钴胺素(维生素B12):定义,合成,吸收,转运和分布

在医学文献中,术语 维生素B12 包括所有维生素活性钴胺素(Cbl),其基本结构由近乎平坦的柯林环系统,具有四个还原吡咯环(A,B,C,D)和中心的卟啉类化合物组成 原子。 中央 原子与四个紧密相连 5,6、XNUMX-二甲基苯并咪唑氮原子上的吡咯环和α轴上的碳原子,这对于钴胺素的维生素功能至关重要.β轴上的钴原子可以被各种残基取代,例如:

  • 氰化物(CN-)–氰钴胺(维生素B12).
  • 羟基(OH-)–羟基钴胺素(维生素B12a)
  • 水(H2O)–潮钴胺(维生素B12b)
  • 二氧化氮(NO2)–硝基钴胺素(维生素B12c)
  • 甲基(CH3)–甲基钴胺素(辅酶)
  • 5'-脱氧腺苷– 5'-脱氧腺苷钴胺素(腺苷钴胺素,辅酶)。

在所列的衍生物(衍生物)中,仅合成产生的氰钴胺素和作为生理性贮库形式的羟钴胺素起治疗作用。 它们在生物体中转化为生理活性形式的甲基钴胺素和腺苷钴胺素[1、2、6、8、11-14]。

综合

维生素B12 合成非常复杂,并且仅在特定的微生物中发生。 因此,物种特异性地在不同的动物物种中进行肠内合成(由 肠道菌群)或多或少有助于满足维生素B12的要求。 在草食动物(草食动物)中,肠道合成-或反刍动物中的胃肠道合成(由瘤胃或 肠道菌群)–食肉动物(食肉动物)不仅可以通过肠道菌群的合成,而且还可以通过肉中的维生素B12来满足其需求。对于人类来说,大肠菌群形成的维生素B12不能使用足够。 因此,人类依赖于食物中维生素B的额外摄入。 每日维生素B12的需求量为每天3至4微克,储备充足,可保留1-2年。

吸收

在食物中,维生素B12的存在 蛋白质 或自由形式。 结合饮食中的钴胺素从其释放 蛋白质结合 ,在 by 胃酸胃蛋白酶 (消化酶),主要附着在称为haptocorrins(HC)或R-binder的糖蛋白上 蛋白质 由...分泌(分泌) 唾液腺 和胃粘膜细胞。 对于可免费获得的饮食中的钴胺素,已经在HC中发生了对HC的附着 唾液 [1、2、5、7、8-10、12-14]。 Cbl-HC复合物进入了 小肠 在...的作用下 胰蛋白酶 (消化酶)和碱性pH值,复合物的裂解以及维生素B12与由胃中占用细胞形成的称为内在因子(IF)的糖蛋白的结合 黏膜 发生[1、2、5、7、8、9、12-14]。 Cbl-IF复合物被转运至回肠远端(食管下段)。 小肠),通过能量依赖方式将其吸收到粘膜细胞中 依赖性胞吞作用(膜转运)。 这个过程是通过特定的受体(结合位点)和 蛋白质 包括立方蛋白(CUBN)和巨蛋白(LRP-2),以及无羊膜(AMN)和受体相关蛋白(RAP),它们以复合体形式位于回肠肠上皮细胞(下层的上皮细胞)的微绒毛膜中 小肠)。 在细胞内(细胞内),Cbl-IF受体复合物的解离(分解)在质体(膜囊泡)中通过使用质子降低pH值而发生 腺苷 三磷酸(ATP)酶(ATP裂解 )。 当解离的cubicin-megalin化合物返回到根尖时 细胞膜 通过囊泡(面向肠道内部),内体成熟为溶酶体(细胞器),通过进一步降低pH来加速钴胺素从其化合物中的释放,随后游离维生素B12与转运蛋白结合分泌囊泡中的蛋白transcobalamin-II(TC-II),将Cbl-TCII复合物或holotranscobalamin-II(HoloTC)释放到囊泡中 血液 通过基底外侧膜(远离肠道)。 IF介导的维生素B12 吸收 每餐最多只能摄入1.5-2.0 µg,因为回肠的吸收能力(吸收能力) 黏膜 Cbl-IF复合物的(小肠下部粘膜)有限(受限制)。 大约1%的饮食钴胺素通过胃肠道(GI道)进入血液 黏膜 无需事先通过非特定机制绑定到IF。 口服维生素B12的摄入量高于生理摄入量约10 µg时,与IF无关的被动钴胺素 吸收 变得越来越重要。 例如,口服后 管理 在1,000 µg维生素B12中,吸收的钴胺素总量1.5 µg中只有14 µg(10.5%)是IF依赖性的,而已有9 µg(86%)是通过被动扩散独立于IF吸收的。 然而,被动吸收途径与能量依赖的转运机制相比效果不佳,这就是为什么吸收总量随着钴胺素的增加而绝对增加的原因。 剂量 但相对而言会减少[1-3、8、12、13]。

运输和细胞吸收

Cbl-TCII复合物通过门户进入血液 循环 然后从那里到目标组织。 HoloTC的细胞摄取是由megalin(LRP-2)和TC-II受体介导的内吞作用(膜转运)发生的。 离子。 在细胞内,TC-II在溶酶体(细胞器)中被蛋白水解(酶促)降解,并且维生素B12以三价羟钴胺素的形式释放到细胞质中 原子(OH-Cbl3 +)。 随着OH基的断裂,发生了Cbl3 +到Cbl2 +的还原。 一方面,它被S-腺苷甲硫氨酸(SAM,通用甲基供体)甲基化,并作为甲基钴胺素与载脂蛋白结合。蛋氨酸 合酶(从中再生蛋氨酸的酶 同型半胱氨酸),导致其酶促活化。 另一方面,Cbl2 +进入线粒体(细胞的“能量源”),在此处它被还原为Cbl1 +,并通过三磷酸酯的ATP(通用能量载体)的腺苷转移而转化为腺苷钴胺素。 随后是腺苷钴胺素与脱辅酶L-甲基丙二酸辅酶A(CoA)突变酶(在丙酸降解过程中将L-甲基丙二酰基-CoA转化为琥珀酰-CoA的酶)和L-亮氨酸 突变酶(通过将α-亮氨酸可逆转化为3-氨基异己酸(β-亮氨酸)而引发氨基酸亮氨酸降解的酶),从而催化激活它们。

体内分布

TC-II包含血浆中循环的6-20%的维生素B12,并且是具有代谢活性的维生素B12馏分。 它的生物半衰期相对较短,只有一到两个小时。 因此,如果维生素B12不足,HoloTC会迅速降至正常水平以下 吸收 并且适合于早期诊断 维生素B12缺乏症结合到八氢卟酚,也称为TC-80,是血浆钴胺素–全脂结合蛋白的90-12%。 与TC-II不同,这不有助于向外周细胞供应维生素BXNUMX,而是将过量的钴胺素从外周转运回肝细胞。 因此是代谢上较不活跃的部分。 由于TC-I的生物半衰期为12到XNUMX天,因此在维生素BXNUMX供应不足时它会缓慢下降,使其成为 维生素B12缺乏症.TC-III是粒细胞的R结合蛋白(一组白色 血液 个单元格),并且是一个非常小的部分。 它的代谢功能类似于TC-12。维生素BXNUMX的主要储存器官是 ,其中约60%的钴胺素沉积在该处。 大约30%的B维生素储存在骨骼肌中。 其余的在其他组织中,例如 。 人体总存量为2-5毫克。维生素B12是唯一的 大量储存的可溶性维生素。 维生素B12的相对较高的身体储备和较低的周转率(周转率)(2 µg /天)是导致 维生素B12缺乏症 多年没有临床表现。 因此,严格的素食者尽管钴胺素含量低,但仅在12-5年后就会出现维生素B6缺乏症的症状。 饮食但是,在患有疾病或手术切除的患者中 或回肠末梢(小肠下部),在12-2年后可能会发生维生素B3缺乏症,因为饮食中的钴胺素不能被重新吸收,维生素B12也不能从胆汁中排泄(通过 胆汁)[1-3、7、10、12、13]。

排泄

由于有效的肠肝循环(肠道 回路)中,每天有3-8 µg钴胺素排泄 胆汁 在最终回肠(小肠下部)中被重新吸收。正常摄入量时,肾脏排出的维生素B12很少,每天平均摄入0.143-3 µg维生素B8时,每天的排出量为12%。 随着增加 剂量,通过超过保留能力,尿液中吸收的维生素B12的比例显着增加。 施用1,000 µg氰钴胺素后,仍保留了94%(9.06 µg)吸收的9.6 µg维生素B12,并通过肾脏(通过肾脏)清除了6%(0.54 µg)的维生素BXNUMX。 随着口头的增加 剂量,人体吸收的维生素B12的比例从94%降低到47%,而肾脏消除的比例也相应地从6%升高到53%。