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비타민 C(L-아스코르브산)는 대부분의 사람들에게 항산화제로 알려져 있습니다. 그러나 그 생리적 역할은 훨씬 더 크고 철 흡수를 촉진하는 것부터 호르몬과 카르니틴 합성에 관여하여 후생유전적 과정에서 중요한 역할을 하는 매우 다양한 과정을 포함합니다. 반대로, 고용량은 항산화제보다 산화촉진제로 작용합니다. 이것이 또한 혈장 수치가 신장에서 흡수 및 배설 수준에 따라 세심하게 조절되는 이유일 수 있습니다. 흥미롭게도, 대부분의 세포는 밀리몰 농도로 비타민 C를 함유하고 있는데, 이는 혈장 농도보다 훨씬 높고 다른 비타민과 비교됩니다. 비타민 C의 역할은 결핍의 다양한 증상인 괴혈병을 통해 잘 입증됩니다. 비타민 C에 대한 임상적으로 잘 문서화된 유일한 지표는 괴혈병입니다. 비타민 C 투여가 암, 심혈관 질환 및 감염에 미치는 영향은 일반 인구에서 다소 사소하거나 심지어 논란의 여지가 있습니다. 비타민 C는 비교적 안전하지만, 일부 감수성 환자에게는 명백한 부작용(예: 옥살산 신장 결석)을 일으킬 수 있는 고용량 투여에는 주의해야 합니다. 마지막으로, 이 리뷰에서는 장점과 함정이 있는 결정을 위한 분석 방법도 논의합니다.
1. 서론
비타민 C는 괴혈병(라틴어로 scorbutus , 따라서 “a-scorbutus”) 치료에 필요한 요소로 관찰되었기 때문에 L-아스코르브산으로 알려져 있습니다 . “지용성 비타민 A”와 “수용성 비타민 B”라는 용어가 이미 사용되었기 때문에 비타민 C라는 용어가 만들어졌습니다. 일반적으로 이 용어에는 산화된 형태인 L-디하이드로아스코르브산도 포함되며, 이는 인체에서 L-아스코르브산으로 쉽게 전환될 수 있습니다.
대부분의 척추동물과 달리 기니피그, 박쥐, 참새목 새, 인간을 포함한 영장류는 L-gulono-1,4-lactone 산화효소가 없어 비타민 C를 합성할 수 없습니다. 따라서 이들은 식단에서 비타민 C 섭취에 전적으로 의존합니다[ 1 , 2 , 3 ]. 비타민 C는 주로 항산화 특성 때문에 일반 대중에게 매우 인기가 있습니다. 그러나 그 역할은 더 광범위하며 이 리뷰에서 논의할 것입니다. 이는 다른 비타민에 비해 비정상적으로 높은 신체 비타민 C 함량에 반영됩니다. 인체는 약 1.5g의 비타민 C를 함유하고 있는 것으로 추정되며 이는 약 20mg/kg에 해당합니다. 인간의 일일 필요량은 생리적 상태, 스트레스, 질병을 포함한 여러 요인에 따라 달라지기 때문에 거의 또는 전혀 평가할 수 없습니다. 권장량은 다양한 국가에서 40~120mg/일로 상당히 다릅니다. 이 복용량은 인간의 정상적인 비타민 C 필요량을 평가한 것입니다. 임산부의 경우 추가로 5~10mg(수유부의 경우 25mg)이 권장됩니다[ 3 , 4 , 5 , 6 ]. 약 10mg의 일일 총 복용량은 일반 인구의 괴혈병을 예방하기에 충분합니다[ 3 ].
이 리뷰는 L-아스코르브산의 생물학적 측면에 대해 다룹니다.그림 1A). 그 에피머 에리소르브산(그림 1B, 또한 이소아스코르브산 또는 D-아라보아스코르브산이라고도 함)은 식품 첨가물로 사용되며, 그 거울상이성체인 D-아스코르브산(그림 1C) 또한 비타민 C로서 일부 활성을 갖는다. 그러나 이들은 조직에 의해 잘 유지되지 않으며 인체에서 더 빨리 배출된다[ 7 , 8 , 9 , 10 ].
2. 출처
다른 많은 비타민과 달리 다양한 식품의 비타민 C 함량은 일반적으로 비교적 높습니다(100g당 10~100mg). 어떤 경우에는 신선한 무게 100g당 그램 단위에 이릅니다. 이는 비타민 C가 다양한 유기체에서 흔한 화합물인 당에서 형성된다는 사실과 관련이 있을 수 있습니다. 지금까지 조류와 광합성 원생동물을 포함한 모든 식물 종에서 비타민 C 합성이 기록되었습니다[ 1 ]. 식물에서 L-아스코르브산은 효소 보조 인자, 라디칼 소거제, 세포막이나 엽록체에서 전자 전달의 공여체/수용체라는 세 가지 주요 기능을 담당하며, 그 외에도 다른 사소한 기능도 수행합니다[ 11 ]. 현재 일일 비타민 C 섭취량의 대부분은 과일과 채소에서 나오며, 과거와 달리 많은 국가에서 일년 내내 구할 수 있습니다. 또한 많은 부분이 감자와 주스를 포함한 청량 음료에서도 섭취됩니다. 대부분의 척추동물은 비타민 C를 합성할 수 있지만, 동물성 식품은 비타민 C 함량이 일반적으로 낮기 때문에 섭취에 크게 기여하지 못합니다. 다만 가축 간은 최소한으로 소비되고 일부 생선 알은 예외입니다. 그러나 이들은 아북극 지역에 사는 나라들에게 매우 중요합니다[ 12 , 13 ]. 식물과 동물 외에도 균류도 비타민 C를 생합성할 수 있습니다. 그러나 야생 균류와 재배 균류 모두에서 비타민 C 함량은 일반적으로 매우 낮습니다[ 14 , 15 , 16 ].
호주산 카카두자두, 남미산 카무카무, 아세로라 등 세계 여러 지역의 여러 과일은 비타민 C가 가장 풍부한 공급원입니다.표 1) [ 17 , 18 , 19 ]. 유럽과 아시아에서는 로즈힙과 바다속비나무가 이 비타민의 가장 풍부한 공급원으로 여겨진다 [ 20 , 21 ]. 대부분의 사람들은 과일과 과일 주스를 규칙적으로 섭취하여 일일 비타민 C 섭취량의 상당 부분을 얻는다. 종 구성은 지역에 따라 다르다. 전 세계적으로 스타프루트, 구아바, 검은 건포도, 키위, 딸기가 좋은 공급원이다. 비타민의 가장 풍부한 공급원과 비교했을 때, 감귤류는 상당히 낮지만 충분한 양의 비타민 C를 함유하고 있다 [ 22 , 23 , 24 , 25 ]. 야채를 고려할 때, 십자화과 야채, 특히 브로콜리, 케일, 고추도 풍부한 공급원이다 [ 26 , 27 ]. 발효 양배추(자우어크라우트)의 비타민 C 함량은 대부분의 신선한 야채보다 더 높다 [ 28 ]. 대조적으로 감자는 비타민 C 함량이 비교적 낮지만 대량으로 섭취되기 때문에 섭취에 중요한 역할을 합니다[ 29 ].삶아서 먹는다는 사실에도 불구하고, 감자는 비타민 C의 적절한 공급원입니다.감자 한 끼에는 5~40mg의 비타민 C가 들어 있습니다.최근 몇 년 동안 유럽 국가의 총 일일 비타민 C 섭취량의 평균 8%를 차지했습니다[ 3 , 12 ].야채 샐러드에 자주 들어가는 신선한 향기로운 허브(고수, 파슬리, 파)도 전체 비타민 C 함량에 상당한 기여를 합니다[ 30 ].다른 분류군에 속하는 조류도 무시할 수 없는 공급원입니다.그들의 비타민 C 함량은 100g당 수십 mg입니다[ 31 ].다음에서 볼 수 있듯이표 1, 개별 식물 종의 비타민 C 함량은 재배 장소, 수확 시기(숙성 단계), 기상 조건, 위도, 유전자형, 농업 기술, 측정에 사용된 분석 방법 및 가공을 포함한 많은 요인으로 인해 매우 다양합니다[ 24 , 32 , 33 , 34 , 35 ].
수용성 비타민 C 용액은 산소와 다른 산화제, 높은 pH, 고온 및 금속 이온이 분해를 일으키기 때문에 불안정합니다. 장기간 조리하고, 특히 많은 양의 물과 함께 끓이면 비타민 C가 물에 침출되어 식품의 비타민 C 함량이 현저히 감소합니다. 데치는 것조차도 비교적 많은 양의 비타민 C가 손실됩니다. 놀랍게도 튀김은 충분한 양의 비타민을 유지할 수 있습니다. 그러나 소량의 물에 찜질하거나 끓이는 것은 비타민 C 보존과 관련하여 더 온화한 방법인 듯합니다. 모든 외부 요인이 최소한으로 제거되더라도 손실은 발생합니다. 아스코르브산 산화효소가 존재하기 때문에 재료 내부에서 산화 반응이 일어나기 때문입니다. 따라서 이상적인 가공 방법은 최소한의 물로 효소를 빠르게 열적으로 불활성화한 다음 빠르게 냉각하는 것입니다. 온도는 또한 보관 안정성에 큰 영향을 미칩니다. 온도가 증가함에 따라 더 큰 손실이 발생합니다. 그러나 장기 보관 시에는 단기 보관 시 손실이 적은 조건을 유지하더라도 비타민 C 양이 상당히 감소합니다. 수확 후 손실은 주로 효소 촉매 산화 반응으로 인해 발생하며, 이 정도는 특히 pH, 재료 무결성 및 온도에 따라 달라집니다. 요약하자면, 과일과 채소의 비타민 C 함량을 오랫동안 보존하는 가장 온화한 방법은 급속 냉동입니다[ 3 , 5 , 11 , 36 , 37 , 38 ].
산업적으로 대부분의 L-아스코르브산은 현재 여러 화학적 기반 단계가 필요한 두 가지 발효 공정, 즉 라이히슈타인 공정과 2단계 발효 공정을 통해 생산됩니다.라이히슈타인 공정은 D-포도당을 D-소르비톨로 촉매 수소화한 다음 Gluconobacter spp.를 사용하여 L-소르보스로 생물 전환한 다음 L-소르보스를 2-케토-L-굴론산으로 산화하는 것을 기반으로 합니다.이것은 락톤화에 의해 L-아스코르브산으로 재배열됩니다.두 번째 생산 공정에서는 L-소르보스로부터 2-케토-L-굴론산을 화학적으로 생산하는 것을 다양한 박테리아를 사용한 생물 전환으로 대체합니다[ 39 ].생명공학적으로 제조된 비타민 C와 식물(식품)에서 유래한 비타민 C의 생물학적 이용 가능성은 흡수 섹션에서 설명한 대로 비슷해 보이지만 많은 사람들이 음식과 식품 보충제를 포함하여 천연 유래의 비타민 C를 선호합니다[ 40 ]. 카카두 자두, 카무카무, 아세로라, 로즈힙, 바다속비나무 열매와 같은 비타민 C의 가장 풍부한 공급원은 주로 식품 보충제를 생산하는 데 사용됩니다.표 1).
3. 비타민 C의 동역학
3.1. 흡수
비타민 C의 흡수는 대부분 원위 회장에서 일어납니다. 장세포로의 수송은 SVCT1(나트륨 의존성 비타민 C 수송체 1, 아스코르브산 수송체 계열의 용질 운반체, SLC23A1)에 의해 매개 됩니다 .그림 2A). 따라서 포화되고 나트륨에 따라 달라집니다. 미카엘리스 상수 K m , 즉 최대 운반 속도의 절반으로 운반되는 비타민 C 농도는 10~200 µM의 넓은 범위에 있는 것으로 보고되었으며, 이는 식이 비타민 C를 흡수하는 큰 용량을 시사합니다. 그 활동은 중성 pH에서 가장 높습니다. 산성도가 증가함에 따라 현저히 떨어집니다[ 51 , 52 , 53 , 54 ]. 비타민 C는 낮은 pH에서 비이온화 형태로 존재하기 때문에 위장관(GIT)에서 일부 수동 확산을 완전히 배제할 수 없습니다. 이는 SVCT1의 기질이 좋지 않은 이성질체인 에리소르브산이 비타민 C와 유사한 혈장 농도에 도달한다는 사실로 뒷받침할 수 있습니다[ 52 ]. SVCT1을 통한 비타민 C 운반의 포화 메커니즘에 근거하면 흡수가 선형적이지 않다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 생체 이용률은 200mg의 저용량에서 100%이고 500mg의 용량에서는 평균 73%, 1.25g의 용량에서는 약 50%로 감소합니다[ 55 ]. 고용량일수록 생체 이용률은 더 낮아집니다[ 56 ]. 나중에 더 정교한 생체 이용률 계산에서 약간 다른 값이 제시되었습니다[ 57 ](참조그림 3). 합성 비타민 C 또는 순수 비타민 C가 식이 비타민 C보다 생체 이용률이 더 좋거나 낮은지에 대한 논의가 있습니다. 플라보노이드가 풍부한 식단이 생체 이용률을 개선할 수 있다는 실험 연구에서 몇 가지 제안이 나왔지만 데이터는 결정적이지 않습니다[ 40 ]. 이는 비타민 C의 생체 이용률이 높기 때문일 가능성이 큽니다. 따라서 이 매개변수의 사소한 변화는 생리적 개인 간 변동성을 고려할 때 쉽게 감지할 수 없으며 이는 다음에서도 볼 수 있습니다.그림 3.
비타민 C의 산화 형태인 데히드로아스코르브산은 포도당 수송체를 통해 흡수될 가능성이 높고 포도당은 데히드로아스코르브산의 흡수를 감소시킵니다. 어떤 경우든 총 비타민 C 흡수에 대한 데히드로아스코르브산의 기여도는 아마도 낮을 것입니다[ 52 ].
GIT 세포에서 순환계로의 아스코르브산 유출은 수송체를 통해 매개되는 것으로 보이지만 현재 그 정체는 알려져 있지 않습니다. 탈수아스코르브산은 다시 포도당 수송체를 통해 이들 세포의 기저외측 막을 통해 수송될 수 있습니다[ 52 ]. 일반적으로 비타민 C 흡수는 비교적 느린데, 최대 혈장 수치는 2~4시간 후에 도달하기 때문입니다[ 6 , 8 , 40 , 58 ].
3.2. 분포와 대사
건강한 성인 인구의 평균 비타민 C 혈장 수치는 40~65µM입니다. 혈청과 혈장 사이에는 차이가 없습니다[ 59 , 60 , 61 , 62 , 63 ]. 비타민 C 수치는 연령에 따라 변동합니다. 6~11세 범위에서 가장 높고 그 후 점차 감소합니다. 그러나 남녀 모두 60세 이상 인구가 증가하고 있습니다[61]. 일반적으로 여성의 혈장 수치가 남성보다 높습니다[ 61 ]. 경구 투여로 달성할 수 있는 최대 정상 상태 장기 비타민 C 혈장 수치는 70~85µM입니다[ 5 , 64 ]. 혈장 수치는 매일 약 200~400mg의 복용량까지 이 평탄 농도까지 증가합니다. 고용량은 혈장 수치를 최소한으로만 증가시킵니다[ 55 , 65 , 66 ]. 단시간에 최대 220µM의 농도에 도달할 수도 있지만, 이를 위해서는 4시간마다 최대 허용량 3g이 필요합니다[ 64 ]. 흡연은 비타민 C 혈장 수치에 부정적인 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있습니다[ 60 , 61 ]. 흡연은 혈장 비타민 C 수치를 평균 25~50% 감소시킵니다[ 52 , 61 , 63 ]. 흡연을 중단한 사람도 수치가 약간 감소하는 것으로 보입니다[ 52 , 60 ]. 이러한 낮은 혈장 수치는 적어도 부분적으로는 연기로 인한 산화 스트레스 증가 때문일 수 있습니다. 흡연자에게 필요한 비타민 C의 양은 더 많지만, 가능한 연구에서는 흡연자에게 필요한 추가 비타민 C의 양이 하루에 35~200mg에 달하는 다양한 권장 사항을 제시했습니다[ 52 ]. 건강한 사람의 경우 탈수아스코르브산의 혈장 수치는 매우 낮은 반면 아스코르브산 라디칼의 혈장 수치는 감지할 수 없습니다[ 6 , 53 , 54 , 62 , 67 ]. 비타민 C는 혈장 단백질에 결합되지 않습니다[ 62 ].
아스코르브산의 pKa는 4.1–4.2입니다. 따라서 생리적 pH에서 완전히 모노아니온인 아스코르브산으로 존재합니다[ 1 , 2 , 4 , 68 ]. 이 형태는 막을 직접 통과할 수 없습니다. 이러한 이유로 수송체는 비타민 C의 약동학에서 중요한 역할을 합니다. 비타민 C는 SVCT2(SLC23A2,그림 2C), 이는 SVCT1과 65%의 서열 상동성을 공유하는 밀접한 유사체입니다. SVCT2는 대부분 기관에서 크게 발현됩니다. SVCT1의 발현은 훨씬 더 제한적입니다. 장 외에도 간, 폐, 피부, 난소, 전립선 및 신장에 국한되어 있습니다. 마우스에서 SVCT2가 없으면 폐에 비타민이 없지만 간에는 영향을 미치지 않습니다. SVCT1과 마찬가지로 SVCT2 매개 수송은 단방향이며 전기화학적 나트륨 구배를 사용합니다. 두 수송체 모두 비타민 C를 수송하려면 두 개의 나트륨 이온이 필요합니다. SVCT2는 SVCT1에 비해 비타민 C에 대한 친화도가 2~10배 더 높습니다. 그러나 Vmax는 분명히 더 낮습니다. 이는 비타민 C를 운반하는 용량은 낮지만 민감도는 더 높음을 시사합니다.즉, 이 운반은 낮은 농도의 비타민 C에서도 작동합니다.이는 식단에서 비타민 C를 운반하는 SVCT1의 더 높은 용량에 대한 생리적 필요성과 낮은 혈장 비타민 C가 존재하더라도 세포에 비타민 C를 제공하는 SVCT2의 기능과 일치합니다[ 51 , 52 , 53 , 54 , 69 , 70 ].SVCT2는 상당한 혈장-조직 농도 기울기를 가능하게 합니다.비타민 C의 세포 내 수치는 혈장 수치보다 훨씬 높습니다.비타민 C는 SVCT2를 발현하지 않는 적혈구를 제외한 대부분의 세포에서 0.5~5mM의 농도에 도달하므로 세포질 수치는 혈장 수치를 반영하며 약 50µM입니다[ 52 , 55 , 68 , 71 ]. 위에서 보고된 최대 혈장 수치와 대조적으로, 다양한 유형의 백혈구에서 최대 농도는 매일 100mg의 복용량으로 달성되었습니다. 남성의 경우 더 높은 복용량은 이 세포 내 수치를 크게 증가시키지 않았습니다[ 55 ]. 가능한 이유는 SVCT2에 의한 활성 수송의 포화 동역학으로 Km이 약 60~70µM일 수 있는데 , 이는 매일 100mg 복용량과 관련된 대략적인 혈장 수치입니다[ 5 ]. 포화 가능 복용량이 매일 200~400mg인 여성에서는 확인되지 않았으며, 이는 최대 정상 상태 혈장 수치를 생성하는 복용량과 일치합니다[ 66 ]. 생리학적으로 높은 수치(2~10mM)는 신경 세포와 내분비 세포(특히 부신과 뇌하수체)에서 발견되며, 이는 아래에 설명된 호르몬과 신경 매개체의 합성과 관련이 있는 것으로 보입니다[ 4 , 6 , 8 , 72 , 73 ]. 비타민 C는 친수성 및 생리학적 pH에서 음전하를 띠기 때문에 세포에서 빠져나가는 경향이 거의 없습니다[ 73].]. 세포외액의 농도는 혈장보다 약간 높지만 일반적으로 혈장 수준을 반영합니다[ 67 ].
데히드로아스코르브산은 포도당과 유사하지 않지만 이환 헤미케탈(bicyclic hemiketal)을 형성합니다.그림 4A,B), 포도당과 유사[ 74 , 75 ]하고 포도당 수송체 GLUT1 및 GLUT3에 대한 친화성이 높습니다(GLUT4는 관련될 수 있지만 GLUT2 및 GLUT5는 관련되지 않음)[ 54 ]. 이러한 수송체는 촉진 확산을 매개하므로 양방향입니다. 혈장 내 탈수소아스코르브산 농도가 낮기 때문에 세포 내 산화된 비타민 C 형태는 아스코르브산으로 빠르게 환원될 가능성이 높습니다. 이는 적혈구에서 일반적인 것으로 보입니다. 탈수소아스코르브산은 그다지 안정적이지 않기 때문에 환원이 중요한 단계입니다. 반감기는 약 6분입니다. 2,3-디케토-1-굴론산으로 분해됩니다(그림 4) 그리고 이런 식으로 비타민 C의 활성을 잃습니다[ 6 , 68 , 73 ]. 탈수아스코르브산을 아스코르브산으로 환원하는 과정에는 중복된 경로가 있는 듯합니다. 여기에는 글루타치온에 의한 직접적이지만 느린 비효소적 환원과 몇 가지 효소(예: 글루타레독신, 글루타치온 전이효소 오메가 2 또는 티오레독신 환원효소)에 의한 효소적 환원이 모두 포함됩니다. 주목할 점은 처음 두 효소가 활성을 위해 글루타치온을 필요로 한다는 것입니다[ 1 , 73 ]. 적혈구는 이 환원을 매개하는 데 매우 활동적입니다[ 6 , 52 ]. 2,3-디케토-1-굴론산으로 환원된 후에는 여러 가지 시나리오가 이어질 수 있습니다. 탈탄산화될 수 있습니다(그림 4D, E) 및 생성물은 여러 반응을 통해 펜토스 인산 션트로 들어갈 수 있습니다[ 76 ]. 2,3-디케토-1-굴론산은 자발적으로, 또한 효소적으로 에리트룰로스와 옥살산으로 분해될 수 있습니다. 이 반응은 중탄산염에 의해 가속화됩니다[ 1 , 3 ].
흥미로운 측면은 비타민 C가 중추 신경계로 전달된다는 것입니다.그림 2D). 현재의 지식은 비타민 C가 SVCT2를 통해 맥락막 신경총의 뇌척수액으로 운반된다는 것을 시사한다. 또한 비타민 C가 포도당 수송체 GLUT1을 통해 탈수아스코르브산 형태로 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있다는 보고도 있다[ 52 , 53 , 73 ]. 실험 데이터에 따르면 탈수아스코르브산의 침투가 아스코르브산보다 훨씬 더 강렬하고 빠르지만[ 77 ] 생리학적으로 이 수송은 그다지 중요하지 않을 가능성이 있다. 탈수아스코르브산은 불안정하고 혈장 수치가 매우 낮아 이러한 수송체에 대한 생리학적으로 낮은 밀리몰 혈장 수준의 포도당과의 경쟁으로 인해 GLUT1을 통해 이 형태로 비타민 C를 흡수하는 메커니즘이 논란의 여지가 있다[ 53 , 68 ]. 또한 설치류에서 SVCT2의 부재는 뇌에서 비타민 C 수치가 매우 낮아 뇌에 대한 이러한 수송의 중요성을 분명히 강조합니다[ 69 , 70 ]. 신경 세포에 의한 비타민 C 흡수는 매우 강렬하며 주로 SVCT2에 의해 매개됩니다. GLUT1/3도 신경 세포로 데히드로아스코르브산을 운반하는 데 기여할 수 있습니다. 신경 세포는 10mM에 이를 수 있는 매우 높은 세포 내 비타민 C 농도를 가지고 있는 반면, 신경교 세포의 농도는 다른 신체 세포와 비슷합니다. 뇌척수액 수치는 약 200µM으로 평균 혈장 수치보다 약 4배 높습니다. 비타민 C는 뇌의 올바른 기능에 필수적인 것으로 보이며 중추 신경계의 수치는 다른 조직보다 비타민 C 결핍의 영향을 덜 받습니다[ 73 ]. SVCT2의 부재는 생명과 양립할 수 없습니다[ 69 , 70 ]. 실험적 혈관 뇌 손상 후 SVCT2의 발현이 증가하는 것으로 나타났습니다[ 53 ].
동물 연구에 따르면 SVCT2는 모체에서 태아로 비타민 C를 운반하는 데에도 중요하지만 SVCT1도 이 과정에 참여하는 것으로 보입니다[ 69 , 70 , 78 ]. 태아의 비타민 C 혈장 수치는 임신 초기에는 모체보다 높은데, 이는 태아가 모체의 비타민 C 흡수를 희생하고 더 선호된다는 것을 시사하는 것으로 보입니다[ 78 ].
3.3. 배설
방사성 표지된 비타민 C를 3명의 사람에게 투여한 결과, 대부분의 양이 신장을 통해 제거되었습니다.대변으로 제거된 양은 1% 미만에 불과했고 비타민 C는 이산화탄소로 호흡으로 배출되지 않았습니다.소변 배설의 약 20%는 대사되지 않은 아스코르브산이고, 나머지 20%는 2,3-디케토-1-굴론산이며, 탈수소아스코르브산은 2%에 불과했고, 평균적으로 44%가 옥살산 형태로 제거되었습니다[ 79 ].비타민 C는 요로에서 효율적이고 포화 상태로 재흡수되며, SVCT1이 중요한 역할을 하는데, 이는 아스코르브산 배설량이 18배 높은 Slc23a1 −/− 마우스가 녹아웃한 것에서 입증되었습니다[ 51 , 80 , 81 ].이는 과잉의 비타민 C가 소변에서 효율적으로 제거되어 항상성 비타민 C 혈장 수치를 유지한다는 것을 의미합니다. 포화성 재흡수를 담당하는 플레이어는 소장과 마찬가지로 근위세관의 융모 경계에 표현되는 SVCT1 수송체입니다.그림 2B). 소변의 pH도 낮기 때문에 수동 확산이 제안되었지만 전혀 역할을 하지 않는 것으로 보입니다[ 52 , 53 ]. 재흡수의 포화성 메커니즘은 흡수의 포화성과 함께 비타민 C 혈장 농도를 유지하는 데 책임이 있습니다. 30~60mg의 일일 복용량에서 24시간 이내에 소변으로 비타민 C가 거의 배출되지 않지만 100mg 복용량은 비타민 C 복용량의 25%가 배출되고 500mg 이상 복용량은 거의 전부 배출됩니다[ 55 , 57 ]. 혈장 수치와 관련된 비타민 C의 신장 재흡수에 대한 미카엘리스 상수 K m 은 최대 혈장 수치와 거의 일치하는 33µM으로 제안되었습니다[ 57 ]. 비타민 C의 제거 반감기는 일반적으로 약 2시간입니다[ 52 ].
3.4. 유전자 다형성
비타민 C 약동학에 대한 유전적 변이의 영향은 인간 질병과 관련이 있을 수 있는 SLC23A1 및 SLC23A2 유전자에서 발견되는 단일 뉴클레오티드 다형성(SNP)에 기초합니다(참고 문헌 [ 2 , 6 ]에서 검토). 순환 비타민 C 수치를 감소시키는 가장 강력한 증거는 신장 재흡수 감소로 인해 SLC23A1 의 여러 일반적인 SNP에서 발견되었습니다 . 그러나 비타민 C 수치의 상승도 드물게 설명되었습니다[ 80 , 82 , 83 ]. 이러한 SNP는 다른 SNP보다 아프리카 및 아프리카계 미국인 인구에서 더 흔한 반면, Slc23A2 의 SNP 는 백인 및 아프리카 인구에서 비슷한 빈도입니다[ 80 , 82 , 84 ]. SLC23A1 의 SNP는 낮은 기능성의 단백질을 생성하는 동의어 및 비동의어 SNP(아프리카 인구에서 가장 큰 다양성이 발견됨)로 특징지어졌습니다. SLC23A2 의 SNP의 경우 , 연구된 모든 다형성은 동의어였습니다[ 80 , 83 ]. 비타민 C 시스템 수준에 대한 개별 SNP의 효과는 유전형과 또한 설명된 대립 유전자 복용량(가산) 효과에 따라 달라지는 가산적 특성을 갖습니다. 나아가, 두 유전자 모두의 덜 흔하거나 드문 SNP도 수백 개 있었습니다. 집단에서의 이들의 빈도는 알려져 있지 않으며, 따라서 순환 비타민 C 수준에 대한 SNP의 전반적인 중요성과 질병과의 연관성은 추가 조사가 필요합니다[ 2 , 83 , 85 ].
일부 일반적인 SLC23A1 다형성은 크론병[ 86 ], 비호지킨 림프종[ 87 ], 조산[ 84 ] 및 공격적 치주염[ 88 ]의 위험 증가와 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 또한, SLC23A1 의 일반적인 변형 중 하나 와 동맥 혈압 또는 다양한 대사 매개변수 간에는 연관성이 보고되지 않았습니다 [ 89 ]. SLC23A2 의 일반적인 변형은 개별 유전자형에 따라 위암 위험의 증가 또는 감소[ 85 , 90 ], 대장직장선암 위험 감소[ 91 ], HPV16 양성 두경부암 위험 감소[ 92 ], 방광암 위험 증가[ 93 ], 비호지킨 림프종[ 87 ], 만성 림프구성 백혈병[ 94 ], 조산[ 84 ], 개방각녹내장[ 95 ] 및 여성의 급성 관상동맥증후군[ 96 ]과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.
3.5. 생리적 기능
비타민 C는 광범위한 연구를 거쳤으며, 그것이 관련된 많은 과정을 알고 있습니다. 그 기능은 주로 전자 공여 특성과 연결되어 있는 것으로 보입니다[ 6 ]. 비타민 C는 콜라겐 합성, 호르몬 합성(노르에피네프린/아드레날린 및 펩타이드 호르몬), 카르니틴 합성, 유전자 전사 및 다양한 메커니즘(전사 인자, tRNA 및 리보솜 단백질의 수산화, DNA 및 히스톤의 탈메틸화)을 통한 번역 조절, 티로신 제거, 반응성 산소종(ROS)에 대한 보호 및 위장관 내 철분 감소와 관련된 여러 과정에 참여합니다(그림 5).
3.6. 효소 보조 인자로서의 비타민 C
비타민 C의 효소적 역할은 디옥시게나제(콜라겐과 카르니틴의 합성, 유전자 전사에 관여, 다양한 메커니즘을 통한 번역 조절 및 티로신 제거) 또는 모노옥시게나제(호르몬의 합성)와 관련이 있습니다. 이러한 모든 비타민 C 의존성 산소화효소는 활성 부위에 금속, 철 또는 구리를 가지고 있습니다. 이러한 효소 반응에서 비타민 C가 관여하는 것은 잘 알려져 있습니다. 그러나 정확한 메커니즘은 완전히 밝혀지지 않았지만 이러한 금속을 환원된 상태로 환원 또는 유지하는 것과 관련이 있는 것으로 보입니다. 어떤 경우에는 비타민 C가 반응 내에서 화학양론적으로 환원되어 직접적인 관여를 시사합니다. 그러나 다른 경우에는 화학양론이 더 복잡하여 중심 금속 원자가 산화되면 비타민 C가 효소 기능을 회복할 수 있음을 암시합니다. 비타민 C가 이러한 효소에 이상적인 보조 인자인 것 같다는 점을 언급해야 합니다. 비타민 C는 잠재적으로 다른 환원제로 대체될 수 있지만 항상 그런 것은 아니지만 활성이 덜한 것으로 보입니다. 이제 개별 효소와 그 그룹에 대해 간략하게 논의해보겠습니다.
3.7. 2-옥소글루타르산 의존성 디옥시게나제
비타민 C를 보조 인자 중 하나로 사용하는 효소의 가장 큰 그룹은 철 의존성 및 2-옥소글루타르산 의존성 디옥시게나제 슈퍼패밀리(2OGO, α-케토글루타르산 의존성 하이드록실화효소)입니다. 인간의 경우, 이는 중요한 생물학적 물질과 과정의 수정을 담당하는 약 80개의 효소를 나타냅니다(표 2) [ 97 , 98 , 99 ].
2OGO는 1970년대에 콜라겐 생합성을 연구할 때 처음 발견되었습니다.콜라겐 프로릴-4-하이드록실화효소에 의한 하이드록시프롤린 형성으로 콜라겐 가교 결합을 가능하게 하고, 따라서 결합 조직의 올바른 형성을 가능하게 합니다.비타민 C가 결합 조직 형성 장애와 관련된 괴혈병 증상을 피하는 데 필수적이라는 점은 강조할 필요가 없습니다.이 반응 주기에서 비타민 C의 역할은 완전히 밝혀지지 않았지만, 아마도 가장 중요한 역할은 철 원자를 환원된 형태로 유지하는 것입니다[ 100 , 101 ].어떤 경우든 비타민 C는 이러한 효소의 생리적 기능에 대체할 수 없는 것으로 보입니다.그것은 그 과정에서 산화되는 것으로 보이지만, 그 산화는 반응과 관련하여 화학양론적이지 않습니다. 이것은 중심 원자를 철 형태로 유지한다는 이론을 뒷받침할 수 있고/또는 효소 반응에서 환원을 일으킬 수 있으며, 특히 효소 반응이 분리될 때 그렇습니다[ 4 , 68 , 97 , 101 , 102 , 103 , 104 , 105 ]. 글루타치온, L-시스테인 또는 디티오트레이톨이 비활성이기 때문에 단순하고 비선택적인 환원은 거의 불가능합니다. 게다가 비타민 C의 세포 내 농도는 비타민 C의 K m 이 140~300µM 범위이기 때문에 이러한 효소의 최적 기능을 위해서는 비교적 높아야 합니다[ 103 ]. 비타민 C가 필요하지 않다고 주장하는 보고서도 있지만, 적어도 철 이온이 비타민 C의 부족을 일시적으로 대체할 수 있기 때문에 의문이 제기되었습니다[ 102 ]. 복잡한 동물 연구에 따르면 비타민 C를 필요로 하지 않는 카르니틴 합성과 같은 개별 2OGO 사이에 차이가 있을 수 있으며, 저자는 이 경우 글루타치온이 이를 대체할 수 있다고 제안했습니다[ 106 ].
비교적 새로운 발견은 비타민 C가 세포 스트레스 신호 전달과 후생유전학에 관여하는 2OGO의 특정 보조 인자라는 사실입니다(참고문헌 [ 98 , 101 , 102 , 107 , 108 , 109 ]에서 검토). 여기에는 고전적 세포 센서인 저산소 유도 인자 1α(HIF1α)의 조절에 관여하는 하이드록실화효소, 예를 들어 프로릴-하이드록실화효소 도메인 함유 단백질(PHD) 및 인자 억제 HIF(FIH) [ 110 , 111 ], 그리고 인간의 후생유전학 기계에 관여하는 다양한 효소가 후생유전적 수정 지우개로 포함됩니다. 가장 잘 알려진 효소 그룹 중 하나는 특정 히스톤 라이신의 수산화를 담당하는 Jumonji-C(JmjC) 도메인 함유 단백질로, 히스톤 탈메틸화(JmjC 탈메틸화효소, 예: JHDM 및 KDM 계열)로 이어진다[ 107 , 112 , 113 , 114 ]. C 말단 날개 나선(WH) 도메인을 함유하는 특정 구조를 갖는 JmjC 도메인 함유 효소의 다른 구성원인 리보솜 산소화효소는 리보솜 단백질 rpL27a(MYC 유도 핵 항원 53, Mina53) 및 rpL8(핵소체 단백질 66, NO66)에서 히스티딘 수산화를 촉매한다[ 115 , 116 ]. 후생유전적 변형에 관여하는 또 다른 2OGO는 DNA의 주요 성분인 5-메틸시토신을 5-하이드록시메틸시토신으로 수산화시키는 10-11개의 전좌효소(TET)와 AlkB 계열의 RNA 및 DNA 탈메틸화효소입니다[ 103 , 114 , 117 , 118 , 119 , 120 ]. 현재 우리는 9개의 AlkB 동족체를 구별합니다. 다양한 기질 특이성을 지닌 메틸화된 뉴클레오시드 염기의 수산화를 담당하는 ALKBH1-ALKBH8 및 ALKBH9(이전에는 FTO(지방량 및 비만 관련 단백질)로 알려짐)입니다[ 121 , 122 , 123 , 124 , 125 ]. 가장 중요한 것은 RNA의 가장 빈번한 내부 수정인 N 6 -메틸아데닌(m 6 A)을 탈메틸화하는 FTO 및 ALKBH5의 높은 특이성입니다[ 126 ]. 일반적으로 2OGO는 기질의 특정 수산화를 촉매하며, 이는 다시 다른 촉매 주기 또는 티민-DNA-글리코실라제를 포함하는 하류 경로를 통해 탈메틸화로 이어지며, 이는 DNA 염기 절제 복구를 통한 염기 절제를 촉매합니다[ 101 , 120 ].
마지막으로 알려진 비타민 C 의존성 디옥시게나제는 4-히드 록시페닐피루브산 디옥시게나제입니다. 이것은 2OGO와 함께 α-케토산 의존성 산소화효소로 분류됩니다. 이것은 활성 부위에 다시 철 이온을 가지고 있으며 산소가 필요합니다. 이것은 인간에서 흔하지 않은 반응을 촉매하는데, 여기에는 단일 촉매 사이클에서 탈탄산화, 치환기 이동 및 방향족 산소화가 포함됩니다. 4-히드록시페닐피루브산은 호모겐티세이트(2,5-디히드록시페닐아세테이트,그림 6) 티로신 제거 경로의 일부로서. 또한, 여기에서 비타민 C가 다른 환원제보다 우수함이 나타났습니다[ 4 , 144 ].
3.8. 비타민 C 의존성 모노옥시게나제
비타민 C에 의존하는 두 가지 모노산소화효소가 있습니다.도파민-β-하이드록실화효소와 펩티딜-글리신 α-아미드화 모노산소화효소(PAM)입니다.따라서 둘 다 호르몬 합성과 관련이 있습니다.이들 사이에는 아미노산 서열과 최종 구조 모두에서 상당한 상동성이 있습니다[ 72 ].도파민-β-하이드록실화효소는 부신 수질의 크로마핀 세포를 포함한 신경 조직의 카테콜아민 저장 소포에 있습니다.각각 두 개의 촉매 구리 이온을 갖는 동일한 서브유닛을 포함하는 이량체 또는 사량체입니다.아스코르브산은 구리 환원에 관여하는 것으로 보입니다.이 과정은 PAM과 매우 유사한 것으로 보입니다[ 4 , 72 , 145 , 146 ].PAM은 펩타이드의 2단계 카복시 말단 아미드화를 촉매하는 이중 기능 효소입니다. 그것은 최소 7가지 단백질 형태로 표현되며, 이는 트랜스 골지체 막 결합에서 자유 형태에 이르기까지 다양한 RNA 스플라이싱의 결과입니다. 그것은 펩타이드의 α-아미드화를 촉매할 수 있는 유일하게 알려진 인간 효소입니다[ 72 , 147 , 148 , 149 ]. 이 반응은 다수의 호르몬/신경전달물질(예: 칼시토닌, 옥시토신, 바소프레신, GLP-1, 물질 P, 신경펩타이드 Y)을 생성하는 데 필수적이며, 이 효소는 많은 뉴런과 내분비 조직에서 높게 발현됩니다[ 4 , 72 , 150 , 151 , 152 , 153 ]. 이 효소는 지방산 글리신과 같은 비단백질도 아미드화할 수 있습니다[ 72 ]. 글리신의 α-탄소의 수산화를 촉매하는 한 부위(펩티딜글리신 α-수산화 모노산소화효소라고 함)와 글리옥실산의 방출에 의한 하이드록시글리신 중간체의 탈알킬화를 촉매하는 다른 부위(α-하이드록시글리신 α-아미드화 분해효소 또는 펩티딜아미도글리콜레이트 분해효소라고 함)를 갖는 두 개의 활성 효소 부위로 구성됩니다.그림 7). 이전 활성 부위는 두 개의 구리 이온으로 구성되며 해당 반응은 아스코르브산에 의존합니다. 아스코르브산은 구리와 구리 상태 사이의 전환을 가능하게 하며 화학양론적으로 아스코르브산 라디칼로 환원됩니다. 다른 환원제는 아스코르브산을 대체할 수 있지만 효능이 떨어집니다[ 4 , 72 , 147 , 148 , 149 ].
3.9. 항산화제로서의 비타민 C
비타민 C가 내인성 항산화제, 예를 들어 ROS 제거제로 관여하는 것은 여전히 논란의 여지가 있습니다. 그 역할은 시험관 내에서 명확하고 반복적으로 입증되었지만 생체 내에서는 상황이 덜 명확합니다[ 5 , 6 , 154 , 155 , 156 ]. 좋은 예는 SVCT2 수송체가 없는 태아입니다. 이러한 태아는 피질과 폐에 비타민 C가 없고 태반에는 비타민 C 수치가 낮습니다. 지질 과산화 표지자는 피질과 태반에서 분명히 상승하지만 폐에서는 상승하지 않습니다[ 69 ]. α-토코페롤 회복에 대한 아스코르브산의 효과(그림 8) 및 테트라히드로비옵테린의 회수/절약(그림 9)은 내피 기능 장애에 대한 보호와 관련된 이러한 활동과 관련되기 때문에 대부분 문헌에서 생물학적 관련성이 있는 것으로 논의됩니다[ 157 , 158 , 159 ].
저밀도지단백질(LDL) 단백질 부분의 산화적 변형은 백혈구 등에 의해 형성된 ROS를 통한 산화적 스트레스로 인해 생체 내에서 발생할 수 있습니다. 이 경우 첫 번째 항산화제는 LDL에서 가장 풍부한 항산화제인 α-토코페롤입니다. 그러나 형성된 α-토코페롤 라디칼은 제거되지 않으면 산화촉진제로 작용할 수 있습니다. 여기서 아스코르브산은 α-토코페롤을 회수하기 때문에 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다[ 157 ]. 형성된 아스코르브산(아스코르빌) 자유 라디칼은 모노데히드로아스코르브산 또는 세미데히드로아스코르브산이라고도 하며, 매우 안정적이며 생물학적 유체에서 10nM 농도로 검출할 수 있습니다[ 73 , 154 ]. 이 라디칼은 반응성이 그다지 높지 않으며 선호하는 반응은 이 라디칼 두 분자에서 데히드로아스코르브산이 형성되는 것입니다. 라디칼은 또한 티오레독신 환원효소 및 시토크롬 b5 환원효소와 같은 NADH-의존성 또는 NADPH-의존성 효소에 의해 아스코르브산으로 직접 변환될 수 있습니다 . 여기서도 중복된 경로가 분명히 존재합니다. 또한 세포 내 시토크롬 b561 및 / 또는 완전히 정의되지 않은 일부 세포막 산화환원 시스템이 이 과정에 참여하는 것으로 보입니다[ 1 , 68 , 73 , 76 ].
비타민 C에 의한 테트라히드로비옵테린( BH4 ) 의 회복 및/또는 보호는 또 다른 문제입니다.그림 9). 비타민 C의 섭취/혈장 수치가 높을수록 테트라히드로비옵테린 수치가 높다는 검증이 있습니다[ 158 ]. 비타민 C가 BH 4 수치를 유지하는 메커니즘은 아직 완전히 명확하지 않습니다. 비타민 C는 트리히드로비옵테린 라디칼에서 BH 4를 회수합니다 . 이 반응은 비교적 특이적이고 글루타치온과 같은 티올은 활성화되지 않지만 동일한 BH 4 환원은 효소 내피 세포 NO-합성효소(eNOS) 자체에 의해 수행될 수도 있습니다. 따라서 BH 4를 산화시킬 수 있는 다른 라디칼을 소거하여 BH 4 를 보호하는 것이 더 가능성 있는 메커니즘입니다. 예를 들어, BH 4 와 아스코르브산의 슈퍼옥사이드 친화도 는 크기가 거의 같습니다. 모든 인간 NOS를 안정화시키는 BH 4가 없으면 eNOS가 분리되어 NO 대신 슈퍼옥사이드를 생성합니다. ROS는 BH 4를 산화시켜 eNOS에 대한 가용성을 감소시킬 수 있습니다 . 산화 생성물 중 하나는 eNOS에 결합하지만 언급된 분리를 유발하는 디하이드로비오테린(BH 2 )입니다[ 68 , 157 , 158 , 160 , 161 , 162 ]. 그러나 아스코르브산은 BH 2 로부터 BH 4 를 회수할 수 없습니다 [ 162 ].
내피세포 기능 장애 예방에 있어서 비타민 C의 역할은 다음과 같은 다른 발견에 의해서도 더욱 뒷받침된다: (1) 산화된 LDL과 담배 연기에 의해 유발되는 백혈구의 내피세포 부착을 예방한다[ 157 ], (2) 시험관내에서 내피세포의 ROS 수치를 감소시킨다[ 163 ], (3) 흡연으로 인해 손상된 혈류 의존적 혈관 확장을 회복시키고 흡연자의 TBARS(티오바르비투르산 반응성 물질, 지질 과산화의 비선택적 마커)를 정상화시킨다[ 63 ], (4) 마찬가지로 혈류 의존적 혈관 확장은 비타민 C를 투여한 후 관상동맥질환이 있는 환자에서도 개선되었다[ 164 ]. 또한 ROS와 연관될 수 있는 질산염 내성 현상도 비타민 C에 의해 없어질 수 있다[ 165 ].
그러나 항산화 이론에 반대하는 보고도 있습니다. 여러 연구에서 건강한 사람이나 동물에서 비타민 C가 지질 과산화 표지자에 영향을 미치지 않는다는 것이 밝혀졌습니다[ 63 , 66 , 166 ]. 나아가, 클렙시엘라 뉴모니아 에가 주입된 쥐의 매우 높은 사망률은 비타민 C에 의해 현저히 없어졌지만, 비타민 C가 지질이나 단백질 산화에 영향을 미치지 않았기 때문에 이 효과는 항산화 활성과 관련이 없었습니다[ 155 ]. 혈류 매개 확장에 대한 긍정적인 효과에도 불구하고, 관상 동맥 질환이 있는 환자에게 비타민 C를 투여한 후 지질 및 단백질 산화 표지자는 긍정적으로 변화하지 않았습니다[ 164 ]. 아스코르브산의 초산화물에 대한 소거 효과도 논란의 여지가 있습니다. 간단한 실험에서 비타민 C는 매우 활성적인 초산화물 소거제입니다. 그러나 NO와 경쟁하여 후자를 효과적으로 소거하여 NO와 초산화물의 상호 작용을 차단하려면 약 10mM의 비타민 C 농도가 필요합니다[ 167 ]. 초산화물과 NO의 반응은 선호되며 반응성 과산질소염의 생성으로 이어진다[ 167 ]. 그러나 고농도의 비타민 C는 앞서 언급했듯이 신경 세포나 고용량의 비타민 C 정맥 투여 후 혈장에 존재할 수 있다[ 157 , 158 ]. 반면 글루타치온은 비타민 C보다 초산화물과의 친화성이 약 100배 낮다. 일반적으로 아스코르브산이 일선 친수성 항산화제인 것으로 보인다. 반면에 글루타치온은 아스코르브산보다 과산질소염을 소거하는 데 약 2배 더 활성이 강하다[ 68 ].
고용량의 비타민 C는 산화촉진제로 작용할 수 있으며 [ 156 , 168 , 169 ] 이 특성은 잠재적으로 암 치료에 유용하며 암 이라는 제목의 장에서 논의될 것입니다 .
3.10. 비타민 C와 철분 흡수
비타민 C의 마지막으로 알려진 기능은 다시 철 이온을 철 이온으로 환원하는 잠재력과 관련이 있습니다. 이런 식으로 비타민 C는 정상적인 식단에 포함된 비타민 C 함량에 해당하는 낮은 양의 비타민 C라도 철 흡수를 증가시킵니다[ 5 , 154 ].
3.11. 비타민 C 결핍
비타민 C 결핍증은 괴혈병으로 알려져 있습니다. 괴혈병의 전형적인 증상은 근육 약화, 잇몸 붓기와 출혈, 치아 상실, 점상 출혈, 자발적 혈변, 빈혈, 치유 장애, 각화증, 쇠약, 근육통, 관절통 및 체중 감소(부기로 인해 역설적으로 체중이 증가할 수도 있음)이며 초기 증상은 무기력함, 무기력함 및 과민성을 포함합니다. 호흡곤란도 관찰될 수 있습니다. 괴혈병은 치명적일 수 있으며 뇌/심근 출혈이나 폐렴의 결과로 갑작스럽게 사망했습니다. 생화학적으로 11µM 미만의 비타민 C 혈장 수치는 괴혈병의 임상 증상과 일치하는 것으로 간주됩니다. 마찬가지로 신체의 총 비타민 C 함량이 300~400mg 미만으로 떨어지지 않는 한 증상이 나타나지 않습니다[ 2 , 3 , 6 , 157 , 170 ].
괴혈병 증상과 비타민 C의 직접적인 연관성은 비타민 C 기능의 복잡성과 다른 환원제로의 부분적 대체 가능성 때문에 쉽게 확인할 수 없습니다[ 4 ]. 피로감과 무기력함과 같은 비타민 C 결핍의 첫 번째 증상은 혈장 수치가 약 20µM 미만에서 발생하며, 카르니틴 합성이 감소하여 발생할 수 있습니다. 카르니틴 결핍은 근육과 다른 조직에서 지방산의 산화가 감소하기 때문입니다. 또한 노르에피네프린과 에피네프린과 같은 호르몬의 합성이 감소하여 발생할 수도 있습니다[ 4 , 5 , 6 , 154 ]. 종아리의 무감각과 통증을 포함하는 비타민 C 투여 후 말초신경병증은 비타민 C의 후성유전학적 효과와 관련이 있을 수 있습니다. 비타민 C는 슈반세포의 미엘린 형성에 필요한 것으로 알려져 있으며, 이러한 말초신경병증 증상은 슈반세포의 활성화, 증식 및 분화의 후성유전학적 방식에 영향을 줄 수 있는 비타민 C의 탈메틸화 효과의 부족으로 인해 발생할 수 있다고 생각됩니다[ 102 ].
비타민 C가 없으면 프로릴-4-하이드록실화효소와 리실 하이드록실화효소는 수산화를 촉매할 수 없습니다. 콜라겐 합성에 결함이 있고 이로 인해 괴혈병 증상이 나타납니다. 프로릴 잔류물의 수산화는 안정적인 삼중 나선 프로콜라겐 형성에 필요한 반면, 리실 수산화는 콜라겐 가교 결합과 글리코실화 및 인산화와 같은 다른 번역 후 변형을 가능하게 하는 데 참여하는 것으로 보입니다 [ 104 , 128 , 129 ]. 비타민 C 결핍 모델에서 콜라겐의 아미노산 수산화가 약간 감소하는 것이 관찰되었습니다. 비타민 C가 없는 경우의 영향은 더 복잡할 수 있으며, 낮은 수산화 외에도 콜라겐 및 기타 세포외 기질 단백질 합성이 감소한다는 보고도 있습니다. 또한, 엘라스틴과 같은 다른 결합 조직 단백질은 생리적으로 프로린 잔류물에서 수산화됩니다 [ 4 , 71 , 171 ]. 뇌에 비타민 C가 없는 태아는 심각한 출혈을 겪고 뇌 혈관 기저막에 IV형 콜라겐이 덜 존재하는 것으로 나타났습니다[ 69 , 70 ]. 따라서 출혈이나 치유 불량과 같은 비타민 C 결핍의 명백한 증상은 결합 조직 합성의 이상과 관련이 있습니다.
괴혈병이 비교적 빈번하게 발생하던 시대는 지나갔지만, 비교적 가까운 과거와 현재에도 비타민 C 결핍증은 완전히 극복되지 않았습니다[ 3 ]. 난민에게서 관찰할 수 있으며, 매우 놀랍게도 2003~2004년 미국에서 실시한 국가 조사에 따르면 7%의 사람들이 혈장 비타민 C 수치가 11.4µM 미만이었습니다[ 61 ]. 비타민 C 보충제와 사회경제적 지위가 중요한 요인인 것으로 나타나 상황은 점차 개선되고 있는 것으로 보입니다[ 61 ]. 이미 논의했듯이 흡연자는 위험이 훨씬 더 높습니다[ 2 ]. 또한 혈장 비타민 C 수치가 떨어지는 여러 가지 병리 및 기타 상황이 있습니다[ 159 ]. 이는 비타민 C에 대한 필요성이 증가함에 따라 발생할 가능성이 높습니다. 놀랍지 않게도 수술, 외상, 패혈증 및 화상으로 인해 혈액 비타민 C가 감소하고 매우 심각한 부상의 경우 감소가 매우 두드러질 수 있습니다[ 172 , 173 ]. 또한 급성 심근경색은 혈장과 조직 모두에서 비타민 C의 빠른 손실과 관련이 있습니다[ 60 , 174 ]. 암 환자에서도 더 낮은 수치가 관찰됩니다. 또한 고형암 환자의 30%는 비타민 C 수치가 11µM 미만인 반면, 혈액암 환자 그룹에서는 유사한 수치를 보인 환자의 19%가 관찰되었습니다[ 59 , 175 ]. 게다가 고형암 환자의 나머지 42%는 수치가 11~23µM 범위였고 혈액암 환자의 평균 혈장 비타민 C 수치는 20.5µM이었습니다[ 59 , 175 ]. 비타민 C 섭취량이 낮은 것이 이러한 환자들에게 현저하게 영향을 미칩니다[ 175 ]. 아토피 피부염을 앓고 있는 환자의 경우 혈장 비타민 C 수치는 정상이지만 진피에는 약 4배 적은 비타민 C가 들어 있습니다[ 176 ].
3.12. 치료학에서 비타민 C의 가능한 사용
암
앞서 언급했듯이 암 환자는 건강한 성인보다 혈장 비타민 C 수치가 낮은 경우가 많습니다. 게다가 비타민 C 결핍은 더 높은 C-반응성 단백질 수치와 더 높은 사망률과 관련이 있습니다[ 2 , 175 , 177 ]. 고용량의 비타민 C를 사용한 일부 임상 시험은 이 연구에서 비타민 C를 경구로 투여했기 때문에 암 환자에게 이점이 없음을 보여주지 못했습니다[ 154 , 178 , 179 ]. 이는 경구 비타민 C가 혈장 수치를 높이는 데 한계가 있기 때문인 것으로 보입니다. 비타민 C가 암에 치료적 영향을 미치려면 혈장 수치를 mM 단위로 달성하기 위해 정맥 주사해야 합니다. 경구 투여로 달성한 낮은 농도의 비타민 C는 항산화제인 반면 그램 용량을 정맥 주사로 얻을 수 있는 더 높은 농도는 산화 촉진제이며 일부 세포 증식 억제제(예: 삼산화비소, 카르보플라틴, 파클리탁셀)와 방사선 요법의 효과도 증가시킵니다[ 103 ]. 정맥 주사한 비타민 C가 세포외액에서 과산화수소 생성을 용량 의존적으로 증가시키지만 혈액에서는 그렇지 않은 것으로 나타났습니다. 혈장에서 최대 평균 농도가 10mM이 되는 고용량의 비타민 C는 약 20µM의 과산화수소 농도를 나타냈습니다. 이는 세포외액에서 250nM에 도달한 아스코르브산 라디칼 수치가 증가한 결과로 여겨졌습니다[ 67 , 180 ]. 마우스의 종양 또는 피하 조직에서 아스코르브산 라디칼과 과산화수소 수치는 훨씬 더 높았습니다[ 181 ]. 과산화수소 수치가 증가한 것은 고용량의 비타민 C가 항암 효과를 나타내는 이유 중 하나인 것으로 보입니다. 이러한 산화 촉진 효과 외에도 HIF1α와 후생유전적 경로가 비타민 C의 항암 효과에 기여할 수 있습니다[ 177 ]. 건강한 세포의 생존력은 비타민 C 농도가 20mM일 때에도 영향을 받지 않습니다. 즉, 고용량의 비타민 C를 투여하여 얻는 일반적인 농도에서도 마찬가지입니다. 종양 세포는 비타민 C에 대해 훨씬 더 민감하지만 다양합니다. 인간과 마우스 암 세포주에서 테스트한 모든 사례에서 비타민 C의 EC50은 20mM 미만입니다 [ 180 , 181]. 상당수의 임상 시험에서 다양한 암(신경교종, 난소암, 전립선암, 폐암 또는 직장암 포함)의 치료제로 고용량(대부분 시험에서 주 2~3회 50~100g)으로 정맥 주사한 비타민 C는 최소한의 독성으로 잘 견디고 환자의 삶의 질을 향상시키며 방사선 및/또는 표준 화학 요법과 병용할 때 상승적 치료 효과가 있고 부작용을 감소시킨다는 것이 밝혀졌습니다. 그러나 이러한 연구의 대부분은 대규모 무작위 임상 시험으로 설계되지 않았으며 비타민 C의 임상 효능에 대한 명확한 검증은 현재 다소 제한적입니다[ 177 , 182 , 183 , 184 ]. 반면에 고용량의 비타민 C 치료는 일부 유형의 암 치료를 받는 환자에게 일부 관련 위험을 가질 수도 있습니다. 고용량(경구 40mg/kg/일)의 비타민 C는 인간 다발성 골수종 제노그래프 모델에서 보르테조밉 치료 활성을 생체 내에서 현저하게 감소시킬 수 있습니다[ 185 ].
경구로 투여된 비타민 C가 특정 유형의 악성 종양(예: 폐암, 대장직장선종, 자궁내막암)의 발병을 예방하는 데 효과적일 수 있다는 증거가 있습니다[ 186 , 187 , 188 ]. 반면, 이러한 연구가 건강한 식단 등과 같은 다른 요인에 의해 얼마나 혼동되었는지에 대한 합리적인 논의가 있습니다[ 5 ].
요약하자면, 낮은 독성과 낮은 재정적 비용을 통해 고용량 정맥 주사 비타민 C는 특정 유형의 종양에서 기존 암 치료에 유익한 보조제가 될 수 있습니다. 고용량 비타민 C를 경구로 섭취하면 암 예방에 효과적일 수 있습니다. 그러나 비타민 C가 암 치료와 예방에 미치는 효과를 확인하고 지정하기 위해서는 고품질 위약 대조 임상 시험이 절실히 필요합니다.
3.13. 심혈관 질환
보고된 비타민 C의 내피 기능 장애와 관련된 긍정적인 항산화 효과를 바탕으로 많은 연구에서 심혈관 질환에 대한 비타민 C의 가능한 보호 효과를 조사했습니다. 혈장 비타민 C 수치가 높을수록 심혈관 질환 측면에서 관상 동맥 질환 및 사망률이 낮아집니다. 그러나 이러한 관계는 혈장 수치가 부족할 때만 유효한 것으로 보입니다. 적절한 비타민 C 혈장 수치에서 비타민 C 보충은 거의 효과가 없습니다[ 2 , 5 , 189 ]. 최근의 포괄적 검토에서는 비타민 C 보충이 심혈관 질환의 바이오마커 또는 동맥 경직, 혈압, 내피 기능, 혈당 조절 및 지질 프로필과 같은 위험 요인에 미치는 영향에 대한 증거가 제한적입니다. 비타민 C 보충이 선택된 인구 하위 그룹(노인 및/또는 비만인, 기준선에서 비타민 C 상태가 낮은 환자 및 심혈관 질환 위험이 높은 환자)에서 이러한 바이오마커를 개선할 수 있다는 증거는 약합니다[ 190 ]. 최근의 일부 체계적 고찰과 메타분석에서는 비타민 C가 심방세동 발생률, 인공호흡 시간, 중환자실 입원 기간, 병원 입원 기간을 현저히 감소시켰지만 심장 수술 환자의 입원 사망률이나 뇌졸중, 급성 신장 손상 또는 심실성 부정맥 발생률에는 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 제시했습니다. 심장 수술을 받는 환자의 임상 결과에 미치는 비타민 C의 효과에 대한 데이터는 아직 확실한 결론을 내리기에 충분하지 않습니다[ 191 , 192 , 193 , 194 ].
3.14. 감염
감염 보호에 있어서 비타민 C의 역할은 최근의 리뷰[ 157 ]에서 잘 요약되어 있습니다. 비타민 C는 면역 세포와 상피 장벽 세포의 분화와 기능에 중요하다는 것을 간단히 요약할 수 있습니다. 감염 환자는 비타민 C 수치가 낮고 동물 모델에서 박테리아 독소로 인한 다양한 감염이나 중독에 대한 비타민 C의 보호 효과가 크게 나타났습니다[ 155 , 195 ]. 그러나 인간 연구는 훨씬 덜 명확합니다. Cochrane 라이브러리는 감기 발생에 대한 비타민 C 투여의 예방 효과를 기록하지 않았으며 감기 지속 기간에 대한 매우 약한 효과만 발견했습니다. 폐렴 예방 및 치료에 있어서 비타민 C의 효과도 불확실합니다[ 196 , 197 ]. 일반 인구에서는 효과가 없지만 비타민 C는 예를 들어 신체적 스트레스를 받는 사람과 같이 비타민 C 수치가 낮은 특정 조건에서 효과적일 수 있습니다[ 6 , 191 , 195 , 198 ]. 최근 임상 시험에서는 패혈증 및 급성 호흡곤란 증후군이 있는 환자의 장기 부전과 염증 및 혈관 손상의 생물학적 표지자에 대한 정맥 주사 비타민 C 주입의 효과를 찾지 못했지만 위약과 비교했을 때 비타민 C는 28일 전인구 사망률을 크게 감소시키는 것으로 나타났습니다[ 199 ]. 또한 비타민 C가 패혈증의 결과를 개선할 수 있다는 것을 보여주는 임상적으로 제한적인 다른 보고서도 있습니다[ 200 ].
호흡기 질환, 급성 호흡곤란 증후군 및 패혈증에 대한 긍정적인 효과, 낮은 비용 및 우수한 안전성 프로필로 인해 비타민 C를 저비타민 C증 및 중증 호흡기 감염(예: COVID-19) 환자에게 투여하는 것이 타당해 보일 수 있습니다. 그러나 현재 비타민 C 개입을 받은 중증 COVID-19 환자의 사망률에 대한 가능한 효과를 보고하는 소규모 임상 시험은 하나뿐입니다. 현재 COVID-19 환자에게 정맥 주사 비타민 C의 효과를 평가하는 무작위 대조 시험이 전 세계적으로 많이 등록되어 있으며, 이에 대한 결과가 관심을 가지고 기다리고 있습니다[ 201 , 202 ].
비타민 C는 또한 소변의 pH를 감소시키고 따라서 재발성 요로감염 예방에 유용하다고 주장되었습니다. 그러나 고용량의 비타민 C조차도 소변의 pH를 감소시키지 않는 것으로 나타났습니다[ 203 ].
3.15. 기타
철분 흡수를 증가시키기 위해 철분이 함유된 경구 제제에 비타민 C를 자주 첨가합니다[ 5 , 154 ]. 최근 메타분석에 따르면 수술 중 정맥 주사로 비타민 C를 투여받은 환자의 통증이 상당히 감소했고 모르핀 요구량도 감소했습니다[ 204 ].
3.16. 독성
5~10g의 비타민 C를 단회 경구 투여하면 일시적인 삼투성 설사 및/또는 통증을 동반한 복부 팽창이 발생하지만 그렇지 않은 경우 그렇게 높은 용량이라도 안전한 것으로 간주됩니다. 그러나 이는 권장되지 않습니다. 음식과 함께 섭취하면 이러한 부작용을 줄일 수 있습니다[ 3 , 5 , 156 , 172 ]. 특히 정맥 투여 시 높은 용량은 동일한 메커니즘으로 다뇨증을 유발하는 것으로 설명되어 있습니다[ 203 , 205 ]. 흥미롭게도 매우 높은 용량의 정맥 투여 비타민 C(1~200g 범위 및 반복 투여)조차도 대부분의 환자에게 잘 견디는 것으로 나타났습니다[ 206 ]. 비타민 C는 부분적으로 옥살산으로 대사됩니다(그림 4) 인체에서. 비타민 C는 소변의 옥살산 수치를 용량 의존적으로 증가시키고 요로 결석 형성에 대한 우려가 있습니다. 이 문제는 초기 방법이 실험적 인공물로 인해 소변의 옥살산 수치를 과대평가했기 때문에 다소 논란의 여지가 있습니다 [ 5 , 55 , 203 , 205 , 207 , 208 ]. 흥미롭게도, 비타민 C의 비경구적 제제에도 옥살산이 포함되어 있을 수 있는데, 이는 옥살산이 비타민 C에서 더 높은 pH에서 시험관 내에서 쉽게 형성되기 때문일 수 있습니다 [ 205 ]. 어떤 경우든, 소변의 옥살산이 칼슘 결석 형성에 중요한 역할을 하지만, 고용량 비타민 C를 섭취하더라도 요로 결석 형성 위험은 매우 낮은 것으로 보입니다. 주된 이유는 일반적으로 결석을 형성하려면 소변에 장기간 고농도의 옥살산이 필요하기 때문입니다. 그러나 일부 사람들은 위험이 더 높을 수 있으므로 무시할 수 없습니다. 예를 들어, "요로 결석 형성자"에서는 더 높은 기저 요중 옥살산 수치가 발견되고, 마찬가지로 비타민 C 투여는 이러한 환자에서 비결석 환자보다 더 높은 요중 옥살산 수치를 유도합니다[ 203 , 206 , 207 , 208 ]. 전향적 코호트 연구에 따르면 1g 이상의 경구 비타민 C 복용량은 결석 형성 위험을 41% 증가시키는 것으로 나타났습니다[ 209 ]. 이러한 이유로 매일 1g 이상의 고용량의 비타민 C를 일상적으로 권장해서는 안 됩니다[ 5 ]. 주목할 점은 고용량의 비타민 C가 일시적으로 요산 배설을 증가시키는 것으로도 설명되었습니다[ 5 , 55 ].
정맥 주사 비타민 C 또는 매우 높은 경구 비타민 C 용량은 포도당-6-인산 결핍 환자의 용혈을 촉진할 수 있습니다[ 5 ]. 경구 아스코르브산은 발작성 야간혈색소뇨증 환자의 용혈을 악화시킬 수 있습니다[ 210 ]. 시험관 내에서 이러한 환자의 적혈구 용해에 대한 비타민 C의 효과는 농도 의존적이며 낮은 농도에서는 악화되는 반면 높은 농도에서는 억제가 발생했습니다[ 105 , 210 ].
또한 산모의 비타민 C 섭취량이 많으면 신생아에게 괴혈병이 재발할 수 있다는 점도 언급해야 합니다[ 3 ].
3.17. 생물학적 물질에서 비타민 C의 측정
일반적으로 생물학적 샘플에서 L-아스코르브산의 존재를 결정하는 것은 여러 변수의 간섭 가능성으로 인해 어려운 작업입니다. L-아스코르브산의 안정성이 가장 큰 문제입니다. 비타민 C는 알려진 항산화제이기 때문에 인체에서 탈수소아스코르브산으로 산화되는 것이 산화 스트레스의 시험관 내 마커로 제안되었습니다. 그러나 산화는 다소 빠르게 발생하고 따라서 샘플을 수집한 후 인공적으로 발생합니다. 탈수소아스코르브산은 L-아스코르브산보다 훨씬 더 안정적이지만 2,3-디케토글루코네이트에서 여전히 비가역적 가수분해를 겪을 수 있습니다(그림 4). 건강한 성인의 데히드로아스코르브산 농도는 일반적으로 L-아스코르브산의 2% 미만입니다[ 211 ]. 게다가, 이들 분석물의 물리화학적 특성이 다르기 때문에 두 가지를 동시에 측정하는 것이 어렵습니다. 따라서 동시 측정은 한 샘플의 산화환원 반응 전환(전자의 산화/후자의 환원)과 그에 따른 뺄셈을 통해 이중 분석하여 달성됩니다. 그러나 이 절차는 종종 특이성이 부족하고 다른 환원제의 간섭을 받기 쉽습니다. 이 문제는 다양한 검출 기술을 결합하면 해결할 수 있습니다. 그러나 소변의 비타민 C가 소변 줄무늬 검사를 방해할 수 있다는 점을 지적해야 합니다. 예를 들어, 비타민 C는 포도당, 백혈구, 아질산염 및 빌리루빈을 검출하는 동안 거짓 양성 또는 거짓 음성 결과를 초래할 수 있습니다[ 212 ].
수용액에서 L-아스코르브산의 안정성은 빛, 온도, pH, 산소와 금속 이온의 존재를 포함한 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 결정 시 고려해야 합니다. 이와 관련하여 L-아스코르브산의 농도는 자외선(80%로 감소), 투명한 용기에 자연광(84%로 감소), 갈색 플라스크(96%로 감소)에 노출되는 동안 감소할 수 있습니다. 생물학적 물질에 대한 대부분의 연구에서는 L-아스코르브산의 농도가 고온에서 빠르게 감소하기 때문에 수집 직후 4°C로 냉각된 샘플을 사용했습니다. 이러한 샘플은 실온에서 1시간 동안만 안정할 수 있습니다. 생물학적 물질에서 L-아스코르브산을 추출하기 위한 대부분의 공개된 프로토콜은 L-아스코르브산의 안정성을 개선하기 위해 산성 pH 2.1을 사용합니다. 반면에 L-아스코르브산과 탈수소아스코르브산은 모두 고농도에서 더 나은 안정성을 보입니다. 농도가 0.1mg/L보다 낮으면 안정성이 상당히 감소합니다. L-아스코르브산은 산화 효소와 금속 이온, 특히 Cu 2+ 및 Fe 2+ [ 213 , 214 ] 의 존재 하에서도 분해될 수 있습니다 . 혈액 수집을 위한 항응고제 사용도 중요한 역할을 합니다. 얼음 위의 헤파린과 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)이 가장 적합한데, L-아스코르브산은 겔 또는 불소 항응고제와 불안정하기 때문입니다 [ 215 ]. 따라서 L-아스코르브산 및 탈수소아스코르브산을 결정하기 위해 생물학적 물질을 처리할 때 분석물이 분해되는 것을 방지하기 위해 여러 가지 예방 조치를 취해야 합니다. 일반적으로 샘플을 낮은 온도에서 어두운 용기에 담아 실험실로 빠르게 운반해야 합니다. 메타인산 트리클로로아세트산, 호모시스테인, 트리플루오로아세트산, 옥살산 및 EDTA(바람직하지 않은 금속 이온을 킬레이트하기 위한)와 같은 일부 안정제는 종종 샘플 보관 또는 준비 전에 첨가됩니다. 때로는 이러한 물질은 메탄올 및 아세토니트릴과 같은 완충액 또는 유기 용매와 결합될 수도 있습니다[ 213 , 214 , 215 ]. 생물학적 샘플에서 L-아스코르브산과 탈수소아스코르브산의 안정성은 Pullar et al.(2018) 및 Bernasconi et al.(2018)에 의해 자세히 연구되었습니다[ 216 , 217 ]. 이 저자들은 예를 들어 안정화된 혈장을 혈액 세포에서 즉시 분리해야 할 필요성, 헤모글로빈에서 촉매 철이 방출되어 아스코르브산 산화에 대한 용혈의 영향, 취급하는 동안 EDTA 항응고제 샘플을 차갑게 유지해야 할 필요성을 지적했습니다.
식품 및 의약품에서 L-아스코르브산을 측정하는 수많은 방법이 발표되었습니다[ 218 , 219 , 220 , 221 ]. 그러나 생물학적 샘플에서 비타민 C를 측정하는 것은 복잡성 때문에 더 이상 주목을 받지 못했습니다. 측정에 사용되는 가장 일반적인 생물학적 물질은 혈청, 혈장, 소변, 적혈구 및 백혈구, 모유 및 땀입니다[ 222 , 223 ]. 최근의 방법에는 일상적인 응용 분야에서 사용할 수 있는 상업적으로 판매되는 키트 외에도 모세관 전기영동, 액체 크로마토그래피 및 전기화학적 바이오센서가 포함됩니다. 인체 생체액에서 비타민 C를 측정하는 데 사용되는 일부 선택된 방법은 다음에 제시됩니다.표 3.
민감도와 우수한 선택성으로 인해 전기화학적 검출(ECD)과 결합된 모세관 전기영동(CE)은 생물학적 샘플에서 AA를 결정하는 데 가장 널리 사용되는 기술 중 하나였습니다. 그러나 높은 분리 전압은 전기화학적 검출을 방해할 수 있으며 생물 기질 샘플의 분석은 전극 표면을 오염시킬 수 있습니다. 이러한 방법은 탈수소아스코르브산이 전기화학적으로 불활성이기 때문에 L-아스코르브산을 결정하는 데에만 사용됩니다[ 224 ].
고성능 액체 크로마토그래피 HPLC(고성능 액체 크로마토그래피)를 이용한 비타민 C의 결정은 Nováková et al., 2008의 리뷰에 요약되어 있으며, 이 리뷰에서는 크로마토그래피 결정의 일반적인 측면이 자세히 요약되어 있습니다[ 256 ].
UV(자외선) 및 ECD(전기화학 검출)는 HPLC에서 가장 일반적으로 사용되는 검출 시스템입니다. 안타깝게도 이 중 어느 것도 단일 실행에서 L-아스코르브산과 데히드로아스코르브산을 동시에 검출할 수 없습니다. L-아스코르브산의 흡광도 최대값은 pH에 따라 244~265nm 범위에 있습니다. 데히드로아스코르브산의 UV 검출은 185nm 파장에서 흡광도가 낮기 때문에 사전 유도체화가 필요합니다. L-아스코르브산과 달리 데히드로아스코르브산은 전기화학적으로 불활성이며 ECD 검출도 불가능합니다[ 256 ]. 형광 검출은 추가적으로 시간이 많이 소요되는 유도체화 단계가 필요하기 때문에 널리 사용되지 않습니다. 디메틸-o-페닐렌디아민과 데히드로아스코르브산의 특정 반응은 HPLC로 정량화되는 형광 퀴녹살린 유도체를 생성합니다[ 257 ]. 질량 분석법(MS) 검출은 두 물질을 동시에 검출할 수 있지만 거의 사용되지 않았습니다. MS 검출을 사용하여 인체 체액에서 DHA와 AA를 결정하는 몇 가지 방법만 의학 문헌에 제시되었습니다[ 214 , 231 ]. LC-MS 방법 개발의 어려움은 매트릭스 효과로 유도된 신호 억제와 관련이 있지만, 비표준 이온화 패턴과 같은 다른 요인으로 인해 복잡한 이온 종과 소스 내 상호 변환이 중요한 역할을 합니다. MS 검출은 일반적으로 전기 분무 이온화와 함께 음성 모드에서 수행됩니다[ 213 , 214 ]. 일부 MS 검출 방법은 UV 검출과 유사한 방식으로 뺄셈 접근 방식을 사용합니다[ 231 ]. 일반적으로 크로마토그래피 방법은 매우 친수성으로 인해 L-아스코르브산과 탈수소아스코르브산이 잘 유지되지 않는 역상 모드에서 분리를 수행합니다. 샘플에서 AA가 분해되는 것을 방지하고 어느 정도 유지하려면 매우 낮은 pH가 필요합니다. 반면, 이러한 극성 종을 유지하는 데 더 적합한 이온 교환, 이온 쌍 및 이온 배제 크로마토그래피는 이온 페어링 시약, EDTA를 포함한 복잡한 이동상 구성 또는 인산염이나 붕산염 완충액과 같은 무기 완충액의 존재가 필요합니다. 이러한 모든 시약은 MS 검출과 호환되지 않습니다. 반면, 친수성 상호작용 액체 크로마토그래피(HILIC)는 L-아스코르브산을 결정하는 데 매우 편리할 것입니다. 그러나 생물 분석 결과는 다소 부족합니다[ 225 ].
HPLC 및 CE(모세관 전기영동) 분석 이전에 적용되는 바이오매트릭스에 존재하는 L-아스코르브산 및 탈수소아스코르브산의 추출 기술은 간단하며 대부분 희석, 단백질 침전, 원심분리 및 여과로 구성됩니다. 샘플 준비는 고체상 추출을 사용하여 수행할 수도 있습니다[ 237 ]. 표적 분석물은 샘플 준비 과정 동안 분해될 수 있으므로 샘플에 안정제 및/또는 킬레이트제를 첨가해야 합니다[ 223 , 226 , 228 ].
L-아스코르브산과 유사한 추출 및 분석 단계에 적합한 화합물을 찾기 어렵기 때문에 생물학적 물질에서 L-아스코르브산을 결정하는 데 내부 표준은 일상적으로 사용되지 않습니다. 예를 들어, 그 입체이성질체인 이소-아스코르브산(그림 1B),는 생물 분석에 사용되었습니다. 그러나 일부 생물학적 샘플에는 자연적으로 존재할 수 있습니다. L-아스코르브산과 유사한 산화환원 반응을 겪을 수 있지만 트리스(2-카르복시에틸)포스핀 염산염과 같은 다른 물질도 사용되었습니다. 따라서 내부 표준 정량화가 어렵습니다[ 213 , 225 ]. 이 문제는 MS 검출 중에 안정 동위원소 표지 내부 표준을 사용하여 해결할 수 있습니다.
전기화학 센서는 비타민 C 측정을 위한 광활한 탐구 영역입니다. 안타깝게도, 이 센서는 생물학적 샘플에 사용되어 사용 가능성을 보여주기 위한 것일 뿐, 일상적인 실무에 적용하기에는 적합하지 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 이 센서는 단순성, 비용 효율성, 높은 감도, 쉬운 소형화, 신뢰성, 재현성과 같은 많은 장점을 가지고 있습니다. 게다가, 전극 나노물질의 최근 혁신은 감도와 선택성을 모두 개선했고[ 239 ] 생물학적 물질에서 L-아스코르브산을 검출하는 가장 민감한 기술 중 하나를 만들어냈습니다. 단점으로, 일상적인 실무나 대규모 임상 연구에서 이러한 센서를 사용하는 것은 아직 테스트되지 않았습니다. 이와 관련하여, Fe 3+ 이온을 결정하고 살아있는 세포에서 L-아스코르브산을 검출하기 위한 탄소 양자점의 비용 효율적인 제조는 196 nmol/L의 검출 한계를 보였습니다[ 258 ].
마지막으로, 상업적으로 판매되는 비타민 C 키트는 종종 일상적, 연구적 임상 응용 분야에서 사용됩니다.
이러한 상업용 키트는 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
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HPLC-UV 키트: 이 키트에는 크로마토그래피 컬럼, 이동상, 추출 시약 및 제어 물질이 들어 있습니다. 일반적으로 역상 모드를 기반으로 하며 다른 유형의 L-아스코르브산 키트보다 선택성과 특이성이 더 높습니다. 그러나 복잡한 계측이 필요하고 매우 비쌉니다.
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비색 키트: 이 키트를 사용하면 광범위한 생물학적 체액, 조직 및 세포에서 L-아스코르브산을 검출할 수 있습니다. 96웰 또는 딥스틱 형태로 제공됩니다[ 250 ]. 이 결정은 비색 프로브를 사용하여 제1철을 킬레이션하여 강한 흡광도를 나타내는 화합물을 생성하는 것을 기반으로 합니다. FRASC L-아스코르브산 분석 키트 II 제조업체는 검출 임계값이 0.2–20 nmol이라고 주장합니다.
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ELISA 키트: 고전적인 ELISA 유형의 면역 키트는 항원-항체 상호작용을 기반으로 합니다. 경쟁 ELISA 키트는 다클론 항비타민 C 항체와 비타민 C-HRP 접합체를 사용합니다. 주요 단점은 비용과 선택성을 감소시키는 간섭과의 가능한 상호작용입니다.
4. 결론
비타민 C는 주로 면역 강화 효과와 다양한 감염에 대한 예방 활동, 심혈관 질환 및 암을 포함한 다른 질병에 대한 효과로 인해 매우 인기 있는 일반 의약품이 되었습니다. 후자는 전통적으로 항산화 특성과 관련이 있으며, 이는 시험관 내에서 반복적으로 확인되었습니다. 그러나 비타민 C는 산화 방지제로도 작용할 수 있다는 점을 언급해야 합니다. 이 효과는 고용량에서 나타나며 정맥 주사 시 항암제로 사용할 수 있는 근거가 되는 것으로 보입니다. 보호적 심혈관 효과에 대한 주장도 있지만 확실한 증거는 없습니다. 다양한 감염에 대한 비타민 C의 보호 효과는 일반적으로 낮지만 일부 특정 조건에서는 실질적일 수 있습니다. 비타민 C는 결합 조직의 올바른 형성 및 호르몬 합성을 포함한 여러 과정에 관여하는 많은 효소에 필수적이거나 최적의 보조 인자입니다. 최근에 여러 후성 유전적 과정에서의 역할이 밝혀졌습니다. 향후 연구에서는 이러한 과정에서 비타민 C의 역할을 보다 자세히 설명할 가능성이 높습니다. 결론적으로 비타민 C는 대체로 독성이 없지만, 신생아에게 신장 결석이 형성되거나 괴혈병이 재발하는 경우가 드물지만 잘 알려져 있기 때문에 고용량은 피해야 합니다.
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다들 제발제발제발 이 3개만 매일 해줘... 진짜 삶이 달라진다
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555 | 0 | 2025.05.09 |
| 467 | 잡담 | 너무아파서 자다깼는데 근육통에 무슨약이 잘들어? 2 | 564 | 0 | 2025.03.19 |
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약사가 실제로 먹고 효과 본 영양제 조합! 눈 피로, 근육통, 장 건강부터 암 예방까지
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9925 | 0 | 2025.03.07 |
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다이소 영양제 총정리: 가성비 좋은 제품 vs. 돈값 안 하는 제품
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9857 | 0 | 2025.03.07 |
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Vitamin B-Complex (Pure vs Thorne) 총평
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9950 | 0 | 2025.03.05 |
| 463 | 잡담 | 장누수,피부트러블,두피염,무좀 다 말살시킴 1 | 9916 | 0 | 2025.03.05 |
| 462 | 잡담 | 영양제 26종 챙겨먹는 사람인데 | 9704 | 0 | 2025.03.05 |
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레이 커즈와일 평소 사진.jpg
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9759 | 0 | 2025.03.05 |
| 460 | 잡담 | 여드름쟁이들 보시길 | 9727 | 0 | 2025.03.05 |
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항산화제의 두얼굴 그리고 근육키우기
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OptiMSM Flake 와 Powder 차이에 관한 제품 설명
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9743 | 0 | 2025.03.05 |
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오메가3 ALA -> EPA DHA 전환률
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9784 | 0 | 2025.03.05 |
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다이소 건기식 철수는 진짜 약사들의 집단 이기주의다
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다이소 영양제 목록 (4)
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다이소 영양제 목록 (3)
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다이소 영양제 목록 (2)
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다이소 영양제 목록 (1)
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대한약사회에서 입장문 발표햇엇네
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요즘 핫하다는 다이소 영양제 찐 약사가 리뷰 했던데
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다이소 영양제 판매 근황
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다이소에서 파는...영양제 종류 ㄹㅇ...jpg
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요즘 독감이 유행이라던데...🤧 명의가 알려주는 감기와 독감의 차이 #명의 #독감 #감기
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347 | 0 | 2025.01.22 |
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제로콜라 의학리뷰: 과연 문제가 있을까요 없을까요?
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3256 | 0 | 2024.12.01 |
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30대 이후 여성분들이 챙겨 드시면 극적인 삶의 변화가 나타나는 영양제
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