Kwas askorbinowy  Witamina C

Kwas L-askorbinowy

Nazewnictwo

Ogólne informacje

Wzór sumaryczny

C6H8O6

Masa molowa

176,13 g/mol

Wygląd

biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy, ciemniejące na świetle i powietrzu[1]

Identyfikacja

Numer CAS

50-81-7

PubChem

54670067

DrugBank

DB00126

[pokaż]SMILES

[pokaż]Właściwości

[pokaż]Niebezpieczeństwa

Podobne związki

Pochodne sole

askorbinian sodu

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą

stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Klasyfikacja medyczna

ATC

G01 AD03

S01 XA15

A11 GA01

A11 GB01

Multimedia w Wikimedia Commons

Hasło w Wikisłowniku

Kryształy kwasu askorbinowego (witamina C) sfotografowane przy pomocy mikroskopu optycznego z zastosowaniem specjalnej techniki oświetleniowej - polaryzacji. Powiększenie 100X

Kwas askorbinowy, witamina C, E300 (łac. acidum ascorbicum) – organiczny związek chemiczny z grupy nienasyconych alkoholi polihydroksylowych. Jest niezbędny do funkcjonowania organizmów żywych. Dla niektórych zwierząt, w tym ludzi, jest witaminą, czyli musi być dostarczany w pożywieniu. Jest także przeciwutleniaczem stosowanym jako dodatek do żywności[7].

Spis treści

1Budowa i właściwości chemiczne

2Występowanie i synteza

2.1Biosynteza

2.2Niezdolność do syntezy

2.3Produkcja

3Źródła w pożywieniu

4Rola w organizmie człowieka

4.1Skutki niedoboru

4.2Skutki nadmiaru

5Suplementacja

5.1Zapobieganie rozwojowi nowotworów

5.2Terapia nowotworów

5.3Choroby układu krążenia

5.4Choroby przewlekłe

5.5Przeziębienie

5.6COVID-19

6Zastosowanie w przemyśle spożywczym

7Historia

8Uwagi

9Przypisy

Budowa i właściwości chemiczne

Występuje naturalnie jako związek o konfiguracji L w łańcuchu bocznym i konfiguracji D układu furanowego. Pod wpływem metanolowego roztworu NaOH ulega epimeryzacji do kwasu erytrobowego (kwasu D-izoaskorbinowego, E315), różniącego się konfiguracją łańcucha bocznego[8].

Kwas L-askorbinowy bywa niepoprawnie nazywany „lewoskrętną witaminą C” ze względu na mylenie konfiguracji względnej z aktywnością optyczną[9][10]. W rzeczywistości kwas L-askorbinowy skręca płaszczyznę światła spolaryzowanego w prawą stronę ([α]20D ≃ +20°). Natomiast kwas D-askorbinowy jest przeciwutleniaczem, ale oprócz tego nie ma znaczenia biologicznego – nie działa jako kofaktor, więc nie jest witaminą[11][12][13].

Izomery kwasu askorbinowego:

kwas L-askorbinowy (R,S) (1a), kwas D-askorbinowy (S,R) (1b)

kwas L-izoaskorbinowy (S,S) (2a), kwas D-izoaskorbinowy (R,R) (2b)

Charakter kwasowy mają grupy hydroksylowe w pozycjach 3 i 4, zwłaszcza grupa 4-OH, której pKa wynosi 4,17[8]. Anion powstały po dysocjacji protonu z grupy 4-OH jest stabilizowany przez rezonans chemiczny:

Jest bardzo nietrwała, łatwo ulega rozpadowi pod wpływem tlenu i wysokiej temperatury[14].

Występowanie i synteza[edytuj | edytuj kod]

Biosynteza[edytuj | edytuj kod]

Kwas L-askorbinowy występuje naturalnie w wielu organizmach roślinnych i zwierzęcych[7]. W obu królestwach substratem do biosyntezy tego związku jest D-glukoza, jednak przebiega ona w różny sposób. U roślin glukoza jest utleniana w pozycji C-2, po czym następuje epimeryzacja atomu C-5 i kolejne utlenianie, w pozycji C-1. U zwierząt szlak metaboliczny przebiega przez kwas glukuronowy, po czym następuje inwersja szkieletu węglowego, w efekcie czego atomy C-1 i C-6 glukozy stają się odpowiednio atomami C-6 i C-1 kwasu askorbinowego[8].

Niezdolność do syntezy[edytuj | edytuj kod]

U szeregu zwierząt, między innymi naczelnych, a także odległych gatunkowo świnek morskich[7][15][16] lub ryb doskonałokostnych (należą do nich pstrąg tęczowy i karp), kwas askorbinowy musi być dostarczany w pożywieniu, gdyż ich organizmy go nie wytwarzają. U naczelnych jest to efektem mutacji w genie odpowiedzialnym za wytwarzanie oksydazy L-gulono-γ-laktonowej (GLO), która w wątrobie katalizuje ostatni etap biosyntezy kwasu askorbinowego z D-glukozy, tj. utleniania L-gulonolaktonu[15][16]. Szacuje się, że unieczynnienie tego genu nastąpiło około 60–75 mln lat temu, wkrótce po rozdzieleniu się małp właściwych i małpiatek[16]. Natomiast u ryb doskonałokostnych oprócz mutacji w GLO obecne są też inne mutacje uniemożliwiające syntezę witaminy C; niezdolność do wytwarzania tego związku pojawiła się u nich ok. 200 mln lat temu[16][17][18].

Produkcja[edytuj | edytuj kod]

Większość kwasu askorbinowego produkowanego przemysłowo jest wytwarzana metodą opracowaną w 1934 przez Reichsteina i Grüssnera[19], w której substratem jest także naturalna D-glukoza[8].

Źródła w pożywieniu[edytuj | edytuj kod]

Kryształy kwasu askorbinowego (witamina C) sfotografowane przy pomocy mikroskopu optycznego. Technika oświetleniowa łączona - ciemne pole oraz polaryzacja. Powiększenie 100X

Witamina C zawarta w pożywieniu należy do najbardziej wrażliwych na działanie czynników zewnętrznych witamin, niszczy ją (utlenianie) wysoka temperatura, wystawienie na dostęp światła oraz na bezpośredni kontakt z powietrzem[20].

Źródła witaminy C w produktach roślinnych[21]

[pokaż]Produkt

Zawartość (mg/100 g)

Źródła witaminy C w produktach zwierzęcych[21]

[pokaż]Produkt

Zawartość (mg/100 g)

Rola w organizmie człowieka[edytuj | edytuj kod]

Jest przeciwutleniaczem[30][31]. Aktywuje wiele enzymów[7], ułatwia asymilację żelaza[14][30][32], wpływa na syntezękortykosteroidów[30][31] oraz niektórych neuroprzekaźników[31]. Utrzymuje prawidłowy stan tkanki łącznej[30][33] (jest niezbędny w syntezie kolagenu[14][31][32][33]), wzmacnia dziąsła i zęby, zabija bakterie wywołujące próchnicę zębów[32]. Wzmacnia odporność organizmu na infekcje[14][31][32][33]. Ułatwia gojenie się ran[33]. Stabilizuje psychikę[32]. Bierze udział w przemianach tyrozyny. Ma również wpływ na zachowanie prawidłowego potencjału oksydacyjnego w komórce[potrzebny przypis].

Badania wskazują brak wpływu zażywania witaminy C na ryzyko pojawienia się przeziębienia oraz mały wpływ na czas jego trwania (skrócenie czasu o 14% dla dzieci i 8% dla dorosłych). Wyjątkiem była grupa uczestników maratonów, narciarzy i żołnierzy przebywających w bardzo niskich temperaturach lub poddanych intensywnemu wysiłkowi fizycznemu, u których zaobserwowano 50% zmniejszenie występowania przeziębienia przy zażywaniu 2 g witaminy C dziennie[34].

Rekomendowane spożycie witaminy C dla dorosłego człowieka wynosi od 45 do 90 mg na dobę[35][36]. Organizmy większości zwierząt i roślin wytwarzają ten związek. Wyjątkiem są organizmy ssaków naczelnych (w tym człowieka), świnki morskiej i niektórych gatunków nietoperzy (ze względu na mutację i utratę enzymu: oksydazy L-gulonolaktonowej), którym musi być ona dostarczona z zewnątrz[37].

Skutki niedoboru[edytuj | edytuj kod]

Szkorbut[7][14][30][31][32][33] (krwawienie i owrzodzenie dziąseł, wypadanie zębów)[30][33], kruchość i pękanie naczyń krwionośnych[30][31][32], osłabienie odpornościorganizmu[30][32][33], obrzmiałe i bolesne stawy[30], nieprawidłowe zrastanie się kości, powolne gojenie się ran[31][33].

Zachodnie społeczeństwa spożywają znacznie więcej witaminy C w diecie, niż jest to niezbędne do zapobiegania rozwoju szkorbutu[38].

Na jej niedobór często cierpią palacze tytoniu, stąd charakterystyczne na ich skórze liczne drobne zmarszczki[32].

Skutki nadmiaru[edytuj | edytuj kod]

Kwas askorbinowy nie jest toksyczny, ale przyjmowany w nadmiarze (dawki powyżej 2 g na dobę) może wywoływać dolegliwości żołądka, nudności, biegunkę, wymioty, wysypkę skórną, obniżać odporność po radykalnym zmniejszeniu dawki. Zazwyczaj jednak jego nadmiar wydalany jest z organizmu wraz z moczem.

Ze względu na metaboliczny wpływ witaminy C zaleca się unikanie spożywania większych jej dawek (tj. powyżej 500 mg na dobę) w przypadku występowania lub skłonności do powstawania kamieni nerkowych, w skład których wchodzi szczawian wapnia lub kwas moczowy. Takie samo zalecenie odnosi się też do osób chorujących na takie schorzenia jak hemochromatoza, talasemia i niedokrwistość syderoblastyczna[39][40][41][42][43]. Szacuje się, że ograniczone w czasie dożylne przyjmowanie wysokich dawek witaminy C nie powinno zwiększać ryzyka kamicy[44]. Prospektywna analiza kohortowa z roku 2015 wykazała, że suplementacja witaminy C zwiększa ryzyko wystąpienia kamieni nerkowych u mężczyzn, ale nie u kobiet[45].

Stosowanie wyższych niż zalecane dawek witaminy C w czasie ciąży może być szkodliwe dla płodu. Wysokie dawki tej witaminy, według klasyfikacji FDA ryzyka stosowania leków w czasie ciąży, należą do kategorii C. Oznacza to, że w badaniach na zwierzętach wykazano działanie niepożądane na płód, jednak jej wpływ na ciążę człowieka nie jest potwierdzony w badaniach klinicznych[46].

Suplementacja[edytuj | edytuj kod]

Badania naukowe nad potencjalnymi pozytywnymi skutkami zdrowotnymi suplementacji witaminą C dostarczają sprzecznych wyników. Badanie przeprowadzone przez U.S. Preventive Disease Task Force nie wykazało dowodów na ochronny wpływ suplementacji witaminą C przeciwko rozwojowi chorób układu krążenia i nowotworów[47]. Nie udało się także klinicznie udowodnić wpływu witaminy C na długość życia[48].

Zapobieganie rozwojowi nowotworów[edytuj | edytuj kod]

Badanie z 2013 roku nie wykazało, że suplementacja witaminą C zmniejsza ryzyko rozwoju raka płuc u pacjentów zdrowych oraz znajdujących się w grupie wysokiego ryzyka (palaczy i narażonych na wdychanie włókien azbestu)[49]. Metaanaliza z roku 2014 wykazała słabą zależność pomiędzy suplementacją witaminą C a zmniejszoną zachorowalnością na raka płuc[50]. Kolejna metaanaliza nie wykazała związku witaminy C z ryzykiem zachorowania na raka prostaty[47].

W celu oszacowania wpływu suplementacji witaminą C na zapadalność na nowotwór jelita grubego przeprowadzono dwie metaanalizy. Jedno z badań wykazało słabą zależność pomiędzy konsumpcją witaminy C a zmniejszoną zapadalnością na tę chorobę. Drugie nie wykazało takich zależności[51][52].

Analiza metadanych z 2011 nie potwierdziła, że witamina C zapobiega rozwojowi nowotworów piersi[53], ale kolejne badanie wykazało, że witamina C może mieć związek ze zwiększoną przeżywalnością u pacjentek już chorych[54].

Terapia nowotworów[edytuj | edytuj kod]

Witamina C, podawana dożylnie w formie askorbinianu sodu, wykazuje działanie cytotoksyczne wobec nowotworów i jest wskazywana jako potencjalny lek przeciwnowotworowy. Autorzy uznali wyniki za obiecujące i uzasadniające kontynuowanie badań klinicznych[55][56][57].

Choroby układu krążenia[edytuj | edytuj kod]

Metaanaliza z 2013 roku nie wykazała wpływu suplementacji witaminą C na zmniejszenie ryzyka zawału, wylewu, śmierci w wyniku choroby układu krążenia ani śmierci ogółem[58]. Kolejna analiza wykazała jednak odwrotną zależność pomiędzy witaminą C a ryzykiem wylewu[59].

Metaanaliza 44 badań klinicznych wykazała istotny pozytywny wpływ suplementacji dobowymi dawkami witaminy C powyżej 500 mg na funkcje śródbłonka. Wykazano, że efekt ten był silniejszy u osób o zwiększonym ryzyku zapadania na choroby układu krążenia[60].

Choroby przewlekłe[edytuj | edytuj kod]

Nie wykazano wpływu suplementacji witaminą C na leczenie reumatoidalnego zapalenia stawów[61].

Badania badające wpływ witaminy C na rozwój choroby Alzheimera osiągnęły sprzeczne wyniki[62][63]. Utrzymywanie zdrowego spożycia witaminy C w diecie jest prawdopodobnie istotniejsze niż suplementacja[64].

Badanie efektu spożywania dawek witaminy C przekraczających RDA nie wykazało jej istotnego wpływu na zapobieganie i hamowanie rozwoju zaćmy starczej[65].

Przeziębienie[edytuj | edytuj kod]

Wpływ witaminy C na leczenie przeziębienia był obiektem wielu badań naukowych. Wykazano, że nie jest ona skuteczna w zapobieganiu, czy leczeniu przeziębienia poza szczególnymi przypadkami (zwłaszcza u osób uprawiających intensywnie sport w zimnym otoczeniu)[66][67]. Rutynowa suplementacja witaminą C nie redukuje prawdopodobieństwa zachorowania ani nasilenia przeziębienia w ogólnej populacji, ale może zredukować długość trwania choroby[66][68][69].

COVID-19[edytuj | edytuj kod]

Podanie dużych dawek askrobinianu sodu dożylnie wpływa pozytywnie na przebieg COVID-19 u osób zakażonych SARS-CoV-2. Zauważono lżejszy przebieg choroby i poprawę saturacji, kwestia wpływu na śmiertelność nie jest jasna i wymaga dalszych analiz[70][71][72].

Zastosowanie w przemyśle spożywczym[edytuj | edytuj kod]

Kwas askorbinowy jest przeciwutleniaczem i jako taki jest stosowany w przemyśle spożywczym, podobnie jak jego sole i estry. Symbole stosowane do oznaczenia tych związków:

• E300 – kwas askorbinowy
• E301 – askorbinian sodu
• E302 – askorbinian wapnia
• E303 – askorbinian potasu
• E304 – estry kwasów tłuszczowych i kwasu askorbinowego

  E304(i) – palmitynian askorbylu

  E304(ii) – stearynian askorbylu

• E315 – kwas izoaskorbinowy (erytrobowy).

Historia[edytuj | edytuj kod]

Symptomy szkorbutu opisane zostały po raz pierwszy w relacjach z wypraw krzyżowych. W czasach wielkich odkryć geograficznych (XV–XVI w.) stał się on główną przyczyną śmierci i kalectwa żeglarzy w długich rejsach. Dopiero w roku 1753 szkocki lekarz James Lind odkrył, że chorobie zapobiega i leczy spożywanie soku z owoców cytrusowych[73]. Na początku XX w. odkryto, że świnka morska jest także podatna na tę chorobę i może stanowić model zwierzęcy do jej badań. Umożliwiło to udowodnienie, że rzeczywiście podłożem szkorbutu jest niewłaściwa dieta[74].

Witaminę C wyizolował w 1928 roku węgierski biochemik Albert Szent-Györgyi z bydlęcej kory nadnerczy oraz z soku pomarańczowego i z soku z kapusty, a następnie z papryki. Wykazał, że wyodrębniony związek ma właściwości przeciwszkorbutowe i nadał mu nazwę „kwas heksauronowy” (hexuronic acid). W roku 1933 W.N. Haworth i E.L. Hirst ustalili jego strukturę, a ponadto Haworth oraz niezależnie T. Reichstein i współpracownicy opisali syntezę obu jego enancjomerów. W tym samym roku Szent-Györgyi i Haworth zaproponowali zmianę nazwy związku na „kwas askorbinowy”, aby zobrazować jego właściwości przeciwszkorbutowe[74]. W 1937 obu naukowcom za badania nad witaminą C przyznano Nagrody Nobla[74] – Szent-Györgyi otrzymał ją w dziedzinie fizjologii lub medycyny, a Haworth w dziedzinie chemii.

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

1. ↑ Skocz do: 1 2 3 4 5 Wg danych z USDA Food Composition Databases zawartość witaminy C wynosi ok.:

   wątroba wołowa: 1–2 mg/100 g[26]

   wątroba wieprzowa: 25 mg/100 g[27]

   dorsz: 3,5 mg/100 g[28]

   pstrąg: 2–3 mg/100 g[28]

   mleko krowie: 1,5 mg/100 g[29].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

1. ↑ Skocz do: a b c d Farmakopea Polska IX, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2011, s. 4574, ISBN 978-83-88157-77-6.
2. ↑ Farmakopea Polska VI, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2002, s. 1176, ISBN 83-88157-18-3.
3. ↑ Ascorbic acid, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 54670067 (ang.).
4. ↑ Skocz do: a b c d e L-Kwas askorbinowy (nr A5960) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2011-06-22]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
5. ↑ Kwas askorbinowy (ICSC: 0379) (pol. • ang.) – międzynarodowa karta bezpieczeństwa chemicznego (ICSC), Międzynarodowa Organizacja Pracy.
6. ↑ Kwas askorbinowy (nr A5960) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-22]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
7. ↑ Skocz do: a b c d e Słownik tematyczny. Biologia, cz. 1, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011, s. 21, ISBN 978-83-01-16529-1.
8. ↑ Skocz do: a b c d Manfred Eggersdorfer i współpr.: Vitamins. 10. Vitamin C (l-Ascorbic Acid). W: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Veinheim: Wiley-VCH Verlag, 2005, s. 110–123. DOI: 10.1002/14356007.a27_443. (ang.)
9. ↑ Piotr Król, Witamina C Lewoskrętna - Właściwości - Czy różni się od Prawoskrętnej?, Medicover, 21 czerwca 2018 [dostęp 2020-03-01].
10. ↑ Damian Parol, Lewoskrętna witamina C, 19 czerwca 2016 [dostęp 2020-03-01].
11. ↑ Łukasz Sakowski: Czy lewoskrętna witamina C wyleczy raka, czyli jak szarlatani nabierają ludzi (pol.). CrazyNauka, 2016-10-23. [dostęp 2018-01-31]. [za