Kobalamīns (B12 vitamīns): definīcija, sintēze, absorbcija, transports un izplatīšana

Medicīnas literatūrā šis termins vitamīns B12 ietver visus vitamīnus aktīvos kobalamīnus (Cbl), kuru pamatstruktūru veido gandrīz plakana koridora gredzenu sistēma, porfirīnam līdzīgs savienojums ar četriem reducētiem pirola gredzeniem (A, B, C, D) un centrālais kobalts atoms. Centrālais kobalts atoms ir cieši saistīts ar četriem slāpeklis pirola gredzenu un alfa-aksiāli 5,6-dimetilbenzimidazola slāpeklim, kam ir izšķiroša nozīme kobalamīnu vitamīnu funkcijā. Atbalstot kobalta atomu, var aizstāt ar dažādiem atlikumiem, piemēram:

  • Cianīds (CN-) - cianokobalamīns (vitamīns B12).
  • Hidroksi grupa (OH-) - hidroksokobalamīns (B12a vitamīns)
  • Ūdens (H2O) - akvakobalamīns (B12b vitamīns)
  • Slāpekļa dioksīds (NO2) - nitrokobalamīns (B12c vitamīns)
  • Metilgrupa (CH3) - metilkobalamīns (koenzīms)
  • 5′-dezoksiadenosil - 5′-dezoksiadenozilkobalamīns (adenozilkobalamīns, koenzīms).

No uzskaitītajiem atvasinājumiem (atvasinājumiem) terapeitisko lomu spēlē tikai cianokobalamīns, kas tiek ražots sintētiski, un hidroksokobalamīns, kas ir fizioloģiskā depo forma. Tie organismā tiek pārveidoti par fizioloģiski aktīvām formām metilkobalamīnu un adenozilkobalamīnu [1, 2, 6, 8, 11-14].

Sintēze

Vitamīns B12 sintēze ir ļoti sarežģīta un notiek tikai noteiktos mikroorganismos. Tādējādi sugām, kas paredzētas dažādām dzīvnieku sugām, enteriskā sintēze (veidošanās zarnu flora) vairāk vai mazāk veicina B12 vitamīna prasību izpildi. Zālēdājiem (zālēdājiem) atgremotājiem enteriskā sintēze - vai kuņģa-zarnu trakta sintēze (veidošanās pie spurekļa vai zarnu flora) - ir pilnīgi pietiekams, plēsēji (plēsēji) spēj apmierināt savas prasības ne tikai ar zarnu floras sintēzi, bet arī ar B12 vitamīna piegādi ar gaļu. Cilvēkiem B12 vitamīns, ko veido resnās zarnas flora, nevar būt pietiekami izmantots. Šī iemesla dēļ cilvēki ir atkarīgi no papildu B vitamīna uzņemšanas kopā ar pārtiku. B12 vitamīna ikdienas nepieciešamība ir no 3 līdz 4 µg dienā, ar rezervēm pietiek 1-2 gadus.

Absorbcija

Pārtikā B12 vitamīns ir saistīts ar proteīni vai brīvā formā. Saistīts uztura kobalamīns izdalās no tā saistīšanās ar olbaltumvielām iekš kuņģis by kuņģa skābe un pepsīns (gremošanas enzīms) un lielā mērā ir saistīts ar glikoproteīniem, ko sauc par haptokorīniem (HC) vai R-saistvielām. proteīni izdalīja (izdalīja) siekalu dziedzeri un kuņģa gļotādas šūnas. Brīvi pieejamā uztura kobalamīna gadījumā pieķeršanās HC jau notiek siekalas [1, 2, 5, 7, 8-10, 12-14]. Cbl-HC komplekss nonāk augšējā segmentā tievā zarnā kur saskaņā ar tripsīns (gremošanas enzīms) un sārmainu pH, kompleksa šķelšana un B12 vitamīna saistīšanās ar glikoproteīnu, ko sauc par iekšējo faktoru (IF), ko veido kuņģa okupācijas šūnas gļotādas notiek [1, 2, 5, 7, 8, 9, 12-14]. Cbl-IF komplekss tiek transportēts uz distālo ileumu (apakšējo segmentu tievā zarnā), kur tas no enerģijas atkarīgā veidā tiek uzņemts gļotādas šūnās caur kalcijs-atkarīga endocitoze (membrānas transports). Šis process notiek caur specifiskiem receptoriem (saistīšanās vietām) un proteīni ieskaitot kubilīnu (CUBN) un megalīnu (LRP-2), kā arī bez amnionu (AMN) un ar receptoriem saistītu olbaltumvielu (RAP), kas lokalizēti kā komplekss ileālo enterocītu (apakšējo apakšējo daļu epitēlija šūnu) mikrovilli membrānās. tievā zarnā). Intracelulāri (šūnas iekšienē) endosomās (membrānas pūslīšos) notiek Cbl-IF receptoru kompleksa disociācija (demontāža), pazeminot pH līmeni, izmantojot protonu. adenozīns trifosfāta (ATP) ases (ATP šķelšana fermenti). Kamēr disociētais kubilina-megalīna savienojums atgriežas apikālajā šūnu membrānu (vērsts pret zarnu iekšpusi) caur pūslīšiem, endosomas nobriest lizosomās (šūnu organoīdos), kurās kobalamīna izdalīšanos no tā savienojuma paātrina, vēl vairāk pazeminot pH līmeni. Tam seko brīvā B12 vitamīna saistīšanās ar transportu olbaltumvielu transkobalamīns-II (TC-II) sekrēcijas pūslīšos, kas atbrīvo Cbl-TCII kompleksu vai holotranskobalamīns-II (HoloTC) asinis caur bazolaterālo membrānu (vērsta prom no zarnas). IF starpniecības vitamīns B12 absorbcija ir tikai maksimums 1.5-2.0 µg vienā ēdienreizē, jo ileāla iekļaušanās spēja (uzņemšanas spēja) gļotādas (apakšējās tievās zarnas gļotāda) Cbl-IF kompleksam ir ierobežota (ierobežota). Aptuveni 1% uztura kobalamīna nonāk asinīs caur kuņģa-zarnu trakta (GI traktu) vai gļotādas bez iepriekšējas saistīšanās ar IF ar nespecifisku mehānismu. Ar perorālu B12 vitamīna uzņemšanu virs fizioloģiskā uzņemšanas līmeņa aptuveni 10 µg, pasīvo kobalamīnu, kas nav atkarīgs no IF absorbcija kļūst arvien nozīmīgāka. Piemēram, pēc iekšķīgas lietošanas pārvalde no 1,000 µg B12 vitamīna tikai 1.5 µg (14%) no kopējā absorbētā kobalamīna daudzuma 10.5 µg ir atkarīgs no IF un jau 9 µg (86%) absorbē IF neatkarīgi, izmantojot pasīvo difūziju. Tomēr pasīvās rezorbcijas ceļš nav gandrīz tikpat efektīvs kā enerģijas transportēšanas mehānisms, tāpēc kopējais absorbētais daudzums absolūtos skaitļos palielinās, palielinoties kobalamīna daudzumam deva bet relatīvi samazinās [1-3, 8, 12, 13].

Transports un šūnu uzņemšana

Cbl-TCII komplekss caur portālu nonāk asinīs apgrozība un no turienes uz mērķauditoriju. HoloTC šūnu uzņemšana notiek megalīna (LRP-2) - un TC-II receptoru mediētas endocitozes (membrānas transportēšana) klātbūtnē. kalcijs joni. Intracelulāri TC-II proteolītiski (fermentatīvi) tiek sadalīts lizosomās (šūnu organoīdos), un B12 vitamīns izdalās citozolā hidroksokobalamīna veidā ar trīsvērtīgu kobalts atoms (OH-Cbl3 +). Ar OH grupas sašķelšanu notiek Cbl3 + reducēšanās par Cbl2 +. No vienas puses, to metilē S-adenozilmetionīns (SAM, universāls metilgrupas donors) un kā metilkobalamīns saistās armetionīns sintāze (ferments, kas atjauno metionīnu no homocisteīns), kas noved pie tā fermentatīvās aktivācijas. No otras puses, Cbl2 + nonāk mitohondrijā (šūnas “enerģijas spēkstacijā”), kur tas tiek reducēts par Cbl1 + un pārveidots par adenozilkobalamīnu, pārnesot ATP (universālo enerģijas nesēju) adenozilam, šķeļot trifosfātu. Tam seko adenozilkobalamīna saistīšanās ar apoenzīmu L-metilmalonil-koenzīma A (CoA) mutāzi (ferments, kas propionskābes degradācijas laikā pārveido L-metilmalonil-CoA par sukcinil-CoA) un L-leicīns mutāze (ferments, kas sāk aminoskābes leicīna noārdīšanos, atgriezeniski pārveidojot alfa-leicīnu par 3-aminoizokapronātu (beta-leicīnu)), tādējādi tos katalītiski aktivizējot.

Izplatīšanās organismā

TC-II satur 6-20% plazmā cirkulējošā B12 vitamīna un ir metaboliski aktīvā B12 vitamīna frakcija. Tam ir salīdzinoši īss bioloģiskais pusperiods no vienas līdz divām stundām. Šī iemesla dēļ nepietiekama B12 vitamīna gadījumā HoloTC ātri nokrītas zem normālā līmeņa absorbcija un ir piemērots agrīnai vitamīna b12 deficītsSaistīts ar haptokorīnu, kas pazīstams arī kā TC-I, ir 80-90% plazmas kobalamīna - holohaptokorīna. Atšķirībā no TC-II tas neveicina B12 vitamīna piegādi perifērām šūnām, bet lieko kobalamīna daudzumu perifēriski transportē atpakaļ aknas un tāpēc tā ir metaboliski mazāk aktīvā frakcija. Tā kā TC-I bioloģiskais pusperiods ir no deviņām līdz desmit dienām, tas lēnām atkrīt, kad B12 vitamīna daudzums nav pietiekams, padarot to par vēlu vitamīna b12 deficīts.TC-III ir granulocītu (balto asinis šūnas) un ir ārkārtīgi maza daļa. Tā metaboliskā funkcija atgādina TC-I. Galvenais vitamīna B12 uzglabāšanas orgāns ir aknas, kur nogulsnējas aptuveni 60% ķermeņa kobalamīna. Aptuveni 30% B vitamīna tiek uzglabāti skeleta muskuļos. Atlikums ir citos audos, piemēram, sirds un smadzenes. Kopējais ķermeņa krājums ir 2-5 mg. Vienīgais B12 vitamīns ūdens- šķīstošs vitamīns, kas tiek uzglabāts ievērojamā daudzumā. B12 vitamīna (2 µg / dienā) relatīvi lielie ķermeņa krājumi un zemais apgrozījuma ātrums (apgrozījuma ātrums) ir iemesls, kāpēc vitamīna b12 deficīts gadiem ilgi klīniski neizpaužas. Šī iemesla dēļ stingriem veģetāriešiem B12 vitamīna deficīta simptomi parādās tikai pēc 5-6 gadiem, neskatoties uz zemu kobalamīna saturu uzturs.Tomēr pacientiem ar slimību vai ķirurģisku noņemšanu kuņģis vai terminālais ileums (tievās zarnas apakšējais segments), B12 vitamīna deficīts var rasties jau pēc 2-3 gadiem, jo ​​ne uztura kobalamīnu nevar atkārtoti absorbēt, ne arī B12 vitamīnu izvadīt ar žulti (caur žults) [1-3, 7, 10, 12, 13].

Izdalīšanās

Efektīvas enterohepatiskās ķēdes dēļ (aknas-stīga ķēdē), 3-8 µg kobalamīna katru dienu izdalās žults reabsorbējas galīgajā ileumā (tievās zarnas apakšējā daļa). B12 vitamīna izdalīšanās caur nierēm normālā daudzumā ir ļoti zema un ir 0.143% dienā, vidēji dienā uzņemot 3-8 µg B12 vitamīna. Ar pieaugumu deva, absorbētā B12 vitamīna daļa urīnā ievērojami palielinās, pārsniedzot aiztures spēju. Pēc ievadītā 1,000 µg cianokobalamīna 94% (9.06 µg) no absorbētā 9.6 µg B12 vitamīna joprojām paliek un 6% (0.54 µg) tiek izvadīti caur nierēm (caur nierēm). Palielinoties iekšķīgai lietošanai deva, kopējā organisma absorbētā B12 vitamīna daļa samazinās no 94 līdz 47%, un nieru eliminētā frakcija attiecīgi palielinās no 6 līdz 53%.