Procesele metabolice ale acidului folic și ale deficitului de vitamina B12

vitamina

Lubna Mahmood
Departamentul de Științe ale Sănătății, Universitatea Qatar, Doha, Qatar

Data publicării web21 octombrie 2014

adresa de corespondenta:
Lubna Mahmood
Departamentul de Științe ale Sănătății, Universitatea Qatar, Doha
Qatar

Sursa de asistență: Nici unul, Conflict de interese: Nici unul

DOI: 10.4103/2394-2010.143318

Vitaminele sunt compușii organici necesari organismului uman și sunt considerați nutrienți vitali necesari în cantități specifice. Ele nu pot fi sintetizate într-o cantitate suficientă de către corpul uman; deci, acestea trebuie obținute din dietă. Treisprezece tipuri diferite de vitamine sunt cunoscute ca fiind clasificate după activitatea lor biologică și chimică. Fiecare dintre ele are un rol specific în corpul nostru. Acidul folic are un rol vital în creșterea și dezvoltarea celulelor prin multe reacții și procese care apar în organism, de ex. ciclul histidinei, ciclul serinei și glicinei, ciclul metioninei, ciclul timidilatului și ciclul purinei. Când organismul devine deficit de acid folic, toate ciclurile menționate mai sus vor deveni ineficiente și vor duce la multe probleme, pe lângă alte probleme, cum ar fi anemia megaloblastică, cancerul și defectele tubului neural. Vitamina B12 are un rol vital în creșterea și dezvoltarea celulelor prin multe reacții și procese care apar în organism. Când nivelul devine ridicat sau mai mic decât în ​​mod normal, întregul proces se va prăbuși deoarece fiecare proces este legat de altul. Deficiențele pot fi tratate prin creșterea consumului lor în dietă sau prin aportul de suplimente.

Cuvinte cheie: Deficiență, folat, acid folic, metabolism, vitamina B12


Cum se citează acest articol:
Mahmood L. Procesele metabolice ale acidului folic și ale deficitului de vitamina B12. J Health Res Rev 2014; 1: 5-9

Cum se citează această adresă URL:
Mahmood L. Procesele metabolice ale acidului folic și ale deficitului de vitamina B12. J Health Res Rev [serial online] 2014 [citat 17 decembrie 2020]; 1: 5-9. Disponibil de pe: https://www.jhrr.org/text.asp?2014/1/1/5/143318

Vitaminele sunt compușii organici solicitați de corpul uman, care sunt considerați nutrienți vitali necesari în cantități specifice. Ele nu pot fi sintetizate în cantitate suficientă de corpul uman și, prin urmare, trebuie obținute din dietă. Treisprezece tipuri diferite de vitamine sunt cunoscute ca fiind clasificate după activitatea lor biologică și chimică; fiecare dintre ele are un rol specific în corpul nostru. [1]

Ce se califică drept „acid folic”?

Acidul folic este o vitamină B care ajută organismul să producă celule noi sănătoase. Corpul uman are nevoie de acid folic, în special acele femei care pot rămâne însărcinate. A obține suficient acid folic înainte și în timpul sarcinii poate preveni defecte congenitale majore ale creierului sau coloanei vertebrale a bebelușului. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de vitamina B9, folat sau acid folic. Toate vitaminele B ajută organismul să transforme alimentele (carbohidrații) în combustibil (glucoză), care este folosit pentru a produce energie. Aceste vitamine B, adesea denumite vitamine complexe B, ajută organismul să utilizeze grăsimi și proteine. Vitaminele complexului B sunt necesare pentru o piele sănătoasă, păr, ochi și ficat. De asemenea, ajută sistemul nervos să funcționeze corect. Acidul folic este forma sintetică a B9 care se găsește în suplimente și alimente fortificate, în timp ce folatul apare în mod natural în alimente. [5]

Acidul folic este crucial 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 corpului, în special atunci când celulele și țesuturile cresc rapid, cum ar fi în perioada copilăriei, adolescenței și sarcinii. Acidul folic lucrează îndeaproape cu vitamina B12 în producerea celulelor roșii din sânge și ajută la funcționarea corectă a fierului în organism. Vitamina B9 funcționează cu vitaminele B6 și B12 și alți nutrienți în controlul nivelului sanguin al aminoacizilor homocisteină. Nivelurile ridicate de homocisteină sunt asociate bolilor 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 folat includ spanac, verdeață cu frunze întunecate, sparanghel, nap, sfeclă și muștar, varză de Bruxelles, fasole Lima, soia, ficat de vită, drojdie de bere, legume rădăcinoase, cereale integrale, germeni de grâu, grâu bulgur, fasole, fasole albă, fasole Lima, somon, suc de portocale, avocado și lapte. În plus, toate cerealele și produsele din cereale din SUA sunt îmbogățite cu acid folic. [7] Recomandările zilnice pentru acidul folic alimentar sunt: ​​sugari 0-6 luni: 65 mcg (aport adecvat), sugari 7-12 luni: 80 mcg (aport adecvat), copii 1-3 ani: 150 mcg (ADR), copii 4-8 ani: 200 mcg (ADR), copii 9-13 ani: 300 mcg (ADR), adolescenți 14-18 ani: 400 mcg (ADR), 19 ani și peste: 400 mcg (ADR), femei gravide: 600 mcg (ADR) și femeile care alăptează: 500 mcg (ADR). [8]

Metabolismul acidului folic și mecanismul de acțiune

Deoarece acidul folic este inactiv biochimic, acesta este transformat de dihidrofolat reductază în acid tetrahidrofolic și metiltetrahidrofolat. Acești congeneri ai acidului folic sunt transportați prin endocitoză mediată de receptor peste celule unde au fost necesari pentru a menține eritropoieza normală, interconverti aminoacizii, metilat ARNt, genera și utiliza formiat și sintetizează acizi nucleici purinici și timidilați Folosind vitamina B12 ca cofactor, acidul folic poate normaliza nivelurile ridicate de homocisteină prin remetilarea homocisteinei în metionină prin metionină sintetază. [3]

Cicluri de deficit de acid folic

Acidul folic are un rol vital în corpul uman, creșterea celulelor și dezvoltarea prin numeroase reacții și procese care apar în cadrul acestuia, inclusiv ciclul histidinei, ciclul serinei și glicinei, ciclul metioninei, ciclul timidilat și ciclul purinei. Deoarece organismul devine deficit de acid folic, toate ciclurile vor deveni ineficiente și vor duce la multe probleme, cum ar fi anemia megaloblastică, cancerul și defectele tubului neural. [9]

Ciclul histidinei

Acest ciclu implică dezaminarea histidinei în prezența acidului folic, ceea ce duce la generarea acidului urocanic. Acidul urocanic este implicat în multe procese metabolice pentru a genera formiminoglutamat, cunoscut sub numele de "FIGLU" și este implicat în generarea glutamatului cu ajutorul formiminotransferazei. În deficiența acidului folic, catabolismul FIGLU este afectat și glutamatul nu poate fi generat din formiminoglutamat; prin urmare, formiminoglutamatul se acumulează în sânge și este excretat în cantitate crescută în urină. [10] Acest proces poate fi utilizat pentru a evalua deficiența de acid folic, deoarece deficitul de acid folic este implicat în formarea scăzută de glutamat din substanțe formiminoglutamat "FIGLU". Acidul glutamic este o substanță importantă în procesele metabolice ale zaharurilor și grăsimilor și este implicat în procesul de transport al potasiului; ajută la transportul K + către lichidul coloanei vertebrale și peste bariera hematoencefalică. [11]

Glutamatul are un neurotransmițător care joacă un rol vital în procesul de învățare și memorare din creier. Nivelul scăzut de glutamat crește probabilitatea de a avea schizofrenie, tulburări cognitive, neuropsihiatrice și tulburări de anxietate. De asemenea, glutamatul joacă un rol important în eliminarea de către azot 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 derivat din glucoză sau din dietă. Unele țesuturi sunt considerate producători de glicină, în timp ce altele, de ex. rinichi, produc serină din glicină. Atât serina, cât și glicina sunt transportate rapid prin membrana mitocondrială. [13] Acidul folic joacă un rol vital în această cale; 5,10-metilen tetrahidrofolat furnizează o grupare hidroximetil la reziduurile de glicină pentru a produce serină, despre care se știe că este sursa principală a unei unități de carbon care este utilizată în reacțiile cu folat. [14] În cazul deficitului de acid folic, glicina își pierde capacitatea de a produce serină; acest lucru duce la multe probleme, de ex. funcționarea necorespunzătoare a creierului și a sistemului nervos central. De asemenea, multe procese din interiorul corpului sunt afectate, cum ar fi funcția afectată a ARN și ADN, metabolismul grăsimilor și al acizilor grași și formarea musculară. [15] Serina este necesară în producția de triptofan, aminoacidul implicat în fabricarea serotoninei, o substanță chimică a creierului care determină starea de spirit. Nivelul scăzut al serotoninei sau al triptofanului a fost legat de depresie, confuzie, insomnie și anxietate. Mai mult, un nivel scăzut de serină duce la scăderea performanței sistemului imunitar, deoarece serina este implicată în formarea anticorpilor. [16]

Ciclul metioninei

Ciclul timidilat

Cu toate acestea, folatul nu este implicat în de novo sinteza pirimidinei, dar este încă implicată în formarea timidilatului. Timidilat sintaza este implicată în catalizarea transferului de formaldehidă din folat în dUMP pentru a forma dTMP. Timidilat sintază Este o enzimă care joacă un rol în replicarea celulelor și a țesuturilor. [21] Antagoniștii folatului inhibă această enzimă și au fost folosiți ca agenți anticanceroși. Din acest ciclu, rolul folatului poate fi legat de cancer. Timidilat sintaza este o otravă metabolică care este implicată în provocarea deficitului funcțional de folat, iar celulele corpului cresc rapid ca urmare a creșterii sintezei ADN-ului. [22] De aceea, folatul este cunoscut ca „agent de prevenire a cancerului”. Tetrahidrofolatul poate fi regenerat din produsul reacției timidilat sintază; deoarece celulele nu au capacitatea de a regenera tetrahidrofolatul, suferă de sinteza ADN-ului defectuos și, în cele din urmă, de moarte. Multe medicamente anti-cancer acționează indirect prin inhibarea DHFR sau direct prin inhibarea timidilat sintazei. [23]

Ciclul purinei

Derivații de tetrahidrofolat sunt utilizați în două etape de reacție ale de novo biosinteza purinei; Pozițiile C8 și C2 în inelul purinei sunt, de asemenea, derivate din folat. Purina are multe roluri importante în creșterea, divizarea și dezvoltarea celulelor, deoarece se consideră a fi împreună cu baza pirimidinei din helixul ADN. În cazul deficitului de folat, există o afectare a funcțiilor purinice, ceea ce înseamnă afectarea producției de ADN și duce la multe probleme în interiorul corpului, deoarece ADN-ul este baza fiecărui proces. Defectele ADN afectează fiecare parte a corpului, adică pielii, oaselor, mușchilor și pot duce la boala Alzheimer, afectarea memoriei, boli de inimă și mușchi, cancer de sân și ovarian și afectarea sistemului imunitar. [24], [25]

Efectele deficitului de acid folic asupra sănătății

Deficitul de vitamina B12 este, de asemenea, considerat ca 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, de ex. slăbiciune sau paralizie a corpului și pierderea sentimentului, inteligenței, învățării și afectarea memoriei. Potrivit asociației spina bifida, poate duce, de asemenea, la dizabilități de învățare, tulburări gastro-intestinale, obezitate, depresie, disfuncții urinare și intestinale, tendinite și alergii. [26]

Vitamina B12

Ce se califică drept „vitamina B12”?

Vitamina B12 (cunoscută sub denumirea de 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 are două dintre inelele pirol legate direct. Cianocobalamina nu poate fi produsă de plante sau animale; bacteriile și archaea sunt singurele tipuri de organisme care au enzimele necesare pentru sinteza cianocobalaminei. Plantele superioare nu concentrează cianocobalamina din sol, la fel și sursele sărace de substanță, în comparație cu țesuturile animale. Vitamina B12 se găsește în mod natural în alimente, inclusiv carne (în special ficat și crustacee), ouă și produse lactate. [27]

Consum dietetic de referință pentru vitamina B12: sugari (aport adecvat) 0-6 luni: 0,4 μg 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 9-13 ani: 1,8 mcg/zi, adolescenți și adulți cu vârsta de 14 ani și peste: 2,4 mcg/zi, adolescenți și femei însărcinate: 2,6 mcg/zi și adolescenți și femei care alăptează: 2,8 mcg/zi. [28]

Metabolismul vitaminei B12 și mecanismul de acțiune

Vitamina B12 este utilizată de organism în două forme, fie ca metilcobalamină, fie ca 5-deoxiadenozil cobalamină. Enzima metionină sintază are nevoie de metilcobalamină ca cofactor. Această enzimă este implicată în mod normal în conversia aminoacidului homocisteină în metionină, în timp ce metionina, la rândul ei, este necesară pentru metilarea ADN-ului. 5-Deoxiadenozil cobalamina este un cofactor necesar enzimei care transformă l-metilmalonil CoA în succinil CoA. Această conversie este un pas important în extragerea energiei din proteine ​​și grăsimi. În plus, succinil CoA este necesar pentru producerea de hemoglobină, care este substanța care transportă oxigenul în celulele roșii din sânge. [29]

Cicluri de deficit de vitamina B12

Vitamina B12 joacă un rol vital în creșterea și dezvoltarea celulelor corpului uman prin multe reacții și procese care apar în organism; deoarece corpul devine deficit de acid folic, toate ciclurile menționate mai sus vor deveni ineficiente și vor duce la multe probleme, pe lângă alte probleme, cum ar fi anemia megaloblastică, cancerul și defectele tubului neural. [26]

Ciclul metioninei

Vitamina B12 (cobalamina) joacă un rol vital în conversia homocisteinei în metionină în ciclul metioninei, deoarece ia grupul metil din 5-metil tetrahidrofolat (acid folic) și formează metil cobalamină care apoi eliberează această grupare metil pentru a transformă homocisteina în metionină. [30] Mai mult, cobalamina este necesară în conversia metioninei în homocisteină, unde metionina este convertită în produs „SAM” în prezența ATP de metionină adenozil transferază. În cazul deficitului de vitamina B12, organismul nu are capacitatea de a produce metionină, ceea ce duce la multe probleme. De asemenea, corpul nu are capacitatea de a produce S-adenozil metionină, cunoscut sub numele de produs „SAM”. [31] Producția defectuoasă a produsului SAM duce la o afectare a sintezei carnitinei, afectarea funcției neuronale, menținerea mielinei și lipsa metilării ADN și ARN.

Metilmalonil CoA mutați

Două molecule de adenozil cobalamină sunt necesare pentru a converti metilmalonil CoA în succinil CoA, care este un ciclu intermediar TCA, prin enzima metilmalonil CoA mutază, în timp ce propionil CoA este transformat în d-metilmalonil CoA. [31] În cazul deficitului de vitamina B12, activitatea metilmalonil CoA mutază este afectată și există acumulare de acid metilmalonic în interiorul corpului. Aceste deficiențe duc la multe probleme și probleme. Corpul își pierde capacitatea de a produce intermediarul ciclului TCA, succinil CoA, ceea ce va duce la o afectare a ciclului TCA, deoarece există o conversie redusă a succinatului în fumarat, malat și în produsul final al ciclului, care este responsabil pentru furnizarea o cantitate mică de energie înainte de a merge la lanțul de transport al electronilor, care este responsabil de producția ridicată de energie. [30], [31] De asemenea, există o afectare a gluconeogenezei, care este calea metabolică responsabilă de generarea glucozei din substanțe non-glucidice, de ex. glicerol, aminoacizi glucogeni și lactat și ajută la menținerea normoglicemiei în timpul postului. Când acidul gras este oxidat în 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 deficitului de acid folic asupra sănătății

Deficitul de vitamina B12 poate afecta organismul într-un mod negativ. Cea mai frecventă boală cauzată de un deficit de B12 este anemia pernicioasă.

Anemie pernicioasă

Anemia pernicioasă este un tip de anemie cu termenul „anemie” care se referă de obicei la o afecțiune în care sângele are un număr mai mic decât celulele roșii din sânge. În anemia pernicioasă, organismul nu are capacitatea de a produce suficient globule roșii sănătoase, deoarece nu are suficientă vitamina B12. Fără suficientă vitamină B12, celulele roșii din sânge nu se împart normal și sunt prea mari și pot avea probleme cu ieșirea din măduva osoasă. Dacă nu aveți suficiente celule roșii din sânge pentru a transporta oxigenul în corp, puteți da senzația de oboseală și slăbiciune. Anemia pernicioasă severă sau de lungă durată poate deteriora inima, creierul și alte organe din corp. Anemia periculoasă poate provoca, de asemenea, alte probleme, cum ar fi leziuni ale nervilor, probleme neurologice (cum ar fi pierderea memoriei) și probleme ale tractului digestiv. Persoanele care au anemie pernicioasă pot prezenta, de asemenea, un risc mai mare de slăbire a rezistenței osoase și a cancerului de stomac. [33]

Studiile arată că nivelul homocisteinei crește în cazul anemiei pernicioase, ca urmare a inhibării activității metioninei sintazei. Hiperhomocisteinemia este o afecțiune medicală care se caracterizează printr-un nivel anormal de ridicat de homocisteină în sânge. Crește riscul de a dezvolta boli ale venelor și arterelor. [34] Această boală poate duce la anomalii ale vaselor de sânge, tromboză cu îngustare și întărire a vaselor de sânge, inflamație vasculară, boală coronariană, ateroscleroză, pierderea osoasă asimptomatică și rabidă. Nivelurile ridicate de homocisteină ar putea fi, de asemenea, un factor de risc pentru dezvoltarea multor alte boli, cum ar fi infarctul și accidentul vascular cerebral, osteoporoza, boala Alzheimer, colita ulcerativă și boala Crohn. Deficitul de vitamina B12 poate fi, de asemenea, implicat în anemia megaloblastică și defectele tubului neural, așa cum s-a menționat mai sus în legătură cu acidul folic. [35]

Vitaminele sunt vitale pentru creșterea și dezvoltarea celulară. Nivelurile lor normale din interiorul corpului vor ajuta la procesul de întreținere a corpului și la o performanță mai bună. [8] Nivelurile ridicate sau mai mici de vitamine decât în ​​mod normal duc la prăbușirea întregului proces, deoarece fiecare proces este legat de altul. [26] Deficiențele pot fi tratate prin creșterea consumului în dietă sau prin aportul de suplimente. [34]