Specialistartikel: De metaboliska processerna vid folsyra och vitamin B12-brist

Specialistartikel: De metaboliska processerna vid folsyra och vitamin B12-brist

Vitaminer är de organiska föreningar som krävs av människokroppen och anses vara viktiga näringsämnen som krävs i vissa mängder. De kan inte syntetiseras i tillräckliga mängder av människokroppen; Så de måste tas in genom maten. Det finns tretton olika typer av vitaminer kända, klassificerade efter deras biologiska och kemiska aktivitet. Var och en av dem har en specifik funktion i vår kropp. Folsyra spelar en avgörande roll i celltillväxt och utveckling genom många reaktioner och processer som sker i kroppen, såsom: B. Histidincykel, serin- och glycincykel, metionincykel, tymidylatcykel och purincykel. Om kroppen saknar folsyra blir alla ovan nämnda cykler ineffektiva och leder till många problem, förutom andra problem som megaloblastisk anemi, cancer och neuralrörsdefekter. Vitamin B12 spelar en avgörande roll i celltillväxt och utveckling genom många reaktioner och processer som sker i kroppen. Om nivån blir högre eller lägre än normalt bryter hela processen samman eftersom varje process är kopplad till en annan. Brister kan behandlas genom att öka kostkonsumtionen eller ta kosttillskott.

introduktion

Vitaminer är de organiska föreningar som krävs av människokroppen och, i vissa mängder, anses de vara essentiella näringsämnen. De kan inte syntetiseras i tillräckliga mängder av människokroppen och måste därför konsumeras genom mat. Tretton olika typer av vitaminer är kända, klassificerade efter deras biologiska och kemiska aktivitet; Var och en av dem har en specifik roll i vår kropp. ^[1]

Vitaminer klassificeras som antingen vattenlösliga eller fettlösliga. Av de 13 vitaminerna är 4 fettlösliga (A, D, E och K) och de övriga 9 är vattenlösliga (8 B-vitaminer och C-vitamin). De vattenlösliga vitaminerna är lättlösliga i vatten och utsöndras snabbt från kroppen eftersom de förutom vitamin B12 inte lagras länge. ^[2]Däremot absorberas fettlösliga vitaminer i tarmen i närvaro av lipider och är mer benägna att lagras i kroppen. Eftersom de lagras under lång tid kan de orsaka hypervitaminos mer än de vattenlösliga vitaminerna; Vissa vitaminer är avgörande för tillväxt och utveckling av kroppsceller (t.ex. folsyra och B12). Folsyra är känd som vitamin B9, som har vitala funktioner. Våra kroppar behöver folsyra för syntes, reparation och metylering av DNA. ^[3]Dessutom fungerar det som en kofaktor i många vitala biologiska reaktioner. Folsyra spelar en viktig roll vid celldelning och behövs särskilt under barndomen och graviditeten. Människokroppen kräver folsyra för att producera friska röda blodkroppar och förhindra anemi, medan vitamin B12 spelar en viktig roll för att tillhandahålla viktiga metylgrupper för protein- och DNA-syntes. Vitamin B12 binder till protein i maten och saltsyra i magen frisätter B12 från protein under matsmältningen. När B12 väl har släppts förenas det med en substans som kallas intrinsic factor. ^[4]

litteraturgenomgång

Folsyra

Vad anses vara "folsyra"?

Folsyra är ett B-vitamin som hjälper kroppen att skapa friska nya celler. Människokroppen behöver folsyra, särskilt kvinnor som kan bli gravida. Tillräckligt intag av folsyra före och under graviditeten kan förhindra allvarliga fosterskador i barnets hjärna eller ryggrad. Det är också känt som vitamin B9, folat eller folsyra. Alla B-vitaminer hjälper kroppen att omvandla mat (kolhydrater) till bränsle (glukos), som används för energi. Dessa B-vitaminer, ofta kallade B-komplexvitaminer, hjälper kroppen att utnyttja fetter och proteiner. B-komplex vitaminer behövs för frisk hud, hår, ögon och lever. De hjälper också nervsystemet att fungera korrekt. Folsyra är den syntetiska formen av B9 som finns i kosttillskott och berikade livsmedel.^[5]

Folsyra är avgörande för att hjärnan ska fungera och spelar en viktig roll för mental och emotionell hälsa. Det hjälper till att producera DNA och RNA, kroppens genetiska material, speciellt när celler och vävnader växer snabbt, som t.ex. B. under barndom, ungdom och graviditet. Folsyra har ett nära samarbete med vitamin B12 vid bildandet av röda blodkroppar och stödjer järnfunktionen i kroppen. Vitamin B9 fungerar tillsammans med vitamin B6 och B12 och andra näringsämnen för att kontrollera blodnivåerna av aminosyran homocystein. Höga nivåer av homocystein har kopplats till hjärtsjukdom, även om vissa forskare är osäkra på om homocystein är en orsak till hjärtsjukdom eller bara en markör som indikerar förekomst av hjärtsjukdom. ^[6]

Rika källor till folat inkluderar spenat, mörka bladgrönsaker, sparris, rödbetor, kålrot och senapsgrönsaker, brysselkål, limabönor, sojabönor, nötlever, öljäst, rotfrukter, fullkorn, vetegroddar, bulgurvete, kidneybönor, vita bönor och apelsinjuice, limonadobeans, apelsinjuice, limonadobeans, limonadobeans. Dessutom är alla spannmål och spannmålsprodukter i USA berikade med folsyra. ^[7] De dagliga rekommendationerna för folsyra i kosten är: Spädbarn 0-6 månader: 65 mcg (tillräckligt intag), Spädbarn 7-12 månader: 80 mcg (tillräckligt intag), Barn 1-3 år: 150 mcg (RDA), Barn 4-8 år: 200 mcg (RDA), barn 9-10 mcg (RDA), barn Ungdomar 14-18 år: 400 mcg (RDA), 19 år och äldre: 400 mcg (RDA), gravida kvinnor: 600 mcg (RDA) och ammande kvinnor: 500 mcg (RDA). ^[8]

Folsyrametabolism och verkningssätt

Eftersom folsyra är biokemiskt inaktiv omvandlas den till tetrahydrofolsyra och metyltetrahydrofolat av dihydrofolatreduktas. Dessa folsyrakongener transporteras genom celler genom receptormedierad endocytos, där de behövs för att upprätthålla normal erytropoes, interkonvertera aminosyror, metylera tRNA, generera och använda format, och syntetisera purin- och tymidylatnukleinsyror. Med vitamin B12 som en kofaktor kan folsyra normalisera höga homocysteinnivåer genom att ommetylera homocystein till metionin via metioninsyntetas. ^[3]

cykler av folsyrabrist

Folsyra spelar en viktig roll i människokroppen, celltillväxt och utveckling genom många reaktioner och processer som sker inom den, inklusive histidincykel, serin- och glycincykel, metionincykel, tymidylatcykel och purincykel. Eftersom kroppen saknar folsyra blir alla cykler ineffektiva och leder till många problem som megaloblastisk anemi, cancer och neuralrörsdefekter. ^[9]

Histidincykel

Denna cykel involverar deaminering av histidin i närvaro av folsyra, vilket resulterar i bildandet av urokansyra. Urokansyra är involverad i många metaboliska processer för att producera formiminoglutamat, som är känt som "FIGLU" och är involverat i produktionen av glutamat med hjälp av formiminotransferas. Vid folsyrabrist är FIGLU-katabolismen försämrad och glutamat kan inte bildas från formiminoglutamat; därför ackumuleras formiminoglutamat i blodet och utsöndras i ökade mängder i urinen. ^[10]Denna metod kan användas för att bedöma folsyrabrist eftersom folsyrabrist är inblandad i låg glutamatbildning från formiminoglutamat "FIGLU" substanser. Glutaminsyra är en viktig substans i socker- och fettmetabolismen och är involverad i processen för kaliumtransport; det hjälper till att transportera K+ till ryggmärgsvätskan och över blod-hjärnbarriären. ^[11]

Glutamat är en signalsubstans som spelar en viktig roll i inlärnings- och minnesprocessen i hjärnan. Låga glutamatnivåer ökar sannolikheten för schizofreni, kognitiva störningar, neuropsykiatriska och ångestsjukdomar. Dessutom spelar glutamat en viktig roll i kroppens bortskaffande av överskott eller avfall av kväve. Glutamat genomgår deaminering, en oxidativ reaktion som katalyseras av glutamatdehydrogenas. ^[12]

Serin och glycin cykel

Serin är en icke-essentiell aminosyra som kan erhållas från glukos eller mat. Vissa vävnader anses vara glycinproducenter, medan andra, såsom njuren, producerar serin från glycin. Både serin och glycin transporteras snabbt över mitokondriella membranet. ^[13]Folsyra spelar en viktig roll i denna väg; 5,10-Metylentetrahydrofolat tillhandahåller en hydroximetylgrupp till glycinrester för att producera serin, vilket är känt för att vara den primära källan till en koldel som används i folatreaktioner. ^[14] När folsyra är bristfällig förlorar glycin sin förmåga att producera serin; Detta leder till många problem, såsom dysfunktion i hjärnan och centrala nervsystemet. Många processer inuti kroppen är också försämrade, såsom: B. Funktionella störningar av RNA och DNA, fett- och fettsyrametabolism och muskelutveckling. ^[femton]Serin behövs för produktionen av tryptofan, aminosyran som är involverad i produktionen av serotonin, en stämningsbestämmande hjärnkemikalie. Låga nivåer av serotonin eller tryptofan har kopplats till depression, förvirring, sömnlöshet och ångest. Dessutom leder en låg serinnivå till nedsatt funktion av immunsystemet, eftersom serin är inblandat i bildandet av antikroppar. ^[16]

Metionincykeln

Folat spelar en viktig roll i metionincykeln. Det är involverat som 5-metyltetrahydrofolatmetionin i metyleringsprocessen, där metylgruppen överförs till homocystein för att bilda metionin i närvaro av metioninsyntasenzymet. Metioninsyntas är ett av de enda två enzymer som är kända för att vara B12-beroende enzymer. Denna process är beroende av både folsyra och vitamin B12.^[17] Homocystein finns inte i mat och kan erhållas från metionin genom en process som involverar omvandling av metionin till S -Adenosylmetionin, även känd som "SAM"-produkten. Denna reaktion kräver ATP och vitamin B12 samt närvaron av metioninadenosyltransferas [Figur 1]. ^{[6], [18]} Vid folsyrabrist klarar kroppen inte av att producera metionin, vilket leder till många problem såsom låg produktion av naturliga antioxidanter (glutation) och svavelhaltiga aminosyror (t.ex. cystein), som är inblandade i att eliminera gifter i kroppen, bygga upp starka och friska vävnader och främja kardiovaskulär hälsa. ^[19]Låga metioninnivåer leder till försämrad leverfunktion till följd av fettansamling i levern och försämrad kreatinproduktion i musklerna, vilket ger kroppen den energi den behöver. Metionin är också känt för att vara väsentligt för bildandet av kollagen, som är involverat i bildandet av hud, naglar och bindväv, och låga nivåer av metionin har negativa effekter på dessa processer och funktioner. ^[20]

Tymidylatcykel

Folat finns dock inte vid de novo – Syntes av pyrimidin inblandad, men är fortfarande involverad i bildningen av tymidylat. Tymidylatsyntas är involverat i att katalysera överföringen av formaldehyd från folat till dUMP för att bilda dTMP. Tymidylatsyntas Det är ett enzym som spelar en roll i replikeringen av celler och vävnader. ^[21] Folatantagonister hämmar detta enzym och har använts som anticancermedel. Från denna cykel kan folsyrans roll vara kopplad till cancer. Tymidylatsyntas är ett metaboliskt toxin som är involverat i utvecklingen av funktionell folatbrist, och kroppens celler växer snabbt som ett resultat av ökad DNA-syntes. ^[22]Av denna anledning är folat känt som ett "cancerförebyggande". Tetrahydrofolat kan regenereras från produkten av tymidylatsyntasreaktionen; Eftersom cellerna inte kan regenerera tetrahydrofolat lider de av defekt DNA-syntes och dör så småningom. Många läkemedel mot cancer verkar indirekt genom att hämma DHFR eller direkt genom att hämma tymidylatsyntas. ^[23]

Purin cykel

Tetrahydrofolatderivat framställs i två reaktionssteg används de novobiosyntes av purin; Positionerna C8 och C2 i purinringen är också härledda från folat. Purin spelar många viktiga roller i celltillväxt, delning och utveckling eftersom det anses tillsammans med pyrimidinbasen i DNA-helixen. Vid folatbrist försämras purinfunktionerna, vilket innebär försämring av DNA-produktionen och leder till många problem inuti kroppen, eftersom DNA är grunden i alla processer. DNA-defekter påverkar varje del av kroppen, det vill säga hud, skelett, muskler, och kan leda till Alzheimers sjukdom, minnesproblem, hjärt- och muskelsjukdomar, bröst- och äggstockscancer och nedsatt immunförsvar. ^{[24], [25]}

Effekterna av folsyrabrist på hälsan

Folsyrabrist har en negativ effekt på kroppen; De vanligaste sjukdomarna som orsakas av B9-brist är megaloblastisk anemi och fosterskador. Megaloblastisk anemi beskrivs som förekomsten av stora röda blodkroppar som normalt. Det härrör från hämning av DNA-syntes inom produktionen av röda blodkroppar. 5-metyltetrahydrofolat kan endast metaboliseras av metioninsyntas; Därför leder brist på folatkoenzym till försämring av röda blodkroppar. Eftersom DNA-syntesen är försämrad kan cellcykeln inte utvecklas och cellen fortsätter att växa utan att dela sig, vilket uppträder som makrocytos. Det kan bero på vitamin B12-brist och även på att folat fångas upp, vilket hindrar det från att utföra sin normala funktion. Denna defekt orsakas av defekt tymidylatsyntes med deoxiuridintrifosfatförstoring.^[24] Forskning visar sambandet mellan folsyrabrist och neuralrörsdefekter hos nyfödda; Homocysteinbrist har föreslagits som mekanismen. Formyltetrahydrofolatsyntetas, känd som domänen för C1-tetrahydrofolatsyntetasgenen, har också visat sig vara associerad med en hög risk för neuralrörsdefekt. ^[25]

Vitamin B12-brist anses också vara en oberoende orsak till neuralrörsdefekter. Den mest kända typen av denna defekt är "ryggmärgsbråck", som kan leda till många problem och problem, såsom: B. fysisk svaghet eller förlamning, känslomässiga, intelligens-, inlärnings- och minnesstörningar. Enligt Spina Bifida Association kan det också orsaka inlärningssvårigheter, gastrointestinala störningar, fetma, depression, urin- och tarmdysfunktion, tendinit och allergier. ^[26]

Vitamin B12

Vad anses vara "vitamin B12"?

Vitamin B12 (allmänt känt som cyanokobalamin) är det mest kemiskt komplexa av alla vitaminer. Strukturen av vitamin B12 är baserad på en korrinring, som liknar porfyrinringen som finns i hem, klorofyll och cytokrom, och till vilken två av pyrrolringarna är direkt bundna. Cyanokobalamin kan inte produceras av växter eller djur; Bakterier och arkéer är de enda typerna av organismer som har de enzymer som krävs för att syntetisera cyanokobalamin. Högre växter koncentrerar inte cyanokobalamin från marken och är därför dåliga källor till ämnet jämfört med djurvävnader. Vitamin B12 finns naturligt i livsmedel som kött (särskilt lever och skaldjur), ägg och mejeriprodukter. ^[27]

Kostreferensintag för vitamin B12: Spädbarn (tillräckligt intag) 0-6 månader: 0,4 mcg per dag (mcg/dag), spädbarn 7-12 månader: 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, ungdomar och vuxna 14 år och äldre: 2,4 µg/dag, gravida tonåringar och kvinnor: 2,6 µg/dag och ammande tonåringar och kvinnor: 2,8 µg/dag. ^[28]

Metabolism och verkningsmekanism för vitamin B12

Vitamin B12 används av kroppen i två former, antingen som metylkobalamin eller som 5-deoxiadenosylkobalamin. Enzymet metioninsyntas kräver metylkobalamin som en kofaktor. Detta enzym är normalt involverat i att omvandla aminosyran homocystein till metionin, medan metionin i sin tur krävs för DNA-metylering. 5-Deoxiadenosylkobalamin är en kofaktor som krävs av enzymet som omvandlar l-metylmalonyl-CoA till succinyl-CoA. Denna omvandling är ett viktigt steg för att få energi från proteiner och fetter. Dessutom är succinyl-CoA nödvändigt för produktionen av hemoglobin, som är det ämne som transporterar syre i röda blodkroppar. ^[29]

Vitamin B12-bristcykler

Vitamin B12 spelar en viktig roll i celltillväxt och utveckling av människokroppen genom många reaktioner och processer som sker i kroppen; Eftersom kroppen saknar folsyra blir alla ovan nämnda cykler ineffektiva och leder till många problem, förutom andra problem som megaloblastisk anemi, cancer och neuralrörsdefekter. ^[26]

Metionincykeln

Vitamin B12 (kobalamin) spelar en viktig roll i omvandlingen av homocystein till metionin i metionincykeln eftersom det tar metylgruppen från 5-metyltetrahydrofolat (folsyra) och bildar metylkobalamin, som sedan frisätter denna metylgrupp för att omvandla homocystein till metionin. ^[30]Dessutom krävs kobalamin vid omvandlingen av metionin till homocystein, där metionin omvandlas till "SAM"-produkten av metioninadenosyltransferas i närvaro av ATP. Med vitamin B12-brist kan kroppen inte producera metionin, vilket leder till många problem. Dessutom orkar inte kroppen S -Adenosylmetionin, känd som "SAM"-produkten. ^[31] Defekt produktion av SAM-produkten leder till försämrad karnitinsyntes, försämrad neural funktion, underhåll av myelin och brist på DNA- och RNA-metylering.

Metylmalonyl-CoA-mutas

Två molekyler av adenosylkobalamin krävs för att omvandla metylmalonyl-CoA till succinyl-CoA, som är en mellanprodukt i TCA-cykeln, av metylmalonyl-CoA-mutasenzymet, medan propionyl-CoA omvandlas till d-metylmalonyl-CoA. ^[31] Vid vitamin B12-brist försämras aktiviteten av metylmalonyl-CoA-mutas och metylmalonsyra ackumuleras i kroppen. Dessa försämringar leder till många problem och problem. Kroppen förlorar sin förmåga att producera mellanprodukten av TCA-cykeln, succinyl-CoA, vilket resulterar i försämring av TCA-cykeln eftersom omvandlingen av succinat till fumarat, malat och slutprodukten av cykeln som ansvarar för att tillhandahålla en liten mängd energi reduceras innan den går till elektrontransportkedjan som är ansvarig för hög energiproduktion.^{[30], [31]} Det finns också försämring av glukoneogenesen, den metaboliska vägen som ansvarar för produktionen av glukos från icke-kolhydratsubstanser, t.ex. B. glycerin, glukogena aminosyror och laktat, är ansvariga och hjälper till att upprätthålla normoglykemi under fasta. När fettsyran oxideras till propionyl-CoA uppträder rollen som succinyl-CoA, vilket är känt som succinyl-CoA-prekursor, som sedan omvandlas till pyruvat och går in i glukoneogenescykeln. ^[32]

Effekterna av folsyrabrist på hälsan

Vitamin B12-brist kan påverka kroppen negativt. Den vanligaste sjukdomen som orsakas av B12-brist är perniciös anemi.

Perniciös anemi

Perniciös anemi är en typ av anemi med termen "anemi" som vanligtvis syftar på ett tillstånd där blodet har ett lägre antal röda blodkroppar än normalt. Vid perniciös anemi kan kroppen inte producera tillräckligt med friska röda blodkroppar eftersom den inte har tillräckligt med vitamin B12. Utan tillräckligt med vitamin B12 delar sig inte röda blodkroppar normalt och är för stora, och de kan ha svårt att ta sig ut ur benmärgen. Att inte ha tillräckligt med röda blodkroppar för att transportera syre till kroppen kan orsaka en känsla av trötthet och svaghet. Allvarlig eller långvarig perniciös anemi kan skada hjärtat, hjärnan och andra organ i kroppen. Perniciös anemi kan också orsaka andra problem som nervskador, neurologiska problem (som minnesförlust) och problem med matsmältningskanalen.^[33]

Studier visar att homocysteinnivåerna ökar vid perniciös anemi som ett resultat av hämning av metioninsyntasaktivitet. Hyperhomocysteinemi är ett tillstånd som kännetecknas av onormalt förhöjda nivåer av homocystein i blodet. Det ökar risken för ven- och artärsjukdomar. ^[34]Denna sjukdom kan orsaka avvikelser i blodkärlen, trombos med förträngning och förhårdnader av blodkärl, vaskulär inflammation, kranskärlssjukdom, åderförkalkning, asymtomatisk och rabiat benförlust. Förhöjda homocysteinnivåer kan också vara en riskfaktor för utvecklingen av många andra sjukdomar, såsom hjärtinfarkt och stroke, osteoporos, Alzheimers sjukdom, ulcerös kolit och Crohns sjukdom. Vitamin B12-brist kan också spela en roll vid megaloblastisk anemi och neuralrörsdefekter, som nämnts ovan i samband med folsyra. ^[35]

Slutsats

Vitaminer är avgörande för celltillväxt och utveckling. Deras normala nivå i kroppen hjälper till att underhålla kroppen och förbättrar prestandan. ^[8] Ökade eller lägre nivåer av vitaminer än normalt leder till nedbrytning av hela processen, eftersom varje process är kopplad till en annan. ^[26] Brister kan behandlas genom att öka kostintaget eller ta kosttillskott. ^[34]