Влияет ли витамин С на нейродегенеративные заболевания и психические расстройства?
Опубликовано сб, 29/06/2019 — 11:12
Витамин С (Vit C) считается жизненно важной молекулой антиоксиданта в мозге. Внутриклеточный Vit C помогает поддерживать целостность и функционирование нескольких процессов в центральной нервной системе (ЦНС), включая созревание и дифференцировку нейронов, образование миелина, синтез катехоламинов, модуляцию нейротрансмиссии и антиоксидантную защиту. Важность Vit C для функции ЦНС была доказана тем фактом, что целенаправленная делеция ко-переносчика натрия-витамина C приводит к широко распространенному кровоизлиянию в мозг и смерти в первый день после родов. Поскольку неврологические заболевания характеризуются повышенным образованием свободных радикалов, а самые высокие концентрации Vit C в организме обнаруживаются в мозге и нейроэндокринных тканях, то предполагается, что витамин C может изменить течение неврологических и психических заболеваний и проявить потенциальную терапевтическую эффективность при их лечении.
Витамин С (Vit C, аскорбиновая кислота) относится к группе водорастворимых витаминов. В организмах Vit C может существовать в двух формах: восстановленная — точная аскорбиновая кислота (АА), которая при физиологическом рН встречается в форме аниона аскорбата, — и окисленная — дегидроаскорбиновая кислота (ДГК), которая является продуктом двух- электронного окисления АА. В ходе метаболических процессов в результате одноэлектронного окисления может образовываться свободный радикал аскорбата. Этот радикал может впоследствии подвергаться дисмутации с образованием аскорбата и ДГК.
Организмы млекопитающих, как правило, способны самостоятельно синтезировать витамин С. Однако некоторые виды, в частности , приматы и люди, лишены этой способности из-за отсутствия фермента 1- гулоно-1,4-лактоноксидазы, который является элементом метаболического пути, ответственного за синтез аскорбиновой кислоты из глюкозы. Кроме того, Vit C не продуцируется кишечной микрофлорой .
Рекомендуемая суточная доза витамина С была установлена на уровне 60 мг с оговоркой, что у курильщиков это значение должно быть увеличено до 140 мг. Согласно более поздним рекомендациям, потребление витамина С должно составлять 75 (для женщин) и 90 (для мужчин) мг в сутки, тогда как у курильщиков это значение следует увеличивать на 35 мг в сутки.
Витамин С является питательным веществом, имеющим огромное значение для правильного функционирования нервной системы, и его основная роль в мозге заключается в его участии в антиоксидантной защите. Помимо этой роли, он участвует в многочисленных неоксидантных процессах, таких как биосинтез гормонов коллагена, карнитина, тирозина и пептидов, а также миелина. Он играет решающую роль в нейротрансмиссии и созревании нейронов и их функциях. Например, была доказана его способность уменьшать тяжесть эпилептических приступов, а также уменьшать вызванные приступами повреждения мозга. С другой стороны, было показано, что нарушение транспорта витамина С способствует повреждению мозга у недоношенных детей. Кроме того, лечение Vit C, как сообщается, улучшает нейродегенеративные изменения, а также нарушения памяти.
Два основных барьера ограничивают проникновение витамина C (являющегося гидрофильной молекулой) в центральную нервную систему: гематоэнцефалический барьер и спинномозговая жидкость (CSF). Что касается всего организма , поглощение аскорбиновой кислоты в основном обусловлено двумя натрий-зависимыми переносчиками из семейства SLC23, натрий-зависимым переносчиком Vit C типа 1 (SVCT1) и типа 2 (SVCT2). Они обладают сходной структурой и аминокислотной последовательностью, но имеют различное распределение в тканях. SVCT1 обнаруживается преимущественно в апикальных кистевых пограничных мембранах клеток кишечника и почечных канальцев, тогда как SVCT2 встречается в большинстве клеточных тканей. SVCT2 особенно важен для транспорта Vit C в головном мозге — он обеспечивает перенос аскорбата из плазмы через сосудистое сплетение в спинномозговую жидкость и через плазматическую мембрану нейрональных клеток в нейрональный цитозоль. Хотя дегидроаскорбиновая кислота (DHA) проникает в центральную нервную систему быстрее, чем аскорбат, последняя легко проникает в ЦНС после перорального приема. DHA поглощается переносчиками глюкозы (GLUT), которые имеют сродство к этой форме Vit C. GLUT1 и GLUT3 в основном ответственны за поглощение DHA в ЦНС. Транспорт DHA с помощью транспортера GLUT является двунаправленным — каждая молекула DHA, образованная в клетках путем окисления аскорбата, может быть потеряна. Этому феномену препятствуют эффективные клеточные механизмы восстановления и рециркуляции DHA в аскорбате. Нейроны могут поглощать аскорбиновую кислоту, используя оба описанных способа , тогда как астроциты приобретают Vit C, используя только транспортеры GLUT.
Было обнаружено, что мозг принадлежит к органам с самым высоким содержанием аскорбата, причем нейроны показывают самую высокую концентрацию аскорбата во всем организме и достигают 10 ммоль / л. Milby et al. еще в 1982 году показали наличие высоких концентраций Vit C в богатых нейронами областях гиппокампа и неокортекса головного мозга человека. Авторы предположили, что содержание аскорбата в этих областях мозга в два раза выше, чем в других регионах. Разница в содержании аскорбата между нейронами и глией представляется значительной. Предполагается, что в астроцитах и глиальных клетках, не имеющих SVCT2, поглощение и уменьшение DHA может быть единственным механизмом удержания аскорбата. В дополнение к аскорбатному движению в нейронах и глиальных клетках он также высвобождается из обоих типов клеток. Это высвобождение в определенной степени способствует гомеостатическому механизму внеклеточного содержания аскорбата в мозге. Кроме того, концентрация внеклеточного аскорбата динамически регулируется высвобождением глутамата — увеличение концентрации внеклеточного Vit C вызывает гетерообмен с глутаматом.
Функции аскорбиновой кислоты в ЦНС
Известно, что основной функцией внутриклеточной аскорбиновой кислоты в мозге является антиоксидантная защита клеток. Однако витамин С в центральной нервной системе (ЦНС) также обладает многими неантиоксидантными функциями — он играет роль ферментативного кофактора, участвующего в биосинтезе таких веществ, как коллаген, карнитин, тирозин и пептидные гормоны.Также было указано, что образование миелина в клетках Шванна может стимулироваться аскорбиновой кислотой. Напомним читателю Блога, что мозг является органом, особенно подверженным окислительному стрессу и активности свободных радикалов, что связано с высоким уровнем ненасыщенных жирных кислот и высокой скоростью метаболизма клеток. Аскорбиновая кислота, являясь антиоксидантом, действует непосредственно, удаляя активные формы кислорода и азота, образующиеся в процессе нормального клеточного метаболизма. Исследования in vivo показали, что аскорбат обладает способностью инактивировать супероксидные радикалы — основной побочный продукт быстрого метаболизма митохондриальных нейронов. Кроме того, аскорбат является ключевым фактором в переработке других антиоксидантов, например, альфа-токоферола (витамин Е). Альфа-токоферол, обнаруженный во всех биологических мембранах, участвует в предотвращении перекисного окисления липидов путем удаления пероксильных радикалов. Во время этого процесса α-токоферол окисляется до α-токофероксильного радикала, что может привести к очень негативному эффекту. Аскорбат может восстанавливать токофероксильный радикал обратно в токоферол, а затем его окисленная форма рециркулируется ферментативными системами с использованием NADH или NADPH . Таким образом , витамин С считается важным нейропротекторным средством.
Одной важной неантиоксидантной функцией витамина С является его участие в передаче сигнала ЦНС через нейротрансмиттеры. Предполагается, что Vit C влияет на этот процесс посредством модуляции связывания нейротрансмиттеров с рецепторами, а также регуляции их высвобождения. Кроме того, аскорбиновая кислота действует как кофактор в синтезе нейротрансмиттеров, в частности катехоламинов — дофамина и норэпинефрина.
Seitz et al. (1998) предположил, что модулирующий эффект аскорбата можно разделить на краткосрочный и долгосрочный. Краткосрочный эффект относится к роли аскорбата в качестве субстрата для дофамин-β-гидроксилазы. Vit C поставляет электроны для этого фермента, катализирующего образование норадреналина из дофамина. Более того, он может оказывать нейропротективное влияние на АФК и хиноны, образующиеся в результате метаболизма дофамина. С другой стороны, долгосрочный эффект может быть связан с повышенной экспрессией гена тирозингидроксилазы, вероятно, через механизм, который влечет за собой увеличение внутриклеточного цАМФ. Установлено, что функция аскорбиновой кислоты как нейромодулятора нейронной передачи также может быть связана с уменьшением аминокислотных остатков или удалением АФК, генерируемой в ответ на активацию рецептора нейротрансмиттера. Более того, некоторые исследования показали, что аскорбиновая кислота модулирует активность некоторых рецепторов, таких как глутамат, а также γ-аминомасляной кислоты (ГАМК). Витамин С , как было показано способен предотвратить эксайтотоксические повреждения , вызванные чрезмерным количеством внеклеточного глутамата , ведущего к гиперполяризации N — метил — d -аспартата (NMDA) рецепторов и , следовательно , к повреждению нейронов. Vit C ингибирует связывание глутамата с рецептором NMDA, таким образом демонстрируя прямой эффект в предотвращении чрезмерной нервной стимуляции, оказываемой глутаматом. Влияние аскорбиновой кислоты на ГАМК-рецепторы можно объяснить снижением энергетического барьера для активации ГАМК, вызванного этим агентом. Аскорбиновая кислота может связываться или модифицировать один или несколько сайтов, способных аллостерически модулировать одноканальные свойства. Кроме того, возможно, что аскорбиновая кислота действует, поддерживая переход из последнего закрытого состояния, связанного с ГАМК, в открытое состояние. Альтернативно, аскорбиновая кислота может индуцировать переход каналов к дополнительным открытым состояниям, в которых рецептор принимает более низкие энергетические конформации с более высокой вероятностью открытия.
Также были сообщения о влиянии Vit C на когнитивные процессы, такие как обучение, память и локомоция, хотя точный механизм этого воздействия все еще изучается. Тем не менее, исследования на животных показали четкую связь между аскорбатом и холинергической и дофаминергической системами, они также предположили, что аскорбат может действовать как антагонист дофаминовых рецепторов. Это также было подтверждено Tolbert et al. ( 1992) , который показал, что аскорбат ингибирует связывание специфических агонистов дофаминовых рецепторов D1 и D2.
Другая неантиоксидантная функция Vit C включает модуляцию метаболизма нейронов путем изменения предпочтения лактата по сравнению с глюкозой в качестве энергетического субстрата для поддержания синаптической активности. Во время метаболического переключения аскорбиновой кислоты этот витамин высвобождается из глиальных клеток и поглощается нейронами, где он ограничивает транспорт глюкозы и ее использование. Это позволяет поглощать лактат и использовать его в качестве основного источника энергии в нейронах. Было отмечено, что внутриклеточная аскорбиновая кислота ингибирует использование нейрональной глюкозы посредством механизма, включающего GLUT3.
Витамин С участвует в синтезе коллагена, который также происходит в мозге . Нет сомнений в том, что коллаген необходим для кровеносных сосудов и формирования оболочки нейронов. Хорошо известно, что витамин С принимает участие в заключительном этапе формирования зрелого коллагена тройной спирали.
Источник
Витамин C. Гипервитаминоз
Введение
Витамин С (аскорбиновая кислота) – один из важнейших витаминов, биологическая активность которого распространяется на множество физиологических процессов: синтез тканей, гормонов, нейромедиаторов, гемоглобина, иммунных и коагуляционных факторов, эритроцитов; регенерация, детоксикация, общий метаболизм, потенцирование эффекта других витаминов (особенно В и Е).
Аскорбиновая кислота относится к водорастворимым витаминам, быстро усваивается и столь же быстро выводится из организма, – что обусловливает необходимость постоянного потребления свежей растительной пищи (зелень, овощи, фрукты, ягоды), которая выступает основным естественным источником витамина С.
Подробнее об истории открытия, биологической роли, причинах и последствиях возможного дефицита аскорбиновой кислоты в организме – см. материал «Витамин С. Гиповитаминоз».
Следует особо отметить, что из всех витаминов, по-видимому, именно с аскорбиновой кислотой связано наибольшее количество ожиданий, гипотез, споров, заблуждений и откровенных мифов. С одной стороны, многие аспекты ее биологического действия и взаимодействия с другими биоактивными веществами, структура и свойства производных биохимических соединений по сей день остаются недостаточно изученными. С другой, ряд многообещающих, казалось бы, терапевтических подходов так и не удалось подтвердить на приемлемом уровне достоверности. Одним из наиболее дискутабельных вопросов является целесообразность применения мегадоз аскорбиновой кислоты в профилактических и лечебных целях, – как антиоксиданта, иммуностимулятора и ингибитора опухолевых процессов. До сих пор можно увидеть публикации с призывами потреблять до 10 г аскорбиновой кислоты в день, что якобы является не только безопасным, но и гарантированно полезным чуть ли не для всех категорий населения. Несостоятельность такой (и любой другой экстремистской) точки зрения становится все более очевидной, а отношение к витамину С со стороны заинтересованных медицинских специальностей, – все более сдержанным, спокойным и, в то же время, внимательным, поскольку реальный лечебно-профилактический потенциал этого вещества раскрыт, возможно, не в полной мере. То же самое, впрочем, можно сказать о противопоказаниях и побочных эффектах.
В целом, в отношении витамина С клинические аспекты авитаминоза (цинги) и гиповитаминоза изучены значительно лучше, чем эффекты острой и хронической передозировки, т.е. гипервитаминоза С.
Причины
Передозировать аскорбиновую кислоту «естественным путем», т.е. потребляя чрезмерно много витаминизированной растительной пищи, по всей вероятности, невозможно или крайне затруднительно: скажем, для достижения вышеупомянутой сверхдозы 10 г необходимо съесть около килограмма плодов шиповника, десять килограммов укропа или двадцать килограммов цитрусовых, причем ради появления клинических симптомов гипервитаминоза пришлось бы делать это ежедневно и достаточно долго.
Поэтому основной причиной гипервитаминоза С остаются вышеупомянутые попытки «предотвратить все на свете болезни» или «обеспечить прилив сил» приемом аскорбиновой кислоты в огромных, порой просто чудовищных количествах (к сожалению, встречается и такое, – у лиц с повышенной внушаемостью или с психическими расстройствами, у любителей читать «научные» брошюры с газетного лотка, а также среди бодибилдеров, тревожно-мнительных родителей, и, что самое опасное, среди беременных женщин). Кроме того, к гипервитаминозу могут привести неадекватно рассчитанные терапевтические дозы в тех случаях, когда курсовой прием витамина С действительно показан (периоды послеоперационного восстановления, посттравматической реабилитации, вынашивания беременности и кормления грудью, повышенных нагрузок, лечения глубокого гиповитаминоза, отравлений, инфекций и т.д.).
Симптоматика
Следует понимать, что с химической точки зрения витамин С – это пусть не самая сильная, но все-таки кислота. Наиболее типичными из известных эффектов передозировки являются нарушения со стороны ЖКТ: тошнота, рвота, метеоризм, понос, кишечные спазмы и т.д. Кроме того, возможны серьезные осложнения в сердечнососудистой системе (необратимые при длительном злоупотреблении) и сбои в функционировании центральной нервной системы (перевозбуждение, инсомния, головная боль). Достаточно распространенными являются кожные аллергические реакции и ангионевротические отеки; описаны также случаи анафилактического шока и спонтанного прерывания беременности.
Чрезмерная концентрация аскорбиновой кислоты угнетает деятельность поджелудочной железы(что может привести к гипергликемии и глюкозурии), способствует конкрементогенезу (образованию оксалатных камней в почках), тромбообразованию и опухолевому росту (при том, что нормальное содержание, наоборот, тормозит онкопроцессы).
Важно также учитывать сложное и многофакторное лекарственное взаимодействие витамина С (что в случае его передозировки может спровоцировать тяжелые побочные эффекты принимаемых одновременно медикаментов), а также влияние на метаболизм прочих витаминов. В частности, сверхдозы аскорбиновой кислоты форсируют выведение витаминов группы В, тогда как отдельные виды острого гиповитаминоза В чреваты развитием жизнеугрожающих состояний.
Нарушение реактивности к витамину С при хронической его передозировке может в дальнейшем, при резкой отмене или снижении приема, результировать симптоматикой острого авитаминоза.
Диагностика
В диагностике гипервитаминоза С ключевое значение имеет достоверный анамнез. Развивающиеся в разных случаях симптомокомплексы отличаются вариативностью и полиморфизмом, и если пациент скрывает факт длительного приема ударных доз аскорбиновой кислоты, то установление истинных причин состояния (на основе одних лишь клинических, инструментальных, лабораторных исследований) может оказаться весьма проблематичным и запоздалым.
Лечение
В случае острой передозировки производится промывание желудка, принимаются другие симптоматические меры (нормализация давления, стабилизация психического состояния, сердечной деятельности и т.д.). В остальных случаях первоочередной и достаточной мерой является снижение или постепенная отмена препаратов с повышенным содержанием витамина С.
Немного отступая от языка журнальных публикаций, заметим в заключение следующее.
Витамины вообще, и витамин С в частности, оказались значительно более сложным и многогранным биохимическим фактором, чем это виделось поначалу. Более чем полувековая практика их широкомасштабного применения (а также массового увлечения, агрессивной рекламы, фанатичной веры и прочих явлений такого рода) заставляет в очередной раз обратиться к давно всем известной истине: как не бывает абсолютных ядов, так не бывает и однозначной панацеи. Можно вспомнить также поговорку о травмоопасном энтузиазме определенных лиц, отправленных молиться и в результате повреждающих лобные доли черепа.
Чем больше погружаешься в мир современной витаминологии, тем крепче уверенность: самое разумное в данном случае – обеспечить постоянный, адекватный, естественный приток природных витаминов, а также устранить все факторы, препятствующие их нормальному балансу и «круговороту» в организме. Всё остальное – исключительно по медицинским показаниям и назначению врача. По всей вероятности, в здоровом организме витамины не нуждаются в синтетическом подкреплении и концентрированных костылях. Витаминам нужно просто не мешать.
Источник