Специализирана статия: Метаболитните процеси при дефицит на фолиева киселина и витамин В12

Специализирана статия: Метаболитните процеси при дефицит на фолиева киселина и витамин В12

Витамините са органични съединения, необходими на човешкото тяло и се считат за жизненоважни хранителни вещества, които са необходими в определени количества. Те не могат да се синтезират в достатъчни количества от човешкото тяло; Така че те трябва да се приемат чрез храната. Известни са тринадесет различни вида витамини, класифицирани според тяхната биологична и химическа активност. Всеки от тях има определена функция в нашето тяло. Фолиевата киселина играе решаваща роля в растежа и развитието на клетките чрез много реакции и процеси, които се случват в тялото, като: B. Хистидинов цикъл, цикъл на серин и глицин, цикъл на метионин, цикъл на тимидилат и цикъл на пурин. Ако тялото няма фолиева киселина, всички цикли, споменати по-горе, стават неефективни и водят до много проблеми, в допълнение към други проблеми като мегалобластна анемия, рак и дефекти на невралната тръба. Витамин B12 играе решаваща роля в растежа и развитието на клетките чрез много реакции и процеси, които се случват в тялото. Ако нивото стане по-високо или по-ниско от нормалното, целият процес се разпада, защото всеки процес е свързан с друг. Недостатъците могат да бъдат лекувани чрез увеличаване на диетичната консумация или приемане на добавки.

въведение

Витамините са органични съединения, необходими на човешкото тяло и в определени количества се считат за основни хранителни вещества. Те не могат да се синтезират в достатъчни количества от човешкия организъм и затова трябва да се приемат чрез храната. Известни са тринадесет различни вида витамини, класифицирани според тяхната биологична и химична активност; Всеки от тях има определена роля в нашето тяло. ^[1]

Витамините се класифицират като водоразтворими или мастноразтворими. От 13-те витамина 4 са мастноразтворими (A, D, E и K), а останалите 9 са водоразтворими (8 витамина B и витамин C). Водоразтворимите витамини са лесно разтворими във вода и бързо се отделят от организма, тъй като освен витамин В12 не се съхраняват дълго. ^[2]Обратно, мастноразтворимите витамини се абсорбират в червата в присъствието на липиди и е по-вероятно да се съхраняват в тялото. Тъй като се съхраняват дълго време, те могат да причинят хипервитаминоза повече от водоразтворимите витамини; Някои витамини са жизненоважни за растежа и развитието на телесните клетки (напр. фолиева киселина и B12). Фолиевата киселина е известна като витамин B9, който има жизненоважни функции. Телата ни се нуждаят от фолиева киселина за синтеза, възстановяването и метилирането на ДНК. ^[3]В допълнение, той действа като кофактор в много жизненоважни биологични реакции. Фолиевата киселина играе важна роля в деленето на клетките и е особено необходима по време на детството и бременността. Човешкото тяло се нуждае от фолиева киселина, за да произвежда здрави червени кръвни клетки и да предотвратява анемия, докато витамин B12 играе важна роля в осигуряването на основни метилови групи за синтеза на протеини и ДНК. Витамин B12 се свързва с протеина в храната и солната киселина в стомаха освобождава B12 от протеина по време на храносмилането. Веднъж освободен, B12 се комбинира с вещество, наречено вътрешен фактор. ^[4]

преглед на литературата

Фолиева киселина

Какво се счита за "фолиева киселина"?

Фолиевата киселина е витамин В, който помага на тялото да създава здрави нови клетки. Човешкото тяло се нуждае от фолиева киселина, особено жените, които могат да забременеят. Адекватният прием на фолиева киселина преди и по време на бременност може да предотврати сериозни вродени дефекти на мозъка или гръбначния стълб на бебето. Известен е още като витамин B9, фолат или фолиева киселина. Всички витамини от група В помагат на тялото да преобразува храната (въглехидрати) в гориво (глюкоза), което се използва за енергия. Тези витамини от група В, често наричани витамини от В комплекс, помагат на тялото да използва мазнините и протеините. Витамините от група В са необходими за здрава кожа, коса, очи и черен дроб. Те също така помагат на нервната система да функционира правилно. Фолиевата киселина е синтетичната форма на B9, намираща се в добавки и обогатени храни.^[5]

Фолиевата киселина е от решаващо значение за правилното функциониране на мозъка и играе важна роля за психическото и емоционалното здраве. Той помага за производството на ДНК и РНК, генетичния материал на тялото, особено когато клетките и тъканите растат бързо, като напр. Б. по време на детството, юношеството и бременността. Фолиевата киселина работи в тясно сътрудничество с витамин B12 при образуването на червени кръвни клетки и поддържа функцията на желязото в организма. Витамин B9 работи заедно с витамините B6 и B12 и други хранителни вещества, за да контролира кръвните нива на аминокиселината хомоцистеин. Високите нива на хомоцистеин са свързани със сърдечни заболявания, въпреки че някои изследователи не са сигурни дали хомоцистеинът е причина за сърдечно заболяване или просто маркер, показващ наличието на сърдечно заболяване. ^[6]

Богати източници на фолиева киселина включват спанак, тъмни листни зеленчуци, аспержи, цвекло, ряпа и зелена горчица, брюкселско зеле, лимски боб, соя, говежди черен дроб, бирена мая, кореноплодни зеленчуци, пълнозърнести храни, пшеничен зародиш, булгур пшеница, боб, бял боб, лимски боб, сьомга, портокалов сок, авокадо и мляко. Освен това всички зърнени и зърнени продукти в Съединените щати са обогатени с фолиева киселина. ^[7] Дневните препоръки за хранителна фолиева киселина са: Бебета 0-6 месеца: 65 mcg (адекватен прием), Бебета 7-12 месеца: 80 mcg (адекватен прием), Деца 1-3 години: 150 mcg (RDA), Деца 4-8 години: 200 mcg (RDA), Деца 9-13 години: 300 mcg (RDA), Юноши 14-18 години: 400 mcg (RDA), 19 години и по-възрастни: 400 mcg (RDA), бременни жени: 600 mcg (RDA) и кърмачки: 500 mcg (RDA). ^[8]

Метаболизъм и начин на действие на фолиевата киселина

Тъй като фолиевата киселина е биохимично неактивна, тя се превръща в тетрахидрофолиева киселина и метилтетрахидрофолат чрез дихидрофолат редуктаза. Тези конгенери на фолиева киселина се транспортират през клетките чрез рецептор-медиирана ендоцитоза, където са необходими за поддържане на нормална еритропоеза, взаимно преобразуване на аминокиселини, метилиране на tRNA, генериране и използване на формиат и синтезиране на пуринови и тимидилатни нуклеинови киселини. Използвайки витамин B12 като кофактор, фолиевата киселина може да нормализира високите нива на хомоцистеин чрез реметилиране на хомоцистеин до метионин чрез метионин синтетаза. ^[3]

Цикли на дефицит на фолиева киселина

Фолиевата киселина играе важна роля в човешкото тяло, растежа и развитието на клетките чрез много реакции и процеси, които се случват в нея, включително цикъл на хистидин, цикъл на серин и глицин, цикъл на метионин, цикъл на тимидилат и цикъл на пурин. Тъй като тялото няма фолиева киселина, всички цикли стават неефективни и водят до много проблеми като мегалобластна анемия, рак и дефекти на невралната тръба. ^[9]

Хистидинов цикъл

Този цикъл включва дезаминиране на хистидин в присъствието на фолиева киселина, което води до образуването на уроканова киселина. Уроканова киселина участва в много метаболитни процеси за производството на формиминоглутамат, който е известен като "FIGLU" и участва в производството на глутамат с помощта на формиминотрансфераза. При дефицит на фолиева киселина катаболизмът на FIGLU е нарушен и глутаматът не може да се образува от формиминоглутамат; следователно формиминоглутаматът се натрупва в кръвта и се екскретира в повишени количества в урината. ^[10]Този метод може да се използва за оценка на дефицита на фолиева киселина, тъй като дефицитът на фолиева киселина участва в ниското образуване на глутамат от формиминоглутаматните „FIGLU“ вещества. Глутаминовата киселина е важно вещество в метаболизма на захарта и мазнините и участва в процеса на транспортиране на калий; помага за транспортирането на K+ до гръбначномозъчната течност и през кръвно-мозъчната бариера. ^[11]

Глутаматът е невротрансмитер, който играе важна роля в процеса на учене и памет в мозъка. Ниските нива на глутамат увеличават вероятността от шизофрения, когнитивни разстройства, невропсихиатрични и тревожни разстройства. Освен това, глутаматът играе важна роля в изхвърлянето на излишния или отпадъчния азот от тялото. Глутаматът претърпява дезаминиране, окислителна реакция, катализирана от глутамат дехидрогеназа. ^[12]

Серинов и глицинов цикъл

Серинът е неесенциална аминокиселина, която може да се получи от глюкоза или храна. Някои тъкани се считат за производители на глицин, докато други, като бъбреците, произвеждат серин от глицин. Както серинът, така и глицинът се транспортират бързо през митохондриалната мембрана. ^[13]Фолиевата киселина играе важна роля в този път; 5,10-Метилентетрахидрофолатът осигурява хидроксиметилова група към глициновите остатъци за получаване на серин, за който е известно, че е основният източник на въглеродна част, използвана във фолатните реакции. ^[14] Когато фолиевата киселина е дефицитна, глицинът губи способността си да произвежда серин; Това води до много проблеми, като дисфункция на мозъка и централната нервна система. Много процеси в тялото също са нарушени, като: Б. Функционални нарушения на РНК и ДНК, метаболизма на мазнините и мастните киселини и развитието на мускулите. ^{[петнадесет]}Серинът е необходим за производството на триптофан, аминокиселината, участваща в производството на серотонин, мозъчен химикал, определящ настроението. Ниските нива на серотонин или триптофан са свързани с депресия, объркване, безсъние и тревожност. В допълнение, ниското ниво на серин води до намалена ефективност на имунната система, тъй като серинът участва в образуването на антитела. ^[16]

Метионинов цикъл

Фолатът играе важна роля в цикъла на метионин. Той участва като 5-метилтетрахидрофолат метионин в процеса на метилиране, при който метиловата група се прехвърля към хомоцистеин, за да образува метионин в присъствието на ензима метионин синтаза. Метионин синтазата е един от двата ензима, за които е известно, че са B12-зависими ензими. Този процес разчита както на фолиева киселина, така и на витамин В12.^[17] Хомоцистеинът не се намира в храната и може да бъде получен от метионин чрез процес, включващ превръщането на метионин в С -Аденозилметионин, известен също като продукт „SAM“. Тази реакция изисква АТФ и витамин В12, както и наличието на метионин аденозил трансфераза [Фигура 1]. ^{[6], [18]} В случай на дефицит на фолиева киселина, тялото не е в състояние да произвежда метионин, което води до много проблеми като ниско производство на естествени антиоксиданти (глутатион) и съдържащи сяра аминокиселини (напр. цистеин), които участват в елиминирането на токсините в тялото, изграждането на силни и здрави тъкани и насърчаване на сърдечно-съдовото здраве. ^[19]Ниските нива на метионин водят до нарушена чернодробна функция в резултат на натрупване на мазнини в черния дроб и нарушено производство на креатин в мускулите, който осигурява на тялото необходимата енергия. Известно е също, че метионинът е от съществено значение за образуването на колаген, който участва в образуването на кожата, ноктите и съединителната тъкан, а ниските нива на метионин имат отрицателни ефекти върху тези процеси и функции. ^[20]

Тимидилатен цикъл

Фолиевата киселина обаче не е в de novo – Синтезът на пиримидин участва, но все още участва в образуването на тимидилат. Тимидилат синтазата участва в катализирането на трансфера на формалдехид от фолат към dUMP, за да се образува dTMP. Тимидилат синтаза Това е ензим, който играе роля в репликацията на клетките и тъканите. ^[21] Фолатните антагонисти инхибират този ензим и се използват като противоракови агенти. От този цикъл ролята на фолиевата киселина може да бъде свързана с рака. Тимидилат синтазата е метаболитен токсин, участващ в развитието на функционален дефицит на фолат, и клетките на тялото растат бързо в резултат на повишен синтез на ДНК. ^[22]Поради тази причина фолатът е известен като „превантивно средство срещу рак“. Тетрахидрофолатът може да се регенерира от продукта на тимидилат синтазната реакция; Тъй като клетките не са в състояние да регенерират тетрахидрофолат, те страдат от дефектен синтез на ДНК и в крайна сметка умират. Много противоракови лекарства действат индиректно чрез инхибиране на DHFR или директно чрез инхибиране на тимидилат синтазата. ^[23]

Пуринов цикъл

Тетрахидрофолатните производни се получават в два етапа на реакцията използвани de novoбиосинтеза на пурин; Позиции С8 и С2 в пуриновия пръстен също са получени от фолат. Пуринът играе много важни роли в растежа, деленето и развитието на клетките, тъй като се счита заедно с пиримидиновата основа на спиралата на ДНК. При недостиг на фолиева киселина пуриновите функции са нарушени, което означава нарушение на производството на ДНК и води до много проблеми вътре в тялото, тъй като ДНК е в основата на всички процеси. Дефектите в ДНК засягат всяка част от тялото, т.е. кожата, костите, мускулите и могат да доведат до болестта на Алцхаймер, проблеми с паметта, сърдечни и мускулни заболявания, рак на гърдата и яйчниците и увреждане на имунната система. ^{[24], [25]}

Ефектите от дефицита на фолиева киселина върху здравето

Дефицитът на фолиева киселина има отрицателен ефект върху тялото; Най-често срещаните заболявания, причинени от дефицит на B9, са мегалобластна анемия и вродени дефекти. Мегалобластната анемия се описва като нормално наличие на големи червени кръвни клетки. Това е резултат от инхибирането на синтеза на ДНК в производството на червени кръвни клетки. 5-метилтетрахидрофолатът може да се метаболизира само от метионин синтаза; Следователно дефицитът на фолатен коензим води до увреждане на червените кръвни клетки. Тъй като синтезът на ДНК е нарушен, клетъчният цикъл не може да напредне и клетката продължава да расте, без да се дели, което се проявява като макроцитоза. Това може да се дължи на дефицит на витамин B12, а също и на улавяне на фолат, което му пречи да изпълнява нормалната си функция. Този дефект се причинява от дефектен синтез на тимидилат с увеличаване на дезоксиуридин трифосфата.^[24] Изследванията показват връзката между дефицита на фолиева киселина и дефектите на невралната тръба при новородените; Като механизъм се предполага дефицит на хомоцистеин. Формилтетрахидрофолат синтетазата, известна като домейн на C1 тетрахидрофолат синтетазния ген, също е доказано, че е свързана с висок риск от дефект на невралната тръба. ^[25]

Дефицитът на витамин B12 също се счита за независима причина за дефекти на невралната тръба. Най-известният тип на този дефект е „спина бифида“, който може да доведе до много проблеми и проблеми, като: B. физическа слабост или парализа, емоционални, интелектуални, учещи и паметови нарушения. Според Spina Bifida Association, той може също да причини затруднения в ученето, стомашно-чревни разстройства, затлъстяване, депресия, уринарна и чревна дисфункция, тендинит и алергии. ^[26]

Витамин B12

Какво се счита за "витамин B12"?

Витамин В12 (известен като цианокобаламин) е химически най-сложният от всички витамини. Структурата на витамин B12 се основава на коринов пръстен, който е подобен на порфириновия пръстен, открит в хема, хлорофила и цитохрома, и към който два от пироловите пръстени са директно свързани. Цианокобаламинът не може да се произвежда от растения или животни; Бактериите и археите са единствените видове организми, които имат ензимите, необходими за синтеза на цианокобаламин. Висшите растения не концентрират цианокобаламин от почвата и следователно са лоши източници на веществото в сравнение с животинските тъкани. Витамин B12 се среща естествено в храни като месо (особено черен дроб и миди), яйца и млечни продукти. ^[27]

Диетичен референтен прием на витамин B12: Бебета (адекватен прием) 0-6 месеца: 0,4 mcg на ден (mcg/ден), Бебета 7-12 месеца: 0,5 mcg/ден, Деца 1-3 години: 0,9 mcg/ден, Деца 4-8 години: 1,2 mcg/ден, Деца 9-13 години: 1,8 µg/ден, юноши и възрастни на 14 и повече години: 2,4 µg/ден, бременни тийнейджъри и жени: 2,6 µg/ден и кърмещи тийнейджъри и жени: 2,8 µg/ден. ^[28]

Метаболизъм и механизъм на действие на витамин В12

Витамин В12 се използва от тялото в две форми, или като метилкобаламин, или като 5-деоксиаденозилкобаламин. Ензимът метионин синтаза изисква метилкобаламин като кофактор. Този ензим обикновено участва в превръщането на аминокиселината хомоцистеин в метионин, докато метионинът от своя страна е необходим за метилирането на ДНК. 5-Деоксиаденозилкобаламин е кофактор, необходим на ензима, който превръща 1-метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА. Това преобразуване е важна стъпка в получаването на енергия от протеини и мазнини. В допълнение, сукцинил-КоА е необходим за производството на хемоглобин, което е веществото, което пренася кислорода в червените кръвни клетки. ^[29]

Цикли на дефицит на витамин B12

Витамин B12 играе важна роля в клетъчния растеж и развитие на човешкото тяло чрез много реакции и процеси, които се случват в тялото; Тъй като тялото няма фолиева киселина, всички гореспоменати цикли стават неефективни и водят до много проблеми, в допълнение към други проблеми като мегалобластна анемия, рак и дефекти на невралната тръба. ^[26]

Метионинов цикъл

Витамин B12 (кобаламин) играе важна роля в превръщането на хомоцистеин в метионин в метиониновия цикъл, тъй като отнема метиловата група от 5-метилтетрахидрофолат (фолиева киселина) и образува метилкобаламин, който след това освобождава тази метилова група, за да превърне хомоцистеина в метионин. ^[30]В допълнение, кобаламинът е необходим при превръщането на метионин в хомоцистеин, където метионинът се превръща в продукта "SAM" от метионин аденозилтрансфераза в присъствието на АТФ. При дефицит на витамин B12 тялото не е в състояние да произвежда метионин, което води до много проблеми. Освен това тялото не е в състояние С -Аденозилметионин, известен като продукт „SAM“. ^[31] Дефектното производство на продукта SAM води до нарушен синтез на карнитин, нарушена невронна функция, поддържане на миелин и липса на метилиране на ДНК и РНК.

Метилмалонил-КоА мутаза

Две молекули аденозилкобаламин са необходими за превръщането на метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА, който е междинен продукт на цикъла ТСА, от ензима метилмалонил-КоА мутаза, докато пропионил-КоА се превръща в d-метилмалонил-КоА. ^[31] При дефицит на витамин В12 активността на метилмалонил-КоА мутазата е нарушена и метилмалоновата киселина се натрупва в организма. Тези увреждания водят до много проблеми и проблеми. Тялото губи способността си да произвежда междинния продукт от цикъла на ТСА, сукцинил-КоА, което води до увреждане на цикъла на ТСА, тъй като превръщането на сукцината във фумарат, малат и крайният продукт на цикъла, отговорен за осигуряването на малко количество енергия, се намалява, преди да отиде във веригата за пренос на електрони, отговорна за производството на висока енергия.^{[30], [31]} Има и нарушение на глюконеогенезата, метаболитният път, отговорен за производството на глюкоза от невъглехидратни вещества, напр. Б. глицерин, глюкогенни аминокиселини и лактат, отговаря и помага за поддържане на нормогликемия по време на гладуване. Когато мастната киселина се окислява до пропионил-КоА, се появява ролята на сукцинил-КоА, който е известен като прекурсор на сукцинил-КоА, който след това се превръща в пируват и влиза в цикъла на глюконеогенезата. ^[32]

Ефектите от дефицита на фолиева киселина върху здравето

Дефицитът на витамин В12 може да повлияе негативно на тялото. Най-честата болест, причинена от дефицит на B12, е пернициозната анемия.

Пернициозна анемия

Пернициозната анемия е вид анемия, като терминът „анемия“ обикновено се отнася до състояние, при което кръвта има по-малък брой червени кръвни клетки от нормалното. При пернициозна анемия тялото не е в състояние да произведе достатъчно здрави червени кръвни клетки, защото няма достатъчно витамин В12. Без достатъчно витамин B12, червените кръвни клетки не се делят нормално и са твърде големи и може да имат затруднения при излизането им от костния мозък. Липсата на достатъчно червени кръвни клетки за пренасяне на кислород до тялото може да причини чувство на умора и слабост. Тежката или дълготрайна пернициозна анемия може да увреди сърцето, мозъка и други органи в тялото. Пернициозната анемия може да причини и други проблеми като увреждане на нервите, неврологични проблеми (като загуба на памет) и проблеми с храносмилателния тракт.^[33]

Проучванията показват, че нивата на хомоцистеин се повишават при пернициозна анемия в резултат на инхибиране на активността на метионин синтазата. Хиперхомоцистеинемията е състояние, характеризиращо се с необичайно повишени нива на хомоцистеин в кръвта. Увеличава риска от заболяване на вените и артериите. ^[34]Това заболяване може да причини аномалии на кръвоносните съдове, тромбоза със стесняване и втвърдяване на кръвоносните съдове, съдово възпаление, коронарна артериална болест, атеросклероза, асимптоматична и бясна костна загуба. Повишените нива на хомоцистеин също могат да бъдат рисков фактор за развитието на много други заболявания, като инфаркти и инсулти, остеопороза, болест на Алцхаймер, улцерозен колит и болест на Крон. Дефицитът на витамин B12 може също да играе роля при мегалобластна анемия и дефекти на невралната тръба, както беше споменато по-горе във връзка с фолиевата киселина. ^[35]

Заключение

Витамините са от решаващо значение за растежа и развитието на клетките. Тяхното нормално ниво в тялото помага в процеса на поддържане на тялото и подобрява работоспособността. ^[8] Повишени или по-ниски нива на витамини от нормалното водят до нарушаване на целия процес, тъй като всеки процес е свързан с друг. ^[26] Недостатъците могат да бъдат лекувани чрез увеличаване на хранителния прием или приемане на добавки. ^[34]