Какие животные синтезируют витамин с

СодержаниеАскорбиновая кислотаЭволюция, стресс и витамин СГены и витамины

Витамин С — один из жизненно необходимых для нас нутриентов. В буквальном смысле этого слова. При дефиците витамина С у человека развивается тяжелое заболевание цинга, которое может привести к его смерти. И ничто, кроме продуктов, содержащих драгоценное соединение, не способно его спасти. А все потому, что в отличие от многих других витаминов, именно этот в нашем организме не вырабатывается.

При этом какой-нибудь горный козел совершенно спокойно производит ежедневно 1300 мг витамина С — это в 15 раз больше, чем нужно человеку. Даже котики умеют вырабатывать витамин С из глюкозы в собственной печени! Но как же тогда постулат о «вершине эволюции»? Почему мы, другие высшие приматы, некоторые рыбы, несколько видов птиц и морские свинки оказались лишены такого жизненно важного умения, которое есть у козлов, котиков и подавляющего большинства представителей животного мира?

MedAboutMe разбирался, где на пути эволюции человек потерял способность вырабатывать аскорбиновую кислоту?

Аскорбиновая кислота

Витамин С первым выделил бывший дезертир и будущий нобелевский лауреат, венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрдьи. В начале 1930-х годов ученый обнаружил, что полученная им «гексуроновая кислота» излечивает морских свинок от цинги. Он доказал, что это вещество — витамин, и назвал его «витамин С», по первой букве названия болезни «цинга». Позднее, когда была определена структура нового вещества, Дьёрдьи переименовал его в аскорбиновую кислоту — опять же по названию цинги, но уже на латыни «scorbutus».

Цинга как авитаминоз

Цинга — один из самых страшных авитаминозов (болезней, вызванных отсутствием витаминов). Когда-то с ней были хорошо знакомы моряки, месяцами не видевшие свежих фруктов и овощей. Из-за отсутствия в рационе витамина С происходило нарушение синтеза коллагена в их организмах, сосуды становились ломкими, что приводило к геморрагическим кровотечениям, кровоточивости десен, выпадению зубов, развитию болей в конечностях, гипохромной анемии, хрупкости костей и хрящей.

Сегодня известно, что витамин С задействован в большом количестве разнообразных процессов, протекающих в организме. При этом человеку нужно всего 90 мг аскорбиновой кислоты в сутки, а 1 г — предельная доза. При ее превышении витамин С просто перестает усваиваться организмом. Но если съесть слишком много аскорбинки — 2 г и более — организм среагирует на это раздражением желудочно-кишечного тракта и диареей.

Витамин С также задействован в производстве гормонов щитовидной железы, нейромедиатора серотонина и участвует в процессах, обеспечивающих поступление глюкозы внутрь клеток.

Запасать витамин С мы не умеем, поэтому за солнечное фруктовое лето никак нельзя обеспечить себя аскорбиновой кислотой на всю зиму. А это значит, что фрукты и овощи должны в обязательном порядке входить в ежедневный рацион. В принципе достаточно одного крупного апельсина в день — если человек ведет малоактивный «офисный» образ жизни. Если же в его жизни присутствует спорт — необходимая доза витамина С будет выше. При нехватке аскорбиновой кислоты в рационе следует принимать витаминные комплексы.

Эволюция, стресс и витамин С
По мнению ученых, способность синтезировать витамин С — результат жесткого эволюционного отбора. И появилась эта способность после выхода живых существ на сушу.

Известно, что в стрессовой ситуации те животные, которые могут вырабатывать витамин С, производят его в существенно больших количествах. У того же горного козла объем производства аскорбинки в состоянии стресса увеличивается в 13 раз. Ученые считают, это защитная реакция организма.

Более того, по мнению экспертов, именно эта способность вырабатывать огромные дозы витамина С в сложных ситуациях позволяет диким животным на протяжении долгого времени оставаться здоровыми, пока старость окончательно не настигнет их. Это также подтверждается благотворным влиянием витамина С на человека в стрессовом состоянии. Такой эффект объясняется тем, что аскорбиновая кислота — один из самых сильных природных антиоксидантов, эффективно «гасящих» активные формы кислорода (АФК).

Самый большой миф Лайнуса Полинга

В 1970-м году химик из США Лайнус Полинг заявил, что большие дозы витамина С (1,5-2 г ежесуточно) лечат грипп, простуду, рак и вообще продлевают жизнь человека. Увы, многочисленные исследования слова Полинга не подтвердили. Даже прием 1-2 г аскорбиновой кислоты на начальном этапе простуды или гриппа не останавливает болезнь. Но способствует выздоровлению, потому что повышает иммунитет. То есть, в разумных дозах витамин С можно принимать, как дополнительное средство, укрепляющее защитные силы организма.

Гены и витамины

Куда же делась способность производить витамин С у человека? Этот нутриент синтезируется в живых организмах в ходе цепочки из нескольких реакций. Вообще-то наши клетки могут реализовать всю эту цепочку — за исключением последней реакции, в результате которой и должен получаться витамин С. Но для нее нужен фермент L-гулонолактоноксидаза (GULO). Этого фермента у нас и не хватает. Точнее, у человека даже есть ген GULO, который кодирует его, но он неактивен из-за нескольких мутаций и, по сути, является пседовгеном.

По оценкам ученых, мутация, которая лишила приматов фермента GULO, произошла примерно 60 млн лет назад. У морской свинки и у некоторых других организмов утрата способности синтезировать аскорбиновую кислоту произошла другим путем.

Почему наши предки не вымерли, утратив столь ценную биохимическую реакцию, в принципе понятно: фрукты, которые составляют существенную часть рациона приматов, содержат достаточно количество данного нутриента. Но что ценного дала мутация, лишившая человечество автономности в вопросах выработки столь важного соединения?

Существует несколько теорий на этот счет.

Согласно одной из них, в ходе той самой реакции получения аскорбиновой кислоты в качестве побочного эффекта синтезировался еще и пероксид водорода — крайне агрессивная АФК. Ценность получения одной молекулы витамина С в этом случае сильно уменьшалась. Согласно другой теории, отсутствие собственного витамина С позволило нам получить защиту от нехватки кислорода (гипоксии) в виде гипоксия-индуцированного фактора-1 альфа (HIF-1 альфа) — это соединение активирует ответ организма на дефицит кислорода, но только в отсутствие аскорбиновой кислоты. Особенно важна роль HIF-1 альфа в нейронах. То есть, с утратой способности синтезировать витамин С мы получили умение до определенной степени адаптироваться к изменению уровня кислорода в тканях — а это очень важный фактор для выживания нас как вида. Наконец, есть третья гипотеза, которая предполагает, что мутация гена, кодирующего фермент GULO, открывает для нас новые возможности в управлении генами, а точнее — в эпигенетическом контроле экспрессии генов. Если вкратце, это тоже повышает наши адаптационные способности и дает эволюционные преимущества. Эта теория пока не доказана. Выводы История с витамином С наглядно демонстрирует логику эволюционного процесса. Наши предки, перейдя на фруктовую диету, утратили весьма полезный ген, приобретя взамен ряд не менее ценных для выживания вида способностей. А нам остается слегка завидовать котикам и прочим С-синтезирующим животным и строго соблюдать правила здорового питания, согласно которым в нашем меню, как и в рационе наших предков, должны обязательно присутствовать продукты, содержащие витамин С. В перечень фруктов и овощей, лидирующих по его содержанию входят: свежий шиповник, болгарский красный и зеленый сладкий перец, петрушка и укроп, черная смородина, брюссельская капуста, облепиха и др. Пройдите тестНужно ли вам принимать витамины?Ответьте на вопросы теста и узнайте, нужно ли вам принимать поливитамины.

Использованы фотоматериалы Shutterstock

О витамине С мы вспоминаем в первую очередь в межсезонье, когда говорим о профилактике ОРВИ. Но на самом деле он необходим нам гораздо чаще и функций у него намного больше. Обсудим подробно: для чего и в каком количестве нужна «аскорбинка», эффективны ли повышенные дозы этого витамина и какой лучше – природный или синтетический?

Для человека витамин С (он же аскорбиновая кислота) – незаменимое соединение, получить которое мы можем только извне. Эта участь постигла нас вместе с другими приматами, морскими свинками, некоторыми птицами и рыбами, а виной всему мутация гена, отвечающего за синтез аскорбиновой кислоты. Все остальные животные и растения благополучно синтезируют витамин С из глюкозы.

Свое название аскорбиновая кислота получила после открытия ее оздоравливающих свойств при цинге (или скорбуте) – заболевании, возникающем как раз при дефиците этого витамина.

В 1932 году ученые Szent-Gyorgyi и King доказали, что витамин С является антискорбиновым (противоцинговым) фактором, за что в 1937 году им присудили Нобелевскую премию. А витамином С это важнейшее вещество стало называться по порядку своего открытия – сначала были открыты витамины А и В, а потом – всем известная «аскорбинка».

Витамин на все руки

Попадая в организм человека, аскорбиновая кислота выполняет множество суперполезных функций. Так, она с удовольствием делится своими электронами, восстанавливая свободные радикалы. Это свойство мы называем антиоксидантным. Являясь универсальным антиоксидантом, витамин С восстанавливает окисленные формы витаминов А и Е, поддерживая тем самым их противоокислительную активность.

Но при определенных условиях одна из форм витамина С может сама приводить к образованию свободных радикалов, поэтому очень важно, чтобы аскорбиновая кислота работала совместно с теми веществами, которые будут ее стабилизировать, например, с витамином Е.

Антиоксидантные свойства лежат и в основе профилактического действия витамина С в отношении инфекций. Причем в последние годы появились исследования, доказывающие эффективность витамина С даже при сепсисе [Teng J. et al, George Washington University School of Medicine, USA, 2018].

Каким же образом витамин С действует на иммунитет?

1. Предохраняет мембраны клеток – например, лимфоцитов от повреждающего действия свободных радикалов, что позволяет клеткам сохранять свою активность и бороться с инфекцией. Это подтверждается тем, что во время инфекционных процессов концентрация витамина С в лейкоцитах значительно возрастает [Ang A., et al, New Zealand, 2018].
2. Значительно повышает активность тех клеток иммунной системы, которые непосредственно уничтожают неприятеля – нейтрофилов и макрофагов, причем даже при наследственном дефекте этой функции!
3. Защищает генетический аппарат клеток иммунной системы от свободных радикалов и этим также поддерживает активность иммунитета.
4. Может восстанавливать активность NK-клеток (natural killer cells). Это особый вид клеток, относящихся к системе врожденного иммунитета. Они способны уничтожать чужеродные или измененные клетки собственного организма (что важно для противоопухолевой защиты). Активность NK-клеток снижается при воздействии токсических факторов окружающей среды.

Незаменимый строительный материал

Кроме перечисленных выше функций, витамин С необходим организму для синтеза многих жизненно важных веществ.

• Без аскорбиновой кислоты невозможен синтез качественного коллагена – одной из основ нашего организма. При дефиците витамина С соединительная ткань (состоящая в основном из коллагена) становится менее прочной. Первым страдает коллаген сосудов: сосудистые стенки становятся рыхлыми и появляется кровоточивость – один из характерных признаков недостатка витамина С. Особенно важно влияние аскорбиновой кислоты на синтез коллагена в детском организме.
• Витамин С нужен для производства гормонов. Наши надпочечники синтезируют особые гормоны, позволяющие нам адекватно реагировать на стресс – кортикостероиды. Но для этого им необходимо достаточное количество витамина С. Поэтому без аскорбиновой кислоты мы не сможем противостоять неблагоприятному действию стрессовых факторов (психоэмоциональных, физических, химических, инфекционных и др.). Также без витамина С не работают ферменты, которые активируют гормоны гипоталамуса, – это основные «регулирующие и контролирующие» гормоны, без которых наша эндокринная система не может эффективно работать.
• Аскорбиновая кислота влияет на выработку нейромедиаторов (норадреналина, ацетилхолина, серотонина, дофамина). Именно их нормальная выработка помогает нам сохранять яркость ощущений и быстроту реакций. Поэтому одним из первых симптомов недостатка витамина С является ухудшение настроения и усталость (это, кстати, первый симптом авитаминоза, описанный еще в 1753 году [Джеймс Линд, «Трактат о цинге»]).
• Витамин С необходим для энергетического обмена. Он участвует в синтезе карнитина – вещества, без которого невозможен перенос жирных кислот в основные энергетические станции клеток – митохондрии. Именно за счет митохондрий энергию для жизни получают не просто отдельные клетки, но и весь наш организм.
• Активирует фермент в печени, который помогает глюкозе проникнуть в клетки и накапливаться там в качестве быстрого источника энергии.
• Участвует в обмене аминокислоты тирозина, без которой невозможен синтез гормонов щитовидной железы и пигмента меланина (от него зависит пигментация нашей кожи, волос, глаз).
• Способствует усвоению железа (особенно при его поступлении с растительной пищей) и превращению фолиевой кислоты в ее активную форму. Таким способом витамин С косвенно препятствует развитию анемии.
• Предохраняет липопротеиды низкой плотности («плохой холестерин») от окисления. Это вносит свой вклад в профилактику атеросклероза и артериальной гипертензии в любом возрасте.

Какой витамин С лучше?

Попадая в организм с едой, витамин С усваивается довольно хорошо. Наилучший его источник – сырые овощи и фрукты. Поэтому так важно следить за тем, чтобы ваш ребенок получал достаточно свежей растительной пищи.

Увы, по статистике, с каждым следующим годом жизни дети едят все меньше овощей и фруктов [данные ФГБУ «Научный центр здоровья детей», 2015]: только 46% из них на втором году жизни получают овощи, 71% – фрукты. На третьем году жизни количество вновь уменьшается: 35% – овощи и 65% – фрукты. Сколько овощей и фруктов входит в рацион подростков, мы можем лишь догадываться.

Вопреки распространенному мнению, овощи содержат значительно больше витамина С, чем фрукты. Так, свежий сладкий перец содержит в 5 раз больше аскорбиновой кислоты, чем апельсин, а брюссельская капуста, брокколи и укроп – в 2 раза больше, чем знаменитый оранжевый фрукт. Поэтому, употребляя достаточное количество именно овощей, а не фруктов, мы можем обеспечить организм витамином С.

Продукты, которые можно использовать в качестве источника витамина С (представлены в порядке убывания в них витамина):

Витамин С накапливается в той части растения, которая подвергается воздействию солнечных лучей, поэтому его концентрация выше в листьях и ниже – в корнях растений.

В среднем в 100 г потребляемых продуктов растительного происхождения содержится от 10 до 30 мг витамина. Его количество сильно зависит от вида растения, степени зрелости и времени, которое прошло с момента сбора до начала приготовления, – длительное хранение существенно уменьшает содержание витамина С в плоде.

К сожалению, не у всех есть возможность употреблять свежие фрукты и овощи круглый год. Поэтому желательно получать витамин С другими способами. Также стоит помнить о том, что витамин С в организме не накапливается, поэтому мы нуждаемся в ежедневном его поступлении.

Вторым по ценности источником аскорбиновой кислоты можно назвать натуральные экстракты растений – ацеролы, шиповника и других. При этом важно, чтобы экстракты были произведены с помощью высокотехнологичных процессов, позволяющих сохранить витамин.

На третьем месте – аскорбиновая кислота, синтезированная из глюкозы. По сути, это такой же процесс, с помощью которого большинство растений и животных синтезируют витамин С самостоятельно (ссылка на Ритмы здоровья, Драже Топивишка – ВитаМама, Драже Витаминка – ВитаМама).

Преимущество комплексных витаминно-минеральных продуктов в том, что аскорбиновая кислота сочетается в них с другими витаминами, поддерживающими ее активность (А и Е). Кроме того, сам витамин С может поддерживать стабильность этих витаминов и улучшать усвоение железа. Таким образом, находясь в комплексе, аскорбиновая кислота усваивается достаточно хорошо и остается стабильной.

В последние годы на рынке витаминных добавок активно продвигаются липосомальные формы витамина С – т. е. аскорбиновой кислоты, капсулированной в микроскопическом слое фосфолипидов. Эта технология была разработана фармакологическими компаниями для улучшения доставки лекарственных средств, чтобы защитить ингредиенты в желудке и улучшить их всасывание через клеточные мембраны. Но на сегодняшний день доказательств эффективности этой технологии применительно к витамину С еще мало.

Как сохранить витамин С в пище?

Следует помнить о том, что витамин С быстро окисляется в присутствии широко распространенного в растениях фермента – аскорбиноксидазы – и теряет свою активность, особенно на свету и открытом воздухе при контакте с кислородом. Поэтому целые овощи желательно хранить в темном месте и в холодильнике, а разрезанные – как можно быстрее употреблять в пищу. Кстати, бланширование разрушает аскорбиноксидазу и вытесняет кислород, поэтому можно использовать этот способ для сохранения витамина С во время приготовления пищи и перед заморозкой.

Быстрее всего витамин С разрушается при нагревании (при 190 °С – полностью). Поэтому лучше отдавать предпочтение щадящим и быстрым способам термической обработки: в микроволновке, воке, на пару – и стараться готовить овощи «аль денте».

Особенно быстро витамин С разрушается в присутствии следов солей тяжелых металлов (загрязнение и обеднение почв), а также железа и меди (выбор посуды). А в кислой среде даже при тепловой обработке сохраняется лучше.

В каких дозах принимать витамин С?

Биодоступность витамина С зависит от дозы: чем она выше, тем большее количество витамина проходит «транзитом». Низкие же дозы – особенно если в организме не хватает аскорбиновой кислоты – усваиваются на 100%.

В развитых странах у населения почти не наблюдается выраженный дефицит витамина С. Однако, по данным ФГБНУ «НИИ Питания», дети и подростки могут испытывать недостаток аскорбиновой кислоты в связи с нерациональным питанием или повышенной потребностью в этом витамине. Особенно сильно витамин С может быть нужен детям и тинейджерам в межсезонье (в связи с высоким риском заболеваемости ОРВИ), при имеющихся хронических воспалительных заболеваниях, при высоких физических нагрузках, а также если в их семьях взрослые часто курят.

Национальная программа оптимизации питания детей в возрасте от 1 года до 3 лет (2015 г.) рекомендует давать им витамин С в дозе около 45 мг/сутки. Согласно нормам, разработанным в НИИ питания РАМН (2008 г.), физиологическая потребность ребенка в витамине С составляет от 30 до 90 мг/сутки.

Следует помнить, что рекомендованные дозы устанавливаются при исследовании среднестатистических потребностей. Поэтому любые нормы весьма условны. В каждом конкретном случае суточная потребность ребенка в аскорбиновой кислоте может зависеть от множества факторов: пола, возраста, физической активности, места проживания, экологических условий, характера питания, наличия заболеваний и т. д.

Риски при употреблении слишком высоких доз витамина С практически отсутствуют, хотя установлены предельно допустимые дозы для взрослых – 2000 мг/сутки. Интересно, что эксперименты с использованием доз, в десятки раз превышающих указанные, не привели к серьезным нарушениям здоровья, но и положительного эффекта не показали. Это объясняется тем, что при достижении индивидуального порога организм начинает активно выводить излишки витамина С.

Важные выводы

• Витамин С не синтезируется и не накапливается в нашем организме, поэтому должен ежедневно поступать с пищей.
• Витамин С усваивается и выводится достаточно быстро, особенно если поступает в организм в избыточном количестве.
• Наилучшим источником витамина С являются созревшие свежие (!) овощи и фрукты, которые сразу используются в пищу. При рациональном питании (пять порций разных овощей и фруктов ежедневно) человек не испытывает дефицита этого витамина.
• Витамин С неустойчив во внешней среде и может быстро разрушаться – при контакте с кислородом или при высоких температурах. Поэтому свежие фрукты и овощи лучше хранить в темном прохладном месте, а при приготовлении пищи желательно не подвергать их долгой температурной обработке.
• У детей повышенная потребность в витамине С может возникнуть в межсезонье, в связи с высокими физическими и эмоциональными нагрузками, при воспалительных заболеваниях, если родители курят, в также в связи с индивидуальными особенностями организма.
• Дети и подростки еще не осознают необходимости здорового питания, поэтому могут испытывать недостаток витамина С из-за нелюбви к свежим овощам и фруктам. Задача родителей – следить за рационом ребенка и при необходимости обогащать таковой дополнительными источниками аскорбиновой кислоты (зеленью, натуральными экстрактами или витаминными добавками).
• Взрослые жители развитых стран могут не бояться «заработать» серьезный дефицит витамина С. Но учитывая разные проблемы и условия современной жизни (нерациональное питание, невозможность получать свежие овощи весь год, особенности их хранения и приготовления), дополнительный прием витамина С в виде биоактивных добавок может быть обоснованным.

Увеличьте в рационе детей количество свежих овощей и и фруктов, готовьте морсы из замороженных ягод или отвары из сухофруктов, добавляйте к этому витаминные комплексы – и тогда дефицит витамина С молодому поколению точно не грозит!