วิตามินซี
วิตามินซี () หรือ กรดแอล-แอสคอร์บิก () หรือ แอสคอร์เบต () ซึ่งเป็นแอนไอออนของกรดแอสคอร์บิก เป็นสารอาหารจำเป็นสำหรับมนุษย์และสัตว์อื่นบางชนิด และเป็นวิตามินประเภทที่ละลายในน้ำ วิตามินซีหมายถึงหลายวิตาเมอร์ซึ่งมีกัมมันตภาพวิตามินซีในสัตว์ ซึ่งรวมกรดแอสคอร์บิกและเกลือของมัน บางรูปอ็อกซิไดซ์ของโมเลกุลอย่างกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิก แอสคอร์เบตและกรดแอสคอร์บิกมีอยู่ธรรมชาติในร่างกายเมื่อตัวใดตัวหนึ่งถูกนำเข้าเซลล์ เนื่องจากรูปแปลงไปมาได้ตาม pH
วิตามินซีเป็นโคแฟกเตอร์ในปฏิกิริยาเอ็นไซม์อย่างน้อยแปดปฏิกิริยา ซึ่งรวมหลายปฏิกิริยาของการสังเคราะห์คอลลาเจน ซึ่งหากทำงานผิดปกติจะทำให้เกิดกลุ่มอาการรุนแรงของโรคลักปิดลักเปิด ในสัตว์ ปฏิกิริยาเหล่านี้สำคัญมากในการสมานแผลและการป้องกันเลือดออกจากหลอดเลือดฝอย แอสคอร์เบตยังมีฤทธิ์เป็นสารต้านอนุมูลอิสระต่อความเครียดอ็อกซิเดชัน (oxidative stress) ข้อเท็จจริงที่ว่า อีเนนทิโอเมอร์ (enantiomer) ดี-แอสคอร์เบต (D-ascorbate) ซึ่งไม่พบในธรรมชาติมีกัมมันตภาพต้านอนุมูลอิสระเช่นเดียวกับแอล-แอสคอร์เบตแต่มีกัมมันตภาพวิตามินน้อยกว่ามาก เน้นข้อเท็จจริงที่ว่าการทำหน้าที่วิตามินส่วนใหญ่ของแอล-แอสคอร์บิกนั้นมิได้อาศัยคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระของมัน แต่เป็นปฏิกิริยาเอ็นไซม์ซึ่งสเตอริโอเคมีจาเพาะ (stereospecific) "แอสคอร์บิก" ที่ไม่มีอักษรบอกรูปอีแนนทิโอเมอร์จะสันนิษฐานว่าหมายถึงสารเคมีแอล-แอสคอร์เบตเสมอ
แอสคอร์เบตจำเป็นต่อหลายปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมจำเป็นหลายปฏิกิริยาในสัตว์และพืชทุกชนิด มีการสร้างภายในในสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด ซึ่งทุกชนิดที่ไม่สังเคราะห์จำเป็นต้องได้รับจากอาหาร
กรดแอสคอร์บิกมีการใช้เป็นสารปรุงแต่งอาหารอย่างกว้างขวางเพื่อป้องกันอ็อกซิเดชัน
บทบาททางชีวภาพของแอสคอร์เบต คือ เป็นตัวรีดิวซ์ ทำหน้าที่จ่ายอิเล็กตรอนให้ปฏิกิริยาต่าง ๆ ทั้งที่เป็นเอ็นไซม์และไม่เป็นเอ็นไซม์บางปฏิกิริยา รูปอ็อกซิไดซ์หนึ่งและสองอิเล็กตรอนของวิตามินซี คือ กรดเซมิดีไฮโดรแอสคอร์บิกและกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิกตามลำดับ สามารถถูกกลูตาไธโอนและกลไกเอ็นไซม์ที่อาศัย NADPH รีดิวซ์ในร่างกายได้ การมีกลูตาไธโอนในเซลล์และสารน้ำนอกเซลล์ช่วยคงแอสคอร์เบตให้อยู่ในสถานะรีดิวซ์
โรคลักปิดลักเปิดเป็นภาวะพร่องวิตามินอันเกิดจากการขาดวิตามินซี เนื่องจากหากปราศจากวิตามินซี คอลลาเจนที่ถูกสังเคราะห์จะไม่เสถียรในการทำหน้าที่ โรคลักปิดลักเปิดทำให้เกิดจุดสีน้ำตาลบนผิวหนัง เหงือกยุ่ยและเลือดออกจากเยื่อเมือกทั้งตัว จุดดังกล่าวพบมากที่สุดบนต้นขาและขา และบุคคลที่ป่วยเป็นโรคลักปิดลักเปิดจะดูซีด ซึมเศร้า และเคลื่อนไหวไม่ได้บางส่วน เมื่อโรคทวีความรุนแรงขึ้น อาจมีแผลกลัดหนองเปิด ฟันร่วง จนถึงเสียชีวิตได้ ร่างกายมนุษย์สามารถเก็บสะสมวิตามินซีได้ปริมาณหนึ่งเท่านั้น ไม่สามารถเก็บสะสมวิตามินซีได้นาน และแหล่งเก็บสะสมในร่างกายจะหมดไปหากไม่บริโภควิตามินซีใหม่เข้าไป กรอบเวลาสำหรับการเริ่มต้นกลุ่มอาการโรคลักปิดลักเปิดในผู้ใหญ่ที่ไม่มีความเครียดในอาหารที่ปราศจากวิตามินซีโดยสิ้นเชิงอาจกินเวลาตั้งแต่หนึ่งเดือนถึงกว่าหกเดือน ขึ้นอยู่กับปริมาณวิตามินซีสะสมก่อนหน้านี้
มีการศึกษาอาหารของโรคลักปิดลักเปิดที่ชักนำจากากรทดลองในมนุษย์ที่สำคัญในผู้คัดค้านโดยอ้างมโนธรรมระหว่างสงครามโลกครั้งที่สองในบริเตนและนักโทษรัฐไอโอวาในปลายคริสต์ทศวรรษ 1960 ถึงคริสต์ทศวรรษ 1890 การศึกษาทั้งสองพบว่าอาการเด่นชัดทั้งหมดของโรคลักปิดลักเปิดที่ถูกชักนำโดยอาหารลักปิดลักเปิดทดลองซึ่งมีปริมาณวิตามินซีต่ำมากสามารถย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์โดยการเสริมวิตามินอีกเพียง 10 มิลลิกรัมต่อวัน ในการดทลองเหล่านี้ ไม่มีความแตกต่างทางคลินิกระหว่างชายที่ได้วิตามินซี 70 มก. ต่อวันกับผู้ที่ได้วิตามินซี 10 มก. ต่อวัน การศึกษาชายในเรือนจำปรากฏอาการแสดงแรกของโรคลักปิดลักเปิดประมาณ 4 สัปดาห์ให้หลังการเริ่มอาหารปลอดวิตามินซี ขณะที่ในการศึกษาบริติช ต้องใช้เวลา 6 ถึง 8 เดือน อาจเนื่องจากการให้วิตามินซีเสริม 90 มก./วันในกลุ่มนี้ก่อนเป็นเวลาหกสัปดาห์ก่อนเริ่มให้อาหารลักปิดลักเปิด
ชายในการศึกษาทั้งสองซึ่งกินอาหารที่ปลอดวิตามินซีทั้งหมดหรือแทบทั้งหมดมีระดับวิตามินซีในเลือดต่ำเกินกว่าจะวัดได้อย่างแม่นยำเมื่อปรากฏอาการแสดงของโรคลักปิดลักเปิด ในการศึกษาไอโอวา ณ เวลาที่ประมาณ (จากการเจือจางของวิตามินซีที่ติดฉลาก) มีปริมาณสะสมในร่างกายน้อยกว่า 300 มก. โดยมีการหมุนเวียนต่อวันเพียง 2.5 มก. ส่อความว่าวิตามินซีมีครึ่งชีวิตขณะหนึ่ง 83 วัน (ค่าคงที่การกำจัด 4 เดือน)
กรดแอสคอร์บิกขนาดค่อนข้างมากทำให้เกิดการย่อยไม่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกินขณะท้องว่าง ทว่า การกินวิตามินซีในรูปโซเดียมแอสคอร์เบตและแคลเซียมแอสคอร์เบตอาจลดผลนี้ เมื่อกินในขนาดสูง กรดแอสคอร์บิกทำให้เกิดอาการท้องร่วงในคนสุขภาพดี ในการทดลองหนึ่งในปี 2479 มีการให้กรดแอสคอร์บิกขนาดถึง 6 กรัมในทารก 29 คน เด็กก่อนวัยเรียนและวัยเรียน 93 น และผู้ใหญ่ 20 คนเป็นเวลากว่า 1,400 วัน ในขนาดสูง พบการแสดงเป็นพิษในผู้ใหญ่ 5 คน และทารก 4 คน อาการและอาการแสดงในผู้ใหญ่มีคลื่นไส้ อาเจียน ท้องร่วง หน้าแดง ปวดศีรษะ อ่อนเพลียและรบกวนการหลับ ปฏิกิริยาเป็นพิษหลักในทารก คือ ผื่นผิวหนัง
วิตามินซีเป็นวิตามินละลายน้ำ โดยหากรับประทานเกินจะไม่มีการดูดซึม และหากมีระดับเกินในเลือดจะถูกขับออกอย่างรวดเร็วในปัสสาวะ วิตามินซีมีความเป็นพิษต่ำมาก LD (คือ ขนาดที่ฆ่าประชากร 50%) ในหนูโดยทั่วไปยอมรับที่ 11.9 กรัมต่อกิโลกรัมของน้ำหนักตัวเมื่อบังคับให้อาหารทางหลอดสวนกระเพาะ ยังไม่ทราบกลไกการเสียชีวิตจากขนาดดังกล่าว (1.2% ของน้ำหนัดตัว หรือ 0.84 กก. สำหรับมนุษย์หนัก 70 กก.) แต่อาจเป็นกลไกเชิงกลมากกว่าเชิงเคมี ส่วน LD ในมนุษย์ยังไม่ทราบ เพราะขาดข้อมูลการเสียชีวิตโดยอุบัติเหตุหรือให้สารพิษโดยเจตนา ทว่า เช่นเดียวกับทุกสารที่ทดลองในลักษณะนี้ LD ของหนูยึดเป็นแนวทางสำหรับภาวะพิษในมนุษย์