Οι μέχρι σήμερα

 

Οι μέχρι σήμερα "Ενώσεις του Μήνα"

 

---2006---

Υπερφθοροοκτανοϊκό οξύ (PFOA)

Ασπαρτάμη

Φυλλικό οξύ

Φθαλικός δι-(2-αιθυλoεξυλo) εστέρας (DEHP)

Δεκαμεθυλοκυκλοπεντασιλοξάνιο

Γενιπίνη

Ιματινίβη (Glivec)

Καψαϊκίνη

DDT

---2007---

Ρεσβερατρόλη

Ισιλίνη

Ελαιοευρωπεΐνη

Δενατόνιο (Bitrex)

ω-3 & ω-6 λιπαρά οξέα

Οκτανιτροκυβάνιο

cis-Διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσος (Cisplatin)

Αβοβενζόνη

Εξαφθοριούχο θείο

Αφλατοξίνες

Εξασθενές χρώμιο

Τετραβρωμοδισφαινόλη-Α (TBBPA)

---2008---

Υπεροξείδιο του υδρογόνου

Ενώσεις τριβουτυλοκασσιτέρου

Τετραϋδροκανναβινόλη

Υπερχλωρικό οξύ και άλατά του

Τρενβολόνη (Τριενολόνη)

Εξαφθοριούχο ουράνιο

Μεθάνιο

Βαρύ ύδωρ

Θαλιδομίδη

Στεβιόλη και γλυκοζίτες της

Μελαμίνη

Ισοκυανικό μεθύλιο (MIC)

---2009---

Μεθαδόνη

Υδραζωτικό οξύ και άλατά του

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ (EDTA)

Καφεΐνη

Νικοτίνη

Ινσουλίνη

'Οζον

Ακρυλαμίδιο

Οσελταμιβίρη (Tamiflu)

Παράγοντας Ενεργοποίησης Αιμοπεταλίων (PAF)

Ακετυλοσαλικυλικό οξύ (Ασπιρίνη)

Τριφθοριούχο χλώριο

---2010---

Διμεθυλοϋδράργυρος

Ουρικό οξύ

Βενζόλιο

Κινίνη

Αδρεναλίνη (Επινεφρίνη)

Διοξίνη (TCDD)

Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC)

Φερροκένιο

Ταξόλη (Πακλιταξέλη)

Μαγικό οξύ

Μεθανόλη

Διαιθυλαμίδιο του λυσεργικού οξέος (LSD)

---2011---

Χλωροφόρμιο

Διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO)

Σύντομη Ιστορία της Χημείας (για το έτος Χημείας)

Διφθοριούχο ξένο

Αιθυλένιο

α-Τοκοφερόλη

Τρυγικό οξύ

Οξικό οξύ

Αμμωνία

Χλωριούχο νάτριο

---2012---

Γλυκόζη

Βενζο[a]πυρένιο

Μονοξείδιο του άνθρακα

Υποξείδιο του αζώτου

Πενικιλλίνη G

Στρυχνίνη

Νιτρογλυκερίνη

Υποχλωριώδες οξύ και άλατά του

---2013---

Βαρφαρίνη

Λυκοπένιο

5'-Αδενοσινο-τριφωσφορικό οξύ (ATP)

Αρτεμισινίνη

Καμφορά

Ακεταλδεΰδη

Μυρμηκικό οξύ

---2014---

Ανιλίνη

Διοξείδιο του άνθρακα

Οξείδιο του αργιλίου (Αλουμίνα)

L-Ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C)

Όξινο και ουδέτερο ανθρακικό νάτριο

---2015---

Θειικό οξύ

Βανιλίνη

L-DOPA (Λεβοντόπα)

Γλυκίνη

---2016---

Θειικό ασβέστιο

Υδροκυάνιο και κυανιούχα άλατα

Βορικό οξύ και βορικά άλατα

'Οξινο γλουταμικό νάτριο (MSG)

Η χημική ένωση του μήνα

 [Οκτώβριος 2014]

 

Επιμέλεια σελίδας:

Θανάσης Βαλαβανίδης, Καθηγητής - Κωνσταντίνος Ευσταθίου, Καθηγητής

 

Φυσικoχημικές ιδιότητες [Αναφ. 1]:

Εμφάνιση: λευκοί ή υπόλευκοι κρύσταλλοι (φυλλίδια ή βελονοειδείς), με ευχάριστη όξινη γεύση. Αποκτά υποκίτρινο χρώμα λόγω μερικής οξείδωσης κατά την παραμονή και ιδιαίτερα παρουσία υγρασίας.

Μοριακός τύπος: C6H8O6

Σχετική μοριακή μάζα: 176,12

Σημείο τήξεως: 190-192ºC (υπό αποσύνθεση)

Σημείο ζέσεως: αποσυντίθεται

Πυκνότητα: 1,65 g/cm³

Ειδική στροφική ικανότητα, [α]D25: +(20,5 έως 21,5º) (c σε ύδωρ)

Διαλυτότητα: στο νερό: 330 g/L, στη μεθανόλη: 20 g/L

Αδιάλυτο στον διαιθυλαιθέρα, στο χλωροφόρμιο και στο βενζόλιο.

Διπρωτικό οξύ, pK1 = 4,17, pK2 = 11,57. pH υδατικού διαλύματος 5%: 2,2-2,5

Τοξικότητα: LD50 = 11,9 g/kg (επίμυες, δια της στοματικής οδού)

Σταθερή ένωση όταν είναι ξηρή. Σε διαλύματα οξειδώνεται από τον αέρα και ταχύτερα και κατά την έκθεση στο φως και παρουσία αλάτων σιδήρου και χαλκού. Ταχύτατα οξειδώνεται σε αλκαλικά διαλύματα.

L-Ασκορβικό οξύ (Βιταμίνη C)

L-Ascorbic acid (Vitamin C)

 

Εισαγωγικά για το L-ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C) [Αναφ. 1, 2]

Το L-ασκορβικό οξύ (L-ascorbic acid) είναι η πιο γνωστή από όλες τις υδατοδιαλυτές βιταμίνες. Πρόκειται για μια υδατοδιαλυτή λευκή έως υπόλευκη ουσία, που έχει χημική δομή υδατάνθρακα και λαμβάνει μέρος σε διαδικασίες του μεταβολισμού κυρίως των ζωικών οργανισμών. Η κατά IUPAC ονομασία του L-ασκορβικού οξέος είναι: (5R)-[(1S)-1,2-διυδροξυαιθυλο]-3,4-διυδροξυ-φουραν-2(5H)-όνη. 'Αλλη ονομασία: L-θρεο-εξο-2-ενονο-1,4-λακτόνη. Ευρύτερα το L-ασκορβικό οξύ είναι γνωστό ως βιταμίνη C, αν και η ονομασία αυτή είναι γενική και περιγράφει όλες τις χημικές ενώσεις που παρουσιάζουν ποιοτικώς τη βιολογική δραστικότητα του ασκορβικού οξέος [Αναφ. 1ε].

Ο ρόλος του L-ασκορβικού οξέος για την υγεία των ζωικών οργανισμών και ιδιαίτερα του ανθρώπου και των νεαρών ατόμων είναι σημαντικότατος και ως βιταμίνη είναι αναντικατάστατη. Αν και τα περισσότερα θηλαστικά μπορούν να συνθέσουν τη βιταμίνη C, δυστυχώς τη δυνατότητα αυτή στερείται ο άνθρωπος, όπως και άλλα ανώτερα πρωτεύοντα, και πρέπει να τη λαμβάνει σε καθημερινή βάση μέσω της διατροφής του.

Φέτες από κυδώνι που εκτέθηκαν στον αέρα για 30 min. Η αριστερή είχε διαβραχεί με διάλυμα ασκορβικού οξέος 0,3%.

Το L-ασκορβικό οξύ για πρώτη φορά απομονώθηκε από τα επινεφρίδια (1928) και αναγνωρίστηκε (1932) ως θεραπευτικός παράγοντας του σκορβούτου (scurvy), μιας ασθένειας που εκδηλώνεται με αιμορραγίες και επιφέρει έναν γενικό μαρασμό του οργανισμού. Η ασθένεια αυτή είχε κατά το παρελθόν καταταλαιπωρήσει τους ναυτικούς, όπως και τα μέλη εξερευνητικών αποστολών, που κατά τα μακροχρόνια ταξίδια τους στερούνταν τροφές, όπως τα φρέσκα λαχανικά, φρούτα και άλλους καρπούς, σχεδόν αποκλειστικές φυσικές πηγές του ασκορβικού οξέος. Σημειώνεται ότι ενώ πολλά ζώα μπορούν να συνθέσουν το ασκορβικό οξύ, ο άνθρωπος δεν μπορεί λόγω της απουσίας ενός ενζύμου.

Από χημική άποψη το L-ασκορβικό οξύ συνδέεται στενά με τους υδατάνθρακες και ειδικότερα με τις εξόζες. Πρόκειται για ένα σχετικά ασθενές οργανικό διπρωτικό οξύ (ουσιαστικά όμως μονοπρωτικό) και συγχρόνως ένα ισχυρό αναγωγικό μέσο. Αποτελεί σύνηθες συστατικό πλήθους πολυβιταμινούχων διατροφικών συμπληρωμάτων που κυκλοφορούν στο εμπόριο. Οι ευεργετικές για την υγεία ιδιότητες του L-ασκορβικού οξέος και η ανάγκη πρόσληψής του με τη διατροφή είναι δεδομένα, αν και κατά το πρόσφατο παρελθόν έχουν τονισθεί σε υπερβολικό βαθμό, αφού του αποδίδονται ιδιότητες που ξεκινούν από την πρόληψη του κοινού κρυολογήματος και φθάνουν στην αντικαρκινική δράση και μακροζωία.

Το L-ασκορβικό οξύ παράγεται βιομηχανικώς σε κλίμακα δεκάδων χιλιάδων τόνων ετησίως με μια εν μέρει βιοχημική μέθοδο. Αναφέρεται ότι το 2001 η παγκόσμια παραγωγή ασκορβικού οξέος έφτασε τους 110.000 τόνους και με κόστος από 6 έως 8 $/kg [Αναφ. 3ε], ενώ μια ενδεικτική πρόσφατη τιμή (ελληνική αγορά) που βρέθηκε στο διαδίκτυο ήταν 20 ευρώ/kg. Πέρα από τη χρήση του ίδιου αλλά και ορισμένων αλάτων του (με Na, Ca, Mg) σε πολυβιταμινούχα σκευάσματα και διατροφικά συμπληρώματα, το ασκορβικό οξύ χρησιμοποιείται ευρύτατα ως αντιοξειδωτικό συντηρητικό τροφίμων (Ε300: ασκορβικό οξύ, Ε301: ασκορβικό Na, E302: ασκορβικό Ca) το οποίο αποτρέπει το μαύρισμα κομμένων φρούτων ή φρουτοπολτών.

Christiaan Eijkman

(1858-1930)

Casimir Funk

(1884-1967)

 

 

Λίγα πράγματα για τις βιταμίνες [Αναφ. 2]

Οι βιταμίνες είναι οργανικές ενώσεις, που είναι απαραίτητες σε πολύ μικρές ποσότητες από ένα οργανισμό και χωρίς θερμιδική αξία (στις ποσότητες αυτές). Οι βιταμίνες είτε λείπουν από τους οργανισμούς ή δεν μπορούν να συντεθούν από αυτόν στις απαραίτητες ποσότητες και πρέπει να προσληφθούν μέσω της διατροφής.

 Χρονολογική σειρά ανακάλυψης των βιταμινών [Αναφ. 2α]

τος

ανακάλυψης

ΒΙΤΑΜΙΝΗ

ΠΗΓΗ/ΤΡΟΦΙΜΟ

1913

Βιταμίνη Α (Ρετινόλη)

(Μουρουνέλαιο) λάδι μπακαλιάρου

1910

Βιταμίνη Β1 (Θειαμίνη)

Φλοιός ρυζιού

1920

Βιταμίνη C (Ασκορβικό οξύ)

Φρέσκα φρούτα και λαχανικά

1920

Βιταμίνη D (Καλσιφερόλη)

Μουρουνέλαιο

1920

Βιταμίνη Β2 (Ριβοφλαβίνη)

Κρέας και αυγά

1922

Βιταμίνη Ε (Τοκοφερόλες)

Φυτικά έλαια

1926

Βιταμίνη Β12 (Κοβαλαμίνη)

'Ηπαρ, αυγά, ζωικά τρόφιμα

1929

Βιταμίνη Κ1 (Φυλλοκινόνη)

Πράσινα φυλλώδη λαχανικά

1931

Βιταμίνη Β5 (Παντοθενικό οξύ)

Κρέας, ολικά σιτηρά, πολλά τρόφιμα

1931

Βιταμίνη Β7 (Βιοτίνη)

Κρέας, αυγά, γαλακτοκομικά προϊόντα

1934

Βιταμίνη Β6 (Πυριδοξίνη)

Κρέας, γαλακτοκομικά προϊόντα

1936

Βιταμίνη Β3 (Νιασίνη)

Κρέας, αυγά, δημητριακά

1941

Βιταμίνη Β9 (Φυλλικό οξύ)

Φυλλώδη, πράσινα, λαχανικά

Η έννοια της βιταμίνης διατυπώθηκε πρώτη φορά από τον Ολλανδό γιατρό Christiaan Eijkman (1858-1930), ο οποίος τιμήθηκε με Βραβείο Νόμπελ Ιατρικής το 1929. Εργάσθηκε ως ιατρός στην Μπατάβια (σήμερα Τζακάρτα) των Ανατολικών Ινδιών (Ινδονησία). Εκείνη την εποχή υπήρχε επιδημία της ασθένειας μπέρι-μπέρι (συμπτώματα παράλυσης, καρδιακές ανωμαλίες, οίδημα και θάνατο). Η νόσος αυτή (πολυ-νευρίτιδα) διαπιστώθηκε ότι οφειλόταν στο ότι εκείνη την εποχή άρχισαν οι πληθυσμοί της περιοχής να καταναλώνουν αποφλοιωμένο ρύζι.

Ο Eijkman απέδειξε ότι μπορούσε να προκαλέσει τη νόσο σε κοτόπουλα θρέφοντάς τα αποκλειστικά με αποφλοιωμένο ρύζι και ότι το εκχύλισμα πλήρους ρυζιού καταπολεμούσε τη νόσο. Η υπόθεση που ανέπτυξε και αποδείχθηκε σωστή, ήταν ότι στο φλοιό του ρυζιού υπήρχε μια σημαντική χημική ουσία (αποδείχθηκε αργότερα ότι ήταν η θειαμίνη, η βιταμίνη Β1).

Αργότερα (1912), ο Πολωνό-Αμερικανός χημικός Casimir Funk (1884-1967) πρότεινε τον όρο βιταμίνη, ο οποίος υιοθετήθηκε (από το vital: ζωτικός + αμίνη) θεωρώντας ότι όλες οι βιταμίνες είναι αζωτούχες ενώσεις. Ωστόσο, αργότερα αποδείχθηκε ότι δεν περιέχουν όλες οι βιταμίνες άζωτο, αλλά αποτελούν μια αρκετά μεγάλη ποικιλία και τελείως διαφορετικών (από χημική άποψη) ενώσεων, από τις οποίες άλλες είναι λιποδιαλυτές και άλλες υδατοδιαλυτές.

Στον φλοιό του ρυζιού (αριστερά) υπήρχε η βιταμίνη Β1, που προλάμβανε τη νόσο μπέρι-μπέρι και η οποία εκδηλώθηκε σε διαστάσεις επιδημίας μετά την έναρξη κατανάλωσης αποφλοιωμένου ρυζιού (δεξιά).

Οι βιταμίνες συμβολίστηκαν με λατινικά γράμματα και έλαβαν ονομασίες που σχετίζονταν με τη χημική δομή τους ή τη δράση τους. Οι βιταμίνες έχουν διαφορές μεταξύ τους ως προς τη δομή και τη λειτουργία τους και διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες, στις υδατοδιαλυτές και στις λιποδιαλυτές.

Ο σημαντικότερος ρόλος των βιταμινών είναι να ρυθμίζουν τις διάφορες αντιδράσεις του μεταβολισμού. Πολλές από αυτές είναι ισχυρές αντιοξειδωτικές ουσίες και ρυθμίζουν την οξειδωτική/αναγωγική ομοιοστασία των αερόβιων οργανισμών. 'Ελλειψη μιας βιταμίνης διακόπτει τις ειδικές μεταβολικές διεργασίες και μπορεί να αλλάξει τη μεταβολική ισορροπία στον οργανισμό.

Οι υδατοδιαλυτές βιταμίνες συμμετέχουν στη μεταφορά ενέργειας και στον μεταβολισμό των πρωτεϊνών, των υδατανθράκων (σάκχαρα) και των λιπαρών οξέων, που βρίσκονται κυρίως στις κυτταρικές μεμβράνες. Οι λιποδιαλυτές βιταμίνες αποτελούν βασικό τμήμα των βιολογικών μεμβρανών και παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της λειτουργίας τους και στην προστασία τους από οξειδωτικές βλάβες ή λιπιδικές υπεροξειδώσεις. τους. Ορισμένες βιταμίνες έχουν δράση στο γενετικό υλικό του οργανισμού και ελέγχουν τη σύνθεση ορισμένων ενζύμων.

Μερική ή ολική στέρηση μίας ή περισσότερων βιταμινών από τον οργανισμό του ανθρώπου ή των ζώων προκαλεί διάφορες παθολογικές καταστάσεις (υποβιταμίνωση ή αβιταμίνωση). Σε ορισμένες περιπτώσεις παρατηρούνται διαταραχές του οργανισμού, εξαιτίας πολύ μεγάλων δόσεων βιταμινών (υπερβιταμινώσεις), που είναι αντίστοιχες με αυτές της παντελούς έλλειψης.

 

Ιστορική αναδρομή στην ανακάλυψη του ασκορβικού οξέος [Αναφ. 2]

Ερυθρά στίγματα στο δέρμα (πετέχειες) (αριστερά) και αιμορραγίες στα ούλα (δεξιά) είναι κάποια από τα πρώτα και χαρακτηριστικότερα συμπτώματα του σκορβούτου.

Το σκορβούτο (scurvy) είναι μια αιμορραγική νόσος γνωστή από την αρχαιότητα και τα συμπτώματά της έχουν περιγραφεί επακριβώς από τον Ιπποκράτη (460-380 π.Χ.). Ο μεγάλος Ρωμαίος φυσιοδίφης Πλίνιος ο Πρεσβύτερος (23-79 μ.Χ.) περιγράφει μια ασθένεια που προσέβαλε του Ρωμαίους στρατιώτες στη Γερμανία, με συμπτώματα που παραπέμπουν στο σκορβούτο, και η οποία θεραπεύτηκε με κατανάλωση του φυτού herba Britannica. Η νόσος αυτή οφείλεται στην απουσία του ασκορβικού οξέος από τη διατροφή των πασχόντων. 

Η λατινική ονομασία της νόσου ήταν scorbutus. Τα πρώιμα συμπτώματα της νόσου είναι μια γενική αδυναμία και ληθαργικότητα, ακολουθούν μυική αδυναμία και πόνοι στις αρθρώσεις, εμφάνιση εξανθημάτων στα πόδια, αιμορραγία στα ούλα, απώλεια δοντιών, δύσκολη επούλωση πληγών και γενικά μια ψυχοσωματική κατάρρευση του πάσχοντος. Αν η ασθένεια δεν αντιμετωπισθεί έγκαιρα ακολουθεί αναιμία, ίκτερος, καρδιακή ανεπάρκεια και τελικά θάνατος.

Κατά το παρελθόν, το σκορβούτο εμφανιζόταν κυρίως στους ναυτικούς που παρέμεναν στη θάλασσα για χρονικά διαστήματα μεγαλύτερα απ' όσο θα μπορούσαν να διατηρηθούν τα αποθέματα σε φρούτα και λαχανικά. Η βαρύτητα των συμπτωμάτων του σκορβούτου, υπήρξε ένας από τους κύριους λόγους που περιόριζαν τη χρονική διάρκεια των ταξιδιών στη θάλασσα, αλλά και την επιτυχία πολλών εξερευνητικών αποστολών. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι κατά τον πρώτον περίπλου της Γης από τον Μαγγελάνο κατά το 1520, το 80% του πληρώματος χάθηκε από σκορβούτο [Αναφ. 1δ]

Θα πρέπει να τονισθεί ότι το σκορβούτο δεν υπήρξε αποκλειστική ασθένεια των ναυτικών, αλλά εμφανιζόταν και στη ξηρά. Πολλές από τις πρώτες αποικίες σε περιοχές του σημερινού Καναδά είχαν πληγεί από το σκορβούτο (16ος-17ος αιώνας). Σκορβούτο εμφανιζόταν σε περιπτώσεις λιμού, όπως συνέβη το 1845 στην Ιρλανδία κατά τον "μεγάλο λιμό της πατάτας" (great potato famine).

Αιγυπτιακά ιερογλυφικά που πιστεύεται ότι περιγράφουν το σκορβούτο [πηγή].

Οι Εσκιμώοι, παρά το ότι ζουν σε απομονωμένες πολικές περιοχές συχνά στερούμενες βλάστησης, δεν υπέφεραν από σκορβούτο χάρις στην πατροπαράδοτη συνήθειά τους να τρώνε ωμά όργανα (κυρίως το ήπαρ) διάφορων θαλάσσιων θηλαστικών (φώκιες, φάλαινες, θαλάσσιοι ίπποι). Αυτές οι τροφές τους εξασφάλιζαν τις απαραίτητες για τον οργανισμό τους ποσότητες ασκορβικού οξέος. Συχνά αναφέρεται -αν και αρκετές πηγές το αμφισβητούν- ότι η λέξη eskimo (στη γλώσσα τους) σημαίνει "αυτός που τρώει ωμό κρέας".

Ιατροί από μέσα του 18ου αιώνα είχαν παρατηρήσει ότι η κατανάλωση κίτρων και λεμονιών προστάτευε τους ναυτικούς από την εμφάνιση του αιμορραγικού σκορβούτου. Η ευεργετική δράση των χυμών τους αρχικά αποδόθηκε στην υψηλή περιεκτικότητά τους σε φυτικά οξέα, ωστόσο παραξένευε το γεγονός ότι ορισμένα όξινα τρόφιμα (π.χ. ξύδι) δεν παρουσίαζαν κάποια ανάλογη θεραπευτική δράση. 'Ηδη, από το 1734 ο Ολλανδός συγγραφέας Johann Bachstrom (1688-1742) ήταν απόλυτα βέβαιος ότι η ολική αποχή από φρέσκα λαχανικά και φρούτα ήταν από μόνη της η κύρια αιτία της ασθένειας.

Η αρχική παρατήρηση ότι τα εσπεριδοειδή ωφελούν τους ναυτικούς και τους βοηθά να ανακτήσουν την υγεία τους οφείλεται στον Σκώτο ιατρό James Lind (1716-1794), του Βρετανικού Βασιλικού Ναυτικού. Ο Lind πίστευε ότι η νόσος οφειλόταν στην αδυναμία των πόρων του δέρματος των ναυτικών να αποβάλει τις τοξίνες του οργανισμού εξαιτίας του υγρού θαλασσινού αέρα. To 1747, o Lind πειραματίστηκε με διάφορες θεραπείες σε 12 ναύτες που έπασχαν από σκορβούτο και διαπίστωσε ότι μόνο ο χυμός από λεμόνια και πορτοκάλια ήταν αποτελεσματικός. Το 1753, ο Lind περιέγραψε την ασθένεια στο βιβλίο "A Treatise of the Scurvy" (A. Millar, London, 1753) αλλά οι παρατηρήσεις του για τη θεραπεία της δεν λήφθηκαν υπόψη για αρκετές δεκαετίες. Ωστόσο, ο διάσημος εξερευνητής James Cook (1728-1779), ο οποίος πραγματοποίησε τρεις περίπλοες της Γης, γνώριζε τις εργασίες του Lind και σε κάθε ευκαιρία, όταν τα πλοία του προσέγγιζαν σε κάποια ξηρά, φρόντιζε να τα εφοδιάζει με φρέσκα φρούτα και λαχανικά.

Κατά τις αρχές του 20ου αιώνα άρχισε η αναζήτηση φυσικών οργανικών ουσιών των οποίων η έλλειψη από τη διατροφή των ζωικών οργανισμών οδηγούσε σε διάφορες ασθένειες. Οι ουσίες αυτές συλλογικά ονομάστηκαν βιταμίνες (1912, Casimir Funk). Πρόκειται για ουσίες τελείως απαραίτητες και αναντικατάστατες για την υγεία των ζωικών οργανισμών (και κυρίως του ανθρώπου), τις οποίες όμως οι ίδιοι δεν μπορούσαν να συνθέσουν.

 

Το σκορβούτο οδηγούσε σε ολοκληρωτική εξασθένιση του οργανισμού και εμφανιζόταν κυρίως στους ναυτικούς που έμεναν για μεγάλα χρονικά διαστήματα στη θάλασσα χωρίς να έχουν τη δυνατότητα να τραφούν με φρέσκα φρούτα και λαχανικά. O Σκώτος στρατιωτικός ιατρός James Lind (1716-1794) περιέγραψε τη νόσο, όπως και τον τρόπο αντιμετώπισής της, χωρίς ωστόσο οι παρατηρήσεις του να ληφθούν αρχικά υπόψη. Πολλές εξερευνητικές αποστολές (περίπλοες της Γης, πολικές αποστολές) είχαν πληγεί ιδιαίτερα ή είχαν αποτύχει εξαιτίας της νόσου.

 

Από την πάπρικα απομονώθηκαν οι πρώτες ποσότητες καθαρού ασκορβικού οξέος.

Απομόνωση του L-ασκορβικού οξέος. Το 1912, για πρώτη φορά ο Πολωνό-Αμερικανός χημικός Casimir Funk (1884-1967) υπέθεσε ότι το σκορβούτο οφείλεται στην έλλειψη μιας άγνωστης υδατοδιαλυτής ουσίας που την ονόμασε αντισκορβουτικό παράγοντα (anti-scorbutic factor). Το 1920, ο Βρετανός βιοχημικός Jack Cecil Drummond (1891-1952) πρότεινε την ονομασία βιταμίνη C για την ουσία αυτή.

Το 1928, μια ουγγρική ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Ούγγρο βιοχημικό Albert Szent-Györgyi (1893-1986) (Πανεπιστήμιο Cambridge, 1927), απομόνωσε τον αντισκορβουτικό παράγοντα από τα επινεφρίδια ζώων.

Οι βιοχημικοί που απομόνωσαν (ανεξάρτητα μεταξύ τους) για πρώτη φορά τον αντισκορβουτικό παράγοντα. Αριστερά: Ο Ούγγρος Albert Szent-Györgyi (1893-1986) (βραβείο Nobel Φυσιολογίας και Ιατρικής 1937). Δεξιά: Ο Αμερικανός Charles Glen King (1896-1988).

Το 1931, στο Πανεπιστήμιο της ουγγρικής πόλης Szeged (σήμερα: Albert Szent Gyorgyi University) ο Albert Szent-Györgyi εστίασε την έρευνά του στην ένωση που ονόμασε εξουρονικό οξύ (hexuronic acid), θεωρώντας αυτήν την ένωση ως τον αντισκορβουτικό παράγοντα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η ονομασία αυτή δεν είναι ειδική και δόθηκε λόγω της μεγάλης χημικής ομοιότητας (οξύτητα, αναγωγική δράση) της ουσίας αυτής προς τα οξέα, τα οποία προκύπτουν από τις εξόζες μετά την οξείδωση της ακραίας ομάδας -CH2OH πρoς -COOH, αφού όμως προηγηθεί προστασία της ευοξείδωτης αλδεϋδικής ομάδας, δηλ. της ένωσης με χημικό τύπο HOCO-(CHOH)4-CHO.

Το ίδιο έτος, η ουγγρική ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ότι η πάπρικα (είδος πιπεριάς, συνηθισμένο μπαχαρικό στην ουγγρική διατροφή) ήταν πλούσια πηγή "εξουρονικού οξέος". Επιπλέον, διεπίστωσαν ότι άλλες πλούσιες πηγές ήταν τα λάχανα και τα πορτοκάλια.

Μερικές ουσίες που απομονώθηκαν από την πάπρικα στάλθηκαν από την ουγγρική ομάδα στον Βρετανό χημικό Walter Norman Haworth (1883-1950), ειδικό στη χημεία των υδατανθράκων, ευρύτερα γνωστό σήμερα για τις περίφημες "προβολές κατά Haworth" των υδατανθράκων (βλ. Χημική ένωση του μήνα: Γλυκόζη), αφού έγινε σαφές εξαρχής ότι η ουσία αυτή συνδέεται στενά με τους υδατάνθρακές.

Οι χημικοί που εξακρίβωσαν τη χημική δομή του L-ασκορβικού οξέος και πραγματοποίησαν την πρώτη εργαστηριακή σύνθεσή του. Αριστερά: Walter Norman Haworth (1883-1950, βραβείο Nobel Χημείας 1937). Δεξιά: Edmund Hirst (1898-1975).

Αρχικά αμφισβητήθηκε ότι το "εξουρονικό οξύ" του Albert Szent-Györgyi ήταν η βιταμίνη C. Ωστόσο, το 1932 στο Πανεπιστήμιο του Pittsburgh (ΗΠΑ), ο Αμερικανός βιοχημικός Charles Glen King (1896-1988), ο οποίος ερευνούσε σε πειραματόζωα τις αντισκορβουτικές ιδιότητες του χυμού λεμονιού, πρώτος επιβεβαίωσε ότι το "εξουρονικό οξύ" του Szent-Györgyi (μετέπειτα: ασκορβικό οξύ) ήταν πράγματι η βιταμίνη C. Μετά από δύο εβδομάδες υπήρξε ανάλογη ανακοίνωση από την ομάδα του Albert Szent-Györgyi από το Πανεπιστήμιο του Szeged (Ουγγαρία). Δεν απέμενε παρά ο προσδιορισμός της ακριβούς δομής της ένωσης.

 

Εξακρίβωση της δομής του ασκορβικού οξέος

 Το 1933, ο Haworth σε συνεργασία με τον Edmund Hirst (1898-1975), προσδιόρισε την ακριβή χημική δομή και την οπτικοϊσομερή φύση της βιταμίνης C και το 1934 αναφέρθηκε η πρώτη σύνθεση της. Οι επιστήμονες, με τη σύμφωνη γνώμη του Albert Szent-Györgyi, πρότειναν ως οριστική ονομασίας της ουσίας το ασκορβικό οξύ, λόγω των αντισκορβουτικών ιδιοτήτων της και αργότερα την ακριβή ονομασία L-ασκορβικό οξύ, με βάση την οπτική ισομέρειά του.

Από τις κυριότερες παρατηρήσεις που οδήγησαν στη δομή του ασκορβικού οξέος είναι συνοπτικά οι ακόλουθες [Αναφ. 3β]:

- Η εξακρίβωση του μοριακού τύπου ως C6H8O6.

- Η ευκολία οξείδωσης της ουσίας, η οποία κατά το πρώτο στάδιο (που απαιτούσε 1 άτομο Ο/μόριο) είναι πλήρως αντιστρεπτή.

- Ο σχηματισμός οζαζόνης κατά την αντίδραση με φαινυλυδραζίνη, που σε συνδυασμό με φασματοσκοπικές ενδείξεις (απορρόφηση στην περιοχή UV) αποδεικνύει την παρουσία τουλάχιστον μίας καρβονυλικής (-CO-), ενώ η ιδιαίτερα έντονη απορρόφηση υποδεικνύει και την παρουσία συζυγιακού διπλού δεσμού.

Αριστερά: Tadeusz Reichstein (1897-1996). Δεξιά: 'Ενας από τους πρώτους βιοαντιδραστήρες βιομηχανικής παραγωγής L-ασκορβικού οξέος (Basel, Ελβετία, 1934) με τη μέθοδο του Reichstein.

- Η διαπίστωση της παρουσίας της ομάδας ενεδιόλης -C(OH)=C(OH)-, η οποία οξειδώνεται αντιστρεπτώς προς την ομάδα -CO-CO- και με βάση προηγούμενη εμπειρία της πλήρως αντίστοιχης περίπτωσης του διυδροξυ-μηλεϊνικού οξέος: HOCO-C(OH)=C(OH)-COOH.

- Η ασυνήθιστη επιπεδότητα (flatness) του μορίου που έδειξε η κρυσταλλογραφική μελέτη με ακτίνες Χ.

- Η δυνατότητα μετατροπής της ένωσης σε φουρφουράλη, που υποδεικνύει παρουσία πενταμελούς φουρανικού δακτυλίου με πλευρική αλυσίδα στην 2-θέση.

- Το προϊόν αλκαλικής οξείδωσης ΗΟCO-COCO-CH(OH)CH(OH)-CH2OH, του οποίου η δομή αποδεικνύεται από τα προϊόντα οξειδωτικής διάσπασής του προς οξαλικό οξύ ΗΟCO-COOH και L-θρεονικό οξύ HOCΟCH(OH)CH(OH)CΗ2ΟΗ.

- Ανάλογες με τις προηγούμενες αντιδράσεις στο πλήρως μεθυλιωμένο ασκορβικό οξύ (μετατροπή όλων των -OH προς -OCH3 με την επίδραση διαζωμεθανίου, CH2N2) και ο χαρακτηρισμός των προϊόντων διάσπασής του.

Βραβεία Nobel για το ασκορβικό οξύ. Πολλοί ήσαν οι επιστήμονες οι οποίοι τιμήθηκαν με το βραβείο Nobel για μελέτες, που συνδέονται άμεσα ή έμμεσα με το ασκορβικό οξύ και συγκεκριμένα για μελέτες τους που αφορούσαν την απομόνωση, τη χημική δομή και τη σύνθεσή του, όπως και τη βιοχημική δράση του.

Το 1937, για την ανακάλυψή του ασκορβικού οξέος και την εν γένει συνεισφορά του στην έρευνα σε θέματα μεταβολισμού, ο Szent-Györgyi τιμήθηκε με το βραβείο Nobel Φυσιολογίας και Ιατρικής ("για τις ανακαλύψεις του σε σχέση με τις βιολογικές διεργασίες καύσης με ειδική αναφορά στη βιταμίνη C και την κατάλυση του φουμαρικού οξέος").

Πολλοί από τους επιστήμονες που ασχολήθηκαν με την έρευνα πάνω στο ασκορβικό οξύ τιμήθηκαν με το βραβείo Nobel.

Την ίδια χρονιά και μαζί με τον Albert Szent-Györgyi, ο Walter Norman Haworth τιμήθηκε με το βραβείο Nobel Χημείας ("για τις έρευνές του στους υδατάνθρακες και τη βιταμίνη C"), από κοινού με τον Ελβετό οργανικό χημικό Paul Karrer (1889-1971), ο οποίος έλαβε παράλληλα και το βραβείο Νόμπελ για το έργο του σχετικά με τον βιοφυσιολογικό ρόλο των βιταμινών.

Το 1933, συγχρόνως με τoν Haworth, o Πολωνό-Ελβετός χημικός Tadeusz Reichstein (1897-1996) εργαζόμενος στην Πολυτεχνική Σχολή της Ζυρίχης, ανακάλυψε μια απλή βιοχημική (εν μέρει) μέθοδο σύνθεσης του ασκορβικού οξέος με πρώτη ύλη τη γλυκόζη. Το 1935, η φαρμακευτική βιομηχανία Roch ξεκίνησε με τη μέθοδο αυτή τη βιομηχανική παραγωγή ασκορβικού οξέος. Η ίδια μέθοδος αποτελεί μέχρι σήμερα τη βάση της βιομηχανικής παραγωγής ασκορβικού οξέος, μιας χημικής ουσίας πολύ χαμηλού πλέον κόστους. Το 1950 ο Reichstein τιμήθηκε με το βραβείο Nobel Φυσιολογίας και Ιατρικής, από κοινού με τους Edward Calvin Kendall (1886-1972) και Philip Showalter Hench (1896-1965) "για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τις ορμόνες των επινεφριδίων, τη δομή τους και τη βιολογική δράση τους".

 

Σύνθεση L-ασκορβικού οξέος

Η σύνθεση του ασκορβικού οξέος μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους από τους οποίους στη συνέχεια αναφέρονται ο καθαρά χημικός τρόπος που χρησιμοποιήθηκε από τους Haworth και Hirst, όπως και η μέθοδος που εισήγαγε ο Reichstein, στην οποία βασίζεται η μέχρι σήμερα βιομηχανική παραγωγή του.

Σύνθεση κατά Haworth και Hirst. Η σύνθεση του L-ασκορβικού οξέος από τους Haworth και Hirst βασίστηκε στην αντίδραση κυκλοποίησης της κυανυδρίνης των 1,2-αλδοκετοζών. Οι 1,2-αλδοκετόζες ή οζόνες (osones: παλαιά ονομασία) αποτελούν προϊόντα της υδρόλυσης των οζαζονών (osazones), οι οποίες, με τη σειρά τους, αποτελούν προϊόντα αντίδρασης αλδοζών και κετοζών με περίσσεια φαινυλυδραζίνης (phenylhydrazine). Η φαινυλυδραζίνη δρα συγχρόνως ως ήπιο οξειδωτικό και ως αντιδραστήριο παραγωγοποίησης. Να σημειωθεί εδώ ότι η φαινυλυδραζίνη υπήρξε ένα πολύτιμο αντιδραστήριο για τη διευκρίνιση της δομής των υδατανθράκων, μια εποχή που οι χημικοί δεν διέθεταν τα σύγχρονα μέσα έρευνας της δομής των οργανικών ενώσεων (βλ. Χημική ένωση του μήνα: Γλυκόζη). Η αντίδραση κυκλοποίησης των 1,2-αλδοκετοζών είναι γενική και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση παραγώγων του ασκορβικού οξέος π.χ. με επιπλέον ομάδες -HC(OH)- στην αλυσίδα ή παραγώγων με άλλες οπτικές ισομέρειες, ξεκινώντας κάθε φορά με τον κατάλληλο μονοσακχαρίτη.

Σύμφωνα με όσα ανέφερε ο Haworth στη διάλεξή του κατά την τελετή της απονομής του βραβείου Nobel (1937), για τη σύνθεση του L-ασκορβικού οξέος ξεκίνησε με την αλδοπεντόζη L-λυξόζη. Από την L-λυξόζη συνέθεσε την οζόνη της L-ξυλόζης (L-ξυλοζόνη), με αντίδραση με φαινυλυδραζίνη (C6H5NHNH2) σε δύο στάδια και υδρόλυση της παραγόμενης οζαζόνης της L-ξυλοζης (L-ξυλοζαζόνη). Ακολούθησε προσθήκη υδροκυανίου, κυκλοποίηση της παραγόμενης κυανυδρίνης και υδρόλυση του παραγόμενου ιμινοπαραγώγου προς L-ασκορβικό οξύ. Η αλληλουχία των αντιδράσεων έχει ως εξής (χρησιμοποιούνται αποκλειστικά οι προβολές κατά Fischer, που χρησιμοποίησε και ο ίδιος ο Haworth) [Αναφ. 3β]:

Χημική σύνθεση του L-ασκορβικού κατά Haworth και Hirst: Στην 1η σειρά περιγράφεται η σύνθεση της 1,2-αλδοκετόζης της L-ξυλόζης (L-ξυλοζόνης) και

στη 2η σειρά η σύνθεση του L-ασκορβικού οξέος με αντίδραση προσθήκης HCN στην L-ξυλοζόνη και κυκλοποίησης της ενδιαμέσως σχηματιζόμενης κυανυδρίνης.

Να σημειωθεί ότι ο Haworth προφανώς δεν διέθετε την "εξωτική" πεντόζη L-λυξόζη και χρειάστηκε να τη συνθέσει με ελεγχόμενη οξειδωτική αποδόμηση της διάθεσιμης D-γαλακτόζης (σύνθεση με 6 στάδια). Είναι αυτονόητο το ότι η περιγραφείσα επίπονη σύνθεση, πέραν της επιβεβαιωτικής ως προς τη δομή του L-ασκορβικού οξέος σημασίας της, εξαιτίας της πολυπλοκότητάς της δεν θα μπορούσε σε καμιά περίπτωση να έχει κάποια βιομηχανική εφαρμογή.

Μέθοδος Reichstein. 'Οπως προαναφέρθηκε, η μέθοδος αυτή (γνωστή και ως σύνθεση κατά Reichstein-Grüssner) ανακαλύφθηκε από τον Πολωνό-Ελβετό χημικό Tadeusz Reichstein (1897-1996) και αποτέλεσε τη βάση της βιομηχανικής παραγωγής ασκορβικού οξέος, η οποία ξεκίνησε σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα (μέσα δεκαετίας 1930-40) μετά την εξακρίβωση της χημικής δομής του από τους Haworth και Hirst. Η μέθοδος χαρακτηρίζεται ως βιοχημική, επειδή ένα κρίσιμο στάδιό της πραγματοποιείται υπό την επίδραση μικροοργανισμών. Τα κύρια στάδια της σύνθεσης περιγράφεται από την ακόλουθη αλληλουχία αντιδράσεων:

Σύνθεση ασκορβικού οξέος κατά Reichstein-Grüssner. Χρησιμοποιούνται αποκλειστικά προβολές κατά Fischer. Με αστερίσκο συμβολίζεται πάντοτε το ίδιο άτομο άνθρακα.

Να σημειωθεί η περιστροφή του μορίου από τη σορβόζη και μετά, επειδή σύμφωνα με τους κανόνες προβολής κατά Fischer το πλέον οξειδωμένο τμήμα του μορίου πρέπει να

εμφανίζεται στο επάνω τμήμα του και από εκεί ξεκινάει η αρίθμηση των ανθράκων. Έτσι ο άνθρακας-1 για τις δύο πρώτες στη σειρά ενώσεις, γίνεται άνθρακας-6 για τις υπόλοιπες.

 

Η D-γλυκόζη υδρογονώνεται καταλυτικώς υπό υψηλή πίεση και θερμοκρασία και παρέχει την πολυόλη D-σορβιτόλη (D-sorbitol). Στη συνέχεια, η D-σορβιτόλη υπόκειται σε μικροβιακή οξείδωση (ζύμωση) προς D-σορβόζη, μια κετόζη παρόμοια με τη φρουκτόζη. Η αντίδραση αυτή καταλύεται από ένα είδος βακτηρίου οξικής ζύμωσης (ακετοβακτήριο) το Acetobacter suboxydans. Η D-σορβόζη υπόκειται σε επιλεκτική οξείδωση στη γειτονική προς το καρβονύλιο υδροξυμεθυλική ομάδα (-CH2OH) με σχηματισμό του 2-κετο-L-γουλονικού οξέος (2-keto-L-gulonic acid, 2-KGA). Το 2-KGA αποτελεί την άμεση πρόδρομη ένωση του L-ασκορβικού οξέος.

Αντιδραστήρες ζύμωσης παραγωγής L-ασκορβικού οξέος [πηγή].

Η οξείδωση της L-σορβόζης προς 2-KGA αποτελεί το δυσκολότερο στάδιο της όλης διαδικασίας. Πραγματοποιείται, αφού προηγηθεί "προστασία" των υπόλοιπων υδροξυλίων με σχηματισμό ακετονιδίων (acetonides) με αντίδραση της σορβόζης με ακετόνη παρουσία οξέος. 'Ετσι, εισάγονται δύο ισοπροπυλιδενο-ομάδες μεταξύ των 2,3 και 4,6 υδροξυλίων, σύμφωνα με την παραπλεύρως αντίδραση, σχηματίζοντας διακετονικό παράγωγο της L-σορβόζης.

Η οξείδωση της ακάλυπτης -CH2OH ομάδας πραγματοποιείται καταλυτικά ή μέσω συνδυασμένης δράσης υποχλωριώδους νατρίου (NaOCl) - σταθερής ρίζας TEMPO. Αρχικά, ο Reichstein χρησιμοποίησε ως οξειδωτικό το KMnO4.

Ακολουθεί όξινη υδρόλυση του διακετονιδίου του 2-KGA, η οποία αφενός μεν διανοίγει τις ακεταλικές ομάδες και απομακρύνει την ακετόνη ("αποπροστασία"), αφετέρου οδηγεί σε κυκλική λακτονοποίηση (εσωτερική εστεροποίηση) του οξέος. Η κυκλική λακτόνη του 2-KGA είναι το ζητούμενο L-ασκορβικό οξύ. Οι αποδόσεις και στα 5 στάδια της διεργασίας είναι 90% ή μεγαλύτερες.

'Εχουν προταθεί αρκετές παραλλαγές της μεθόδου Reichstein και έχουν χορηγηθεί πολλά σχετικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας. Οι παραλλαγές αυτές αποβλέπουν στην αύξηση της απόδοσης των επιμέρους σταδίων και φυσικά στη μείωση του κόστους του παραγόμενου L-ασκορβικού οξέος.

Κατανομή των σωματιδίων του ασκορβικού οξέος (H2Asc) ως προς το pH.

Από τις πλέον ενδιαφέρουσες παραλλαγές είναι μια κατά την οποία με κατάλληλους γενετικώς τροποποιημένους μικροοργανισμούς (όπως μια μεταλλαγμένη μορφή εντεροβακτηρίου του γένους Erwinia), παράγεται απευθείας το 2-KGA από την D-σορβόζη και αποφεύγονται τα στάδια προστασίας - αποπροστασίας. Η μέθοδος αυτή ήδη εφαρμόζεται από τη δεκαετία του 1990 στην Κίνα, η οποία κατέχει σήμερα περισσότερο από το 80% της παγκόσμιας παραγωγής L-ασκορβικού οξέος.

Σήμερα χρησιμοποιείται μια περαιτέρω βελτιωμένη μέθοδος κατά την οποία πραγματοποιείται απ' ευθείας μετατροπή της D-σορβιτόλης σε 2-KGA με τον μικροοργανισμό Ketogulonicigenium vulgare, ενώ ήδη αναφέρονται προσπάθειες με νέους γενετικώς τροποποιημένους μικροοργανισμούς για την απευθείας μετατροπή ("one pot fermentation") της D-γλυκόζης (π.χ. από αμυλοσιρόπια) σε 2-KGA και L-ασκορβικό οξύ.

 

Χημικές ιδιότητες του ασκορβικού οξέος

Ιδιότητες ως οξέος. Το ασκορβικό οξύ δρα ως διπρωτικό οξύ, εφόσον τα δύο υδροξύλια του πενταμελούς λακτονικού δακτυλίου μπορούν να υποστούν διάσταση, λόγω της άμεσης γειτνίασης με διπλό δεσμό (ενολικά υδροξύλια). Ωστόσο, αν και η πρώτη διάσταση είναι ευχερής (pK1 = 4,17, δηλ. περίπου 4 φορές ισχυρότερο από το οξικό οξύ), η δεύτερη διάσταση είναι εξαιρετικά ασθενής (pK2 = 11,57). Ως εκ τούτου σε υδατικά διαλύματα το ασκορβικό οξύ συμπεριφέρεται ουσιαστικά ως μονοπρωτικό οξύ παρέχοντας ένα και μόνο ισοδύναμο σημείο κατά την ογκομέτρησή του με διαλύματα ισχυρών βάσεων. Να σημειωθεί ότι κατά τις πρώτες μελέτες το ασκορβικό οξύ χαρακτηριζόταν ως μονοπρωτικό οξύ.

Οι δύο μορφές (συντονισμού) του μονοφορτισμένου κατιόντος

του ασκορβικού οξέος.

Παραπλεύρως δείχνεται το διάγραμμα κατανομής των σωματιδιακών μορφών του ασκορβικού οξέος (διαγράμματα μοριακών κλασμάτων α). Είναι προφανές ότι το διφορτισμένο ανιόν μπορεί να εμφανιστεί μόνο σε ισχυρώς αλκαλικά διαλύματα, όπου ούτως ή άλλως το ασκορβικό οξύ είναι πλέον ασταθές (διάνοιξη λακτονικού δακτυλίου + διάσπαση) και τα διαλύματά του οξειδώνονται ταχύτατα από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Από το ίδιο διάγραμμα φαίνεται ότι στο ουδέτερο pH των βιολογικών υγρών (7-7,5), το σύνολο του ασκορβικού οξέος βρίσκεται στη μορφή του μονοφορτισμένου ανιόντος.

Το μονοφορτισμένο ασκορβικό ανιόν σταθεροποιείται με απεντοπισμό των π-ηλεκτρονίων του διπλού δεσμού καρβονυλίου και μέσω του συντονισμού των δύο κανονικών μορφών του. Αυτός είναι ο λόγος της σχετικώς μεγάλης οξύτητας του ασκορβικού οξέος και επιπλέον συνεισφέρει στην "απροθυμία" του να υποστεί μια δεύτερη διάσταση.

Αναγωγικές ιδιότητες. Το ασκορβικό οξύ είναι ένα ήπιο έως αρκετά ισχυρό αναγωγικό μέσο, κατά πολύ ισχυρότερο από τα απλά αναγωγικά σάκχαρα και αυτό χάρις στην ύπαρξη της εξαιρετικά δραστικής και μάλλον σπάνιας ενεδιόλικής ομάδας -C(OH)=C(OH)-. 'Ετσι, οξειδώνεται από σχετικώς ήπια οξειδωτικά μέσα προς δεϋδροασκορβικό οξύ (dehydroascorbic acid). Το χαρακτηριστικό της αντίδρασης αυτής είναι η πλήρης χημική αντιστρεπτότητά της. Αναγωγικά μέσα όπως τα HI, το Η2S, θειόλες ανάγουν ποσοτικά το δεϋδροασκορβικό οξύ προς ασκορβικό οξύ. Στον οργανισμό ανάγεται άμεσα από τη γλουταθειόνη και άλλες θειολικές ενώσεις. Η οξειδοαναγωγική ισορροπία αναγράφεται συνήθως ως εξής:

Οξειδοαναγωγικό σύστημα ασκορβικού/δεϋδροασκρβικού οξέος. Σε υδατικά διαλύματα το L-δεϋδροασκορβικο οξύ υπόκειται σε εφυδάτωση και σύγχρονο σχηματισμό εσωτερικής ακετάλης. Μελέτες με ακτίνες Χ έδειξαν ότι στο στερεό (κρυσταλλικό) L-δεϋδροασκορβικό οξύ τα εφυδατωμένα αυτά μόρια σχηματίζουν διμερή [Αναφ. 1δ]

 

Το ασκορβικό οξύ ανάγει διαλύματα Au(III) προς μεταλλικό χρυσό σε κολλοειδή μορφή: 2AuCl4- + 3C6H8O6 2Au + 3C6H6O6 + 8Cl- + 6H+

Το αντιστρεπτό οξειδοαναγωγικό σύστημα ασκορβικού/δεϋδρασκορβικού οξέος μετέχει ενεργά σε πλήθος βιοχημικών συζευγμένων οξειδοαναγωγικών διεργασιών και επομένως το δεϋδροασκορβικό οξύ διατηρεί τις βιοχημικές ιδιότητες της βιταμίνης C εκτός βέβαια από την αντιοξειδωτική της ικανότητα.

Είναι χαρακτηριστικό το ότι το ασκορβικό οξύ δεν μπορεί να εισέλθει στον εγκέφαλο μέσω της κυκλοφορίας αίματος, σε αντίθεση με το δεϋδροασκορβικό οξύ. 'Ετσι, το ασκορβικό οξύ που βρίσκεται στον εγκέφαλο (και μάλιστα σε αυξημένες συγκεντρώσεις σε σχέση με άλλα όργανα του σώματος) είναι αποτέλεσμα της εκεί βιοχημικής αναγωγής του δεϋδροασκορβικού οξέος. Γενικά, ενώ το ασκορβικό οξύ δεν διαπερνά εύκολα τις κυτταρικές μεμβράνες, το δεϋδροασκορβικό οξύ τις διαπερνά μέσω του μεταφορέα γλυκόζης 1 (glucose transporter 1, GLU1)

Το ασκορβικό οξύ σε υδατικά διαλύματα οξειδώνεται εύκολα από το οξυγόνο του αέρα, αντίδραση η οποία καταλύεται από ιχνοποσότητες ιόντων διαφόρων μετάλλων (κυρίως Cu2+) και ευνοείται σε ουδέτερα και αλκαλικά διαλύματα. Σε όξινα διαλύματα η αντίδραση με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο είναι αρκετά αργή. Τυπικές αντιδράσεις οξείδωσης του ασκορβικού οξέος είναι οι ακόλουθες:

2C6H8O6 + O2   2C6H6O6 + 2H2O         C6H8O6 + 2Fe3+   2C6H6O6 + 2Fe2+ + 2H+       C6H8O6 + I2   C6H6O6 + 2I- + 2H+

 

Διαστερεοϊσομερείς μορφές του ασκορβικού οξέος

Ο σκελετός του ασκορβικού οξέος διαθέτει δύο τετραεδρικά στερεογονικά κέντρα και επομένως μπορεί να βρίσκεται υπό τέσσερις (SR, RS, SS, RR) το πολύ στερεοϊσομερείς μορφές (22 =4). Επειδή τα δύο στερεογονικά κέντρα είναι συντακτικώς διάφορα, όλα τα στερεοϊσομερή θα είναι χειρόμορφαχειρικά) και συγκεκριμένα θα συνιστούν δύο διαστερεοϊσομερή (ασκορβικό και ερυθορβικό) το καθένα εξ αυτών ως ζεύγος δύο εναντιομερών. Από τα εναντιομερή αυτά στη φύση απαντούν τα: το SR (L-ασκορβικό οξύ) και το RR (D-ερυθορβικό οξύ ή D-ισοασκορβικό οξύ, [Αναφ. 4]). Στον επόμενο πίνακα παρέχονται ορισμένες φυσικές και χημικές ιδιότητες των επιμέρους διαστερεομερών του ασκορβικού οξέος.

* Παρατίθενται οι συνηθέστεροι τρόποι ονομασίας των διάφορων μορφών του ασκορβικού οξέος. Οι στερεοχημικοί προσδιοριστές (stereochemical desciptrors) D- (dextrus: δεξιός) και L- (laevus: αριστερός περιγράφουν τα εναντιομερή με βάση τη σχετική θέση των ομάδων με αναφορά στο μόριο της γλυκεραλδεΰδης (σύστημα Fischer), ενώ οι προσδιορισμοί S- (sinister: αριστερός) και R- (rectus: δεξιός) παρέχουν την απόλυτη θέση των ομάδων με βάση τους κανόνες προτεραιότητας των Cahn, Ingold και Prelog ("προτεραιότητα CIP"). Οι "σχετικοί" προσδιορισμοί D- και L- προτιμούνται ακόμη από τους βιοχημικούς (π.χ. για τα αμινοξέα και τα σάκχαρα), ενώ οι "απόλυτοι" προσδιορισμοί S- και R- προτιμούνται από τους χημικούς λόγω της γενικότερης χρησιμότητάς τους. Τα πρόσημα (+) και (-) είναι φαινομενολογικοί προσδιορισμοί, αφού δεν παρέχουν στερεοχημικές πληροφορίες για τα μόρια, παρά μόνο το πρόσημο της ειδικής στροφικής ικανότητάς τους (δεξιόστροφα, αριστερόστροφα) και συχνά στη θέση τους (στην παλαιότερη βιβλιογραφία) χρησιμοποιούνται τα πεζά d-(dextrus: δεξιός) και l- (laevus: αριστερός).

Το D-ασκορβικό οξύ έχει την ίδια αντιοξειδωτική ικανότητα με εκείνη του L-ασκορβικού οξέος (φυσικό ασκορβικό οξύ), ωστόσο διαθέτει μια κατά πολύ ασθενέστερη δραστικότητα ως βιταμίνη. Το γεγονός αυτό υποδεικνύει ότι η βιταμίνη C δεν δρα απλώς ως μια αντιοξειδωτική ουσία, αλλά εμπλέκεται σε στερεοειδικές αντιδράσεις και πράγματι έχει δράση συνενζύμου.

Το L-ερυθορβικό οξύL-ισοασκορβικό οξύ) είναι φυσικό προϊόν που συναντάται στα λαχανικά. Παρασκευάζεται με ζύμωση του καλαμοσακχάρου με τη βοήθεια ειδικών μικροοργανισμών (Pennicilium Sp.). Εμφανίζει περίπου το 1/20 της βιταμινικής δράσης του L-ασκορβικού οξέος και χρησιμοποιείται ως αντιοξειδωτικό και αντιμικροβιακό συντηρητικό τροφίμων (Ε315). Διαπιστώθηκε ότι η παρουσία του στα τρόφιμα δεν επηρεάζει την πρόσληψη του L-ασκορβικού οξέος, δηλ. δεν παρουσιάζει ως προς αυτό κάποια ανταγωνιστική δράση.

Κοινές μέθοδοι προσδιορισμού ασκορβικού οξέος [Αναφ. 5]

Οι απλούστερες μέθοδοι προσδιορισμού του ασκορβικού οξέος βασίζονται στον ισχυρώς αναγωγικό χαρακτήρα του και είναι προφανές ότι με τις μεθόδους αυτές δεν μπορεί να μετρηθεί το προϊόν οξείδωσης του ασκορβικού οξέος, το δεϋδρασκορβικό οξύ. Ωστόσο, ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε βιταμίνη C διαφόρων δειγμάτων (π.χ. χυμοί φρούτων) απαιτεί τον προσδιορισμό της συνολικής ποσότητας (ασκορβικό οξύ + δεϋδροασκορβικό οξύ), αφού και οι δύο μορφές από άποψη βιταμινικής δραστικότητας είναι ουσιαστικά ισοδύναμες, δεδομένης της βιοχημικής αντιστρεπτότητας του οξειδοαναγωγικού ζεύγους.

Επομένως, εάν απαιτείται ο προσδιορισμός της συνολικής ποσότητας ασκορβικού και δεϋδρασκορβικού οξέος, όπως συνήθως συμβαίνει, θα πρέπει να προηγηθεί αναγωγή του δεϋδρασκορβικού οξέος προς ασκορβικό οξύ. Αυτή πραγματοποιείται με διαβίβαση περίσσειας H2S από το δείγμα, οπότε πραγματοποιείται η αντίδραση:

  C6H6O6 (δεϋδρασκορβικό οξύ)  +  Η2S      C6H8O6 (ασκορβικό οξύ)  +  S

Στη συνέχεια απομακρύνεται η περίσσεια του Η2S από τα δείγματα με διαβίβαση αζώτου και ακολουθεί η ογκομέτρηση ή ο φωτομετρικός προσδιορισμός του συνολικού ασκορβικού οξέος, όπως περιγράφεται στη συνέχεια.

Ογκομέτρηση με 2,6-διχλωροϊνδοφαινόλη. Το μετά νατρίου άλας της 2,6-διχλωροϊνδοφαινόλης (sodium 2,6-dichloroindophenolate, DCPIP), γνωστό και ως αντιδραστήριο Tillman, είναι μια έγχρωμη οργανική ένωση που μπορεί να δράσει συγχρόνως ως οξεοβασικός δείκτης (κυανό χρώμα σε ουδέτερα ή βασικά διαλύματα, ρόδινο σε όξινα) και ως οξειδοαναγωγικός (redox) δείκτης (ρόδινη η οξειδωμένη μορφή, άχρωμη η ανηγμένη).

Η DCPIP προτάθηκε από τον Tillman το 1932 για τον ογκομετρικό προσδιορισμό του ασκορβικού οξέος (βιταμίνης C) σε διάφορα τρόφιμα (φρούτα, εσπεριδοειδή, λαχανικά και χυμούς τους) και έχει συνεισφέρει σημαντικά στη μελέτη.

Η ογκομέτρηση του ασκορβικού οξέος πραγματοποιείται με διάλυμα DCPIP τυπικά 0,0005-0,001 M (ανάλογα με το δείγμα) το οποίο έχει έντονα κυανό χρώμα.

Το διάλυμα DCPIP τιτλοδοτείται με πρότυπο διάλυμα ασκορβικού οξέος παρουσία διαφόρων οξέων (οξαλικό οξύ, τριχλωροξικό οξύ, ορθο- ή μετα-φωσφορικό οξύ) που κρατούν το ογκομετρούμενο διάλυμα όξινο (περί το pH 3). Η αντίδραση ογκομέτρησης μπορεί να περιγραφεί από την ακόλουθη συμβολική αντίδραση:

Το όξινο περιβάλλον κατά την ογκομέτρηση, περιορίζει την οξείδωση του ασκορβικού οξέος από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, όπως επίσης εξασφαλίζει την εμφάνιση του ρόδινου χρώματος του διαλύματος με την πρώτη περίσσεια DCPIP. Ως τελικό σημείο της ογκομέτρησης λαμβάνεται το σημείο όπου το ογκομετρούμενο διάλυμα αποκτά ένα ελαφρύ ρόδινο έως ανοικτό μπεζ χρώμα (χρώμα μίγματος δεϋδροασκορβικού και πρώτης περίσσειας DCPIPH). Ο προσδιορισμός ασκορβικού οξέος σε χυμούς με τη μέθοδο αυτή είναι μια από τις πλέον συνηθισμένες αναλύσεις που πραγματοποιούν οι φοιτητές στα πλαίσια των εργαστηριακών ασκήσεων Χημείας Τροφίμων. Έχουν δημοσιευθεί πολλές παραλλαγές της μεθόδου Tillman κατάλληλες για διάφορους τύπους δειγμάτων.

Ογκομέτρηση με ιωδικό κάλιο. Η μέθοδος βασίζεται στην απ' ευθείας ογκομέτρηση του διαλύματος ασκορβικού οξέος με πρότυπο διάλυμα KIO3 (εξαιρετικά σταθερό διάλυμα). Η αντίδραση πραγματοποιείται σε όξινο διάλυμα παρουσία ιωδιούχων ιόντων. Σε όξινο διάλυμα τα ιωδικά οξειδώνουν τα ιωδιούχα προς ιώδιο, το οποίο αντιδρά αμέσως με το ασκορβικό οξύ παρέχοντας δεϋδροασκορβικό οξύ. Η πρώτη περίσσεια διαλύματος ιωδικού καλίου παράγει ελεύθερο ιώδιο το οποίο χρωματίζει διάλυμα αμύλου βαθυκύανο. Η αλληλουχία των αντιδράσεων έχει ως εξής:

Αντίδραση ιωδικών με ιωδιούχα:       IO3-  +   5I-  +  6H+       3I2  +  2Ο

Οξείδωση ασκορβικού οξέος:            C6H8O6 (ασκορβικό οξύ) +  Ι2    C6H6O6 (δεϋδροασκορβικό οξύ)  +  2Η+ + 2I-

Εναλλακτικά, μπορεί να προστεθεί στο δείγμα (+ KI) γνωστή ποσότητα ΚΙΟ3 σε περίσσεια και στη συνέχεια να προσδιοριστεί η περίσσεια με ογκομέτρηση του παραχθέντος Ι2 με πρότυπο διάλυμα Na2S2O3.

Ο ιωδιομετρικός προσδιορισμός του ασκορβικού οξέος είναι ιδιαίτερα απλός και κατάλληλος για τον προσδιορισμό της ουσίας σε βιταμινούχα σκευάσματα. Χρησιμοποιείται ευρύτατα για άσκηση των φοιτητών στα πλαίσια των εργαστηρίων κλασικής Ποσοτικής Ανάλυσης, ως τυπικό παράδειγμα ιωδιομετρικού ογκομετρικού προσδιορισμού.

Φωτομετρικές μέθοδοι. Έχει αναπτυχθεί μεγάλος αριθμός μεθόδων φωτομετρικού προσδιορισμού ασκορβικού οξέος, οι περισσότερες των οποίων βασίζονται στη ισχυρή αναγωγική δράση του. Για παράδειγμα, το δείγμα που περιέχει ασκορβικό οξύ αντιδρά με μίγμα που περιέχει Fe(III) και 1,10-φαινανθρολίνη. Το ασκορβικό οξύ ανάγει τον τρισθενή σίδηρο προς ισοδύναμη ποσότητα δισθενούς, που αντιδρά με την 1,10-φαινανθρολίνη (phen) παρέχοντας έντονα ερυθρό σύμπλοκο, η απορρόφηση του οποίου μετρείται και συσχετίζεται με τη συγκέντρωση του ασκορβικού οξέος στο δείγμα:

C6H8O6  +  2Fe3+     2C6H6O6  +  2 Fe2+  +  2H+              Fe2+  +  3 phen      Fe(phen)32+  [έντονα ερυθρό σύμπλοκο]

Χρωματογραφικές μέθοδοι. Τη δυνατότητα του σύγχρονου προσδιορισμού ασκορβικού και δεϋδροασκορβικού οξέος προσφέρει η υγροχρωματογραφική ανάλυση. Στο επόμενο σχήμα παρουσιάζεται τυπικό υγροχρωματογράφημα, όπου φαίνεται ο πλήρης διαχωρισμός των κορυφών που αντιστοιχούν σε κάθε μορφή της βιταμίνης C.

Τυπικό υγροχρωματογράφημα όπου φαίνεται η ευκολία διαχωρισμού και σύγχρονου προσδιορισμού δεϋδροασκορβικού και ασκορβικού οξέος [πηγή].

 

Βιοσύνθεση του ασκορβικού οξέος [Αναφ. 6]

Το L-ασκορβικό συναντάται σε αφθονία σε φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς, για παράδειγμα η συγκέντρωσή του στους χλωροπλάστες φθάνει την τιμή των 2 mM. Οι μηχανισμοί βιοσύνθεσής του σε φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς διαφέρουν και σε όλους εμπλέκεται μεγάλος αριθμός ενζύμων. Στα θηλαστικά, ο κύριος μηχανισμός βιοσύνθεσης του L-ασκορβικού οξέος (αναφέρεται η ύπαρξη και άλλων "διαδρομών") ακολουθεί το παρακάτω βασικό σχήμα:

Τα 5 κύρια στάδια βιοσύνθεσης του L-ασκορβικού οξέος στους σπονδυλωτούς οργανισμούς από την D-γλυκόζη (δείχνονται μόνο τα χαρακτηριστικότερα ενδιάμεσα προϊόντα).

Στον άνθρωπο και σε άλλα πρωτεύοντα λείπει το ένζυμο οξειδάση της L-γουλολακτόνης, το οποίο καταλύει την αντίδραση του σταδίου 4 με αποτέλεσμα την αδυναμία

βιοσύνθεσής του και την ανάγκη πρόσληψης της βιταμίνης C μέσω της διατροφής.

Τα θηλαστικά μπορούν να βιοσυνθέσουν το L-ασκορβικό οξύ, με σημαντική εξαίρεση τον άνθρωπο και αρκετά άλλα πρωτεύοντα (πίθηκοι, γορίλες, ουρακοτάγκοι, λεμούριοι κ.α.), που είναι υποχρεωμένα να το προσλαμβάνουν μέσω της διατροφής. Τα ινδικά χοιρίδια επίσης δεν μπορούν να βιοσυνθέσουν το ασκορβικό οξύ και αναφέρεται ότι "πεθαίνουν κατά φρικτό τρόπο" μέσα σε δύο εβδομάδες, αν διατροφικά στερηθούν το ασκορβικό οξύ [Αναφ. 2η].

Η αδυναμία βιοσύνθεσης του L-ασκορβικού οξέος εντοπίζεται στο στάδιο 4 της παραπάνω διαδρομής, το οποίο καταλύεται από το ένζυμο οξειδάση της L-γουλονο-1,4-λακτόνης (L-gulono-1,4-lactone oxidase, GULO). Το ένζυμο αυτό στον άνθρωπο και στα άλλα πρωτεύοντα είναι αποτέλεσμα μετάλλαξης και δεν είναι πλέον λειτουργικό. 'Εχουν δοθεί διάφορες ερμηνείες για το πώς κατά την εξελικτική πορεία, επικράτησαν τελικά άτομα που διέθεταν το "ελαττωματικό" γονίδιο του ενζύμου, ενώ οι νόμοι της εξέλιξης θα τους έδιναν λιγότερες πιθανότητες επιβίωσης. Πιθανότερη εξήγηση είναι το ότι επιβίωσαν, επειδή εξελίχθησαν σε τροπικό και ημιτροπικό περιβάλλον, που τους εξασφάλιζε τροφές πλούσιες σε βιταμίνη C.

 

Σύνοψη των βιοχημικών φυσιολογικών δράσεων του ασκορβικού οξέος [Αναφ. 7]

Οι φυσιολογικές δράσεις του ασκορβικού οξέος στους οργανισμούς μπορούν να διακριθούν σε δύο κατηγορίες:

(α) Δρα ως οξειδοαναγωγικός συμπαράγοντας (cofactor) διευκολύνοντας τη δράση πολλών ενζύμων, που μετέχουν σε σημαντικές βιοχημικές οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις και κυρίως σε οξειδωτικές αντιδράσεις που καταλήγουν στην εισαγωγή υδροξυλίου σε οργανικά βιομόρια. Στις περισσότερες των περιπτώσεων η δραστικότητα του ασκορβικού οξέος εξαρτάται σημαντικά από τη στερεοχημεία του και εκδηλώνεται έντονη στην περίπτωση του φυσικού L-ασκορβικού οξέος, ενώ το D-ασκορβικό οξύ εμφανίζει πολύ ασθενέστερη έως και μηδενική δραστικότητα. Επιπλέον, η οξειδωμένη μορφή του ασκορβικού οξέος, το δεϋδροασκορβικό οξύ, διαθέτει ουσιαστικά την ίδια βιοχημική δραστικότητα με εκείνη του ασκορβικού οξέος, λόγω της αντιστρεπτότητας του οξειδοαναγωγικού συστήματος ασκορβικού/δεϋδροασκορβικού οξέος.

Γενικό σχήμα σύζευξης οξειδοαναγωγικών βιοχημικών αντιδράσεων μέσω του αντιστρεπτού οξειδοαναγωγικού ζεύγους ασκορβικου/δεϋδροασκορβικού οξέος.

Ο γενικός μηχανισμός δράσης του, π.χ. για τη σύζευξη των οξειδοαναγωγικών ζευγών Α(αν)/Α(οξ) και Β(αν)/Β(οξ), ουσιαστικά δηλ. για την κατάλυση της αντίδρασης Α(αν) + Β(οξ) Α(αν) + Β(οξ), μπορεί να αποδοθεί από το παραπλεύρως σχήμα.

Ο κύκλος του αντιστρεπτού συστήματος ασκορβικού/δεϋδροασκορβικού συχνά παρουσιάζει "απώλειες", π.χ. λόγω μη αντιστρεπτής επιπλέον οξείδωσης μέρους του ασκορβικού σε άλλα προϊόντα, με αποτέλεσμα την ανάγκη συνεχούς αναπλήρωσής του. Η αναπλήρωση του ασκορβικού οξέος σε οργανισμούς που δεν το βιοσυνθέτουν, γίνεται αποκλειστικά μέσω της διατροφής.

(β) Δρα ως αντιοξειδωτική ουσία μικρού μοριακού βάρους. Μαζί με άλλες αντιοξειδωτικές ουσίες μετέχει στην οξειδωτική ομοιόσταση του οργανισμού, καταστρέφοντας τυχόν επικίνδυνη περίσσεια δραστικών οξυγονούχων σωματιδίων (ROS, βλέπε παρακάτω). Στην περίπτωση αυτή, ίδια δραστικότητα πρέπει να παρουσιάζει και το D-ασκορβικό οξύ, ενώ το δεϋδροασκορβικό οξύ προφανώς δεν παρουσιάζει αντίστοιχη αντιοξειδωτική ικανότητα.

Μεταξύ των ειδικότερων φυσιολογικών δράσεων του ασκορβικού οξέος, πολλές από τις οποίες είναι αλληλένδετες, περιλαμβάνονται οι εξής:

- Σύνθεση κολλαγόνου, του βασικότερου συστατικού του συνδετικού ιστού του οργανισμού, δομικής πρωτεΐνης που στηρίζει και συνδέει το δέρμα, τα ούλα, τα οστά, τους μυς, τους χόνδρους και τα εσωτερικά όργανα. 'Ελλειψη ασκορβικού οξέος δημιουργεί χάσματα στον ιστό του δέρματος και ρυτίδες.

- Επούλωση και αποκατάσταση πληγών και καταγμάτων, συμβολή στην υγιή ανάπτυξη και συντήρηση των βιολογικών ιστών.

- Συμβολή στην παραγωγή αιμοσφαιρίνης και στη σωστή απορρόφηση του σιδήρου, ιδιότητα που καθιστά τη βιταμίνη C απαραίτητη για την αντιμετώπιση της αναιμίας.

- Ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος μέσω της δημιουργίας αντισωμάτων και διέγερση των λευκών αιμοσφαιρίων για την προστασία από λοιμώξεις. Αυξημένη προσλήψη ασκορβικού οξέος αναφέρεται πως προφυλάσσει από το κοινό κρυολόγημα και διάφορες ιώσεις. Η αντιϊκή δράση του ασκορβικού οξέος δεν έχει επιβεβαιωθεί, ωστόσο θεωρείται ότι μειώνει τα δυσάρεστα συμπτώματα ιώσεων.

- Συμβολή στη βιοσύνθεση ορμονών και σημαντικών νευροδιαβιβαστών (ντοπαμίνη, επινεφρίνη, κ.λπ.), που επηρεάζουν την ψυχική μας διάθεση.

- Συμβολή στον μεταβολισμό απαραίτητων για τον οργανισμό αμινοξέων, συμπεριλαμβανομένης της L-καρνιτίνης, η οποία παίζει μεγάλο ρόλο στη διαδικασία μετατροπής του λίπους σε ενέργεια και τον μεταβολισμό των θρεπτικών συστατικών της διατροφής.

- Ως αντιοξειδωτική ουσία μικρού μοριακού βάρους συμβάλλει στην εξουδετέρωση των ελευθέρων ριζών και στην αναστολή των επιβλαβών οξειδωτικών δράσεων στα βασικά βιομόρια των κυττάρων (π.χ. λιπιδική υπεροξείδωση, βλάβες στο DNA, ένζυμα).

- Συμβολή στην προστασία των αιμοφόρων αγγείων και τη σωστή αγγειακή κυκλοφορία. Μειώνει τον κίνδυνο θρομβώσεων και καρδιακών ασθενειών όπως στηθάγχη και αθηροσκλήρωση. Επίσης, το ασκορβικό παίζει ρόλο στη μείωση της αρτηριακής πίεσης, συμβάλλοντας στη μείωση των κινδύνων της υπέρτασης.

- Συνεισφέρει στην ενεργοποίηση του φυλλικού (ή φολικού) οξέος (βλ. Χημική ένωση του μήνα: Φυλλικό οξύ) και την αποτροπή ανεπάρκειας σε βιταμίνης Β12 (αλλά και σε γλουταθειόνη και βιταμίνη Ε).

- Το ασκορβικό οξύ παρουσιάζει αντιϊσταμινική δράση και συνεισφέρει στην αντιμετώπιση των αλλεργικών αντιδράσεων.

Κολλαγόνο και βιταμίνη C [Αναφ. 8]

 Αριστερά: Μικροφωτογραφία ινών κολλαγόνου [πηγή]. Μέσον: Δομή έλικας κολλαγόνου όπου φαίνεται ο τρόπος που πλέκονται μεταξύ τους τρεις πεπτιδικές αλυσίδες (δομή που παρέχει την ελαστικότητα στις ίνες) [πηγή]. Δεξιά: Τα αμινοξέα προλίνη και υδροξυπρολίνη (τα μόνα από τα συνήθη αμινοξέα με δευτεροταγή αμινομάδα) μετέχουν αποφασιστικά στη δομή του κολλαγόνου.

Η κυριότερη δράση της βιταμίνης C έγκειται στη σύνθεση του κολλαγόνου (collagen). Πολλά από τα συμπτώματα του σκορβούτου οφείλονται κυρίως στην αδυναμία του οργανισμού να συνθέσει κολλαγόνο, μια πρωτεΐνη ζωτικής σημασίας, με ινώδη υφή και ελαστικές ιδιότητες. Το κολλαγόνο αποτελεί το βασικό συστατικό των συνδετικών ιστών (connective tissues).

Το κολλαγόνο βρίσκεται σε αφθονία στο ανθρώπινο σώμα και αποτελεί περίπου το 30% των πρωτεϊνών του, όπως και το 75% του χόριου (dermis), του στρώματος του δέρματος μεταξύ επιδερμίδας και υποδόριου ιστού.

Από χημική άποψη το κολλαγόνο, διακρίνεται από τις άλλες πρωτεΐνες εξαιτίας της ασυνήθιστης αναλογίας σε κάποια από τα αμινοξέα που το συνθέτουν. Χαρακτηριστικά, στο κολλαγόνο αφθονεί το αμινοξύ γλυκίνη (γνωστό και ως γλυκόκολλα, H2NCH2COOH) και δευτερευόντως η αλανίνη, CH3CH(NH2)COOH, ενώ τα αμινοξέα προλίνη και η μάλλον ασυνήθιστη υδροξυπρολίνη αποτελούν περίπου το 10% του κολλαγόνου.

Η "στοιχειώδης ίνα" κολλαγόνου αποτελείται από τρεις πεπτιδικές αλυσίδες πλεγμένες μεταξύ τους με έναν αξιοθαύμαστο τρόπο σχηματίζοντας ένα είδος "ελαστικού σχοινιού" (βλ. σχήμα). Αυτές οι πεπτιδικές αλυσίδες αποτελούνται επαναλαμβανόμενες τριάδες ...- γλυκίνηαλανίνη) - Χ - Ψ -..., όπου Χ και Ψ είναι ως επί το πλείστον τα αμινοξέα προλίνη και υδροξυπρολίνη. Τα δύο τελευταία αμινοξέα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη σταθερότητα της πρωτεΐνης βοηθώντας στην περιστροφή της ελικοειδούς διαμόρφωσης των ινών της.

Με βρασμό του κολλαγόνου, επέρχεται αποδιάταξη της τριπλής αλυσίδας και μερική διάσπαση των πεπτιδικών αλυσίδων, οπότε λαμβάνεται η γνωστή ζελατίνη (gelatin), που χρησιμοποιείται ευρύτατα στη ζαχαροπλαστική.

Διαπιστώθηκε (Stone and Meister, 1962) ότι στους ανώτερους οργανισμούς, η συντήρηση του συνδετικού ιστού βασίζεται στην κρίσιμη βιοχημική διαδικασία της υδροξυλίωσης της προλίνης προς υδροξυπρολίνη. Η παρουσία της υδροξυπρολίνης αυξάνει σημαντικά τη σταθερότητα της μοριακής διαμόρφωσης του κολλαγόνου, μέσω σχηματισμού δεσμών υδρογόνου σε ευνοϊκές θέσεις μεταξύ των πεπτιδικών αλυσίδων. Η υδροξυλίωση πραγματοποιείται με τη βοήθεια του ενζύμου προλυλο-4-υδροξυλάση (prolyl-4-hydroxylase) και τη βοήθεια του ασκορβικού οξέος, το οποίο δρα ως οξειδοαναγωγικός συμπαράγοντας. Αν και το ασκορβικό οξύ δρα ως καταλύτης στην όλη διαδικασία, σταδιακά καταστρέφεται γεγονός που καθιστά απαραίτητη την τακτική αναπλήρωσή του.

 

Αντιοξειδωτική δράση του ασκορβικού οξέος [Αναφ. 9]

'Οπως προαναφέρθηκε, στο ουδέτερο pH (7-7,5) των βιολογικών οργανισμών ουσιαστικά το σύνολο του ασκορβικού οξέος βρίσκεται στη μορφή του μονοφορτισμένου ασκορβικού ανιόντος. Το μονοφορτισμένο ασκορβικό ανιόν αυτό είναι σε θέση να εξουδετερώσει μια ελεύθερη ρίζα (RO·) με την παροχή μιας ρίζας υδρογόνου (Η·) ή (ισοδύναμα) με την παροχή ενός πρωτονίου και ενός ηλεκτρονίου (Η· = Η+ + e-) σχηματίζοντας το αδρανές παράγωγο της ρίζας (ROH). Το αποτέλεσμα είναι η ελεύθερη ανιοντική ασκορβική ρίζα (C6H6O6·-), η οποία είναι σταθερή λόγω συντονισμού και συχνά αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως ρίζα ημιδεϋδροασκορβικού οξέος (semidehydroascorbic acid radical, SDA). Απώλεια ενός επιπλέον ηλεκτρονίου από την ανιοντική ρίζα οδηγεί στον σχηματισμό του δεϋδροασκορβικού οξέος. Η αλληλουχία των αντιδράσεων μπορεί να αποδοθεί ως εξής:

Με βάση τα προηγούμενα, το ασκορβικό οξύ δρα ως μια ισχυρότατη αντιοξειδωτική ουσία, η οποία εξουδετερώνει τις δραστικές οξυγονούχες ενώσεις (reactive oxygen species, ROS), που είναι ελεύθερες ρίζες και οξειδωτικές ενώσεις, όπως π.χ. υπεροξείδιο υδρογόνου H2O2, ρίζα υδροξυλίου ΟΗ· (βλ. Χημική ένωση του μήνα: "Υπεροξείδιο του υδρογόνου" και "α-Τοκοφερόλη").

Οι ROS και άλλες ελεύθερες ρίζες αποτελούν φυσιολογικά (ενδιάμεσα) συστατικά των αερόβιων οργανισμών και συμμετέχουν σε πλήθος βιοχημικών μεταβολικών διεργασιών, συντηρώντας τις οξειδοαναγωγικές λειτουργίες και την παράγωγη χημικής ενέργειας (ως ATP) στα μιτοχόνδρια (βλ. Χημική ένωση του μήνα: 5'-Αδενοσινο-τριφωσφορικό οξύ).

Αντιοξειδωτικά ένζυμα (π.χ. καταλάσες), αλλά και μικρού μοριακού βάρους αντιοξειδωτικές ενώσεις (βιταμίνες, το ουρικό οξύ, η γλουταθειόνη, κ.α.) διατηρούν τις συγκεντρώσεις των ROS στα φυσιολογικά και απαραίτητα επίπεδα. Η ισορροπία μεταξύ οξειδωτικών και αντιοξειδωτικών παραγόντων καλείται οξειδοαναγωγική ομοιόσταση (redox homeostasis) και η επίτευξη της είναι σημαντική για την υγεία ενός αερόβιου οργανισμού και φυσικά του ανθρώπου. Επομένως, είναι απόλυτα λανθασμένη η άποψη ότι η λήψη περίσσειας αντιοξειδωτικών ουσιών είναι σε κάθε περίπτωση ευεργετική.

Το παράδοξο: Μια αντιοξειδωτική ένωση όπως το ασκορβικό οξύ εμπλέκεται στη δημιουργία οξυγονούχων ελευθέρων ριζών [πηγή].

Εάν οι οξειδωτικές δράσεις ξεπεράσουν το σημείο ισορροπίας λόγω εξωγενών παραγόντων (π.χ. κακή διατροφή, κάπνισμα) δημιουργείται το ονομαζόμενο οξειδωτικό stress (oxidative stress). Οι οξειδωτικές δράσεις στα βασικά βιομόρια [λιπίδια, πρωτεΐνες, κυτταρικό DNA (cDNA) και μιτοχονδριακό DNA (mtDNA)], που επιφέρουν βλάβες στη δομή τους και οδηγούν βαθμιαία σε κλινικά φαινόμενα και ασθένειες, όπως και στην πρόωρη γήρανση και χρόνιες νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Σε πολλές περιπτώσεις περίσσεια ROS λόγω υψηλής δραστικότητας εκκινούν οξειδωτικές δράσεις και αλυσιδωτές αντιδράσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Κάτι εκ πρώτης όψεως παράδοξο. Το ασκορβικό μπορεί να μετατραπεί και σε οξειδωτικό με βλαβερές συνέπειες. Επειδή το ασκορβικό οξύ είναι καλός δέκτης ηλεκτρονίων, παρουσία μεταλλικών ιόντων μπορεί να προκαλέσει εκκίνηση αντιδράσεων ελευθέρων ριζών με βλαπτικές οξειδωτικές αντιδράσεις στα βιομόρια. Αυτό οφείλεται στις αντιδράσεις Fenton (ή "τύπου Fenton") που ακολουθούν την οξείδωση του ασκορβικού οξέος από μεταλλικά ιόντα σε υψηλή οξειδωτική κατάσταση. 'Ετσι, το ασκορβικό οξύ μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή ελεύθερων ριζώ με αλληλουχίες αντιδράσεων όπως:

2Fe3+ +  ασκορβικό οξύ    2Fe2+ +  δεϋδρασκορβικό οξύ         2 Fe2+ + 2 H2O2 → 2 Fe3+ + 2 ΟΗ· + 2 OH-

Ο δισθενής σίδηρος στους βιολογικούς αερόβιους οργανισμούς είναι συμπλοκοποιημένος (αιμοσφαιρίνη, μυοαιμοσφαιρίνη, οξυαιμοσφαιρινή, μεθαιμοσφαιρίνη) και δεν κυκλοφορεί ελεύθερα στα βιολογικά υγρά. Απελευθερώνεται μόνο όταν χρειάζεται και για σύντομα διαστήματα, για να μην προκαλέσει οξειδωτικές βλάβες και τη δημιουργία πλεονάσματος οξυγονούχων ελεύθερων ριζών.

Από την άποψη αυτή θα πρέπει να γίνει αντιληπτό ότι οι αντιοξειδωτικές ουσίες και τα μέταλλα είναι χρήσιμα και ευεργετικά μόνο σε ορισμένες καταστάσεις ισορροπίας με τα άλλα βιολογικά μόρια, ενώ υπερβολική κατανάλωση και υπερβιταμίνωση μπορεί να προκαλέσει οξειδωτικές βλαπτικές δράσεις. Σε μια μελέτη διαπιστώθηκε ότι ακόμη και μικρές ημερήσιες δόσεις βιταμίνης C (500 mg) οδηγούσαν στην αύξηση της περιεκτικότητας του DNA σε 8-οξογουανίνη και της 8-οξοαδενίνη του DNA, τα οποία είναι προϊόντα οξείδωσης των αντίστοιχων βάσεων και αποτελούν αδιάψευστους δείκτες οξειδωτικής βλάβης του [Αναφ. 9ε].

Το παράδοξο αυτό φαινόμενο, δηλαδή ισχυρές αντιοξειδωτικές ουσίες να δημιουργούν μέσω άλλων αντιδράσεων οξυγονούχες ελεύθερες ρίζες, έχει αρχίσει να απασχολεί τους επιστήμονες σχετικά πρόσφατα. Εξαιτίας του, οι επιστήμονες είναι πλέον επιφυλακτικοί ως προς την υπερβολική λήψη "βιταμινών" και "μεταλλικών ιχνοστοιχείων" (σίδηρος, χαλκός), η οποία μπορεί να οδηγήσει σε οξειδωτικό stress. Σε κάθε περίπτωση, μια αντιοξειδωτική ουσία δεν πρέπει να θεωρείται εκ των προτέρων ως ασφαλής.

 

Το ασκορβικό οξύ στις τροφές

Οι ημερήσιες ανάγκες του ανθρώπου σε βιταμίνη C έχουν υπολογισθεί στα 70-90 mg. Οι τιμές που συνιστά το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας των ΗΠΑ, ανάλογα με τη φάση της ζωής του κάθε ατόμου δίνονται στο παραπλεύρως πίνακα. Στους καπνιστές συνιστά επιπλέον 35 mg βιταμίνης C ημερησίως. Συγχρόνως καθορίζει και τις ανώτατες επιτρεπτές τιμές ημερήσιας πρόσληψης, οι οποίες κυμαίνονται από 400 mg για μικρά παιδιά, έως 2000 mg για ενήλικες [Αναφ. 9στ].

Εξάρτηση της συγκέντρωσης του ασκορβικού οξέος στο πλάσμα του αίματος από την ημερήσια πρόσληψη ασκορβικού οξέος [πηγή].

Τα φρέσκα λαχανικά και, κυρίως τα εσπεριδοειδή είναι οι καλύτερες πηγές της βιταμίνης C, καθώς η βιταμίνη περιέχεται σε αυτά σε μεγάλη ποσότητα. Πρόσληψη υπερβολικής ποσότητας βιταμίνης C με διατροφικά συμπληρώματα μπορεί να αποβεί βλαπτική για τον οργανισμό, ενώ δεν έχει αποδειχθεί με βεβαιότητα κάποια προληπτική δράση μεγάλων δόσεων ασκορβικού οξέος ως προς διάφορες ασθένειες.

Μεγαλύτερες ποσότητες βιταμίνης C ως επί το πλείστον αποβάλλονται δια της νεφρικής οδού και δεν αυξάνουν σημαντικά τα επίπεδα του ασκορβικού οξέος στο πλάσμα του αίματος (βλέπε παραπλεύρως διάγραμμα) [Αναφ. 9ζ].

 

Η σημασία του ασκορβικού οξέος και των βιταμινών για το ρόλο της διατροφής στον άνθρωπο [Αναφ. 10]

Η διατροφή είναι ο κυριότερος εξωγενής παράγοντας που εισέρχεται στον ανθρώπινο οργανισμό καθημερινά και επηρεάζει όλους τους μεταβολικούς και βιοχημικούς κύκλους, ενώ παρέχει χρήσιμα συστατικά για τη διατήρησή του. Ωστόσο, τα επιμέρους διατροφικά συστατικά δεν διαθέτουν κάποιες "μαγικές ευεργετικές" ιδιότητες, ώστε με την υψηλότερη κατανάλωση να "θεραπεύουν" ή να συμβάλουν και στην πρόληψη ασθενειών. Οι βιταμίνες, τα ιχνοστοιχεία, οι αντιοξειδωτικές ενώσεις, τα φυτικά λίπη κ.λπ., μετέχουν σε χρήσιμες και κρίσιμες μεταβολικές δράσεις, ενεργοποιούν, αναστρέφουν οξειδωτικές βλάβες κ.λπ., αλλά σε συνεργιστική δράση και μέσα από το σύνολο του διατροφικού φάσματος.

Η αντίληψη του μέσου ανθρώπου ότι κάποιο διατροφικό συστατικό είναι "εξαιρετικά θαυματουργό" και έτσι με τη μεγαλύτερη κατανάλωση θα επιταχύνει την πρόληψη ή θεραπεία μιας μελλοντικής νόσου είναι εσφαλμένη. Η δογματική αντίληψη ότι κατανάλωση σκόνης από δόντια τίγρεων ή από κέρατο του ρινόκερου έχουν ευεργετικές ιδιότητες στην υγεία είναι από αιώνες διαδεδομένη στις Ασιατικές χώρες. Ωστόσο και στη σύγχρονη κοινωνία, ορισμένες ουσίες διαφημίζονται ως "θαυματουργές", όπως η ρεσβερατρόλη που βρίσκεται σε σχετικά μεγάλες ποσότητες στο κόκκινο κρασί (βλ. Χημική ένωση του μήνα: Ρεσβερατρόλη), η βιταμίνη C για πρόληψη ή θεραπεία ενός ευρύτατου φάσματος ασθενειών, που ξεκινούν από ένα κοινό κρυολόγημα και φθάνουν σε διάφορους καρκίνους, η αλόη για αντιμικροβιακή και αντιμυκητιασική δράση, το υαλουρονικό οξύ ως προληπτικό της δερματικής γήρανσης, κ.α..

Ισχυρισμοί σαν τους παραπάνω, εφόσον δεν στηρίζονται σε επιστημονικές μελέτες, είναι τουλάχιστον αφελείς, αντιεπιστημονικοί και συχνά αποβλέπουν σε οικονομικά οφέλη. Τα προϊόντα αυτά σε μεγάλες δόσεις δημιουργούν παρενέργειες. Διατροφικά συμπληρώματα χωρίς την εντολή ιατρού, αλλά και από μη πιστοποιημένα και ελεγμένα υλικά από τη φαρμακοβιομηχανία, μπορούν να αποβούν βλαπτικά για την υγεία.

Μέση περιεκτικότητα διαφόρων φρούτων και λαχανικών σε βιταμίνη C. Η περιεκτικότητα εξαρτάται σημαντικά από την ποικιλία και τον βαθμό ωρίμανσης.

Αριστερά: Ο πλουσιότερος καρπός σε περιεκτικότητα σε βιταμίνη C (3200-5000 mg/100 g) [πηγή]. Ένα είδος δαμάσκηνου, το kakadou, που συναντάται σε περιοχές της Βόρειας Αυστραλίας. Δεξιά: Τα βατόμουρα camu-camu (Περού) επίσης εξαιρετικά πλούσια σε βιταμίνη C (μέση περιεκτικότητα: 2800 mg/100 g) [πηγή]

 

Μερικά από τα σημαντικότερα συμπεράσματα των πολυάριθμων ερευνών σχετικά με τη βιταμίνη C (συχνά αλληλοσυγκρουόμενα) είναι τα εξής:

- Αυξημένη πρόσληψη βιταμίνης C μέσω διατροφής ή συμπληρωμάτων έχει δειχθεί ότι μειώνει την πιθανότητα εμφάνισης καρδιοαγγειακών ασθενειών.

- Δεν αποδείχθηκε μείωση της πιθανότητας ανάπτυξης διαφόρων τύπων καρκίνου, αν και υψηλές συγκεντρώσεις βιταμίνης C στο αίμα συνδέονται με μειωμένο κίνδυνο όλων των αιτιών θανάτου, κακόηθων νεοπλασιών και καρδιαγγειακών νοσημάτων.

- Φαρμακολογικές δόσεις βιταμίνης C με ενδοφλέβιες ενέσεις είναι ανεκτές (διεξάγονται έρευνες τα τελευταία χρόνια) και είναι ασφαλείς για τους ασθενείς. Οι έρευνες για τον καρκίνο με ενέσιμες δόσεις είναι ακόμη σε εξέλιξη.

- Το συνολικό συμπέρασμα ερευνών για τακτικές δόσεις βιταμίνης C δείχνουν κάποια μείωση της διάρκειας των κρυολογημάτων, αλλά τα αποτελέσματα μπορεί να είναι περιορισμένα.

- Δεν υπάρχουν επιστημονικές αποδείξεις, διαφορετικής δραστικότητας μεταξύ των διάφορων μορφών της βιταμίνης C (συνθετικής ή φυσικής προέλευσης).

- Δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι υψηλές δόσεις βιταμίνης C έχουν τοξικά αποτελέσματα, ωστόσο ημερήσια λήψη 2 g μπορεί να προκαλέσει διάρροια και γαστρεντερικά προβλήματα.

- Συμπληρώματα βιταμίνης C αυξάνουν τα επίπεδα οξαλικών στα ούρα και επομένως την πιθανότητα σχηματισμού πέτρας στα νεφρά.

'Αφθονη βιβλιογραφία και πλήθος πληροφοριών σχετικές με τις μελέτες πάνω στις φυσιολογικές και θεραπευτικές ιδιότητες της βιταμίνης C σε κάθε της μορφή, μπορούν να αναζητηθούν από τις ιστοσελίδες του "Linus Pauling Institute (LPI) Micronutrient Research for Optimum Health", το οποίο σήμερα στεγάζεται στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Oregon.

Κυκλοφορεί πλήθος παρασκευασμάτων ασκορβικού οξέος σε διάφορες μορφές και σε μίγματα με άλλες βιταμίνες, αμινοξέα, ιχνοστοιχεία κ.α. Ωστόσο, σε καμιά περίπτωση τα παρασκευάσματα αυτά δεν προσφέρουν τα οφέλη που προσφέρει μια ισορροπημένη φυσική διατροφή, με τροφές "από φυσικού τους" πλούσιες σε ασκορβικό οξύ.

Η επιστημονική διαμάχη για τη θεραπευτική ικανότητα της Βιταμίνης C και τα διατροφικά συμπληρώματα [Αναφ. 11]

Τις τελευταίες δεκαετίες οι βιταμίνες, ιχνοστοιχεία και διάφορα φυσικά εκχυλίσματα χρησιμοποιούνται από εκατομμύρια ανθρώπων ως βοηθητικά συμπληρώματα των φαρμάκων. Eίναι γνωστή η υπερεκτίμηση των καταναλωτών για τις ευεργετικές επιπτώσεις των βιταμινών και ιδιαίτερα της βιταμίνη C για διάφορες ασθένειες. Το φαινόμενο αυτό είναι ιδιαίτερα εκτεταμένο, με τις διάφορες παραλλαγές του, σε πολλές χώρες. Πρακτικοί θεραπευτές, αλλά και ιατροί, συνιστούν υψηλές δόσεις βιταμινών για τη θεραπεία ακόμη και κακοήθων όγκων.

Ο διάσημος χημικός Linus Pauling (1901-1994), δυο φορές νομπελίστας, εισήγαγε τη θεωρία της θεραπευτικής καi προληπτικής δράσης μεγάλων δόσεων βιταμίνης C.

Από το 1967 ο διάσημος χημικός και νομπελίστας Linus Pauling (1901-1994, Βραβείο Νόμπελ Χημείας 1954, βραβείο Nόμπελ Ειρήνης 1962) συνιστούσε ανεπιφύλακτα υψηλές δόσεις ασκορβικού οξέος (ο ίδιος λάμβανε 18 γραμμάρια ημερησίως) προληπτικά κατά του κρυολογήματος και του καρκίνου.

Το 1972, ο Pauling παρουσίασε τα πρώτα αποτελέσματα έρευνας με καρκινοπαθείς που έδειχναν ευεργετικά αποτελέσματα και επέκταση της ζωής των ασθενών. Σήμερα, αυτές οι "μεγαδόσεις" θεωρούνται μάλλον υπερβολές, αν όχι βλαπτικές, δεδομένου του γεγονότος ότι στα προϊόντα διάσπασης του ασκορβικού οξέος συγκαταλέγονται και το οξαλικά, που οδηγούν στον σχηματισμό πέτρας στα νεφρά (οξαλικά άλατα ασβεστίου).

Τα μέχρι και σήμερα αμφιλεγόμενα αποτελέσματά του, ο Pauling τα υπεστήριξε με θέρμη (δημοσίευσε δύο εργασίες στο διάσημο περιοδικό PNAS 1976 και 1978 λόγω του ότι ήταν μέλος της Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, και αρκετά βιβλία) και προκάλεσε αρκετές επιστημονικές διαμάχες στην ιατρική κοινότητα, αφού οι έρευνες του δεν πληρούσαν μεθοδολογικά και επιδημιολογικά τις σύγχρονες επιστημονικές προδιαγραφές. Το βέβαιο είναι ότι αν ο Pauling δεν ήταν αυτός που ήταν, είναι εξαιρετικά αμφίβολο αν οι ιδέες και θεωρίες του για το ασκορβικό οξύ θα είχαν την ίδια απήχηση.

Οι ιδέες του Linus Pauling για τη βιταμίνη C ανακυκλώθηκαν ευρύτατα σε εκλαϊκευμένα περιοδικά και εκπομπές τηλεόρασης, κυρίως λόγω του διάσημου ονόματός του. Το γεγονός αυτό είχε σημαντικές επιπτώσεις στις αμφιλεγόμενες αντιλήψεις των πολιτών, όχι μόνο στις ΗΠΑ αλλά και παγκοσμίως, για τα φυσικά αντικαρκινογόνα, για τις βιταμίνες και ιδιαίτερα για τη βιταμίνη C, η οποία έφτασε σε σημείο να θεωρείται σχεδόν "πανάκεια".

Διεξήχθησαν έρευνες και επιδημιολογικά συστηματικές μελέτες με "διπλές-τυφλές" (double blind) μελέτες με εικονικά φάρμακα (placebo) και βιταμίνη C. Να σημειωθεί ότι οι "διπλές-τυφλές" μελέτες είναι οι πλέον αξιόπιστες και αμερόληπτες: Σε αυτές, ούτε οι ασθενείς, ούτε οι ιατροί γνωρίζουν αν χορηγήθηκε το υπό δοκιμή ή το εικονικό φάρμακο. Αυτές οι επιδημιολογικού χαρακτήρα μελέτες είχαν μάλλον απογοητευτικά αποτελέσματα για τους οπαδούς της θεωρίας του Pauling.

Η θεωρία του Pauling ως προς τη θεραπεία του καρκίνου μπορεί τελικά να ανατράπηκε, παρ' όλα αυτά δεν έχει σταματήσει η έρευνα για πιθανά άλλα οφέλη των μεγάλων δόσεων. Μάλιστα τα τελευταία χρόνια έχουν πραγματοποιηθεί καλύτερα οργανωμένες και τεκμηριωμένες έρευνες με κάποια θετικά αποτελέσματα.

 

Κάποια σχετικώς πρόσφατα συμπεράσματα ως προς τα συμπληρώματα βιταμίνης C [Αναφ. 12]. Μερικά από τα σχετικώς πρόσφατα συμπεράσματα (συχνά αντιφατικά μεταξύ τους) ως προς τη δράση της βιταμίνης C σε διάφορες ασθένειες είναι τα εξής και τη θεραπευτική αξία βιταμινούχων συμπληρωμάτων είναι τα εξής:

- Ακόμη δεν γνωρίζουμε αν η βιταμίνη C παρουσιάζει κάποια σημαντική αντικαρκινική δράση, ούτε σε ποιούς τύπους καρκίνου μπορεί να έχει κάποια επίδραση [Αναφ. 12α].

- Τα μέχρι σήμερα αποτελέσματα δεν μπορούν να θεωρηθούν οριστικά, αν και δείχνουν "αισιόδοξα". Απαιτούνται περισσότερες μελέτες [Αναφ. 12β].

- Η μετα-ανάλυση δείχνει αντίστροφη σχέση μεταξύ της πρόσληψης βιταμίνης C, της κυκλοφορούσας βιταμίνης C και της πιθανότητας εγκεφαλικής συμφόρησης [Αναφ. 12γ].

- Η βιταμίνη C πιθανώς εμπλέκεται στην πρόληψη του καρκίνου και καρδιαγγειακών νόσων. Επίσης, έχει καταγραφεί η δράση της στο νευρικό σύστημα και χρονίως πασχόντων [Αναφ. 12δ].

- Ο συνδυασμός βιταμίνης C και συμπληρωμάτων ψευδαργύρου αποδεικνύεται περισσότερο δραστικός κατά της ρινόρροιας σε σχέση με το εικονικό φάρμακο [Αναφ. 12ε].

- Περιορισμένες ενδείξεις ως προς την ευεργετική δράση συμπληρωμάτων βιταμινών και ιχνοστοιχείων ως προς την πρόληψη του καρκίνου και καρδιαγγειακών νόσων [Αναφ. 12στ].

- Καμία ένδειξη ότι συμπληρώματα βιταμινών και αντιοξειδωτικών προλαμβάνουν καρδιαγγειακές νόσους [Αναφ. 12ζ].

- Η λήψη επιπλέον ποσότητας βιταμίνης C βελτιώνει τη λειτουργία του ενδοθηλίου, δηλ. του κυτταρικού υποστρώματος των εσωτερικών επιφανειών των αιμοφόρων αγγείων και των λεμφαγγείων). Η δράση της εξαρτάται από την κατάσταση υγείας με εντονότερη σε όσους ανήκουν στην ομάδα υψηλού κινδύνου για καρδιαγγειακές παθήσεις [Αναφ. 12η].

- Περιορισμένες ενδείξεις πάνω στην ασφάλεια και στην αποτελεσματικότητα ενδοφλέβιων ενέσεων βιταμίνης C. Πιθανή βελτίωση της ποιότητας ζωής και της σοβαρότητας των συμπτωμάτων ασθενών με καρκίνο [Αναφ. 12θ].

- Χρόνια χρήση συμπληρωμάτων βιταμινών και ιχνοστοιχείων δεν δείχνει κάποια σαφή ευεργετική δράση στην πρόληψη ασθενειών σε άτομα που τρέφονται σωστά, ίσως μάλιστα να είναι και επικίνδυνα. Χαρακτηριστικά, ο τίτλος αυτού του άρθρου (editorial), όπου σχολιάζονται τα αποτελέσματα πρόσφατων αξιόπιστων ερευνών, ξεκινάει με την αγγλική χαρακτηριστική φράση αγανάκτησης: "Enough is enough..." (: "αρκετά πια !" ή πιο ελεύθερα: "Παράγινε το κακό !") [Αναφ. 12ι].

 

Πολυάριθμα βιβλία, για τις φαρμακολογικές ιδιότητες καθώς και τη διαμάχη που ξεκίνησαν οι θεωρίες του Linus Pauling

για τις αντικαρκινικές και άλλες σχεδόν "μαγικές" ιδιότητες του ασκορβικού oξέος (Βιταμίνη C)

 

Βιβλιογραφία - Πηγές από το Διαδίκτυο

  1. (α) Merck Index: "Ascorbic Acid", 12th ed, σελ. 139. (β) Wikipedia: "Ascorbic Acid". (γ) Inchem.org (International Program on Chemical Safety): "Ascorbic Acid". (δ) Jadhav MV, Dalvi SN: "L-Ascorbic Acid - Background and Significance: A Review", Indian Streams Research Journal (αρχείο PDF, 315 KB). (ε) "Nomenclature Policy: Generic Descriptors and Trivial Names for Vitamins and Related Compounds", J. Nutr. 117(7-14), 1987.

  2. (α) Wikipedia: "Vitamin". (β) Nobelprize.org: Carpenter KJ: "The Nobel Prize and the discovery of vitamins", 22 June 2004. (γ) Wikipedia "Scurvy". (δ) LimeStrong.com: "So, Just What is Scurvy Anyway?". (ε) Carpenter KJ: "The discovery of vitamin C", Ann Nutr Metab. 61(3):259-264, 2012 (PubMed). (στ) www.news-medical.net: "Vitamin C History", 2013. (ζ) Packer L, Fuchs J: "Vitamin C in Health and Disease", Marcel Dekker, Inc., 1997, Google-Books. (η) VitaminCFoundation.org: "The Healing Factor: Vitamin C against disease", by Irwin Stone, 1972 [πλουσιότατες πληροφορίες για τη βιταμίνη C].

  3. (α) Kyle RA, Shampo MA: "Walter Haworth - Synthesis of Vitamin C", Mayo Clinic Proceedings 77(2):108, 2002. (β) Haworth WN: "The structure of carbohydrates and of vitamin C", Nobel Lecture, December 11, 1937 (αρχείο PDF, 148 KB). (γ) Steffen J: "Tadeusz Reichstein: The Alchemist of Vitamin Science", Sight and Life 26(3):44-48, 2012 (αρχειο PDF, 580 KB). (δ) Wikipedia: "Reichstein process". (δ) ChemistryViews.org: "Esthetics of the Reichstein-Grüssner L-Ascorbic Acid Synthesis – Part of Vitamin C Deficiency", January 2014. (ε) Bremus C, Herrmann U, Bringer-Meyer S, Sahm H: "The use of microorganisms in l-ascorbic acid production (Review)", Journal of Biotechnology 124:196-205, 2006 (αρχείο PDF, 423 KB). (στ)

  4. (α) Wikipedia: "Erythorbic acid". (β) Merck Index: "Isoascorbic Acid", 12th ed, σελ. 877. (γ) Inchem.org (International Program on Chemical Safety): "Erythorbic acid and its sodium salt". (δ) Organic I (CHE 351-02 with K. Petersen). (ε) Sauberlich HE1, Tamura T, Craig CB, Freeberg LE, Liu T: "Effects of erythorbic acid on vitamin C metabolism in young women", Am J Clin Nutr. 64(3):336-346, 1996 (PubMed). (στ) TOXNET (Toxicology Data Network): "Erythorbic acid".

  5. (α) Wikipedia: "Dichlorophenolindophenol". (β) Tauber H, Kleiner IS: "A Method for the Quantitative determination of Ascorbic Acid (Vitamin C): The Vitamin C Content of Various Plant and Animal Tissues", J. Biol. Chem., 108:563-570, 1935 (αρχείο PDF, 844 KB). (γ) Nielsen SS: "Food Analysis Laboratory Manual", Springer, New York, 2010, p.57 ( Google Books). (δ) Kramer BK, Pultz VM, McCormick JM: "Vitamin C Analysis", Truman State University (Missouri) (Last Update: April 25, 2011). (ε) "Determination of Amount of Vitamin C in a Commercial Product by Redox Titration", Advanced Instructional Systems, Inc. and the University of California, Santa Cruz, 2011, (αρχείο PDF, 206 KB). (στ) "Determination of Vitamin C Concentration by Titration", University of Canterbury, Christchurch, New Zealand (αρχείο PDF, 347 KB). (ζ) Lau OW, Luk SF: "Spectrophotometric determination of ascorbic acid in canned fruit juices, cordials, and soft drinks with iron(III) and 1,10-phenanthroline as reagents", J Assoc Off Anal Chem. 70(3):518-520, 1987 (PubMed).

  6. (α) Smirnoff N: "L-ascorbic acid biosynthesis", Vitam Horm. 61:241-266, 2001 (PubMed). (β) Smirnoff N, Wheeler GL: "Ascorbic Acid in Plants: Biosynthesis and Function", Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 35(4):291-314, 2000 (αρχείο PDF, 810 KB). (γ) Valpuesta V, Botella MA: "Biosynthesis of L-ascorbic acid in plants: new pathways for an old antioxidant", TRENDS in Plant Science, 9(12): 573-577, 2004 (αρχείο PDF, 114 KB). (δ) Stone I: "The Natural History of Ascorbic Acid in the Evolution of the Mammals and Primates and Its Significance for Present Day Man", από το: Orthomolecular Psychiatry 1(2,3):82-89, 1972 (revised November, 2013).

  7. (α) Englard S, Seifter S: "The biochemical functions of ascorbic acid", Annu Rev Nutr. 6:365-406, 1986 [PubMed]. (β) Mandl J, Szarka A, Bánhegyi G: "Vitamin C: update on physiology and pharmacology", 157(7): 1097-1110, 2009. (γ) Chen GC, Lu DB, Pang Z, Liu QF: "Vitamin C intake, circulating vitamin C and risk of stroke: a meta-analysis of prospective studies", J Am Heart Assoc. 2:e000329, 2013 (Abstract).

  8. (α) Wikipedia: "Collagen". (β) Wikipedia: "Collagen helix". (γ) VitaminCFoundation.org: "Roger J. Williams and Linus Pauling on Vitamin C and Collagen". (δ) De Tullio MC: "The Mystery of Vitamin C", Nature Education 3(9):48, 2010.

  9. (α) Buettner GR, Schafer FQ: "Ascorbate (Vitamin C), its Antioxidant Chemistry", Department of Radiation Oncology, The University of Iowa (αρχείο PPT, 759 KB). (β) Frei B, England L, Ames BN: "Ascorbate is an outstanding antioxidant in human blood plasma", Proc Natl Acad Sci 86(16):6377-6381, 1989 [PubMed]. (γ) Carr A, Frei B: "Does vitamin C act as a pro-oxidant under physiological conditions?", The FASEB Journal 13(9):1007-1024, 1999. (δ) Stohs SJ, Bagchi D: "Oxidative mechanisms in the toxicity of metal ions", Free Radical Biol. Med. 18(2):321-336, 1995 (αρχείο PDF, 416 KB). (ε) Podmore ID, Griffiths HR, Herbert KE, Mistry N, Mistry P, Lunec J: "Vitamin C exhibits pro-oxidant properties", Nature 392(6676):559, 1998 (αρχείο PDF, 126 KB). (στ) National Institute of Health, Office of Dietary Supplements: "Vitamin C (factsheet for consumers)" (reviewed, June 2011). (ζ) www.fao.org: "Chapter 6: Vitamin C".

10. (α) Barrett S: "High Doses of Vitamin C Are Not Effective as a Cancer Treatment". (β) Duarte TL, Lunec J: "Review: When is an antioxidant not an antioxidant? A review of novel actions and reactions of vitamin C", Free Radic Res. 39(7):671-686, 2005 [PubMed]. (γ) Harvard School of Public Health: "The Nutrition Source: Antioxidants: Beyond the Hype".

11. (α) Barrett S: "The Dark Side of Linus Pauling's Legacy". (β) Harvard School of Public Health: "The Nutrition Source: Vitamin C". (γ) Gorski D: "High dose vitamin C and cancer: Has Linus Pauling been vindicated?", Science Based Medicin, August 2008.

12. (α) Cabanillas F: "Vitamin C and cancer: what can we conclude--1,609 patients and 33 years later?", PR Health and Science Journal 29(3)215-217, 2010 (PubMed). (β) Mamede AC, Tavares SD, Abrantes AM, Trindade J, Maia JM, Botelho MF: "The role of vitamins in cancer: a review", Nutrition and Cancer 63(4):479-494, 2013 (αρχείο PDF, 200 KB). (γ) Chen G-C, Lu D-B, MD, Pang Z, MD, PhD, Liu Q-F: "Vitamin C intake, circulating vitamin C, and risk of stroke", J Am Heart Assoc. 2(6): e000329, 2013. (δ) Grosso G, Bei R, Mistretta A, Marventano S, Calabrese G, Masuelli L, Giganti MG, Modesti A, Galvano F, Gazzolo D: "Effects of vitamin C on health: a review of evidence", Frontiers of Bioscience (Landmark Ed) 18:1017-1029, 2013 (PubMed). (ε) Maggini S1, Beveridge S, Suter M: "A combination of high-dose vitamin C plus zinc for the common cold", Journal of Internal Medicine Research 40(1):28-42, 2012 (PubMed). (στ) Fortmann SP, Burda BU, Senger CA, Lin JS, Whitlock EP: "Vitamin and Mineral Supplements in the Primary Prevention of Cardiovascular Disease and Cancer: An Updated Systematic Evidence Review for the U.S. Preventive Services Task Force", Annals Internal Medicine 159(2):L824-834, 2013. (ζ) Myung S-K, Ju W, Cho B, Oh S-W, Park SM, Koo B-K, Park B-J: "Efficacy of vitamin and antioxidant supplements in prevention of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials", British Medical Journal 346, 2013. (η) Ashor AW, Lara J, Mathers JC, Siervo M : "Effect of vitamin C on endothelial function in health and disease: a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials", Atherosclerosis 235(1):9-20, 2014 (PubMed). (θ) Fritz H, Flower G, Weeks L, Cooley K, Callachan M, McGowan J, Skidmore B, Kirchner L, Seely D: "Intravenous Vitamin C and Cancer A Systematic Review. Integrated Cancer Therapy". 13(4):280-300, 2014 (PubMed). (ι) Frei B, Ames BN, Blumberg JB, Willett WC: "Enough is enough: stop wasting money on vitamin and mineral supplements", Annals Internal Medicine 160:850-851, 2014 (αρχείο PDF, 269 KB).

 

Γενική Βιβλιογραφία:

- Vlachogianni Th, Lorids S, Fiotakis K, Valavanidis A: "From the traditional medicine to the modern era of synthetic pharmaceuticals. Natural products and reverse pharmacology approaches have expedited new drug discovery", Pharmakeftiki 26(I):17-31, 2014.

- Βαλαβανίδης Α: "Φυτοχημικές Ουσίες της Διατροφής με Αντιοξειδωτικές και Αντικαρκινικές Ιδιότητες. Προστατευτικός ρόλος για κακοήθεις νεοπλασίες, καρδιαγγειακές και νευροεκφυλιστικές παθήσεις", Εκδόσεις ΒΗΤΑ, Αθήνα, 2011.
- Benzie IF, Choi SW: "Antioxidants in food: content, measurement, significance, action, cautions, caveats, and research needs", Adv Food Nutr Res. 71:1-53, 2014 (PubMed).
 

 

Αποποίηση ευθυνών: Έχει καταβληθεί κάθε προσπάθεια για να εξασφαλισθεί η ορθότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνονται σε αυτή τη σελίδα, ωστόσο ο έχων την επιμέλεια της σελίδας αυτής και το Τμήμα Χημείας δεν αναλαμβάνουν τη νομική ευθύνη για τυχόν σφάλματα, παραλείψεις ή ανακριβείς πληροφορίες. Επιπλέον, το Τμήμα Χημείας δεν εγγυάται την ορθότητα των αναφερόμενων σε εξωτερικές ιστοσελίδες, ούτε η αναφορά μέσω συνδέσμων (links) στις ιστοσελίδες αυτές, υποδηλώνει ότι το Τμήμα Χημείας επικυρώνει ή καθ' οιονδήποτε τρόπο αποδέχεται το περιεχόμενό τους.