维生素C

Vitamin C

SOURCE http://www.biologydaily.com/biology/Vitamin_C

翻译: 蓝山

 

目录

1 发现和历史

2来源

2.1植物来源
2.2
动物来源
2.3
人工合成

3在体内的功能

4 维生素C缺乏症

5 每天需要量

6食物烹饪

7 报道的潜在不良效果

8 治疗应用

9支持者

10参考书目

11 链拉

12 脚注

 

Chemical make-up of vitamin C

维生素C是一种生命必须的水溶性营养素,被身体用作许多用途。根据现有科学知识所知,除少数的动物,包括天竺鼠、人类、猿、白喉红臀鹎、一种食水果的蝙蝠以及一种鲑鱼外,所有的动物和植物都合成它们所需的维生素C。这个事实,加上相关的事实,即人类拥有动物用于合成相当数量的这种物质的四种酶当中的前三种,导致一些研究者如艾文.斯通(Irwin Stone) 和莱纳.斯鲍林推测,在数百万年前,人类曾经在体内制造这种物质,估计每天大约在3,000-4,000毫克之间,但后来因为进化过程而丧失了这种能力。如果这个推测是准确的,哪意味着维生素C是被错误地命名成为一种维生素,而事实上,它是一种极其重要的主要营养素,像脂肪或碳水化合物。

维生素C最初在1928年被分离提纯。而在1932年,它被证明就是预防坏血病的因子。圣乔其因为这个功绩而获得诺贝尔奖。

维生素C是一种弱酸,叫抗坏血酸或ascorbate -抗坏血酸的一种L-对应异构体。一个对应异构体是相同分子结构的二个对称镜像形式之一,参看光学异构体。这个物质的活性部分是抗坏血酸离子,它可以表现为一种酸或抗坏血酸盐-一种中性或略偏碱性的盐的。市场上的产品常常是抗坏血酸、抗坏血酸钠或其它抗坏血酸盐。要了解分子结构特性的描述,参看抗坏血酸篇。

 

发现和历史

自古以来已经知道要预防疾病,饮食中需要包括新鲜植物性食物或者未经煮熟的生肉。住在周边地带的原始部落把这个融入他们的医疗知识当中。比如,在热带地区使用云杉针的浸液或在沙漠地区使用耐旱树木的树叶浸液。1536年,法国探险家雅克·卡蒂亚(Jacques Cartier)在探索圣罗伦斯河时,运用当地部落的知识挽救了他哪些正患坏血病的水手的生命。他把侧柏针叶煮成药茶,后来发现每100克的这种茶含有50毫克维生素C

一直以来,植物性食物对受围困民众以及长期海上航行的水手的生存的益处一直被觉醒的当局推荐。在17世纪,理查得.乌多(Woodall),一名英国东印公司的船上外科医生,在他的“外科医生的伴侣”("Surgeon's Mate")一书中,建议使用柠檬果汁作为一种预防和治疗方法。早些时候18世纪的荷兰作者,约翰内斯.巴克斯松(Johannes Bachstrom) Surgeon's Mate提出明确的观点,“坏血病完全是因为新鲜蔬菜和绿色食物的完全缺乏所引起;这是这种疾病的唯一的主要原因。” fruit were one of the first sources of vitamin C available to ship's surgeons.
 

柑桔类是船上的外科医生可以取得的维生素C的最初的来源之一。

揭开坏血病原因科学依据的第一个尝试是由一名英国皇家海家的外科医生姆士.林德(James Lind),他在17475月为一些水手在正常的饮食外,每天提供2个橙和1个柠檬。而其他水手则在正常的饮食外,提供苹果酒、醋或海水。在科学史上,这被认为是第一个对照实验的例子。对照实验对比二类人群的实验结果,在实验中,一种因子作用在一个小组,而所有其它因子二个小组都相同。最后结果显示,柑橘类水果可以预防这种疾病。 林德把他的研究写了出来并在1753年发表了这个研究结果。

 

林德的研究结果开始受到很少的关注,部分是因为他在书中列出了相互矛盾的证据,部分是皇家海军中某些官僚的社会惰性。他们认为关注水手的康宁是软弱的表现。此外,在船上贮藏新鲜水里耗费极大亦是一个事实,而把它煮烂成果汁易于保存,但会破坏其中的维生素。船长错误地认为这样做没有作用,因为果汁不能医治坏血病。

 

直至1795年英国海军才正式把柠檬或酸橙作为海上的常规事务。(这个规定导致lime这个专门指英国人尤其是英国海军的昵称。)詹姆斯.库克(James Cook)船长之前已显示并证明了新鲜和保鲜食物,如泡菜的优点。他把他的船员带到夏威夷群岛并返航,没有一名船员死于坏血病。因为这个前所未闻和惊人的功绩,他被英国海军授予一个勋章。因而,海军肯定已经清楚其中的原理。为船上提供新鲜的水果的成本可能是长时期拖延的一个因素。船长不会提供任何标准或额外非海军部提供的供应。

抗坏血病剂("antiscorbutic)这个名称在1819世纪作为对哪些已知可以预防坏血病食物的一般术语,尽管对其原因毫不知情。这些食物包括柠檬、酸橙以及橙。而泡菜、盐淹卷心菜、麦牙以及肉汤亦被使用并有不同程度的效果。

1907年,二名研究挪威鱼船上患脚气病的船员的生物化学家阿力斯.候尔斯特(Alex Holst)和西多.弗罗列治(Theodore Frohlich),想以一个小个体的哺乳动物去代替他们使用的鸽子。他们给天竺鼠饲喂实验用饮食。这种饮食之前曾导致鸽子产生脚气病。当产生的是坏血病时,令他们很惊奇。直到当时,坏血病从未在人类以外的动物中观察到,因而它被认为是人类都特有的疾病。

20世纪初期,波兰藉美国科学家卡斯米尔.弗克(Casimir Funk)研究缺乏性疾病, 而在1912,对哪些食物中对健康至关重要的元素, 弗克提出了维生素的概念。之后,从1928年到1933年,匈牙利的研究小组约瑟夫.路易斯(Joseph L Svirbely)史韦贝利和阿伯特.圣乔其(Albert Szent-Györgyi),以及单独进行研究的美国科学家查尔斯.格兰.金(Charles Glen King),首先提纯分离出维生素C并表明它是抗坏血酸。

1928年,北极人类学家和探险家韦嘉姆尔.史提芬森(Vilhjalmur Stefansson)试图证明他有关爱基斯摩人(因纽特人)怎样在几乎没有植物性食物的情况下避免坏血病的理论。这一直是一个迷, 因为坏血病会袭击哪些依靠类似高肉食生存的北极探险家。史提芬森构思北极的土著人从新鲜肉—哪些生肉或只是稍为烹制的肉类获取维生素C。从19282月开始的一年内,他和他的一名同事在医学监护下,在纽约的贝勒纽医院靠食动物生肉生存;他们一直健康。

1933~1934年,英国化学家华尔特.纽曼. 霍沃思(Walter Norman Haworth)和爱特蒙特.赫思特(Edmund Hirst)以及波兰藉独立研究员赖希施泰因(Tadeus Reichstein),成功合成了维生素C,这是第一个人工合成的维生素。这使大规模廉价生产维生素C成为可能。主要因为这个,霍沃思获得了1937年的化学诺贝尔奖。 人工合成的维生素和天然形式的维生素完全相同。

1959年,美国人J.J.波恩斯(J.J. Burns)证明了,一些哺乳动物容易患坏血病的原因是他们的肝脏不能产生这种活性酶—L 古洛糖酸内酯氧化酶(GLO),这是合成维生素C所需要的四种酶中的最后一种。根据曼彻斯特大学的希基(Hickey)博士,人类携有一种已突变和无效形式的这种酶,宇宙放射线或逆病毒可能在数百万年前导致这种突变。

来源

植物来源

柑橘类水果(酸橙、柠檬、橙、葡萄),番茄以及马铃薯是维生素C良好的来源。其它充足的来源包括木瓜、椰菜、芽甘蓝、黑葡萄干、草梅、花椰菜、菠菜、哈密瓜和奇异果。此外,酸果蔓和红辣椒亦是维生素C的良好来源。

植物性食物的维生素C含量取决于:

1. 植物的种类

2. 土壤情况

3. 植物生长的气候

4. 植物贮存的时间

5. 贮存条件

6. 准备的方法。尤其是烹饪经常会破坏维生素C—但请参看食物准备部分

下表是大概的数量并表示不机新鲜植物的相对含量

Plant source植物来源

Amount 数量

卡姆果Camu Camu

2800

西藏偏光浆果Tibetan Goji berry

2500

金婴子果Rosehip

2000

金虎尾Acerola

1600

Jujube

500

猴面包树Baobab

400

黑葡萄干Blackcurrant

200

番石榴Guava

100

奇异果Kiwifruit

90

花椰菜Broccoli

90

罗甘莓植物Loganberry

80

红葡萄干Redcurrant

80

芽甘蓝Brussels sprouts

80

荔枝果Lychee

70

柿子Persimmon

60

木瓜Papaya

60

草莓Strawberry

50

Orange

50

Plant source 植物来源

Amount数量

柠檬Lemon

40

哈密瓜Melon, cantaloupe

40

花椰菜Cauliflower

40

葡萄Grapefruit

30

覆盆子Raspberry

30

橘子Tangerine

30

中国橙Mandarin orange

30

西番莲果Passion fruit

30

菠菜Spinach

30

绿色卷心菜Cabbage raw green

30

酸橙Lime

20

芒果Mango

20

香瓜Melon, honeydew

20

番茄Tomato

10

蓝莓Blueberry

10

菠萝Pineapple

10

万寿果Pawpaw

10

       

 

Plant source植物来源

Amount数量

葡萄Grape

10

Apricot

10

Plum

10

西瓜Watermelon

10

香蕉Banana

9

胡萝卜Carrot

9

鳄梨Avocado

8

姬萍Crabapple

8

桃子Peach

7

苹果Apple

6

黑莓Blackberry

6

甜菜根Beetroot

5

Pear

4

生菜Lettuce

4

黄瓜Cucumber

3

茄子Eggplant

2

无花果Fig

2

 

越桔Bilberry

1

 

动物来源

Goats and most animals make their own vitamin C

山羊和其它大多数动物合成它们自己的维生素C

绝大多数动植物种合成它们自己的维生素C。因而对它们来说,不是一种维生素。合成是通过4种酶促反应步骤进行,最终把葡萄糖转化成抗坏血酸。这个过程或者在肾脏(爬虫动物和鸟类),或者在肝脏(哺乳动物和栖息鸟类)进行。这个过程的最后一种酶—L古洛酮酸氧化酶,不能被人体自身合成,因为人类携带一种有缺陷的基因。一种与抗坏血酸合成有关的酶的缺失在进化过程中经常发生,并且影响到大多数鱼、许多鸟类、某些蝙蝠、天竺鼠以及大多数但不是全部的灵长类动物,包括人类。这种突变没有造成致命的危害,原因是抗坏血酸在栖息地周围食物中大量存在。

比如,一个成年山羊在正常健康情况下每天将会制造超过13,000毫克的维生素C,而当面对威胁生命的疾病、创伤或在极度紧张的情况下,会合成多达100,000毫克的维生素C。现已在动物和人体内观察到,在创伤或受伤情况下会消耗大量的维生素C

直到1920年代,才认识到某些部位的肉和鱼也是人类维生素C的来源。然而构成现代西方膳食中的肉类和脂肪则含维生素C极少。和水果和蔬菜一样,烹饪会破坏肉类中的维生素C成分。

下表显示各种动物来源食物中的维生素C相对含量,以每100克食物含毫克维生素C计算。

Food 食物

Amount数量

小牛肝脏(生)Calf liver (raw)

36

牛肝(生)Beef liver (raw)

31

蚝(生)Oysters (raw)

30

鳕,精卵(油炸)Cod roe (fried)

26

猪肝(生)Pork liver (raw)

23

羔羊、脑(煮)Lamb brain (boiled)

17

鸡肝(油炸) Chicken liver (fried)

13

羔羊肝(油炸) Lamb liver (fried)

12

羔羊心(烤) Lamb heart (roast)

11

Food 食物

Amount数量

羔羊舌(炖) Lamb tongue (stewed)

6

人乳(新鲜)Human milk (fresh)

4

山羊(新鲜) Goat milk (fresh)

2

牛奶(新鲜) Cow milk (fresh)

2

牛排(油炸) Beef steak (fried)

0

鸡旦(生) Hen's egg (raw)

0

猪肉 熏肉(油炸) Pork bacon (fried)

0

小牛肉饼(油炸) Calf veal cutlet (fried)

0

鸡腿(烤) Chicken leg (roast)

0

       

 

人工化学合成

维生素C通过二种主要路径从葡萄糖制造。赖希施泰因(Reichstein)方法创建于1930年代,使用一个单一的前发酵步骤,接着一个纯化学步骤。更先进的二步发酵法最初在60年代在中国创立,这个二步法使用附加的发酵去代替后面的化学步骤。二种方法都从葡萄糖投入量获得大约60%的维生素C。当今主要的生产者是BASF/TAKEDA、罗氏、默克和中国的中国制药集团有限公司。

 

Functions in the body在体内的功能

1.作为羟基化过程的一个重要成分,维生素C是结缔组织中胶原蛋白质的合成所必须的。这些胶原纤维在体内无处不在;提供坚固而有弹性的结构。一些组织含有更大比例的胶原蛋白质,尤其是:皮肤、粘膜、牙齿和骨骼。

2. 在神经系统和肾上腺中的多巴胺、去甲肾腺素和肾上腺素的合成必须要消耗维生素C

  1. 维生素C亦用于合成卡尼婷(carnitine),一种在转运能量进入细胞内的线料体中十分重要的分子。
  2. 维生素C是一种强力的抗氧化剂。
  3. 含维生素C浓度最高的组织—比血浆水平高出超过100倍—是肾上腺、脑垂体、胸腺、黄体和视网膜。
  4. 大脑、脾、肺、睾丸、淋巴结、肝脏、甲状腺、小肠、粘膜、白细胞、胰腺、肾脏和腮腺通常含有比血浆浓度高10~50倍的维生素C

 

体内没有任何一个器官把贮存维生素C作为其主要的功能,因而,如果不能通过消化吸收连续补充,身体会迅速消耗完贮藏的维生素C,最终导致死亡如果得不到解决的话。

 

维生素C缺乏症

膳食中抗坏血酸的缺乏导致一种称为坏血病的疾病—一种缺乏维生素的疾病,并具有以下特征:

  1. 牙齿松动
  2. 表皮出血
  3. 血管脆弱
  4. 伤口愈合不良
  5. 免疫力低下
  6. 轻度贫血

每日需要量

在人体需要维生素C的最佳数量的问题上,科学界一直存在不停的争论。2

一个进食西方平衡饮食的健康人应该可以获得足够预防坏血病症状的维生素C。然而,一个只是摄取少量维生素C(如每日需要量)免除坏血病症状的人是一个值得怀疑的不健康人士,而且当然不是一个处于最佳健康的人。吸烟、受到压力的人士以及怀孕的妇女需要更多的需要量。

多个国家机构订出维生素C预防坏血病的症状的数量如下:

40毫克/英国食物标准局

60~95毫克/美国食物和营养委员会2001重新修订

一些研究人员计算出成年人获得相当于哪些自行合成维生素C的哺乳动物血浆水平的需要量:

400毫克—莱纳斯.鲍林学院以及美国国家卫生研究院(NIH)

3,000毫克/维生素C基金会

6,000~12,000毫克/ 科罗拉多州整合医学中心的汤姆.利韦(Thomas Levy)

6,000~18,000毫克/莱纳斯.鲍林(Linus Pauling)建议的每日需要量

3,000~20,000毫克/根据卡思卡特(Cathcart)提出的肠耐受水平

巨大剂量(数千毫克或以上)可能人导致腹泻, 如果剂量迅速降低,这种腹泻是无害的。 一些研究者(卡思卡特)宣称腹泻的开始是身体内维生素C需求量饱和的体现。卡思卡特和卡梅隆(Cameron)都记录到因患癌症或流感而病情十分严重的病人不会出现任何形式的腹泻直到维生素摄取量达到200克(1/2磅)。

抗坏血酸分子的小分子结构意味着肾脏不能把它保留在体内。需要另外的解释以阐明为什么病情严重的病人可以保留如此大剂量的维生素C而没有任何的排泄。任何时候血清很低的水平就可以导致微量的维生素C出现在尿液中。在消耗巨大的能量制造它之后动物像兔子把抗坏血酸排到它们的尿道这个事实,提示维生素C通过尿道对机体有好处,而并非是浪费。

食物准备

选择一种合适的食物准备方法是重要的。当烹饪蔬菜时,应该尽量减少或不倒掉使用的菜汤,比如,油炸食物—油炸方法非常不利地增加了脂肪含量,蒸煮或煮汤。

最近的观察结果提示,温度和烹煮对维生素C的影响可能被过分夸大:

  1. 因为它是水溶性的,在煮大多数蔬菜时,维生素C会过滤到菜汤中去——但这并不是意味着维生素C是被破坏了——它仍然在哪里,只不过是在汤里。(这个或者可以提示,从前关于沸点温度破坏维生素C的程度的明显误解是有缺陷的研究的结果:如果蔬菜中的维生素C含量(而不是水中的含量)在煮熟后检测,那么其含量将低得多,尽管维生素C实际上没有被破坏)。)
  2. 不单是温度,而且接触的时间也是重要的。和以前以及现在仍然认为的相反,在沸点温度破坏维生素C需要的时间比2~3分钟长得多。

同时,看来烹煮并不会导致所有蔬菜滤出相同数量的维生素C;有人认为,当煮椰菜时维生素C并不会过滤到汤汁中。 1   这可能是因为维生素C从这种蔬菜过滤到菜汤中的速度更慢。铜锅会破坏维生素C

维生素C强化茶和饮料已经越来越多地出现在超市的货架上。如果沸点温度真的会按从前认为的速度破坏维生素C,这些产品将毫无意义。应该注意到,直到2004年,大多数没有从事维生素C研究的机构仍然教导人们,沸点温度会快速地破坏维生素C

报道过的潜在危害

有关维生素C的危害的报道往往会受到世界媒体的关注。许多这样的报道曾经出版在需要行家评审的杂志上,这些报道本身引出一些对其可靠性的疑问:

治疗用途

膳食中必需要含有维生素C以预防坏血病。它亦被广泛认为对治疗感冒和流感有效。然而,支持这个看法的证据,是不明确的,除非按剂量和使用方法来划分它的有效性。很明显,大部分显示只是极少疗效或无效的研究经常使用非常少的量,比如每日100~500毫克(依据维生素C支持者的标准这是“少”)。要取得控制正在发展的感冒症状的效果,维生素C基金会(1)建议每半小时服食8克的维生素C

维生素C的支持者

弗莱得 R. 克莱纳(Fred R. Klenner, 一名北卡罗莱拉的赖得斯韦尔的医生在1949年报告, 使用维生素C治愈60例脊髓灰质炎. 克莱纳医生证明,当中的15例经腰椎穿刺证实是脊髓灰质炎。他拒绝做更多的腰椎穿刺,因为担心会把脊髓灰质炎病毒传到脊髓。

诺贝尔奖获得者,化学家莱纳斯.鲍林在1960年代开始积极推广维生素C, 作为有效地改善人类健康以及对抗如流感和癌症抢救等疾病的手段.

越来越多的医学和科学观点坚持相信维生素C是一种廉价和有效治疗感染性疾病以及应付范围广泛的毒素的方法。医学科学公认维生素C的安全性—把它的身份认定为一种一般性安全物质(GRAS)。宣称有治疗效果的剂量远大于用来预防坏血病症状的剂量,通常每日口服半克到数十克不等。以静脉注射方式,可以使用上百克以上的维生素C,而且正被用于越来越多的病人。

2002年,科罗拉多州丹佛整合医学中心的汤姆斯.利韦,对有关已出版的维生素C治疗感染性疾病和毒素的研究进行了一项元研究。 他的研究结果宣称, 有充足的科学依据支持维生素C的治疗作用.

很多维生素C的支持者确信, 维生素C治疗用途的更大范围的采用被这个事实制约,这就是, 维生素C不能被注册专利, 意味着制药公司不愿意资助相关的研究或推广一种只可能创造微利的物质,并且这种物质会和一些他们已注册专利的药物构成竞争。

References参考书目

External links链接

Footnotes注脚

1 Combs GF. The Vitamins, Fundamental Aspects in Nutrition and Health. 2nd ed. San Diego, CA: Academic Press, 2001:245-272.
2 British pharmacology professors debate with the US National Institutes of Health over the optimum vitamin c dose (from PR Newswire - 6th July 2004) [1]
3 The Linus Pauling Institute at Oregon State University, "What About Vitamin C and Kidney Stones? " [2]

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