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生命中的化学元素
1.6.2.8 4-2-8 维生素C
4-2-8 维生素C

1.维生素C的结构和性质

维生素C是单糖的衍生物,它是葡萄糖第6碳原子上的羟基被氧化成羧基所形成的糖酸,因此称为6-碳糖酸,即抗坏血酸,最早在1907年由挪威化学家霍尔斯特(Axel Holst)在柠檬汁中发现。1928年匈牙利生物化学家圣乔尔吉(Albet Szecnt-Gyorgi)成功地从卷心菜中分离出能攻克坏血症的关键物质,并发现这种物质与从柠檬汁中得到的结晶物质一样,即命名为抗坏血酸,即维生素C,圣乔尔吉因此获得诺贝尔奖。

在生物体内,抗坏血酸在抗坏血酸酶的作用下,脱去氢,转化为脱氢抗坏血酸。抗坏血酸在细胞内的作用与细胞的羟基化作用有关,还很可能跟它的氧化还原有关。抗坏血酸的化学结构式和氧化还原反应如图4-26所示。

图4-26 抗坏血酸与脱氢抗坏血酸

尽管人体内有着充足的葡萄糖,但人体仍不能自身合成维生素C,哺乳动物中灵长类的体内以及某些蝙蝠也不能合成它。如果食物中缺乏维生素C,就出现坏血病,表现为毛细管脆弱、皮肤上出现小血斑、牙龈发炎出血、牙齿动摇等。维生素C溶解在水中时很容易氧化。水果切开后逐渐转成褐色,蔬菜炒得过熟时变黑,都显示有维生素C被氧化。生食蔬菜水果可以摄取最多的维生素C。

人体的软骨、血管内皮、纤维组织的胶质都需要抗坏血酸的保护,一旦缺乏,细胞间质就会减少,细胞变脆,引起出血。维生素C能促进胶原质的形成。胶原质是由两种氨基酸,即赖氨酸和脯氨酸组合成的高聚合分子。缺乏维生素C时,会降低脯氨酰羟化酶的活性,而该酶能促进胶原蛋白和黏多糖的合成。胶原质强度不足,则所有的器官组织都减弱而产生各种疾病,最严重的时候就成为坏血病。正常人的血管壁细胞,由于有胶原质填塞所以能排列整齐,并确保其严密性。当缺乏维生素C时,血管组织的严密性受到损害,血管壁变脆,只要外界稍加压力,血液即自行渗出,易发生皮下、齿龈、骨膜下及肠出血等症状,这就是坏血病最表面的现象。所以,要维持身体的健康,必须经常摄取足够的维生素C。

眼睛中的晶体和视网膜都含有高浓度的维生素C。缺乏维生素C时,晶体中的胶原质就会失去透明性而产生白内障。在人体的血浆内,抗坏血酸的浓度为23~85微摩尔/升。在长期缺乏维生素C的情况下,血管的组织减弱,因此会导致各种心脏和血管的疾病。为了防止冠状动脉渗血及破裂,血管就会自行修补而加厚血管使血管硬化,同时沉积胆固醇来堵塞渗血的漏洞从而使血管阻塞。

2.维生素C的其他功能

(1)维生素C与芳香族氨基酸的代谢有密切关系。

(2)胶原质和黏多糖(骨基质的主要成分)的合成过程需有维生素C参加。

(3)帮助食物中的铁、钙、磷这类矿物质在小肠内被吸收。

(4)有抗组织胺的作用,能减轻感冒时的呼吸道阻塞。

(5)与亚硝酸盐起反应,阻止形成致癌物质亚硝胺。

(6)可促进胆固醇转移至肝脏并转变为胆酸。缺乏维生素C时,胆固醇不易分解成胆酸,而使血清胆固醇量提高。

(7)能促进免疫球蛋白形成,提高具有吞噬杀菌功能的白细胞的活性,是合成干扰素不可缺少的辅酶。

人体的免疫力是和维生素C的含量密切相关的。已知白血球和淋巴球中维生素C的含量是血液中维生素C含量的30倍。白血球和淋巴球必须有足够维生素C才能使病毒钝化,从而吞噬滤过性病毒与细菌。

有不少科学家因此相信维生素C可以抗癌,他们认为癌细胞其实普遍存在于人体的许多组织中,但它们有时只形成良性肿瘤,不能无限制地增长和扩散,这是因为胶原质阻止了它们。只有在胶原质减弱时,癌细胞才能溶化胶原质的屏障,从原始病灶扩展到其他组织和器官,对人体造成危害。所以,医生认为平时维持足够的维生素C,就可以降低癌症发生率。

3.过量摄入维生素C的危害

维生素C虽然功用广泛,却绝非吃得越多越好。美国癌症研究协会一直建议,应该通过平衡的饮食摄取适量的维生素和矿物质,而不是依靠吃药片,因为身体适合接受天然存在的维生素。过量摄入维生素C药片的危害可能有以下几方面:

(1)大量持续摄入,可使尿内草酸盐大量增加,有促使尿路结石形成的可能;每日口服维生素C4克以上,一周后可发生尿路草酸钙结石和肾结石,严重者可致血尿和肾绞痛。

(2)长期过量摄入后,大剂量维生素C可对抗人体内肝素的抗凝血作用,导致血栓形成,这使原有心脑血管病者更易发生脑梗死(缺血性中风)。也有可能会导致糖尿病,但其机理还不明。

(3)医学临床已证明大量摄入维生素C,会破坏维生素B12,增加人体对维生素B12的需要量。大量维生素C还会影响对胡萝卜素的利用。

(4)长期大量(2克/日)摄入可降低妇女的生育力。

(5)对于病人来说,大量摄入维生素C,可使尿隐血、尿糖、尿酮体以及亚硝酸盐等化验项目出现假阴性的结果,使得本来有问题却不能检查出来。

(6)美国宾夕法尼亚大学的研究人员发现,如果摄入量过多,维生素C会将人体内天然的脂肪酸分解成为具有破坏作用的化合物。

另外,也要指出的是,已有实验证明,维生素C的添加对于线虫的寿命起的是降低的作用。植物中的维生素C所起的作用也存在着疑点,例如黄瓜中就有维生素C的分解酶,而有着维生素C分解酶的绝对不止黄瓜一种植物。植物中为什么会有维生素C的分解酶?其原因尚不清楚。