Коллаген и важность витамина С

Дефицит витамина C и коллаген

Коллаген – самый распространенный белок организма человека и животных. Общая доля коллагена составляет порядка 30% [2] всех белков организма. Он является структурным элементом суставов, связок, кожи, соединительных структур клеток и, если есть нарушение в синтезе коллагена организмом это может приводить к серьезной патологии, которую история человечества знает как болезнь с названием цинга.

У позвоночных существует несколько типов коллагенов, обычный аминокислотный состав которых содержит 35% глицина (Gly), 11% аланина (Ala), 21% приходится на пролин (Pro) и 4-гидроксипролин (4-Hyp) [1]. Остальной объем структуры коллагена могут заполнять любые из основных 20 известных аминокислот, а также 5-гидроксилизин (5-HyLys). Последовательность аминокислот в коллагене представляет собой чередование трипептидных звеньев Gly-X-Y, где X часто это Pro, а Y – это 4-Hyp [1,2].

Прочность коллагеновой структуры обеспечивается тем, что три коллагеновые нити, состоящие из последовательности аминокислот в них, скручены между собой по типу косички. Связывание цепей коллагена между собой обеспечивается посредством включения в позиции X и Y таких аминокислот как лизин (Lys), 5-гидроксилизин (5-HyLys) или гистидин (His), которые создают ковалентные связи между аминокислотами в соседних цепях коллагена [1].

В структуре коллагена очень важно наличие 4-гидроксипролина (4-Hyp), поскольку его отсутствие в позиции Y приводит к нестабильности структуры коллагена и проблемам с соединительной тканью, которые развиваются при Цинге. 4-Hyp получается из аминокислоты пролин (Pro) в результате реакции гидроксилирования, которая невозможна без аскорбиновой кислоты (витамина С), присутствующей в данной реакции в качестве косубстрата. [1,2]

Цинга была описана еще египтянами в 1500 г. до н.э., однако, пристальное внимание к данному заболеванию было обращено только в период великих географических открытий 1500 – 1800 г.г. [1] В частности, в первом кругосветном путешествии, совершенном Фернандом Магелланом в 1520 г., цинга унесла жизнь более 80% членом экспедиции. Васко да Гама по той же причине потерял до трети своей команды в первой экспедиции в Индию (1499 г.) По оценкам, в период 1600 – 1800 г.г. около миллиона моряков умерли от цинги. Однако, проблема данной болезни была не только «морская». Зимние вспышки цинги в Европе до 1800 г. были обычным явлением, поскольку витамин С отсутствовал у населения в обычных продуктах питания, которые ими запасались на зиму. Вспышки болезни постепенно исчезли в XIX веке, что, по всей видимости, было связано распространением картофеля, завезенного из Южной Америки, который содержит витамин С. [1]

Существует ли проблема дефецита витамина C сегодня?

Как ни парадоксально, но проблема дефицита витамина С и развитие симптомов цинги актуальна и по сей день. В одном из исследований [1], проведенном в 1998 г. было обследовано 230 студентов Университета штата Аризона. Оно показало, что 10% учащихся страдало дефицитом витамина С, только половина студентов потребляло рекомендованную дозу, большая же часть исследованных потребляло низкое количество продуктов, содержащих витамин С. На поверку все ограничивалось только готовыми овощными салатами в студенческой столовой.

Симптомами прогрессирующего развития заболевания цинга являются частые небольшие кровотечения из носа или десен, обусловленные хрупкостью сосудов, медленное заживление ран и открытие старых ран, боль и слабость в костях, повышенная утомляемость, раздражительность, склонность к инфекционным заболеваниям дыхательных путей, выпадение зубов. [1,2,4] Многие животные могут самостоятельно синтезировать витамин С, однако, у человека и некоторых других животных в процессе эволюции ряд ферментов, необходимых для данного процесса был утрачен, поэтому витамин С является незаменимым нутриентом и его необходимо получать с пищей. [1]

Дефицит витамина С возникает не только при недопоступлении с пищей, но и при загрязнении окружающей среды, в условиях высокой и низкой температуры окружающей среды, под влиянием больших физических нагрузок, при эмоциональных перегрузках, интенсивном росте в детском возрасте. [4]

Единого мнения о нормах потребления витамина С до сих пор нет. В частности, рекомендованная суточная норма в США 60 мг [1], в России 90 мг [3], иногда советуют принимать более высокие дозы витамина С, хотя однозначно не установлено, приносит это дополнительную пользу или вред [1]. C лечебной целью витамин С вводится 200—300 мг/сут. [4] При этом следует учитывать, что большие дозы витамина С могут быть токсичны. [4]

Удачи вам, будьте здоровы!

Источники:

1. «Основы биохимии Ленинджера», Д.Нельсон, М.Кокс; пер.с англ. – 4-е изд. – М.: Лаборатория знаний, 2020. В 3 т. Т.1 – 694 с.: ил.

2. «Биохимия: учебное пособие», В.И.Гидранович, А.В.Гидранович. – Минск: ТетраСистемс, 2010. -528 с.

3. ГУ НИИ питания РАМН; Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации, Методические рекомендации, МР 2.3.1.2432 -08

4. «Биохимия мышечной деятельности», Н.И.Волков, Э.Н.Несен, А.А.Осипенко, С.Н.Корсун, НУФВСУ, изд. «Олимпийская лит-ра», 2000.