ในวรรณคดีทางการแพทย์คำว่า วิตามิน B12 รวมถึงโคบาลามินที่ใช้งานวิตามิน (Cbl) ทั้งหมดซึ่งมีโครงสร้างพื้นฐานประกอบด้วยระบบวงแหวนคอร์รินเกือบแบนสารประกอบที่มีลักษณะคล้ายพอร์ไฟรินที่มีวงแหวนไพโรเลอร์ลดลงสี่วง (A, B, C, D) และส่วนกลาง โคบอลต์ อะตอม. ส่วนกลาง โคบอลต์ อะตอมถูกผูกไว้อย่างแน่นหนากับทั้งสี่ ก๊าซไนโตรเจน อะตอมของวงแหวนไพร์โรลและแอลฟา - แกนกับไนโตรเจนของ 5,6-dimethylbenzimidazole ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของวิตามินของโคบาลามินอะตอมของโคบอลต์ในแกนกลางอาจถูกแทนที่ด้วยสารตกค้างต่างๆเช่น:
- ไซยาไนด์ (CN-) - ไซยาโนโคบาลามิน (วิตามิน B12).
- กลุ่มไฮดรอกซี (OH-) - ไฮดรอกโซโคบาลามิน (วิตามินบี 12a)
- น้ำ (H2O) - aquocobalamin (วิตามิน B12b)
- ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) - ไนโตรโคบาลามิน (วิตามินบี 12 ซี)
- กลุ่มเมทิล (CH3) - เมทิลโคบาลามิน (โคเอนไซม์)
- 5′-deoxyadenosyl - 5′-deoxyadenosylcobalamin (อะดีโนซิลโคบาลามิน, โคเอนไซม์)
จากอนุพันธ์ที่ระบุไว้ (อนุพันธ์) มีเพียงไซยาโนโคบาลามินซึ่งผลิตขึ้นจากวัสดุสังเคราะห์และไฮดรอกโซโคบาลามินซึ่งเป็นรูปแบบคลังทางสรีรวิทยาเท่านั้นที่มีบทบาทในการรักษา สิ่งเหล่านี้จะถูกแปลงในสิ่งมีชีวิตเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยา methylcobalamin และ adenosylcobalamin [1, 2, 6, 8, 11-14]
การสังเคราะห์
B12 วิตามิน การสังเคราะห์มีความซับซ้อนมากและเกิดขึ้นเฉพาะในจุลินทรีย์ที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นสปีชีส์โดยเฉพาะในสัตว์หลายชนิดการสังเคราะห์ลำไส้ (การสร้างโดย พืชในลำไส้) มีส่วนช่วยในการตอบสนองความต้องการวิตามินบี 12 ไม่มากก็น้อย ในขณะที่สัตว์กินพืช (สัตว์กินพืช) การสังเคราะห์ลำไส้ - หรือการสังเคราะห์ทางเดินอาหารในสัตว์เคี้ยวเอื้อง (การสร้างโดยกระเพาะรูเมนหรือ พืชในลำไส้) - เพียงพออย่างสมบูรณ์สัตว์กินเนื้อ (สัตว์กินเนื้อ) สามารถครอบคลุมความต้องการของพวกมันได้ไม่เพียง แต่ผ่านการสังเคราะห์โดยพืชในลำไส้เท่านั้น แต่ยังผ่านการให้วิตามินบี 12 กับเนื้อสัตว์ด้วยสำหรับมนุษย์วิตามินบี 12 ที่เกิดจากพืชในลำไส้ใหญ่ไม่สามารถทำได้ ใช้อย่างเพียงพอ ด้วยเหตุนี้มนุษย์จึงขึ้นอยู่กับการรับประทานวิตามินบีเพิ่มเติมพร้อมอาหาร ความต้องการวิตามินบี 12 ต่อวันคือ 3 ถึง 4 ไมโครกรัมต่อวันโดยมีปริมาณสำรองเพียงพอสำหรับ 1-2 ปี
การดูดซึม
ในอาหารมีวิตามินบี 12 อยู่ โปรตีน หรือในรูปแบบอิสระ โคบาลามินในอาหารที่ถูกผูกไว้จะถูกปล่อยออกมาจากมัน การจับโปรตีน ใน กระเพาะอาหาร by กรดในกระเพาะอาหาร และ ธาตุเพพซิน (เอนไซม์ย่อยอาหาร) และยึดติดกับไกลโคโปรตีนเป็นส่วนใหญ่เรียกว่าเฮปโตคอไรส์ (HC) หรือ R-binder โปรตีน แอบ (แอบ) โดย ต่อมน้ำลาย และเซลล์เยื่อเมือกในกระเพาะอาหาร ในกรณีของโคบาลามินในอาหารที่มีอยู่อย่างอิสระการแนบกับ HC จะเกิดขึ้นแล้ว น้ำลาย [1, 2, 5, 7, 8-10, 12-14] คอมเพล็กซ์ Cbl-HC เข้าสู่ส่วนบนของ ลำไส้เล็ก ที่ไหนภายใต้การกระทำของ ทริปซิน (เอนไซม์ย่อยอาหาร) และ pH ที่เป็นด่างความแตกแยกของความซับซ้อนและการจับตัวของวิตามินบี 12 กับไกลโคโปรตีนที่เรียกว่าปัจจัยภายใน (IF) ที่เกิดจากเซลล์ที่อยู่ในกระเพาะอาหาร เยื่อเมือก เกิดขึ้น [1, 2, 5, 7, 8, 9, 12-14] คอมเพล็กซ์ Cbl-IF ถูกขนส่งไปยังส่วนปลาย (ส่วนล่างของ ลำไส้เล็ก) ซึ่งจะถูกนำเข้าไปในเซลล์เยื่อเมือกในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับพลังงานผ่าน แคลเซียมendocytosis อิสระ (การขนส่งเมมเบรน) กระบวนการนี้เกิดขึ้นผ่านตัวรับเฉพาะ (ไซต์ที่มีผลผูกพัน) และ โปรตีน รวมทั้ง cubilin (CUBN) และ megalin (LRP-2) เช่นเดียวกับ amnionless (AMN) และ receptor-associated protein (RAP) ซึ่งมีการแปลเป็นเชิงซ้อนในเยื่อ microvilli ของ enterocytes ileal (เซลล์เยื่อบุผิวด้านล่าง ลำไส้เล็ก). ภายในเซลล์ (ภายในเซลล์) การแยกตัว (การแยกชิ้นส่วน) ของคอมเพล็กซ์ตัวรับ Cbl-IF เกิดขึ้นในเอนโดโซม (ถุงเยื่อหุ้มเซลล์) โดยการลด pH โดยใช้โปรตอน อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ases (ATP-cleaving เอนไซม์). ในขณะที่สารประกอบ cubilin-megalin ที่แยกออกจากกันจะกลับไปที่ปลายยอด เยื่อหุ้มเซลล์ (หันหน้าไปทางด้านในของลำไส้) ผ่านถุงน้ำเอนโดโซมจะเติบโตเป็นไลโซโซม (ออร์แกเนลล์ของเซลล์) ซึ่งการปล่อยโคบาลามินออกจากสารประกอบของมันจะถูกเร่งโดยการลดค่า pH เพิ่มเติมตามด้วยการจับวิตามินบี 12 อิสระกับการขนส่ง โปรตีน transcobalamin-II (TC-II) ในถุงหลั่งซึ่งปล่อย Cbl-TCII complex หรือ holotranscobalamin-II (HoloTC) ลงใน เลือด ผ่านเยื่อบุข้าง (หันหน้าออกจากลำไส้) วิตามินบีที่เป็นสื่อกลาง 12 การดูดซึม สูงสุดเพียง 1.5-2.0 µg ต่อมื้อเนื่องจากความสามารถในการรวมตัว (ความสามารถในการดูดซึม) ของ ileal เยื่อเมือก (เยื่อบุของลำไส้เล็กส่วนล่าง) สำหรับ Cbl-IF complex นั้น จำกัด (จำกัด ) โคบาลามินในอาหารประมาณ 1% เข้าสู่กระแสเลือดผ่านทางเดินอาหาร (ทางเดินอาหาร) หรือ เยื่อเมือก โดยไม่มีผลผูกพันก่อนกับ IF โดยกลไกที่ไม่เฉพาะเจาะจง ด้วยการรับประทานวิตามินบี 12 ในช่องปากที่สูงกว่าระดับการบริโภคทางสรีรวิทยาประมาณ 10 µg โคบาลามินแบบพาสซีฟอิสระ การดูดซึม มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ตัวอย่างเช่นหลังการพูด การบริหาร วิตามินบี 1,000 12 ไมโครกรัมเพียง 1.5 ไมโครกรัม (14%) ของปริมาณโคบาลามินที่ดูดซึมทั้งหมด 10.5 ไมโครกรัมขึ้นอยู่กับ IF และ 9 ไมโครกรัม (86%) ถูกดูดซึมโดยอิสระจากการแพร่กระจายแบบพาสซีฟ อย่างไรก็ตามวิถีการดูดซับแบบพาสซีฟแทบไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับกลไกการขนส่งที่ขึ้นอยู่กับพลังงานซึ่งเป็นสาเหตุที่ปริมาณการดูดซึมทั้งหมดเพิ่มขึ้นในรูปแบบสัมบูรณ์เมื่อโคบาลามินเพิ่มขึ้น ปริมาณ แต่ลดลงในแง่สัมพัทธ์ [1-3, 8, 12, 13]
การขนส่งและการดูดซึมของเซลล์
Cbl-TCII complex เข้าสู่กระแสเลือดผ่านทางพอร์ทัล การไหลเวียน และจากที่นั่นไปยังเนื้อเยื่อเป้าหมาย การดูดซึมเซลล์ของ HoloTC เกิดขึ้นโดย megalin (LRP-2) - และ endocytosis ที่เป็นสื่อกลางของตัวรับ TC-II (การขนส่งเมมเบรน) ต่อหน้า แคลเซียม ไอออน ภายในเซลล์ TC-II ถูกย่อยสลายด้วยเอนไซม์ (โดยทางเอนไซม์) ในไลโซโซม (ออร์แกเนลล์ของเซลล์) และวิตามินบี 12 จะถูกปล่อยออกสู่ไซโตซอลในรูปของไฮดรอกโซโคบาลามินด้วยไตรวาเลนต์ โคบอลต์ อะตอม (OH-Cbl3 +) ด้วยความแตกแยกของกลุ่ม OH การลด Cbl3 + ถึง Cbl2 + จะเกิดขึ้น ในอีกด้านหนึ่งเมทิลเมทิลโดย S-adenosylmethionine (SAM ผู้บริจาคกลุ่มเมธิลสากล) และผูกเป็นเมทิลโคบาลามินกับเอโป -methionine Synthase (เอนไซม์ที่สร้างเมไทโอนีนจาก homocysteine) ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นของเอนไซม์ ในทางกลับกัน Cbl2 + จะเข้าสู่ไมโทคอนดริออน (“ โรงไฟฟ้าพลังงาน” ของเซลล์) ซึ่งจะลดลงเป็น Cbl1 + และเปลี่ยนเป็นอะดีโนซิลโคบาลามินโดยการถ่ายโอนอะดีโนซิลของ ATP (ตัวพาพลังงานสากล) ด้วยความแตกแยกของไตรฟอสเฟต ตามมาด้วยการจับตัวของ adenosylcobalamin กับ apoenzymes L-methylmalonyl-coenzyme A (CoA) mutase (เอนไซม์ที่แปลง L-methylmalonyl-CoA เป็น succinyl-CoA ในระหว่างการย่อยสลายของกรดโพรพิโอนิก) และ L-Leucine mutase (เอนไซม์ที่เริ่มการย่อยสลายกรดอะมิโนลิวซีนโดยการเปลี่ยน alpha-leucine แบบย้อนกลับเป็น 3-aminoisocapronate (beta-leucine)) ซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดการกระตุ้น
การแพร่กระจายในร่างกาย
TC-II ประกอบด้วยวิตามินบี 6 20-12% ที่หมุนเวียนในพลาสมาและเป็นส่วนของวิตามินบี 12 ที่ออกฤทธิ์ในการเผาผลาญ มีครึ่งชีวิตทางชีววิทยาที่ค่อนข้างสั้นประมาณหนึ่งถึงสองชั่วโมง ด้วยเหตุนี้ HoloTC จึงลดลงต่ำกว่าระดับปกติอย่างรวดเร็วในกรณีที่วิตามินบี 12 ไม่เพียงพอ การดูดซึม และเหมาะสำหรับการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้นของ การขาดวิตามิน B12ผูกพันกับ haptocorrin หรือที่เรียกว่า TC-I คือ 80-90% ของพลาสมาโคบาลามิน - โฮโลฮาปโตคอร์ริน ซึ่งแตกต่างจาก TC-II สิ่งนี้ไม่ได้มีส่วนช่วยในการจัดหาวิตามินบี 12 ไปยังเซลล์รอบข้าง แต่ขนส่งโคบาลามินส่วนเกินกลับไปที่ ตับ ดังนั้นจึงเป็นส่วนที่มีการเผาผลาญน้อยกว่า เนื่องจาก TC-I มีครึ่งชีวิตทางชีวภาพเก้าถึงสิบวันจึงหลุดออกอย่างช้าๆเมื่อปริมาณวิตามินบี 12 ไม่เพียงพอทำให้เป็นตัวบ่งชี้ที่ล่าช้า การขาดวิตามิน B12.TC-III เป็นโปรตีน R-binder ของ granulocytes (กลุ่มของสีขาว เลือด เซลล์) และเป็นเศษส่วนที่เล็กมาก คล้ายกับ TC-I ในการทำงานของเมตาบอลิซึมอวัยวะหลักในการจัดเก็บวิตามินบี 12 คือ ตับซึ่งมีโคบาลามินสะสมอยู่ประมาณ 60% ของร่างกาย วิตามินบีประมาณ 30% จะถูกเก็บไว้ในกล้ามเนื้อโครงร่าง ส่วนที่เหลืออยู่ในเนื้อเยื่ออื่น ๆ เช่น หัวใจ และ สมอง. สต็อกของร่างกายทั้งหมดคือ 2-5 มก. วิตามินบี 12 เป็นเพียงอย่างเดียว น้ำ- วิตามินที่ละลายน้ำได้ซึ่งถูกเก็บไว้ในปริมาณที่เห็นได้ชัด หุ้นในร่างกายที่ค่อนข้างสูงและอัตราการหมุนเวียนต่ำ (อัตราการหมุนเวียน) ของวิตามินบี 12 (2 µg / วัน) เป็นเหตุผลว่า การขาดวิตามิน B12 ไม่ปรากฏทางคลินิกเป็นเวลาหลายปี ด้วยเหตุนี้ชาวมังสวิรัติที่เคร่งครัดจึงเกิดอาการขาดวิตามินบี 12 หลังจาก 5-6 ปีเท่านั้นแม้จะมีโคบาลามินต่ำ อาหารอย่างไรก็ตามในผู้ป่วยที่เป็นโรคหรือผ่าตัดเอา กระเพาะอาหาร หรือลำไส้เล็กส่วนปลาย (ส่วนล่างของลำไส้เล็ก) การขาดวิตามินบี 12 อาจเกิดขึ้นหลังจากนั้นเพียง 2-3 ปีเนื่องจากโคบาลามินในอาหารไม่สามารถดูดซึมกลับได้หรือวิตามินบี 12 ที่ขับออกทางน้ำดี (ทาง น้ำดี) [1-3, 7, 10, 12, 13].
การขับถ่ายออก
เนื่องจากวงจร enterohepatic ที่มีประสิทธิภาพ (ตับ-ไส้พุง วงจร), โคบาลามิน 3-8 ไมโครกรัมขับออกทุกวันใน น้ำดี จะถูกดูดซึมกลับเข้าไปในลำไส้เล็กส่วนปลาย (ส่วนล่างของลำไส้เล็ก) การขับวิตามินบี 12 โดยไตจะต่ำมากเมื่อรับประทานตามปกติและอยู่ที่ 0.143% ต่อวันโดยการบริโภควิตามินบี 3 โดยเฉลี่ยต่อวัน 8-12 ไมโครกรัม ด้วยการเพิ่มขึ้น ปริมาณสัดส่วนของวิตามินบี 12 ที่ดูดซึมในปัสสาวะจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยเกินความสามารถในการกักเก็บ หลังจากได้รับไซยาโนโคบาลามิน 1,000 ไมโครกรัม 94% (9.06 ไมโครกรัม) ของวิตามินบี 9.6 ที่ดูดซึมแล้ว 12 ไมโครกรัมจะยังคงอยู่และ 6% (0.54 ไมโครกรัม) จะถูกกำจัดออกทางไต (ทางไต) ด้วยการเพิ่มช่องปาก ปริมาณเศษของวิตามินบี 12 ที่ร่างกายดูดซึมได้ทั้งหมดจะลดลงจาก 94 เป็น 47% และส่วนที่กำจัดโดยไตจะเพิ่มขึ้นตามลำดับจาก 6 เป็น 53%
