Аскорбиновая кислота (витамин C) представляет собой низкомолекулярное соединение с формулой C₆H₈O₆, относящееся к органическим кислотам с выраженными восстановительными свойствами. Молекула содержит две функциональные группы: лактонообразующую γ-лактонную структуру и вторичный спирт, что обеспечивает её высокую химическую активность. Аскорбиновая кислота способна участвовать в одноэлектронных и двухэлектронных окислительно-восстановительных реакциях, легко отдавая электроны и превращаясь в дегидроаскорбиновую кислоту.
Растворимость в воде достигается благодаря множеству гидроксильных групп, что обеспечивает быструю абсорбцию в кишечнике. При нагревании и действии кислорода происходит оксидативное разрушение, приводящее к потере витамина в продуктах питания и растворах. Металлы, такие как железо и медь, катализируют процессы окисления аскорбиновой кислоты, что важно учитывать при хранении и биологическом использовании.
1. Коферментные функции: Аскорбиновая кислота необходима для активности ряда ферментов, особенно гидроксилаз, участвующих в гидроксилировании пролина и лизина при синтезе коллагена. Это обеспечивает стабильность соединительной ткани, сосудов и костей.
2. Антиоксидантная активность: Как восстановитель, аскорбиновая кислота нейтрализует свободные радикалы, предотвращая оксидативное повреждение белков, липидов и нуклеиновых кислот. Этот механизм имеет ключевое значение для защиты клеточных мембран и ДНК.
3. Участие в метаболических процессах: Аскорбиновая кислота участвует в биосинтезе катехоламинов, карнитина и стероидных гормонов, влияя на энергетический обмен и регуляцию стресса.
4. Усиление усвоения железа: Восстановление Fe³⁺ до Fe²⁺ способствует лучшей абсорбции железа в кишечнике, предотвращая железодефицитные состояния.
Биотин (витамин H или B₇) представляет собой мономолекулярный водорастворимый витамин с формулой C₁₀H₁₆N₂O₃S, состоящий из тиофенового кольца и пентаново-амидной цепи. Биотин функционирует преимущественно как кофермент карбоксилаз, участвующих в карбоксилировании пирувата, ацетил-CoA и пропионил-CoA.
1. Участие в метаболизме углеводов, липидов и аминокислот:
2. Структурные особенности и связь с ферментами: Биотин связывается с ферментами через амидную группу, формируя ковалентно связанный биоцистиновый комплекс, что обеспечивает перенос карбоксильной группы на субстрат.
3. Влияние на физиологические процессы: Дефицит биотина проявляется нарушением метаболизма липидов и углеводов, дерматологическими и неврологическими симптомами, подчеркивая его значение для целостности клеточного метаболизма.
Аскорбиновая кислота нестабильна при высоких температурах, щелочной реакции и в присутствии металлов, тогда как биотин обладает высокой устойчивостью к термическому воздействию и кислотно-щелочному диапазону. В сочетании с другими витаминами водорастворимые компоненты проявляют синергизм: например, аскорбиновая кислота восстанавливает окисленные формы витамина E и усиливает антиоксидантную защиту.
Аскорбиновая кислота содержится в цитрусовых, ягодах, зелёных овощах, биотин — в яичных желтках, печени, орехах и семенах. Оба витамина быстро усваиваются кишечником и выводятся с мочой, что определяет необходимость регулярного потребления.
Сбалансированное наличие аскорбиновой кислоты и биотина в организме критично для поддержания метаболического гомеостаза, антиоксидантной защиты и синтеза биомолекул, что делает их центральными элементами водорастворимой витаминной группы.