O ácido L-ascórbico é amplamente sintetizado na natureza. As plantas que contém clorofila, algumas algas verdes e animais como os anfíbios, aves, répteis e poucos mamíferos são capazes de produzir o seu próprio ácido ascórbico. A D-glucose é o principal precursor do AA usada pelos animais. A biosíntese ocorre no fígado e rins (órgãos armazenadores de glicogénio) através de um conjunto de reacções metabólicas (lactonização, oxidação, tautomerização) [5, 16]. O caminho do ácido D-glucorónico, nos animais, é um importante ciclo metabólico. As hexoses são transformadas por uma série de processos bioquímicos, via ácido D-glucorónico, a ácido L-ascórbico, L-xilulose,
entre outros. Nesta via ocorre ainda a inversão da cadeia de carbonos dos derivados da D- glicose [2, 3]. No caso dos animais o ácido L-gulónico é o precursor do ácido L-ascórbico. Esta via não ocorre nas plantas, daí que os precursores do L-AA sejam diferentes [2, 3, 6]. Os insectos, invertebrados, a maioria dos peixes e seres humanos são incapazes de sintetizar o ácido ascórbico. A última reacção enzimática para a biossíntese do ácido ascórbico nos microssomas hepáticos não ocorre nos primatas. Esta etapa corresponde à oxidação do L- gulono- -lactona a 2-ceto-L-gulono- -lactona pela enzima L-gulono-1,4-lactona oxidase (EC1.1. 3.8). O gene que codifica esta enzima nos humanos não é expresso, logo a enzima está ausente. Deste modo, os humanos não conseguem transformar a glicose do sangue em ácido ascórbico. Como o ácido ascórbico participa em inúmeras actividades fisiológicas, torna-se um componente essencial para a saúde humana [1-3, 16].
Figura 3 - Comparação da biossíntese do L-AA em diferentes organismos. Apenas os últimos dois passos da síntese nos animais e plantas são ilustrados. O precursor imediato do L-AA é o L- gulono-lactona (GUIL) e L-galactono- lactona (GaIL) nos animais e plantas, respectivamente. A conversão ocorre em sítios diferentes: retículo endoplasmático (ER) nos animais e mitocôndrias (Mit) no caso das plantas. GUA: ácido L-gulónico; GAL: L-galactose (adaptado da Fonte: [6]).
13 A síntese do ácido ascórbico nas plantas é mais complexa que nos animais. Esta ainda não está totalmente elucidada ao contrário dos animais que foi estabelecida nos anos 60 [3, 6]. O L-AA é sintetizado nas plantas a partir dos açúcares resultantes da fotossíntese, sendo a L- galactose o precursor desta molécula nas plantas [3, 8, 16]. Neste caso, não se verifica a inversão da cadeia de carbonos e o último passo da reacção é a conversão da L-galactono-1,4- lactona a ácido L-ascórbico pela acção da enzima L-galactono-1,4-lactona desidrogenase (EC 1.3.2.3) [6, 16].
2.3.2. Síntese Química do Ácido L-Ascórbico
A vitamina C disponível em suplementes vitamínicos pode ser directamente extraída de plantas ou sintetizada a partir da glicose, pelo processo clássico Reichstein-Grussner [1]. A síntese química do ácido L-ascórbico envolve várias etapas, nomeadamente hidrogenação da D-glucose originando D-sorbitol seguida da oxidação desta molécula a L-sorbose pela bactéria
Acetobacter suboxydans (fermentação). Posteriormente, um grupo carboxilo é introduzido na
molécula com a derivatização para L-sorbose-diacetona [1, 2]. A hidrólise desta molécula e subsequente aquecimento em meio ácido resulta no ácido L-ascórbico, que pode ser depois cristalizado [1, 2]. Uma abordagem biológica envolve o uso da enzima L-sorbosone desidrogenase, que converte diretamente poliálcoois, como L-sorbosone, a L-AA e ácido 2- ceto-L-gulónico [1]. Muitos dos derivados do ácido ascórbico têm sido preparados sinteticamente. No entanto apresentam pouca ou nenhuma actividade biológica. Por exemplo, o ácido 6-desoxi-L-ascórbico e o ácido 2-amino-2-desoxi-L-ascórbico, possuem respectivamente 30% e 0% da actividade do ácido ascórbico. Já o 2-fosfato-L-ascorbato tem actividade comparável à do ácido L-ascórbico e é aproximadamente 10 - 20 vezes mais estável em relação ao oxigénio [3, 5].
2.3.3. Biodisponibilidade do Ácido L-Ascórbico
A principal fonte do AA e DHAA na nutrição humana são os alimentos de origem vegetal, onde o AA é a forma predominante da vitamina C [8]. No plasma, a quase totalidade da vitamina C encontra-se ionizada, na forma do anião ascorbato (concentrações 50 - 100 uM). A biodisponibilidade do ascorbato no organismo depende da sua absorção no tracto gastrointestinal para o sangue. Cerca de 80-90% da vitamina C consumida é absorvida pelo intestino delgado, por transporte activo e passivo, sendo menor na boca e estômago [5]. A utilização do L-AA como antioxidante ou cofactor enzimático provoca a sua oxidação a DHAA.
14 A concentração do DHAA no plasma é baixa (5 - 7% da vitamina C total plasmática), mas pode ser aumentada em condições de stress oxidativo [15, 17]. O ácido ascórbico distribui-se amplamente em todos os tecidos do organismo. A vitamina C não é armazenada no organismo, mas alguns tecidos como a glândula supra-renal, hipófise e fígado são ricos em AA. Os músculos e tecido adiposo apresentam teores de AA menores [5]. A relação AA/DHAA tem sido utilizada como indicador do estado da oxidação celular [11]. As concentrações de ácido ascórbico no plasma e leucócitos são frequentemente usadas para avaliar os níveis de vitamina C presentes no organismo. Análises ao sangue que revelem níveis de ácido ascórbico e de leucócitos abaixo de 0,2 mg/dL e 2 mg/108 células no plasma, respectivamente, indicam um consumo deficiente de vitamina C [3, 4].
Em comparação com os níveis no plasma, os níveis de DHAA nos tecidos são muito mais elevados. O transporte do DHAA do sangue para as células ocorre por difusão passiva através dos transportadores da glicose. Este atravessa a membrana plasmática mais rapidamente que o L-AA, pois no último caso o transporte ocorre contra o gradiente de concentração (transporte activo). Uma vez no interior destas células, o DHAA é facilmente convertido a AA. Esta reacção ocorre em todos os tecidos por mecanismos enzimáticos ou não enzimáticos provocando a acumulação do L-AA nos tecidos. Esta acumulação é máxima quando as células necessitam de protecção adicional contra os oxidantes resultantes do seu metabolismo [15, 17]. A redução do DHAA a AA mantém os níveis de DHAA no citoplasma baixos, originando um gradiente favorável à absorção contínua da forma oxidada da vitamina C através da membrana celular [15]. Os sistemas de reciclagem são essenciais para a conservação dos níveis intracelulares do AA. Desta forma, a vitamina C mantém-se na forma reduzida e capaz de exercer as suas funções bioquímicas (Figura 4) [1, 4, 15].
Condições patológicas como a diabetes influenciam o transporte celular do ascorbato, pois os elevados níveis de açúcar competem com L-AA pelos mesmos transportadores. Consequentemente, a concentração intracelular desta molécula diminui, afectando todos os outros processos metabólicos [1, 15].
Os principais metabolitos do ácido ascórbico (catabolismo) nos humanos são o ácido desidroascórbico, DKG e ácido oxálico. A principal via de eliminação do AA e seus metabolitos é através da urina e fezes [5].
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