Fagartikkel: De metabolske prosessene ved folsyre- og vitamin B12-mangel

Fagartikkel: De metabolske prosessene ved folsyre- og vitamin B12-mangel

Vitaminer er de organiske forbindelsene som kreves av menneskekroppen og regnes som livsviktige næringsstoffer som kreves i visse mengder. De kan ikke syntetiseres i tilstrekkelige mengder av menneskekroppen; Så de må tas inn gjennom maten. Det er tretten forskjellige typer vitaminer kjent, klassifisert etter deres biologiske og kjemiske aktivitet. Hver av dem har en spesifikk funksjon i kroppen vår. Folsyre spiller en avgjørende rolle i cellevekst og utvikling gjennom mange reaksjoner og prosesser som skjer i kroppen, som for eksempel: B. Histidin syklus, serin og glycin syklus, metionin syklus, tymidylat syklus og purin syklus. Hvis kroppen mangler folsyre, blir alle syklusene nevnt ovenfor ineffektive og fører til mange problemer, i tillegg til andre problemer som megaloblastisk anemi, kreft og nevralrørsdefekter. Vitamin B12 spiller en avgjørende rolle i cellevekst og utvikling gjennom mange reaksjoner og prosesser som skjer i kroppen. Hvis nivået blir høyere eller lavere enn normalt, bryter hele prosessen sammen fordi hver prosess er koblet til en annen. Mangler kan behandles ved å øke kostinntaket eller ta kosttilskudd.

introduksjon

Vitaminer er de organiske forbindelsene som kreves av menneskekroppen og, i visse mengder, regnes som essensielle næringsstoffer. De kan ikke syntetiseres i tilstrekkelige mengder av menneskekroppen og må derfor konsumeres gjennom mat. Tretten forskjellige typer vitaminer er kjent, klassifisert etter deres biologiske og kjemiske aktivitet; Hver av dem har en spesifikk rolle i kroppen vår. ^[1]

Vitaminer er klassifisert som enten vannløselige eller fettløselige. Av de 13 vitaminene er 4 fettløselige (A, D, E og K) og de andre 9 er vannløselige (8 B-vitaminer og vitamin C). De vannløselige vitaminene er lett løselige i vann og skilles raskt ut fra kroppen fordi de, bortsett fra vitamin B12, ikke lagres lenge. ^[2]Derimot absorberes fettløselige vitaminer i tarmen i nærvær av lipider og er mer sannsynlig å lagres i kroppen. Siden de lagres i lang tid, kan de forårsake hypervitaminose mer enn de vannløselige vitaminene; Noen vitaminer er avgjørende for vekst og utvikling av kroppsceller (f.eks. folsyre og B12). Folsyre er kjent som vitamin B9, som har vitale funksjoner. Kroppene våre trenger folsyre for syntese, reparasjon og metylering av DNA. ^[3]I tillegg fungerer det som en kofaktor i mange vitale biologiske reaksjoner. Folsyre spiller en viktig rolle i celledeling og er spesielt nødvendig under barndom og graviditet. Menneskekroppen krever folsyre for å produsere sunne røde blodceller og forhindre anemi, mens vitamin B12 spiller en viktig rolle i å gi essensielle metylgrupper for protein- og DNA-syntese. Vitamin B12 binder seg til protein i mat og saltsyre i magen frigjør B12 fra protein under fordøyelsen. Når det er frigjort, kombineres B12 med et stoff som kalles intrinsic factor. ^[4]

litteraturgjennomgang

Folsyre

Hva regnes som "folsyre"?

Folsyre er et B-vitamin som hjelper kroppen å skape friske nye celler. Menneskekroppen trenger folsyre, spesielt kvinner som kan bli gravide. Tilstrekkelig inntak av folsyre før og under graviditet kan forhindre alvorlige fødselsskader i babyens hjerne eller ryggrad. Det er også kjent som vitamin B9, folat eller folsyre. Alle B-vitaminer hjelper kroppen å omdanne mat (karbohydrater) til drivstoff (glukose), som brukes til energi. Disse B-vitaminene, ofte referert til som B-kompleksvitaminer, hjelper kroppen å utnytte fett og proteiner. B-kompleks vitaminer er nødvendig for sunn hud, hår, øyne og lever. De hjelper også nervesystemet til å fungere ordentlig. Folsyre er den syntetiske formen av B9 som finnes i kosttilskudd og beriket mat.^[5]

Folsyre er avgjørende for riktig funksjon av hjernen og spiller en viktig rolle i mental og emosjonell helse. Det bidrar til å produsere DNA og RNA, kroppens arvestoff, spesielt når celler og vev vokser raskt, som f.eks. B. under barndom, ungdomsår og svangerskap. Folsyre jobber tett sammen med vitamin B12 i dannelsen av røde blodlegemer og støtter jernfunksjonen i kroppen. Vitamin B9 fungerer sammen med vitamin B6 og B12 og andre næringsstoffer for å kontrollere blodnivået av aminosyren homocystein. Høye nivåer av homocystein har vært knyttet til hjertesykdom, selv om noen forskere er usikre på om homocystein er en årsak til hjertesykdom eller bare en markør som indikerer tilstedeværelsen av hjertesykdom. ^[6]

Rike kilder til folat inkluderer spinat, mørke bladgrønnsaker, asparges, rødbeter, neper og sennepsgrønnsaker, rosenkål, limabønner, soyabønner, bifflever, ølgjær, rotgrønnsaker, hele korn, hvetekim, bulgurhvete, kidneybønner, hvite bønner, appelsinjuice, apelsinjuicebønner, limonado-bønner. I tillegg er alle korn- og kornprodukter i USA beriket med folsyre. ^[7] De daglige anbefalingene for folsyre er: Spedbarn 0-6 måneder: 65 mcg (tilstrekkelig inntak), Spedbarn 7-12 måneder: 80 mcg (tilstrekkelig inntak), Barn 1-3 år: 150 mcg (RDA), Barn 4-8 år: 200 mcg (RDA), barn 9-10 mcg (RDA), barn Ungdom 14-18 år: 400 mcg (RDA), 19 år og eldre: 400 mcg (RDA), gravide: 600 mcg (RDA) og ammende kvinner: 500 mcg (RDA). ^[8]

Folsyremetabolisme og virkemåte

Siden folsyre er biokjemisk inaktiv, omdannes den til tetrahydrofolsyre og metyltetrahydrofolat av dihydrofolatreduktase. Disse folsyrekongenerene transporteres gjennom celler ved reseptormediert endocytose, hvor de er nødvendige for å opprettholde normal erytropoese, interkonvertere aminosyrer, metylere tRNA, generere og utnytte formiat og syntetisere purin- og tymidylatnukleinsyrer. Ved å bruke vitamin B12 som en kofaktor kan folsyre normalisere høye homocysteinnivåer ved å remetylere homocystein til metionin via metioninsyntetase. ^[3]

Folsyremangel sykluser

Folsyre spiller en viktig rolle i menneskekroppen, cellevekst og utvikling gjennom mange reaksjoner og prosesser som oppstår i den, inkludert histidin-syklus, serin- og glycin-syklus, metionin-syklus, tymidylat-syklus og purin-syklus. Siden kroppen mangler folsyre, blir alle sykluser ineffektive og fører til mange problemer som megaloblastisk anemi, kreft og nevralrørsdefekter. ^[9]

Histidin syklus

Denne syklusen innebærer deaminering av histidin i nærvær av folsyre, noe som resulterer i dannelsen av urokansyre. Urokansyre er involvert i mange metabolske prosesser for å produsere formiminoglutamat, som er kjent som "FIGLU" og er involvert i produksjonen av glutamat ved hjelp av formiminotransferase. Ved folsyremangel er FIGLU-katabolismen svekket og glutamat kan ikke dannes fra formiminoglutamat; derfor akkumuleres formiminoglutamat i blodet og skilles ut i økte mengder i urinen. ^[10]Denne metoden kan brukes til å vurdere folsyremangel siden folsyremangel er involvert i lav glutamatdannelse fra formiminoglutamat "FIGLU"-stoffer. Glutaminsyre er et viktig stoff i sukker- og fettmetabolismen og er involvert i prosessen med kaliumtransport; det hjelper med å transportere K+ til spinalvæsken og over blod-hjerne-barrieren. ^[11]

Glutamat er en nevrotransmitter som spiller en viktig rolle i lærings- og minneprosessen i hjernen. Lave glutamatnivåer øker sannsynligheten for schizofreni, kognitive lidelser, nevropsykiatriske og angstlidelser. I tillegg spiller glutamat en viktig rolle i kroppens avhending av overflødig eller avfallsnitrogen. Glutamat gjennomgår deaminering, en oksidativ reaksjon katalysert av glutamatdehydrogenase. ^[12]

Serin og glycin syklus

Serin er en ikke-essensiell aminosyre som kan fås fra glukose eller mat. Noen vev regnes som glycinprodusenter, mens andre, for eksempel nyrene, produserer serin fra glycin. Både serin og glycin transporteres raskt over mitokondriemembranen. ^[13]Folsyre spiller en viktig rolle i denne veien; 5,10-Methylentetrahydrofolat gir en hydroksymetylgruppe til glycinrester for å produsere serin, som er kjent for å være den primære kilden til en karbondel som brukes i folatreaksjoner. ^[14] Når folsyre er mangelfull, mister glycin sin evne til å produsere serin; Dette fører til mange problemer, som funksjonssvikt i hjernen og sentralnervesystemet. Mange prosesser inne i kroppen er også svekket, slik som: B. Funksjonelle forstyrrelser av RNA og DNA, fett- og fettsyremetabolisme og muskelutvikling. ^[femten]Serin er nødvendig for produksjonen av tryptofan, aminosyren som er involvert i produksjonen av serotonin, en stemningsbestemmende hjernekjemikalie. Lave nivåer av serotonin eller tryptofan har vært knyttet til depresjon, forvirring, søvnløshet og angst. I tillegg fører et lavt serinnivå til redusert ytelse av immunsystemet, da serin er involvert i dannelsen av antistoffer. ^[16]

Metionin syklus

Folat spiller en viktig rolle i metioninsyklusen. Det er involvert som 5-metyltetrahydrofolatmetionin i metyleringsprosessen, der metylgruppen overføres til homocystein for å danne metionin i nærvær av metioninsyntase-enzymet. Metioninsyntase er et av de eneste to enzymene som er kjent for å være B12-avhengige enzymer. Denne prosessen er avhengig av både folsyre og vitamin B12.^[17] Homocystein finnes ikke i mat og kan fås fra metionin gjennom en prosess som involverer omdannelse av metionin til S -Adenosylmetionin, også kjent som "SAM"-produktet. Denne reaksjonen krever ATP og vitamin B12 samt tilstedeværelsen av metioninadenosyltransferase [Figur 1]. ^{[6], [18]} Ved folsyremangel er ikke kroppen i stand til å produsere metionin, noe som fører til mange problemer som lav produksjon av naturlige antioksidanter (glutation) og svovelholdige aminosyrer (f.eks. cystein), som er involvert i å eliminere giftstoffer i kroppen, bygge sterkt og sunt vev og fremme kardiovaskulær helse. ^[19]Lave metioninnivåer fører til nedsatt leverfunksjon som følge av fettansamling i leveren og nedsatt kreatinproduksjon i musklene, som gir kroppen den energien den trenger. Metionin er også kjent for å være essensielt for dannelsen av kollagen, som er involvert i dannelsen av hud, negler og bindevev, og lave nivåer av metionin har negative effekter på disse prosessene og funksjonene. ^[20]

Tymidylat syklus

Folat er imidlertid ikke på de novo – Syntese av pyrimidin involvert, men er fortsatt involvert i dannelsen av tymidylat. Tymidylatsyntase er involvert i å katalysere overføringen av formaldehyd fra folat til dUMP for å danne dTMP. Tymidylatsyntase Det er et enzym som spiller en rolle i replikasjonen av celler og vev. ^[21] Folatantagonister hemmer dette enzymet og har blitt brukt som antikreftmidler. Fra denne syklusen kan rollen til folsyre være knyttet til kreft. Tymidylatsyntase er et metabolsk toksin som er involvert i utviklingen av funksjonell folatmangel, og kroppens celler vokser raskt som følge av økt DNA-syntese. ^[22]Av denne grunn er folat kjent som en "kreftforebyggende". Tetrahydrofolat kan regenereres fra produktet av tymidylatsyntasereaksjonen; Fordi cellene ikke er i stand til å regenerere tetrahydrofolat, lider de av defekt DNA-syntese og dør til slutt. Mange kreftmedisiner virker indirekte ved å hemme DHFR eller direkte ved å hemme tymidylatsyntase. ^[23]

Purin syklus

Tetrahydrofolatderivater produseres i to reaksjonstrinn brukt de novobiosyntese av purin; Posisjonene C8 og C2 i purinringen er også avledet fra folat. Purin spiller mange viktige roller i cellevekst, deling og utvikling ettersom det anses sammen med pyrimidinbasen til DNA-helixen. Ved folatmangel svekkes purinfunksjonene, noe som betyr svekkelse av DNA-produksjonen og fører til mange problemer inne i kroppen, siden DNA er grunnlaget for alle prosesser. DNA-defekter påvirker alle deler av kroppen, det vil si hud, bein, muskler, og kan føre til Alzheimers sykdom, hukommelsesproblemer, hjerte- og muskelsykdommer, bryst- og eggstokkreft og nedsatt immunsystem. ^{[24], [25]}

Effektene av folsyremangel på helsen

Folsyremangel har en negativ effekt på kroppen; De vanligste sykdommene forårsaket av B9-mangel er megaloblastisk anemi og fødselsskader. Megaloblastisk anemi beskrives som tilstedeværelsen av store røde blodlegemer som normalt. Det er et resultat av hemming av DNA-syntese i produksjonen av røde blodlegemer. 5-Methyltetrahydrofolate kan bare metaboliseres av metioninsyntase; Derfor fører mangel på folatkoenzym til svekkelse av røde blodlegemer. Fordi DNA-syntesen er svekket, kan ikke cellesyklusen utvikle seg og cellen fortsetter å vokse uten å dele seg, noe som presenteres som makrocytose. Det kan være på grunn av vitamin B12-mangel og også på grunn av fangst av folat, som hindrer det i å utføre sin normale funksjon. Denne defekten er forårsaket av defekt tymidylatsyntese med deoksyuridintrifosfatforstørrelse.^[24] Forskning viser sammenhengen mellom folsyremangel og nevralrørsdefekter hos nyfødte; Homocystein-mangel har blitt foreslått som mekanismen. Formyltetrahydrofolatsyntetase, kjent som domenet til C1-tetrahydrofolatsyntetase-genet, har også vist seg å være assosiert med høy risiko for nevralrørsdefekt. ^[25]

Vitamin B12-mangel regnes også som en uavhengig årsak til nevralrørsdefekter. Den mest kjente typen av denne defekten er "ryggmargsbrokk", som kan føre til mange problemer og problemer, for eksempel: B. fysisk svakhet eller lammelse, emosjonelle, intelligens-, lærings- og hukommelsesforstyrrelser. Ifølge Spina Bifida Association kan det også forårsake lærevansker, mage-tarmlidelser, overvekt, depresjon, urin- og tarmsvikt, senebetennelse og allergier. ^[26]

Vitamin B12

Hva regnes som "vitamin B12"?

Vitamin B12 (ofte kjent som cyanokobalamin) er det mest kjemisk komplekse av alle vitaminer. Strukturen til vitamin B12 er basert på en korrinring, som ligner på porfyrinringen som finnes i hem, klorofyll og cytokrom, og som to av pyrrolringene er direkte bundet til. Cyanokobalamin kan ikke produseres av planter eller dyr; Bakterier og archaea er de eneste typene organismer som har enzymene som er nødvendige for å syntetisere cyanokobalamin. Høyere planter konsentrerer ikke cyanokobalamin fra jorda og er derfor dårlige kilder til stoffet sammenlignet med dyrevev. Vitamin B12 forekommer naturlig i matvarer som kjøtt (spesielt lever og skalldyr), egg og meieriprodukter. ^[27]

Diettreferanseinntak for vitamin B12: Spedbarn (tilstrekkelig inntak) 0-6 måneder: 0,4 mcg per dag (mcg/dag), spedbarn 7-12 måneder: 0,5 mcg/dag, barn 1-3 år: 0,9 mcg/dag, barn 4-8 år: 1,3 mcg/dag, barn 1,2 mcg/dag, barn 1,2 mcg/dag. µg/dag, ungdom og voksne over 14 år: 2,4 µg/dag, gravide tenåringer og kvinner: 2,6 µg/dag og ammende tenåringer og kvinner: 2,8 µg/dag. ^[28]

Metabolisme og virkningsmekanisme av vitamin B12

Vitamin B12 brukes av kroppen i to former, enten som metylkobalamin eller som 5-deoksyadenosylkobalamin. Enzymet metioninsyntase krever metylkobalamin som en kofaktor. Dette enzymet er normalt involvert i å omdanne aminosyren homocystein til metionin, mens metionin på sin side er nødvendig for DNA-metylering. 5-Deoksyadenosylkobalamin er en kofaktor som kreves av enzymet som omdanner l-metylmalonyl-CoA til succinyl-CoA. Denne konverteringen er et viktig skritt for å få energi fra proteiner og fett. I tillegg er succinyl-CoA nødvendig for produksjonen av hemoglobin, som er stoffet som frakter oksygen i røde blodlegemer. ^[29]

Vitamin B12-mangelsykluser

Vitamin B12 spiller en viktig rolle i cellevekst og utvikling av menneskekroppen gjennom mange reaksjoner og prosesser som skjer i kroppen; Siden kroppen mangler folsyre, blir alle de ovennevnte syklusene ineffektive og fører til mange problemer, i tillegg til andre problemer som megaloblastisk anemi, kreft og nevralrørsdefekter. ^[26]

Metionin syklus

Vitamin B12 (kobalamin) spiller en viktig rolle i omdannelsen av homocystein til metionin i metioninsyklusen da det tar metylgruppen fra 5-metyltetrahydrofolat (folsyre) og danner metylkobalamin, som deretter frigjør denne metylgruppen for å omdanne homocystein til metionin. ^[30]I tillegg er kobalamin nødvendig ved omdannelsen av metionin til homocystein, hvor metionin omdannes til "SAM"-produktet ved hjelp av metionin adenosyltransferase i nærvær av ATP. Med vitamin B12-mangel klarer ikke kroppen å produsere metionin, noe som fører til mange problemer. I tillegg klarer ikke kroppen S -Adenosylmetionin, kjent som "SAM"-produktet. ^[31] Defekt produksjon av SAM-produktet fører til nedsatt karnitinsyntese, nedsatt nevrale funksjon, myelinvedlikehold og mangel på DNA- og RNA-metylering.

Metylmalonyl-CoA mutase

To molekyler av adenosylkobalamin er nødvendig for å omdanne metylmalonyl-CoA til succinyl-CoA, som er et mellomprodukt av TCA-syklusen, av metylmalonyl-CoA-mutaseenzymet, mens propionyl-CoA omdannes til d-metylmalonyl-CoA. ^[31] Ved vitamin B12-mangel er aktiviteten til metylmalonyl-CoA-mutase svekket og metylmalonsyre akkumuleres i kroppen. Disse svekkelsene fører til mange problemer og problemer. Kroppen mister sin evne til å produsere mellomproduktet av TCA-syklusen, succinyl-CoA, noe som resulterer i svekkelse av TCA-syklusen ettersom omdannelsen av succinat til fumarat, malat og sluttproduktet av syklusen som er ansvarlig for å gi en liten mengde energi reduseres før det går til elektrontransportkjeden som er ansvarlig for høy energiproduksjon.^{[30], [31]} Det er også svekkelse av glukoneogenesen, den metabolske veien som er ansvarlig for produksjonen av glukose fra ikke-karbohydratstoffer, f.eks. B. glyserin, glukogene aminosyrer og laktat, er ansvarlig og bidrar til å opprettholde normoglykemi under faste. Når fettsyren oksideres til propionyl-CoA, oppstår rollen til succinyl-CoA, som er kjent som succinyl-CoA-forløper, som deretter omdannes til pyruvat og går inn i glukoneogenesesyklusen. ^[32]

Effektene av folsyremangel på helsen

Vitamin B12-mangel kan påvirke kroppen negativt. Den vanligste sykdommen forårsaket av B12-mangel er pernisiøs anemi.

Pernisiøs anemi

Pernisiøs anemi er en type anemi med begrepet "anemi" vanligvis refererer til en tilstand der blodet har et lavere antall røde blodlegemer enn normalt. Ved pernisiøs anemi klarer ikke kroppen å produsere nok friske røde blodlegemer fordi den ikke har nok vitamin B12. Uten nok vitamin B12 deler ikke røde blodlegemer seg normalt og er for store, og de kan ha problemer med å komme seg ut av benmargen. Å ikke ha nok røde blodceller til å frakte oksygen til kroppen kan forårsake en følelse av tretthet og svakhet. Alvorlig eller langvarig pernisiøs anemi kan skade hjertet, hjernen og andre organer i kroppen. Pernisiøs anemi kan også forårsake andre problemer som nerveskader, nevrologiske problemer (som hukommelsestap) og problemer med fordøyelseskanalen.^[33]

Studier viser at homocysteinnivåer øker ved pernisiøs anemi som et resultat av hemming av metioninsyntaseaktivitet. Hyperhomocysteinemi er en tilstand preget av unormalt forhøyede nivåer av homocystein i blodet. Det øker risikoen for åre- og arteriesykdom. ^[34]Denne sykdommen kan forårsake abnormiteter i blodkar, trombose med innsnevring og herding av blodkar, vaskulær betennelse, koronarsykdom, åreforkalkning, asymptomatisk og rabiat bentap. Forhøyede homocysteinnivåer kan også være en risikofaktor for utvikling av mange andre sykdommer, som hjerteinfarkt og slag, osteoporose, Alzheimers sykdom, ulcerøs kolitt og Crohns sykdom. Vitamin B12-mangel kan også spille en rolle ved megaloblastisk anemi og nevralrørsdefekter, som nevnt ovenfor i forbindelse med folsyre. ^[35]

Konklusjon

Vitaminer er avgjørende for cellevekst og utvikling. Deres normale nivå i kroppen hjelper i vedlikeholdsprosessen av kroppen og forbedrer ytelsen. ^[8] Økte eller lavere nivåer av vitaminer enn normalt fører til nedbryting av hele prosessen, da hver prosess er knyttet til en annen. ^[26] Mangler kan behandles ved å øke kostinntaket eller ta kosttilskudd. ^[34]