《臨床營養(yǎng)學(xué)》 5.12　維生素C

5.12.1　結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

維生素C又名抗壞血酸（Ascorbic　acid,VC）,為水溶性的，不易溶于乙醇，不溶于脂溶劑中。維生素C在抗壞血酸作用下脫氫，轉(zhuǎn)化為脫氫抗壞血酸（DHVC）（圖5-33）。

圖5-33　維生素C的構(gòu)造式及其氧化還原

許多動物能合成維生素C。人、猴及豚鼠不能合成，需要從外界攝取，它很容易氧化，加熱、暴露于空氣中，堿性溶液及金屬離子Cu2＋、Fe3＋,都能加速其氧化。維生素C氧化為DHVC，這一反應(yīng)為可逆的，因此在體內(nèi)形成氧化還原系統(tǒng)，然后再由DHVC氧化到二酮古洛糖酸(dikotogulonicacicd),草酸等。

5.12.2　代謝

維生素C在體內(nèi)的保存率與劑量有關(guān)，劑量有關(guān)，劑量愈小，在體內(nèi)保存率愈高，可以完全不從尿排出。攝取100mg,可以完全保留在體內(nèi)。180mg時保留76%，1.5g,保留50%，大劑量時未被吸收者殘留在腸內(nèi)，影響滲透壓，可引起腹瀉。維生素C已飽和者注射1g維生素C，收集24h尿，測定其生物半衰期為337h，24h內(nèi)排出劑量的83%，其中84%為維生素C，其他為維生素C硫酸酯及草酸。在正常情況下，維生素C體庫為1500mg，其大小不隨身體大小而變化，分布在體內(nèi)水溶液部分，以腎上腺、胰、脾、唾液及睪丸的濃度最高。維生素C缺乏時，濃度下降，豚鼠每日給予25及250mg維生素C，腎上腺及腦下垂體濃度上升，其他組織濃度不變，有些報告也認(rèn)為組織及眼球維生素C，腎上腺及腦下垂體濃度上升，其他組織濃度不變，有些報告也認(rèn)為腦組織及眼球維生素C濃度劑量上升，在腦中以濃度為最高。

當(dāng)大量的維生素C攝入后，體庫飽和，從尿中的排出，在血漿維生素C濃度低時，腎小管可將其吸收，血漿濃度升高到1.4mg%，腎小管不再吸收，以防止血漿濃度再上升，從尿中排出。Ginter認(rèn)為最大的體庫，應(yīng)為所有組織達(dá)到飽和狀態(tài)，每日300～600mg，即可達(dá)到這種水平，體庫存為5g。尿中主要排出物除維生素C、DHVC外，尚有維生素C通過血腦屏障礙有關(guān)，游離維生素C能不迅速通過。人類維生素C的排出途徑主要為尿，大便中維生素C及通過呼吸道（以CO2形式）排出均甚少。豚鼠但從尿中排出，也可從腸道及呼吸道中排出，說明豚鼠可以將維生素C完全氧化分解。

5.12.3　生理功能

（1）氧化還原作用　在生物體內(nèi)，維生素C/DHVC的氧化還原反應(yīng)與巰基（——SH）/雙硫鍵（——S——S）系統(tǒng)相聯(lián)系。因此維生素C可使體內(nèi)——SH水平提高。維生素C在體內(nèi)可能有清除自由基的作用，有些化學(xué)物質(zhì)對機(jī)體的損害，都涉及到自由基的作用，如氧、臭氧、二氧化氮、灑精、四氯化碳及抗癌藥中的阿拉霉素對心臟的損傷。維生素C作為體內(nèi)水溶性的抗氧化劑，可與脂溶性抗氧化劑有協(xié)同作用，可能在防止脂類過氧化作用上起一定的作用、人眼晶體在光的作用下，也可產(chǎn)生O2的自由基，可能為白內(nèi)障產(chǎn)生的原因。這些自由基在正常情況下為體內(nèi)抗氧化劑如維生素C、麥胱甘肽所清除、所以大量的維生素C可以阻止這種過氧化作用的破壞。

（2）維生素C對結(jié)締組織的影響　維生素C對結(jié)締組織中膠原蛋白及基質(zhì)中酸性粘多糖的合成都有影響。

①維生素C與膠原蛋白合成的關(guān)系：成纖維細(xì)胞合成的肽鏈中，部分脯氨酸及賴氨酸須分別經(jīng)脯氨酸羧化酶及賴氨酸羧化酶的作用轉(zhuǎn)變?yōu)轸雀彼峒棒荣嚢彼幔@類酶需要α-酮戊二酸、氧、Fe2＋等因素的參加，維生素C不參與反應(yīng)，它能使酶Fe2＋復(fù)合體中的鐵保持2價。維生素C缺乏對快速生長的膠原組織，如傷口命愈合等有明顯的影響。

②維生素C與膠原蛋白合成的關(guān)系：維生素C對透明質(zhì)酸有氧化還原解聚作用。維生素C作用為分解透明質(zhì)酸與蛋白質(zhì)結(jié)合的大分子，因而增加皮膚的滲透性。維生素C也是影響硫酸軟骨至少的形成，兔子喂以膽固醇飼料后，注射維生素C者主動脈基質(zhì)中硫酸肝素及硫酸軟骨素-4，都比注射生理鹽水者要高，維生素C硫酸酯可能與體內(nèi)硫酸化有關(guān)。

（3）維生素C與某些藥物代謝的關(guān)系

①維生素C對肝微粒體酶系統(tǒng)的影響；一些脂溶性藥物在肝微粒體酶系統(tǒng)作用下，進(jìn)行羧基化及去四基化，成為極性化合物后，易于從膽汁及尿中排出解毒。有機(jī)氯殺蟲劑能透發(fā)微粒體酶活力。但此酶系統(tǒng)對維生素營養(yǎng)情況反應(yīng)比較敏銳。維生素C缺乏的程度尚未達(dá)到體重下降時，微粒體中羥基化酶系統(tǒng)的活力已下降，其中以細(xì)胞色素還原酶的減少最多，約減85%，補(bǔ)充維生素C后，組織中維生素C量在較短時間內(nèi)恢復(fù)正常，但酶活力恢復(fù)較慢。

②對組胺的作用：維生素C影響組胺的分解代謝，因此有去組胺的作用。當(dāng)喂豚鼠以無維生素C飽粒時，組織中維生素C水平降低而組胺水平上升。缺乏維生素C10～12日，組胺水平達(dá)到高峰，并維持此量，但若給以一次維生素C5mg·100g體重-1的劑量，可使組胺下降到正常水平。在一些應(yīng)激情況下[如給以某種藥物，毒素，冷（6±1℃）、熱（39±1℃）環(huán)境，懷孕及燒傷等]，若不給以維生素C，血中組胺上升（約為110～160ng·ml-1）,但給予維生素C5mg·100g體重-1，組胺水平不上升（70ng/ml）。組胺有一定血管擴(kuò)張作用，因而可增加血管的滲透作用。

③防止聯(lián)苯胺、萘胺及亞硝鹽的致癌作用：合成4-氨基聯(lián)苯胺及2-萘胺的工人易患膀胱癌。因而懷疑這些物質(zhì)的代謝產(chǎn)物，如鄰羧或羥胺基的化合物，在尿中可能為膀胱的致癌物質(zhì)，食物中色氨酸某些代謝產(chǎn)物，移植于小鼠膀胱中，也容易生癌。這些代謝物質(zhì)容易氧化生成致癌物質(zhì)，但若同時有一定量維生素C存在時，可以阻止其氧化。例如將羧基β苯胺的飽和溶液保溫2h，可迅速氧化，但與20mg%維生素C一起保溫，可以防止其氧化。如每人每日攝取量300mg時，尿中維生素C含量為4～Ｃ5mg%，可防止這些代謝物氧化。

眾所周知，亞硝胺對動物有致癌作用，加工臘腸添加亞硝酸鹽以使其色紅，食物中的硝酸鹽經(jīng)過微生物作用可產(chǎn)生亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可以與仲或叔胺作用，在胃中形成亞硝胺，這類物質(zhì)有致癌作用。在食物添加劑及殺劑中常含有這些胺類。維生素C可與胺競爭，與亞硝酸鹽作用，因而阻止亞硝胺的產(chǎn)生。但它須與亞硝酸鹽同時存在于胃中，其濃度唯分子量計(jì)，應(yīng)為亞硝酸鹽的2倍。

④與芳香族氨基酸代謝的關(guān)系：酪氨酸為非必需的氨基酸，可以由苯丙氨酸羥化轉(zhuǎn)變而來。這個羧化過程中需要四氫喋啶參加，但逐漸氧化失去作用，維生素C及NADPH將其還原，恢復(fù)其作用。

酪氧酸在分解代謝中，先經(jīng)氨基轉(zhuǎn)換酶作用變成對羧基丙酮酸，再變?yōu)槟蚝谒?，在些過程中有羧基化步驟，需要β-羧基丙酮酸氧化酶及其他因素，如O2、α-酮戊二酸、Fe2＋。維生素C為維持Fe2還原為狀態(tài)。酪氨酸量少，維生素C缺乏時也可以進(jìn)行分解代謝，但酪氨酸大量時，則需要維生素C。

體內(nèi)一些具體生理作用的兒茶酚胺，由酪氨酸轉(zhuǎn)變而來，酪氨酸羧基化變?yōu)槎喟?，然后去羧基變成多巴胺，再羧化為去甲基腎上腺素，再甲基化變化腎上腺素。維生素C營養(yǎng)狀況與這些羧基化作用有關(guān)。維生素C攝取正常量時，其酪氨酸羧化酶（腎上腺、肝、腦中者）的活力約為缺乏組織的2～4倍。但在體外試驗(yàn)維生素C不能促進(jìn)其活力。維生素C促進(jìn)酪氨酸及色氨酸的羧基化作用與促進(jìn)苯丙氨酸羧基化的作用機(jī)理是一樣的。都是把在羧基化過程中，被氧化的喋啶還原成四氫喋啶。多巴胺轉(zhuǎn)變成去甲腎上腺素需要的多巴-β-羧化酶。氧、維生素C、延胡索酸為輔助因素。多巴-β羧化酶是一個含銅蛋白，銅必須為Cu2＋，而在羧基化過程中Cu2＋→Cu2＋，維生素C將基還原成Cu2＋。。

⑤維生素C對環(huán)磷腺苷（cAMP）的作用：維生素C可使cAMP值增高，由于它能抑制磷酸二酯酶的作用，維生素C與cAMP有相似的結(jié)構(gòu)，兩者可競爭磷酸二酯酶上的作用點(diǎn)。如果二者所占的位置已達(dá)飽和，則互相競爭。當(dāng)維生素C血漿濃度達(dá)到10-4mol（相當(dāng)于2mg%），能阻止化酶對cAMP的分解作用。cAMP與cAMP結(jié)構(gòu)也相似，也有競爭作用，所以維生素C增加時，占用了一部分磷酸二酯的作用點(diǎn)，以致cAMP與cAMP也競爭，而有拮抗作用。

（4）維生素C對心血管系統(tǒng)的作用　心肌維生素C含量很少，但血管豐富，維生素C可由白細(xì)胞供給，心肌梗塞病人，在發(fā)作后12h內(nèi)，白細(xì)胞中維生素C降到低水平。大劑量注射維生素C可降低急性克山病人的死亡率。將患過心肌梗塞病人（40人）分成三組，一組不補(bǔ)充維生素C，第二組補(bǔ)充1g維生素C，第三組補(bǔ)充2g維生素C，試驗(yàn)期計(jì)共計(jì)6個月。第二組血清維生素C上升，但血纖維蛋白溶解能力及血中脂類無改變。第三組血脂類無改變。第三組血清維生素C上升96%，血維生素溶解能力增加45%，血小板聚集指數(shù)下降27%，膽固醇下降12%，β-脂蛋白（LDL）下降，HDL上升。但停止供應(yīng)后，又恢復(fù)到以前的水平。國內(nèi)外一些作者都觀察到長期維生素C供應(yīng)不足，雖可豚鼠體重，但在主動脈及心臟動脈壁有明顯粥樣硬化病變。有些作者還觀察到這些缺乏動物，血、肝及皮膚內(nèi)膽固醇的含量都顯著高于維生素C正常供應(yīng)者，飼以高脂（膽固醇）飼料的豚鼠的組織中，膽固醇的含量也以維生素C缺乏都多，而給大劑量維生素C者（每日50mg）較低。因此，認(rèn)為維生素C影響膽固醇的7位羧基化，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槟懰岬哪芰p少，不能阻止膽固醇分解及排出，而使其在體內(nèi)積累。但有些文獻(xiàn)報告使用大劑量維生素C不能降低血膽固醇。

5.12.4　來源

新鮮植物中維生素C較多，由于植物中的有機(jī)酸及其他抗氧化劑可以保護(hù)它免于破壞。在烹調(diào)與儲存過程中容易損失，新鮮土豆，維生素C含量較多，儲存4個月，僅剩4個月，僅剩1/2量，綠葉蔬菜更易損失，菠菜儲存2日后，損失2/3。中國的烹調(diào)方法，其保存率在50～70%。其酯類衍生物比較穩(wěn)定。6位棕櫚酸酯用于抗油脂氧化。維生素C磷酸酯雖為水溶性者，在中性及堿性溶液中穩(wěn)定，不被Cu2＋、Fe2＋等離子所破壞，甚至在烘烤過程中也不被破壞，又無毒性，具有與維生素C相同的生物的活性，可作為強(qiáng)化食品用。

維生素C以藥片方式補(bǔ)充的效果比從膳食中攝取者的效果要差一些，組織中維生素C濃度要小一些。由于組織對維生素C攝取量有限，多次服用的效果比一次口服同樣劑量的效果要好。

5.12.5　需要量及大劑量的副作用

根據(jù)英國的試驗(yàn)維生素C最低需要量為每日10mg，可預(yù)防壞雨血病的發(fā)生，但對于供應(yīng)量的意見分歧較大。有人認(rèn)為體庫為1500mg，每日轉(zhuǎn)換率為3%，供應(yīng)量應(yīng)為45mg。我國曾對56名維生素C營養(yǎng)情況不良青年進(jìn)行10周不同維生素C劑量的補(bǔ)充，測定血漿、白細(xì)胞及尿維生素C濃度。根據(jù)這三個指標(biāo)，供應(yīng)量為70mg，可以保證機(jī)體維生素C營養(yǎng)比較充裕，血漿維生素C約為0.8mg%，白細(xì)胞維生素C28mg以上，尿排出量不高，機(jī)體能充分利用，浪費(fèi)較少。

由于上述的維生素C的一引起生理功能，臨床上有時使用大劑量維生素C。人體服用后，副作用不大。有人認(rèn)為草酸為維生素C代謝的產(chǎn)物，從尿中排出，可能與鈣生成草酸鈣而形成尿結(jié)石，但維生素C攝取量低于4g時，尿中草酸量并不增加、此或由于維生素C排出量增多時，使尿的酸性增加，則草酸鈣溶解度易形成這二種結(jié)石，也易激發(fā)痛風(fēng)。在體外試驗(yàn)時未加鹽酸，尚不能說明胃中的情況。在各類型的維生素B12中，只有水鈷胺素可被維生素C破壞，但它在生物體內(nèi)含量不多，所以維生素C對維生素B12影響，在體內(nèi)不很大。但在某些疾病時，水鈷胺素為儲存的主要形式，維生素C可能對維生素B12有不利的影響。動物吃高糖飼料時，大劑量維生素C使血。尿及肝中DHVC含量明顯增加，可導(dǎo)致動物死亡。大量注射DHVC，使胰島上的β-細(xì)胞退化，血糖增高。吃高谷類膳的人，給予大劑量維生素C后，也可使血中DHVC增加。膳食中以蛋白質(zhì)代替一部分糖時（如15%酪蛋白膳），則無此現(xiàn)象，所以吃普通膳食時，無此副作用。

大劑量維生素C可能增加機(jī)體對維生素E的需要量。人服用5～10g維生素C時，不能吸收，由便排出，以致惡心嘔吐。聚驟然停服大劑量，體內(nèi)代謝仍停留在高水平，較快地將儲存量用光。若母鼠在懷孕及哺乳期都給予大劑量維生素C，子鼠斷乳后，喂無維生素C飼料，維生素C缺乏癥狀及死亡的出現(xiàn)時間比一般豚鼠要早一些。所以若停服維生素C或減低劑量時，應(yīng)當(dāng)逐漸地減少，使機(jī)體有適應(yīng)過程。