рентгеноструктурного анализа монокристаллического образца, однако механизм её двухэлектронного окисления окончательно не установлен, так как до сих пор не удалось получить это соединение в чистом виде в кристаллическом или хотя бы в твёрдом состоянии.

Аскорбиновая кислота (H2Asc) осуществляет многие свои функции с помощью биометаллов. Установлено влияние ионов металлов на содержание аскорбиновой кислоты в тканях животных. Наконец, известно, что в биологических процессах огромную роль играют кислотно-основные и окислительно-восстановительные функции аскорбиновой кислоты, и реакции с её участием, в которых она выступает в качестве биологического переносчика водорода, катализируются ферментами, содержащими ионы металлов.

Причина незатухающего интереса к химии витамина С объясняется тем фактором, что, несмотря на простоту молекулы, наличие в ней ендиольной группировки создаёт основу для сложных окислительно-восстановительных процессов с участием стабильных промежуточных радикалов, на которые сильно влияют свойства кислотных групп самой молекулы. L-аскорбиновая кислота легко окисляется кислородом воздуха. Первый продукт этой реакции - дегидроаскорбиновая кислота, еще сохраняет антицинготное действие, но дальнейшее окисление приводит к необратимому распаду витамина. Механизм всех стадий этого процесса остаётся до конца невыясненным, несмотря на пристальное изучение. Для выяснения механизма действия аскорбиновой кислоты необходимо располагать сведениями о свойствах её соединений с металлами.

Аскорбиновая кислота восстанавливает многие вещества, в том числе и ионы металлов, и на этом основано её широкое применение в аналитической химии, что также требует знания свойств комплексов и понимания механизма их образования. Систематизированные данные об аскорбинатных комплексах различных металлов в литературе отсутствуют.

1. ОБЩЕТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И НАУЧНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Литературный обзор

1.1.1 Химические и физические свойства витамина с и его биологические функции

Аскорбиновая кислота -- одна из наиболее важных природных сахарных кислот. Аскорбиновая кислота образуется в печени большинства животных, за исключением человека, обезьян, морской свинки и индийской плодоядной летучей мыши. Недостаток этого витамина у человека приводит к заболеванию цингой. Основным источником аскорбиновой кислоты, попадающей в организм человека с пищей, являются растения [7,8].

Известно, что она аскорбиновая кислота находится почти во всех клетках и тканях животного организма, и это свидетельствует о её влиянии на обменные процессы. Ярко выраженные окислительно-восстановительные свойства аскорбиновой кислоты демонстрируют её действие в окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в организме.

Аскорбиновая кислота, по данным некоторых авторов [9], необходима для поддержания в организме нормального уровня таких биометаллов, как медь, марганец и цинк. Выяснено, что медьсодержащие ферменты проявляют максимальную активность в присутствии аскорбиновой кислоты.

Рис. 1.1. L - Аскорбиновая кислота

Аскорбиновая кислота по своему строению может быть отнесена к производным углеводов. Она представляет собой - ?-лактон 2,3-дигидрогулоновой кислоты. Благодаря наличию двух асимметрических атомов углерода в положениях 4 и 5 аскорбиновая кислота образует четыре оптических изомера и два рацемата. Оптические изомеры: D- и L-аскорбиновые кислоты и их диастереоизомеры - D- и L-изоаскорбиновые кислоты. Природная биологически активная аскорбиновая кислота имеет L-конфигурацию. Она имеет угол оптического вращения (вода) и (метанол) [7].

D-Аскорбиновая и L- и D-изоаскорбиновые кислоты в природе не встречаются и получены только синтетическим путём. D-Аскорбиновая кислота является почти единственным антагонистом витамина С. L-Аскорбиновая кислота в кристаллическом виде представляет собой бесцветные призмы моноклинной системы с плоскостной конфигурацией с температурой плавления 192 °С. Спектр поглощения в ультрафиолетовом свете в кислой водной среде имеет максимум при 245 нм, в щелочной среде максимум сдвигается к 265 нм. Это свидетельствует о наличии сопряжённой системы двойных связей. Присутствие такой системы двойных связей обнаружено при изучении дейтерированной аскорбиновой кислоты в инфракрасной части спектра. По данным рентгеноструктурного анализа молекула аскорбиновой кислоты состоит почти из плоского пятичленного фуранового кольца (?-лактон) и ациклической боковой цепи, оба углеродных атома которой образуют близкие к тетраэдрическим углы. Расстояния между атомами для одинарных связей равны 0,1427--0,1521, для двойных связей -- 0,1216--0,1338 нм [10].

Дифракционные методы анализа дали точное представление о пространственном расположении атомов в молекуле аскорбиновой кислоты. Установлено отсутствие симметрии в диенольной группировке фуранового кольца [длина связи С(2)--О(2), (0,1361 нм) много больше таковой для связи С(3)-- O(3), (0,1326 нм)]. Данные о расстояниях С(2)--O(2) и С(3)-- О(3) не согласуются с расчётными, полученными с использованием метода МО ЛКАО [11]. В последнем случае указанные расстояния равны между собой (0,1377 нм). Этот вопрос требует дальнейшего уточнения. Рентгеноструктурные данные свидетельствуют также о нерегулярности кристаллической решётки аскорбиновой кислоты: расстояние между кислородными атомами О(2) ... O(6) меняется от 0,2612 до 0,2935 нм. Не установлена природа водородных связей аскорбиновой кислоты: относятся они к меж- или к внутримолекулярным.

Аскорбиновая кислота хорошо растворима в воде (13,59 % при 0 °С, 22,42 % при 20 °С, 57,51 % при 100 °С), хуже - в этаноле (4,61 % при 20 °С). Она мало растворима в диоксане, ацетоне и глицерине, нерастворима в неполярных растворителях -- петролейном эфире, бензине, бензоле, эфире, четырёххлористом углероде, хлороформе, дихлорэтане, хлорбензоле и др. [7]. Растворимость аскорбиновой кислоты в воде и спирте приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Растворимость аскорбиновой кислоты (% по массе) при различныхтемпературах.

Растворитель	Температура, °С
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	100
Вода	13,59	17,79	22,42	27,10	30,75	38,24	42,34	46,57	50,47	57,51
Этиловый спирт (96%)	3,33	--	4,61	5,50	6,62	8,27	10,67	17,76 (78 °С)	--	--

В водных растворах аскорбиновая кислота даёт кислую реакцию (для 0,1 н. раствора рН 2,2) и обычно реагирует как одноосновная кислота. Лактоны нейтральны, и потому кислые свойства аскорбиновой кислоты обусловлены главным образом гидроксилъной группой в положении 3. Частично за кислую реакцию ответственна и гидроксильная группа в положении 2. Значения констант кислотной диссоциации определены потенциометрическим методом: для водных растворов = 4,04 (25 °С) и 3,57 (40 °С), =11,34 (25 °С) и 11,98 (40 °С); для растворов в D2O при 25 °С и ? = 0,10 (KNO3) = 4,56, = 12,22 [32, 33]. Дегидроаскорбиновая кислота не обладает столь выраженными кислыми свойствами (= 9) [7]. Ионизация аскорбиновой кислоты сопровождается изменениями в спектрах её водных растворов.

Двойная связь способствует стабилизации лактонного кольца. Ненасыщенное ?-лактоновое кольцо аскорбиновой кислоты подвергается гидролизу лишь при действии сильных щелочей; при этом она превращается в соответствующую кетокислоту. Со слабыми щелочами аскорбиновая кислота образует нейтральные монощелочные еноляты без размыкания лактонного кольца. Еноляты аскорбиновой кислоты наряду со свободной аскорбиновой кислотой применяются в медицинской практике.

Наличие в аскорбиновой кислоте двух сопряжённых двойных связей обусловливает её способность к обратимому окислению, продуктом которого является дегидроаскорбиновая кислота (DAsc). Она представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 220-225 °С, хорошо растворимые в воде. DAsc очень устойчива. Когда в структуре разрывается лактонная связь, она превращается в 2,3-дикето-L-гулоновую кислоту. Эта реакция необратима. При окислении дикетогулоновая кислота расщепляется на щавелевую и L-треоновую кислоты. Аналогичное превращение DAsc наблюдается и в организме.

Водные растворы аскорбиновой кислоты обладают сильным воcстановительным действием. Важнейшим свойством её является способность к обратимым окислительно-восстановительным превращениям в живых организмах, в результате которых аскорбиновая кислота (H2Asc) переходит в дегидроаскорбиновую (DAsc) по схеме:



Дегидроаскорбиновую кислоту рассматривают как транспортную форму аскорбиновой кислоты. Она менее полярна, растворимость её в липоидах примерно в 10 раз выше, чем у аскорбиновой кислоты. Поэтому она легко проникает через биологические мембраны и входит в состав митохондрий [12-15].

Таблица 1.2

Реальный окислительно-восстановительный потенциал эквимолярных водных растворов аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот при различных рН

рН	Е0, В	рН	Е0,В
0	+0,39	4,01	+0,166
1,05	+0,33	4,65	+0,138
2,04	+0,281	5,31	+0,119
2,68	+0,242	5,75	+0,106
3,30	+0,204	8,70	-0,012

В сухом кристаллическом состоянии аскорбиновая кислота хорошо сохраняется, не подвергаясь окислительным изменениям. В водных растворах она окисляется в DAsc, для чего достаточно присутствия следов влаги. Аскорбиновая кислота относительно более устойчива в кислой среде, в которой ее окисление требует присутствия катализаторов (см. ниже).

Реальный окислительно-восстановительный потенциал системы дегидроаскорбиновая кислота -- аскорбиновая кислота зависит от кислотности среды, как видно из табл. 1.2. Окислительно-восстановительный потенциал связан с концентрацией водородных ионов уравнением [16]

где Е0 -- стандартный окислительно-восстановительный потенциал при рН 0;

[DAsc] и [H2Asc] -- концентрации дегидроаскорбиновой и аскорбиновой кислот;

-- первая константа диссоциации аскорбиновой кислоты.

Восстановительные свойства аскорбиновой кислоты обусловлены наличием в её структуре диенольной группировки, стабилизированной соседней карбонильной группой лактонового кольца. Аскорбиновая кислота, будучи донором водорода, легко восстанавливает многие органические и неорганические соединения. На этом основаны многочисленные методы анализа различных соединений и самой аскорбиновой кислоты [16-26]. В определённых условиях наблюдается необратимое окисление аскорбиновой кислоты, вызванное тем, что лактоновое кольцо дегидроаскорбиновой кислоты (V) в водном растворе легко гидролизуется с образованием 2,3-дикето-L-гулоновой кислоты (VI) [27]:

Скорость протекания этой реакции достаточно высока и возрастает с повышением температуры и рН растворов [28]. 2,3-Дикетогулоновая кислота (VI) при более высоких значениях рН окисляется кислородом до треоновой (VII), винной (VIII) и щавелевой (IX) кислот.

Реальный окислительно-восстановительный потенциал системы дегидроаскорбиновая кислота -- аскорбиновая кислота зависит от кислотности среды, как видно из табл. 1.2. Окислительно-восстановительный потенциал связан с концентрацией водородных ионов уравнением [11]

где Е0 -- реальный окислительно-восстановительный потенциал при рН 0;

[DAsc] и [H2Asc] -- концентрации дегидроаскорбиновой и аскорбиновой кислот;

-- первая константа диссоциации аскорбиновой кислоты.

Скорость протекания этой реакции достаточно высока и возрастает с повышением температуры и рН растворов [28]. 2,3-Дикетогулоновая кислота (VI) при более высоких значениях рН окисляется кислородом до треоновой (VII), винной (VIII) и щавелевой (IX) кислот.

В слабо щелочной среде при значениях рН = 7,6 и выше происходит самоокисление аскорбиновой кислоты. Присутствие кислорода способствует окислению аскорбиновой кислоты, но этот процесс может осуществляться и в анаэробных условиях под влиянием таких окислителей, как иод, перманганат калия, нитрат серебра, краска Тильмана1.



Наиболее чувствительным к изменениям состояния формы лиганда, связанным с диссоциацией аскорбиновой кислоты или комплексообразованием её с металлами, является подвижный водород Н(4), расположенный ближе других к протолитическим гидроксильным группам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 1.2 приведено изменение химического сдвига этого протона в зависимости от рН водного раствора. Из этой кривой были определены константы диссоциации аскорбиновой кислоты [34], с использованием уравнений [35]:

при NA = NB,

, pKa = pH, так как ,

где NA, NB - мольные доли протонированной и непротонированной форм;

?ср, ?A, ?B -- химические сдвиги, протонированной и непротонированной форм соответственно.

Величины рКа1 и рКа2 оказались равными 4,16 и 11,75 [32, 36].

Из рис. 1.2 видно, что в области рН 0 -- 3 аскорбиновая кислота H2Asc существует в недиссоциированной форме, в области рН 4 -- 11 - в виде монодепротонированного иона HAsc-; выше рН 11 - в форме двухзарядного иона Asc2-. Соотношения величин изменения химических сдвигов (??1 и ??2) свидетельствуют о том, что первым диссоциирует водород гидроксильной группы, связанной с третьим углеродным атомом, расположенным в непосредственной близости от Н(4), вторым - более удалённый водород гидроксильной группы, связанной со вторым углеродным атомом [34].

Имеется предположение, что специфическим катализатором окисления аскорбиновой кислоты в животных организмах является медьсодержащий белок, обладающий оксидазной активностью - церулоплазмин. В меньшей степени катализируют окисление аскорбиновой кислоты другие катионы, в частности железо и серебро. Окисление аскорбиновой кислоты ускоряют хиноны, некоторые антибиотики -- террамицин, стрептомицин (но не пенициллин). С другой стороны, известно множество веществ, которые тормозят окислительный распад аскорбиновой кислоты: многие комплексоны, флавоноиды, рибонуклеиновые кислоты, кислые полисахариды. Многие белки ингибируют окисление аскорбиновой кислоты путем ее связывания или образования комплексов с ионами меди (II). Окисление аскорбиновой кислоты тормозится в присутствии тиоловых соединений (глютатион, тиомочевина, тиосульфаты, тиамин, ксантин, мочевая кислота, теофеллин, креатинин, некоторые аминокислоты, сахароза).

Распад DAsc-раскрытие лактонного кольца и образование дикетогулоновой кислоты - протекает самопроизвольно со значительной скоростью в кислой среде и при низкой температуре. При рН 5,0 и температуре 80 °C разрушение DAsc на 50 % наступает за 5 минут, при рН, свойственном животным тканям, и температуре тела - за 5-10 минут. Следует отметить, что DAsc, введённая человеку, полностью восстанавливается в аскорбиновую кислоту. При окислении аскорбиновой кислоты азотистой кислотой в DAsc образуется активный промежуточный продукт - свободный радикал монодегидроаскорбиновой кислоты. Подобные же продукты обнаружены в условиях животных организмов. После осуществления синтеза аскорбиновой кислоты открылись возможности получения большого числа её аналогов, изомеров и родственных соединений и исследования связи между их строением и биологической активностью. Антицинготная активность зависит от наличия пятичленного лактонного кольца. Очень важно расположение атомов в молекуле. Незначительные пространственные перемещения их сказываются на биологической активности. Для проявления противоцинготной активности лактонная связь должна находиться справа от углеродной цепи. Хотя DAsc обладает полной активностью аскорбиновой кислоты, продукт, образующийся при раскрытии её лактонного кольца - дикетогулоновая кислота, совершенно неактивен.

Ещё в 30-е годы было отмечено, что если при определении витамина С растительные ткани экстрагировать на холоде и при нагревании, то во втором случае экстракт восстанавливает большие количества краски Тильмана. Такой же прирост редуцирующей способности наблюдается после кислотного гидролиза материала. На основании этих наблюдений было сделано предположение о присутствии в растениях аскорбиновой кислоты, связанной с белками, не реагирующей с краской Тильмана и освобождающейся при гидролизе. Связанную форму витамина С обозначили термином «аскорбиген». Однако большинство авторов оспаривали существование связанной аскорбиновой кислоты. Этот вопрос был разрешен опытами, в которых гомогенаты растений обрабатывали белковыми осадителями и полученные преципитаты, полностью отмытые от свободной аскорбиновой кислоты, подвергали гидролизу с хлороводородной кислотой. При этом освобождалась аскорбиновая кислота, появление которой было доказано реакцией с краской Тильмана. В этой же работе было установлено наличие связанной аскорбиновой кислоты в тканях животных и человека. Концентрация связанной аскорбиновой кислоты в картофеле, капусте, печени и стенках кишечника крыс, морских свинок и человека достигает 30-40 % общего содержания в них аскорбиновой кислоты. Вторым компонентом связанной аскорбиновой кислоты может являться как белок, так и соединения небелковой природы. По данным чешских авторов, вторым компонентом связанной аскорбиновой кислотой в растениях является индол2.

Третья связанная форма аскорбиновой кислоты - её соединение через атом железа с нуклеиновой кислотой. Её обозначили Fe-аскорбиновая кислота. Четвертая форма связанной аскорбиновой кислоты наблюдается в растительных тканях, где аскорбиновая кислота вступает в соединение с дубильными веществами типа полифенолов, обладающими Р-витаминным действием. Показано, что при добавлении in vitro к крови аскорбиновой кислоты, она образует с белками лабильный комплекс, который остаётся в осадке после прибавления сульфата аммония3 и расщепляется под влиянием кислотных осадителей. Связанная аскорбиновая кислота присутствует также и в молоке.

1.1.2 Кинетика и механизм реакции окисления аскорбиновой кислоты кислородом в присутствии ионов металлов

Окисление аскорбиновой кислоты кислородом, катализируемое ионами металлов и их хелатами, было объектом многих исследований [37-44]. Некоторые авторы касались этого вопроса в связи с необходимостью сохранения растворов аскорбиновой кислоты, другие интересовались механизмом окисления, который мог быть отнесён к соответствующей реакции в биологических системах. Условия проведения реакции и предложенные схемы различны.

Реакция окисления в отсутствие катализатора (иона металла) изображается уравнением

H2Asc + O2 > DAsc + H2O2

Скорость окисления аскорбиновой кислоты пропорциональна концентрациям аскорбиновой кислоты и кислорода [33].

Рассмотрим влияние на окисление аскорбиновой кислоты ионов меди, которые могут выполнять каталитическую функцию.

Взаимодействие меди (II) с аскорбиновой кислотой интересно по той причине, что окисление аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой в растениях катализируется специфичной оксидазой аскорбиновой кислоты, в состав которой входит медь [45], в животных тканях -- медьсодержащей цитохромной системой [46]. Предполагается [47-51], что в ходе окислительной реакции возможно образование промежуточного аскорбинатного комплекса меди (II) состава CuHAsc+ с константой устойчивости lgK = 1,57 [47, 52]. Это установлено в работах [47-49, 53-55] при изучении катализа реакции окисления аскорбиновой кислоты ионами меди (II). Комплекс неустойчив и разрушается до ионов меди (I) и дегидроаскорбиновой кислоты.

Медь входит в состав ферментов, ускоряющих реакцию окисления аскорбиновой кислоты кислородом. Поэтому изучению участия простых «модельных» соединений меди в реакции окисления уделяется особенно большое внимание. При сравнительном изучении каталитического действия ионов меди (II), связанных с аминокислотами, на реакцию ферментативного и неферментативного окисления аскорбиновой кислоты найдено, что в присутствии комплексов начальная скорость окисления выше, чем в присутствии не связанной в комплекс меди (II). Поэтому аминокислотные комплексы рассматриваются как конкуренты медьсодержащих ферментов [56]. Относительно механизма окисления единого мнения нет. Однако образование промежуточного медьаскорбинатного комплекса постулируется в большом числе работ.

На том основании, что скорость реакции имеет первый порядок по отношению к аскорбат-аниону, иону Cu (II), концентрации кислорода и обратную зависимость от концентрации ионов водорода, сделан вывод о протекании реакции по такому механизму [47, 49]:

Промежуточный свободный радикал образуется в результате переноса одного электрона. Этот радикал представляет собой резонансную форму смешанного медь-аскорбат-кислородного комплекса. Первой и, вероятно, стадией, определяющей скорость реакции, является та, в которой имеет место удаление протона и образование смешанного комплекса медь - дегидроаскорбиновая кислота - пероксид водорода. Поскольку такой электронодефицитный дегидроаскорбиновокислый комплекс будет слабым донором, он быстро диссоциирует, регенерируя катализатор.

В присутствии хелатов меди (II) предполагается другой механизм. Скорость реакции не зависит от концентрации кислорода, и кислород восстанавливается до воды, а не до пероксида водорода, как это имеет место в отсутствие хелатирующего агента. Стадией, определяющей скорость реакции, по-видимому, служит стадия восстановления меди (II) до меди (I) и образование семихинонподобного радикала за счёт переноса одного электрона. Быстрое реокисленне хелата меди (I) кислородом в растворе способствует протеканию относительно быстрой стадии переноса второго электрона с образованием дегидроаскорбиновой кислоты [37]:

4Cu(I)L + O2 +4H+ > 4Cu(II)L + 2H2O

Сопоставление последних двух схем, показывает [57], что в том случае, когда свободные координационные места меди блокированы при координации с хелатирующим лигандом, трудно ожидать образования тройного комплекса, содержащего кислород и субстрат. Реакция в этом случае протекает по более сложному свободнорадикальному механизму, чем реакция с участием не связанных в комплекс ионов меди (II). Последовательность стадий для реакции в присутствии таких ионов меди может быть представлена не только схемой I, но и схемой II:

Размещено на http://www.allbest.ru/

В широких пределах ионная сила не влияет на скорость реакции [53, 400, 58]. Кинетическое уравнение реакции имеет вид [47]:

Из температурной зависимости скорости реакции определены активационные параметры (табл. 1.3), из которых следует, что окислению подвергается преимущественно мопопротонированная форма аскорбиновой кислоты и что скорость реакции определяется главным образом энтропийным фактором. Изменение величины энтропии активации указывает на протекание реакции через стадию образования активированного комплекса. По данным работ [50, 53, 39, 58-60], величины энергии активации находятся в пределах 15-- 25 ккал/моль.

Таблица 1.3

Активационные параметры некатализированного и катализированного ионами меди окисления аскорбиновой кислоты кислородом

Условия	Окисление HAsc-	Окисление H2Asc
	-?Н, ккал/моль	-?S, кал/(град·моль)	-?G, ккал/моль	-?Н, ккал/моль	-?S, кал/(град·моль)	-?G, ккал/моль
В отсутствие ионов Cu2+	+10,7	-37	+22	--	--	--
В присутствии ионов Cu2+	+ 15,5	+ 14	+ 11,3	+9,7	-19	+ 15,4

Медь (II) способна образовывать не только комплекс состава CuHAsc, но и состава CuHAscL2, где L -- лиганд. Так, на основании сдвига полосы поглощения аскорбиновой кислоты в УФ-области при смешивании с раствором, содержащим ионы меди (II) и ЭДТА, от 260,5 до 265,5 нм сделан вывод о существовании тройного комплекса [HAscCu(II)EDTA] [54]. Предполагается [53], что аскорбинатный комплекс такого типа имеет квадратно-планарное строение, а кислород-аскорбатный [HAscCu(II)O2L(1)2L(2)] -- октаэдрическое:

[H Asc Cu L(1)2] [H Asc Cu L(1)2 L2 O2]

Природа лиганда влияет на скорость окисления аскорбиновой кислоты [54] (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Влияние различных медных солей на константу скорости реакции окисления аскорбиновой кислоты в водном растворе при температуре

Соль меди (= 2,3•10-4 моль/л)	Константа скорости ·103, с-1
	= 2,3 · 10-2 моль/л	= 5 · 10-2 моль/л
CuCl2	3,22	1,36
Cu(NO3)2	2,56	1,29

Отсутствие единой точки зрения на механизм реакции обусловлено расхождением данных разных авторов по поводу зависимости скорости окисления от давления кислорода [37, 50, 53, 39, 58, 61, 62], от концентрации аскорбиновой кислоты [53, 39, 58, 59], а также по поводу порядка реакции по концентрации меди (II), который меняется от 0,5 до 1 [39, 40, 59, 60] и порядка реакции по концентрации ионов водорода, колеблющегося от -2 [40] до -0,5 [59].

Для получения более полной информации о кинетике и механизме реакции предпринято исследование её в аэробных условиях с привлечением струйной методики и метода ЭПР. На том основании, что порядок реакции по кислороду оказался равным 0,5, скорость окисления в отсутствие кислорода значительно ниже, чем в аэробных условиях, и что кинетическое уравнение имеет вид

,

где Кэф = (4,6 ± 0,3)·10-3 атм-0,5 ·с-1 при 25 °С, сделан вывод о цепном механизме реакции, в котором стадия инициирования не зависит от концентрации кислорода в растворе [63].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Механизм реакции для анаэробных условий соответствует схеме [63]:

и возможными реакциями с участием радикалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а в аэробных условиях -- схемой [63]:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Из последней схемы следует, что скорость процесса определяет реакция между ионом Cu+ и О2, реакцией инициирования является взаимодействие ионов Cu2+ с HAsc-, приводящее к генерации переносчика цепи -- иона Cu+. Взаимодействие иона Cu+ с О2 с образованием другого переносчика цепи -- радикала НО*2. служит одной из реакций продолжения цепи. Обрыв цепи происходит при взаимодействии Cu+ с переносчиком цепи, образующимся в результате реакции иона Cu+ с О2 и исчезающим при реакции с HAsc-, то есть с НО*2. Отсутствие сигнала ЭПР радикала, свидетельствует о том, что стационарная концентрация радикалов HAsc* определяется не рекомбинацией их, а взаимодействием с ионом Cu2+. Авторы работы [64], исследовавшие кинетику окисления аскорбиновой кислоты в ацетатном буфере в отсутствие кислорода, полагают, что радикальные продукты в реакции вообще не образуются и изображают её схемой:

Последние две реакции являются скорость определяющими.

На том основании, что при двухэлектронном окислении аскорбиновой кислоты не образуются свободные радикалы, неспецифично реагирующие с компонентами клетки, что термодинамически двухэлектронное окисление более выгодно, чем одноэлектронное и, наконец, что двухэлектронный механизм окисления может обеспечить двуядерный комплекс металла, предположено [64] образование промежуточного димерного комплекса меди, активного в реакции окисления аскорбиновой кислоты кислородом. Вероятную структуру димера [Сu (HAsc)]2 изображают следующим образом [64]:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для системы медь (II) -- аскорбиновая кислота получен электронный спектр поглощения с максимумом при 420 нм (рис. 1.3)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Известно, что димерные комплексы меди (II) имеют в спектре поглощения полосу с максимумом при 400--450 нм, которую относят к полосам переноса заряда от лиганда к металлу [65]. Поэтому приведенный на рис. спектр служит доказательством образования димерных соединений меди в системе медь (II) -- аскорбиновая кислота. Механизм окисления аскорбиновой кислоты кислородом выражают схемой [64]:

Таким образом, несмотря на относительно большое число исследований, однозначного мнения о механизме реакции окисления аскорбиновой кислоты в присутствии ионов меди (II) до настоящего времени нет.

1.1.3 Участие витамина с в обмене веществ

1.1.3.1 Транспорт электронов

В последние годы накопились данные о том, что аскорбиновая кислота вовлекается в перенос электронов в две стадии. Первая из них - образование нестабильного ион-радикала, формирующегося как промежуточный продукт между полностью восстановленной и полностью окисленной формами аскорбиновой кислоты, вторая - образование DAsc. В опытах с митохондриями надпочечников свиньи показано, что аскорбиновая кислота ускоряет дегидрирование восстановленного НАД4 в присутствии цитохрома с; при этом DAsc не восстанавливается до аскорбиновой кислоты. Было высказано предположение, что в процессе реакций происходит образование активного радикала монодегидроаскорбиновой кислоты, который способен окислять НАДН5 + Н+. Это предположение было подкреплено тем, что ультрафиолетовое облучение, стимулирующее образование радикалов, ускоряет активирующее действие аскорбиновой кислоты в процессе окисления восстановленного НАД. Эта гипотеза нашла и экспериментальное подтверждение. Показано, что окисление аскорбиновой кислоты происходит с образованием промежуточных продуктов -- ион-радикалов. По мнению авторов, именно эта способность аскорбиновой кислоты легко отдавать электроны соответствующим акцепторам и образовывать ион-радикалы лежит в основе её участия в окислительно-восстановительных процессах. Имеются доказательства того, что аскорбиновая кислота участвует в транспорте электронов и окислении пиридиновых коферментов не только у растений, но и в животном организме. Это показано, например, для окисления глюкозы в ходе пентозофосфатного цикла в эритроцитах и для окисления НАДН + Н+ за счёт DAsc в тканях печени, почек и головного мозга.

Функция витамина С как переносчика водорода в процессе тканевого дыхания в животном организме является, по-видимому, не столь универсальной как, например, соответствующая функция витамина В2, но надо полагать, что аскорбиновая кислота способствует наиболее оптимальному ходу тканевого обмена, а в некоторых окислительно-восстановительных процессах играет ведущую роль, например, в системе метгемоглобин - гемоглобин. Постоянное пополнение эритроцитов аскорбиновой кислотой происходит за счёт поступления в них DAsc из плазмы и восстановлению последней в аскорбиновую кислоту благодаря наличию в эритроцитах восстановленных форм пиридиновых коферментов и глютатиона-SH. Присутствие аскорбиновой кислоты в эритроцитах оказывает защитное действие на гемоглобин, препятствуя его окислению. Аскорбиновая кислота способна непосредственно восстанавливать метгемоглобин, сама окисляясь в DAsc, которая затем восстанавливается под действием глютатиона. Благодаря этой системе метгемоглобин не накапливается в клетках. Большие дозы аскорбиновой кислоты оказывают лечебное действие даже при наследственной метгемоглобинемии.

1.1.3.2 Формирование основного вещества соединительной ткани

При изучении патогенеза цинги было показано, что для этого заболевания характерно системное уменьшение количества или изменение свойств межуточного соединительного вещества в стенках кровеносных сосудов и в опорной соединительной ткани. На основании этих классических исследований утвердилось представление о витамине С, как о факторе, имеющем отношение к образованию основного вещества соединительной ткани («склеивающего вещества»), уменьшение которого в сосудистой стенке ведет к геморрагическому диатезу, тогда как его недостаток в костной ткани обусловливает характерные цинготные изменения скелета. В дальнейшем выяснилось, что характерное для скорбута поражение соединительной ткани связано с тем, что витамин С необходим для образования и нормального состояния коллагена -- белка, образующегося из проколлагена, характерной особенностью которого является богатство оксипролином. Последний редко и в небольших количеств содержится в других белках, тогда когда в коллагене на его долю приходится 14 % всех аминокислот. Оксипролин коллагена не происходит из свободного пролина, а образуется путём гидроксилирования пролина, уже включённого в пептидную цепь.

Процессы регенерации после различных повреждений (раны, ожог и др.) сопровождаются усиленным образованием коллагена. При дефиците витамина С этот процесс резко ослаблен. Введение аскорбиновой кислоты в экспериментально вызываемые гранулёмы6 у морских свинок повышает содержание в них оксипролина. Добавление аскорбиновой кислоты к суспензии гранулём цинготных морских свинок, инкубированных с С14-пролином, повышает специфическую активность оксипролина, изолированного из коллагена.

Механизм вовлечения аскорбиновой кислоты в химические реакции в соединительной ткани выяснен. Гидроксилирование пролина требует образования свободных радикалов аскорбиновой кислоты. Образование небольших количеств оксипролина, имеющее место в обычных условиях in vivo, может идти без аскорбиновой кислоты или при наличии небольших её количеств. Массивный и быстрый синтез коллагена и, следовательно, оксипролина, по-видимому, требует повышенной концентрации свободных радикалов, образующихся при окислении аскорбиновой кислоты, и больших её количеств в пище. Недостаток аскорбиновой кислоты в диете морских свинок вызывает не только снижение образования оксипролина в коллагене кожи, но и уменьшение включения Н3-пролина в коллаген.

В новообразующейся соединительной ткани при недостатке витамина С изменяется также состав полисахаридов, в несколько раз увеличивается содержание гиалуроновой кислоты и резко уменьшается включение серы в хондроитин-сульфат хрящей. Накапливание гиалуроната связывают с участием аскорбиновой кислоты в его деполимеризации, которая ослаблена при дефиците витамина С. Влияние аскорбиновой кислоты на образование сульфатированных мукополисахаридов пока не получило удовлетворительного объяснения.

1.1.3.3 Аскорбиновая кислота и гидроксилирование

Зачем вообще нужно это незаменимое вещество? Основная роль аскорбиновой кислоты (точнее, аскорбат-иона, поскольку в нашей внутренней среде эта кислота диссоциирует) - участие в гидроксилировании биомолекул. Во многих случаях для того, чтобы фермент присоединил к молекуле OH-группу, одновременно должно произойти окисление аскорбат-иона до дегидроаскорбата (то есть витамин С работает не каталитически, а расходуется как и другие реагенты.)

Имеется много сообщений о том, что в искусственных системах аскорбиновая кислота способствует неэнзиматическому включению ОН-группы в различные ароматические соединения и стероиды с образованием гидроксильных производных триптофана7, кинуренина8, антраниловой кислоты9, фенилаланина, различных стероидов.

Наряду с этим имеются доказательства влияния аскорбиновой кислоты на некоторые реакции гидроксилирования, осуществляемые энзиматическим путем. Аскорбиновая кислота может выступать в качестве гидроксилирующего агента при образовании кортикостероидов в гомогенатах надпочечников; она усиливает гидроксилирование ацетанилида в системе, состоящей из НАДН + Н+ и митохондрий печени. В присутствии аскорбиновой кислоты и ферментов из клеток кишечника или печени триптофан гидроксилируется в 5-окситриптофан. Эта реакция зависит от аскорбиновой кислоты и ионов двухвалентной меди, которые не могут быть заменены Cu+, Fe2+ или Мn2+. D-Аскорбиновая кислота, DAsc и изоаскорбиновая кислота в этой реакции так же активны, как L-аскорбиновая кислота. Несмотря на отсутствие специфичности последней, соединения группы аскорбиновой кислоты в реакции гидроксилирования триптофана нельзя заменить на цитохром с, ФМН10, ФАД11, пиридиновые нуклеотиды или искусственные акцепторы электронов - метиленовый синий или тетразолиевые красители. Детали механизма влияния аскорбиновой кислоты на реакции гидроксилирования требуют дальнейшего исследования.

Установлено, что аскорбиновая кислота является существенным фактором многих реакций типа . Роль восстановителя в таких процессах может показаться парадоксальной, но это не так, если принять во внимание, что витамин С может образовывать окислительно-восстановительную пару аскорбиновая кислота/ дегидроаскорбиновая кислота (H2Аsc/Аsc) аналогично цитохромам. Аскорбиновая кислота участвует в метаболизме некоторых аминокислот, способствуя образованию гидроксипролина, гидроксилизина, норадреналина12, серотонина13, гомогентизиновой кислоты и карнитина.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Важнейшая реакция, которую обеспечивает витамин С, - синтез коллагена. Из этого белка, по сути, сплетено наше тело. Коллагеновые тяжи и сетки формируют соединительные ткани, коллаген содержится также в коже костях и зубах, в стенках сосудов и сердца в стекловидном теле глаз. А чтобы вся эта арматура могла собраться из белка-предшественника, проколлагена, определенные аминокислоты в его цепочках (пролин и лизин) должны получить ОН-группы. Когда аскорбиновой кислоты не хватает, наблюдается дефицит коллагена, прекращается рост организма, обновление стареющих тканей, заживление ран. Как следствие - цинготные язвы, повреждения стенок сосудов и прочие страшные симптомы.

Тирозин14 - предшественник гормона и нейромедиатора норадреналина, который образуется из дофамина15 (3,4-дигидроксифенилэтаноламина) под действием аскорбино-зависимого фермента в хромаффинных клетках мозгового слоя надпочечников. Другими оксиназными аскорбино-зависимыми системами, ответственными за биосинтез нейромедиаторов и гормонов, являются медьсодержащие монооксигеназы, обнаружены в гипофизе и в коре надпочечников. Одной из главных функций печени является биотрансформация ксенобиотиков: лекарственных препаратов, ядов, аномальных метаболитов. Важная роль принадлежит оксидазам микросомальной фракции, и в частности, цитохрому Р450 - оксидазе со смешанной функцией. При участии этого фермента протекает метаболизм и четырёх, пользующихся дурной славой, токсинов: этанола, бензола, тетрахлорметана и полихлорированных бифенилов. Ферментативная активность цитохрома Р450 также зависит от присутствия витамина С, так как при его недостатке уровень фермента в организме значительно снижается. Введение этих ядов в организм животных ускоряет метаболизм и повышает потребность в витамине С, поступающем с пищей.

Другая реакция, в которой участвует аскорбат, - превращение лизина в карнитин - протекает в мышцах, а сам карнитин необходим для мышечных сокращений. Отсюда усталость и слабость организма при С-авитаминозах. Кроме того, организм использует гидроксилирующее действие аскорбата, чтобы превращать вредные соединения в безвредные. Так, витамин С очень неплохо способствует выведению холестерина из организма: а точнее, ступенчатое превращение холестерина в желчную и холевую кислоты через промежуточные 7?-гидроксихолестерин, 3?, 7?, 12?-тригидроксикопростан. Таким образом, чем больше витамина принимает человек, тем быстрее холестерин превращается в желчные кислоты. Сходным образом выводятся и бактериальные токсины.

В процессе метаболизма липидов жирные кислоты с нечётным числом атомов углерода подвергаются ?-окислению монооксигеназой и последующему декарбоксилированию, давая производные с чётным числом атомов углерода. Последняя реакция также требует присутствия витамина С.

С обратным процессом - восстановлением аскорбата из дегидроаскорбата, по видимому, связано действие витаминов-синергистов С (то есть усиливающих эффект от его приема) многие из этих витаминов, как например витамин Е, обладают восстановительными свойствами. Интересно, что восстановление аскорбата из полудегидроаскорбата тоже вовлечено в важный процесс: синтез дофамина, норадреналина и адреналина16 из тирозина.

Наконец, витамин С вызывает физиологические эффекты, механизм которых ещё не раскрыт до конца, но наличие их четко продемонстрировано. Самый известный из них - стимуляция иммунной системы. В усиление иммунного ответа вносят вклад и увеличение числа лимфоцитов, и быстрейшее перемещение фагоцитов к месту инфекции (если инфекция локальна), и некоторые другие факторы. Показано, что в организме больного при регулярных приёмах витамина С повышается выработка интерферона.

1.1.3.4 Аскорбиновая кислота и обмен тирозина

Давно обнаружено, что после введения цинготным морским свинкам 0,5 г тирозина у них в моче появляются гомогентизиновая17, ?-оксифенилпропионовая18 и ?-окси-фенилмолочная19 кислоты. Введение аскорбиновой кислоты предотвращало это явление. Такой же эффект затем был описан у детей с С-гиповитаминозом. На этом основании было сделано предположение, что аскорбиновая кислота прямым или косвенным путем оказывает влияние на белковый обмен. В дальнейшем был уточнен путь превращений тирозина в организме. Оказалось, что соединения, появляющиеся в моче при дефиците витамина С, относятся к промежуточным продуктам распада этой аминокислоты. Начальные этапы метаболических превращений тирозина таковы: тирозин - оксифенилпируват - гомогентизиновая кислота. Точкой приложения действия аскорбиновой кислоты оказалась оксидаза ?-оксифенилпирувата - фермента, катализирующего гидроксилирование бензольного кольца оксифенилпирувата с одновременным декарбоксилированием и перемещением его боковой цепи. Эта реакция приводит к превращению оксифенилпирувата в гомогентизиновую кислоту. Наконец, было выяснено, что влияние аскорбиновой кислоты на эту реакцию заключается в том, что она предотвращает субстратное торможение оксидазы - ?-оксифенилпируватом. Аскорбиновую кислоту в этом действии может заменять ряд других веществ: изо- и глюкоаскорбиновые кислоты, краска Тильманса, гидрохинон, редуктоны.

1.1.3.5 Аскорбиновая кислота и обмен железа

Большой интерес к значению витамина С для обмена железа возник давно в связи с противоанемическим действием аскорбиновой кислоты. Этому вопросу посвящена чрезвычайно обширная литература. Установлено, чтo аскорбиновая кислота способствует восстановлению трёхвалентного железа в двухвалентное, которое легче всасывается в кишечнике. Механизм действия аскорбиновой кислоты оказался связанным с ферритином - железопротеидом слизистой оболочки кишечника, печени, селезенки, содержащим 23 % железа и являющимся резервом последнего. Всасывание железа в кишечнике лимитируется способностью белка апоферритина связывать железо и превращаться в ферритин. В ферритин также включается железо, содержащееся в плазме крови в составе гликопротеина трансферрина. Включение железа требует наличия аскорбиновой кислоты и АТФ20. Процесс этот аэробный и ускоряется пиридиновыми коферментами. Первая стадия - восстановление железа. Реакция стимулируется АТФ и сопряжена с окислением аскорбиновой кислоты. АТФ, аскорбат и железо образуют активный комплекс. В результате усиливается поток электронов, что и приводит к восстановлению Fe2+ в Fe3+. Из такого комплекса железо переносится на ферритин и другие соединения. Эта реакция не является строго специфической. Аскорбиновая кислота может быть заменена на глюкоаскорбиновую и диоксималеиновую кислоты.

1.1.3.6 Витамин С и углеводно-фосфорный обмен

К настоящему времени опубликованы сотни работ, посвящённых влиянию обеспеченности животных и человека витамином С на обмен углеводов. Выяснилось, что при дефиците витамина С отсутствуют закономерные изменения концентрации сахара крови, но имеются другие признаки, свидетельствующие о нарушении использования в организме углеводов. Отчётливо выражено ослабление гликогенной функции печени и активности некоторых ферментов, катализирующих реакции гликолиза: гексокиназы, фосфогексоизомеразы и фосфоглюкомутазы. Также снижена активность гексокиназы в кожной ткани. Было отмечено снижение скорости превращение углеводов в цикле трикарбоновых кислот, свидетельством чего является выведение с мочой кетоновых тел и лимонной кислоты. Эти проявления цинги в той или иной мере устраняются введением инсулина. Показано, что аскорбиновая кислота стимулирует окисление глюкозы в эритроцитах до СО2 через пентозофосфатный цикл. Утилизация глюкозы эритроцитами также зависит от обеспеченности организма витамином С. При его дефиците понижена активность альдолазы в эритроцитах. При хранении консервированной крови, взятой у морских свинок и людей, получающих с пищей недостаточно витамина С, обнаружены снижение способности эритроцитов утилизировать глюкозу, а также уменьшение альдолазной активности.

Известно, что лимитирующим фактором дегидрогеназных реакций гликолиза и пентозного цикла окисления углеводов является наличие в тканях окисленных форм НАД и НАДФ21, в образовании которых участвует аскорбиновая кислота. С этим, очевидно, связано благоприятное действие витамина С на многие анаболические процессы, биосинтез белков, процессы, требующие затрат энергии.

1.1.3.7 Витамин С и обмен стеринов

Клинические наблюдения показали, что после введения аскорбиновой кислоты снижается гиперхолестеринемия. При экспериментальном атеросклерозе у животных введение аскорбиновой кислоты также снижает скорость развития гиперхолестеринемии и липоидоза аорты. Это связано с тем, что при недостатке витамина С не только усилен биосинтез холестерина, но и ослаблен его катаболизм. У морских свинок с цингой ослаблено включение меченого холестерина в желчные кислоты.

1.1.3.8 Витамин С и надпочечники

Среди всех органов наиболее высоким содержанием аскорбиновой кислоты отличаются надпочечники. При авитаминозе С развиваются тяжёлые морфологические изменения. Введение животным и человеку аскорбиновой кислоты повышает количество адреналина в крови, усиливает его симпатикотропное действие, повышает адреналиновую гипергликемию. Есть основания считать, что это действие аскорбиновой кислоты связано с её редуцирующими свойствами, благодаря которым она предохраняет адреналин от окисления.

Имеются данные о влиянии аскорбиновой кислоты на функциональное состояние коры надпочечников. При дефиците витамина С нарушаются биосинтез и превращения кортикостероидов. Введение аскорбиновой кислоты повышает экскрецию 17-кетостероидов в моче и увеличивает концентрацию в крови оксикортикостероидов. Это явление связывают с тем, что аскорбиновая кислота играет важную роль в процессах гидроксилирования кортикостероидов и их окисления. Возможно, что аскорбиновая кислота оказывает влияние на секрецию и действие АКТГ22. Последний в свою очередь приводит к освобождению аскорбиновой кислоты из тканей и выходу в кровь. Тормозящее влияние аскорбиновой кислоты на образование меланоидного пигмента в коже и соответствующее лечебное действие в некоторых случаях - аддисоновой болезни и при других гиперпигментациях (при беременности или на почве заболеваний желудочно-кишечного тракта) также связаны с её влиянием на состояние надпочечников. Быстрое и резкое обеднение надпочечников аскорбиновой кислотой наблюдается при различных стрессорных воздействиях: охлаждении, ожогах, кровотечениях, высоком парциальном давлении кислорода, эфирном наркозе и др. Введение аскорбиновой кислоты повышает устойчивость организма к таким воздействиям.

1.1.3.9 Влияние аскорбиновой кислоты на активность некоторых ферментов

Имеется много данных об активирующем действии аскорбиновой кислоты на многие ферменты и о снижении активности ряда ферментов в организме морских свинок и человека при дефиците витамина С. Аскорбиновая кислота in vitro активирует аргиназу, папаин, печеночную и панкреатическую эстеразу, катепсин и оказывает ингибирующее действие на уреазу, полифенолоксидазу и ксантиноксидазу. У цинготных морских свинок снижена активность сукцинатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, печёночной эстеразы, и особенно резко щелочной фосфатазы в сыворотке крови и костях. Падение активности сывороточной щелочной фосфатазы отмечается у детей с С-витаминной недостаточностью.

Все перечисленные эффекты действия аскорбиновой кислоты нельзя считать специфическими. Они определяются прежде всего её редуцирующими свойствами, в силу которых она оказывает влияние на тиоловые и дисульфидные группы, от соотношения которых в большой степени зависит активность многих ферментов. Наряду с этим аскорбиновая кислота изменяет валентность металлов, например, восстанавливает ионы Сu2+ в Сu+, что также отражается на активности ферментов.

1.1.3.10 Аскорбиновая кислота действует как антиоксидант или оксидант?

Витамин С является важным пищевым антиоксидантом, он существенно снижает побочный эффект очень активных частиц, таких как реактивные виды кислорода и азота, которые вызывают оксидативные повреждения таких макромолекул как липиды, ДНК и белки, что приводит к хроническим заболеваниям, включая сердечно-сосудистые болезни, инсульты, рак, нейродегенеративные болезни и образование катаракт [65].