Szakcikk: Az anyagcsere folyamatok folsav- és B12-vitamin-hiányban

Szakcikk: Az anyagcsere folyamatok folsav- és B12-vitamin-hiányban

A vitaminok olyan szerves vegyületek, amelyekre az emberi szervezetnek szüksége van, és létfontosságú tápanyagoknak tekintik, amelyek bizonyos mennyiségben szükségesek. Ezeket az emberi szervezet nem tudja elegendő mennyiségben szintetizálni; Tehát táplálékkal kell bevinni őket. Tizenhárom különböző típusú vitamint ismerünk, amelyeket biológiai és kémiai aktivitásuk szerint osztályoznak. Mindegyiknek sajátos funkciója van a szervezetünkben. A folsav döntő szerepet játszik a sejtnövekedésben és -fejlődésben a szervezetben előforduló számos reakción és folyamaton keresztül, mint például: B. Hisztidin ciklus, szerin és glicin ciklus, metionin ciklus, timidilát ciklus és purin ciklus. Ha a szervezetből hiányzik a folsav, a fent említett ciklusok mindegyike hatástalanná válik, és számos problémához vezet, valamint egyéb problémákhoz, mint például a megaloblasztos vérszegénység, a rák és az idegcső hibái. A B12-vitamin döntő szerepet játszik a sejtek növekedésében és fejlődésében a szervezetben előforduló számos reakció és folyamat révén. Ha a szint magasabb vagy alacsonyabb lesz a normálnál, az egész folyamat megszakad, mert minden folyamat egy másikhoz kapcsolódik. A hiányosságokat diétás fogyasztás növelésével vagy étrend-kiegészítők szedésével lehet kezelni.

bevezetés

A vitaminok olyan szerves vegyületek, amelyekre az emberi szervezetnek szüksége van, és bizonyos mennyiségben alapvető tápanyagoknak számítanak. Ezeket az emberi szervezet nem tudja elegendő mennyiségben szintetizálni, ezért táplálékkal kell bevenni őket. Tizenhárom különböző típusú vitamin ismeretes, biológiai és kémiai aktivitásuk szerint osztályozva; Mindegyiknek sajátos szerepe van a szervezetünkben. ^[1]

A vitaminokat vízben és zsírban oldódókra osztják. A 13 vitaminból 4 zsírban oldódó (A, D, E és K), a másik 9 pedig vízben oldódik (8 B-vitamin és C-vitamin). A vízben oldódó vitaminok vízben könnyen oldódnak és gyorsan kiürülnek a szervezetből, mert a B12-vitaminon kívül nem raktározódnak sokáig. ^[2]Ezzel szemben a zsírban oldódó vitaminok a bélben szívódnak fel lipidek jelenlétében, és nagyobb valószínűséggel raktározódnak a szervezetben. Mivel hosszú ideig tárolják őket, inkább hipervitaminózist okozhatnak, mint a vízben oldódó vitaminok; Egyes vitaminok létfontosságúak a testsejtek növekedéséhez és fejlődéséhez (például a folsav és a B12). A folsav B9-vitaminként ismert, amely létfontosságú funkciókat lát el. Szervezetünknek folsavra van szüksége a DNS szintéziséhez, javításához és metilálásához. ^[3]Ezenkívül számos létfontosságú biológiai reakcióban kofaktorként működik. A folsav fontos szerepet játszik a sejtosztódásban, és különösen szükséges gyermekkorban és terhesség alatt. Az emberi szervezetnek folsavra van szüksége az egészséges vörösvértestek termeléséhez és a vérszegénység megelőzéséhez, míg a B12-vitamin fontos szerepet játszik a fehérje- és DNS-szintézishez nélkülözhetetlen metilcsoportok biztosításában. A B12-vitamin az élelmiszerekben lévő fehérjékhez kötődik, a gyomorban lévő sósav pedig felszabadítja a B12-t a fehérjéből az emésztés során. Felszabadulása után a B12 egyesül a belső faktor nevű anyaggal. ^[4]

irodalmi áttekintés

Folsav

Mit nevezünk folsavnak?

A folsav egy B-vitamin, amely segít a szervezetnek egészséges új sejtek létrehozásában. Az emberi szervezetnek folsavra van szüksége, különösen azoknak a nőknek, akik teherbe eshetnek. A megfelelő folsav bevitel terhesség előtt és alatt megelőzheti a baba agyának vagy gerincének súlyos születési rendellenességeit. B9-vitamin, folsav vagy folsav néven is ismert. Az összes B-vitamin segít a szervezetnek az élelmiszereket (szénhidrátokat) üzemanyaggá (glükózzá) alakítani, amelyet energiaként használnak fel. Ezek a B-vitaminok, amelyeket gyakran B-komplex vitaminoknak is neveznek, segítik a szervezetet a zsírok és fehérjék hasznosításában. A B-komplex vitaminokra van szükség a bőr, a haj, a szem és a máj egészségéhez. Segítik az idegrendszer megfelelő működését is. A folsav a B9 szintetikus formája, amely táplálékkiegészítőkben és dúsított élelmiszerekben található.^[5]

A folsav kulcsfontosságú az agy megfelelő működéséhez, és fontos szerepet játszik a mentális és érzelmi egészségben. Segíti a DNS és RNS, a szervezet genetikai anyagának előállítását, különösen akkor, ha a sejtek és szövetek gyorsan növekednek, mint pl. B. gyermekkorban, serdülőkorban és terhességben. A folsav szorosan együttműködik a B12-vitaminnal a vörösvértestek képződésében, és támogatja a vas működését a szervezetben. A B9-vitamin a B6- és B12-vitaminnal és más tápanyagokkal együtt működik a homocisztein aminosav vérszintjének szabályozásában. A homocisztein magas szintjét összefüggésbe hozták a szívbetegséggel, bár egyes kutatók nem biztosak abban, hogy a homocisztein a szívbetegség oka, vagy csak a szívbetegség jelenlétét jelző marker. ^[6]

A folsav gazdag forrásai közé tartozik a spenót, sötét levelű zöldségek, spárga, fehérrépa, fehérrépa és mustárzöld, kelbimbó, limabab, szójabab, marhamáj, sörélesztő, gyökérzöldségek, teljes kiőrlésű gabonák, búzacsíra, bulgur búza, vesebab, salmona bab, salmonabab, limabab, sörélesztő és tej. Ezenkívül az Egyesült Államokban minden gabona és gabonatermék folsavval dúsított. ^[7] A napi étrendi folsav ajánlások: 0-6 hónapos csecsemők: 65 mcg (megfelelő bevitel), 7-12 hónapos csecsemők: 80 mcg (megfelelő bevitel), 1-3 éves gyermekek: 150 mcg (RDA), 4-8 éves gyermekek: 200 mcg (RDA), Gyermekek: 9-3013 mcg (mcg) 14-18 éves serdülők: 400 mcg (RDA), 19 évesek és idősebbek: 400 mcg (RDA), terhes nők: 600 mcg (RDA) és szoptató nők: 500 mcg (RDA). ^[8]

A folsav anyagcseréje és hatásmechanizmusa

Mivel a folsav biokémiailag inaktív, a dihidrofolát-reduktáz tetrahidrofolsavvá és metil-tetrahidrofoláttá alakítja. Ezek a folsav rokon vegyületek receptor által közvetített endocitózissal transzportálódnak a sejteken, ahol szükségesek a normál eritropoézis fenntartásához, az aminosavak interkonvertálásához, a tRNS metilálásához, a formiát előállításához és hasznosításához, valamint a purin és timidilát nukleinsavak szintetizálásához. A B12-vitamint kofaktorként használva a folsav normalizálhatja a magas homociszteinszintet azáltal, hogy a homociszteint metioninná remetilálja a metionin-szintetázon keresztül. ^[3]

Folsavhiányos ciklusok

A folsav fontos szerepet játszik az emberi szervezetben, a sejtnövekedésben és -fejlődésben számos reakción és folyamaton keresztül, amelyek benne zajlanak, beleértve a hisztidin-ciklust, a szerin- és glicinciklust, a metionin-ciklust, a timidilát-ciklust és a purinciklust. Mivel a szervezetből hiányzik a folsav, minden ciklus hatástalanná válik, és számos problémához vezet, mint például megaloblasztos vérszegénység, rák és idegcső-hibák. ^[9]

Hisztidin ciklus

Ez a ciklus magában foglalja a hisztidin dezaminációját folsav jelenlétében, ami urokánsav képződését eredményezi. Az urocánsav számos anyagcsere-folyamatban vesz részt a formiminoglutamát előállításában, amely a „FIGLU” néven ismert, és részt vesz a formiminotranszferáz segítségével a glutamát előállításában. Folsavhiányban a FIGLU katabolizmusa károsodott, és a formiminoglutamátból nem képződik glutamát; ezért a formiminoglutamát felhalmozódik a vérben, és megnövekedett mennyiségben ürül a vizelettel. ^[10]Ez a módszer alkalmas a folsavhiány felmérésére, mivel a folsavhiány szerepet játszik abban, hogy a formiminoglutamát „FIGLU” anyagokból alacsony glutamát képződik. A glutaminsav fontos anyag a cukor- és zsíranyagcserében, és részt vesz a kálium transzport folyamatában; segíti a K+ szállítását a gerincfolyadékba és a vér-agy gáton keresztül. ^[11]

A glutamát egy neurotranszmitter, amely fontos szerepet játszik az agy tanulási és memóriafolyamataiban. Az alacsony glutamátszint növeli a skizofrénia, a kognitív zavarok, a neuropszichiátriai és a szorongásos zavarok valószínűségét. Ezenkívül a glutamát fontos szerepet játszik a felesleges vagy felesleges nitrogén szervezet általi ártalmatlanításában. A glutamát dezamináción megy keresztül, egy oxidatív reakción, amelyet a glutamát-dehidrogenáz katalizál. ^[12]

Szerin és glicin ciklus

A szerin egy nem esszenciális aminosav, amely glükózból vagy élelmiszerből nyerhető. Egyes szöveteket glicintermelőnek tekintik, míg mások, például a vesék, szerint termelnek glicinből. Mind a szerin, mind a glicin gyorsan átjut a mitokondriális membránon. ^[13]A folsav fontos szerepet játszik ebben a folyamatban; Az 5,10-metilén-tetrahidrofolát hidroxi-metil-csoportot biztosít a glicin-maradékokhoz, és szerint állít elő, amelyről ismert, hogy a folsavreakciókban használt szénrész elsődleges forrása. ^[14] Folsavhiány esetén a glicin elveszíti szerintermelő képességét; Ez számos problémához vezet, például az agy és a központi idegrendszer diszfunkciójához. A szervezeten belül számos folyamat is károsodik, mint például: B. Az RNS és a DNS funkcionális zavarai, a zsír- és zsírsav-anyagcsere és az izomfejlődés. ^[tizenöt]A szerin a triptofán, a szerotonin, a hangulatot meghatározó agyi vegyi anyag termelésében részt vevő aminosav előállításához szükséges. A szerotonin vagy triptofán alacsony szintjét depresszióhoz, zavartsághoz, álmatlansághoz és szorongáshoz kötik. Ezenkívül az alacsony szerinszint az immunrendszer csökkent teljesítményéhez vezet, mivel a szerin részt vesz az antitestek képződésében. ^[16]

Metionin ciklus

A folát fontos szerepet játszik a metionin ciklusban. 5-metil-tetrahidrofolát-metioninként vesz részt a metilezési folyamatban, amelyben a metilcsoport homociszteinné alakul át, és a metionin-szintáz enzim jelenlétében metionint képez. A metionin-szintáz egyike azon két enzimnek, amelyekről ismert, hogy B12-függő enzimek. Ez a folyamat a folsavra és a B12-vitaminra egyaránt támaszkodik.^[17] A homocisztein nem található meg az élelmiszerekben, és a metioninból nyerhető egy olyan eljárással, amely magában foglalja a metionin átalakulását S -Adenozil-metionin, más néven „SAM” termék. Ehhez a reakcióhoz ATP-re és B12-vitaminra, valamint metionin-adenozil-transzferázra van szükség [1. ábra]. ^{[6], [18]} Folsavhiány esetén a szervezet nem képes metionint termelni, ami számos problémához vezet, mint például a természetes antioxidánsok (glutation) és a kéntartalmú aminosavak (pl. cisztein) alacsony termelődése, amelyek részt vesznek a szervezet méreganyagainak eltávolításában, az erős és egészséges szövetek felépítésében, valamint a szív- és érrendszer egészségének elősegítésében. ^[19]Az alacsony metioninszint károsítja a májműködést a májban felhalmozódó zsírok és az izmok kreatintermelésének csökkenése miatt, amely biztosítja a szervezet számára szükséges energiát. Ismeretes, hogy a metionin nélkülözhetetlen a kollagén képződésében is, amely részt vesz a bőr, a köröm és a kötőszövet képződésében, és az alacsony metioninszint negatív hatással van ezekre a folyamatokra és funkciókra. ^[20]

Timidilát ciklus

A folát azonban nem a de novo – A pirimidin szintézise részt vesz, de továbbra is részt vesz a timidilát képződésében. A timidilát-szintáz részt vesz a formaldehid folsavról dUMP-ra történő átvitelének katalizálásában, hogy dTMP-t képezzen. Timidilát-szintáz Ez egy enzim, amely szerepet játszik a sejtek és szövetek replikációjában. ^[21] A folsav antagonisták gátolják ezt az enzimet, és rákellenes szerekként használták őket. Ebből a ciklusból a folsav szerepe összefüggésbe hozható a rákkal. A timidilát-szintáz egy metabolikus toxin, amely részt vesz a funkcionális folsavhiány kialakulásában, és a szervezet sejtjei a fokozott DNS-szintézis következtében gyorsan növekednek. ^[22]Emiatt a folátot „rákmegelőzőnek” nevezik. A tetrahidrofolát a timidilát-szintáz reakció termékéből regenerálható; Mivel a sejtek nem képesek regenerálni a tetrahidrofolátot, hibás DNS-szintézisben szenvednek, és végül elpusztulnak. Sok rákellenes gyógyszer közvetve a DHFR gátlásával vagy közvetlenül a timidilát-szintáz gátlásával fejti ki hatását. ^[23]

Purin ciklus

A tetrahidrofolát-származékokat két reakciólépésben állítják elő de novo használtpurin bioszintézise; A puringyűrű C8 és C2 pozíciója szintén folsavból származik. A purin számos fontos szerepet játszik a sejtek növekedésében, osztódásában és fejlődésében, mivel a DNS-hélix pirimidinbázisával együtt tekintik. Folsavhiány esetén a purinfunkciók károsodnak, ami a DNS-termelés károsodását jelenti, és számos szervezeten belüli problémához vezet, hiszen a DNS minden folyamat alapja. A DNS-hibák a test minden részét érintik, azaz a bőrt, a csontokat, az izmokat, és Alzheimer-kórhoz, memóriaproblémákhoz, szív- és izombetegségekhez, mell- és petefészekrákhoz, valamint az immunrendszer károsodásához vezethetnek. ^{[24], [25]}

A folsavhiány egészségügyi hatásai

A folsav hiánya negatív hatással van a szervezetre; A B9-hiány által okozott leggyakoribb betegségek a megaloblasztos vérszegénység és a születési rendellenességek. A megaloblasztos anémiát a nagy vörösvérsejtek normális jelenléteként írják le. Ez a DNS-szintézis gátlásának eredménye a vörösvérsejt-termelésben. Az 5-metil-tetrahidrofolát csak metionin-szintázzal metabolizálható; Ezért a folát koenzim hiánya a vörösvértestek károsodásához vezet. Mivel a DNS szintézis károsodott, a sejtciklus nem tud előrehaladni, és a sejt osztódás nélkül tovább növekszik, ami makrocitózisként jelentkezik. Ennek oka lehet a B12-vitamin hiánya és a folsav megkötése is, ami megakadályozza a normál funkció ellátását. Ezt a hibát a timidilát szintézis hibája okozza dezoxiuridin-trifoszfát megnagyobbodás mellett.^[24] A kutatások kimutatták az összefüggést a folsavhiány és az újszülöttek idegcső-hibái között; A homocisztein-hiányt javasolták mechanizmusként. A formil-tetrahidrofolát-szintetázról, amelyet a C1-tetrahidrofolát-szintetáz gén doménjeként ismernek, szintén kimutatták, hogy összefüggésbe hozható az idegcső defektusának nagy kockázatával. ^[25]

A B12-vitamin-hiányt a neurális csőhibák független okának is tekintik. Ennek a rendellenességnek a legismertebb típusa a „spina bifida”, amely számos problémához és problémához vezethet, mint például: B. testi gyengeség vagy bénulás, érzelmi, intelligencia, tanulási és memóriazavarok. A Spina Bifida Egyesület szerint tanulási zavarokat, gyomor-bélrendszeri rendellenességeket, elhízást, depressziót, húgy- és bélműködési zavarokat, íngyulladást és allergiát is okozhat. ^[26]

B12 vitamin

Mit nevezünk „B12-vitaminnak”?

A B12-vitamin (általános nevén cianokobalamin) az összes vitamin közül a kémiailag legkomplexebb. A B12-vitamin szerkezete egy korrin gyűrűn alapul, amely hasonló a hemben, klorofillban és citokrómban található porfirin gyűrűhöz, és amelyhez a pirrolgyűrűk közül kettő közvetlenül kapcsolódik. A cianokobalamint nem állítják elő növények vagy állatok; A baktériumok és az archaea az egyetlen olyan organizmustípus, amely rendelkezik a cianokobalamin szintéziséhez szükséges enzimekkel. A magasabb rendű növények nem koncentrálják a cianokobalamint a talajból, ezért az állati szövetekhez képest rossz forrásai az anyagnak. A B12-vitamin természetesen olyan élelmiszerekben fordul elő, mint a hús (különösen a máj és a kagyló), a tojás és a tejtermékek. ^[27]

B12-vitamin étrendi referencia beviteli mennyisége: Csecsemők (megfelelő bevitel) 0-6 hónapos korig: 0,4 mcg/nap (mcg/nap), 7-12 hónapos csecsemők: 0,5 mcg/nap, 1-3 éves gyermekek: 0,9 mcg/nap, 4-8 éves gyermekek: 1,2 mcg/nap, 1,2 mcg/nap 9-13 µg/nap, serdülők és 14 éves és idősebb felnőttek: 2,4 µg/nap, terhes tinédzserek és nők: 2,6 µg/nap és szoptató tinédzserek és nők: 2,8 µg/nap. ^[28]

A B12-vitamin metabolizmusa és hatásmechanizmusa

A B12-vitamint a szervezet két formában használja fel, vagy metilkobalaminként vagy 5-dezoxiadenozilkobalaminként. A metionin-szintáz enzim kofaktorként metilkobalamint igényel. Ez az enzim általában részt vesz a homocisztein aminosav metioninná történő átalakításában, míg a metionin viszont szükséges a DNS metilációjához. Az 5-dezoxiadenozil-kobalamin egy kofaktor, amelyre az l-metil-malonil-CoA-t szukcinil-CoA-vá alakító enzimnek szüksége van. Ez az átalakítás egy fontos lépés a fehérjékből és zsírokból történő energianyerésben. Ezenkívül a szukcinil-CoA szükséges a hemoglobin termeléséhez, amely az oxigént szállító anyag a vörösvértestekben. ^[29]

B12-vitamin-hiány ciklusai

A B12-vitamin fontos szerepet játszik a sejtnövekedésben és az emberi test fejlődésében a szervezetben előforduló számos reakció és folyamat révén; Mivel a szervezetből hiányzik a folsav, az összes fent említett ciklus hatástalanná válik, és számos problémához vezet, valamint egyéb problémákhoz, például megaloblasztos vérszegénységhez, rákhoz és idegcső-hibákhoz. ^[26]

Metionin ciklus

A B12-vitamin (kobalamin) fontos szerepet játszik a homocisztein metioninná történő átalakulásában a metioninciklusban, mivel az 5-metil-tetrahidrofolátból (folsavból) veszi át a metilcsoportot, és metil-kobalamint képez, amely ezt a metilcsoportot felszabadítja, hogy a homociszteint metioninná alakítsa. ^[30]Ezenkívül kobalaminra van szükség a metionin homociszteinné történő átalakításához, ahol a metionint ATP jelenlétében a metionin-adenozil-transzferáz „SAM” termékké alakítja. B12-vitamin hiány esetén a szervezet nem képes metionint termelni, ami számos problémához vezet. Ráadásul a szervezet nem képes S -Adenozil-metionin, „SAM” termékként ismert. ^[31] A SAM termék hibás termelése a karnitin szintézisének károsodásához, az idegrendszer működésének károsodásához, a mielin fenntartásához, valamint a DNS és RNS metiláció hiányához vezet.

Metilmalonil-CoA mutáz

Két molekula adenozil-kobalamin szükséges ahhoz, hogy a metilmalonil-CoA-t szukcinil-CoA-vá, amely a TCA-ciklus köztiterméke alakítsa át a metilmalonil-CoA mutáz enzim által, míg a propionil-CoA d-metilmalonil-CoA-vá alakul. ^[31] B12-vitamin hiány esetén a metilmalonil-CoA mutáz aktivitása károsodik, és a metilmalonsav felhalmozódik a szervezetben. Ezek a károsodások sok problémához és problémához vezetnek. A szervezet elveszíti azon képességét, hogy a TCA-ciklus közbenső termékét, a szukcinil-CoA-t előállítsa, ami a TCA-ciklus megsértését eredményezi, mivel a szukcinát fumaráttá, maláttá és a ciklus kis mennyiségű energia biztosításáért felelős végterméke lecsökken, mielőtt a nagy energiatermelésért felelős elektrontranszport láncba kerülne.^{[30], [31]} A glükoneogenezis, a nem szénhidrát anyagokból, pl. A B. glicerin, a glükogén aminosavak és a laktát felelős, és segít fenntartani a normoglikémia éhezés alatt. Amikor a zsírsavat propionil-CoA-vá oxidálják, a szukcinil-CoA szerepe lép fel, amelyet szukcinil-CoA prekurzorként ismernek, amely azután piruváttá alakul, és belép a glükoneogenezis ciklusába. ^[32]

A folsavhiány egészségügyi hatásai

A B12-vitamin hiánya negatívan befolyásolhatja a szervezetet. A B12-hiány okozta leggyakoribb betegség a vészes vérszegénység.

Veszélyes vérszegénység

A vészes vérszegénység a vérszegénység egy fajtája, a „vérszegénység” kifejezés általában olyan állapotra utal, amelyben a vérben a normálnál alacsonyabb a vörösvértestek száma. Veszélyes vérszegénység esetén a szervezet nem tud elegendő egészséges vörösvértestet termelni, mert nincs elég B12-vitamin. Elegendő B12-vitamin hiányában a vörösvérsejtek nem osztódnak normálisan, túl nagyok, és nehezen tudnak kijutni a csontvelőből. Ha nincs elég vörösvérsejtje ahhoz, hogy oxigént szállítson a szervezetbe, az fáradtságot és gyengeséget okozhat. A súlyos vagy hosszan tartó vészes vérszegénység károsíthatja a szívet, az agyat és a test más szerveit. A vészes vérszegénység más problémákat is okozhat, mint például idegkárosodás, neurológiai problémák (például memóriavesztés) és emésztőrendszeri problémák.^[33]

A vizsgálatok azt mutatják, hogy a homocisztein szintje megemelkedik vészes vérszegénységben a metionin szintáz aktivitásának gátlása következtében. A hiperhomociszteinemia egy olyan állapot, amelyet a vérben abnormálisan megemelkedett homociszteinszint jellemez. Növeli a vénák és az artériák megbetegedésének kockázatát. ^[34]Ez a betegség érrendellenességeket, erek szűkületével és megkeményedésével járó trombózist, érgyulladást, koszorúér-betegséget, érelmeszesedést, tünetmentes és veszett csontvesztést okozhat. A megemelkedett homociszteinszint számos más betegség kialakulásának kockázati tényezője lehet, mint például a szívroham és a szélütés, a csontritkulás, az Alzheimer-kór, a colitis ulcerosa és a Crohn-betegség. A B12-vitamin hiánya szintén szerepet játszhat a megaloblasztos vérszegénységben és a neurális csőhibákban, amint azt fentebb a folsav kapcsán említettük. ^[35]

Következtetés

A vitaminok kulcsfontosságúak a sejtek növekedésében és fejlődésében. Normál szintjük a szervezetben segíti a szervezet karbantartási folyamatát és javítja a teljesítményt. ^[8] A normálnál megnövekedett vagy alacsonyabb vitaminszint a teljes folyamat lebomlásához vezet, mivel minden folyamat egy másikhoz kapcsolódik. ^[26] A hiányosságok az étrendi bevitel növelésével vagy étrend-kiegészítők szedésével kezelhetők. ^[34]