Kobalaminy

Kobalaminy reprezentują związki chemiczne należące do grupy witamin B12. Występują we wszystkich organizmach. Są syntetyzowane tylko przez bakterie.

Co to są kobalaminy?

Kobalaminy to grupa związków chemicznych o tej samej podstawowej budowie, które należą do kompleksu witaminy B12. Jest to złożony związek, w którym centralnym atomem jest kobalt. Uważane są za jedyne znane substancje naturalne zawierające kobalt.

Atom kobaltu jest otoczony łącznie sześcioma ligandami. Każdy z czterech ligandów reprezentuje atom azotu w planarnym układzie pierścieni korryny. Piąty atom azotu należy do pierścienia 5,6-dimetylobenzimidazolu, który jest połączony z pierścieniem korryny w sposób nukleotydowy. Szósty ligand jest bardzo łatwo wiązany i wymienny. Tylko ten wymienny ligand charakteryzuje konkretny obecny związek. Rzeczywista witamina B12 zawiera resztę cyjanową jako szósty ligand i jest odpowiednio określana jako cyjanokobalamina.

Inne ważne kobalaminy to aquacobalamina (witamina B12a), hydroksykobalamina (witamina B12b), nitrytokobalamina (witamina B12c), metylokobalamina (metylo-B12, MeCbl) oraz jako niezwykle ważny koenzym, adenozylokobalamina (koenzym B12). Wszystkie te związki reprezentują również formy zapasowe witaminy B12.Cyjanokobalmin jest jedyną witaminą B12, która może być stosowana w medycynie. W organizmie natychmiast przekształca się w koenzym B12.

Wszystkie formy przechowywania substancji czynnej są wchłaniane z pożywieniem. Witamina B12 syntetyzowana przez bakterie w jelicie grubym nie może być wykorzystywana przez ludzi, ponieważ wchłanianie kobalaminy odbywa się w jelicie cienkim.

Funkcja, efekt i zadania

Witamina B12 spełnia ważne funkcje w tworzeniu krwi, podziale komórek oraz w układzie nerwowym. W organizmie bierze udział tylko w dwóch reakcjach enzymatycznych, ale mają one kluczowe znaczenie biologiczne.

Enzym N5-metylo-tetrahydrofolian-homocysteino-S-metylotransferaza (syntaza metioniny) działa jako donor grup metylowych z pomocą koenzymu B12. Syntaza metioniny reaktywuje nośnik grupy metylowej S-adenozylometioninę (SAM) i remetyluje homocysteinę do metioniny. Jeśli występuje niedobór lub niewydolność witaminy B12, we krwi gromadzi się homocysteina. Podwyższone stężenia homocysteiny są czynnikiem ryzyka miażdżycy, ponadto gromadzi się również enzym N5-metylo-THF, który zapewnia wtórny niedobór THF (kwasu tetrahydrofoliowego).

THF wspiera strukturę zasad purynowych, adeniny i guaniny, a także podstawy pirymidynowej, tyminy. Zasady azotowe biorą udział w budowie DNA i RNA kwasów nukleinowych. Brak THF powoduje przerwanie syntezy kwasu nukleinowego. Drugą funkcją witaminy B12 jest wspieranie enzymu mutazy metylomalonylo-CoA. Mutaza metylomalonylo-CoA rozkłada kwasy tłuszczowe o nieparzystych numerach, tworząc propionylo-CoA. Następnie do cyklu kwasu cytrynowego wprowadza się propionylo-CoA. Jednym z metabolitów w tym procesie jest metylomalonylo-CoA. Jeśli brakuje witaminy B12, gromadzi się metylomalonylo-CoA, co może prowadzić do objawów neurologicznych.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Kobalaminy nie mogą być wytwarzane w metabolizmie roślinnym, zwierzęcym lub ludzkim. Tylko kilka bakterii jest w stanie syntetyzować ten aktywny składnik. Obejmuje to również bakterie jelitowe człowieka.

Ponieważ synteza kobalaminy zachodzi w jelicie grubym u ludzi, ale witamina B12 jest wchłaniana w jelicie cienkim za pomocą czynnika wewnętrznego, kobalamina powstająca w jelicie nie może być wykorzystana. Ludzie są uzależnieni od dostaw żywności. Jednocześnie zachodzi proces biochemiczny, który umożliwia wielokrotne transportowanie witaminy B12 z powrotem do jelita cienkiego za pomocą kwasów żółciowych, gdzie jest ona ponownie wchłaniana. Oznacza to, że raz napełniony zbiornik w wątrobie będzie służył przez kilka lat, nawet jeśli nie ma zapasu witaminy B12. Wątroba może przechowywać od 2000 do 5000 mikrogramów kobalaminy.

Minimalne dzienne zapotrzebowanie dla dorosłych to około 3 mikrogramy. Zapotrzebowanie na dzieci jest mniejsze i rośnie z czasem. Kobiety w ciąży i karmiące piersią mają większe zapotrzebowanie, które wynosi od 3,5 do 4 mikrogramów dziennie. Po 450 do 750 dniach połowa istniejącej kobalaminy zostaje zużyta. Ważnymi źródłami kobalaminy są wątroba i wnętrzności różnych zwierząt hodowlanych, śledzie, wołowina, ser, kurze jaja i tuńczyk. Witamina B12 jest prawie nieobecna w pokarmach roślinnych. W przypadku wegetariańskiego stylu życia wymagana jest dodatkowa suplementacja.

Choroby i zaburzenia

Ze względu na duże znaczenie reakcji biochemicznych wspomaganych przez kobalaminy, niedobór witaminy B12 prowadzi do poważnych problemów zdrowotnych.

Niedobór może wynikać z jednej strony z diety czysto wegetariańskiej, az drugiej strony z utraty czynnika wewnętrznego. Czynnikiem wewnętrznym jest glikoproteina, która wiąże kobalaminę w jelicie cienkim i dzięki temu jest dostępna do ponownego użycia. Białko to jest produkowane w komórkach okładzinowych żołądka. W chorobach żołądka z niewydolnością komórek okładzinowych nie można już wytworzyć czynnika wewnętrznego. Nie jest już możliwe ponowne użycie istniejącej kobalaminy. Brak witaminy B12 hamuje metylację homocysteiny do metioniny.

Zwiększa się poziom homocysteiny we krwi i zwiększa się ryzyko miażdżycy. Jednocześnie gromadzi się N5-metylo-tetrahydrofolian ((N5-metylo-THF). Niedobór THF. W rezultacie synteza kwasów nukleinowych nie funkcjonuje prawidłowo. Procesy wymagające dużego zapotrzebowania na kwas nukleinowy, takie jak tworzenie krwi, są hamowane. Liczba komórek krwi zmniejsza się, a pozostałe erytrocyty powiększają się wraz z uzupełnianiem hemoglobiny.

Rezultatem jest tzw. Anemia złośliwa (złośliwa), która nie jest spowodowana niedoborem żelaza. Można go leczyć kwasem foliowym. Jednak niedobór kobalaminy utrzymuje się i nadal powoduje dolegliwości neurologiczne, takie jak mieloza linowa lub polineuropatie, poprzez przerwanie mutazy metylomalonylo-CoA w wyniku gromadzenia się kwasu metylomalonowego w osoczu.