Витамин С — один из жизненно необходимых для нас нутриентов, то есть биологически значимых веществ для организма. В буквальном смысле этого слова. При дефиците витамина С у человека развивается тяжелое заболевание – цинга, которое может привести к его смерти. И ничто, кроме продуктов, содержащих драгоценное соединение, не способно его спасти. А все потому, что в отличие от многих других витаминов, именно этот в нашем организме не вырабатывается.
При этом какой-нибудь горный козел совершенно спокойно производит ежедневно 1300 мг витамина С — это в 15 раз больше, чем нужно человеку. Даже котики умеют вырабатывать витамин С из глюкозы в собственной печени! Но как же тогда постулат о «вершине эволюции»? Почему мы, другие высшие приматы, некоторые рыбы, несколько видов птиц и морские свинки оказались лишены такого жизненно важного умения, которое есть у козлов, котиков и подавляющего большинства представителей животного мира?
MedAboutMe разбирался, где на пути эволюции человек потерял способность вырабатывать аскорбиновую кислоту?
Аскорбиновая кислота
Витамин С первым выделил бывший дезертир и будущий нобелевский лауреат, венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрдьи. В начале 1930-х годов ученый обнаружил, что полученная им «гексуроновая кислота» излечивает морских свинок от цинги. Он доказал, что это вещество — витамин, и назвал его «витамин С», по первой букве названия болезни «цинга». Позднее, когда была определена структура нового вещества, Дьёрдьи переименовал его в аскорбиновую кислоту — опять же по названию цинги, но уже на латыни «scorbutus».
Цинга — один из самых страшных авитаминозов (болезней, вызванных отсутствием витаминов). Когда-то с ней были хорошо знакомы моряки, месяцами не видевшие свежих фруктов и овощей. Из-за отсутствия в рационе витамина С происходило нарушение синтеза коллагена в их организмах, сосуды становились ломкими, что приводило к геморрагическим кровотечениям, кровоточивости десен, выпадению зубов, развитию болей в конечностях, гипохромной анемии, хрупкости костей и хрящей.
Сегодня известно, что витамин С задействован в большом количестве разнообразных процессов, протекающих в организме. При этом человеку нужно всего 90 мг аскорбиновой кислоты в сутки, а 1 г — предельная доза. При ее превышении витамин С просто перестает усваиваться организмом. Но если съесть слишком много аскорбинки — 2 г и более — организм среагирует на это раздражением желудочно-кишечного тракта и диареей.
Витамин С также задействован в производстве гормонов щитовидной железы, нейромедиатора серотонина и участвует в процессах, обеспечивающих поступление глюкозы внутрь клеток.
Запасать витамин С мы не умеем, поэтому за солнечное фруктовое лето никак нельзя обеспечить себя аскорбиновой кислотой на всю зиму. А это значит, что фрукты и овощи должны в обязательном порядке входить в ежедневный рацион. В принципе достаточно одного крупного апельсина в день — если человек ведет малоактивный «офисный» образ жизни. Если же в его жизни присутствует спорт — необходимая доза витамина С будет выше. При нехватке аскорбиновой кислоты в рационе следует принимать витаминные комплексы.
Эволюция, стресс и витамин С
По мнению ученых, способность синтезировать витамин С — результат жесткого эволюционного отбора. И появилась эта способность после выхода живых существ на сушу.
Известно, что в стрессовой ситуации те животные, которые могут вырабатывать витамин С, производят его в существенно больших количествах. У того же горного козла объём производства аскорбинки в состоянии стресса увеличивается в 13 раз. Ученые считают, это защитная реакция организма.
Более того, по мнению экспертов, именно эта способность вырабатывать огромные дозы витамина С в сложных ситуациях позволяет диким животным на протяжении долгого времени оставаться здоровыми, пока старость окончательно не настигнет их. Это также подтверждается благотворным влиянием витамина С на человека в стрессовом состоянии. Такой эффект объясняется тем, что аскорбиновая кислота — один из самых сильных природных антиоксидантов, эффективно «гасящих» активные формы кислорода (АФК).
В 1970-м году химик из США Лайнус Полинг заявил, что большие дозы витамина С (1,5-2 г ежесуточно) лечат грипп, простуду, рак и вообще продлевают жизнь человека. Увы, многочисленные исследования слова Полинга не подтвердили. Даже прием 1-2 г аскорбиновой кислоты на начальном этапе простуды или гриппа не останавливает болезнь. Но способствует выздоровлению, потому что повышает иммунитет. То есть, в разумных дозах витамин С можно принимать, как дополнительное средство, укрепляющее защитные силы организма.
Гены и витамины
Куда же делась способность производить витамин С у человека? Этот нутриент синтезируется в живых организмах в ходе цепочки из нескольких реакций. Вообще-то наши клетки могут реализовать всю эту цепочку — за исключением последней реакции, в результате которой и должен получаться витамин С. Но для нее нужен фермент L-гулонолактоноксидаза (GULO). Этого фермента у нас и не хватает. Точнее, у человека даже есть ген GULO, который кодирует его, но он неактивен из-за нескольких мутаций и, по сути, является пседовгеном.
По оценкам ученых, мутация, которая лишила приматов фермента GULO, произошла примерно 60 млн лет назад. У морской свинки и у некоторых других организмов утрата способности синтезировать аскорбиновую кислоту произошла другим путем.
Почему наши предки не вымерли, утратив столь ценную биохимическую реакцию, в принципе понятно: фрукты, которые составляют существенную часть рациона приматов, содержат достаточно количество данного нутриента. Но что ценного дала мутация, лишившая человечество автономности в вопросах выработки столь важного соединения?
Существует несколько теорий на этот счет.
- Согласно одной из них, в ходе той самой реакции получения аскорбиновой кислоты в качестве побочного эффекта синтезировался еще и пероксид водорода — крайне агрессивная АФК. Ценность получения одной молекулы витамина С в этом случае сильно уменьшалась.
- Согласно другой теории, отсутствие собственного витамина С позволило нам получить защиту от нехватки кислорода (гипоксии) в виде гипоксия-индуцированного фактора-1 альфа (HIF-1 альфа) — это соединение активирует ответ организма на дефицит кислорода, но только в отсутствие аскорбиновой кислоты. Особенно важна роль HIF-1 альфа в нейронах. То есть, с утратой способности синтезировать витамин С мы получили умение до определенной степени адаптироваться к изменению уровня кислорода в тканях — а это очень важный фактор для выживания нас как вида.
- Наконец, есть третья гипотеза, которая предполагает, что мутация гена, кодирующего фермент GULO, открывает для нас новые возможности в управлении генами, а точнее — в эпигенетическом контроле экспрессии генов. Если вкратце, это тоже повышает наши адаптационные способности и дает эволюционные преимущества. Эта теория пока не доказана.
- История с витамином С наглядно демонстрирует логику эволюционного процесса. Наши предки, перейдя на фруктовую диету, утратили весьма полезный ген, приобретя взамен ряд не менее ценных для выживания вида способностей.
- А нам остается слегка завидовать котикам и прочим С-синтезирующим животным и строго соблюдать правила здорового питания, согласно которым в нашем меню, как и в рационе наших предков, должны обязательно присутствовать продукты, содержащие витамин С. В перечень фруктов и овощей, лидирующих по его содержанию входят: свежий шиповник, болгарский красный и зеленый сладкий перец, петрушка и укроп, черная смородина, брюссельская капуста, облепиха и др.
