WITAMINA C – BIOLOGICZNY MARKER ZDROWIA METABOLICZNEGO

WITAMINA C – BIOLOGICZNY MARKER ZDROWIA METABOLICZNEGO

„…przezwyciężenie inercji i dogmatyzmu skostniałego myślenia wymaga czegoś więcej
niż logika i klarowna prezentacja jednoznacznych dowodów”
Irwin Stone


Witamina C była i jest najczęściej badaną substancją w historii medycyny. Paradoksalnie, wciąż należy do najbardziej lekceważonych substancji, szczególnie w kwestii jej praktycznego zastosowania, mimo ogromnej liczby badań zakończonych oraz będących
w toku.
Na potwierdzenie tej tezy wspomnę tylko, że w największej bazie naukowej na świecie Pubmed (baza ta zawiera ponad 30 milionów cytowań piśmiennictwa biomedycznego
z MEDLINE, czasopism nauk przyrodniczych i książek online), po wpisaniu w wyszukiwarkę hasła „vitamin C” wyświetliło mi… 64 717 artykułów poświęconych tej najsławniejszej
z witamin (stan na 12 kwietnia 2020 roku). Szacuje się, że każdego dnia publikowany jest jeden artykuł dotyczący witaminy C.


TŁO HISTORYCZNE
Kwas askorbinowy (łac. acidum ascorbicum; wzór sumaryczny – C6H8O6), to powszechnie stosowana nazwa witaminy C. Nazwa pochodzi z łaciny, od choroby szkorbut – (łac. scorbutus), która przez wieki dziesiątkowała ludzi (o tym jeszcze wspomnę).
W latach 1927–1933 dr Albert Szent-Györgyi, biochemik pochodzenia węgierskiego, jako pierwszy wyizolował z wyciągów kory nadnerczy, potem z papryki, pomarańczy i kapusty, białą, krystaliczną substancję: kwas askorbinowy, który wykazywał właściwości oksydoredukcyjne (procesy utleniania i redukcji). Określił ten organiczny związek chemiczny mianem kwasu heksuronowego. Za odkrycia dotyczące procesów metabolicznych, a szczególnie za odkrycie i ustalenie budowy chemicznej witaminy C (kwasu askorbinowego) Szent-Györgyi otrzymał w 1937 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny.
W 1932 r. Amerykanie profesor Charles G. King i W.A. Waugh i otrzymali witaminę C z cytryny, a w 1934 r. szwajcarska firma Hoffmann-La Roche  rozpoczęła jej seryjną produkcję. W 1933 roku brytyjscy chemicy Walter Norman Haworth i Edmund Hirst ustalili budowę chemiczną witaminy C, a niezależnie od nich, w tym samym roku, dokonał tego Szwajcar pochodzenia polskiego Tadeusz Reichstein.

I teraz uwaga! Nazwa chemiczna tej prostej cząsteczki organicznej to… 2,3-didehydro-L-treo-heksono-1,4-lakton (tak, można połamać sobie język). Ze względu na strukturę tej cząsteczki, teoretycznie jest możliwe występowanie czterech izomerów kwasu askorbinowego: kwas L-askorbinowy, kwas D-askorbinowy, kwas L-izoaskorbinowy i kwas D-izoaskorbinowy, jednak tylko kwas L-askorbinowy wykazuje aktywne funkcje biologiczne w organizmach żywych. Aktywna witamina C występuje wyłącznie w konfiguracji L. Pod względem aktywności optycznej witamina C skręca płaszczyznę światła spolaryzowanego w prawo, czyli jest to w istocie kwas L(+)-askorbinowy. Popularne, nieprawidłowe określenie „lewoskrętna witamina C” jest wynikiem pomylenia konfiguracji względnej z aktywnością optyczną. Kwas L-askorbinowy oraz jego forma utleniona – kwas L-dehydroaskorbinowy (DHA) to główne dietetyczne formy witaminy C (Moser i Bendich, 1990). Dla jasności i skrócenia tekstu będę wykorzystywał w dalszej części postu termin „witamina C”.

LUDZKA UŁOMNOŚĆ GENETYCZNA
Ludzki organizm w wyniku serii specyficznych mutacji genetycznych (defekt genu kodującego oksydazę L-gulonolaktonu, w skrócie GLO, która jest ostatnim z czterech enzymów ze szlaku syntezy witaminy C), które wystąpiły ok. 40–50 milionów lat temu (o tym bardziej szczegółowo w kolejnym poście o genezie tego defektu), nie potrafi syntetyzować witaminy C, w którą to zdolność wyposażone są organizmy należące do królestwa roślin i zwierząt (poza nielicznymi wyjątkami). Prawie wszystkie ssaki, gady i płazy syntetyzują witaminę C z D-glukozy (w przypadku roślin substratami do syntezy witaminy C są D-galaktoza lub D-mannoza) w stosunkowo wysokiej ilości, a przynajmniej w ilościach odpowiadających dziennemu zapotrzebowaniu. U większości ssaków synteza dokonuje się w wątrobie, co po raz pierwszy eksperymentalnie w ujęciu ilościowym potwierdzili Arthur P. Grollman i Albert L. Lehninger (1957). Organizmy innych zwierząt, głównie gadów i płazów, syntetyzują witaminę C w nerkach (Chatterjee i wsp., 1975). Jak już wspomniałem, zdolności takiej nie mają organizmy ludzi, ale i innych ssaków naczelnych (łącznie z rezusem, makakiem długoogoniastym, lemurem katta i kapucynką czubatą), kawii domowych, czyli gatunku udomowionego gryzonia z rodziny kawiowatych (potocznie nazywanych świnkami morskimi), kapibar, szarańczy, większości nietoperzy, w tym rudawek wielkich (lisów latających, Pteropus giganteus) – jest to największy spośród znanych gatunków nietoperzy, a także niektórych indyjskich ptaków (z rzędu wróblowatych) jak np. bilbil czerwonoplamy. Stąd wynika konieczność dostarczania witaminy C przez ludzi z pożywieniem.
CIEKAWOSTKA 1: Rudawki wielkie, inaczej nazywane indyjskimi nietoperzami owocożernymi, żywią się… no właśnie, owocami bogatymi w witaminę C!
CIEKAWOSTKA 2: Badania wykazały wysoką zawartość witaminy C w tkance mózgowej żółwi błotnych, które wykazują wysoką tolerancję na deficyt tlenu podczas nurkowania.
CIEKAWOSTKA 3: Niezdolność kawii domowych (inaczej świnek morskich) do wytwarzania witaminy C decyduje o ich szczególnej przydatności jako zwierząt doświadczalnych, ponieważ znacznie łatwiej od innych gatunków poddaje się je infekcjom i zatruciom w celach badawczych, a ich reakcje na stres są bardziej zróżnicowane niż u zwierząt wytwarzających witaminę C.
CIEKAWOSTKA 4: Zwierzęta roślinożerne, w tym małpy, odżywiają się głównie roślinami – przyjmują więc w ten sposób relatywnie dużo witaminy C. Linus Pauling (dwukrotny laureat Nagrody Nobla), słynny propagator stosowania wysokich dawek witaminy C, tzw. mega-dawek, rozłożył na czynniki pierwsze dietę małp człekokształtnych i oszacował, że ludzie pierwotni prawdopodobnie dostarczali sobie między 2,5 a 9 gramów witaminy C dziennie (Pauling, 1970).
Według dr Irvina Stone’a zalecane spożycie witaminy C jest ponad 100 razy niższe od naszych rzeczywistych potrzeb, jeśli jako poziom bazowy przyjmiemy ilości witaminy C wytwarzanej każdego dnia przez organizmy innych ssaków (Stone, 1979).
Na przykład szczury wytwarzają 70 mg witaminy C na każdy kilogram masy ciała dziennie. Kiedy szczur znajduje się w sytuacji stresowej, ilość wyprodukowanej witaminy C wzrasta do ok. 215 mg na każdy kilogram masy ciała dziennie (Salomon i Stubbs, 1961). To jednak nie wystarcza do utrzymania stężenia witaminy C u chorego zwierzęcia i wraz ze spadkiem tego stężenia, wydalanie witaminy C z moczem wzrasta dziesięciokrotnie (Armour i wsp., 2001). Wielkość produkcji witaminy C u szczurów odpowiada dawce 5 do 15 gramów dziennie podawanej dożylnie człowiekowi dorosłemu o masie cała 70 kg. Dla porównania, zalecane dziennie spożycie (ang. Recommended Dietary Allowance, RDA) w USA wynosi mniej niż 0,1 g dziennie (w Polsce również), czyli 50 do 150 razy mniej.
Witamina C jest absorbowana z pożywienia w jelitach w 70–95%, w zależności od dawki, przy czym wysokie stężenie cukrów zmniejsza jej wchłanianie (Wilson JX. Regulation of Vitamin C Transport. Annu. Rev. Nutr. 2005; 25: 105–25.)
U człowieka, wstrzyknięcie dożylne witaminy C w dawce odpowiadającej mniej więcej 5 gramom (5000 mg) przywraca jej prawidłowe stężenie w osoczu, ciśnienie krwi oraz perfuzję naczyń krwionośnych i jednocześnie hamuje rozmnażanie się bakterii. Poza szczurami, wiele innych gatunków również zwiększa produkcję witaminy C w sytuacjach stresowych (Conney i wsp., 1961).
CIEKAWOSTKA: Średnią dawkę śmiertelną (ang. Median Lethal Dose, LD50; oznacza ona średnią dawkę substancji, która powoduje śmierć 50% badanych organizmów) dla witaminy C na podstawie badań na szczurach szacuje się na 11,9 g/kg masy ciała, co dla człowieka o masie ciała 70 kg wynosi ponad 800 g, lecz nigdy nie stwierdzono przypadku zgonu po spożyciu witaminy C.
Naukowcy szybko zaobserwowali, że świnki morskie oraz przedstawiciele ssaków naczelnych (łącznie z człowiekiem) wykazują szczególną skłonność do bardzo wielu klinicznych objawów w warunkach zagrożenia życia i chorób zakaźnych, takich jak gruźlica, błonica (inaczej dyfteryt) oraz choroba Heinego-Medina. Jest też jasne, że eksperymentalne wywołanie szkorbutu, który de facto oznacza stan przedśmiertny (ang. scurvy – awitaminoza, choroba wywołana niedoborem witaminy C, inaczej „gnilec”), jest możliwe jedynie u takiego zwierzęcia jak świnka morska, która jest niezdolna do wytwarzania witaminy C w swoim organizmie, bądź u innego gatunku wytwarzającego tę substancję w niewielkich ilościach. U człowieka szkorbut rozwija się po ok. 70 dniach braku spożycia witaminy C.
CIEKAWOSTKA HISTORYCZNA:
W klasycznej i w pełni rozwiniętej postaci szkorbut jest chorobą bolesną, bezlitosną i zawsze śmiertelną. Do lat 80. XIX wieku choroba ta siała spustoszenie wśród wczesnych podróżników morskich odbywających dalekie rejsy. Podczas długich podróży żeglarze odżywiali się głównie ciastkami, soloną wołowiną i wieprzowiną, a także… pili spore ilości rumu. Jak łatwo się domyślić, produkty te zawierały bardzo małe ilości witaminy C. Pomiędzy 9 lipca 1497 roku a 30 maja 1498 roku portugalski nawigator Vasco da Gama odbył dwie morskie ekspedycje odkrywcze wokół Afryki do Indii, żeglując z Lizbony do Kalkuty. Podczas tej wyprawy 100 ze 160 członków jego załogi zmarło z powodu szkorbutu. W roku 1577 znaleziono dryfujący na Morzu Sargassowym (na obszarze tego morza znajduje się słynny Trójkąt Bermudzki) hiszpański galeon z martwą załogą – wszyscy umarli na szkorbut. Szkorbut często występował też u żołnierzy w wojsku lub w kompaniach, w miastach podczas oblężenia oraz w więzieniach i przytułkach. Szkorbut był również plagą wśród kalifornijskich kopaczy złota 175 lat temu i kopaczy złota na Alasce 125 lat temu. Historia badań nad witaminą C sięga połowy XVIII w., kiedy to w 1747 r. szkocki lekarz James Lind potwierdził w wyniku badań klinicznych, że sok z cytryny i limonki zapobiega występowaniu szkorbutu u marynarzy. Po wprowadzeniu nowych zaleceń dietetycznych dla Brytyjskiej Królewskiej Marynarki Wojennej, jej marynarzy pogardliwie przezywano limeys – „limeciarzami”. Jednak dzięki tej dyrektywie marynarze Royal Navy nie byli nękani objawami szkorbutu: krwawieniem z dziąseł, wypadaniem zębów, bólami mięśniowymi i trudno gojącymi się ranami (Carpenter KJ. History of Scurvy and Vitamin C. Cambridge 1988).
Dr Irving Stone ukuł termin „hipoaskorbemia” na określenie bezobjawowego niedoboru witaminy C. Twierdził też, że szkorbut jest nie tylko chorobą wynikającą z niedoboru, ale również pewną dysfunkcją metabolizmu.
KTO Z WAS MA PSA LUB KOTA?
Chatterje i wsp. (1975) zbadali zdolność różnych gatunków zwierząt do samodzielnego wytwarzania witaminy C. Okazało się, że wśród ssaków szczególnie duże jej ilości wytwarzają kozy, których organizmy produkują 13 razy więcej tej substancji niż organizmy psów i kotów. Wszystkie dzikie zwierzęta poddane temu badaniu wytwarzały co najmniej 4-krotnie więcej witaminy C niż psy i koty. Może to być jeden z głównych czynników, z powodu których te popularne zwierzęta domowe zapadają często na wiele chorób prześladujących ich właścicieli (są to głównie choroby układu krążenia i nowotwory).
Psy i koty są ogólnie zdrowsze od ludzi (ich dzienna produkcja witaminy C to odpowiednik 2,5 g u ludzi), lecz ich ograniczona zdolność do syntezy witaminy C manifestuje się w starszym wieku, kiedy kumulują się stresy toksykologiczne skutkujące chorobami niewystępującymi u dzikich zwierząt. Może właśnie dlatego mój Shih Tzu tak gustuje w jabłkach i kiwi ;-) Nawet królik, wytwarzający około 5 razy więcej witaminy C niż pies lub kot, może zapaść w stan niedożywienia przejawiający się symptomami bardzo podobnymi do objawów szkorbutu u ludzi. Nietrudno zatem zrozumieć, że warunki zwiększonego zapotrzebowania na witaminę C, takie jak poważne infekcje, mogą doprowadzić do klinicznego szkorbutu nawet u syntetyzujących ją zwierząt.
CIEKAWOSTKA: Dorosła koza wytwarza dziennie 13 000 mg witaminy C w celu podtrzymania optymalnego stanu zdrowia, kiedy nie jest ono zagrożone przez czynniki zewnętrzne (Stone, 1979). W obecności takich czynników jak infekcje i toksyny zwierzę to wytwarza dziennie aż 100 000 mg witaminy C!!!
Niektórzy badacze, np. Levine (1986) twierdzą, że określenie optymalnego zapotrzebowania ludzkiego organizmu na tę witaminę jest bardzo trudne, jednak niewielu z nich uważa, że aktualnie zalecane dawki odpowiadają choćby w przybliżeniu naszym potrzebom…
Jestem świadomy tego, że większość osób najbardziej interesują porady praktyczne. Dlatego wnioski aplikacyjne dotyczące zapotrzebowania, dawkowania, najlepszej formy przyjmowania witaminy C itd., przedstawię w odrębnym poście.