Fagartikel: De metaboliske processer ved folinsyre og vitamin B12-mangel

Fagartikel: De metaboliske processer ved folinsyre og vitamin B12-mangel

Vitaminer er de organiske forbindelser, der kræves af den menneskelige krop og betragtes som livsvigtige næringsstoffer, der er nødvendige i visse mængder. De kan ikke syntetiseres i tilstrækkelige mængder af menneskekroppen; Så de skal tages ind gennem maden. Der er 13 forskellige typer vitaminer kendt, klassificeret efter deres biologiske og kemiske aktivitet. Hver af dem har en bestemt funktion i vores krop. Folinsyre spiller en afgørende rolle i cellevækst og -udvikling gennem mange reaktioner og processer, der forekommer i kroppen, såsom: B. Histidincyklus, serin- og glycincyklus, methionincyklus, thymidylatcyklus og purincyklus. Hvis kroppen mangler folinsyre, bliver alle ovennævnte cyklusser ineffektive og fører til mange problemer, foruden andre problemer som megaloblastisk anæmi, cancer og neuralrørsdefekter. Vitamin B12 spiller en afgørende rolle i cellevækst og -udvikling gennem mange reaktioner og processer, der forekommer i kroppen. Hvis niveauet bliver højere eller lavere end normalt, bryder hele processen sammen, fordi hver proces er forbundet med en anden. Mangler kan behandles ved at øge kostforbruget eller tage kosttilskud.

indledning

Vitaminer er de organiske forbindelser, der kræves af den menneskelige krop og betragtes i visse mængder som essentielle næringsstoffer. De kan ikke syntetiseres i tilstrækkelige mængder af menneskekroppen og skal derfor indtages gennem maden. Der kendes 13 forskellige typer vitaminer, klassificeret efter deres biologiske og kemiske aktivitet; Hver af dem har en bestemt rolle i vores krop. ^[1]

Vitaminer er klassificeret som enten vandopløselige eller fedtopløselige. Af de 13 vitaminer er 4 fedtopløselige (A, D, E og K) og de øvrige 9 er vandopløselige (8 B-vitaminer og C-vitamin). De vandopløselige vitaminer er letopløselige i vand og udskilles hurtigt fra kroppen, fordi de udover vitamin B12 ikke lagres længe. ^[2]I modsætning hertil absorberes fedtopløselige vitaminer i tarmen i nærværelse af lipider og er mere tilbøjelige til at blive lagret i kroppen. Da de opbevares i lang tid, kan de forårsage hypervitaminose mere end de vandopløselige vitaminer; Nogle vitaminer er afgørende for vækst og udvikling af kropsceller (f.eks. folinsyre og B12). Folinsyre er kendt som vitamin B9, som har vitale funktioner. Vores kroppe har brug for folinsyre til syntese, reparation og methylering af DNA. ^[3]Derudover virker det som en cofaktor i mange vitale biologiske reaktioner. Folinsyre spiller en vigtig rolle i celledeling og er især nødvendig under barndom og graviditet. Den menneskelige krop har brug for folinsyre for at producere sunde røde blodlegemer og forhindre anæmi, mens vitamin B12 spiller en vigtig rolle i at tilvejebringe essentielle methylgrupper til protein- og DNA-syntese. Vitamin B12 binder sig til protein i maden, og saltsyre i maven frigiver B12 fra protein under fordøjelsen. Når først B12 er frigivet, kombineres det med et stof kaldet intrinsic factor. ^[4]

litteraturgennemgang

Folinsyre

Hvad betragtes som "folinsyre"?

Folinsyre er et B-vitamin, der hjælper kroppen med at skabe sunde nye celler. Den menneskelige krop har brug for folinsyre, især kvinder, der kan blive gravide. Tilstrækkelig folinsyreindtagelse før og under graviditeten kan forhindre alvorlige fødselsdefekter i barnets hjerne eller rygsøjle. Det er også kendt som vitamin B9, folat eller folinsyre. Alle B-vitaminer hjælper kroppen med at omdanne mad (kulhydrater) til brændstof (glukose), som bruges til energi. Disse B-vitaminer, ofte omtalt som B-kompleks vitaminer, hjælper kroppen med at udnytte fedtstoffer og proteiner. B-kompleks vitaminer er nødvendige for sund hud, hår, øjne og lever. De hjælper også nervesystemet til at fungere korrekt. Folinsyre er den syntetiske form af B9, der findes i kosttilskud og berigede fødevarer.^[5]

Folinsyre er afgørende for en korrekt funktion af hjernen og spiller en vigtig rolle for mental og følelsesmæssig sundhed. Det hjælper med at producere DNA og RNA, kroppens arvemateriale, især når celler og væv vokser hurtigt, som f.eks. B. under barndom, ungdom og graviditet. Folinsyre arbejder tæt sammen med vitamin B12 i dannelsen af ​​røde blodlegemer og understøtter jernfunktionen i kroppen. Vitamin B9 virker sammen med vitamin B6 og B12 og andre næringsstoffer for at kontrollere blodniveauet af aminosyren homocystein. Høje niveauer af homocystein er blevet forbundet med hjertesygdomme, selvom nogle forskere er usikre på, om homocystein er en årsag til hjertesygdom eller blot en markør, der indikerer tilstedeværelsen af ​​hjertesygdom. ^[6]

Rige kilder til folat omfatter spinat, mørke bladgrøntsager, asparges, rødbeder, majroer og sennepsgrønt, rosenkål, limabønner, sojabønner, okselever, ølgær, rodfrugter, fuldkorn, hvedekim, bulgurhvede, kidneybønner, hvide bønner og appelsinjuicebønner, limonado-bønner og appelsinjuicebønner. Derudover er alle korn og kornprodukter i USA beriget med folinsyre. ^[7] De daglige anbefalinger for folinsyre i kosten er: Spædbørn 0-6 måneder: 65 mcg (tilstrækkeligt indtag), Spædbørn 7-12 måneder: 80 mcg (tilstrækkeligt indtag), Børn 1-3 år: 150 mcg (RDA), Børn 4-8 år: 200 mcg (RDA), børn 9-10 mcg (RDA), børn Unge 14-18 år: 400 mcg (RDA), 19 år og ældre: 400 mcg (RDA), gravide kvinder: 600 mcg (RDA) og ammende kvinder: 500 mcg (RDA). ^[8]

Folinsyremetabolisme og virkemåde

Da folinsyre er biokemisk inaktiv, omdannes den til tetrahydrofolinsyre og methyltetrahydrofolat af dihydrofolatreduktase. Disse folinsyrekongenere transporteres gennem celler ved receptormedieret endocytose, hvor de er nødvendige for at opretholde normal erytropoiese, interkonvertere aminosyrer, methylere tRNA, generere og udnytte formiat og syntetisere purin- og thymidylatnukleinsyrer. Ved at bruge vitamin B12 som en cofaktor kan folinsyre normalisere høje homocysteinniveauer ved at remethylere homocystein til methionin via methioninsyntetase. ^[3]

Folinsyremangel cyklusser

Folinsyre spiller en vigtig rolle i den menneskelige krop, cellevækst og udvikling gennem mange reaktioner og processer, der forekommer i den, herunder histidincyklus, serin- og glycincyklus, methionincyklus, thymidylatcyklus og purincyklus. Da kroppen mangler folinsyre, bliver alle cyklusser ineffektive og fører til mange problemer såsom megaloblastisk anæmi, kræft og neuralrørsdefekter. ^[9]

Histidin cyklus

Denne cyklus involverer deaminering af histidin i nærvær af folinsyre, hvilket resulterer i dannelsen af ​​urocansyre. Urocansyre er involveret i mange metaboliske processer til fremstilling af formiminoglutamat, som er kendt som "FIGLU" og er involveret i produktionen af ​​glutamat ved hjælp af formiminotransferase. Ved folinsyremangel er FIGLU-katabolismen svækket, og glutamat kan ikke dannes ud fra formiminoglutamat; derfor ophobes formiminoglutamat i blodet og udskilles i øgede mængder i urinen. ^[10]Denne metode kan bruges til at vurdere folinsyremangel, da folinsyremangel er involveret i lav glutamatdannelse fra formiminoglutamat "FIGLU" stoffer. Glutaminsyre er et vigtigt stof i sukker- og fedtstofskiftet og er involveret i processen med kaliumtransport; det hjælper med at transportere K+ til spinalvæsken og over blod-hjerne-barrieren. ^[11]

Glutamat er en neurotransmitter, der spiller en vigtig rolle i lærings- og hukommelsesprocessen i hjernen. Lave glutamatniveauer øger sandsynligheden for skizofreni, kognitive lidelser, neuropsykiatriske og angstlidelser. Derudover spiller glutamat en vigtig rolle i kroppens bortskaffelse af overskydende eller spild nitrogen. Glutamat gennemgår deaminering, en oxidativ reaktion katalyseret af glutamatdehydrogenase. ^[12]

Serin og glycin cyklus

Serin er en ikke-essentiel aminosyre, der kan fås fra glukose eller mad. Nogle væv betragtes som glycinproducenter, mens andre, såsom nyren, producerer serin fra glycin. Både serin og glycin transporteres hurtigt over mitokondriemembranen. ^[13]Folinsyre spiller en vigtig rolle i denne vej; 5,10-Methylentetrahydrofolat giver en hydroxymethylgruppe til glycinrester for at producere serin, som er kendt for at være den primære kilde til en kulstofdel, der anvendes i folatreaktioner. ^[14] Når folinsyre er mangelfuld, mister glycin sin evne til at producere serin; Dette fører til mange problemer, såsom dysfunktion af hjernen og centralnervesystemet. Mange processer inde i kroppen er også svækket, såsom: B. Funktionelle forstyrrelser af RNA og DNA, fedt- og fedtsyrestofskiftet og muskeludvikling. ^[femten]Serin er nødvendig for produktionen af ​​tryptofan, aminosyren involveret i produktionen af ​​serotonin, et stemningsbestemmende hjernekemikalie. Lave niveauer af serotonin eller tryptofan er blevet forbundet med depression, forvirring, søvnløshed og angst. Desuden fører et lavt serinniveau til nedsat ydeevne af immunsystemet, da serin er involveret i dannelsen af ​​antistoffer. ^[16]

Methionin cyklus

Folat spiller en vigtig rolle i methionincyklussen. Det er involveret som 5-methyltetrahydrofolat methionin i methyleringsprocessen, hvor methylgruppen overføres til homocystein for at danne methionin i nærvær af methioninsyntase-enzymet. Methioninsyntase er et af de eneste to enzymer, der vides at være B12-afhængige enzymer. Denne proces er afhængig af både folinsyre og vitamin B12.^[17] Homocystein findes ikke i fødevarer og kan fås fra methionin gennem en proces, der involverer omdannelse af methionin til S -Adenosylmethionin, også kendt som "SAM"-produktet. Denne reaktion kræver ATP og vitamin B12 samt tilstedeværelsen af ​​methioninadenosyltransferase [Figur 1]. ^{[6], [18]} I tilfælde af folinsyremangel er kroppen ude af stand til at producere methionin, hvilket fører til mange problemer såsom lav produktion af naturlige antioxidanter (glutathion) og svovlholdige aminosyrer (f.eks. cystein), som er involveret i at fjerne giftstoffer i kroppen, opbygge stærke og sunde væv og fremme hjerte-kar-sundhed. ^[19]Lavt methioninniveau fører til nedsat leverfunktion som følge af fedtophobning i leveren og nedsat kreatinproduktion i musklerne, som giver kroppen den energi, den har brug for. Methionin er også kendt for at være afgørende for dannelsen af ​​kollagen, som er involveret i dannelsen af ​​hud, negle og bindevæv, og lave niveauer af methionin har negative effekter på disse processer og funktioner. ^[20]

Thymidylat cyklus

Folat er dog ikke på de novo – Syntese af pyrimidin involveret, men er stadig involveret i dannelsen af ​​thymidylat. Thymidylatsyntase er involveret i at katalysere overførslen af ​​formaldehyd fra folat til dUMP for at danne dTMP. Thymidylatsyntase Det er et enzym, der spiller en rolle i replikationen af ​​celler og væv. ^[21] Folatantagonister hæmmer dette enzym og er blevet brugt som anticancermidler. Fra denne cyklus kan folinsyrens rolle være forbundet med kræft. Thymidylatsyntase er et metabolisk toksin, der er involveret i udviklingen af ​​funktionel folatmangel, og kroppens celler vokser hurtigt som følge af øget DNA-syntese. ^[22]Af denne grund er folat kendt som en "kræftforebyggende". Tetrahydrofolat kan regenereres ud fra produktet af thymidylatsyntasereaktionen; Fordi cellerne ikke er i stand til at regenerere tetrahydrofolat, lider de af defekt DNA-syntese og dør til sidst. Mange lægemidler mod kræft virker indirekte ved at hæmme DHFR eller direkte ved at hæmme thymidylatsyntase. ^[23]

Purin cyklus

Tetrahydrofolatderivater fremstilles i to reaktionstrin brugt de novobiosyntese af purin; Positionerne C8 og C2 i purinringen er også afledt af folat. Purin spiller mange vigtige roller i cellevækst, deling og udvikling, da det betragtes sammen med pyrimidinbasen i DNA-helixen. Ved folatmangel forringes purinfunktionerne, hvilket betyder svækkelse af DNA-produktionen og fører til mange problemer inde i kroppen, da DNA er grundlaget for alle processer. DNA-defekter påvirker alle dele af kroppen, det vil sige hud, knogler, muskler, og kan føre til Alzheimers sygdom, hukommelsesproblemer, hjerte- og muskelsygdomme, bryst- og æggestokkræft og svækkelse af immunsystemet. ^{[24], [25]}

Virkningerne af folinsyremangel på sundheden

Folinsyremangel har en negativ effekt på kroppen; De mest almindelige sygdomme forårsaget af B9-mangel er megaloblastisk anæmi og fødselsdefekter. Megaloblastisk anæmi beskrives som tilstedeværelsen af ​​store røde blodlegemer som normalt. Det skyldes hæmning af DNA-syntese i produktionen af ​​røde blodlegemer. 5-Methyltetrahydrofolat kan kun metaboliseres af methioninsyntase; Derfor fører mangel på folatcoenzym til svækkelse af røde blodlegemer. Fordi DNA-syntesen er svækket, kan cellecyklussen ikke udvikle sig, og cellen fortsætter med at vokse uden at dele sig, hvilket viser sig som makrocytose. Det kan skyldes vitamin B12-mangel og også på grund af fangsten af ​​folat, der forhindrer det i at udføre sin normale funktion. Denne defekt er forårsaget af defekt thymidylatsyntese med deoxyuridintrifosfatforstørrelse.^[24] Forskning viser sammenhængen mellem folinsyremangel og neuralrørsdefekter hos nyfødte; Homocystein-mangel er blevet foreslået som mekanismen. Formyltetrahydrofolatsyntetase, kendt som domænet af C1-tetrahydrofolatsyntetase-genet, har også vist sig at være forbundet med en høj risiko for neuralrørsdefekt. ^[25]

Vitamin B12-mangel betragtes også som en uafhængig årsag til neuralrørsdefekter. Den mest kendte type af denne defekt er "spina bifida", som kan føre til mange problemer og problemer, såsom: B. fysisk svaghed eller lammelse, følelsesmæssige, intelligens-, indlærings- og hukommelsesforstyrrelser. Ifølge Spina Bifida Association kan det også forårsage indlæringsvanskeligheder, mave-tarmlidelser, fedme, depression, urin- og tarmdysfunktion, senebetændelse og allergi. ^[26]

Vitamin B12

Hvad betragtes som "vitamin B12"?

Vitamin B12 (almindeligvis kendt som cyanocobalamin) er det mest kemisk komplekse af alle vitaminer. Strukturen af ​​vitamin B12 er baseret på en corrinring, som ligner den porphyrinring, der findes i hæm, klorofyl og cytokrom, og som to af pyrrolringene er direkte bundet til. Cyanocobalamin kan ikke produceres af planter eller dyr; Bakterier og archaea er de eneste typer af organismer, der har de enzymer, der er nødvendige for at syntetisere cyanocobalamin. Højere planter koncentrerer ikke cyanocobalamin fra jorden og er derfor dårlige kilder til stoffet sammenlignet med dyrevæv. Vitamin B12 forekommer naturligt i fødevarer som kød (især lever og skaldyr), æg og mejeriprodukter. ^[27]

Diætreferenceindtag for vitamin B12: Spædbørn (tilstrækkeligt indtag) 0-6 måneder: 0,4 mcg pr. dag (mcg/dag), Spædbørn 7-12 måneder: 0,5 mcg/dag, Børn 1-3 år: 0,9 mcg/dag, Børn 4-8 år: 1,2 mcg/dag, børn 1,2 mcg/dag, børn 1,2 mcg/dag. µg/dag, unge og voksne på 14 år og derover: 2,4 µg/dag, gravide teenagere og kvinder: 2,6 µg/dag og ammende teenagere og kvinder: 2,8 µg/dag. ^[28]

Metabolisme og virkningsmekanisme af vitamin B12

Vitamin B12 bruges af kroppen i to former, enten som methylcobalamin eller som 5-deoxyadenosylcobalamin. Enzymet methioninsyntase kræver methylcobalamin som en cofaktor. Dette enzym er normalt involveret i at omdanne aminosyren homocystein til methionin, mens methionin til gengæld er påkrævet til DNA-methylering. 5-Deoxyadenosylcobalamin er en cofaktor, der kræves af enzymet, der omdanner l-methylmalonyl-CoA til succinyl-CoA. Denne omdannelse er et vigtigt skridt i at opnå energi fra proteiner og fedtstoffer. Derudover er succinyl-CoA nødvendigt for produktionen af ​​hæmoglobin, som er det stof, der transporterer ilt i røde blodlegemer. ^[29]

Vitamin B12-mangel cyklusser

Vitamin B12 spiller en vigtig rolle i cellevækst og udvikling af den menneskelige krop gennem mange reaktioner og processer, der forekommer i kroppen; Da kroppen mangler folinsyre, bliver alle de ovennævnte cyklusser ineffektive og fører til mange problemer, foruden andre problemer som megaloblastisk anæmi, cancer og neuralrørsdefekter. ^[26]

Methionin cyklus

Vitamin B12 (cobalamin) spiller en vigtig rolle i omdannelsen af ​​homocystein til methionin i methionincyklussen, da det tager methylgruppen fra 5-methyltetrahydrofolat (folinsyre) og danner methylcobalamin, som derefter frigiver denne methylgruppe for at omdanne homocystein til methionin. ^[30]Derudover er cobalamin påkrævet ved omdannelsen af ​​methionin til homocystein, hvor methionin omdannes til "SAM"-produktet af methioninadenosyltransferase i nærvær af ATP. Med vitamin B12-mangel er kroppen ikke i stand til at producere methionin, hvilket fører til mange problemer. Derudover er kroppen ikke i stand til S -Adenosylmethionin, kendt som "SAM"-produktet. ^[31] Defekt produktion af SAM-produktet fører til nedsat carnitinsyntese, nedsat neural funktion, myelinvedligeholdelse og mangel på DNA- og RNA-methylering.

Methylmalonyl-CoA mutase

To molekyler adenosylcobalamin er nødvendige for at omdanne methylmalonyl-CoA til succinyl-CoA, som er et mellemprodukt af TCA-cyklussen, af methylmalonyl-CoA-mutaseenzymet, mens propionyl-CoA omdannes til d-methylmalonyl-CoA. ^[31] Ved vitamin B12-mangel er aktiviteten af ​​methylmalonyl-CoA-mutase svækket, og methylmalonsyre ophobes i kroppen. Disse svækkelser fører til mange problemer og problemer. Kroppen mister sin evne til at producere mellemproduktet af TCA-cyklussen, succinyl-CoA, hvilket resulterer i svækkelse af TCA-cyklussen, da omdannelsen af ​​succinat til fumarat, malat og slutproduktet af den cyklus, der er ansvarlig for at levere en lille mængde energi, reduceres, før det går til elektrontransportkæden, der er ansvarlig for høj energiproduktion.^{[30], [31]} Der er også svækkelse af gluconeogenese, den metaboliske vej, der er ansvarlig for produktionen af ​​glucose fra ikke-kulhydratstoffer, f.eks. B. glycerin, glucogene aminosyrer og laktat, er ansvarlig og hjælper med at opretholde normoglykæmi under faste. Når fedtsyren oxideres til propionyl-CoA, opstår rollen som succinyl-CoA, som er kendt som succinyl-CoA-precursor, som derefter omdannes til pyruvat og går ind i gluconeogenese-cyklussen. ^[32]

Virkningerne af folinsyremangel på sundheden

Vitamin B12-mangel kan påvirke kroppen negativt. Den mest almindelige sygdom forårsaget af B12-mangel er perniciøs anæmi.

Perniciøs anæmi

Perniciøs anæmi er en type anæmi, hvor udtrykket "anæmi" normalt refererer til en tilstand, hvor blodet har et lavere antal røde blodlegemer end normalt. Ved perniciøs anæmi er kroppen ikke i stand til at producere nok sunde røde blodlegemer, fordi den ikke har nok vitamin B12. Uden nok vitamin B12 deler røde blodlegemer sig ikke normalt og er for store, og de kan have svært ved at komme ud af knoglemarven. Ikke at have nok røde blodlegemer til at transportere ilt til kroppen kan forårsage en følelse af træthed og svaghed. Alvorlig eller langvarig perniciøs anæmi kan beskadige hjertet, hjernen og andre organer i kroppen. Perniciøs anæmi kan også forårsage andre problemer såsom nerveskader, neurologiske problemer (såsom hukommelsestab) og problemer med fordøjelseskanalen.^[33]

Undersøgelser viser, at homocysteinniveauer øges ved perniciøs anæmi som følge af hæmning af methioninsyntaseaktivitet. Hyperhomocysteinæmi er en tilstand karakteriseret ved unormalt forhøjede niveauer af homocystein i blodet. Det øger risikoen for vene- og arteriesygdomme. ^[34]Denne sygdom kan forårsage abnormiteter i blodkar, trombose med forsnævring og hærdning af blodkar, vaskulær betændelse, koronararteriesygdom, åreforkalkning, asymptomatisk og rabiat knogletab. Forhøjede homocysteinniveauer kan også være en risikofaktor for udvikling af mange andre sygdomme, såsom hjerteanfald og slagtilfælde, osteoporose, Alzheimers sygdom, colitis ulcerosa og Crohns sygdom. Vitamin B12-mangel kan også spille en rolle ved megaloblastisk anæmi og neuralrørsdefekter, som nævnt ovenfor i forbindelse med folinsyre. ^[35]

Konklusion

Vitaminer er afgørende for cellevækst og udvikling. Deres normale niveau i kroppen hjælper i vedligeholdelsesprocessen af ​​kroppen og forbedrer ydeevnen. ^[8] Forhøjede eller lavere niveauer af vitaminer end normalt fører til nedbrydning af hele processen, da hver proces er forbundet med en anden. ^[26] Mangler kan behandles ved at øge kostindtaget eller tage kosttilskud. ^[34]