Articol de specialitate: Procesele metabolice în deficitul de acid folic și vitamina B12

Articol de specialitate: Procesele metabolice în deficitul de acid folic și vitamina B12

Vitaminele sunt compușii organici necesari organismului uman și sunt considerați nutrienți vitali care sunt necesari în anumite cantități. Ele nu pot fi sintetizate în cantități suficiente de corpul uman; Așa că trebuie luate prin alimente. Sunt cunoscute treisprezece tipuri diferite de vitamine, clasificate în funcție de activitatea lor biologică și chimică. Fiecare dintre ele are o funcție specifică în corpul nostru. Acidul folic joacă un rol crucial în creșterea și dezvoltarea celulelor prin multe reacții și procese care au loc în organism, cum ar fi: B. Ciclul histidinei, ciclul serinei și glicinei, ciclul metioninei, ciclul timidilatului și ciclul purinelor. Dacă organismului îi lipsește acidul folic, toate ciclurile menționate mai sus devin ineficiente și duc la multe probleme, pe lângă alte probleme precum anemia megaloblastică, cancerul și defecte ale tubului neural. Vitamina B12 joacă un rol crucial în creșterea și dezvoltarea celulelor prin multe reacții și procese care au loc în organism. Dacă nivelul devine mai mare sau mai scăzut decât în ​​mod normal, întregul proces se defectează deoarece fiecare proces este conectat la altul. Deficiențele pot fi tratate prin creșterea consumului alimentar sau luarea de suplimente.

introducere

Vitaminele sunt compușii organici necesari organismului uman și, în anumite cantități, sunt considerați nutrienți esențiali. Ele nu pot fi sintetizate in cantitati suficiente de catre organismul uman si de aceea trebuie consumate prin alimentatie. Sunt cunoscute treisprezece tipuri diferite de vitamine, clasificate în funcție de activitatea lor biologică și chimică; Fiecare dintre ele are un rol specific în corpul nostru. ^[1]

Vitaminele sunt clasificate fie solubile în apă, fie solubile în grăsimi. Dintre cele 13 vitamine, 4 sunt solubile în grăsimi (A, D, E și K), iar celelalte 9 sunt solubile în apă (8 vitamine B și vitamina C). Vitaminele solubile în apă sunt ușor solubile în apă și sunt excretate rapid din organism deoarece, în afară de vitamina B12, nu se păstrează mult timp. ^[2]În schimb, vitaminele liposolubile sunt absorbite în intestin în prezența lipidelor și sunt mai probabil să fie stocate în organism. Deoarece sunt depozitate pentru o perioadă lungă de timp, pot provoca hipervitaminoză mai mult decât vitaminele solubile în apă; Unele vitamine sunt vitale pentru creșterea și dezvoltarea celulelor corpului (de exemplu, acidul folic și B12). Acidul folic este cunoscut sub numele de vitamina B9, care are funcții vitale. Corpul nostru are nevoie de acid folic pentru sinteza, repararea și metilarea ADN-ului. ^[3]În plus, acționează ca un cofactor în multe reacții biologice vitale. Acidul folic joacă un rol important în diviziunea celulară și este necesar în special în timpul copilăriei și al sarcinii. Corpul uman are nevoie de acid folic pentru a produce globule roșii sănătoase și pentru a preveni anemia, în timp ce vitamina B12 joacă un rol important în furnizarea grupelor metil esențiale pentru sinteza proteinelor și ADN-ului. Vitamina B12 se leagă de proteinele din alimente, iar acidul clorhidric din stomac eliberează B12 din proteine ​​în timpul digestiei. Odată eliberată, B12 se combină cu o substanță numită factor intrinsec. ^[4]

Revizuire de literatura

Acid folic

Ce este considerat „acid folic”?

Acidul folic este o vitamina B care ajută organismul să creeze noi celule sănătoase. Corpul uman are nevoie de acid folic, în special femeile care pot rămâne însărcinate. Aportul adecvat de acid folic înainte și în timpul sarcinii poate preveni malformații congenitale grave ale creierului sau coloanei vertebrale a copilului. Este cunoscut și sub numele de vitamina B9, acid folic sau acid folic. Toate vitaminele B ajută organismul să transforme alimentele (carbohidrații) în combustibil (glucoză), care este folosit pentru energie. Aceste vitamine B, denumite adesea vitamine din complexul B, ajută organismul să utilizeze grăsimile și proteinele. Vitaminele complexului B sunt necesare pentru sănătatea pielii, părului, ochilor și ficatului. De asemenea, ajută sistemul nervos să funcționeze corect. Acidul folic este forma sintetică a B9 care se găsește în suplimente și alimente fortificate.^[5]

Acidul folic este esențial pentru buna funcționare a creierului și joacă un rol important în sănătatea mentală și emoțională. Ajută la producerea de ADN și ARN, materialul genetic al organismului, mai ales atunci când celulele și țesuturile cresc rapid, cum ar fi. B. în perioada copilăriei, adolescenței și sarcinii. Acidul folic lucrează îndeaproape cu vitamina B12 în formarea globulelor roșii și susține funcția fierului în organism. Vitamina B9 funcționează alături de vitaminele B6 și B12 și de alți nutrienți pentru a controla nivelul sanguin al aminoacidului homocisteină. Nivelurile ridicate de homocisteină au fost legate de bolile de inimă, deși unii cercetători nu sunt siguri dacă homocisteina este o cauză a bolilor de inimă sau doar un marker care indică prezența bolilor de inimă. ^[6]

Sursele bogate de acid folic includ spanacul, legumele cu frunze închise la culoare, sparanghelul, sfecla, napii și verdeața de muștar, varza de Bruxelles, fasolea lima, soia, ficatul de vită, drojdia de bere, legumele rădăcinoase, cerealele integrale, germeni de grâu, grâul bulgur, fasolea, fasolea albă și fasolea de portocală, salamon, suc de portocale, salmado. În plus, toate cerealele și produsele din cereale din Statele Unite sunt îmbogățite cu acid folic. ^[7] Recomandările zilnice pentru acid folic alimentar sunt: Sugari 0-6 luni: 65 mcg (aport adecvat), Sugari 7-12 luni: 80 mcg (doza adecvată), Copii 1-3 ani: 150 mcg (RDA), Copii 4-8 ani: 200 mcg (RDA), Copii 9-10 mcg (DZR), 9-10 mcg 14-18 ani: 400 mcg (RDA), 19 ani și mai în vârstă: 400 mcg (RDA), femeile însărcinate: 600 mcg (RDA) și femeile care alăptează: 500 mcg (RDA). ^[8]

Metabolismul acidului folic și modul de acțiune

Deoarece acidul folic este inactiv din punct de vedere biochimic, este transformat în acid tetrahidrofolic și metiltetrahidrofolat de către dihidrofolat reductază. Acești congeneri ai acidului folic sunt transportați prin celule prin endocitoză mediată de receptor, unde sunt necesari pentru a menține eritropoeza normală, a interconversia aminoacizilor, metilarea ARNt, a genera și utiliza formiat și pentru a sintetiza acizii nucleici purină și timidilat. Folosind vitamina B12 ca cofactor, acidul folic poate normaliza nivelurile ridicate de homocisteină prin remetilarea homocisteinei în metionină prin metionin sintetaza. ^[3]

Cicluri de deficit de acid folic

Acidul folic joacă un rol important în corpul uman, în creșterea și dezvoltarea celulelor prin multe reacții și procese care au loc în cadrul acestuia, inclusiv ciclul histidinei, ciclul serinei și glicinei, ciclul metioninei, ciclul timidilatului și ciclul purinelor. Deoarece organismului îi lipsește acidul folic, toate ciclurile devin ineficiente și duc la multe probleme precum anemie megaloblastică, cancer și defecte ale tubului neural. ^[9]

Ciclul histidinei

Acest ciclu implică dezaminarea histidinei în prezența acidului folic, având ca rezultat formarea acidului urocanic. Acidul urocanoic este implicat în multe procese metabolice pentru a produce formiminoglutamat, care este cunoscut sub numele de „FIGLU” și este implicat în producția de glutamat cu ajutorul formiminotransferazei. În deficiența de acid folic, catabolismul FIGLU este afectat și glutamatul nu poate fi format din formiminoglutamat; prin urmare, formiminoglutamatul se acumulează în sânge și este excretat în cantități crescute prin urină. ^[10]Această metodă poate fi utilizată pentru a evalua deficiența de acid folic, deoarece deficiența de acid folic este implicată în formarea scăzută de glutamat din substanțele formiminoglutamat „FIGLU”. Acidul glutamic este o substanță importantă în metabolismul zahărului și grăsimilor și este implicat în procesul de transport al potasiului; ajută la transportul K+ către lichidul cefalorahidian și prin bariera hemato-encefalică. ^[11]

Glutamatul este un neurotransmițător care joacă un rol important în procesul de învățare și memorie din creier. Nivelurile scăzute de glutamat cresc probabilitatea de schizofrenie, tulburări cognitive, tulburări neuropsihiatrice și de anxietate. În plus, glutamatul joacă un rol important în eliminarea de către organism a excesului sau a azotului rezidual. Glutamatul suferă dezaminare, o reacție oxidativă catalizată de glutamat dehidrogenază. ^[12]

Ciclul serinei și glicinei

Serina este un aminoacid neesențial care poate fi obținut din glucoză sau alimente. Unele țesuturi sunt considerate producători de glicină, în timp ce altele, cum ar fi rinichii, produc serină din glicină. Atât serina cât și glicina sunt transportate rapid prin membrana mitocondrială. ^[13]Acidul folic joacă un rol important în această cale; 5,10-Metilentetrahidrofolatul furnizează o grupare hidroximetil reziduurilor de glicină pentru a produce serină, care este cunoscută a fi sursa primară a unui fragment de carbon utilizat în reacțiile cu folat. ^[14] Când acidul folic este deficitar, glicina își pierde capacitatea de a produce serină; Acest lucru duce la multe probleme, cum ar fi disfuncția creierului și a sistemului nervos central. Multe procese din interiorul corpului sunt, de asemenea, afectate, cum ar fi: B. Tulburări funcționale ale ARN și ADN-ului, metabolismul grăsimilor și acizilor grași și dezvoltarea mușchilor. ^{[cincisprezece]}Serina este necesară pentru producerea triptofanului, aminoacidul implicat în producerea serotoninei, o substanță chimică a creierului care determină starea de spirit. Nivelurile scăzute de serotonină sau triptofan au fost legate de depresie, confuzie, insomnie și anxietate. În plus, un nivel scăzut de serină duce la o performanță redusă a sistemului imunitar, deoarece serina este implicată în formarea anticorpilor. ^[16]

Ciclul metioninei

Folatul joacă un rol important în ciclul metioninei. Este implicat ca 5-metiltetrahidrofolat metionină în procesul de metilare, în care gruparea metil este transferată la homocisteină pentru a forma metionină în prezența enzimei metionin sintază. Metionin sintaza este una dintre singurele două enzime cunoscute a fi enzime dependente de B12. Acest proces se bazează atât pe acidul folic, cât și pe vitamina B12.^[17] Homocisteina nu se găsește în alimente și poate fi obținută din metionină printr-un proces care implică conversia metioninei în S -Adenosilmetionina, cunoscută și sub denumirea de produs „SAM”. Această reacție necesită ATP și vitamina B12, precum și prezența metioninei adenozil transferazei [Figura 1]. ^{[6], [18]} În cazul deficienței de acid folic, organismul este incapabil să producă metionină, ceea ce duce la multe probleme, cum ar fi producția scăzută de antioxidanți naturali (glutation) și aminoacizi care conțin sulf (de exemplu, cisteină), care sunt implicați în eliminarea toxinelor din organism, construirea țesuturilor puternice și sănătoase și promovarea sănătății cardiovasculare. ^[19]Nivelurile scăzute de metionină duc la afectarea funcției hepatice ca urmare a acumulării de grăsime în ficat și a producției afectate de creatină în mușchi, care oferă organismului energia de care are nevoie. De asemenea, se știe că metionina este esențială pentru formarea colagenului, care este implicat în formarea pielii, a unghiilor și a țesutului conjunctiv, iar nivelurile scăzute de metionină au efecte negative asupra acestor procese și funcții. ^[20]

Ciclul timidilatului

Cu toate acestea, acid folic nu este la de novo – Sinteza de pirimidină implicată, dar este încă implicată în formarea timidilatului. Timidilat sintetaza este implicată în catalizarea transferului de formaldehidă de la folat la dUMP pentru a forma dTMP. Timidilat sintază Este o enzimă care joacă un rol în replicarea celulelor și țesuturilor. ^[21] Antagoniștii folați inhibă această enzimă și au fost utilizați ca agenți anticancer. Din acest ciclu, rolul acidului folic poate fi legat de cancer. Timidilat sintetaza este o toxină metabolică implicată în dezvoltarea deficienței funcționale de folat, iar celulele organismului cresc rapid ca urmare a sintezei crescute a ADN-ului. ^[22]Din acest motiv, acidul folic este cunoscut drept „preventiv al cancerului”. Tetrahidrofolatul poate fi regenerat din produsul reacției timidilat sintazei; Deoarece celulele nu sunt capabile să regenereze tetrahidrofolatul, ele suferă de sinteza defectuoasă a ADN-ului și în cele din urmă mor. Multe medicamente anticancer acționează indirect prin inhibarea DHFR sau direct prin inhibarea timidilat sintazei. ^[23]

Ciclul purinelor

Derivații de tetrahidrofolat sunt produși în două etape de reacție folosit de novobiosinteza purinei; Pozițiile C8 și C2 din inelul purinic sunt, de asemenea, derivate din folat. Purina joacă multe roluri importante în creșterea, diviziunea și dezvoltarea celulelor, deoarece este considerată împreună cu baza pirimidină a helixului ADN. Cu deficiența de folat, funcțiile purinei sunt afectate, ceea ce înseamnă afectarea producției de ADN și duce la multe probleme în interiorul corpului, deoarece ADN-ul este baza tuturor proceselor. Defectele ADN-ului afectează fiecare parte a corpului, adică pielea, oasele, mușchii și pot duce la boala Alzheimer, probleme de memorie, boli ale inimii și musculare, cancer de sân și ovarian și afectarea sistemului imunitar. ^{[24], [25]}

Efectele deficienței de acid folic asupra sănătății

Deficitul de acid folic are un efect negativ asupra organismului; Cele mai frecvente boli cauzate de deficitul de B9 sunt anemia megaloblastică și malformațiile congenitale. Anemia megaloblastică este descrisă ca prezența unor globule roșii mari în mod normal. Rezultă din inhibarea sintezei ADN-ului în producția de globule roșii. 5-Metiltetrahidrofolatul poate fi metabolizat numai de metionin sintază; Prin urmare, deficiența coenzimei folat duce la afectarea celulelor roșii din sânge. Deoarece sinteza ADN-ului este afectată, ciclul celular nu poate progresa și celula continuă să crească fără a se diviza, ceea ce se prezintă ca macrocitoză. Se poate datora unei deficiențe de vitamina B12 și, de asemenea, din cauza reținerii folatului, împiedicându-l să își îndeplinească funcția normală. Acest defect este cauzat de sinteza defectuoasă a timidilatului cu mărirea deoxiuridină trifosfat.^[24] Cercetările arată legătura dintre deficitul de acid folic și defecte ale tubului neural la nou-născuți; Deficitul de homocisteină a fost sugerat ca mecanism. Formiltetrahidrofolat sintetaza, cunoscută ca domeniul genei tetrahidrofolat sintetazei C1, s-a dovedit, de asemenea, a fi asociată cu un risc ridicat de defect al tubului neural. ^[25]

Deficitul de vitamina B12 este, de asemenea, considerat o cauză independentă a defectelor tubului neural. Cel mai cunoscut tip al acestui defect este „spina bifida”, care poate duce la multe probleme și probleme, cum ar fi: B. slăbiciune fizică sau paralizie, tulburări emoționale, de inteligență, de învățare și de memorie. Potrivit Asociației Spina Bifida, poate provoca și dificultăți de învățare, tulburări gastrointestinale, obezitate, depresie, disfuncție urinară și intestinală, tendinită și alergii. ^[26]

Vitamina B12

Ce este considerat „vitamina B12”?

Vitamina B12 (cunoscută în mod obișnuit ca cianocobalamină) este cel mai complex din punct de vedere chimic dintre toate vitaminele. Structura vitaminei B12 se bazează pe un inel de corină, care este similar cu inelul de porfirină găsit în hem, clorofilă și citocrom și de care două dintre inelele pirolului sunt legate direct. Cianocobalamina nu poate fi produsă de plante sau animale; Bacteriile și arheile sunt singurele tipuri de organisme care au enzimele necesare pentru a sintetiza cianocobalamina. Plantele superioare nu concentrează cianocobalamina din sol și, prin urmare, sunt surse slabe de substanță în comparație cu țesuturile animale. Vitamina B12 se găsește în mod natural în alimente precum carnea (în special ficat și crustacee), ouă și produse lactate. ^[27]

Aport alimentar de referință pentru vitamina B12: Sugari (aport adecvat) 0-6 luni: 0,4 mcg pe zi (mcg/zi), Sugari 7-12 luni: 0,5 mcg/zi, Copii 1-3 ani: 0,9 mcg/zi, Copii 4-8 ani: 1,2 mcg/zi, Copii 1-12 mcg/zi, Copii 1-3 ani: 0,9 mcg/zi, Copii 4-8 ani: 1,2 mcg/zi, Copii 1-12 mcg/zi și adulți cu vârsta de 14 ani și peste: 2,4 µg/zi, gravidă adolescenți și femei: 2,6 µg/zi și adolescenți și femei care alăptează: 2,8 µg/zi. ^[28]

Metabolismul și mecanismul de acțiune al vitaminei B12

Vitamina B12 este utilizată de organism în două forme, fie ca metilcobalamină, fie ca 5-deoxiadenozilcobalamină. Enzima metionin sintaza necesită metilcobalamină ca cofactor. Această enzimă este în mod normal implicată în transformarea aminoacidului homocisteină în metionină, în timp ce metionina, la rândul său, este necesară pentru metilarea ADN-ului. 5-Deoxiadenozilcobalamina este un cofactor necesar enzimei care transformă l-metilmalonil-CoA în succinil-CoA. Această conversie este un pas important în obținerea energiei din proteine ​​și grăsimi. În plus, succinil-CoA este necesar pentru producerea hemoglobinei, care este substanța care transportă oxigenul în celulele roșii din sânge. ^[29]

Cicluri de deficit de vitamina B12

Vitamina B12 joacă un rol important în creșterea și dezvoltarea celulară a corpului uman prin multe reacții și procese care au loc în organism; Deoarece organismului îi lipsește acidul folic, toate ciclurile menționate mai sus devin ineficiente și duc la multe probleme, pe lângă alte probleme precum anemia megaloblastică, cancerul și defecte ale tubului neural. ^[26]

Ciclul metioninei

Vitamina B12 (cobalamina) joacă un rol important în conversia homocisteinei în metionină în ciclul metioninei, deoarece ia gruparea metil din 5-metiltetrahidrofolat (acid folic) și formează metilcobalamină, care apoi eliberează această grupare metil pentru a transforma homocisteina în metionină. ^[30]În plus, cobalamina este necesară în conversia metioninei în homocisteină, unde metionina este transformată în produsul „SAM” de către metionina adenoziltransferaza în prezența ATP. Cu deficit de vitamina B12, organismul este incapabil să producă metionină, ceea ce duce la multe probleme. În plus, organismul nu poate S -Adenosilmetionina, cunoscută sub numele de produs „SAM”. ^[31] Producția defectuoasă a produsului SAM duce la deteriorarea sintezei carnitinei, afectarea funcției neuronale, întreținerea mielinei și lipsa metilării ADN și ARN.

Metilmalonil-CoA mutaza

Două molecule de adenozilcobalamină sunt necesare pentru a transforma metilmalonil-CoA în succinil-CoA, care este un intermediar al ciclului TCA, de către enzima metilmalonil-CoA mutază, în timp ce propionil-CoA este transformat în d-metilmalonil-CoA. ^[31] În deficiența de vitamina B12, activitatea metilmalonil-CoA mutazei este afectată și acidul metilmalonic se acumulează în organism. Aceste deficiențe duc la multe probleme și probleme. Organismul își pierde capacitatea de a produce produsul intermediar al ciclului TCA, succinil-CoA, ceea ce duce la afectarea ciclului TCA, deoarece conversia succinatului în fumarat, malat și produsul final al ciclului responsabil de furnizarea unei cantități mici de energie este redusă înainte de a ajunge la lanțul de transport de electroni responsabil pentru producția de energie ridicată.^{[30], [31]} Există, de asemenea, afectarea gluconeogenezei, calea metabolică responsabilă pentru producerea de glucoză din substanțe non-carbohidrate, de ex. B. glicerina, aminoacizi glucogenici și lactat, este responsabilă și ajută la menținerea normoglicemiei în timpul postului. Când acidul gras este oxidat la propionil-CoA, apare rolul succinil-CoA, care este cunoscut sub numele de precursor succinil-CoA, care este apoi transformat în piruvat și intră în ciclul gluconeogenezei. ^[32]

Efectele deficienței de acid folic asupra sănătății

Deficitul de vitamina B12 poate afecta negativ organismul. Cea mai frecventă boală cauzată de deficitul de B12 este anemia pernicioasă.

Anemia pernicioasă

Anemia pernicioasă este un tip de anemie, termenul „anemie” se referă de obicei la o afecțiune în care sângele are un număr mai mic de globule roșii decât în ​​mod normal. În anemia pernicioasă, organismul nu poate produce suficiente celule roșii din sânge, deoarece nu are suficientă vitamina B12. Fără suficientă vitamina B12, celulele roșii din sânge nu se divid normal și sunt prea mari și pot avea dificultăți în ieșirea din măduva osoasă. Lipsa celulelor roșii din sânge pentru a transporta oxigenul în organism poate provoca o senzație de oboseală și slăbiciune. Anemia pernicioasă severă sau de lungă durată poate afecta inima, creierul și alte organe din organism. Anemia pernicioasă poate provoca, de asemenea, alte probleme, cum ar fi leziuni ale nervilor, probleme neurologice (cum ar fi pierderea memoriei) și probleme ale tractului digestiv.^[33]

Studiile arată că nivelurile de homocisteină sunt crescute în anemia pernicioasă ca urmare a inhibării activității metionin sintetazei. Hiperhomocisteinemia este o afecțiune caracterizată prin niveluri anormal de crescute de homocisteină în sânge. Crește riscul de boli de vene și artere. ^[34]Această boală poate provoca anomalii ale vaselor de sânge, tromboză cu îngustarea și întărirea vaselor de sânge, inflamație vasculară, boală coronariană, ateroscleroză, pierdere osoasă asimptomatică și turbată. Nivelurile crescute de homocisteină ar putea fi, de asemenea, un factor de risc pentru dezvoltarea multor alte boli, cum ar fi atacurile de cord și accidentele vasculare cerebrale, osteoporoza, boala Alzheimer, colita ulceroasă și boala Crohn. Deficitul de vitamina B12 poate juca, de asemenea, un rol în anemia megaloblastică și defectele tubului neural, așa cum sa menționat mai sus în legătură cu acidul folic. ^[35]

Concluzie

Vitaminele sunt esențiale pentru creșterea și dezvoltarea celulelor. Nivelul lor normal în organism ajută la procesul de întreținere al organismului și îmbunătățește performanța. ^[8] Nivelurile crescute sau mai scăzute de vitamine decât în ​​mod normal duc la defalcarea întregului proces, deoarece fiecare proces este legat de altul. ^[26] Deficiențele pot fi tratate prin creșterea aportului alimentar sau luarea de suplimente. ^[34]