Кобаламіни

Кобаламіни являють собою хімічні сполуки, що належать до групи вітаміну В12. Вони зустрічаються у всіх організмів. Вони синтезуються лише бактеріями.

Що таке кобаламіни?

Кобаламіни - це група хімічних сполук з однаковою базовою структурою, що належать до комплексу вітаміну В12. Це складна сполука з кобальтом як центральним атомом. Вони вважаються єдиними відомими природними речовинами, що містять кобальт.

Атом кобальту оточений загалом шістьма лігандами. Кожен чотири ліганди представляють атом азоту планарної системи кільця коріну. П'ятий атом азоту належить до 5,6-диметилбензимідазолового кільця, яке зв'язане з корінним кільцем нуклеотидним чином. Шостий ліганд дуже легко пов'язаний і взаємозамінний. Тільки цей взаємозамінний ліганд характеризує присутнє конкретне з'єднання. Фактичний вітамін В12 містить циановий залишок як шостий ліганд і відповідно його називають цианокобаламіном.

Інші важливі кобаламіни включають аквакобаламін (вітамін B12a), гідроксикобаламін (вітамін B12b), нітритокобаламін (вітамін B12c), метилкобаламін (метил-B12, MeCbl) і, як надзвичайно важливий кофермент, аденозилкобаламін (коензим В12). Усі ці сполуки також являють собою форми зберігання вітаміну В12. Ціанокобальмін - єдиний вітамін В12, який можна застосувати в медицині. Він негайно перетворюється в коензим В12 в організмі.

Усі форми зберігання діючої речовини засвоюються через їжу. Вітамін В12, синтезований бактеріями в товстій кишці, людина не може вживати, оскільки всмоктування кобаламіну відбувається в тонкому кишечнику.

Функція, ефект та завдання

Вітамін В12 виконує важливі функції у формуванні крові, поділі клітин і в нервовій системі. В організмі він бере участь лише у двох ферментативних реакціях, але вони мають центральне біологічне значення.

Фермент N5-метил-тетрагідрофолат-гомоцистеїн-S-метилтрансфераза (метіонін синтаза) функціонує як донор метильної групи за допомогою коензиму В12. Метіонінсинтаза реактивує носій метилової групи S-аденозилметіонін (SAM) і реметилює гомоцистеїн до метіоніну. Якщо є дефіцит або недостатність вітаміну В12, гомоцистеїн накопичується в крові. Підвищені концентрації гомоцистеїну є фактором ризику виникнення артеросклерозу, крім того, фермент N5-метил-ТГФ також накопичується і тим самим забезпечує вторинний дефіцит ТГФ (тетрагідрофолієва кислота).

THF підтримує структуру пуринових основ аденіну та гуаніну, а також пірамідинової основи тиміну. Основи азоту беруть участь у побудові ДНК і РНК нуклеїнових кислот. Якщо ТГФ відсутній, синтез нуклеїнових кислот порушується. Друга функція вітаміну В12 полягає в підтримці ферменту метилмалоніл-КоА-мутази. Мутаза метилмалоніл-КоА розщеплює непарні жирні кислоти з утворенням пропіоніл-КоА. Потім пропіоніл-КоА вводять у цикл лимонної кислоти. Одним з метаболітів у цьому процесі є метилмалоніл-КоА. Якщо не вистачає вітаміну В12, накопичується метилмалоніл-КоА, що може призвести до неврологічних симптомів.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Кобаламіни не можуть вироблятися в рослинному, тваринному або людському обміні. Лише небагато бактерій здатні синтезувати цю діючу речовину. Сюди ж відносяться кишкові бактерії людини.

Оскільки синтез кобаламіну відбувається у людини в товстій кишці, але всмоктування вітаміну В12 в тонкому кишечнику відбувається за допомогою внутрішнього фактора, кобаламін, що утворюється в кишечнику, не можна використовувати. Люди залежать від запасів їжі. У той же час відбувається біохімічний процес, який дозволяє багаторазово транспортувати вітамін В12 до тонкої кишки за допомогою жовчних кислот, де він реабсорбується. Це означає, що як тільки резервуар у печінці заповниться, він прослужить кілька років, навіть якщо не буде постачання вітаміну В12. Печінка може зберігати від 2000 до 5000 мкг кобаламіну.

Мінімальна добова потреба у дорослих становить близько 3 мкг. Потреба в дітях менша і з часом збільшується. Вагітні та годуючі жінки годують більш високою потребою, яка становить 3,5 - 4 мкг на добу. Через 450 до 750 днів половина наявного кобаламіну витрачається. Важливими джерелами кобаламіну є печінка та нутрощі різних сільськогосподарських тварин, оселедець, яловичина, сир, курячі яйця та тунець. Вітамін В12 майже відсутній у рослинній їжі. У випадку вегетаріанського способу життя потрібні додаткові добавки.

Хвороби та розлади

Через велике значення біохімічних реакцій, підтримуваних кобаламінами, дефіцит вітаміну В12 призводить до серйозних проблем зі здоров’ям.

Дефіцит може спричинити, з одного боку, суто вегетаріанську дієту, а з іншого - втрату внутрішнього фактора. Властивий фактор - це глікопротеїн, який зв’язує кобаламін в тонкому кишечнику і тим самим робить його доступним для повторного використання. Цей білок виробляється в тім'яних клітинах шлунка. При шлункових захворюваннях з недостатністю тім’яних клітин внутрішній фактор вже не може формуватися. Більше не можна знову використовувати існуючий кобаламін. Нестача вітаміну В12 гальмує метилювання гомоцистеїну до метіоніну.

Рівень гомоцистеїну в крові збільшується, а ризик виникнення артеросклерозу збільшується. У той же час накопичується N5-метил-тетрагідрофолат ((N5-метил-ТГФ). ТГФ дефіцитний. В результаті синтез нуклеїнових кислот більше не функціонує належним чином. Процеси з високою потребою в нуклеїнових кислотах, такі як утворення крові, інгібуються. Кількість клітин крові зменшується, а решта еритроцитів збільшуються в міру поповнення гемоглобіну.

Результатом є відома як згубна (злоякісна) анемія, яка не викликана дефіцитом заліза. Його можна обробити фолієвою кислотою. Проте дефіцит кобаламіну зберігається і все ще викликає такі неврологічні скарги, як мієлоз фунікулера або полінейропатії через порушення метилмалоніл-КоА-мутази через накопичення метилмалонової кислоти в плазмі.