Articolo specialistico: I processi metabolici nella carenza di acido folico e vitamina B12

Articolo specialistico: I processi metabolici nella carenza di acido folico e vitamina B12

Le vitamine sono i composti organici richiesti dal corpo umano e sono considerati nutrienti vitali necessari in determinate quantità. Non possono essere sintetizzati in quantità sufficienti dal corpo umano; Quindi devono essere assunti attraverso il cibo. Sono conosciuti tredici diversi tipi di vitamine, classificate in base alla loro attività biologica e chimica. Ognuno di essi ha una funzione specifica nel nostro corpo. L'acido folico svolge un ruolo cruciale nella crescita e nello sviluppo cellulare attraverso molte reazioni e processi che si verificano nel corpo, come: B. Ciclo dell'istidina, ciclo della serina e della glicina, ciclo della metionina, ciclo del timidilato e ciclo delle purine. Se nell'organismo manca l'acido folico, tutti i cicli sopra menzionati diventano inefficaci e portano a molti problemi, oltre ad altri problemi come l'anemia megaloblastica, il cancro e i difetti del tubo neurale. La vitamina B12 svolge un ruolo cruciale nella crescita e nello sviluppo cellulare attraverso molte reazioni e processi che si verificano nel corpo. Se il livello diventa più alto o più basso del normale, l'intero processo si interrompe perché ogni processo è collegato a un altro. Le carenze possono essere trattate aumentando il consumo alimentare o assumendo integratori.

introduzione

Le vitamine sono i composti organici richiesti dal corpo umano e, in determinate quantità, sono considerate nutrienti essenziali. Non possono essere sintetizzati in quantità sufficienti dall'organismo umano e pertanto devono essere consumati attraverso l'alimentazione. Si conoscono tredici tipi diversi di vitamine, classificate in base alla loro attività biologica e chimica; Ognuno di loro ha un ruolo specifico nel nostro organismo. ^[1]

Le vitamine sono classificate come idrosolubili o liposolubili. Delle 13 vitamine, 4 sono liposolubili (A, D, E e K) e le altre 9 sono idrosolubili (8 vitamine del gruppo B e vitamina C). Le vitamine idrosolubili sono facilmente solubili in acqua e vengono rapidamente escrete dal corpo perché, ad eccezione della vitamina B12, non vengono conservate a lungo. ^[2]Al contrario, le vitamine liposolubili vengono assorbite nell’intestino in presenza di lipidi e hanno maggiori probabilità di essere immagazzinate nell’organismo. Poiché vengono conservate per lungo tempo, possono provocare ipervitaminosi più delle vitamine idrosolubili; Alcune vitamine sono vitali per la crescita e lo sviluppo delle cellule del corpo (ad esempio acido folico e B12). L'acido folico è noto come vitamina B9, che ha funzioni vitali. I nostri corpi hanno bisogno di acido folico per la sintesi, la riparazione e la metilazione del DNA. ^[3]Inoltre, agisce come cofattore in molte reazioni biologiche vitali. L'acido folico svolge un ruolo importante nella divisione cellulare ed è particolarmente necessario durante l'infanzia e la gravidanza. Il corpo umano ha bisogno di acido folico per produrre globuli rossi sani e prevenire l’anemia, mentre la vitamina B12 svolge un ruolo importante nel fornire gruppi metilici essenziali per la sintesi delle proteine ​​e del DNA. La vitamina B12 si lega alle proteine ​​del cibo e l'acido cloridrico nello stomaco rilascia la B12 dalle proteine ​​durante la digestione. Una volta rilasciata, la B12 si combina con una sostanza chiamata fattore intrinseco. ^[4]

articolo di letteratura

Acido folico

Cos’è considerato “acido folico”?

L'acido folico è una vitamina B che aiuta il corpo a creare nuove cellule sane. Il corpo umano ha bisogno di acido folico, soprattutto le donne che possono rimanere incinte. Un'adeguata assunzione di acido folico prima e durante la gravidanza può prevenire gravi difetti congeniti del cervello o della colonna vertebrale del bambino. È noto anche come vitamina B9, acido folico o acido folico. Tutte le vitamine del gruppo B aiutano il corpo a convertire il cibo (carboidrati) in carburante (glucosio), che viene utilizzato per produrre energia. Queste vitamine del gruppo B, spesso chiamate vitamine del complesso B, aiutano il corpo a utilizzare grassi e proteine. Le vitamine del complesso B sono necessarie per la salute della pelle, dei capelli, degli occhi e del fegato. Aiutano anche il sistema nervoso a funzionare correttamente. L'acido folico è la forma sintetica della vitamina B9 presente negli integratori e negli alimenti arricchiti.^[5]

L’acido folico è fondamentale per il corretto funzionamento del cervello e svolge un ruolo importante nella salute mentale ed emotiva. Aiuta a produrre DNA e RNA, il materiale genetico del corpo, soprattutto quando cellule e tessuti crescono rapidamente, come ad esempio. B. durante l'infanzia, l'adolescenza e la gravidanza. L'acido folico lavora a stretto contatto con la vitamina B12 nella formazione dei globuli rossi e supporta la funzione del ferro nel corpo. La vitamina B9 funziona insieme alle vitamine B6 e B12 e ad altri nutrienti per controllare i livelli ematici dell'aminoacido omocisteina. Alti livelli di omocisteina sono stati collegati a malattie cardiache, anche se alcuni ricercatori non sono sicuri se l’omocisteina sia una causa di malattie cardiache o semplicemente un indicatore che indica la presenza di malattie cardiache. ^[6]

Ricche fonti di folato includono spinaci, verdure a foglia scura, asparagi, barbabietole, rape e senape, cavoletti di Bruxelles, fagioli di lima, soia, fegato di manzo, lievito di birra, ortaggi a radice, cereali integrali, germe di grano, bulgur, fagioli rossi, fagioli bianchi, fagioli di lima, salmone, succo d'arancia, avocado e latte. Inoltre, tutti i cereali e i prodotti a base di cereali negli Stati Uniti sono arricchiti con acido folico. ^[7] Le raccomandazioni giornaliere per l'acido folico nella dieta sono: Neonati 0-6 mesi: 65 mcg (apporto adeguato), Neonati 7-12 mesi: 80 mcg (apporto adeguato), Bambini 1-3 anni: 150 mcg (RDA), Bambini 4-8 anni: 200 mcg (RDA), Bambini 9-13 anni: 300 mcg (RDA), Adolescenti 14-18 anni anni: 400 mcg (RDA), 19 anni e anziani: 400 mcg (RDA), donne in gravidanza: 600 mcg (RDA) e donne che allattano: 500 mcg (RDA). ^[8]

Metabolismo dell'acido folico e modalità d'azione

Poiché l'acido folico è biochimicamente inattivo, viene convertito in acido tetraidrofolico e metiltetraidrofolato dalla diidrofolato reduttasi. Questi congeneri dell'acido folico vengono trasportati attraverso le cellule mediante endocitosi mediata dai recettori, dove sono necessari per mantenere la normale eritropoiesi, interconvertire gli amminoacidi, metilare il tRNA, generare e utilizzare formiato e sintetizzare gli acidi nucleici purina e timidilato. Utilizzando la vitamina B12 come cofattore, l'acido folico può normalizzare alti livelli di omocisteina rimetilando l'omocisteina in metionina tramite la metionina sintetasi. ^[3]

Cicli di carenza di acido folico

L'acido folico svolge un ruolo importante nel corpo umano, nella crescita e nello sviluppo cellulare attraverso molte reazioni e processi che si verificano al suo interno, tra cui il ciclo dell'istidina, il ciclo della serina e della glicina, il ciclo della metionina, il ciclo del timidilato e il ciclo delle purine. Poiché nel corpo manca l'acido folico, tutti i cicli diventano inefficaci e portano a molti problemi come l'anemia megaloblastica, il cancro e i difetti del tubo neurale. ^[9]

Ciclo dell'istidina

Questo ciclo comporta la deaminazione dell'istidina in presenza di acido folico, con conseguente formazione di acido urocanico. L'acido urocanoico è coinvolto in molti processi metabolici per la produzione di formiminoglutammato, noto come “FIGLU” ed è coinvolto nella produzione di glutammato con l'aiuto della formiminotransferasi. Nella carenza di acido folico, il catabolismo del FIGLU è compromesso e il glutammato non può essere formato dal formiminoglutammato; pertanto, il formiminoglutammato si accumula nel sangue e viene escreto in quantità maggiori nelle urine. ^[10]Questo metodo può essere utilizzato per valutare la carenza di acido folico poiché la carenza di acido folico è coinvolta nella bassa formazione di glutammato dalle sostanze formiminoglutammato “FIGLU”. L'acido glutammico è una sostanza importante nel metabolismo degli zuccheri e dei grassi ed è coinvolto nel processo di trasporto del potassio; aiuta a trasportare K+ nel liquido spinale e attraverso la barriera emato-encefalica. ^[11]

Il glutammato è un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nel processo di apprendimento e memoria nel cervello. Bassi livelli di glutammato aumentano la probabilità di schizofrenia, disturbi cognitivi, disturbi neuropsichiatrici e d’ansia. Inoltre, il glutammato svolge un ruolo importante nello smaltimento dell'azoto in eccesso o di scarto da parte dell'organismo. Il glutammato subisce la deaminazione, una reazione ossidativa catalizzata dalla glutammato deidrogenasi. ^[12]

Ciclo della serina e della glicina

La serina è un amminoacido non essenziale che può essere ottenuto dal glucosio o dal cibo. Alcuni tessuti sono considerati produttori di glicina, mentre altri, come il rene, producono serina dalla glicina. Sia la serina che la glicina vengono trasportate rapidamente attraverso la membrana mitocondriale. ^[13]L'acido folico svolge un ruolo importante in questo percorso; Il 5,10-metilentetraidrofolato fornisce un gruppo idrossimetilico ai residui di glicina per produrre serina, che è nota per essere la fonte primaria di una porzione di carbonio utilizzata nelle reazioni dei folati. ^[14] Quando l'acido folico è carente, la glicina perde la capacità di produrre serina; Ciò porta a molti problemi, come la disfunzione del cervello e del sistema nervoso centrale. Vengono compromessi anche molti processi all'interno del corpo, come ad esempio: B. Disturbi funzionali dell'RNA e del DNA, metabolismo dei grassi e degli acidi grassi e sviluppo muscolare. ^[quindici]La serina è necessaria per la produzione del triptofano, l’amminoacido coinvolto nella produzione della serotonina, una sostanza chimica del cervello che determina l’umore. Bassi livelli di serotonina o triptofano sono stati collegati a depressione, confusione, insonnia e ansia. Inoltre, un basso livello di serina porta ad una ridotta prestazione del sistema immunitario, poiché la serina è coinvolta nella formazione di anticorpi. ^[16]

Ciclo della metionina

Il folato svolge un ruolo importante nel ciclo della metionina. È coinvolto come 5-metiltetraidrofolato metionina nel processo di metilazione, in cui il gruppo metilico viene trasferito all'omocisteina per formare metionina in presenza dell'enzima metionina sintasi. La metionina sintasi è uno degli unici due enzimi noti per essere enzimi B12-dipendenti. Questo processo si basa sia sull’acido folico che sulla vitamina B12.^[17] L'omocisteina non si trova negli alimenti e può essere ottenuta dalla metionina attraverso un processo che prevede la conversione della metionina in S -Adenosilmetionina, noto anche come prodotto “SAM”. Questa reazione richiede ATP e vitamina B12, nonché la presenza di metionina adenosil transferasi [Figura 1]. ^{[6], [18]} In caso di carenza di acido folico, il corpo non è in grado di produrre metionina, il che porta a molti problemi come una bassa produzione di antiossidanti naturali (glutatione) e aminoacidi contenenti zolfo (ad esempio cisteina), che sono coinvolti nell'eliminazione delle tossine nel corpo, nella costruzione di tessuti forti e sani e nella promozione della salute cardiovascolare. ^[19]Bassi livelli di metionina portano a una compromissione della funzionalità epatica a causa dell'accumulo di grasso nel fegato e di una ridotta produzione di creatina nei muscoli, che fornisce al corpo l'energia di cui ha bisogno. È noto anche che la metionina è essenziale per la formazione del collagene, che è coinvolto nella formazione della pelle, delle unghie e del tessuto connettivo, e bassi livelli di metionina hanno effetti negativi su questi processi e funzioni. ^[20]

Ciclo del timidilato

Tuttavia, il folato non è al livello de novo – Coinvolta nella sintesi della pirimidina, ma è ancora coinvolta nella formazione del timidilato. La timidilato sintasi è coinvolta nella catalizzazione del trasferimento di formaldeide dal folato al dUMP per formare dTMP. Timidilato sintasi È un enzima che svolge un ruolo nella replicazione di cellule e tessuti. ^[21] Gli antagonisti dei folati inibiscono questo enzima e sono stati usati come agenti antitumorali. Da questo ciclo, il ruolo dell'acido folico può essere collegato al cancro. La timidilato sintasi è una tossina metabolica coinvolta nello sviluppo della carenza funzionale di folato e le cellule del corpo crescono rapidamente a causa dell'aumento della sintesi del DNA. ^[22]Per questo motivo, il folato è noto come “preventivo del cancro”. Il tetraidrofolato può essere rigenerato dal prodotto della reazione della timidilato sintasi; Poiché le cellule non sono in grado di rigenerare il tetraidrofolato, soffrono di una sintesi difettosa del DNA e alla fine muoiono. Molti farmaci antitumorali agiscono indirettamente inibendo la DHFR o direttamente inibendo la timidilato sintasi. ^[23]

Ciclo delle purine

I derivati ​​del tetraidrofolato vengono prodotti in due fasi di reazione usato de novobiosintesi delle purine; Anche le posizioni C8 e C2 nell'anello purinico derivano dal folato. La purina svolge molti ruoli importanti nella crescita, divisione e sviluppo cellulare poiché è considerata insieme alla base pirimidinica dell'elica del DNA. Con la carenza di folati le funzioni delle purine vengono compromesse, il che significa una compromissione della produzione del DNA e porta a molti problemi all'interno del corpo, poiché il DNA è la base di tutti i processi. I difetti del DNA colpiscono ogni parte del corpo, cioè pelle, ossa, muscoli, e possono portare al morbo di Alzheimer, problemi di memoria, malattie cardiache e muscolari, cancro al seno e alle ovaie e compromissione del sistema immunitario. ^{[24], [25]}

Gli effetti della carenza di acido folico sulla salute

La carenza di acido folico ha un effetto negativo sul corpo; Le malattie più comuni causate dalla carenza di vitamina B9 sono l’anemia megaloblastica e i difetti congeniti. L'anemia megaloblastica è descritta come la presenza normale di grandi globuli rossi. Deriva dall'inibizione della sintesi del DNA nella produzione di globuli rossi. Il 5-metiltetraidrofolato può essere metabolizzato solo dalla metionina sintasi; Pertanto, la carenza del coenzima folato porta alla compromissione dei globuli rossi. Poiché la sintesi del DNA è compromessa, il ciclo cellulare non può progredire e la cellula continua a crescere senza dividersi, manifestandosi come macrocitosi. Può essere dovuto a una carenza di vitamina B12 e anche all'intrappolamento del folato, che gli impedisce di svolgere la sua normale funzione. Questo difetto è causato da una sintesi difettosa del timidilato con ingrossamento del trifosfato di deossiuridina.^[24] La ricerca mostra la connessione tra carenza di acido folico e difetti del tubo neurale nei neonati; Come meccanismo è stata suggerita la carenza di omocisteina. È stato dimostrato che anche la formiltetraidrofolato sintetasi, nota come dominio del gene C1 tetraidrofolato sintetasi, è associata ad un alto rischio di difetto del tubo neurale. ^[25]

Anche la carenza di vitamina B12 è considerata una causa indipendente di difetti del tubo neurale. Il tipo più noto di questo difetto è la "spina bifida", che può portare a molti problemi e problemi, come: B. debolezza fisica o paralisi, disturbi emotivi, dell'intelligenza, dell'apprendimento e della memoria. Secondo l'Associazione Spina Bifida può causare anche disturbi dell'apprendimento, disturbi gastrointestinali, obesità, depressione, disfunzioni urinarie e intestinali, tendiniti e allergie. ^[26]

Vitamina B12

Cos’è considerata “vitamina B12”?

La vitamina B12 (comunemente nota come cianocobalamina) è la vitamina più complessa dal punto di vista chimico tra tutte le vitamine. La struttura della vitamina B12 si basa su un anello di corrina, che è simile all'anello di porfirina presente nell'eme, nella clorofilla e nel citocromo, e al quale sono direttamente legati due anelli pirrolici. La cianocobalamina non può essere prodotta da piante o animali; Batteri e archaea sono gli unici tipi di organismi che possiedono gli enzimi necessari per sintetizzare la cianocobalamina. Le piante superiori non concentrano la cianocobalamina dal suolo e sono quindi povere fonti della sostanza rispetto ai tessuti animali. La vitamina B12 si trova naturalmente in alimenti come carne (soprattutto fegato e crostacei), uova e latticini. ^[27]

Assunzione dietetica di riferimento per la vitamina B12: neonati (assunzione adeguata) 0-6 mesi: 0,4 mcg al giorno (mcg/giorno), neonati 7-12 mesi: 0,5 mcg/giorno, bambini 1-3 anni: 0,9 mcg/giorno, bambini 4-8 anni: 1,2 mcg/giorno, bambini 9-13 anni: 1,8 µg/giorno, adolescenti e adulti di età compresa tra 14 anni e oltre: 2,4 µg/giorno, in gravidanza adolescenti e donne: 2,6 µg/giorno e adolescenti e donne che allattano: 2,8 µg/giorno. ^[28]

Metabolismo e meccanismo d'azione della vitamina B12

La vitamina B12 viene utilizzata dall'organismo in due forme, come metilcobalamina o come 5-deossiadenosilcobalamina. L'enzima metionina sintasi richiede la metilcobalamina come cofattore. Questo enzima è normalmente coinvolto nella conversione dell'aminoacido omocisteina in metionina, mentre la metionina, a sua volta, è necessaria per la metilazione del DNA. La 5-deossiadenosilcobalamina è un cofattore richiesto dall'enzima che converte l'l-metilmalonil-CoA in succinil-CoA. Questa conversione è un passo importante per ottenere energia da proteine ​​e grassi. Inoltre, il succinil-CoA è necessario per la produzione di emoglobina, che è la sostanza che trasporta l’ossigeno nei globuli rossi. ^[29]

Cicli di carenza di vitamina B12

La vitamina B12 svolge un ruolo importante nella crescita cellulare e nello sviluppo del corpo umano attraverso molte reazioni e processi che avvengono nel corpo; Poiché nel corpo manca l'acido folico, tutti i cicli sopra menzionati diventano inefficaci e portano a molti problemi, oltre ad altri problemi come l'anemia megaloblastica, il cancro e i difetti del tubo neurale. ^[26]

Ciclo della metionina

La vitamina B12 (cobalamina) svolge un ruolo importante nella conversione dell'omocisteina in metionina nel ciclo della metionina poiché prende il gruppo metilico dal 5-metiltetraidrofolato (acido folico) e forma metilcobalamina, che poi rilascia questo gruppo metilico per convertire l'omocisteina in metionina. ^[30]Inoltre, la cobalamina è necessaria nella conversione della metionina in omocisteina, dove la metionina viene convertita nel prodotto “SAM” dalla metionina adenosiltransferasi in presenza di ATP. Con una carenza di vitamina B12, il corpo non è in grado di produrre metionina, il che porta a molti problemi. Inoltre, il corpo non è in grado di farlo S -Adenosilmetionina, nota come prodotto “SAM”. ^[31] La produzione difettosa del prodotto SAM porta a una ridotta sintesi della carnitina, a una compromissione della funzione neurale, al mantenimento della mielina e alla mancanza di metilazione del DNA e dell'RNA.

Metilmalonil-CoA mutasi

Sono necessarie due molecole di adenosilcobalamina per convertire il metilmalonil-CoA in succinil-CoA, che è un intermedio del ciclo TCA, mediante l'enzima metilmalonil-CoA mutasi, mentre il propionil-CoA viene convertito in d-metilmalonil-CoA. ^[31] Nella carenza di vitamina B12, l'attività della metilmalonil-CoA mutasi è compromessa e l'acido metilmalonico si accumula nel corpo. Queste menomazioni portano a molti problemi e problemi. Il corpo perde la capacità di produrre il prodotto intermedio del ciclo TCA, succinil-CoA, con conseguente compromissione del ciclo TCA poiché la conversione del succinato in fumarato, malato e il prodotto finale del ciclo responsabile della fornitura di una piccola quantità di energia viene ridotto prima che raggiunga la catena di trasporto degli elettroni responsabile dell'elevata produzione di energia.^{[30], [31]} Esiste anche una compromissione della gluconeogenesi, la via metabolica responsabile della produzione di glucosio da sostanze non carboidrati, ad es. B. glicerina, aminoacidi glucogenici e lattato, è responsabile e aiuta a mantenere la normoglicemia durante il digiuno. Quando l'acido grasso viene ossidato a propionil-CoA, si verifica il ruolo del succinil-CoA, noto come precursore del succinil-CoA, che viene poi convertito in piruvato ed entra nel ciclo della gluconeogenesi. ^[32]

Gli effetti della carenza di acido folico sulla salute

La carenza di vitamina B12 può avere effetti negativi sul corpo. La malattia più comune causata dalla carenza di vitamina B12 è l’anemia perniciosa.

Anemia perniciosa

L’anemia perniciosa è un tipo di anemia con il termine “anemia” che di solito si riferisce a una condizione in cui il sangue ha un numero di globuli rossi inferiore al normale. Nell’anemia perniciosa, il corpo non è in grado di produrre abbastanza globuli rossi sani perché non ha abbastanza vitamina B12. Senza una quantità sufficiente di vitamina B12, i globuli rossi non si dividono normalmente e sono troppo grandi e potrebbero avere difficoltà a uscire dal midollo osseo. Non avere abbastanza globuli rossi per trasportare l’ossigeno al corpo può causare una sensazione di affaticamento e debolezza. L’anemia perniciosa grave o di lunga durata può danneggiare il cuore, il cervello e altri organi del corpo. L’anemia perniciosa può anche causare altri problemi come danni ai nervi, problemi neurologici (come la perdita di memoria) e problemi al tratto digestivo.^[33]

Gli studi dimostrano che i livelli di omocisteina aumentano nell’anemia perniciosa a causa dell’inibizione dell’attività della metionina sintasi. L’iperomocisteinemia è una condizione caratterizzata da livelli anormalmente elevati di omocisteina nel sangue. Aumenta il rischio di malattie delle vene e delle arterie. ^[34]Questa malattia può causare anomalie dei vasi sanguigni, trombosi con restringimento e indurimento dei vasi sanguigni, infiammazione vascolare, malattia coronarica, aterosclerosi, perdita ossea asintomatica e rabbiosa. Livelli elevati di omocisteina potrebbero anche essere un fattore di rischio per lo sviluppo di molte altre malattie, come infarti e ictus, osteoporosi, morbo di Alzheimer, colite ulcerosa e morbo di Crohn. La carenza di vitamina B12 può anche avere un ruolo nell'anemia megaloblastica e nei difetti del tubo neurale, come menzionato sopra in relazione all'acido folico. ^[35]

Conclusione

Le vitamine sono fondamentali per la crescita e lo sviluppo delle cellule. Il loro livello normale nel corpo aiuta nel processo di mantenimento del corpo e migliora le prestazioni. ^[8] Livelli di vitamine aumentati o inferiori rispetto al normale portano alla rottura dell'intero processo, poiché ogni processo è collegato a un altro. ^[26] Le carenze possono essere trattate aumentando l’apporto alimentare o assumendo integratori. ^[34]