A C-vitamin celluláris, intracelluláris transzportja

ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNY Ö S S ZEFOGLA LÓ K ÖZLEM ÉN Y

A C-vitamin celluláris, intracelluláris transzportja Fiziológiai vonatkozások Szarka András dr.1, 2

■

Lőrincz Tamás2

1

Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, Orvosi Vegytani Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet, Budapest 2 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék, Biokémiai és Molekuláris Biológiai Laboratórium, Budapest

C-vitamin-igényünket természetes forrásokból, illetve táplálékkiegészítők segítségével elégíthetjük ki. Ezen források a C-vitamin kétféle formáját, az L-aszkorbátot, illetve az L-dehidroaszkorbátot tartalmazzák. Mind az aszkorbát, mind a dehidroaszkorbát a bélrendszer teljes hosszán keresztül felszívódik. A redukált forma, aszkorbát két nátriumfüggő transzporter (SVCT-1 és SVCT-2) segítségével, aktív transzporttal kerül felvételre. Az oxidált forma, a dehidroaszkorbát glükóztranszporterek (GLUT-1, GLUT-3 és valószínűleg GLUT-4) segítségével kerül felvételre. A növekvő szubsztrátkoncentrációval mind az aszkorbát, mind a dehidroaszkorbát felvétele telítődik. A C-vitamin plazmakoncentrációja szájon át történő bevitel esetén szigorúan szabályozott. Ez két módon valósul meg, egyfelől a transzporterek telíthetők, másfelől a nátriumfüggő transzporterek kifejeződését a magas aszkorbátszint csökkenti. Orv. Hetil., 2013, 154, 1651–1656. Kulcsszavak: C-vitamin, transzport, napi ajánlott bevitel

Cellular and intracellular transport of vitamin C The physiologic aspects Vitamin C requirement is satisfied by natural sources and vitamin C supplements in the ordinary human diet. The two major forms of vitamin C in the diet are L-ascorbic acid and L-dehydroascorbic acid. Both ascorbate and dehydroascorbate are absorbed along the entire length of the human intestine. The reduced form, L-ascorbic acid is imported by an active mechanism, requiring two sodium-dependent vitamin C transporters (SVCT1 and SVCT2). The transport of the oxidized form, dehydroascorbate is mediated by glucose transporters GLUT1, GLUT3 and possibly GLUT4. Initial rate of uptake of both ascorbate and dehydroascorbate is saturable with increasing external substrate concentration. Vitamin C plasma concentrations are tightly controlled when the vitamin is taken orally. It has two simple reasons, on the one hand, the capacity of the transporters is limited, on the other hand the two Na+-dependent transporters can be down-regulated by an elevated level of ascorbate. Keywords: vitamin C, transport, recommended daily allowance Szarka, A., Lőrincz, T. (2013). [Cellular and intracellular transport of vitamin C. The physiologic aspects]. Orv. Hetil., 154 (42), 1651–1656. (Beérkezett: 2013. augusztus 13.; elfogadva: 2013. szeptember 5.) Rövidítések C-P4H = kollagén-prolin-4-hidroxiláz; DHA = dehidroaszkorbát; ER = endoplazmatikus reticulum; GLUT = facilitatív glükóztranszporter; L5H = lizin-5-hidroxiláz; mtDNS = mitokondriális DNS; PDI = protein diszulfid izomeráz; SGLT-1 = nátriumfüggő glükóztranszporter; SVCT = nátriumfüggő C-vitamin-transzporter DOI: 10.1556/OH.2013.29712

Alighanem kevés olyan vegyület akad, amelynek egészségre gyakorolt hatását oly régóta kutatnák, mint a C-vitamin. Hiánybetegségét, a skorbutot már az egyiptomiak is leírták, a figyelem középpontjába a XV–XVIII. század között, a nagy felfedezések idején került, amikor a tengerészek rettegett betegsége lett. A skorbutról és

1651

2013

■

154. évfolyam, 42. szám

■

1651–1656.

Ö S S ZEFOGLA LÓ K ÖZLEM ÉN Y

lehetséges kezelési módjáról az első komoly tudományos  munkát „A treatise of the scurvy” címmel James Lind közölte 1753-ban. Dr. Lind a Salisbury hajó orvosaként a hasonló állapotú skorbutos betegeket csoportokra osztotta, majd mindegyik csoportnak különböző diétát írt elő (kontrollcsoport, vitriol, ecet, tengervíz, narancs-citrom, szerecsendió). Az első ismert kontrollcsoportos kísérlet eredményeként megállapította, hogy a  skorbut leghatásosabb ellenszere a citrusdiéta. Majd’ kétszáz év telt el, mire kiderült, hogy a James Lind narancsaiban található „skorbutellenes faktor” egy hat szénatomos cukorszármazék, az aszkorbinsav. Az aszkorbinsavat marhamellékveséből, narancsból és  káposztából elsőként Szent-Györgyi Albert izolálta 1928-ban. Kezdetben mellékvesehormonnak vélte és rendkívül csodálkozott, hogy az növényekben is előfordul, ezért kezdetben az „ignose” (csuda tudja) és „godnose” (Isten tudja) elnevezéseket javasolta, majd a  skorbutellenes hatásra utalva, az újonnan felfedezett anyag szerkezetének felderítőjével, Walter N. Haworthtel együtt az aszkorbinsav elnevezés mellett döntöttek. A molekula megismerését követően viszonylag gyorsan fellángoltak a viták, hogy milyen mennyiségben érdemes fogyasztanunk. A skorbut kialakulása már 10 mg/nap bevitelével elkerülhető, a napi ajánlott bevitel Magyarországon jelenleg 60 mg/nap, terápiás céllal azonban akár néhány ezer mg/nap aszkorbátot is a szervezetbe szoktak juttatni [1]. Tekintve, hogy a C-vitamin vízoldható molekula, ezért kizárólag különböző membránba ágyazott transzporterek segítségével juthat el a sejtekbe, sejtorganellumokba. Jelen dolgozatban a külön-

1. ábra

böző C-vitamin-transzportereket kívánjuk áttekinteni, továbbá a transzporterek kinetikai tulajdonságai alapján gyakorlati érvényű becslést adni az ésszerű aszkorbátbevitelről.

A C-vitamin felszívódása, sejtmembránon keresztüli transzportja A C-vitamin-szükségletünket természetes források és étrend-kiegészítők fogyasztásából fedezzük. A C-vitamin étrendben található leggyakoribb formája, az L-aszkorbinsav és annak oxidált formája, az L-dehidroaszkorbinsav (DHA). Luminális oldali (kefeszegélyű) membránvesiculum transzportaktivitása alapján megállapíthatjuk, hogy az aszkorbát és a DHA egyaránt felszívódik az emberi bélrendszer teljes hosszában [2]. Mind az aszkorbát-, mind a DHA-felvétel növekvő szubsztrátkoncentráció hatására telíthetőnek bizonyult. Mindezen megfigyelések nagy affinitású ligandtranszporter-kölcsönhatásra utalnak. A redukált forma, az L-aszkorbinsav felvétele aktív mechanizmus során valósul meg, két nátriumfüggő Cvitamin-transzporter (SVCT-1 és SVCT-2) segítségével (1. ábra), amelyek klónozása először 1999-ben valósult meg [3, 4]. Az SVCT-1 nagy kapacitású, de kis affinitású (Km: 65–237 μM) aszkorbáttranszporter. Előfordulása igen kifejezett az epithelialis szövetekben, ahol  funkcióját, a szervezet C-vitamin-homeosztázisának fenntartását a táplálékkal bevitt aszkorbát felszívása, illetve a vesékben a visszaszívás révén fejti ki. Az SVCT-1 transzportergén kiütése 7–10-szeresére emelte a C-vi-

A C-vitamin (aszkorbát, DHA) plazmamembrán és intracelluláris transzportrendszerei, transzportja

2013 ■ 154. évfolyam, 42. szám

1652

ORVOSI HETILAP

Ö S S ZEFOGLA LÓ K ÖZLEM ÉN Y

tamin vizeletbe történő ürítésének mértékét [5]. Ezzel párhuzamosan a C-vitamin vérszintje 50–70%-kal csökkent homozigóta mutánsok esetén a vad típusú társakhoz képest. Az SVCT-2 kis kapacitású, nagy affinitású (Km: 8–62 μM) transzporter. Az intracelluláris redoxstátus fenntartása érdekében széles körben fejeződik ki, az aktív anyagcserét folytató és specializált sejtekben, szövetekben [4]. Az SVCT-2 génkiütött mutánsokkal végzett kísérletek alapján az SVCT-2 elengedhetetlen a praenatalis aszkorbinsav transzportfolyamataihoz. Fontos szerepet tölt be a C-vitamin placentán keresztül történő transzportjában. A homozigóta génkiütött mutánsokat légzési elégtelenség és intracerebralis haemorrhagia jellemezte [6]. A humán jejunum luminalis oldali membránjának DHA-felvételi karakterisztikája egyértelműen különbözött az aszkorbát felvételétől [7]. A DHA felvétele kis affinitású (Km ≈ 0,8 mM) nátriumfüggetlen facilitált diffúzióval valósul meg (1. ábra). A glükóz gátolta az aszkorbát felvételét, de a DHA-felvételt nem. Ugyanakkor a  transzportgátlási profil kizárta az SGLT-1 (nátriumfüggő glükóztranszporter) szerepét az aszkorbáttranszportban [2]. A bélcsatornából történő DHA-felszívódásért felelős transzporterfehérjét a mai napig sem sikerült azonosítani. A C-vitamin plazmakoncentrációja orális bevitel esetén igen feszes szabályozás alatt áll. Ennek következtében növekvő orális dózisok mellett a C-vitamin plazmakoncentrációja egy telítési értékhez tart [8]. Ennek két fő oka van: egyrészt, ahogyan arról már az előző bekezdésben szó volt, a transzporterfehérjék kapacitása korlátozott, másrészt pedig a két nátriumfüggő transzporter aktivitását a saját ligandja (az aszkorbát) finomra hangolja. A béllumen megemelkedett aszkorbátkoncentrációja az SVCT-1 mRNS-szintjének leszabályozását eredményezte enterocytákban [9]. Az aszkorbát hasonló szabályozószerepéről számoltak be SVCT-2 esetén vérlemezkékben is [10]. A közelmúltban derült ki, hogy a  vázizomsejtek az SVCT-2 transzporterexpresszióját redoxállapotuk függvényében szabályozzák. Az SVCT2-mRNS és -fehérje szintje egyaránt megemelkedett myotubulusok hidrogén-peroxiddal történt kezelését követően, ugyanakkor liponsavas antioxidáns kezelés hatására expressziója csökkent [11]. Valószínűnek tűnik tehát, hogy a sejt redoxállapota befolyásolja az SVCT-2 expresszióját, ily módon az aszkorbáttranszport és intracelluláris koncentráció befolyásolásával reagálni képes a változó körülményekre. A C-vitamin plazmakoncentrációját nemcsak a felszívódás, hanem a vesében az SVCT-1 által történő visszaszívás is befolyásolja. Ennek megfelelően biológiai hasznosíthatósága alacsonyabb dózisoknál majdnem teljes és  a dózis növekedésével csökken: 30 mg esetén 87%, 100 mg esetén 80%, 200 mg esetén 72%, 500 mg esetén 63% és 1250 mg esetén kevesebb mint 50% [12]. Ezt a  megfigyelést alátámasztotta a C-vitamin 3-kompartiORVOSI HETILAP

mentum farmakokinetikai modellje is. A modell alapján egyszeri 3 g-os orális dózis – a maximális tolerálható egyszeri dózis – 206 μmol/l csúcs-plazmakoncentrációt, ehhez képest az 1,25 g-os dózis ettől csekély mértékben különböző 187 μmol/l-es plazmakoncentrációt eredményez. Végezetül 200 mg esetén – amely mennyiség C-vitaminban gazdag táplálék elfogyasztásából származik – a koncentrációcsúcs 90 μmol/l körül várható [8]. A DHA és a glükóz között fennálló szerkezeti hasonlóság miatt már korán felmerült a glükóztranszporterek lehetséges szerepe a DHA sejtbe történő felvételében. Valóban, Xenopus oocita expressziós modellrendszerben  igazolták a GLUT-1, GLUT-3 és esetlegesen a GLUT-4 részvételét a plazmamembránon keresztüli DHA-felvételben (1. ábra) [13, 14, 15]. A DHA felvételét a szerkezeti analóg 2-deoxi-glükózzal, illetve a facilitált hexóz transzportgátló cytochalasin-B gátolta [14, 16]. A látszólagos Km-értékek (GLUT-1: 1,1 mM, GLUT-3: 1,7 mM, GLUT-4: 0,98 mM) az SVCT transzporterekénél kisebb affinitású transzportfolyamatokról tanúskodnak [14, 15]. A gyors intracelluláris DHAredukció egyfelől tekintélyes DHA-gradiens fenntartását eredményezi, másfelől egy olyan vegyületet, amely nem szubsztrátja a GLUT-transzportereknek [14]. A DHA formában, GLUT-transzportereken keresztül sejtekbe jutó C-vitamin mennyiségét mindazonáltal rendkívül nehéz megítélni, mert normális fiziológiás körülmények között a glükóz jelentős kompetáló partnerként szerepel. Ez a kompetíció a magas vércukorszinttel járó diabetesben természetesen még fokozottabb mértékben jelentkezhet. Érdemes megemlíteni, hogy a vitamin a plazmában elsősorban redukált formában található [3], ami szintén az SVCT-transzporterek hangsúlyosabb transzportszerepét húzza alá. Ugyanakkor fontos megjegyeznünk, hogy a humán diéta a redukált aszkorbát mellett, jelentős mennyiségben DHA-t is tartalmaz, illetve jelentős mennyiségben keletkezik a gastrointestinalis traktus lumenében az aszkorbát oxidánsokkal tör ténő reakciójában [17]. Ezenkívül a DHA extracelluláris  koncentrációja jelentős mértékű növekedést mutat  olyan patológiás állapotokban, mint például a gyulladás [17]. Igen valószínű, hogy ilyen és hasonló állapotokban  a lokális prooxidánstermelés fokozza az aszkorbát–DHA átalakulást, amely révén előtérbe kerül a  glükóztranszportereken keresztül történő C-vitamintranszport is. A transzporterek telíthetősége, illetve a redoxstátus redukált irányba történő eltolódása (amely szükségszerűen bekövetkezik magas C-vitamin-dózisok esetén) következtében fellépő SVCT-transzportfehérje-szuppresszió miatt orális adagolás révén elérhető plazmakoncentráció erősen korlátozott. Gyakorlatilag 200–400 mg/nap orális dózis esetén (itt érdemes megjegyezni, hogy a jelenlegi napi ajánlott bevitel mindössze 60 mg/ nap) elérjük a telítési (80 μM körüli) plazmakoncentrációt [12]. Ennél magasabb plazmakoncentrációt intra-

1653

2013 ■ 154. évfolyam, 42. szám

Ö S S ZEFOGLA LÓ K ÖZLEM ÉN Y

vénás aszkorbátadagolással lehetséges elérni, ahol az intestinalis korlátok megszűnnek, kizárólag a vesén keresztüli ürüléssel kell komolyan számolnunk. Ezt a módszert alkalmazzák terápiás aszkorbát-plazmakoncentráció elérésére [8, 18].

túrfehérje csökkent mértékű hidroxiláltságából fakadó stabilitási problémáknak tudható be, másrészt pedig a fáradékonyság és a depresszió az aszkorbinsavfüggő metabolitok (mint például a karnitin, dopamin) bioszintézisének hiányából fakad [1].

C-vitamin az endoplazmatikus reticulumban

C-vitamin a mitokondriumban

Az aszkorbát intracelluláris importját követően további kompartmentalizáción megy keresztül. Az endomembránrendszerhez kötött aszkorbáttermelő és -felhasználó útvonalak, valamint a fehérjehidroxilációban és luminalis reaktív oxigénvegyület-képződés eliminálásában betöltött szerepe miatt korán az érdeklődés homlokterébe került az endoplazmatikus reticulumba (ER) történő aszkorbát- és DHA-transzport. Patkánymáj endoplazmatikus reticulum eredetű mikroszómán végzett kísérletek alapján az aszkorbát vesicularis felvétele preferáltan DHA formájában történik GLUT-típusú transzportfehérjéken keresztül, majd a lumenben visszaredukálódik aszkorbáttá (1. ábra) [19]. Az ER lumenben az aszkorbát több hidroxiláz kofaktora (prolin- és lizin-hidroxiláz), valamint itt történik az ER-asszociált L-gulonolakton-oxidáz által katalizált aszkorbát-bioszintézis utolsó lépése is az arra képes állati fajokban [20]. Mindezen folyamatok mellett, az ER lumenben lejátszódó reaktív oxigénvegyület-termeléssel járó folyamatok – mint például az oxidatív fehérjefolding – nélkülözhetetlenné teszik az aszkorbát luminális jelenlétét. A lumenben lejátszódó hidroxiláció nagy szerepet kap a szekrécióra kerülő kollagén termostabil tripla helicalis szerkezetének kialakításában. A prolin hidroxilációja a kollagén-prolin-4-hidroxiláz (C-P4H) által katalizált reakcióban X-Pro-Gly tripletmotívumokon történik. A folyamat zavartalan lejátszódásához az enzim 2-oxoglutarát, oxigén, Fe2+ és aszkorbát kofaktorokat igényel. A C-P4H szerkezete α2β2 heterotetramer, amelynek β-alegysége a fehérjefolding folyamatában kiemelt szereppel bíró PDI (protein diszulfid izomeráz) [21]. A lizin hidroxilációja a homodimer lizin-5-hidroxiláz (L5H) katalizálta reakció során X-Lys-Gly motívumokon történik. A folyamat zavartalan lejátszódásához az enzim kofaktorigénye megegyezik a C-P4H-val [22]. Számos patológiás, a kötőszövetet érintő betegség köthető az L5H-t kódoló génekhez. Az L5H-1 izoformát kódoló PLOD-1 gén mutációja kyphoscoliosis (Ehlers– Danlos-szindróma VI-os típus – EDS VI) kialakulásával jár, míg az L5H-2 izoforma PLOD-2 mutációja a Bruck 2-es szindrómával hozható összefüggésbe, amelyben a lizin oldalláncok csökkent mértékű hidroxilációja figyelhető meg. A fent említett hidroxilációs reakciók csökkent aszkorbátmennyiség mellett alulműködnek, és patológiás esetekhez vezetnek. A skorbut kialakulása az aszkorbinsav hiánybetegsége, amely egyrészt a kollagén struk2013 ■ 154. évfolyam, 42. szám

Habár a mitokondriális aszkorbát/dehidroaszkorbát transzport megléte több mint 30 éve ismert [23], mégis számos részlet csak a közelmúltban vált ismertté. Munkacsoportunk 2004-ben tett megfigyelését, amely szerint a C-vitamin dehidroaszkorbát formában kerül a mitokondriumba [24], egy évvel később Golde és munkatársai humán vesesejtkultúra-eredetű mitokondriumok esetén is megerősítették [25]. Sztereoszelektív, a  dehidroaszkorbát-transzporttal kompetáló mitokondriális D-glükóz-felvételt tudtunk megfigyelni. Az in silico tanulmányokkal összhangban a GLUT-1-transzporter mitokondriális jelenlétét (1. ábra) alátámasztották a GFP- és az immunoblot-vizsgálatok is. A GLUT-1 kizárólagos mitokondriális C-vitamintranszporter hegemóniáját Lee és munkatársainak 2010-es megfigyelése törte meg, amely szerint az aortasimaizomsejtek, illetve inzulin stimulálta adipocyták mitokondriumaiban jelentős mértékű GLUT-10-kifejeződés figyelhető meg [26]. A külsődlegesen kifejezett GLUT-10 fokozni tudta a mitokondriumba belépő jelölt  dehidroaszkorbát mennyiségét, ezzel párhuzamosan csökkent a hidrogén-peroxid-kezelt simaizomsejtekben mérhető reaktív oxigénvegyületek mennyisége is. Ez a védőhatás adipocyták esetében fokozható volt inzulinkezeléssel, illetve felfüggeszthető volt glükóz-előkezeléssel, vagy GLUT-10-mRNS-interferenciával simaizomsejtekben [26]. Egészen az idei évig úgy gondoltuk, hogy a C-vitamin kizárólagosan dehidroaszkorbát formájában képes a mitokondriális belső membránon átjutni. A redukált forma, az aszkorbát akkumulációja sem humán vese-, sem patkánymájszövet-eredetű mitokondriumok esetében nem volt igazolható [25, 27]. Egy, a közelmúltban megjelent tanulmány azonban nátriumfüggő SVCT-2-transzporterexpresszióról számolt be U937 humán myeloid leukaemiasejtek mitokondriumaiban (1. ábra). Ez a megfigyelés arra utalhat, hogy a redukált forma aszkorbinsav is képes a mitokondriális belső membránon történő átjutásra [28]. Természetesen ezen transzportmechanizmus általános meglétének és relevanciájának bizonyításához további független kísérletes eredmények szükségesek. A különböző GLUT-izoformák által a mitokondriumba transzportált dehidroaszkorbát meglehetősen instabil molekula, továbbá antioxidáns tulajdonságokkal kizárólag az aszkorbát rendelkezik, így a mátrixba jutott vagy ott keletkezett dehidroaszkorbátnak vissza kell redukálódnia aszkorbáttá, különben fiziológiás körülmények között perceken belül elveszik az instabil laktongyűrű felnyílása miatt [29]. Patkánymájszövet-eredetű

1654

ORVOSI HETILAP

Ö S S ZEFOGLA LÓ K ÖZLEM ÉN Y

mitokondriumpreparátumhoz adott dehidroaszkorbát a  mitokondriumba transzportálódva és ott aszkorbáttá alakulva millimolos nagyságrendű koncentrációt ért el [27]. Az intramitokondriális aszkorbát reciklálásával kapcsolatban több mechanizmus is elképzelhetőnek látszik. A mitokondrium képes alfa-lipoinsav-függő módon aszkorbáttá redukálni a dehidroaszkorbátot [30]. Szeléniumdeficiens patkányokból származó mitokondriumokon végzett kísérletek alapján a tioredoxin-reduktáz, ha kismértékben is, de szerepet vállal az aszkorbát mitokondriumon belüli reciklálásában [27]. A dehidroaszkorbát-adagolásra megfigyelhető nagyfokú glutationszint-csökkenés, illetve a glutationdepléció hatására jelentős mértékben visszaeső dehidroaszkorbát-redukció alapján valószínűsíthető, hogy a glutationfüggő aszkorbátredukció emlősmitokondriumban a fő dehidroaszkorbát-redukciós útvonalak egyike lehet [27]. A mitokondriális elektrontranszportlánc szubsztrátjait, illetve inhibitorait használva sikerült bebizonyítani az elektrontranszferlánc szerepét a mitokondriális dehidroaszkorbát-redukcióban. A redukció legvalószínűbb helye a mitokondriális komplex III [31]. Vajon milyen szerepet tölthet be a C-vitamin a mitokondriumban? A kérdés megválaszolása során figyelembe kell vennünk, hogy az itt működő légzési elektrontranszportlánc miatt a mitokondrium a sejt legjelentősebb reaktív oxigénvegyület-termelő organelluma. A megemelkedett reaktívoxigénvegyület-szint a mitokondriális membránpotenciál összeomlását idézheti elő, amely apoptózishoz vezethet. Hidrogén-peroxiddal kezelt HL-60-as sejtek esetében a mitokondriális membránpotenciál részleges megőrzését, a mitokondriális citokróm-c felszabadulását el lehetett kerülni a sejtek dehidroaszkorbáttal történő előkezelésével [32]. Az előző esethez hasonlóan dehidroaszkorbát-előkezeléssel elkerülhető volt a mitokondriális membránpotenciál zsugorodása és a következményes programozott sejthalál FAS kiváltotta apoptózisban monocyták esetében [33], illetve humán endothelsejtekben hipoxia-reperfúzió hatására [34]. Mindezen megfigyelések azt valószínűsítik, hogy a mitokondriális C-vitamin jelentős mértékben hozzájárul a mitokondriális membránpotenciál megőrzéséhez. A C-vitamin antiapoptotikus hatását minden bizonnyal reaktívoxigénvegyület-fogó sajátságán keresztül fejti ki [25, 32, 33, 34]. Egy ma általánosan elfogadott elképzelés szerint az örökítőanyag (membránnal elhatárolt, védett) sejtmagba  telepítése, a DNS-állomány védelme miatt történt. A humán sejtek (ahogyan minden eukaryotasejt) a sejtmagon kívül is rendelkeznek DNS-sel. Az extranukleáris örökítőanyag a mitokondriumban található (utalva annak egykori önálló prokaryota létformájára). A mitokondriális DNS (mtDNS) így ugyancsak kitett az ott képződött, erősen mutagén reaktív oxigénvegyületeknek. Így nem meglepő, hogy az aszkorbát egyértelműen védelmet nyújtott az mtDNS-ben a 8-oxo-dG (egy DNS ORVOSI HETILAP

oxidációs származék) és az apurinidációs/apiriminidációs helyek mennyiségének felszaporodása ellen [25]. Ezen megfigyelésekhez hasonlatosan jelentős mértékben  csökkenteni lehetett retinapigment-epitheliumsejtek esetében a hidrogén-peroxid kiváltotta mtDNS-laesiókat [35].

Következtetések Mind a mai napig nehéz tisztán látni egyik legfontosabb vitaminunk, a C-vitamin optimális adagolásával kapcsolatban. Jelen összefoglalóban a plazmamembrán és az intracelluláris membránokban található C-vitamin- (aszkorbát és DHA) transzporterek és transzportfolyamatok  középpontba állításával szerettünk volna tisztább képet festeni. A transzporterek telíthetősége, illetve redoxregulációja miatt, a manapság oly sokszor és a mindennapi élet számos területén hallott, C-vitaminmegadózisban történő orális adagolás erősen megkérdőjelezhető. Ugyanakkor, azt is tisztán kell látnunk, hogy a napi ajánlott bevitel (60 mg/nap) a transzporterek telíthetőségétől igencsak messze eső, alacsony érték. Amennyiben kizárólag a transzporterek karakterisztikáját vesszük alapul, ettől jelentősen magasabb napi bevitel (200–400 mg/nap) lenne indokolt. Természetesen ez csak egyféle megközelítés, jelen összefoglalásban nem foglalkoztunk, nem foglalkozhattunk a C-vitamin-anyagcserével fiziológiás, illetve patológiás körülmények között, a megadózisban történő adagolás esetleges vesekárosító hatásaival. Az optimális vitaminmennyiség meghatározásához ezen igen fontos tényezők semmiképpen sem elhanyagolhatóak. Végezetül, de semmiképpen sem utolsósorban, meg kell említenünk az egyes emberek között fennálló genetikai, illetve életmódbeli, élethelybeli különbségeket, amelyek jelentős mértékben módosíthatják napi C-vitamin-igényüket.

Irodalom

1655

[1] Mandl, J., Szarka, A., Bánhegyi, G.: Vitamin C: update on physiology and pharmacology. Br. J. Pharmacol., 2009, 157, 1097– 1110. [2] Malo, C., Wilson, J. X.: Glucose modulates vitamin C transport in adult human small intestinal brush border membrane vesicles. J. Nutr., 2000, 130, 63–69. [3] Tsukaguchi, H., Tokui, T., Mackenzie, B., et al.: A family of mammalian Na+-dependent L-ascorbic acid transporters. Nature, 1999, 399, 70–75. [4] Savini, I., Rossi, A., Pierro, C., et al.: SVCT1 and SVCT2: key proteins for vitamin C uptake. Amino Acids, 2008, 34, 347–355. [5] Corpe, C., Tu, H., Wang, J., et al.: SVCT1 (Slc23a1) knock out mice: Slc23a1 as the vitamin C kidney reabsorptive transporter. FASEB J., 2007, 21, lb520. [6] Sotiriou, S., Gispert, S., Cheng, J., et al.: Ascorbic-acid transporter Slc23a1 is essential for vitamin C transport into the brain and for perinatal survival. Nat. Med., 2002, 8, 514–517. [7] Wilson, J. X.: Regulation of vitamin C transport. Annu. Rev. Nutr., 2005, 25, 105–125. 2013 ■ 154. évfolyam, 42. szám

Ö S S ZEFOGLA LÓ K ÖZLEM ÉN Y [8] Padayatty, S. J., Sun, H., Wang, Y., et al.: Vitamin C pharmacokinetics: implications for oral and intravenous use. Ann. Intern. Med., 2004, 140, 533–537. [9] MacDonald, L., Thumser, A. E., Sharp, P.: Decreased expression of the vitamin C transporter SVCT1 by ascorbic acid in a human intestinal epithelial cell line. Br. J. Nutr., 2002, 87, 97–100. [10] Savini, I., Rossi, A., Catani, M. V., et al.: Redox regulation of vitamin C transporter SVCT2 in C2C12 myotubes. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2007, 361, 385–390. [11] Savini, I., Catani, M. V., Arnone, R., et al.: Translational control of the ascorbic acid transporter SVCT2 in human platelets. Free Radic. Biol. Med., 2007, 42, 608–616. [12] Levine, M., Conry-Cantilena, C., Wang, Y., et al.: Vitamin C pharmacokinetics in healthy volunteers: evidence for a recommended dietary allowance. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93, 3704–3709. [13] Vera, J. C., Rivas, C. I., Fischbarg, J., et al.: Mammalian facilitative hexose transporters mediate the transport of dehydroascorbic acid. Nature, 1993, 364, 79–82. [14] Rumsey, S. C., Kwon, O., Xu, G. W., et al.: Glucose transporter isoforms GLUT1 and GLUT3 transport dehydroascorbic acid. J. Biol. Chem., 1997, 272, 18982–18989. [15] Rumsey, S. C., Daruwala, R., Al-Hasani, H., et al.: Dehydroascorbic acid transport by GLUT4 in Xenopus oocytes and isolated rat adipocytes. J. Biol. Chem., 2000, 275, 28246–28253. [16] Vera, J. C., Rivas, C. I., Zhang, R. H., et al.: Human HL-60 myeloid leukemia cells transport dehydroascorbic acid via the glucose transporters and accumulate reduced ascorbic acid. Blood, 1994, 84, 1628–1634. [17] Wilson, J. X.: The physiological role of dehydroascorbic acid. FEBS Lett., 2002, 527, 5–9. [18] Padayatty, S. J., Riordan, H. D., Hewitt, S. M., et al.: Intravenously administered vitamin C as cancer therapy: three cases. CMAJ, 2006, 174, 937–942. [19] Bánhegyi, G., Marcolongo, P., Puskás, F., et al.: Dehydroascorbate and ascorbate transport in rat liver microsomal vesicles. J. Biol. Chem., 1998, 273, 2758–2762. [20] Bánhegyi, G., Braun, L., Csala, M., et al.: Ascorbate metabolism and its regulation in animals. Free Radic. Biol. Med., 1997, 23, 793–803. [21] Myllyharju, J., Kivirikko, K. I.: Collagens, modifying enzymes and their mutations in humans, flies and worms. Trends Genet., 2004, 20, 33–43. [22] Turpeenniemi-Hujanen, T. M., Puistola, U., Kivirikko, K. I.: Isolation of lysyl hydroxylase, an enzyme of collagen synthesis, from chick embryos as a homogeneous protein. Biochem. J., 1980, 189, 247–253. [23] Ingebretsen, O. C., Normann, P. T.: Transport of ascorbate into guinea pig liver mitochondria. Biochim. Biophys. Acta, 1982, 684, 21–26.

2013 ■ 154. évfolyam, 42. szám

[24] Szarka, A., Horemans, N., Bánhegyi, G., et al.: Facilitated glucose and dehydroascorbate transport in plant mitochondria. Arch. Biochem. Biophys., 2004, 428, 73–80. [25] KC, S., Cárcamo, J. M., Golde, D. W.: Vitamin C enters mitochondria via facilitative glucose transporter 1 (Glut1) and confers mitochondrial protection against oxidative injury. FASEB J., 2005, 19, 1657–1667. [26] Lee, Y. C., Huang, H. Y., Chang, C. J., et al.: Mitochondrial GLUT10 facilitates dehydroascorbic acid import and protects cells against oxidative stress: mechanistic insight into arterial tortuosity syndrome. Hum. Mol. Genet., 2010, 19, 3721–3733. [27] Li, X., Cobb, C. E., Hill, K. E., et al.: Mitochondrial uptake and recycling of ascorbic acid. Arch. Biochem. Biophys., 2001, 387, 143–153. [28] Azzolini, C., Fiorani, M., Cerioni, L., et al.: Sodium-dependent transport of ascorbic acid in U937 cell mitochondria. IUBMB Life, 2013, 65, 149–153. [29] Winkler, B. S.: In vitro oxidation of ascorbic acid and its prevention by GSH. Biochim. Biophys. Acta, 1987, 925, 258–264. [30] Xu, D. P., Wells, W. W.: α-lipoic acid dependent regeneration of ascorbic acid from dehydroascorbic acid in rat liver mitochondria. J. Bioenerg. Biomembr., 1996, 28, 77–85. [31] Li, X., Cobb, C. E., May, J. M.: Mitochondrial recycling of ascorbic acid from dehydroascorbic acid: dependence on the electron transport chain. Arch. Biochem. Biophys., 2002, 403, 103–110. [32] Gruss-Fischer, T., Fabian, I.: Protection by ascorbic acid from denaturation and release of cytochrome c, alteration of mitochondrial membrane potential and activation of multiple caspases induced by H2O2, in human leukemia cells. Biochem. Pharmacol., 2002, 63, 1325–1335. [33] Perez-Cruz, I., Carcamo, J. M., Golde, D. W.: Vitamin C inhibits FAS-induced apoptosis in monocytes and U937 cells. Blood, 2003, 102, 336–343. [34] Dhar-Mascareño, M., Cárcamo, J. M., Golde, D. W.: Hypoxia-reoxygenation-induced mitochondrial damage and apoptosis in human endothelial cells are inhibited by vitamin C. Free Radic. Biol. Med., 2005, 38, 1311–1322. [35] Jarrett, S. G., Cuenco, J., Boulton, M.: Dietary antioxidants provide differential subcellular protection in epithelial cells. Redox Rep., 2006, 11, 144–152.

1656

(Szarka András dr., Budapest, Tűzoltó u. 34–47., 1097 e-mail: [email protected])

ORVOSI HETILAP