10. FUNKCJE WITAMINY B12 W KOENZYMACH Funkcje witaminy B12 W komórkach ssaków [1] występują dwie różne formy koenzymu z witaminą B12 [2]. Metylkobalamina Stanowi część składową kompleksu enzymowego, zwanego syntetazą metioninową, przekształcającą homocysteinę w metioninę. Metionina jest nast ępnie przekszta ł cana do wa ż nego donoru grupy metylowej, S-adenozylometioniny (SAM, SAMe). Po wi ę cej informacji zobacz: 31 Za łą cznik 7: SAMe. 5?-deoksyadenozylokobalamina 1 / 10
Stanowi część składową kompleksu enzymowego, zwanego mutazą metylomalonylu-coa, przekształcającą metylomalonyl-coa w sukcynyl-coa. Stanowi również część składową kompleksu enzymowego, zwanego aminomutaza leucynowa, przekszta łcająca beta-leucynę w L-leucynę i vice versa. Usuwanie nadmiarów homocysteiny Metionina jest aminokwasem egzogennym (niezbędnym), dostarczanym poprzez dietę. Część metioniny jest przekształcana w homocysteinę. Wydaje się, że podwyższone poziomy homocysteiny są toksyczne dla układu nerwowego oraz naczyniowego, wzmagają zachorowalność na choroby sercowo-naczyniowe. Homocysteina jest uważana za czynnik, lub jeden z czynników, powodujących tego rodzaju schorzenia, poprzez niekontrolowane utlenianie, prowadzące do uszkodzenia ścian naczyń [3]. Organizm w normalnych warunkach, przekształca nadmiary homocysteiny, w inne metabolity, na szlaku biochemicznym, kończącym się z powrotem metioniną. Jeżeli ta ścieżka metaboliczna jest upośledzona lub wręcz zablokowana, wtedy następuje wzrost poziomów homocysteiny. Metylkobalamina (B12 -CH 3 ) jest potrzebna do enzymu: syntetazy metioninowej, przekształcającej homocysteinę w metioninę. Osoby z niedoborami witaminy B12, wykazują podwyższone poz iomy homocysteiny. Anemia, DNA oraz kwas foliowy Utarło się, że niedobory witaminy B12 są spowodowane upośledzonym wchłanianiem witaminy B12, powiększone czerwone ciałka krwi (erytrocyty) były tego oznaką. Tego rodzaju anemia ma dwie nazwy: 2 / 10
Anemia makrocytowa? gdy średnia objętość czerwonych ciałek krwi, zwana Średnią Molekularną Objętością (z ang. MCV) jest większa niż normalnie. Anemia megaloblastyczna - gdy nienormalnie wielkie czerwone ciałka krwi są obserwowane pod mikroskopem Kwas foliowy ma wpływ na objawy anemii, anemii związanej z niedoborami witaminy B12. Kwas foliowy jest potrzebny, aby przekształcić uracyl w tymidynę, niezbędna część składowa łańcucha DNA [4]. DNA jest potrzebny mi ę dzy innymi do wytworzenia czerwonych ciałek, podziałów komórkowych tych komórek itp. Witamina B12, w formie metylkobalaminy, jest powiązana właśnie z tym procesem; dawcą metylu jest tutaj metionina, koenzym B12 wytwarza jedną z form kwasu foliowego, potrzebnego do wytwarzania DNA. Jeżeli brakuje witaminy B12, to ta forma kwasu foliowego ulega wyczerpaniu, zjawisko zwane pułapką kwasu metylo-foliowego, powodującą spowolnienie wytwarzania DNA [5]. zobacz: [ 37. Załącznik 13 Cykl methionina-homocysteina-kwas Foliowy-B12] Do syntezy hemoglobiny w krwinkach czerwonych, potrzebny jest tylko RNA. W przeciwieństwie do DNA, RNA nie potrzebuje tyminy. Dlatego też, jeżeli nie ma odpowiednich ilości kwasu foliowego, nowe czerwone ciałka krwi (biorące początek od dużych komórek zwanych reticulocytami) wolno dzielą się, są zależne od szybkości syntezy oraz replikacji DNA. W tym samym czasie, hemoglobina w nich zawarta, jest uzależniona od RNA i jest produkowana z normalną szybkością. W ten sposób powstają powiększone, czerwone ciałka krwi zwane makrocytami [4; 6]. Jeżeli makrocyty zaczynają się akumulować, dochodzi wtedy do schorzenia zwanego anemią makrocytową. 3 / 10
Jeżeli jednak z dietą dostarczane są odpowiednie ilości kwasu foliowego, ustrój nie ma potrzeby polegać jedynie na regeneracji, kwasu foliowego, w którym czynny udział bierze koenzym B12. Zamiast tego dodatkowe ilości kwasu foliowego w diecie, zapewniają odpowiednią szybkość syntezy DNA, w ten sposób można zabezpieczyć się przed anemią makrocytową. Zobacz: 37. Załącznik 13 Cykl methionina-homocysteina-kwas Foliowy-B12. Właśnie dlatego zwiększone pobieranie kwasu foliowego z diety, maskuje niektóre efekty niedoboru witaminy B12. Aby jeszcze tego było mało, jakikolwiek niedobór żelaza (powoduje powstawanie zbyt małych czerwonych ciałek krwi), może to działać przeciwnie do powstawania makrocytów, robiąc z nich komórki zbliżone do normalnych; wtedy czerwone ciałka krwi, w przypadku niedoborów tego skł adnika pokarmowego, wyglądają również jak normalne erytrocyty [7]. Komórki wyściółki jelita również szybko się zużywają, co wymaga zwiększonej syntezy DNA. Niedobory witaminy B12 mogą pogorszyć proces regeneracji tkanki wyściółkowej jelit, dotyczy to również komórek absorbujących witaminę B12 [sprzężenie zwrotne]. Brak anemii nie oznacza zdrowych poziomów witaminy B12. Tradycyjnie uznawano, że występowanie anemii makrocytowej, wiąże się z niedoborami witaminy B12. Jakkolwiek neurologiczne zaburzenia powiązane z niedoborami witaminy B12, występują powszechnie bez zauważalnych objawów anemii makrocytowej, Tabela 1-9. Tabela 1-9. Poziomy witaminy B12 u pacjentów z patologiami neurologicznymi bez objawów anemii 4 / 10
Liczba pacjentów osocze B12 2 > 200 16 100-200 22 < 100 5 / 10
Lindenbaum i inni. [8] (1988, USA) przebadali 141 osób z problemami neurologicznymi, spowodowanymi niedoborami witaminy B12. Czterdziestu z nich tj. 28 %, nie miało anemii makrocytowej (niedobory żelaza mogły wystąpić u 6 pacjentów, a terapia kwasem foliowym, mog ła mieć miejsce u 2 innych pacjentów). 40 pacjentów miało bardzo wysokie poziomy metylomalonylu 0,76-187?mol/L, 78% > 2?mol/L, a poziomy homocysteiny 23-289?mol/L, 45% > 100?mol/L. Cechami charakterystycznymi u pacjentów z niedoborami witaminy B12, bez anemii makrocytowej były: (i) brak czucia, (ii) trudności z poruszaniem mięśniami (ataxia), (iii) demencja czyli zaniki pamięci, oraz (iv) niedomagania psychiczne. Oni również wykazywali obniżone poziomy witaminy B12, lecz czasami graniczące z poziomami normalnymi. Jeden z pacjentów zmarł w pierwszym tygodniu leczenia, natomiast u pozostałych 39 pacjentów, terapia witaminą B12 przyniosła korzystne skutki. U niektórych pacjentów, występowały pozostałości tych schorzeń, przez kilka lat po terapii. W 2001 roku, w badaniach pochodzących z Korei, wśród 35 pacjentów z niedoborem witaminy B12 u kt órych występow a ły problemy neurologiczne, nikt z nich nie wykazywa ł objaw ó w anemii [12]. 6 / 10
Kwas metylomalonowy MMA (metylomalonyl) Drugi rodzaj koenzymu, powiązanego z witaminą B12, to adenozylokobalamina, biorąca udział w przemianie metylomalonylu-coa do sukcynylo-coa. Gdy występują niedobory witaminy B12, poziomy metylomalonylu-coa wzrastają. Metylomalonyl-CoA jest następnie przekształcany w kwas metylomalonowy, akumulujący się we krwi oraz w moczu. Jedy nym koenzymem powiązanym z tym szlakiem metabolicznym, jest adenozylokabalamina (adenozyl-b12), poziomy metylomalonylu są najlepszym wskaźnikiem niedoboru metabolicznie aktywnej witaminy B12 tj. złoty test na B12. Wysokie poziomu metylomalonylu, mogą również (lecz rzadko) być spowodowane defektami genetycznymi, chorobą nerek, obniżoną ilością krwi, zmianami bakteryjnymi w jelitach, ciążą oraz chorobami tarczycy [9; 10]. Normalne poziomy metylomalonylu w osoczu krwi, wahają się od 0,07 do 0,27?mol/L. U pacjentów z problemami neurologicznymi (omówionymi w poprzedniej części tekstu) poziomy wahały się od 0,76 do 187?mol/L. A co z osobami mającymi zakresy metylomalonylu od 0,27 do 0,76?mol/L? W badaniach nad nie-wegetarianami, osoby w podeszłym wieku, z lekko podwyższonymi poziomami metylomalonylu (0,29-3,6?mol/L), nie wykazywały problemów neurologicznych [10]. Jakkolwiek, te osoby, nie były porównywane z osobami o normalnych poziomach metylomalonylu. Ponieważ nie było grupy kontrolnej, zatem nie można powiedzieć, że ludzie z lekko podwyższonymi poziomami metylomalonylu, nie mają zwiększone go ryzyk a, związanego z problemami neurologicznych. Można jedynie zasugerować, że podniesione poziomy metylomalonylu 0,29 do 3,6?mol/L, nie muszą powodować widocznych neurologicznych szkód. 7 / 10
W innych badaniach [11] osobom w podeszłym wieku również z lekko podwyższonych poziomach metylomalonylu (0,27-2,00?mol/L) podawano do spożycia cyjanokobalaminę, w postaci zastrzyków, poziom metylomalonylu spadł o 66 %, wraz z homocysteiną, o 23%. Po tej terapii z B12, pacjenci z poziomami metylomalonylu 0,6-2,0?mol/L wykazywali poprawę w odniesieniu do objawów neurologicznych. Badania wykazały że: Lekko podwyższone poziomy metylomalonylu 0,29-0,60?mol/L, nie muszą zwiększać ryzyka związanego z problemami neurologicznymi. Osoby z poziomami metylomalonylu powyżej 0,27?mol/L, mogą mieć podwyższone poziomy homocysteiny, które można zniwelować poprzez terapię z witaminą B12. Osoby z poziomami metylomalonylu powyżej 0,6?mol/L mogą mieć problemy neurologiczne, te osoby również mogą osiągnąć korzyści z terapii witaminą B12. Teksty źródłowe: Funkcje koenzymu B12 1. Scalabrino G. Subacute combined degeneration one century later. The neurotrophic action 2001 of kob Fe 8 / 10
2. Seetharam B, Li N. Transkobalamin II and its cell surface receptor. Vitam H 3. Hackam DG, Peterson JC, Spence JD. What level of plasma homocyst(e)ine should be treated? 2000 Ja E 4. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology, 9th ed. Philadelphia, PA: W.B. Saunders, Co 5. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Harper?s Biochemistry, 24th ed. Appleton & La 6. Groff J, Gropper S. Advanced Nutrition and Human Metabolism, 3rd ed. Wadswor 7. Herbert V. The 1986 Herman Award Lecture. Nutrition science as a continually unfolding Am story: J the C 8. Lindenbaum J, Healton EB, Savage DG, Brust JC, Garrett TJ, Podell ER, Marcell PD, Stabler N Engl SP, 9. Minet JC, Bisse E, Aebischer CP, Beil A, Wieland H, Lutschg J. Assessment of vitamin B-12, Am folat J C 10. Hvas AM, Ellegaard J, Nexo E. Increased plasma methylmalonic acid level does not predict Arch clinic Int 11. Hvas AM, Ellegaard J, Nexo E. Vitamin B12 treatment normalizes metabolic markers but Clin has lim Ch 9 / 10
12. Kim HI, Hyung WJ, Song KJ, Choi SH, Kim CB, Noh SH. Oral vitamin B12 replacement: an effec 10 / 10