Strokovni članek: Presnovni procesi pri pomanjkanju folne kisline in vitamina B12

Strokovni članek: Presnovni procesi pri pomanjkanju folne kisline in vitamina B12

Vitamini so organske spojine, ki jih potrebuje človeško telo in veljajo za vitalna hranila, ki so potrebna v določenih količinah. Človeško telo jih ne more sintetizirati v zadostnih količinah; Zato jih je treba vnesti s hrano. Poznamo trinajst različnih vrst vitaminov, razvrščenih glede na njihovo biološko in kemično delovanje. Vsak od njih ima v našem telesu določeno funkcijo. Folna kislina igra ključno vlogo pri rasti in razvoju celic skozi številne reakcije in procese, ki se odvijajo v telesu, kot so: B. Histidinski cikel, serinski in glicinski cikel, metioninski cikel, timidilatni cikel in purinski cikel. Če telesu primanjkuje folne kisline, postanejo vsi zgoraj omenjeni cikli neučinkoviti in povzročijo številne težave, poleg drugih težav, kot so megaloblastna anemija, rak in okvare nevralne cevi. Vitamin B12 ima ključno vlogo pri rasti in razvoju celic skozi številne reakcije in procese, ki se odvijajo v telesu. Če raven postane višja ali nižja od običajne, se celoten proces prekine, ker je vsak proces povezan z drugim. Pomanjkljivosti je mogoče odpraviti s povečanjem porabe hrane ali jemanjem dodatkov.

uvod

Vitamini so organske spojine, ki jih potrebuje človeško telo in v določenih količinah veljajo za bistvena hranila. Človeško telo jih ne more sintetizirati v zadostnih količinah, zato jih je treba zaužiti s hrano. Poznamo trinajst različnih vrst vitaminov, razvrščenih glede na njihovo biološko in kemično delovanje; Vsak od njih ima v našem telesu določeno vlogo. ^[1]

Vitamini so razvrščeni kot vodotopni ali v maščobi topni. Od 13 vitaminov so 4 topni v maščobi (A, D, E in K), ostalih 9 pa je topnih v vodi (8 vitaminov B in vitamin C). Vodotopni vitamini so zlahka topni v vodi in se hitro izločijo iz telesa, saj se razen vitamina B12 ne skladiščijo dolgo. ^[2]Nasprotno pa se vitamini, topni v maščobah, absorbirajo v črevesju v prisotnosti lipidov in je večja verjetnost, da se shranijo v telesu. Ker so dolgotrajno shranjeni, lahko povzročijo hipervitaminozo bolj kot vodotopni vitamini; Nekateri vitamini so ključni za rast in razvoj telesnih celic (npr. folna kislina in B12). Folna kislina je znana kot vitamin B9, ki ima vitalne funkcije. Naša telesa potrebujejo folno kislino za sintezo, popravilo in metilacijo DNK. ^[3]Poleg tega deluje kot kofaktor v številnih vitalnih bioloških reakcijah. Folna kislina ima pomembno vlogo pri delitvi celic in je še posebej potrebna v otroštvu in nosečnosti. Človeško telo potrebuje folno kislino za proizvodnjo zdravih rdečih krvnih celic in preprečevanje anemije, medtem ko ima vitamin B12 pomembno vlogo pri zagotavljanju bistvenih metilnih skupin za sintezo beljakovin in DNA. Vitamin B12 se veže na beljakovine v hrani in klorovodikova kislina v želodcu sprosti B12 iz beljakovin med prebavo. Ko se sprosti, se B12 združi s snovjo, imenovano intrinzični faktor. ^[4]

pregled literature

Folna kislina

Kaj se šteje za "folno kislino"?

Folna kislina je vitamin B, ki pomaga telesu pri ustvarjanju zdravih novih celic. Človeško telo potrebuje folno kislino, zlasti ženske, ki lahko zanosijo. Zadosten vnos folne kisline pred in med nosečnostjo lahko prepreči resne prirojene okvare otrokovih možganov ali hrbtenice. Znan je tudi kot vitamin B9, folat ali folna kislina. Vsi vitamini B pomagajo telesu pretvoriti hrano (ogljikove hidrate) v gorivo (glukozo), ki se uporablja za energijo. Ti vitamini B, ki jih pogosto imenujemo vitamini B kompleksa, pomagajo telesu pri uporabi maščob in beljakovin. Vitamini B kompleksa so potrebni za zdravo kožo, lase, oči in jetra. Pomagajo tudi pri pravilnem delovanju živčnega sistema. Folna kislina je sintetična oblika B9, ki jo najdemo v dodatkih in obogateni hrani.^[5]

Folna kislina je ključnega pomena za pravilno delovanje možganov in ima pomembno vlogo pri duševnem in čustvenem zdravju. Pomaga pri nastajanju DNK in RNK, genetskega materiala telesa, zlasti kadar celice in tkiva hitro rastejo, kot npr. B. v otroštvu, adolescenci in nosečnosti. Folna kislina tesno sodeluje z vitaminom B12 pri tvorbi rdečih krvničk in podpira delovanje železa v telesu. Vitamin B9 deluje skupaj z vitaminoma B6 in B12 ter drugimi hranili za nadzor ravni aminokisline homocisteina v krvi. Visoke ravni homocisteina so bile povezane z boleznijo srca, čeprav nekateri raziskovalci niso prepričani, ali je homocistein vzrok bolezni srca ali le marker, ki kaže na prisotnost bolezni srca. ^[6]

Bogati viri folatov vključujejo špinačo, temno listnato zelenjavo, šparglje, peso, repo in zeleno gorčico, brstični ohrovt, fižol lima, sojo, goveja jetra, pivski kvas, korenasto zelenjavo, cela zrna, pšenične kalčke, pšenico bulgur, fižol v zrnju, beli fižol, fižol lima, losos, pomarančni sok, avokado in mleko. Poleg tega so vsa zrna in žitni izdelki v Združenih državah obogateni s folno kislino. ^[7] Dnevna priporočila za prehransko folno kislino so: Dojenčki 0-6 mesecev: 65 mcg (ustrezen vnos), Dojenčki 7-12 mesecev: 80 mcg (ustrezen vnos), Otroci 1-3 leta: 150 mcg (RDA), Otroci 4-8 let: 200 mcg (RDA), Otroci 9-13 let: 300 mcg (RDA), Mladostniki 14-18 let: 400 mcg (RDA), 19 let in starejši: 400 mcg (RDA), nosečnice: 600 mcg (RDA) in doječe matere: 500 mcg (RDA). ^[8]

Presnova in način delovanja folne kisline

Ker je folna kislina biokemično neaktivna, jo dihidrofolat reduktaza pretvori v tetrahidrofolno kislino in metiltetrahidrofolat. Ti kongenerji folne kisline se prenašajo skozi celice z receptorsko posredovano endocitozo, kjer so potrebni za vzdrževanje normalne eritropoeze, medsebojno pretvorbo aminokislin, metiliranje tRNA, ustvarjanje in uporabo formata ter sintezo purinskih in timidilatnih nukleinskih kislin. Z uporabo vitamina B12 kot kofaktorja lahko folna kislina normalizira visoke ravni homocisteina z remetilacijo homocisteina v metionin prek metionin sintetaze. ^[3]

Cikli pomanjkanja folne kisline

Folna kislina ima pomembno vlogo v človeškem telesu, rasti in razvoju celic skozi številne reakcije in procese, ki se odvijajo v njej, vključno s histidinskim ciklom, serinskim in glicinskim ciklom, metioninskim ciklom, timidilatnim ciklom in purinskim ciklom. Ker telesu primanjkuje folne kisline, postanejo vsi cikli neučinkoviti in povzročijo številne težave, kot so megaloblastna anemija, rak in okvare nevralne cevi. ^[9]

Histidinski cikel

Ta cikel vključuje deaminacijo histidina v prisotnosti folne kisline, kar povzroči nastanek urokanske kisline. Urokanojska kislina je vključena v številne presnovne procese za proizvodnjo formiminoglutamata, ki je znan kot "FIGLU" in sodeluje pri proizvodnji glutamata s pomočjo formiminotransferaze. Pri pomanjkanju folne kisline je katabolizem FIGLU moten in iz formiminoglutamata ne more nastati glutamat; zato se formiminoglutamat kopiči v krvi in ​​se v večjih količinah izloča z urinom. ^[10]To metodo je mogoče uporabiti za oceno pomanjkanja folne kisline, saj je pomanjkanje folne kisline vključeno v nizko tvorbo glutamata iz formiminoglutamatnih "FIGLU" snovi. Glutaminska kislina je pomembna snov pri presnovi sladkorja in maščob ter sodeluje pri procesu transporta kalija; pomaga prenašati K+ v hrbtenično tekočino in čez krvno-možgansko pregrado. ^[11]

Glutamat je nevrotransmiter, ki ima pomembno vlogo pri procesu učenja in spomina v možganih. Nizke ravni glutamata povečajo verjetnost shizofrenije, kognitivnih motenj, nevropsihiatričnih in anksioznih motenj. Poleg tega ima glutamat pomembno vlogo pri odstranjevanju odvečnega ali odpadnega dušika v telesu. Glutamat je podvržen deaminaciji, oksidativni reakciji, ki jo katalizira glutamat dehidrogenaza. ^[12]

Cikel serina in glicina

Serin je neesencialna aminokislina, ki jo lahko dobimo iz glukoze ali hrane. Nekatera tkiva veljajo za proizvajalce glicina, medtem ko druga, kot so ledvice, proizvajajo serin iz glicina. Tako serin kot glicin se hitro prenašata skozi mitohondrijsko membrano. ^[13]Folna kislina igra pomembno vlogo pri tej poti; 5,10-metilenetetrahidrofolat zagotavlja hidroksimetilno skupino ostankom glicina za proizvodnjo serina, za katerega je znano, da je primarni vir ogljikovega dela, ki se uporablja v reakcijah folata. ^[14] Pri pomanjkanju folne kisline glicin izgubi sposobnost proizvajanja serina; To vodi do številnih težav, kot so disfunkcija možganov in centralnega živčnega sistema. Moteni so tudi številni procesi v telesu, kot so: B. Funkcionalne motnje RNK in DNK, presnove maščob in maščobnih kislin ter razvoja mišic. ^[petnajst]Serin je potreben za proizvodnjo triptofana, aminokisline, ki sodeluje pri proizvodnji serotonina, možganske kemikalije, ki določa razpoloženje. Nizke ravni serotonina ali triptofana so bile povezane z depresijo, zmedenostjo, nespečnostjo in tesnobo. Poleg tega nizka raven serina vodi do zmanjšane učinkovitosti imunskega sistema, saj serin sodeluje pri tvorbi protiteles. ^[16]

Metioninski cikel

Folat ima pomembno vlogo v ciklu metionina. Kot 5-metiltetrahidrofolat metionin je vključen v proces metilacije, v katerem se metilna skupina prenese na homocistein, da se tvori metionin v prisotnosti encima metionin sintaze. Metionin sintaza je eden od edinih dveh encimov, za katera je znano, da sta od B12 odvisna. Ta proces je odvisen od folne kisline in vitamina B12.^[17] Homocisteina ni v hrani in ga je mogoče pridobiti iz metionina s postopkom, ki vključuje pretvorbo metionina v S -Adenozilmetionin, znan tudi kot izdelek "SAM". Ta reakcija zahteva ATP in vitamin B12 ter prisotnost metionin adenozil transferaze [slika 1]. ^{[6], [18]} V primeru pomanjkanja folne kisline telo ne more proizvajati metionina, kar vodi do številnih težav, kot je nizka proizvodnja naravnih antioksidantov (glutation) in aminokislin, ki vsebujejo žveplo (npr. cistein), ki sodelujejo pri izločanju toksinov v telesu, izgradnji močnih in zdravih tkiv ter spodbujanju zdravja srca in ožilja. ^[19]Nizke ravni metionina vodijo do okvarjenega delovanja jeter zaradi kopičenja maščobe v jetrih in motene proizvodnje kreatina v mišicah, ki telesu zagotavlja potrebno energijo. Znano je tudi, da je metionin nujen za tvorbo kolagena, ki sodeluje pri tvorbi kože, nohtov in vezivnega tkiva, nizke ravni metionina pa negativno vplivajo na te procese in funkcije. ^[20]

Cikel timidilata

Vendar pa folat ni pri de novo – Vključena je sinteza pirimidina, vendar še vedno sodeluje pri tvorbi timidilata. Timidilat sintaza sodeluje pri kataliziranju prenosa formaldehida iz folata v dUMP, da nastane dTMP. Timidilat sintaza Je encim, ki igra vlogo pri replikaciji celic in tkiv. ^[21] Folatni antagonisti zavirajo ta encim in se uporabljajo kot sredstva proti raku. Iz tega cikla je lahko vloga folne kisline povezana z rakom. Timidilat sintaza je presnovni toksin, ki sodeluje pri razvoju funkcionalnega pomanjkanja folatov, telesne celice pa hitro rastejo kot posledica povečane sinteze DNA. ^[22]Iz tega razloga je folna kislina znana kot "preventiva proti raku". Tetrahidrofolat se lahko regenerira iz produkta reakcije timidilat sintaze; Ker celice ne morejo regenerirati tetrahidrofolata, trpijo zaradi okvarjene sinteze DNA in sčasoma umrejo. Številna zdravila proti raku delujejo posredno z zaviranjem DHFR ali neposredno z zaviranjem timidilat sintaze. ^[23]

Purinski cikel

Derivati ​​tetrahidrofolata se proizvajajo v dveh reakcijskih korakih uporabljen de novobiosinteza purina; Položaja C8 in C2 v purinskem obroču prav tako izhajata iz folata. Purin igra veliko pomembnih vlog pri rasti, delitvi in ​​razvoju celic, saj se šteje skupaj s pirimidinsko bazo vijačnice DNA. Pri pomanjkanju folatov so oslabljene funkcije purina, kar pomeni moteno proizvodnjo DNK in vodi do številnih težav v telesu, saj je DNK osnova vseh procesov. Okvare DNK prizadenejo vse dele telesa, torej kožo, kosti, mišice, in lahko povzročijo Alzheimerjevo bolezen, težave s spominom, bolezni srca in mišic, raka dojk in jajčnikov ter oslabitev imunskega sistema. ^{[24], [25]}

Učinki pomanjkanja folne kisline na zdravje

Pomanjkanje folne kisline negativno vpliva na telo; Najpogostejše bolezni, ki jih povzroča pomanjkanje B9, so megaloblastna anemija in prirojene okvare. Megaloblastna anemija je opisana kot normalna prisotnost velikih rdečih krvnih celic. To je posledica zaviranja sinteze DNA v proizvodnji rdečih krvnih celic. 5-metiltetrahidrofolat lahko presnavlja le metionin sintaza; Zato pomanjkanje koencima folata vodi do okvare rdečih krvnih celic. Ker je sinteza DNA oslabljena, celični cikel ne more napredovati in celica še naprej raste brez delitve, kar se kaže kot makrocitoza. Lahko je posledica pomanjkanja vitamina B12 in tudi zaradi ujetja folatov, kar mu preprečuje opravljanje normalne funkcije. To napako povzroča okvarjena sinteza timidilata s povečanjem deoksiuridin trifosfata.^[24] Raziskave kažejo na povezavo med pomanjkanjem folne kisline in okvarami nevralne cevi pri novorojenčkih; Kot mehanizem je bilo predlagano pomanjkanje homocisteina. Izkazalo se je tudi, da je formiltetrahidrofolat sintetaza, znana kot domena gena C1 tetrahidrofolat sintetaze, povezana z velikim tveganjem za okvaro nevralne cevi. ^[25]

Pomanjkanje vitamina B12 velja tudi za neodvisen vzrok za okvare nevralne cevi. Najbolj poznana vrsta te okvare je “spina bifida,” ki lahko povzroči številne težave in težave, kot so: B. telesna oslabelost ali paraliza, čustvene, inteligenčne, učne in spominske motnje. Po mnenju združenja Spina Bifida lahko povzroči tudi učne težave, gastrointestinalne motnje, debelost, depresijo, disfunkcijo urina in črevesja, tendonitis in alergije. ^[26]

Vitamin B12

Kaj se šteje za "vitamin B12"?

Vitamin B12 (splošno znan kot cianokobalamin) je kemično najbolj zapleten od vseh vitaminov. Struktura vitamina B12 temelji na korinskem obroču, ki je podoben porfirinskemu obroču v hemu, klorofilu in citokromu in na katerega sta neposredno vezana dva pirolova obroča. Cianokobalamina ne morejo proizvajati rastline ali živali; Bakterije in arheje so edine vrste organizmov, ki imajo encime, potrebne za sintezo cianokobalamina. Višje rastline ne koncentrirajo cianokobalamina iz zemlje in so zato slabši viri snovi v primerjavi z živalskimi tkivi. Vitamin B12 je naravno prisoten v živilih, kot so meso (zlasti jetra in školjke), jajca in mlečni izdelki. ^[27]

Referenčni prehranski vnos vitamina B12: Dojenčki (ustrezen vnos) 0-6 mesecev: 0,4 mcg na dan (mcg/dan), Dojenčki 7-12 mesecev: 0,5 mcg/dan, Otroci 1-3 leta: 0,9 mcg/dan, Otroci 4-8 let: 1,2 mcg/dan, Otroci 9-13 let: 1,8 µg/dan, mladostniki in odrasli, stari 14 let in več: 2,4 µg/dan, nosečnice najstniki in ženske: 2,6 µg/dan ter doječe najstnice in ženske: 2,8 µg/dan. ^[28]

Presnova in mehanizem delovanja vitamina B12

Vitamin B12 telo uporablja v dveh oblikah, bodisi kot metilkobalamin ali kot 5-deoksiadenozilkobalamin. Encim metionin sintaza zahteva metilkobalamin kot kofaktor. Ta encim je običajno vključen v pretvorbo aminokisline homocistein v metionin, medtem ko je metionin potreben za metilacijo DNA. 5-deoksiadenozilkobalamin je kofaktor, ki ga potrebuje encim, ki pretvori l-metilmalonil-CoA v sukcinil-CoA. Ta pretvorba je pomemben korak pri pridobivanju energije iz beljakovin in maščob. Poleg tega je sukcinil-CoA potreben za proizvodnjo hemoglobina, ki je snov, ki prenaša kisik v rdečih krvnih celicah. ^[29]

Cikli pomanjkanja vitamina B12

Vitamin B12 ima pomembno vlogo pri rasti in razvoju celic človeškega telesa skozi številne reakcije in procese, ki se dogajajo v telesu; Ker telesu primanjkuje folne kisline, postanejo vsi zgoraj omenjeni cikli neučinkoviti in povzročijo številne težave, poleg drugih težav, kot so megaloblastna anemija, rak in okvare nevralne cevi. ^[26]

Metioninski cikel

Vitamin B12 (kobalamin) ima pomembno vlogo pri pretvorbi homocisteina v metionin v metioninskem ciklu, saj vzame metilno skupino iz 5-metiltetrahidrofolata (folne kisline) in tvori metilkobalamin, ki nato sprosti to metilno skupino za pretvorbo homocisteina v metionin. ^[30]Poleg tega je kobalamin potreben pri pretvorbi metionina v homocistein, kjer se metionin pretvori v produkt "SAM" z metionin adenoziltransferazo v prisotnosti ATP. Pri pomanjkanju vitamina B12 telo ne more proizvajati metionina, kar vodi do številnih težav. Poleg tega telo ne more S -Adenozilmetionin, znan kot produkt "SAM". ^[31] Pomanjkljiva proizvodnja produkta SAM vodi do oslabljene sinteze karnitina, okvarjenega živčnega delovanja, vzdrževanja mielina in pomanjkanja metilacije DNA in RNA.

Metilmalonil-CoA mutaza

Dve molekuli adenozilkobalamina sta potrebni za pretvorbo metilmalonil-CoA v sukcinil-CoA, ki je intermediat cikla TCA, z encimom metilmalonil-CoA mutaza, medtem ko se propionil-CoA pretvori v d-metilmalonil-CoA. ^[31] Pri pomanjkanju vitamina B12 je aktivnost metilmalonil-CoA mutaze oslabljena in metilmalonska kislina se kopiči v telesu. Te okvare povzročajo številne težave in težave. Telo izgubi sposobnost proizvajanja vmesnega produkta cikla TCA, sukcinil-CoA, kar ima za posledico okvaro cikla TCA, saj se pretvorba sukcinata v fumarat, malat in končni produkt cikla, ki je odgovoren za zagotavljanje majhne količine energije, zmanjša, preden gre v transportno verigo elektronov, odgovorno za visoko proizvodnjo energije.^{[30], [31]} Obstaja tudi okvara glukoneogeneze, presnovne poti, ki je odgovorna za proizvodnjo glukoze iz snovi, ki niso ogljikovi hidrati, npr. B. glicerin, glukogene aminokisline in laktat, je odgovoren in pomaga vzdrževati normoglikemijo med postom. Ko se maščobna kislina oksidira v propionil-CoA, nastopi vloga sukcinil-CoA, ki je znan kot prekurzor sukcinil-CoA, ki se nato pretvori v piruvat in vstopi v cikel glukoneogeneze. ^[32]

Učinki pomanjkanja folne kisline na zdravje

Pomanjkanje vitamina B12 lahko negativno vpliva na telo. Najpogostejša bolezen, ki jo povzroča pomanjkanje B12, je perniciozna anemija.

Perniciozna anemija

Perniciozna anemija je vrsta anemije, pri čemer se izraz "anemija" običajno nanaša na stanje, pri katerem ima kri manjše število rdečih krvnih celic kot običajno. Pri perniciozni anemiji telo ne more proizvesti dovolj zdravih rdečih krvničk, ker nima dovolj vitamina B12. Brez dovolj vitamina B12 se rdeče krvne celice ne delijo normalno in so prevelike ter imajo lahko težave pri izstopu iz kostnega mozga. Pomanjkanje rdečih krvnih celic za prenos kisika v telo lahko povzroči občutek utrujenosti in šibkosti. Huda ali dolgotrajna perniciozna anemija lahko poškoduje srce, možgane in druge organe v telesu. Perniciozna anemija lahko povzroči tudi druge težave, kot so poškodbe živcev, nevrološke težave (kot je izguba spomina) in težave s prebavnim traktom.^[33]

Študije kažejo, da se ravni homocisteina povečajo pri perniciozni anemiji kot posledica zaviranja aktivnosti metionin sintaze. Hiperhomocisteinemija je stanje, za katero so značilne nenormalno povišane ravni homocisteina v krvi. Poveča tveganje za bolezni žil in arterij. ^[34]Ta bolezen lahko povzroči nenormalnosti krvnih žil, trombozo z zoženjem in otrdelostjo krvnih žil, vaskularno vnetje, koronarno arterijsko bolezen, aterosklerozo, asimptomatsko in besno izgubo kosti. Povišane ravni homocisteina so lahko tudi dejavnik tveganja za razvoj številnih drugih bolezni, kot so srčni infarkt in možganska kap, osteoporoza, Alzheimerjeva bolezen, ulcerozni kolitis in Crohnova bolezen. Pomanjkanje vitamina B12 ima lahko tudi vlogo pri megaloblastni anemiji in okvarah nevralne cevi, kot je omenjeno zgoraj v povezavi s folno kislino. ^[35]

Zaključek

Vitamini so ključni za rast in razvoj celic. Njihova normalna raven v telesu pomaga pri procesu vzdrževanja telesa in izboljša učinkovitost. ^[8] Povečana ali nižja raven vitaminov od normalne vodi do okvare celotnega procesa, saj je vsak proces povezan z drugim. ^[26] Pomanjkljivosti je mogoče odpraviti s povečanjem vnosa s hrano ali jemanjem dodatkov. ^[34]