О биохимических последствиях дефицита витамина C

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Витамин C — водорастворимый витамин, который не синтезируется организмом человека, поэтому его поступление полностью зависит от пищевых источников. Основная биохимическая роль аскорбиновой кислоты заключается в способности отдавать электроны, что делает её незаменимым участником окислительно-восстановительных реакций. В надпочечниках, печени, гипофизе и мозге концентрация витамина C значительно выше, чем в других тканях, что подчёркивает его критическую роль в метаболизме гормонов, нейромедиаторов и антиоксидантной защите [1, 2].

У человека с нормальным потреблением витамина С уровень в плазме крови составляет >28 мкмоль/л или 0,4-0,9 мг/дл [2]. У человека с дефицитом витамина С уровень в плазме крови составляет от 11 до 28 мкмоль/л или 0,2-0,39 мг/дл. Хотя человеческий организм устойчив, витамин С является незаменимым и водорастворимым питательным веществом, которое быстро выводится из организма. Период полураспада витамина С в крови составляет 16 дней; если его прием полностью прекратить, он будет выведен из организма в течение 3540 дней. Хотя уровень в плазме крови снижается довольно быстро, симптомы дефицита развиваются гораздо дольше. Для предотвращения дефицита человеку необходимо ежедневно принимать 10 мг витамина С (это предотвращает дефицит, но не обеспечивает достаточного количества для достижения нормального уровня в плазме). К сожалению, один из самых ранних симптомов очень неспецифичен: усталость. Это связано с тем, что витамин С участвует в биосинтезе карнитина, соединения, необходимого для производства энергии путем транспортировки длинноцепочечных жирных кислот в митохондрии. Множество симптомов дефицита витамина С связаны с коллагеном, важным элементом в работе сухожилий, хрящей, костей и кожи [7].

Витамин С необходим для пролингидроксилазы и лизингидроксилазы (ферментов биосинтеза проколлагена), а его дефицит приводит к нестабильности коллагеновых структур [4, 8].

Это приводит к выпадению зубов, болям в суставах, заболеваниям костей и соединительной ткани, плохому заживлению ран и, в частности, к кровотечениям, синякам, отекам, кровоизлияниям, гингивиту и спиралевидным волоскам [12].

Научные источники также свидетельствуют, что витамин C играет роль в поддержании иммунитета, регуляции воспалительных процессов, защите ДНК от мутаций и стабилизации клеточных мембран. Расширенные исследования последних лет показывают, что дефицит витамина C может быть связан с риском развития онкологических заболеваний, нарушением сердечно-сосудистой системы, повышением уровня окислительного стресса и снижением адаптационных возможностей организма [2, 8, 11].

Известна биохимическая роль витамина C в синтезе коллагена. Коллаген относится к числу наиболее распространённых структурных белков организма, обеспечивая прочность кожи, сосудов, костей, сухожилий и соединительной ткани. Витамин C играет ключевую роль в процессах гидроксилирования пролина и лизина — двух критически важных аминокислот, необходимых для формирования стабильной тройной спирали коллагена [2, 3].

Без участия витамина C ферменты пролилгидроксилаза и лизилгидроксилаза теряют активность, что приводит к синтезу дефектных коллагеновых волокон. Клинически это проявляется ломкостью капилляров, кровоточивостью дёсен, сниженной прочностью кожи, замедленным заживлением ран и потерей эластичности тканей. Дефицит витамина C нарушает также формирование базальных мембран и межклеточного матрикса, что является одной из ключевых причин возникновения патологий соединительной ткани. В тяжёлых случаях развивается классическое заболевание — скорбут [2, 4].

Влияние витамина C на обмен железа. Аскорбиновая кислота помогает преобразовывать трехвалентные ионы железа (Fe³⁺) в двухвалентные (Fe²⁺), что облегчает их усвоение тонким кишечником. Витамин С повышает биодоступность железа из растительных продуктов, предотвращает образование нерастворимых комплексов и способствует синтезу гемоглобина. Дефицит витамина С приводит к железодефицитной анемии, которая сопровождается слабостью, снижением толерантности к физической активности, головокружением и хронической усталостью [5, 6, 8].

Железо из пищи всасывается слизистой оболочкой кишечника из двух резервуаров: гемовое и негемовое железо. Гемовое железо хорошо усваивается, а всасывание негемового железа зависит от состава пищи. Аскорбиновая кислота усиливает усвоение негемового железа и может противодействовать ингибирующему эффекту таких веществ, как чай и кальций/фосфат [6].

Антиоксидантные свойства и защита клеток. Витамин C является одним из наиболее эффективных антиоксидантов. Его молекула способна быстро и необратимо нейтрализовать свободные радикалы, предотвращая повреждение липидов, белков и ДНК [4, 5].

Кроме того, витамин C регенерирует витамин E, восстанавливая его активную форму, которая далее продолжает защиту клеточных мембран. Дефицит витамина C сопровождается повышением воспалительных процессов, нарушением репарации тканей, ускорением клеточного старения и увеличением риска хронических заболеваний [4, 5].

Исследования дозовой концентрации витамина C у здоровых людей показали сигмоидальную зависимость между перорально введенной дозой и концентрацией витамина C в плазме и тканях. Определение оптимальной дозы имеет жизненно важное значение в интервенционных исследованиях [5, 11].

Участие в функционировании нервной системы. Большинство животных, включая крыс, синтезируют витамин C в печени, обеспечивая организм его постоянным поступлением. Однако люди, другие приматы и морские свинки утратили эту способность вследствие мутации гена, кодирующего фермент гулонолактон-оксидазу. Поэтому человек полностью зависит от пищевых источников витамина C [8].

Недостаточное потребление приводит к развитию цинги, когда концентрация витамина в плазме падает ниже 11 мкмоль/л. Гиповитаминоз C (плазменный уровень ниже 23 мкмоль/л) наблюдается примерно у 15% взрослых, особенно среди беременных женщин, курильщиков и людей с низким социально-экономическим статусом [8, 10].

Роль витамина C во время беременности и развитии плода. Значение витамина C для нормального роста и развития плода известно давно. Ещё в 1938 году было установлено, что плод «паразитирует» на запасах витамина C матери: уровень витамина в пуповинной крови новорождённого в 2–4 раза выше, чем у матери [8].

Аналогичная картина наблюдается у морских свинок — концентрация витамина в плазме новорождённых вдвое выше, чем у взрослых самок. На 45-е сутки беременности у морских свинок уровень витамина C у плода значительно повышается, что совпадает с пиком роста мозга. Дефицит витамина C в пренатальном или раннем постнатальном периоде резко нарушает развитие гиппокампа и вызывает выраженный оксидативный стресс в мозге [8].

Биологические функции витамина C в нервной системе. Витамин C накапливается в мозге в очень высоких концентрациях, что указывает на его ключевое значение для когнитивных функций. Он является кофактором фермента дофамин-β-гидроксилазы, участвующего в превращении дофамина в норадреналин [3].

Недостаток витамина снижает синтез нейромедиаторов, ухудшает память, внимание и эмоциональную стабильность. Кроме того, витамин C защищает нейроны от окислительного повреждения, участвует в функционировании NMDA-рецепторов и может снижать риск развития нейродегенеративных заболеваний при достаточном уровне в организме [5, 12].

Витамин C как эпигенетический регулятор. Витамин C является кофактором ферментов семейств TET и JmjC, участвующих в деметилировании ДНК и гистонов. Эти процессы критически важны для нейрональной дифференцировки, формирования синапсов и нормального развития мозга [2, 9].

Энергетический и липидный обмен. Аскорбиновая кислота необходима для синтеза карнитина — молекулы, транспортирующей жирные кислоты в митохондрии. При дефиците карнитина нарушается производство энергии, проявляющееся слабостью, снижением работоспособности, апатией и мышечной утомляемостью [9].

Исследования также показывают, что витамин C снижает уровень холестерина, препятствует окислению липопротеинов низкой плотности и играет важную роль в профилактике атеросклероза [4, 9].

Клинические проявления дефицита витамина C. Дефицит витамина C может проявляться по-разному: от лёгкой усталости до тяжёлых системных нарушений. Основные симптомы включают: кровоточивость дёсен; повышенную ломкость сосудов; петехии и синяки; выпадение волос; хроническую усталость; ослабление иммунитета; анемию; ухудшение заживления ран. В тяжёлой форме развивается скорбут — заболевание, характеризующееся дегенерацией соединительной ткани [1, 2, 8].

Терапевтический потенциал витамина C. Современные исследования подтверждают, что витамин C обладает значительным терапевтическим потенциалом. Высокие дозы витамина C используются в качестве дополнительного средства при лечении инфекций, воспалительных заболеваний, а также обсуждается его роль в онкотерапии. Благодаря антиоксидантным свойствам витамин C способен снижать уровень воспаления, поддерживать иммунитет и улучшать восстановительные процессы организма [6, 9, 10].

Анализ показывает, что витамин C является критически важным участником биохимических реакций. Его дефицит влияет на работу практически всех систем организма — от кожи до нервной системы. Несмотря на простоту получения витамина с пищей, его недостаток встречается часто, особенно при неправильном питании, хроническом стрессе и инфекционных заболеваниях. Современные исследования указывают на необходимость пересмотра рекомендуемых норм потребления витамина C с учётом индивидуальных особенностей организма и уровня оксидативного стресса [1, 5, 8].

Витамин C — ключевой биохимический компонент, необходимый для синтеза коллагена, обмена железа, работы нервной системы, энергетического метаболизма и антиоксидантной защиты. Дефицит витамина C приводит к широкому спектру нарушений, включая анемию, снижение иммунитета, когнитивные нарушения и повреждение соединительной ткани. Обеспечение адекватного уровня витамина C является важной частью профилактики хронических заболеваний и поддержания здоровья человека [12].