1912 prägte der polnische Forscher Casimir Funk den Begriff "Vital - amines" oder "Vitamine". Lebensnotwendige (Vita), stickstoffhaltige (amin) Nahrungsbestandteile, deren Nichtzufuhr Mangelerscheinungen auslöst. Der Begriff hat heute einen wesentlich erweiterten Inhalt, da viele Vitamine keine Stickstoffe enthalten.

2. Chemisch- physikalische Eigenschaften

· Summenformel: C₆H₈O₆; C 40.91%, H 4.58%, O 54.51%

· Natriumsalz: C₆H₇O₆Na, Weisse bis leicht gelbstichige Kristalle (praktisch farblos), Abs. max bei 245 nm (bei pH=2)

· Molmasse : 176,12 g/mol; Natriumsalz 198,1 g/mol, d= 1.65 g/cm³

· Spezifische optische Drehwinkel von L-Ascorbinsäure (2 chirale Zentren *) in Wasser bei 20°C:

· Drehwinkel: Ascorbinsäure -22 bis -23 ° (c = 2 g/100ml in Wasser)

· Drehwinkel: Ascorbinsäure- Natriumsalz +103 bis+104° (c = 5g/100 ml in Wasser)

· Wasserlöslichkeit: 330 g/l, Natriumsalz 900 g/l

· Löslichkeit in Methanol oder absolutem Ethanol: 20 g/l, 95% Ethanol: 33 g/l

· Unlöslich in unpolaren Lösungsmitteln (Petrolether, Ether, Öle, Fette)

· Schmelzpunkt 190-192 °C (Zersetzung): E 300

· Natriumsalz tritt Zersetzung ohne genauen Schmelzpunkt bei ca. 220 °C ein (E 301; EU-Nummer für Lebensmittel-Zusatzstoffe, Konservierungsmittel, Ca-Salz: E 302)

· pKs1 = 4,17 (untere OH-Gruppe, C4); pKs2= 11,52 (obere OH- Gruppe am Ring, C3). Die Elektronendichteverteilung des Dianions des Moleküls zeigt deutlich, dass beim oberen Sauerstoffanion die Elektronendichte höher ist, als beim unteren. Somit ist die obere OH-Gruppe im Ring die saurere Gruppe.

· Schmeckt sauer, ist geruchlos, sauer (5 g/l: pH3)

· Redoxpotential bei pH=5: E°= +0.127 V,bei pH=3,3: E°= +0,2 V. Die Ascorbinsäure ist somit ein Reduktionsmittel, d.h. sie kann Elektronen liefern. Diese gibt sie aus dem höchsten besetzten Molekül-Orbital ab, dem HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital). Das Modell zeigt, dass diese Elektronen aus der Doppelbindung im 5-Ring kommen.

Vitamin C (E 300, EU-Nummer für Lebensmittel-Zusatzstoffe, Konservierungsmittel), hat den chemischen Namen L- Ascorbinsäure (siehe Abbildung). Dieser leitet sich davon ab, dass diese Substanz gegen Skorbut (Anti- Skorbut) wirkt.

Vitamin C gehört chemisch zur Klasse der Kohlenhydrate, gehört funktional zu den Säuren, Reduktionsmitteln und physiologisch zu den Vitaminen.

Pflanzen stellen Ascorbinsäure meist aus Galactose her. Der Mensch, Menschenaffen, Meerschweinchen, Flugfuchs, Fledermaus, Regenbogenforelle und gewisse Vögel und Insekten können Vitamin C selbst nicht aus der Glucose synthetisieren. Sie sind auf Zufuhr angewiesen. Man spricht hier von Defektmutanten.

3. Physiologische Wirkungsweise

Prophylaktische Anwendung

Vitamin C ist sowohl für die Bildung der interzellulären Substanz Collagen [1] der Stützgewebe (Bindegewebe, Knochen, Knorpel, Dentin) als auch für die Aufrechterhaltung der normalen Funktion dieser Gewebe unentbehrlich (Bildung von Hydroxyprolin aus Prolin). Es unterstützt demnach die Wund- und Frakturheilung. Es ist aber auch für die Dentinbildung sehr wichtig (Kariesprophylaxe).

Vitamin C besitzt ferner eine stimulierende Wirkung auf die Abwehrfunktion des Körpers (phagozytäre Aktivität der Leukozyten, Bildung von Antikörpern). Es regt möglicherweise die Ausschüttung von Interferon an (Protein, welches eine zweite Infektion unterdrückt). Bei der Prophylaxe und Therapie von Infektionskrankheiten hat sich Vitamin C als wirksam gezeigt.

Vitamin C spielt auch eine wesentliche Rolle bei der Übertragung von Eisenionen aus dem Plasmaprotein Transferrin in das Organprotein Ferritin, das der Speicherung von Eisen in Knochenmark, Milz und Leber dient (Komplexbildung). Dieser Transport des Eisens zwischen Plasma und Speicherorgan ist bei Vitamin C- Mangel gestört.

Die Aufnahme in der Nahrung von Fe²⁺ ist 200-400% besser, als die von Fe³⁺. Natürlich liegt wegen der Oxidation durch Luftsauerstoff meist Fe³⁺vor. Die Ausnutzung des Eisens aus der Nahrung hängt davon ab, ob es komplex an Häm, gebunden ist (Fleisch) oder als Salz vorkommt. Die Aufnahme des Eisens wird durch den Verzehr von Eiern und Gegenwart von Phytat (Phytinsäure= Hexaphosphorsäureester des Zuckers myo-Inosit, der in Nahrungsmitteln weit verbreitet ist) bedeutend verschlechtert und durch Gegenwart von Ascorbinsäure oder anderen Komplexbildnern verbessert. Sie verbessert die üblichen Resorptionsquoten z.B. Reis 1%, Spinat 1,5%, Mais 4%, Weizen 5%, Soja 7%, Fisch 14%, Kalbfleisch 24%. Dies ist ein Grund, weshalb Vegetarier auf eine genügende Eisenzufuhr besonders achten sollten.

Abbildung 1: Eisenresorption mit unterschiedlichen Getränken

Es wurde statistisch nachgewiesen, dass ein Eisenmangel die Lernfähigkeit von Jugendlichen vermindert ^[2]. Ein Beispiel, welchen Einfluss Getränke auf die Aufnahme von Eisen aus einer Standardmahlzeit haben können, ist in der Tabelle aufgeführt. Bei Tee sind es vor allem die Gerbsäureanaloga (Tannine), welche das Eisen binden.

Laut UNICEF sind schätzungsweise 3.7 Milliarden Menschen vom Eisenmangel betroffen. In Entwicklungsländern leiden wischen 40 % und 50 % der unter Fünfjährigen und über 50 % der schwangeren Frauen an Eisenmangel. Das Reiskorn enthält eine Substanz (Phytinsäure), welche die Aufnahme von Eisen im menschlichen Verdauungstrakt stark behindert [3].

Mit der Nahrung zugeführtes Ascorbat (freie Säure oder Salz) wird nach der Resorption als Albuminkomplex im Blut zu den verschiedenen Organen transportiert. Bei einigen Organen ist die Aufnahme aktiv durch Insulin stimuliert [4].

Vitamin C wird etwa wie folgt aufgenommen (11 mmol entsprechen etwa 2 mg)^[5]:

Abbildung 2: Vitamin C-Aufnahme in Funktion der zugeführten Menge

Diese Grafik macht deutlich, dass grössere Mengen Vitamin C nicht proportional ins Blut übergehen.

Nach Verabreichung von 1000 mg L-Ascorbinsäure wird die maximale Konzentration von 22 µg/ml im Plasma nach ca. 3 Stunden erreicht. Nach 24 Stunden beträgt die Plasmakonzentration noch 15 µg/ml. Somit lässt sich im Blut der folgende Konzentrationsverlauf erwarten, wenn man diese Fakten mit einem 1-Kompartiment-Modell (Bateman-Funktion) beschreibt [6]:

Abbildung 3: Verlauf der Vitamin C-Konzentration im Blut, bei Aufnahme von 1000 mg.

Grössere Dosen Vitamin C vermindern nach einer epidemiologischen Studie von 11'348 Personen auch das Risiko von Herz- Kreislauf- Erkrankungen. Vitamin C setzt zur Stressbewältigung notwendige Vitamine frei. Die höchsten beobachteten Dosen in dieser Studie waren 300 mg/Tag (1,7 mmol). Vitamin C schützt vor Herzinfarkt (finnische Studie mit 1500 Personen).

Vitamin C vermindert die Oxidation der DNA in den Spermien zum oxo8dG. Die Wirkung erreicht bei ca. 250 mg/Tag (1,42 mmol) pro Person ein Maximum. Diese Oxidation findet im Körper durch die überall im Metabolismus anwesenden Peroxide, Hydroxylradikale oder Sauerstoffradikale statt (speziell in den Augen und der Lungenfläche nachgewiesen). Radikale sind hochreaktive Stoffe mit einem ungepaarten Elektron. Sie sind äusserst reaktionsfreudig und chemisch sehr aggressiv. Besonders Raucher haben weniger Vitamin C, E und β-Carotin im Blutplasma als Nichtraucher. Dies ist ganz wesentlich auf oxidierende Substanzen im Rauch zurückzuführen, die zu "oxidativen Läsionen" bei der DNS führen. Ob die gefundene, verdoppelte höhere Gehirnkrebs- oder Leukämiehäufigkeit der Kinder von Rauchern darauf zurückzuführen ist, bleibt noch zu beweisen.

Der menschliche Organismus verfügt über wirksame Mechanismen, um Radikale abzufangen und zu neutralisieren. Eine erhöhte Konzentration von freien Sauerstoffradikalen, man spricht dann von "oxidativem Stress", kann bei Entzündungen (Rheuma, Polyarthritis, Tuberkulose und Schizophrenie?) oder zusätzlichen Belastungen aus der Umwelt auftreten (z.B. Autoabgase, Ozon, Rauchen, Alkoholmissbrauch etc.). 20 Zigaretten pro Tag reduzieren den Vitamin-C-Plasmaspiegel um 25%, bei über 20 Zigaretten täglich kann die Reduktion 40% erreichen - bei gleichzeitiger Verminderung des β-Carotin-Spiegels. Ganz allgemein können Radikale zu Gewebeschäden führen. Die aggressiven Verbindungen greifen Proteine, Lipide und zum Teil auch Teile der Erbsubstanz an und sind dadurch an der Entstehung von Krebs oder Arteriosklerose beteiligt. Die Vitamine A, C und E sowie Carotinoide (speziell β- Carotin) spielen als natürliche Radikalfänger und Antioxidantien eine wichtige Rolle. Dieselben Vitamine sind auch wichtig um eine Schädigung der Netzhautmitte durch zuviel energiereiches, violettes und blaues Licht zu vermindern.

Vitamin C ist somit ein "Gegenspieler" zum entwicklungsgeschichtlich aussergewöhnlichen, lebensnotwendigen und giftigen Sauerstoff. Die höheren Lebensformen haben sich in diesem Wechselspiel von Energiegewinnung und toxischer Wirkung entwickeln können- die ersten Lebewesen bildeten sich auf der Erde noch unter anaeroben Bedingungen, ohne Sauerstoff. Damals gelangten die UV- Strahlen noch ungehindert bis zur Erdoberfläche, sie wurden von der Sauerstoffschicht aus Ozon in der Stratosphäre noch nicht weggefiltert. Diese Organismen waren einer oxidaktiven Zersetzung durch Sauerstoff noch nicht ausgesetzt. Erst die höheren Pflanzen reicherten über die Photosynthese die Atmosphäre mit Sauerstoff an. Die Energiegewinnung für verschiedenste Bewegungsformen wie Schwimmen, Kriechen, Laufen, Fliegen war geschaffen. Als "Preis" für diese Vorteile mussten Abwehrmechanismen gegen die schädlichen Eigenschaften des Sauerstoffs bereitgestellt werden.

In den Zellen der meisten Lebewesen entstehen aus Sauerstoff laufend Radikale (Stoffe mit ungepaarten Elektronen). Physiologisch dienen sie den Zellen als Botenstoffe (z.B. das Radikal NO) und als Bakteriengifte. So werden sie von bestimmten weissen Blutkörperchen zur Abwehr bakterieller Infektionen gebildet. Andererseits haben Sauerstoffradikale auch schädliche Auswirkungen. Da der Mensch Vitamin C nicht selbst herstellen kann, fehlt ihm auch jeder Regelmechanismus für die an den "oxidaktiven Stress" angepasste Produktion, seine Regelung kann bestenfalls über die Verteilung des vorhandenen Vitamin C erfolgen. So ist es erklärbar, dass mit mehreren epidemiologischen Studien ein Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von bestimmten Krebsarten, aber auch zwischen Herz- Kreislauf Erkrankungen und niedrigen Spiegeln der Vitamine A, C, E und Beta- Carotin gefunden wurden.

Nach Römpp soll auch die Konzentrations- und Reaktionsfähigkeit günstig beeinflusst werden.

Vitamin C unterdrückt als Reduktionsmittel die Bildung von Nitrosaminen im Magen, welche zur Krebsbildung führen. Bei einem Verhältnis 2:1 von Ascorbat zu Nitrit wurde die Nitrosaminbildung bis zu 98% gehemmt.

Verschiedene Untersuchungen ergaben auch Hinweise, dass Vitamin C bei bestimmten Krebsarten einen günstigen Einfluss auf den Verlauf der Krankheit zeigen kann.

4. Biochemische Wirkungsweise

Nur ein Isomer (R(5)-S-Ascorbinsäure, L-Ascorbinsäure) ist wirksam, die 3 anderen Stereoisomeren sind bei vielen physiologischen Reaktionen überraschenderweise wirkungslos!!

Folgerung:

Vitamin C ist nicht nur als Reduktionsmittel, sondern auch als Säure wirksam.

Es muss einen Rezeptor geben, der an mindestens 3 Punkten bindet und die Protonen und/oder die Elektronen überträgt.

Der Gesamtkörperbestand des Menschen an Vitamin C beträgt ca. 2 Gramm (11,4 mmol).

Aufgaben bei den Oxidations- und Reduktionsvorgängen der Zellatmung aller Körperzellen. Beispiele:

· Hydroxylierung von Nebennierenrindenhormonen.

· Hydroxylierung von Dopamin zu Noradrenalin und von Tryptophan zu 5-Hydroxytryptophan.

· Sie ist Teilfaktor des Umbaus der Aminosäure Tryptophan zu Serotonin, des Dopamin zu Noradrenalin (Neurotransmitter).

· Abbau cyclischer Aminosäuren.

· Umwandlung von Folsäure in Folinsäure.

· Abdichtung der Kapillaren.

· Aktivierung des Thrombins (Gerinnungsbeschleunigung).

· Regeneration von Glutathion-SH, GSH (Disulfid, Glutathion-S-S-Glutathion, GSSG) (Schutz der SH-Gruppen von Proteinen):

Vitamin C ist ein Reduktionsmittel!! Stabilisierung der oxidationsempfindlichen SH- Gruppen in Enzymen (AMCS Cystein). Ascorbinsäure und das in der Dosis sehr kritische Spurenelement Selen haben nachgewiesenermassen auch biochemische Zusammenhänge. Eisen-, Kupfer- und Manganionen wirken als Oxidationskatalysatoren und beschleunigen z.B. das Ranzigwerden von Fetten, Kupferionen katalysieren die oxidative Zersetzung von Ascorbinsäure. Ein Zusammenhang zwischen der Molybdänzufuhr und der dadurch hervorgerufenen Hemmung des oxidativen Abbaus der Ascorbinsäure ist nachgewiesen.

Textfeld:
Abbildung 4: Vitamin C Elimination aus dem Blut Die Ascorbinsäure wird in den hormonbildenden Organen (z.B. Nebennierenrinde) angereichert und ist beteiligt am Stoffwechsel der Kohlenhydrate, Steroide (deren Hydroxylierung), cyclischen Aminosäuren, der Folsäure u.a. Durch Prolinhydroxylierung ist sie ein wichtiger biochemischer Teilfaktor der Collagen- und damit der Narbenbildung (siehe Wundheilung).

Wichtig für die Biosynthese der Aminosäuren Tyrosin, Lysin und Methionin.

Bei Primaten wird ein Teil des im Körper vorhandenen Ascorbats unverändert im Urin ausgeschieden [7].

Die biologische Halbwertszeit (Abbau und Stoffwechsel) von Vitamin C beträgt etwa 12 Stunden [8]. Mit einem exponentiellen Abbau lässt sich dieser Prozess beschreiben.

Vitamin C hat eine beachtliche Bedeutung bei der Metabolisierung in den Mikrosomen der Leberzellen (Medikamente). Auch wenn bei Vitamin C- Mangel ein verlangsamter Abbau von Ethanol gefunden wurde, eignet sich diese Substanz doch nicht als Anti- Alkohol- Präparat für rascheren Abbau.

c₀ = 1

k= ln(2)/HWZ

HWZ = 12 Std.

Abbildung 5: Simulation der Vitamin C Elimination

Vitamin C ist für gewisse Metallionen (Eisen, Chrom) ein gutes Komplexierungsmittel (siehe auch Aufnahme von Eisen), wird von diesen aber auch teilweise katalytisch mit O₂ zersetzt..

Es ist bis heute kein Enzym bekannt, bei welchem Vitamin C die Rolle eines Coenzyms übernimmt.

Ascorbate können Singulett-Sauerstoff beseitigen und erfüllen damit eine Entgiftungs- und Schutzfunktion. Im allgemeinen hat Ascorbat Zellschutzfunktionen. In Pflanzen wird H₂O₂ durch die L-Ascorbat-Peroxidase beseitigt.

Entgegen einigen weltanschaulichen, und vor allem emotionalen Beurteilungen, ist kein Unterschied zwischen dem natürlichen und dem synthetisch hergestellten Vitamin C vorhanden.

5. Mangelsymptome

Diese sind relativ unspezifisch (erhöhte Kapillardurchlässigkeit der Zellwände) und äussern sich beim Menschen in Form von Schwäche, Ermüdbarkeit, Dyspnoe (Störung der Atmung, Atemnot), Knochenschmerz, Hyperästhesie (gesteigerte Empfindlichkeit für Sinnesreize) und Schmerzen im Bereich der Zungen- und Mundschleimhaut, follikulären Hyperkeratosen (übermässige Stärke der Hornschicht), Zahnfleischschwellungen und -blutungen, hämorrhagische (mit Blutaustritt) Diathese (erworbene Bereitschaft des Körpers zu krankhaften Reaktionen).

Skorbut

"Es faulte fort mit scheusslichem Gestank, und rings verpestete es die Luft umher, wir hatten keinen weisen Artz, der Kranke fand selbst nicht einen kundigen Wundarzt mehr."

(Luis des Camoes, portugiesischer Dichter 1524-1580)

Wer, glauben Sie, war der wahre Schrecken der Meere? Seeräuber? Meeresungeheuer? Turmhohe Wellen und Orkanböen? Weit gefehlt! Es war der Skorbut. Schon 1550 v. Chr. wurde diese Erkrankung beschrieben. Auch Griechen und Römer kannten sie, was aus den Schriften von Hippokrates und Plinius hervorgeht. Während der grossen Schiffsexpeditionen des 15. und 16. Jahrhunderts sollen mehr Matrosen daran gestorben sein als an allen anderen Todesursachen zusammengenommen.

Im Jahre 1498 verlor Vasco da Gama bei seiner Fahrt um Afrika 100 von seinen insgesamt 160 Männern an Skorbut. Jaques Cartier, der 1541/1542 bei der Erforschung des St.Lorenz- Stromes mit seinen Schiffen im Eis überwinterte, beschrieb die Situation wie folgt: "Eine unbekannte Krankheit begann sich unter uns auf die härteste Art, die je gehört oder gesehen wurde, auszubreiten. Einige verloren all ihre Kraft und konnten nicht mehr auf den Füssen stehen. Dann schwollen ihre Beine. Ihre Muskeln schrumpften ein und wurden schwarz wie Kohle. Andere hatten ihre Haut gefleckt mit blutigen Stellen von purpurner Farbe. Dann stieg es hinauf zu ihren Fussknöcheln, Schenkeln, Schultern, Armen und Nacken. Ihre Münder wurden stinkend. Ihr Zahnfleisch wurde so faul, dass alles Fleisch bis zu den Wurzeln der Zähne abfiel und diese beinahe alle ausfielen. Mit solcher Ansteckungskraft breitete sich die Krankheit über unsere drei Schiffe aus, dass Mitte Februar von den 100 Personen, die wir waren, keine 10 mehr gesund waren." Nicht nur Seeleute fielen der Seuche zum Opfer: Zwischen 1556 und 1857 berichten die Chronisten über mehr als 100 schwere Skorbut - Epidemien.

Schon der Hinweis, dass es sich um eine Ansteckung handelte macht deutlich, dass man weit davon entfernt war die wahre Ursache zu erkennen.

Der schottische Arzt James Lind hatte im 18. Jahrhundert in der Marine gedient und wusste, dass die Ernährung an Bord eintönig war. Schiffszwieback und Pökelfleisch hatten den Vorteil, dass man sie ohne Konservierung wochenlang aufbewahren konnte. James Lind war zudem aufgefallen, dass Skorbut auch in Gefängnissen, belagerten Städten und bei langen Expeditionen auftrat. Lind zog daraus den richtigen Schluss, dass diese Krankheit etwas mit der Ernährung zu tun haben müsse. In einer Versuchsreihe untersuchte er deshalb die Wirkung verschiedener Nahrungsmittel auf Skorbut-Patienten. Dabei fand er schliesslich heraus, dass Zitrusfrüchte eine erstaunlich rasche Besserung bewirken. Lind kannte die Ursache dieser segensreichen Wirkung nicht, aber er empfahl der Admiralität, den Matrosen auf hoher See Orangen- oder Zitronensaft zu verabreichen. Die bei der englischen Marine grassierende Ignoranz hatte zur Folge, dass erst Jahrzehnte später die Konsequenzen gezogen wurden.

Gegen Ende des 18. Jahrhunderts wurden die britischen Schiffe mit Zitronen-, später mit Limonensaft ausgestattet. Diese Massnahme bewirkte, dass die tödliche Krankheit Skorbut augenblicklich ausgerottet wurde. Die Limonensaftgeschichte sprach sich rasch herum, und die englischen Matrosen erhielten umgehend den Spitznamen "lime-juicers". In Amerika hat sich teilweise bis heute der etwas abwertende Ausdruck "limey" für Engländer erhalten.

Typische Symptome von Skorbut: Wachstumshemmung, Anorexie (Verlust des Nahrungstriebes, Appetitlosigkeit), Aktivitätsverlust, diffuse Blutungen in Haut und Gelenken, Knochenfrakturen, Glanzloswerden der Haare, Gewichtsabnahme, Anämie, Durchfall.

Bei Vitamin C-freier Ernährung dauert es beim Menschen 3-4 Monate bis zum Auftreten schwerer Skorbutsymptome wie Hämorraghien am ganzen Körper, Veränderungen der Mundschleimhaut, Zahnausfall, Kreuz- und Gliederschmerzen, Blutergüsse in den Waden und Brüchigkeit der Knochen.

Gesunde Spermien mit Vitamin C^[9]

Männer, die sich ausreichend mit Vitamin C versorgen, haben gesündere Spermien. Zu diesem Ergebnis kommt eine Untersuchung von Wissenschaftern der Universität Berkeley in Kalifornien. Vor allem die Erbsubstanz DNA, die in den Spermien, den männlichen Geschlechtszellen, vorhanden ist, wird durch die antioxidative Wirkung von Vitamin C geschützt. Die Gefährdung der DNA geht von einer Reihe von biochemischen Abbauvorgängen aus: etwa 25’000 verschiedenen oxidativen Attacken ist sie pro Tag ausgesetzt. Beschädigungen der Erbsubstanz können zu einer verminderten Befruchtungsfähigkeit der Spermien bis hin zur Unfruchtbarkeit oder, schlimmer, zu Missbildungen bei den Kindern führen.

Die amerikanischen Wissenschafter untersuchten den Zustand der DNA in den Spermien von Männern, die Mengen zwischen 5 und 250 mg Vitamin C pro Tag zu sich nahmen. Sie fanden einen deutlichen Zusammenhang zwischen Schäden an der DNA, die vor allem durch den chemischen Vorgang der Oxidation verursacht wurde, und dem Vitamin-C-Gehalt in der Nahrung: Je mehr Vitamin C die Männer zu sich nahmen, desto grösser war der Schutz vor Schäden an der DNA. Dieses Forschungsergebnis ist für eine ganze Reihe von Männern und ihre Partnerinnen von Interesse. Besonders Raucher haben deutlich weniger Vitamin C im Blutplasma als Nichtraucher. Auch werden bei ihren Kindern vermehrt Fälle von Krebs oder Leukämie nachgewiesen.

6. Bedarf

Ungefähr 10 mg (0,057 mmol) pro Tag genügen, um Skorbut zu verhindern.

Bisher ist nach WHO die Minimalmenge 30 mg, ausreichend etwa 75 mg/Tag (Erwachsene), neuere Forschungsergebnisse gehen eher von 250 bis 300 mg/Tag aus.

Bei starker körperlicher Tätigkeit, fiebrigen Erkrankungen, erhöhter Schilddrüsentätigkeit, Diabetes, nach Operationen sowie bei grosser Flüssigkeitszufuhr ist der Bedarf erhöht, ebenso bei Rauchern und Krebskranken (auch Sport bis 1g/Tag).

Textfeld:
Linus Carl Pauling
1901 – 1994
Nobelpreis 1954 (Chemical Bond)

Nahm, in Anlehnung an den Bedarf der Primaten, bis zu 8 g Vitamin C pro Tag Es gibt aber eine grosse Ungereimtheit im Vergleich mit Tieren, die Ascorbinsäuren, wie der Mensch selbst auch nicht synthetisieren können: „The National Research Council under the US National Academy of Sciences has a Committee on the Feeding of Laboratory Animals, and a Food and Nutrition Board concerned with human diet. The Committee recommends an optimum daily intake of vitamin C (ascorbic acid) for laboratory primates, between 1.75 grams per day for rhesus monkeys and 3.50 grams per day for squirrel monkeys, scaled to 70 kg body mass.“

Die ideale Menge Vitamin C^[10]

Die heutigen Richtlinien zur Einnahme von Vitamin C stammen aus den späten sechziger Jahren. Eine tägliche Dosis von 60 Milligramm Vitamin C konnte damals bei Gefängnisinsassen den Skorbut verhindern. Skorbut ist eine der am längsten bekannten Vitamin-Mangelerscheinungen. Es kommt dabei zu Störungen bei der Synthese des Bindegewebes und damit zu Zahnfleischbluten und Zahnausfall. Dank der leichten Verfügbarkeit von Vitamin C – man findet es vor allem in Früchten und Gemüsen – ist Skorbut heute selten und tritt fast nur noch bei alten Leuten oder schweren Alkoholikern auf, die sich einseitig ernähren. Vitamin C hat aber noch andere Funktionen. Es ist für das Funktionieren des Immunsystems wichtig und dient zum Schutz vor Radikalen. Linus Pauling hatte deshalb grammweise Vitamin C zum Schutz vor Krebskrankheiten empfohlen. Es wurde bisher jedoch nie bestimmt, wie viel Vitamin C der Körper tatsächlich aufnehmen kann. Eine Studie mit gesunden Männern kommt nun zum Schluss, dass 60 Milligramm pro Tag zuwenig sind.

Die freiwilligen Probanden verbrachten vier bis sechs Monate in einem Spital, wo ihre Vitamin-C- Aufnahme genau kontrolliert werden konnte. Vitamin C ist wasserlöslich und wird daher nicht, wie zum Beispiel das Vitamin E, im Fett gespeichert. Enthielt die Diät der Versuchspersonen nur 5 Milligramm Vitamin C pro Tag, wurden ihre Vitamin-C-Vorräte schnell aufgebraucht, und sie klagten über Müdigkeit und Schwäche. Diese Symptome verschwanden, nachdem sie während einer Woche wieder täglich 30 oder 60 Milligramm Vitamin C eingenommen hatten. Die Konzentration von Vitamin C im Blutplasma zeigte eine steile sigmoidale Abhängigkeit von der eingenommenen Menge. 60 Milligramm fielen auf das untere Drittel der Kurve. Der erste Punkt nach dem starken Anstieg war mit 200 Milligramm erreicht. Mehr Vitamin C liess die Plasmakonzentration nur noch leicht ansteigen, und bei einem Gramm täglich war die Sättigung des Blutplasmas erreicht. 200 Milligramm Vitamin C waren voll bioverfügbar. Weiteres ins Blutplasma aufgenommenes Vitamin wurde rasch wieder abgebaut. Bei 100 Milligramm täglich fand man noch kein Vitamin C im Urin. Ab einer Dosis von 500 Milligramm wurde aber fast alles wieder ausgeschieden. Dosen von einem Gramm und mehr erhöhten die Konzentration von Oxalsäure und Harnsäure im Urin, was für Leute, die zu Nierensteinen neigen, schädlich sein kann.

Die Autoren der Studie schlagen deshalb vor, die täglich empfohlene Menge Vitamin C von 60 auf 200 Milligramm zu erhöhen. Dosen bis zu 1000 Milligramm täglich betrachten sie als unschädlich. Diese Mengen gelten für gesunde Männer. Zurzeit ist eine Studie mit Frauen im Gang. Es muss unbedingt auch untersucht werden, ob zum Beispiel bei einer aktiven Infektionskrankheit von den Immunzellen mehr Vitamin C benötigt wird und deshalb bei einer Krankheit auch 200 Milligramm zuwenig wären. Grammweise Vitamin C scheint höchstens in der Blase eine mögliche Schutzfunktion vor Krebs aufzuweisen. Da der Körper diese Mengen nicht aufnehmen kann, gelangt auch nicht mehr zu den anderen Organen des Körpers. Vitamin C ist in Früchten und Gemüsen so reichlich enthalten, dass es nicht schwierig sein sollte, täglich 200 Milligramm davon einzunehmen. Ein Glas Orangensaft (2 dl) enthält etwa 60 Milligramm.

7. Akute Toxizität

Tabelle 1: Toxizität von L-Ascorbinsäure (s.c.: subcutan, i.v.: intravenös, i.p. intraperetonial)

Tierart	L-Ascorbinsäure (mg/kg) Körpergewicht) oral	s.c.	i.v.	i.p.
Maus	8021	5000	1058	2000
Ratte	>5000	5000	1000
Meerschweinchen	>5000	>1000	500	2000
Katze	>1000	>500	>500
Hund	>5000	>200	>200

In Versuchsreihen mit Ratten und Meerschweinchen wurde nachgewiesen, dass die Tiere Dosen von täglich 6,5 g/kg über 10 Wochen ohne erkennbare Zeichen einer Schädigung vertragen. Erst bei Dosen von täglich 27,3 g/kg traten toxische Effekte auf.

Die subchronischen Toxizitäten liegen auch in diesen Bereichen.

Vitamin C hat auf den Kohlenhydratstoffwechsel von Diabetikern keinen Einfluss, kann aber die Analytik stören, falls nur das Reduktionsverhalten nachgewiesen wird. Auch die Bildung von Oxalsäure nimmt bei 1- 2 g Vitamin C pro Tag nicht nachweisbar zu. Ein erhöhtes Risiko der Bildung von Oxalat- Nierensteinen kann damit bei diesen Dosen ausgeschlossen werden. Auch eine Adaption des Embryo an grössere Vitamin C Zufuhren, verbunden mit einer postnatalen Vitamin C Insuffizienz, konnte nie nachgewiesen werden.

In seltenen Fällen, und meist erst bei hohen Dosen, können Magenschmerzen oder Durchfall (ca. 1 g/Tag) auftreten. Es gibt sonst bis heute noch keine Anhaltspunkte für gesundheitsschädigende Wirkungen, selbst von grossen Dosen von Vitamin C. Überhöhte Schilddrüsen- Hormonspiegel (Thyroxin) wurden mit hohen Dosen von Vitamin C in Verbindung gebracht, sie sind für Leute mit Nierensteinen z.T. nicht empfohlen.

Vitamin C wirkt anregend, weshalb grössere Einnahmen auf die Nacht das Einschlafen verzögern können.

Generell kann man sagen, dass zu grosse Mengen Ascorbinsäure nicht sinnvoll sind, da sie über die Nieren ausgeschieden werden müssen – eine unnötige Belastung dieser Organe durch die Ausscheidung ist sicher nicht sinnvoll, wahrscheinlich sogar schädlich.

8. Vitamin C Gehalte

Tabelle 2: Vitamin C-Gehalte verschiedener Nahrungsmittel [11],[12]

Lebensmittel	Gehalt in mg/100 g
Leber	20-70
Muskel	1,5-13
Blut (serum)	0,5-1

Milch (Frau, im Durchschnitt)	3 - 6
Milch (Kuh im Durchschnitt)	0 – 2*
Käse	1,0
Butter	0,3

Paprika	150-200
Kohlsorten	15-150
Tomaten	20 - 35
Spinat	50 - 90
Petersilie	100-185
Kartoffeln	5-36
Kopfsalat	8

Hagebutten	400-5000
Orangen, Zitronen, Grapefruits	40-100
Bananen	10
Äpfel	6
Birnen	4
Trauben	3

Johannisbeeren (rot)	20-45
Brombeeren, Himbeeren, Erdbeeren	12-100
Sanddorn	200-900

* gekocht praktisch Null !! à Möller-Barlow- Krankheit (Skorbut im Kindesalter).

Der grösste Gehalt an Vitamin C wurde bei der "billygoat plum", Terminalia ferdinandiana, einer Frucht, die von den Aborigines Australiens gegessen wird, gefunden. Sie enthält 5 Gewichtsprozente Vitamin C im Vergleich zur nächst reichen Quelle, der Hawaiianischen Acerola-Kirsche mit 1.3%.

Die Rinderleber, als Ort der Synthese von Vitamin C hat vom Fleisch die höchsten Gehalte.

9. Vitamin C Verluste

Vitamin C ist leicht oxidierbar, daher sind die Verluste bei Lagerung und Zubereitung oft beträchtlich. Bei Blattgemüsen rechnet man mit einem Verlust von 10% pro Tag Lagerung (Bei 20°C: Spinat 8% pro Tag, welkend: 16% pro Tag). Bei Wurzel- und Knollengewächsen nimmt der Vitamingehalt weniger rapid ab: bei Kartoffeln im ersten Lagerungsmonat rund 50%, später weniger. Bei Früchten rechnet man mit einem Verlust von 20% in einem Monat; Äpfel verlieren in sechs bis neun Monaten bei 15°C sämtliches Vitamin C.

Tabelle 3: Vitamin C- Gehalte von grünen Bohnen

Zustand	Gehalt in %
Erntefrisch roh	100
Erntefrisch gekocht	51
Nach 24 Std Lagerung, roh	65
Nach 24 Std. Lagerung, gekocht	33
Nach 48 Std. Lagerung, roh	48
Nach 48 Std. Lagerung, gekocht	25
Dosenbohnen nach 12 monatl. Lagerung	39

Durch Tiefkühlung (unter -18°C) der Lebensmittel können die Vitamin C Verluste stark verringert werden. Da beim Gefrieren durch die Ausdehnung des Zellinhaltes die Zellwände gesprengt werden, können sich die wasserlöslichen Bestandteile mischen, und das Enzym die Vitamin C- Oxidase, die bei minus 18°C unwirksam ist, kann das Vitamin C nach dem Auftauen zerstören. Um das zu vermeiden, werden die Nahrungsmittel blanchiert, das heisst kurz auf 90 - 100 °C erwärmt, so dass die Vitamin C- Oxidase als Eiweiss unwirksam wird.

Tabelle 4: Vitamin C-Gehalt in Funktion der Lagerdauer bei 15°C

Gemüse	Vitamin - C - Gehalt mg/100g	Lagerzeit Monate	Vitamin-C- Erhaltung in %
Blumenkohl	78	4	95
		8	55
		12	50
Bohnen	14	4	85
		8	85
		12	70
Broccoli	78	4	80
		8	80
		12	75
Spinat	31	4	85
		8	50
		12	45

Vitamin C wird bei der Lagerung umso rascher abgebaut, je höher die Temperatur ist. Dabei unterscheiden sich verschiedene Gemüse oder Früchte beachtlich.

Abbildung 6: Vitamin C-Gehalte bei der Lagerung im erweiterten Arrhenius-Plot (ln k = ln(Abbaurate)).

Diese Grafik zeigt gibt mit dem linearen Trend die Aktivierungsenergie Ea (-Steigung) für den Abbau von Ascorbinsäure wieder. Sie ist mit +106 kJ/mol beim Orangensaft am grössten, bei den Pfirsich mit +38 kJ/mol wesentlich kleiner und mit +30 kJ/mol bei den Tomaten am geringsten.