آسکوربیک اسید (ویتامین سی)

آسکوربیک اسید (ویتامین سی)

1-مقدمه

ویتامین C که به عنوان اسید اسکوربیک و آسکوربات نیز شناخته می شود، ویتامینی است که در غذاهای مختلف یافت می شود و به عنوان مکمل غذایی فروخته می شود. برای پیشگیری و جهت درمان اسکوربوت(یا اسکوروی) استفاده می شود. ویتامین C یک ماده ضروری برای بدن است که در فرایند های ترمیم بافت، تشکیل کلاژن و تولید آنزیم های انتقال دهنده های عصبی نقش دارد و همچنین این ماده برای بهبود عملکرد چندین آنزیم مورد نیاز است و برای عملکرد سیستم ایمنی ترکیبی مهم است. همچنین این ترکیب به عنوان یک آنتی اکسیدان نیز عمل می کند. بیشتر حیوانات قادر به سنتز ویتامین C خود هستند، اگرچه انسان ها، میمون های بزرگ و کوچک دیگر،بیشتر خفاش ها، برخی جوندگان و برخی حیوانات دیگر باید آن را از منابع غذایی دریافت کنند.

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد استفاده منظم از مکمل‌ها ممکن است مدت سرماخوردگی را کاهش دهد، اما به نظر نمی‌رسد از عفونت جلوگیری کند. مشخص نیست که آیا این مکمل بر خطر سرطان، بیماری قلبی عروقی یا زوال عقل تأثیر می گذارد یا خیر. این ویتامین می تواند از راه خوراکی یا تزریقی مصرف شود. ویتامین C به عنوان یک داروی عمومی ارزان قیمت و بدون نسخه در دسترس است. غذاهای حاوی ویتامین C عبارتند از مرکبات، کیوی، گواوا، کلم بروکلی، کلم بروکسل، فلفل دلمه ای و توت فرنگی. نگهداری طولانی مدت یا پختن ممکن است محتوای ویتامین C در غذاها را کاهش دهد.

2-تاریخچه

در سفر 1497 واسکو داگاما، اثرات درمانی مرکبات شناخته شد اما ویتامین C در سال 1912 کشف شد، در سال 1928 جداسازی شد و در سال 1933 اولین ویتامینی بود که به صورت شیمیایی تولید شد. برای کشف آن، آلبرت زینت گیورگی و والتر نورمن هاورث به ترتیب جوایز نوبل 1937 در فیزیولوژی و پزشکی و شیمی را دریافت کردند. 

3-کاربردها

بیشترین کاربرد ویتامین C مربوط به مسائل پزشکی و درمانی و داروسازی است که در اینجا به آنها می پردازیم. 
ویتامین C نقش قطعی در درمان اسکوربوت که بیماری ناشی از کمبود ویتامین C است، دارد.  بیماری اسکوربوت ناشی از کمبود ویتامین C است و می‌توان با غذاهای حاوی ویتامین C یا مکمل‌های غذایی از آن پیشگیری و درمان کرد. حداقل یک ماه طول می‌کشد که ویتامین C مصرف شود تا علائم بهبودی ظاهر شوند. 

ویتامین C به راحتی در غلظت‌های بالا در سلول‌های ایمنی پخش می‌شود، دارای فعالیت‌های ضد میکروبی و سلول‌های کشنده طبیعی است، تکثیر لنفوسیت‌ها را تقویت می‌کند و به سرعت در طول عفونت مصرف می‌شود، اثراتی که نشان‌دهنده نقش برجسته در تنظیم سیستم ایمنی است. 
یک بررسی سیستماتیک در سال 2017 غلظت ویتامین C کمتری را در افراد مبتلا به اختلال شناختی، از جمله بیماری آلزایمر و زوال عقل، در مقایسه با افراد با شناخت طبیعی نشان داد. با این حال، آزمایش شناختی بر آزمون وضعیت ذهنی کوچک، که تنها یک آزمون کلی شناختی است، متکی بود، که نشان‌دهنده کیفیت پایین کلی پژوهش در ارزیابی اهمیت بالقوه ویتامین C بر شناخت در افراد عادی و آسیب‌دیده است. مروری بر وضعیت مواد مغذی در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر، ویتامین C پلاسما کم، اما سطوح پایین فولات، ویتامین B12 و ویتامین E در خون را گزارش کرد.

4-واکنش ها

واکنش های تعادلی اسید اسکوربیک  (AscH 2) این می تواند به تدریج الکترون ها و پروتون ها را آزاد کند و در نهایت به فرم اکسید شده (Asc) ، دهیدروآسکوربیک اسید (DHA) برسد. این فرایند در محلول های آبی به صورت مونوهیدرات وجود دارد.

5-روش تولید

اکثر جانوران و گیاهان قادر به سنتز ویتامین C از طریق توالی مراحل آنزیمی هستند که مونوساکاریدها را به ویتامین C تبدیل می‌کنند. در گیاهان، این از طریق تبدیل مانوز یا گالاکتوز به اسید اسکوربیک انجام می شود. در حیوانات، ماده اولیه تولید این ترکیب گلوکز است. در برخی از گونه هایی که آسکوربات را در کبد سنتز می کنند (از جمله پستانداران و پرندگان )، گلوکز از گلیکوژن استخراج می شود. سنتز آسکوربات فرآیندی است که به گلیکوژنولیز وابستگی دارد. در جانورانی که نمی توانند ویتامین C را در بدن خود تولید کنند، آنزیم ال-گولونولاکتون اکسیداز (GULO) که آخرین مرحله بیوسنتز را کاتالیز می کند، به شدت جهش یافته و غیرعملکردی است.
بیوسنتز اسید اسکوربیک در مهره داران با تشکیل اسید UDP-گلوکورونیک شروع می شود. اسید UDP-گلوکورونیک زمانی تشکیل می شود که UDP-گلوکز تحت دو اکسیداسیون قرار می گیرد که توسط آنزیم UDP-گلوکز 6- دهیدروژناز کاتالیز می شود. UDP-گلوکز 6-دهیدروژناز از کوفاکتور  NAD+ به عنوان گیرنده الکترون استفاده می کند. ترانسفراز UDP-گلوکورونات پیروفسفوریلاز یک UMP را حذف می کند و گلوکورونوکیناز با کوفاکتور ADP فسفات نهایی را که منجر به اسید d-گلوکورونیک می شود حذف می کند. گروه آلدئیدی این ترکیب با استفاده از آنزیم گلوکورونات ردوکتاز و کوفاکتور NADPH به الکل اولیه کاهش می یابد و اسید L-گولونیک تولید می شود. به دنبال آن تشکیل لاکتون ( با استفاده از هیدرولاز گلوکونولاکتوناز ) بین کربونیل در C1 و گروه هیدروکسیل در C4 انجام می شود. سپس l-Gulonolactone با اکسیژن واکنش می دهد و توسط آنزیم  L-gulonolactone oxidase )که در انسان و سایر پستانداران هاپلورینی غیرعملکردی است، به شبه ژن های واحد مراجعه کنید) و کوفاکتور  FAD+ کاتالیز می شود. این واکنش 2-oxogulonolactone (2-keto-gulonolactone) تولید می کند که به طور خود به خود تحت انولیزاسیون قرار می گیرد و اسید اسکوربیک را تشکیل می دهد.

به طور غیر طبیعی ویتامین C از دو طریق اصلی از گلوکز تولید می شود. فرآیند رایششتاین که در دهه 1930 توسعه یافت که از یک پیش تخمیر منفرد و به دنبال یک مسیر کاملا شیمیایی استفاده می‌کند. فرآیند تخمیر دو مرحله ای مدرن، که در اصل در چین در دهه 1960 توسعه یافت، از تخمیر اضافی برای جایگزینی بخشی از مراحل شیمیایی بعدی استفاده می کند. فرآیند رایششتاین و فرآیندهای تخمیر دو مرحله ‌ای مدرن از سوربیتول به عنوان ماده اولیه استفاده می‌کنند و با استفاده از تخمیر آن را به سوربوز تبدیل می‌کنند. سپس فرآیند تخمیر دو مرحله ‌ای مدرن، سوربوز را از طریق یک مرحله تخمیر دیگر به اسید ۲-کتو-ال-گولونیک KGA) ) تبدیل می‌کند و از یک واسطه اضافی اجتناب می‌کند. هر دو فرآیند تقریباً 60٪ ویتامین C را از خوراک گلوکز تولید می کنند

6-تحقیقات جدید

همانطور که در بالا اشاره شد, مهم ترین واکنش ها و کاربردهای ویتامین C مربوط به بخش پزشکی و درمانی است. از همین رو مقاله ای با عنوان " بررسی تاثیر محلول ویتامین ث برگرانولاسیون زخم" در نشریه پوست و زیبایی به چاپ رسیده است.

7-روش نگهداری

این ماده چه در حالت مایع و چه در حالت جامد به شدت به دما حساس است و در گرما خاصیت خود را از دست می دهد در نتیجه نبایستی این ماده را در نور مستقیم خورشید و گرمای مستقیم قرار داد.

8-ایمنی

به علت آنکه ویتامین C یک ویتامین محلول در آب است، با مصرف زیاد و اضافی آن، خیلی جذب نمی شود، و مازاد آن در خون به سرعت از طریق ادرار دفع می شود، بنابراین سمیت حاد بسیار پایینی از خود نشان می دهد. بیش از دو تا سه گرم ممکن است باعث سوء هاضمه شود، به خصوص زمانی که با معده خالی مصرف شود. با این حال، مصرف ویتامین C به شکل آسکوربات سدیم و آسکوربات کلسیم می تواند این اثر را به حداقل برساند. سایر علائم گزارش شده برای دوزهای زیاد شامل حالت تهوع، گرفتگی عضلات شکم و اسهال می باشد. این اثرات به اثر اسمزی ویتامین C جذب نشده در عبور از روده نسبت داده می شود. در تئوری، مصرف زیاد ویتامین C ممکن است باعث جذب بیش از حد آهن شود.ویتامین C به طور کلی به خوبی در بدن تحمل و سپس دفع می شود اما دوزهای زیاد آن ممکن است باعث ناراحتی گوارشی، سردرد، مشکلات خواب، و برافروختگی پوست شود.