Pharmacodynamics

วิตามินซีในรูปแบบของแอสคอร์เบตทำหน้าที่ทางสรีรภาพมากมายในร่างกายมนุษย์โดยเป็นซับสเตรตของเอนไซม์ และ/หรือเป็นโคแฟกเตอร์ และเป็นโมเลกุลที่สละอิเล็กตรอนหน้าที่รวมทั้งการสังเคราะห์คอลลาเจน, carnitine[upper-alpha 8]และสารสื่อประสาท, การสังเคราะห์และแคแทบอลิซึมของไทโรซีนและเมแทบอลิซึมของ microsome[20]ในชีวสังเคราะห์ แอสคอร์เบตทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ (reducing agent) คือให้อิเล็กตรอนและป้องกันออกซิเดชันโดยรักษาอะตอมเหล็กและทองแดงให้อยู่ในสภาพรีดิวซ์วิตามินซียังเป็นโคแฟกเตอร์ของเอนไซม์ดังต่อไปนี้

• กลุ่มเอนไซม์ 3 กลุ่ม (prolyl-3-hydroxylases, prolyl-4-hydroxylases และ lysyl hydroxylases) ที่จำเป็นในการสังเคราะห์คอลลาเจนโดยเพิ่มกลุ่มไฮดรอกซิล (hydroxylation) ให้แก่กรดอะมิโนคือ proline และไลซีนในคอลลาเจน[97][98][99] อาศัยเอนไซม์ prolyl hydroxylase และ lysyl hydroxylase โดยทั้งสองต้องมีวิตามินซีเป็นโคแฟกเตอร์ บทบาทโคแฟกเตอร์ของมันก็เพื่อออกซิไดซ์ prolyl hydroxylase และ lysyl hydroxylase จาก Fe2+ ให้เป็น Fe3+ และเพื่อรีดิวซ์จาก Fe3+ ให้เป็น Fe2+ การเพิ่มกลุ่มไฮดรอกซิลทำให้โมเลกุลคอลลาเจนกลายเป็นโครงสร้าง triple helix ดังนั้น วิตามินซีจึงจำเป็นเพื่อพัฒนาการและการดำรงรักษาเนื้อเยื่อแกรนูเลชัน (เนื้อเยื่อที่งอกปิดแปล) เส้นเลือด และกระดูกอ่อน[22]
• เอนไซม์สองชนิด (ε-N-trimethyl-L-lysine hydroxylase และ γ-butyrobetaine hydroxylase) ซึ่งจำเป็นเพื่อสังเคราะห์ carnitine[100] ซึ่งเป็นสารประกอบที่ขาดไม่ได้เพื่อขนส่งกรดไขมันเข้าไปยังไมโทคอนเดรียสำหรับการสร้างเอทีพี
• เอนไซม์กลุ่ม Hypoxia-inducible factor-proline dioxygenase (มีไอโซฟอร์ม[upper-alpha 9]เป็น EGLN1, EGLN2 และ EGLN3)[100][101]
• dopamine beta-hydroxylase ที่มีบทบาทในชีวสังเคราะห์ของ norepinephrine จากโดพามีน[102][103]
• peptidylglycine alpha-amidating monooxygenase ซึ่งแปลงฮอร์โมนเพปไทด์ (peptide hormone) ให้เป็นรูปแบบ amide โดยกำจัด glyoxylate residue จาก c-terminal glycine residues ซึ่งเพิ่มเสถียรภาพและฤทธิ์ของฮอร์โมนเพปไทด์[104][105]

Pharmacokinetics

การดูดซึม

ตามสถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐ (NIH) ในมนุษย์ ร่างกายดูดซึมวิตามินซีประมาณ 70%-90% เมื่อกินขนาดพอประมาณระหว่าง 30-180 มก./วันแต่ถ้ากินมากกว่า 1,000 มก./วัน การดูดซึมจะลดลงน้อยกว่า 50%[5]มันขนส่งผ่านลำไส้ทั้งด้วยกลไกที่ไวกลูโคสและไม่ไวกลูโคส ดังนั้น การมีน้ำตาลมากในลำไส้จะทำให้ดูดซึมได้ช้าลง[106]

ร่างกายดูดซึมกรดแอสคอร์บิกทั้งด้วยการขนส่งแบบแอ๊กถีฟ (active transport) และการแพร่ธรรมดาSodium-Ascorbate Co-Transporters (SVCTs) และ Hexose transporters (GLUTs) เป็นโปรตีนขนส่งที่อาศัยโซเดียมและจำเป็นเพื่อการขนส่งแบบแอ๊กถีฟโปรตีน SVCT1 (ยีน SLC23A1) และ SVCT2 (ยีน SLC23A2) นำเข้าแอสคอร์เบตในสภาพรีดิวซ์ผ่านเยื่อหุ้มเข้าไปในเซลล์[107]ส่วน GLUT1 และ GLUT3 ปกติเป็นตัวขนส่งกลูโคส ดังนั้น จึงขนส่งวิตามินซีในรูปแบบกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิก (DHA) เท่านั้น[108]แม้ DHA จะดูดซึมในอัตราสูงกว่าแอสคอร์เบต แต่ DHA ที่พบในเลือดและเนื้อเยื่อโดยปกติจะต่ำ เพราะเซลล์จะเปลี่ยน DHA ให้เป็นแอสคอร์เบตอย่างรวดเร็ว[109]

การขนส่ง

SVCTs ดูเหมือนจะเป็นระบบขนส่งหลักของวิตามินซีในร่างกาย[107]ข้อยกเว้นที่เด่นสุดคือเม็ดเลือดแดง ซึ่งเสียโปรตีน SVCT ไปเมื่อเจริญเต็มที่[110]ในทั้งสัตว์ที่สังเคราะห์วิตามินซี (เช่นหนู) และไม่สังเคราะห์ (เช่นมนุษย์) เซลล์โดยมาก (เว้นไม่กี่อย่าง) จะมีกรดแอสคอร์บิกในระดับสูงกว่าในเลือด คือ 50 µmol/L มากเช่น กรดแอสคอร์บิกในต่อมใต้สมองและต่อมหมวกไตอาจเกิน 2,000 µmol/L และในกล้ามเนื้ออยู่ที่ 200-300 µmol/L[111]หน้าที่เป็นโคเอนไซม์ของกรดแอสคอร์บิกไม่จำเป็นต้องมีความเข้มข้นสูงเช่นนี้ ดังนั้นวิตามินซีจึงอาจมีหน้าที่อื่นที่ยังไม่ปรากฏความเข้มข้นในอวัยวะต่าง ๆ เช่นนี้ทำให้วิตามินซีในเลือดไม่เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีว่าร่างกายขาดวิตามินซีหรือไม่ และบุคคลต่าง ๆ อาจใช้เวลาต่าง ๆ กันก่อนที่จะแสดงอาการขาดเมื่อกินอาหารที่มีวิตามินซีน้อยมาก[111]

การขับออก

ร่างกายจะขับกรดแอสคอร์บิกออกทางปัสสาวะในมนุษย์ช่วงที่ได้น้อย ไตจะดูดซึมวิตามินซีกลับแทนที่จะขับออกเมื่อเลือดมีความเข้มข้น 1.4 มก./ดล. ขึ้น ไตจึงจะดูดซึมกลับน้อยลงโดยที่เกินก็จะขับออกทางปัสสาวะการกู้คืนเช่นนี้จึงชะลอการขาดวิตามินได้[112]กรดแอสคอร์บิกยังอาจเปลี่ยนอย่างผันกลับได้เป็นกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิก (DHA) แต่ DHA อาจเปลี่ยนอย่างผันกลับไม่ได้เป็น 2,3-diketogluonate แล้วเป็นออกซาเลตโดย 3 อย่างหลังนี้ก็ขับออกทางปัสสาวะเช่นกันมนุษย์สามารถแปลง DHA กลับเป็นแอสคอร์เบตได้ดีกว่าหนูตะเภา และดังนั้น ก็จะใช้เวลามากกว่าก่อนที่จะขาด[113]