1. 소개

일반적으로 비타민 C로 알려진 아스코르빈산은 인체의 적절한 기능에 필요한 기본적이고 가장 잘 알려진 화합물 중 하나입니다. 이는 1928년 헝가리 생화학자 Albert Szent-Györgyi에 의해 처음으로 기술되고 분리되었으며, 그는 1937년 노벨상을 수상했습니다. '아스코르브산'이라는 이름은 괴혈병(scorbutus)을 의미합니다. 이 화합물의 결핍은 초기에 발생했기 때문입니다. 이 질병의 발병과만 연관되어 있습니다 [ 1 ].

아스코르브산은 불포화 폴리히드록시 알코올 그룹에 속하는 유기 화합물입니다. 수용성 케토락톤으로 중심이 5원 탄소고리(그림 1). 아스코르빈산은 C2 및 C3 탄소에 이중 결합이 존재하고 C2, C3, C5 및 C6 위치에 4개의 수산기가 존재하기 때문에 강력한 환원 특성을 가지고 있습니다. 더욱이, 수산기와 카르보닐기의 근접성으로 인해 아스코르브산은 이상적인 수소 또는 전자 공여체이며, 이는 살아있는 유기체에서 많은 효소 반응의 보조 인자가 됩니다[ 2 ].

 

그림 1

아스코르빈산의 화학 구조. 표시된 탄소 원자는 항산화 특성에 중요합니다. 위치 2, 3, 5 및 6에 수산기가 있는 탄소 원자; 위치 2와 3의 탄소 원자 사이의 이중 결합.

2. 생체이용률 및 주요 기능

대부분의 포유동물에서 아스코르브산은 다단계 경로를 통해 포도당으로부터 생산될 수 있습니다. 그러나 인간에서는 L-굴로노락톤 산화효소가 부족하여 합성이 불가능합니다. 그러므로 아스코르브산은 식단을 통해 공급되어야 합니다[ 3 ]. 아스코르브산 섭취에 대한 일일 요구량은 여성과 남성에 따라 다르며 각각 75mg과 90mg으로 추정됩니다[ 4 ]. 일반적인 의견은 감귤류를 아스코르브산의 주요하고 가장 풍부한 공급원으로 간주합니다. 그러나 분석 연구에 따르면 육류뿐만 아니라 다양한 과일과 채소가 인체에서 이 화합물을 추출할 수 있는 식품인 것으로 나타났습니다(1 번 테이블) [ 5 , 6 , 7 ].

생리적 조건 하에서 아스코르브산은 이온화되어 아스코르베이트 음이온이 되며, 이는 영양분으로 소화관에 들어간 후 주로 장세포에 의해 장의 내강에서 흡수되어 혈액과 함께 몸 전체를 순환하므로 섭취할 수 있습니다. 모든 셀 [ 12 ]만큼 위로 올라갑니다. 아스코르베이트를 체내에 도입하는 또 다른 방법은 경피 적용을 통해서입니다[ 13 ]. 더욱이, 이는 신세뇨관 상피 세포에 의해 신장에 의해 여과된 혈액으로 재흡수될 수 있습니다[ 14 ]. 혈액 내 아스코르베이트의 생리학적 농도는 10~100μM입니다[ 4 ]. 아스코르베이트는 물에 용해되기 때문에 지질 원형질막을 통한 전달이 방해받습니다. 아스코르베이트의 단순 확산은 막을 통과하는 수송에서 작은 역할만 수행하므로 특정 수송 시스템의 도움을 받습니다. 아스코르베이트 수송의 가장 잘 알려진 메커니즘은 다음과 같습니다: (I) 막횡단 채널을 통한 확산; (II) 분비 소포의 세포외유출을 통한 확산 촉진; (III) 포도당에 민감한 수송체에 의한 전달; (IV) 나트륨 의존성 수송체 SVCT1/2를 통한 2차 능동 수송 [ 15 , 16 ]. 따라서 다양한 식단을 섭취한다면 필요한 모든 세포 과정에서 아스코르베이트의 생물학적 이용 가능성이 높습니다.

아스코르브산의 제시된 구조(그림 1)은 광범위한 생물학적 활동의 이유입니다. 현재 아스코르베이트는 혈관 강화 및 밀봉, 백혈구에 의한 미생물 흡수 조절, 콜레스테롤 수치 저하 등 수많은 과정을 담당하기 때문에 인체의 적절한 기능에 필요한 것으로 알려져 있습니다. 상처 치유 촉진 [ 17 , 18 ]. 화합물의 다른 중요한 기능으로는 콜라겐 생성 조절, 피부 노화 과정 지연, 혈압 강하 등이 있습니다. [ 19 , 20 ] 앞서 언급한 과정에서 아스코르베이트가 참여하는 것은 부분적으로 항산화 및 항염증 특성에 기초합니다. 아스코르베이트 결핍은 전반적인 허약, 피로, 근육 및 관절 통증, 식욕 부진, 면역력 저하, 멍이 드는 경향, 잇몸 붓기 및 출혈과 같은 수많은 장애와 관련이 있습니다. 더욱이, 만성 아스코르베이트 결핍은 종양성 변화와 죽상동맥경화증의 발병에도 기여할 수 있습니다[ 21 , 22 ]. 반면에, 이 화합물을 과도하게 보충하는 것도 바람직하지 않을 수 있습니다. 아스코르빈산을 과량투여하면 복통, 메스꺼움, 구토, 설사, 피부발진 등의 위장장애를 일으킨다는 보고가 있다[ 23 ]. 더욱이, 매우 높은 용량의 아스코르브산(>800mg)도 소변의 산성화에 기여하여 결과적으로 신장 결석 형성에 기여할 수 있습니다[ 24 ]. 그러나 아스코르브산은 수용성이므로 땀과 소변으로 쉽게 배설됩니다. 따라서 이 광범위한 스펙트럼의 화합물을 과다 복용하는 것은 쉽지 않습니다.

3. 항산화 특성

3.1. 자유 라디칼 생성 억제

아스코르빈산은 인체에서 기능하는 기본적인 저분자 항산화제 중 하나입니다. 이는 활성산소종(ROS) 수준의 조절과 기타 항산화제의 효과에 참여합니다. 아스코르빈산은 형성 단계부터 ROS 수준을 조절합니다. ROS의 주요 공급원은 미토콘드리아 호흡 사슬과 NADPH 산화효소(NOX) 또는 잔틴 산화효소(XO)와 같은 특정 효소입니다[ 25 ]. 아스코르브산(100μM)은 위의 두 시스템을 모두 변형시키는 것으로 나타났습니다(그림 2). XO는 하이포잔틴을 크산틴으로, 그 다음 요산으로 산화시켜 ROS를 생성하는 효소입니다. 이 두 반응은 모두 유기체의 기능에 필요하지만 그 결과는 과산화수소와 과산화물 라디칼 음이온의 생성입니다 [ 26 ]. XO는 아스코르베이트를 직접 산화시킬 수도 있는 것으로 알려져 있습니다[ 27 ]. 그러나 아스코르베이트 보충은 XO 과잉 활동으로부터 유기체를 크게 보호합니다 [ 28 ]. 더욱이 최신 연구에서는 아스코르베이트의 지속적인 보충 가능성으로 인해 혈장 내 XO 활성이 억제되어 통풍 치료 개선에 크게 기여한다는 사실이 밝혀졌습니다[ 29 , 30 , 31 , 32 ]. 반면, 아스코르베이트는 피부 세포(섬유아세포 및 각질세포)에서 발견되는 것처럼 생리학적 조건 하에서 XO의 활성에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 UV 방사선이나 과산화수소 등으로 인한 스트레스를 받는 세포에서 아스코르브산염(100μM) 처리는 XO 과다활성화를 억제했습니다[ 33 , 34 ]. 더욱이, 아스코르베이트에 의해 유발된 XO 활성의 감소는 자극된 호중구(아스코르베이트 6μM)에서도 재관류 손상을 예방하거나 감소시키는 데 유용할 수 있으며[ 35 ] 고요산혈증 신장병증(아스코르베이트 10mg/kg/일)의 진행을 지연시키는 데 유용할 수 있습니다. 32 ].

 

그림 2

아스코르빈산의 항산화 작용 경로.

NOX는 XO와 유사하게 신호 분자로서 과산화물 라디칼 음이온 또는 과산화수소를 생성하는 세포막 통과에 널리 퍼져 있는 효소 그룹으로, 그 수준을 조절하면 세포가 적절하게 기능할 수 있습니다[ 36 ]. 그러나 NOX 과다활동은 필연적으로 산화 스트레스를 유발하는데, 이는 아스코르베이트에 의해 예방될 수 있습니다 [ 37 ]. 피부 세포의 XO의 경우에서 설명한 것처럼 NOX 활성은 건강한 세포의 아스코르베이트(100μM)에도 영향을 받지 않습니다. 과산화수소나 UVB 조사와 같은 강력한 스트레스 유발 물질만이 아스코르베이트가 효소를 억제하기 시작할 만큼 강력하게 NOX를 활성화합니다[ 33 , 34 ]. 다른 데이터는 아스코르브산이 미세혈관 내피 세포에서 NOX를 억제할 수 있다는 사실로 인해 비타민이 패혈증 발병을 감소시킬 수 있음을 보여줍니다[ 38 , 39 ]. 그러나 아스코르베이트(100μM)는 또한 배아줄기세포에서 NOX의 활성화 특성을 보여주며, 여기서 NOX에 의해 유도된 ROS 수준의 강화로 인해 심근형성이 증가 합니다 .

미토콘드리아는 또한 아스코르베이트 항산화 작용에 중요한 기능을 합니다. 한편으로는 복합체 II와 III의 활성으로 인해 미토콘드리아는 산화된 형태에서 아스코르베이트를 재생하여 미토콘드리아 기질과 세포질 모두에서 산화환원 상태를 유지합니다[ 41 ]. 반면, 아스코르브산염(5mM)은 미토콘드리아 전자 전달 사슬을 밀봉하는 데 도움이 되며[ 42 ] 특히 전자 전달 사슬이 결핍된 세포에서 초산화물 라디칼 음이온 생성을 감소시킵니다[ 43 ]. 그러나 기술된 효과는 아스코르베이트가 미토콘드리아 과정에 미치는 영향이 세포사멸에 의한 손상된 세포의 제거를 감소시켜 발암을 촉진하지 않는지에 대한 우려를 불러일으킵니다[ 44 ].

3.2. 아스코르브산에 의한 ROS 소거

모든 살아있는 유기체는 생리적 활동에 참여하는 활성 산소 및 질소 종(ROS/RNS)을 지속적으로 생성합니다. 그러나 세포/생체액의 산화 촉진 시스템의 기능 장애로 인해 병리학적 상태에서 그 수준이 크게 증가합니다. 두 경우 모두 ROS는 효과적인 천연 항산화 시스템에 의해 균형을 이루어야 합니다. 이러한 균형이 무너지면 산화 스트레스가 발생하고 결과적으로 ROS가 핵산, 단백질, 지질 및 소분자와 같은 유기체의 내인성 구성 요소와 상호 작용하여 세포와 세포에 돌이킬 수 없는 산화 손상을 일으킬 가능성이 있습니다. 구성 요소. 살아있는 세포의 항산화 시스템에는 세 가지 방어선이 있습니다. (I) 자유 라디칼 제거; (II) 항산화 효소의 생합성 및 활성화; (III) 산화적 손상의 복구. 아스코르베이트는 이 모든 단계에 관여하는 분자인 것으로 나타났습니다.그림 2). 자유 라디칼 제거제로서의 항산화 특성은 안정화된 라디칼을 형성하는 능력과 관련이 있습니다(그림 3). 이는 아스코르베이트가 하이드록실 라디칼 또는 슈퍼옥사이드 라디칼 음이온을 포함하여 더 반응성이 높은 분자와 반응할 수 있게 하며, 이는 적절한 세포 기능에 중요한 생체 분자와의 상호 작용을 방지합니다 [ 45 ]. 반면에, 아스코르베이트의 강력한 항산화 특성은 Fe ^{3 +} 의 Fe ^{2 +} 로의 전환을 유도할 수 있습니다 . 그러나 아스코르베이트-Fe ^{2 +} 킬레이트는 Fenton 반응을 통해 ROS 생성을 촉매할 수 있습니다 [ 45 ]. 따라서 아스코르베이트는 항산화제입니다. 그러나 그 변환 생성물은 산소가 있을 때 산화촉진 특성을 나타냅니다[ 46 , 47 ]. 추가적으로, 아스코르베이트의 산화는 아스코르베이트 라디칼(Asc ^·- ) 의 형성 과 H ₂ O ₂ 의 높은 플럭스를 초래 합니다 [ 48 ]. 따라서 가설을 세울 때 매우 주의해야 하며 실험에서 얻은 결과가 아스코르베이트에서 직접 나온 것인지 아니면 세포 보충 중에 생성된 활성 산소종에서 나온 것인지 주의를 기울여야 합니다.

 

그림 3

산화 조건 하에서 아스코르브산 반응 계획.

3.3. 아스코르브산과 세포 항산화 시스템의 상호작용

산화 스트레스를 예방하거나 세포 구획에 대한 파괴적인 효과를 줄이기 위해 아스코르베이트는 자유 라디칼의 생성을 억제하거나 직접적으로 그 양을 줄일 뿐만 아니라 저분자량 항산화제 수준에서 세포 항산화 시스템을 크게 자극합니다. 항산화 효소에 작용(그림 2).

ROS의 통제되지 않은 과잉 생산에 대한 자연 세포 보호의 첫 번째 라인은 글루타티온(GSH), 티오레독신(Trx), 코엔자임 Q, α-토코페롤 및 레티놀과 같은 저분자량 항산화제에 의해 생성됩니다. 아스코르빈산도 이 그룹에 속하지만 항산화 효과는 ROS 제거 및 앞서 언급한 다른 분자와의 상호 작용으로 제한됩니다. 산화-환원 반응 주기의 중심에 있는 작은 분자에는 토코페롤과 GSH/Trx도 포함됩니다(그림 4). 이들 화합물 중 일부(GSH/Trx)는 지질에 용해되지 않기 때문에 세포질에서만 작용할 수 있으며 ROS로부터 세포막을 보호할 수 없습니다. 또한, 아스코르베이트는 친수성 분자입니다. 그러나 지질/물 경계면을 통해 토코페롤 및 그 유도체와 반응할 수 있습니다. 산화 조건에서 토코페롤은 세포막 구성 요소를 공격하는 자유 라디칼을 중화시키고 그 자체가 산화된 형태(토코페록실 라디칼)가 됩니다. 세포질의 아스코르베이트는 지질 분획에서 환원된 형태의 토코페롤을 복원하여 세포막을 더욱 보호할 수 있습니다. 이 반응은 아스코르베이트가 아스코르빌 라디칼로 산화되게 하며, 이는 GSH 또는 Trx의 티올 그룹에 의해 세포질에서 환원됩니다[ 49 , 50 , 51 ]. 또한, 아스코르브산에 의해 환원된 토코페롤은 친유성 레티놀과 상호작용하여 감소된 풀을 제어할 수 있으며[ 52 , 53 ], 이는 막의 연속성을 유지할 수 있게 합니다. 토코 페록실 라디칼과 상호 작용하여 항산화 형태를 재생하는 또 다른 친유성 화합물, 즉 조효소 Q도 이러한 주기에 참여할 수 있습니다 . 더욱이, 중요한 데이터는 코엔자임 Q의 항산화 특성이 아스코르브산의 특성을 동반할 뿐만 아니라 보완한다는 것을 시사합니다[ 55 , 56 , 57 , 58 ]. 그러나 아직까지 그들의 관계를 정확하게 설명하는 것은 불가능했습니다.

 

그림 4

아스코르브산과 글루타티온(GSH), 티오레독신(Trx), 조효소 Q, α-토코페롤 및 레티놀과의 상호작용 계획 [ 49 , 50 , 51 , 53 ].

설명된 저분자량 항산화제의 환원/산화 주기는 이러한 반응에 관여하는 효소의 활성에 대한 아스코르베이트의 효과에 의해 수정될 수도 있습니다. 지금까지 수많은 실험을 통해 아스코르브산이 GSH 기반 효소 작용에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 화학적 요인이나 질병 발병에 의해 유발된 GSH 기반 시스템의 교란을 예방할 수 있음이 나타났습니다[ 59 , 60 ]. 그러나 이 화합물의 작용에는 두 가지 패턴이 있습니다. (I) 아스코르브산은 이 분자와 관련된 효소(글루타티온 퍼옥시다제, GSH-Px; 글루타티온 환원효소, GSSG-R)의 활성에 영향을 주거나 심지어 감소시키지 않고 GSH 수준을 크게 증가시킵니다. ) 및 (II) 아스코르브산의 작용은 주로 GSH-Px 및 GSSG-R 활성 유도에 기초합니다. 아스코르브산의 간 보호 및 위장 보호 효과는 주로 GSH-Px 및 GSSG-R의 활성화에 기초하는 것으로 밝혀졌지만[ 61 , 62 ], UV 조사 피부 세포의 경우 아스코르브산은 GSH-Px 및 GSSG-R을 유도합니다. GSH 수준의 동시 증가와 함께 GSSG-R 하향 조절 [ 33 , 34 ]. 반면에, 아스코르베이트(14-47mM)의 항산화 효과는 GSH 기반 시스템을 대체할 만큼 강력하며, 이는 GSH-Px 활성 및 소 정액의 GSH 수준 감소로 관찰됩니다[ 63 ].

세포 내 산화환원 균형 유지의 또 다른 중요한 요소는 Trx 환원효소(TrxR) 활성입니다. 지금까지 산화된 형태의 아스코르베이트가 TrxR을 활성화하여 환원된 형태의 아스코르베이트를 회복시키는 것으로 널리 알려져 있습니다[ 18 ]. 또한, 아스코르베이트에 의한 TrxR 활성 유도에는 GSH 기반 항산화 시스템의 자극이 동반되는 것으로 나타났습니다[ 64 ]. 피부 세포에서 아스코르브산(100μM)은 생리학적 조건에서 Trx 수준과 TrxR 활성을 모두 향상시킬 수 있습니다. 또한 UV로 인해 이러한 매개변수가 낮아지는 것을 방지할 수도 있습니다[ 33 ]. 더욱이, 아스코르브산은 또한 티오레독신 상호작용 단백질(TXNIP)의 자극을 통해 인플라마솜 기능에 영향을 미쳐 인간 대식세포에서 ROS 생성과 염증 유발 단백질(인터루킨 1β, 18 및 카스파제-1)의 발현을 감소시킵니다[ 65 ]. 반면, TrxR 활동에 대한 아스코르브산의 효과는 TrxR 과잉 활동에 초점을 맞춘 암 치료법에서 유망한 도구가 될 수 있습니다 [ 66 ].

아스코르브산은 또한 다른 항산화 효소의 활성에 영향을 주어 항산화 시스템을 자극합니다. 이러한 효소의 예로는 슈퍼옥사이드 라디칼 음이온을 세포 독성이 덜한 과산화수소로 전환시키는 역할을 하는 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(Cu, Zn-SOD; SOD)가 있습니다. 생리학적 조건 하에서 세포의 SOD 활성에 대한 아스코르빈산의 효과에 관한 결정적인 데이터는 없습니다. 그러나 일련의 데이터는 산화 스트레스 하에서 SOD 활동에 대한 이 비타민의 필수 기능을 지적합니다. 모든 경우에 산화 스트레스가 중금속, 자외선, 뇌 손상 또는 우울증으로 인해 발생했는지 여부에 관계없이 아스코르브산염(0.1~1mM, 60~200mg/kg/일) 보충은 SOD의 활성을 크게 증가시켰습니다. 시험관 내 배양 세포 및 동물 혈장 [ 33 , 34 , 59 , 67 , 68 , 69 ]. 결과적으로 이는 과산화물 라디칼 음이온의 수준을 낮출 뿐만 아니라 말론디알데히드(MDA)를 포함한 지질 과산화 생성물의 수준 감소로 관찰되는 산화로부터 지질을 보호합니다 [ 33 , 34 , 68 ] . 반면, SOD가 고갈된 세포의 아스코르브산(10-50μM)은 또한 슈퍼옥사이드 라디칼 음이온 수준을 감소시켜 산화 스트레스를 예방합니다[ 70 , 71 ]. 그러나 다른 연구에서는 경구 아스코르빈산 보충(0.2~1g/일)이 인간 혈장의 슈퍼옥사이드 디스뮤타제 활성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다[ 72 ].

SOD 촉매 반응의 결과로 세포 내에서 생성된 과산화수소는 또 다른 항산화 효소인 카탈라아제(CAT)에 의해 산소와 물로 분해됩니다. 아스코르베이트는 세포 유형에 따라 다양한 방식으로 이 효소의 활성에 영향을 미칩니다. 식물 세포의 경우 세포의 높은 항산화 잠재력을 가리키는 신호를 구성하는 고농도의 아스코르브산은 카탈라아제 활성을 감소시키고 과산화수소 수준을 증가시켜 [ 73 ] 분자가 신호를 수행할 수 있도록 합니다. 기능. CAT 활성의 경우 아스코르베이트의 유사한 효과는 빠르게 증식하는 포유동물 세포, 특히 암세포(예: 위암 세포, 교모세포종 및 암종 세포)에서도 관찰됩니다[ 74 , 75 ]. 그러나 각질세포와 같은 비종양세포의 경우 아스코르브산(100μM)은 CAT 활성을 크게 향상시켜 이들 세포의 항산화 잠재력을 증가시키는데, 이는 피부의 각질세포가 주변 위치에 있기 때문에 중요합니다 . ]. 동일한 실험에서, UV로 유발된 산화 스트레스에 따라 아스코르베이트는 다양한 방식으로 다양한 피부 세포의 카탈라아제 활성에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. UV 조사 케라티노사이트에서 아스코르브산은 CAT 활성을 자극하고 UV 유도 과산화수소 과발현으로부터 세포를 보호하는 반면, UV 조사 피부 섬유아세포에서는 이 효과가 관찰되지 않습니다[ 33 ].

4. 아스코르브산 및 산화적 변형

5. 항염증 특성

아스코르브산은 다양한 항염증 특성을 지닌 분자로 널리 알려져 있습니다.표 2). 따라서 이를 섭취하면 혈장 내 염증의 안정적인 하류 지표를 구성하는 낮은 수준의 C 반응성 단백질(CRP)이 제공되는 것으로 여겨집니다. 그러나 얻은 결과를 분석한 결과 비타민의 활성이 명백하지 않은 것으로 나타났습니다[ 125 ]. 한 데이터 세트에 따르면 인간 혈장의 CRP 수준은 아스코르베이트 보충으로 인해 크게 감소합니다(4배 증가를 유발함). 혈장 내 아스코르베이트 농도) [ 126 ], 다른 사람들에 따르면 비타민은 CRP에 영향을 미치지 않습니다 [ 127 ]. 또한, 아스코르베이트는 α-토코페롤, β-카로틴 또는 25와 같은 다른 보호 화합물과 혼합하여 사용되기 때문에 혈장 항염증성/전염증성 사이토카인에 대한 아스코르베이트의 효과에 대한 명확한 데이터가 없습니다. - 인터루킨 6(IL-6) 또는 인터페론-γ(IFN-γ)와 같은 염증 유발 분자를 크게 하향 조절하고, 다른 정도로 항염증성 인터루킨 4(IL-) 수준에 영향을 미치는 하이드록시비타민 D 4) 인간 혈장에서 [ 128 , 129 ]. 반면, 아스코르베이트(경구 용량당 3g)는 심폐 우회술이 시작되는 동안과 같이 높은 산화 스트레스 하에서 인간 혈장의 IL-6 및 IL-8 수준에 대한 조절 효과가 없습니다[ 130 ].

위의 내용에도 불구하고, 아스코르베이트는 세포의 염증 신호 전달에 더욱 특이한 효과를 가지며, 여기서 염증 유발 매개체의 발현을 명백히 낮추어 염증 반응을 감소시킵니다. 아스코르빈산에 의해 영향을 받는 주요 알려진 염증 유발 신호 전달 경로 중 하나는 NFκB/TNFα 경로입니다[ 131 ]. 생리학적 조건에서 NFκB(활성화된 B 세포의 핵 인자 카파-경쇄 강화제)는 IκK(핵 인자 카파-B 억제제)와 복합체를 생성하여 비활성화를 유발합니다. IKK(핵 인자 카파-B 키나제의 억제제)에 의한 IκK의 인산화만이 활성 NFκB 하위 단위의 해리를 유발합니다. 그 결과, 인터루킨과 TNF-α(종양 괴사 인자 α)를 포함한 전염증성 사이토카인이 전사됩니다[ 132 ]. 지금까지 NFκB/TNFα 경로에 대한 아스코르베이트의 효과는 ROS 생성 감소를 포함하여 항산화 특성과 강하게 연결되어 있으며[ 133 ] 외부 환경의 유해한 영향에 노출된 세포에서 NFκB 수준이 낮아집니다[ 33 , 134 ]. 더욱이, 아스코르베이트(20 mM)는 IκK 인산화에 관여하는 키나제의 활성화를 통해 NFκB 의존 유전자 전사를 감소시키고[ 135 , 136 ] NFκB의 DNA 결합 활성을 억제합니다[ 137 ]. 결과적으로 세포 내 염증 유발 인자의 수준이 낮아집니다. 아스코르베이트(500mg/일)는 뇌 조직의 IL-6 및 TNF-α 수준을 크게 감소시키고[ 138 ] 수축하는 골격근에서 IL-6 단백질 방출을 억제하는 것으로 설명되었습니다 [ 139 ]. 더욱이, 아스코르빈산은 마우스 비장세포에서 전염증성 인자(IL-6, IL-12 및 TNF-α)의 발현을 크게 하향 조절하고 항염증성 사이토카인(IL-4 및 IL-10)을 상향 조절합니다[ 140 ]. 또한 아스코르브산(2.3mM)은 돼지 말초혈액에서 단핵세포의 증식을 감소시켜 IL-2 및 IL-6 생성을 감소시킨다[ 141 , 142 ]. 반면, 아스코르베이트는 쥐의 자궁내막 조직에서 관찰된 것처럼 높은 산화 스트레스 하에서 TNF-α를 감소시키지도 않고 IL-10 수준을 상향 조절하지도 않습니다[ 143 ].

NFκB 활성에 대한 아스코르베이트의 효과는 NFκB/TNFα와 Nrf2/Keap1 경로 사이의 상호작용에 대한 영향과도 연결될 수 있습니다. Nrf2에 의해 유도된 헴 옥시게나제 1의 발현은 NFκB에 의해 작동되는 전염증성 신호 전달을 억제하는 반면 , Nrf2 해리 후 유리 Keap1은 NFκB의 양성 조절자인 IKK와 함께 부가물 생성을 통해 이 효과를 추가로 증폭시킬 수 있습니다. 145 ]. 따라서, 아스코르베이트에 의한 Nrf2의 활성화는 NFκB의 활성 감소에 크게 기여합니다. 따라서 위의 모든 결과로 인해 아스코르베이트는 염증 유발 경로의 활성화 및 작용의 다양한 수준에서 예방 효과가 있습니다 [ 146 ].

6. 아스코르브산과 세포사멸

산화 스트레스로 이어지는 통제되지 않은 ROS 생성은 세포사멸을 유발하는 고유 요인으로 설명되었습니다[ 147 ]. 따라서 다수의 항산화제는 다양한 단계에서 세포사멸을 예방하는 능력을 가지고 있습니다[ 148 ]. 이와 관련하여 Ascorbate도 중요하지 않습니다. 그 일차적 인 중요성은 미토콘드리아 슈퍼옥사이드 음이온의 직접적인 소거를 통한 약물 유발 세포사멸의 억제입니다 . 동시에, 아스코르베이트(100μM)는 DNA 손상 수준을 크게 감소시켜 세포사멸 촉진 신호 전달을 방지합니다[ 150 ]. 이 활성도가 높은 비타민은 또한 시토크롬 c, Bcl-2, 카스파제 3, 8, 9를 포함한 세포사멸 촉진 인자의 수준에도 영향을 미치며, 이는 특히 UV 조사 피부 세포의 경우에 확립되었습니다 [ 33 ]. 중크롬산칼륨으로 인한 손상이 있는 쥐의 뇌에서와 마찬가지로 [ 151 ].

신진대사 장애가 있는 세포의 경우, 신생물 세포에서 관찰되는 것처럼 아스코르베이트의 작용은 완전히 다릅니다. 흑색 종 이나 급성 골수성 백혈병 세포에서 아스코르브산( 0.25-1mM )은 Bcl-2 과발현과 카스파제 3 및 9 활성화를 통해 세포 사멸을 유도하는 것으로 밝혀졌습니다 . 또한 인간 대장암 세포[ 154 ], 유방암 세포[ 155 , 156 ], 자궁경부암 세포[ 157 ] 또는 대장암과 같은 암세포에서 아스코르베이트 유발(1-15mM) 세포사멸에 대한 많은 데이터가 있습니다. 세포 [ 158 ]. 그러나 그 작용의 메커니즘과 선택적인 성격은 아직 알려지지 않았으며 아스코르베이트의 산화촉진 활성과 관련이 있을 수 있습니다[ 159 ]. 반면, 많은 연구에서는 약리학적 용량(10mM)에서 아스코르베이트가 항암 효과를 나타내며 산화 스트레스와 DNA 탈메틸화 유도를 통해 암 치료에 사용할 가능성이 있을 수 있음을 시사합니다[ 160 , 161 ].

7. 다른 항산화제와 아스코르브산의 협력

아스코르베이트 자체가 강력한 항산화 특성과 항염증 능력을 갖고 있음에도 불구하고, 다른 외인성 분자와 상호 작용하여 시너지적인 보호 효과를 유도할 수 있습니다.그림 2). 아스코르베이트가 상호 작용하는 화합물에는 세프트리악손, 갈산 또는 크산톤과 같은 항생제와 같이 다양한 질병의 약물 치료에 사용되는 물질이 포함됩니다 [ 162 , 163 , 164 ]. 그러나 아스코르베이트와 효과적으로 협력하는 가장 잘 연구된 화합물 그룹에는 천연 폴리페놀, 특히 커큐민, 에피갈로카테킨-3-갈레이트, 페놀산 및 녹차 폴리페놀(GTP)이 포함됩니다. [ 164 , 165 , 166 , 167 , 168 , 169 ]. 또한 경구용 해열제, 감기약 등에 많이 사용되는 아스코르베이트와 폴리페놀, 즉 루틴의 가장 잘 알려진 조합의 경우 상호 환원된 형태를 회복시켜 입자의 항산화 효과를 강화시키는 시너지 효과가 있다. . UV 조사 피부 세포에 대한 시험관 내 실험에서 광범위하게 설명된 바와 같이, 아스코르베이트(100μM)와 루틴(25μM)은 가능한 모든 활동 단계에서 서로의 세포 보호 특성을 지원합니다[ 33 , 84 , 170 , 171 , 172 ]. 앞서 언급했듯이 아스코르베이트는 세포막을 침투하기 위해 많은 경로를 사용하는 반면, 루틴의 생체 이용률은 제한적입니다. 따라서 아스코르브산은 예를 들어 bilitranslocase의 활성화를 통해 루틴에 의한 세포 침투를 촉진합니다 [ 33 ]. 결과적으로, 아스코르베이트에 의해 유발된 루틴의 강화된 수준은 자유 라디칼 제거 및 세포 항산화 시스템 활성화 모두에서 이러한 항산화제의 효과적인 작용으로 이어집니다 [ 33 , 173 ]. 이러한 항산화 효과를 강화하기 위해 아스코르베이트와 루틴은 Keap1과 함께 부가물을 직접 생성하는 것을 포함하여 Nrf2의 효과적인 활성화에도 협력합니다[ 33 , 84 ]. 더욱이, 동시에 아스코르베이트는 반응성이 높은 지질 과산화 생성물과의 단백질 복합체 형성에 대한 루틴의 보호 특성을 지원하여 [ 84 ], 따라서 복잡한 단백질체 연구 연구의 노력으로 인해 설명된 염증 유발 신호 전달에 크게 서식합니다. [ 170 ]. 결과적으로, 루틴과 협력하여 아스코르베이트는 전 염증성 인자인 NFκB 및 TNFα의 수준을 낮춥니다 [ 172 , 173 ]. 이는 피부 세포의 기능뿐만 아니라 생존력 및 전체 피부 상태의 UV 유발 변화에 대해 보다 성공적인 보호를 제공합니다 [ 84 , 170 , 172 ].

8. 결론

제시된 리뷰에서 볼 수 있듯이, 아스코르브산은 활성산소의 직접적인 제거와 염증 유발 경로의 침묵을 시작으로 활성 세포의 활성화를 통해 살아있는 세포 기능의 다양한 수준에서 항산화 및 항염증 특성을 나타냅니다. 세포내 항산화 시스템, 다른 외인성 항산화제의 작용을 지원합니다. 이와 관련하여 DNA, 단백질 및 지질은 산화로부터 보호되어 염증 반응과 심지어 세포 사멸을 유발합니다. 아스코르베이트는 강력한 항산화 특성을 갖고 있지만 자유 전이 금속이 있는 경우 산화 촉진 효과도 가질 수 있습니다. 더욱이, DNA 돌연변이와 세포 사멸을 예방하는 역할은 논란의 여지가 있으며, 특히 암세포와 관련하여 더욱 그렇습니다.