Stoffwechsel / Vitamine

Vitamin C

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Vitamin C bezeichnet die in vielen Pflanzen vorkommende Ascorbinsäure. Sie ist für die Stabilität der Nukleinsäuren im Zellkern und für die Bildung der kollagenen Bindegewebsstruktur von Bedeutung. Der chemische Name Ascorbinsäure bedeutet “gegen (A…) Mundfäule (…scorbutus) gerichtet”.

Eigenschaften

Chemisch

Ascorbinsäure hat eine Lactonstruktur und kommt in 4 stereoisomeren Formen vor, von denen nur das L-(+)-Isomer Vitamin-Eigenschaften hat. Es ist eine Säure (pKs-Wert 4,25), hat reduzierende Eigenschaften und wirkt antioxidativ. Beim Kochen von Nahrungsmitteln werden ca. 30% der Ascorbinsäure zerstört. Durch Oxidation entsteht L-Dehydroascorbinsäure (DHA), aus der im Körper durch Reduktion wieder Ascorbinsäure entsteht. Als DHA kann Vitamin C in viele Zellen und in Mitochondrien aufgenommen werden. Es benutzt dazu “Sodium-Ascorbat-Cotransporter” (SVCT1 und SVCT2) den Glukosetransporter GLUT1. SVCT1 reguliert den Gesamthaushalt an Vitamin C, SVCT2 dient vor allem den stoffwechselaktiven Zellen und schützt sie vor oxidativem Stress. Diese Kenntnis kann dazu beitragen, gewebespezifische Vitamin-C-Abkömmlinge (chemische Derivate) zu entwickeln. (1)Amino Acids. 2008;34(3):347-355. doi:10.1007/s00726-007-0555-7

Biologisch

  • Anitioxidans: Als Antioxidans schützt Vitamin C die Körperzellen vor toxischem Sauerstoff. Es fängt freie Radikale ab und schützt so das Erbgut vor Oxidation. Ein Mangel führt zu einer erhöhten genetischen Instabilität.
  • Bindegewebsstabilisierung: Vitamin C stabilisiert das Bindegewebe durch Förderung von Kollagen, einem Mikrofasersystem, dass Binde- und Stützgewebe Stabiliät verleiht. Es ist ein Kofaktor bei der Synthese von Kollagen, speziell ist es notendig für die Hydroxylierung von Prolin und Lysin, was für die Quervernetzung der Kollagenfibrillen erforderlich ist. Ein Mangel führt daher zu einer Minderwertigkeit des Bindegewebes (wie beim Ehlers-Danlos-Syndrom) und hat Skorbut zur Folge.
  • Schutz von Nervenzellen: Im Gehirn wirkt Ascorbinsäure als Schutz vor Abbau von Nervenzellen; es schützt vor neurodegenerativen Erkrankungen. Es bewirkt ein Umschalten des Stoffwechsels der Nervenzellen von der Verwendung von Glukose auf Laktat zur Aufrechterhaltung der Synapsenfunktion und vermindert oxidativen Stress. Ins Gehirn gelangt Ascorbinsäure in seiner oxidierten Form als DHA und wird von aktivierten Astrozyten zu Ascorbinsäure reduziert und den Hirnzellen zur verfügung gestellt. (2)Int J Mol Sci. 2015;16(12):28194-28217. Published 2015 Nov 27. doi:10.3390/ijms161226095
  • Eisenresorption: Die Aufnahme von Eisen wird durch Vitamin C gefördert. Bei einer Eisenmangelanämie, die meist durch eine Blutung, einen bösartigen Tumor oder eine Knochenmarkskrankheit bedingt ist und in einigen Regionen der Welt auch ernährungsbedingt sein kann, kann die therapeutische oder prophylaktische orale Eisenzufuhr durch Ascorbinsäure gesteigert werden. (3)Asia Pac J Clin Nutr. 2018;27(4):792-796. (4)Int J Vitam Nutr Res. 2004;74(4):294-300. doi:10.1024/0300-9831.74.4.294
  • Krebs: Der Einfluss von Ascorbinsäure auf Krebs ist uneinheitlich. (5)Nat Rev Cancer. 2019;19(5):271-282. doi:10.1038/s41568-019-0135-7 Ascorbinsäure kann die Überlebenszeit von Krebs im Endstadium verlängern. (6)Proc Natl Acad Sci U S A. 1976;73(10):3685-3689. doi:10.1073/pnas.73.10.3685 Dies allerdings wird bezweifelt. (7)N Engl J Med. 1985;312(3):137-141. doi:10.1056/NEJM198501173120301 (8)Ann Oncol. 2008;19(11):1969-1974. doi:10.1093/annonc/mdn377 Einige Befunde sprechen für die begleitende Gabe von Ascorbinsäure zur Chemotherapie beim Osteosarkom. (9)Pharmacol Res Perspect. 2020;8(4):e00632. doi:10.1002/prp2.632 Es werden verschiedene Mechanismen diskutiert, über die hohe Vitamin-C-Dosen theoretisch Krebs angreifen können: (10)Nat Rev Cancer. 2019;19(5):271-282. doi:10.1038/s41568-019-0135-7
    • Verschiebung des Redox-Gleichgewichts,
    • epigenetische Umprogrammierung (als Kofaktor des Transkriptionsfaktors HIF (Hypoxie-induzierbarer Faktor) und über Aktivierung von TETs, “ten-eleven translocation enzymes” (sie wirken als Tumorsuppressoren).).  Hämatopoetische Stammzellen beinhalten eine ungewöhnlich hohe Konzentration an Ascorbat, die mit zunehmender Differenzierung schwindet. Ascorbinsäuremangel in Stammzellen führt durch mangelnde TET-Aktivierung zu einer Vermehrung der Stammzellen bis hin zu einer leukämischen Reaktion. (11)Nature. 2017;549(7673):462-464. doi:10.1038/nature23548 (12)Nature. 2017;549(7673):476-481. doi:10.1038/nature23876

Vorkommen

Ascorbinsäure kommt in größeren Mengen vor in vielen Zitrusfrüchten, der Hagebutte, schwarzen Johannisbeeren, Grünkohl, Paprika und Brokkoli (Auswahl). Sauerkraut enthält relativ viel Vitamin C.

Hagebutten enthalten über 1g / 100 g, schwarze Johannisbeeren um 180 mg / 100 g, Paprika um 150 mg / 100 g, Rosenkohl um 120 mg / 100 g, Kiwi und Brokkoli um 100 mg / 100 g, Erdbeeren und Zitrusfrüchte (Orangen Zitronen Clementinen) um 50 mg / 100 g.

Bedarf

Der Mensch kann Ascorbinsäure nicht selbst bilden; es ist daher ein Vitamin. Einige Tiere sind dagegen zur Synthese der Ascorbinsäure in der Lage; für das Schwein beispielsweise ist es kein Vitamin.

Der Tagesbedarf für Menschen beträgt etwa 100 mg; zur Skorbut-Vermeidung reichen offenbar bereits 20 mg.

Hypervitaminose

Selbst Mengen im nierdigen Grammbereich sind in der Regel verträglich und rufen keine wesentlichen Symptome im Sinne einer Hypervitaminose hervor. Auch wird durch reichliche Zufuhr von Asorbisäure die Eisenresorption nicht in toxische Bereiche hinein gesteigert. (13)Toxicol Lett. 1990;51(2):189-201. doi:10.1016/0378-4274(90)90210-d Eine Übersäuerung des Magens kann aber zu vorübergehenden Beschwerden führen. Der Nobelpreisträger Linus Pauling nahm Ascorbinsäure über Jahre hinweg über 10 g täglich.

Hypovitaminose

Ein Mangel an Vitamin C führt zu Skorbut, einer Krankheit mit Bindegewebsschwäche durch mangelnde und minderwertige Kollagensynthese. Skorbut hatte in der mittelalterlichen Seefahrerzeit eine große Bedeutung; diese Plage war beherrscht, als rohes Sauerkraut in die ständige Bordverpflegung kam. Heute kommt ein Vitamin-C-Mangel kaum noch vor. An diese Krankheit ist beispielsweise zu denken, wenn sich bei extrem einseitiger Ernährung die Zähne lockern.

Indikationen

  • Ascorbinsäure wird häufig zur Vorbeugung und Behandlung von Erkältungen verwendet.
  • Eine Prophylaxe von alimentärem Skorbut durch Ascorbinsäurezusatz zu Nahrungsmitteln (beispielsweise Milch)  ist in bestimmten Gebieten der Welt erforderlich. (14)Asia Pac J Clin Nutr. 2018;27(4):792-796. doi:10.6133/apjcn.092017.07
  • Als starkes Reduktionsmittel dient es als Lebensmittelzusatz zur Haltbarmachung. Es gehört zur den E-Stoffen (E300, E302, E304).
  • Einer begleitende Gabe bei Eisentherapie erhöht die Aufnahme, was bei Eisenmangelanämie erwünscht ist.
  • Eine neue Indikation scheint der Schutz des zentralen Nervensystems vor Neurodegeneration zu werden.
  • Eine adjuvante Gabe bei der Chemotherapie einzelner Tumore scheint sich als wirksam abzuzeichnen.

Verweise

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