กรดโฟลิก (โฟเลต): ความหมายการสังเคราะห์การดูดซึมการขนส่งและการแพร่กระจาย

กรดโฟลิก หรือโฟเลต (คำเหมือน: วิตามินบี 9, วิตามินบี 11, วิตามินเอ็ม) คือ ทั่วไป คำศัพท์สำหรับชอบน้ำ (น้ำ- ละลายน้ำได้) วิตามิน ความสนใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวิตามินนี้เริ่มขึ้นในปีพ. ศ. 1930 เมื่อมีการค้นพบปัจจัยโดย Lucy Wills in ตับยีสต์และผักโขมที่มีส่วนส่งเสริมการเจริญเติบโตและต่อต้านโรคโลหิตจาง (ป้องกัน โรคโลหิตจาง) ผลกระทบ ในปีพ. ศ. 1938 เดย์แสดงให้เห็นในการทดลองเกี่ยวกับลิงว่ามีความบกพร่องอย่างเหมาะสม อาหาร ทำให้เกิดอาการของ โรคโลหิตจาง (anemia) และสิ่งเหล่านี้สามารถกำจัดได้โดยการให้ยีสต์และ ตับ การเตรียมการ ปัจจัยการรักษานี้มีอยู่ในยีสต์และ ตับ เดิมเรียกว่าวิตามินเอ็ม (ลิง) การแยกปัจจัยนี้ออกจากใบผักโขมทำได้ในปีพ. ศ. 1941 โดย Snell et al มาจากคำภาษาละตินว่า folium (= leaf) สารนี้ได้รับชื่อ“กรดโฟลิค“. อย่างไรก็ตามในยุคปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าการกระตุ้นการเจริญเติบโตและการต่อต้านโรคโลหิตจาง (การป้องกัน โรคโลหิตจาง) ปัจจัยเดิมเรียกว่า กรดโฟลิค ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบที่เป็นอยู่และการแยกออกมาเป็นผลิตภัณฑ์เทียม กรดโฟลิกมีโครงสร้างเฮเทอโรไซคลิกประกอบด้วยก ก๊าซไนโตรเจน- บรรจุแหวน pteridine ที่เชื่อมโยงกับกลุ่มอะมิโนของวงแหวนกรดพาราอะมิโนเบนโซอิกผ่านกลุ่มเมธิลในอะตอม C6 - กรดเทอโรอิก โมเลกุลของกรดกลูตามิกติดอยู่ที่ปลายคาร์บอกซิลของกรด p-aminobenzoic ผ่านพันธะเปปไทด์ (พันธะระหว่างคาร์บอกซิลและหมู่อะมิโน) ชื่อทางเคมีของกรดโฟลิกจึงเป็นกรด pteroylmonoglutamic หรือ pteroylmonoglutamate (PteGlu) กรดโฟลิกซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติสามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจนจากโฟเลต [5-8, 11, 17] โฟเลตเป็นส่วนหนึ่งของระบบทางชีววิทยาดังนั้นจึงเกิดขึ้นตามธรรมชาติในอาหาร เมื่อเทียบกับกรดโฟลิกโฟเลตยังประกอบด้วยโมเลกุล pteridine และ p-aminobenzoate - กรด pteroic - และ a กลูตาเมต สารตกค้าง. อย่างไรก็ตามอาจมีการผันคำกริยาที่กลุ่มแกมมา - คาร์บอกซิลด้วย กลูตาเมต โมเลกุลส่งผลให้เกิด pteroylmonoglutamate (PteGlu) หรือ pteroylpolyglutamate (PteGlu2-7) ขึ้นอยู่กับจำนวนกลูตามิลที่ตกค้าง แหวน pteridine มีอยู่ในออกซิไดซ์ dihydrogenated (นอกจากนี้ 2 ไฮโดรเจน atoms) หรือ tetrahydrogenated (การเติมไฮโดรเจน 4 อะตอม) ตามลำดับ ในที่สุดโฟเลตจะแตกต่างกันตามความยาวของโซ่กลูตามิลระดับของการเติมไฮโดรเจน (จำนวน ไฮโดรเจน อะตอม) ของโมเลกุล pteridine และการแทนที่ (แลกเปลี่ยน) ของหน่วย C1 ต่างๆ (1-คาร์บอน หน่วย) เช่นเมทิล ฟอร์มาล​​ดีไฮด์และสร้างสารตกค้างที่อะตอม N5 และ N10 [1-3, 9, 10, 15, 18, 21] รูปแบบที่ใช้งานทางชีวภาพของวิตามินบี 9 คือ 5,6,7,8-tetrahydrofolate (THF) และอนุพันธ์ (อนุพันธ์) THF เป็นรูปแบบโคเอนไซม์ที่สำคัญและทำหน้าที่เป็นตัวรับ (ตัวรับ) และตัวส่งสัญญาณของ C1 เช่นกลุ่มเมธิลกลุ่มไฮดรอกซีเมทิล (เปิดใช้งาน ฟอร์มาล​​ดีไฮด์) และกลุ่ม formyl (เปิดใช้งาน กรดฟอร์มิก) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเผาผลาญโปรตีนและกรดนิวคลีอิก [1-3, 9, 15, 18] สารตกค้าง C1 ที่เกิดจากปฏิกิริยาการเผาผลาญต่างๆจะถูกผูกไว้กับสารประกอบ THF - THF-C1 และด้วยความช่วยเหลือของมันจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวรับที่เหมาะสม (ตัวรับ) สารประกอบ THF-C1 ต่างๆซึ่งแตกต่างกันในสถานะออกซิเดชั่นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ซึ่งกันและกัน สารประกอบ THF-C1 ต่อไปนี้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์

• THF กับรูปแบบสารตกค้าง C1 (กรดฟอร์มิก).
  • 10-formylTHF
  • 5-ฟอร์มิล-THF
  • 5,10-เมทิล-THF
  • 5-ฟอร์มิมิโน-THF
• THF กับสารตกค้าง C1 ฟอร์มาล​​ดีไฮด์ (เมธานอล).
  • 5,10- เมทิลีน THF
• THF กับเมทานอลตกค้าง C1
  • 5 เมธิล THF

กรดโฟลิกมีความเสถียรและสถานะออกซิเดชั่นสูงสุดเมื่อเทียบกับสารประกอบโฟเลตตามธรรมชาติและดูดซึมได้เกือบทั้งหมดในเชิงปริมาณ (ทั้งหมด) เป็นสารบริสุทธิ์ ด้วยเหตุนี้หลังจากการผลิตสังเคราะห์จึงถูกนำมาใช้ การเตรียมวิตามินยาและอาหารเสริมในขณะเดียวกันก็สามารถผลิตโฟเลตจากธรรมชาติที่สังเคราะห์ได้เช่น monoglutamate 5-methyltetrahydrofolate (5-MTHF, แคลเซียม L-methylfolate) จากผลการศึกษาเรื่อง การดูดซึม และการลดลงของ homocysteine ระดับ (กรดอะมิโนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งเพิ่มขึ้น สมาธิ สามารถสร้างความเสียหายได้ เลือด เรือ) รูปแบบที่ใช้งานทางชีวภาพ 5-MTHF เทียบเท่ากับกรดโฟลิก - 1 µg 5-MTHF เทียบเท่า (เทียบเท่า) กับกรดโฟลิกสังเคราะห์ 1 µg การศึกษาระยะยาวเพื่อตรวจสอบอิทธิพลของ การบริหาร ของกรดโฟลิกหรือ 5-MTHF บนโฟเลต สมาธิ in เม็ดเลือดแดง (สีแดง เลือด เซลล์) ยังแสดงให้เห็นถึงความเหนือกว่าอย่างมีนัยสำคัญของ 5-MTHF จากธรรมชาติเนื่องจากตามที่คณะกรรมการวิทยาศาสตร์ของ European Food Safety Authority (ภาษาอังกฤษ: European Food Safety Authority, EFSA 2004) ไม่มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยจากการใช้ 5-MTHF เป็นแหล่งของโฟเลตในอาหารและรูปแบบธรรมชาติที่สังเคราะห์ได้ได้รับการรับรองให้ใช้ในอาหารเสริมและ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร ตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ 2006 สามารถใช้ 5-MTHF แทนกรดโฟลิกได้

การดูดซึม

โฟเลตพบได้ในอาหารสัตว์และพืชซึ่งมีอยู่ในรูปของ pteroylmonoglutamates แต่ส่วนใหญ่เป็น pteroylpolyglutamates (60-80%) สิ่งเหล่านี้จะต้องถูกแยกออกโดยเอนไซม์ในไฟล์ ลำไส้เล็กส่วนต้น และใกล้เคียง jejunum มาก่อน การดูดซึม. ไฮโดรไลซิส (ความแตกแยกโดยการทำปฏิกิริยากับ น้ำ) เกิดขึ้นโดยแกมมากลูตามิล คาร์บอกซีเปปทิเดส (conjugase) ที่เยื่อหุ้มขอบแปรงของ enterocytes (เซลล์ของลำไส้ เยื่อบุผิว) ซึ่งแปลง polyglutamylfolate เป็น monoglutamylfolate หลังถูกถ่ายขึ้นสู่ลำไส้ เยื่อเมือก เซลล์ (เซลล์เยื่อเมือกของลำไส้) โดยแอคทีฟ กลูโคส- และ โซเดียมกลไกพาหะอิสระตามจลนศาสตร์การอิ่มตัว monoglutamylfolates 20-30% ถูกดูดซึม (ถ่ายขึ้น) ผ่านกลไกการขนส่งแบบพาสซีฟโดยไม่ขึ้นกับโฟเลต ปริมาณ [1-3, 10, 18, 20, 21]. ในขณะที่ pteroylmonoglutamates เช่นกรดโฟลิกสังเคราะห์ถูกดูดซึมได้เกือบทั้งหมด (> 90%) สารประกอบโพลิกลูตาเมตมี การดูดซึม อัตราเพียง 20% เนื่องจากความแตกแยกของเอนไซม์ที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมคอนจูเกสที่ จำกัด [2, 5-8, 10-12, 16, 18] เนื่องจากปริมาณโฟเลตและอัตราส่วนของโมโนกลูตาเมตในอาหารแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันอย่างมากและการสูญเสียวิตามินระหว่างการเตรียมอาหารจึงคำนวณได้ยากจึงไม่สามารถให้ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับโฟเลตที่แท้จริงได้ การดูดซึม. ตามค่าอ้างอิงปัจจุบัน a การดูดซึม ประมาณ 50% สามารถสันนิษฐานได้สำหรับสารประกอบโฟเลตที่มีอยู่ในอาหาร อัตราการดูดซึมที่แตกต่างกันของสารประกอบกรดโมโนและพอลิกลูตามิคทำให้เกิดคำว่าเทียบเท่าโฟเลต (FE) คำที่เทียบเท่าถูกกำหนดไว้ดังต่อไปนี้

• 1 µg FÄ = 1 µg โฟเลตในอาหาร
• โฟเลตในอาหาร 1 g = กรดโฟลิกสังเคราะห์ 0.5 µg
• กรดโฟลิกสังเคราะห์ 1 µg = โฟเลตในอาหาร 2 dietg (หรือ 2 µg FÄ)

การดูดซึมวิตามินบี 9 เป็นกระบวนการขึ้นอยู่กับ pH โดยมีการดูดซึมสูงสุดที่ pH 6.0 นอกเหนือจากค่า pH การปลดปล่อยโฟเลตจากโครงสร้างเซลล์ชนิดของเมทริกซ์อาหาร (พื้นผิวอาหาร) และการมีอยู่ของส่วนประกอบอาหารอื่น ๆ เช่นออร์แกนิก กรด, โฟเลตที่มีผลผูกพัน โปรตีนการลดสารและปัจจัยยับยั้งคอนจูเกสยังมีอิทธิพลต่อ การดูดซึม ของวิตามินบี 9 ดังนั้นโฟเลตจากอาหารสัตว์จึงถูกดูดซึมได้ดีกว่าอาหารที่มาจากพืชเนื่องจากมีผลผูกพันกับ โปรตีน. monoglutamylfolate ที่ดูดซึมจะถูกเปลี่ยนเป็น enterocytes (เซลล์ของลำไส้ เยื่อบุผิว) โดยการลดลงสองขั้นตอนผ่านทาง 7,8-dihydrofolate (DHF) ไปยังสารเร่งการเผาผลาญ 5,6,7,8-THF ซึ่งไปถึงตับผ่านทางพอร์ทัล หลอดเลือดดำ บางส่วนในรูปแบบ methylated (5-MTHF) และ formylated (10-formyl-THF) แต่ส่วนใหญ่ไม่มีสารทดแทน C1 เป็น THF อิสระ

ขนส่งและจำหน่ายในร่างกาย

ในตับ methylation ของ tetrahydrofolate เกิดขึ้น ปฏิกิริยาการก่อตัวเล็กน้อยก็เกิดขึ้นเช่นกันเพื่อให้วิตามินบี 9 ไหลเวียนใน เลือด ส่วนใหญ่เป็น 5-MTHF (> 80%) และในระดับที่น้อยกว่าเช่น 10-formyl-THF และ THF ฟรี ในขณะที่ 10-formyl-THF สมาธิ ในซีรั่มมีค่าคงที่ในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีจะเพิ่มขึ้นในเนื้อเยื่อที่เติบโตอย่างรวดเร็ว ในซีรั่มในเลือด 50-60% ของสารประกอบโฟเลตที่มีความสัมพันธ์ต่ำ (ผลผูกพัน ความแข็งแรง) ไม่ได้ถูกผูกไว้โดยเฉพาะ ธาตุโปรตีนชนิดหนึ่ง, alpha-macroglobulin และ ทรานเฟอร์รินนอกจากนี้ยังมีโปรตีนที่จับกับโฟเลตเฉพาะที่จับโฟเลตในซีรัมที่มีความสัมพันธ์กันสูง แต่ในปริมาณที่น้อยมาก (ช่วง picogram (pg)) หน้าที่หลักของโปรตีนที่มีผลผูกพันนี้คือการขนส่งโฟเลตที่ถูกออกซิไดซ์ไปยังตับซึ่งการลดลงของ THF ที่ใช้งานทางชีวภาพจะเกิดขึ้น การสังเกตว่าผู้หญิงกำลัง ยาคุมกำเนิด (ยาคุมกำเนิด) และระหว่าง การตั้งครรภ์ มีการจับโฟเลตในระดับที่สูงขึ้น โปรตีน มากกว่าผู้ชายและเด็กแสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของฮอร์โมนระดับโฟเลตในซีรั่มอยู่ในช่วง 7-17 นาโนกรัม / มิลลิลิตรภายใต้สภาวะพื้นฐานและกำหนดโดยเวลาของการบริโภคอาหารครั้งสุดท้าย (ระยะเวลาการงดอาหาร) ระดับการบริโภคโฟเลตและปริมาณโฟเลตของแต่ละบุคคล . โมโนกลูตามิลโฟเลตที่หมุนเวียนในเลือดซึ่งส่วนใหญ่เป็น 5-MTHF จะถูกนำเข้าสู่ เม็ดเลือดแดง (เซลล์เม็ดเลือดแดง) และเซลล์รอบข้างตามกฎหมายของจลนพลศาสตร์ความอิ่มตัวโดยมีโปรตีนตัวพาพิเศษที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น เยื่อหุ้มเซลล์ เป็นสื่อกลางในการขนส่ง โฟเลตที่ลดลงจะมีความสัมพันธ์ที่สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญสำหรับโปรตีนที่ลำเลียงเมมเบรนนี้มากกว่าโฟเลตที่ถูกออกซิไดซ์ ทางผ่านของสารประกอบโมโนกลูตาเมตของวิตามินบี 9 ผ่าน อุปสรรคในเลือดสมอง (อุปสรรคทางสรีรวิทยามีอยู่ในสมองระหว่างเลือด การไหลเวียน และภาคกลาง ระบบประสาท) อาจเกิดขึ้นตามจลนศาสตร์ความอิ่มตัว น้ำไขสันหลัง (CSF, น้ำไขสันหลัง) มีระดับโฟเลตสูงกว่าซีรั่มในเลือดสองถึงสามเท่า ภายในเซลล์ pteroylmonoglutamates จะถูกแปลงเป็นรูปแบบ polyglutamate (PteGlu2-7) โดยส่วนใหญ่เป็น penta- หรือ hexaglutamates เนื่องจากสามารถเก็บรักษาหรือจัดเก็บได้ในรูปแบบนี้เท่านั้น เพื่อจุดประสงค์นี้ 5-MTHF จะต้องถูก demethylated ก่อน (ความแตกแยกของเอนไซม์ของกลุ่มเมธิล) - กระบวนการที่เป็น วิตามิน B12- พึ่งพา - เพื่อให้สามารถแปลงโดย polyglutamate synthetase (เอนไซม์ที่ถ่ายโอน กลูตาเมต กลุ่ม) ใน เม็ดเลือดแดง (เม็ดเลือดแดง), polyglutamyl-THF ซึ่งมีความสัมพันธ์กับ deoxyhemoglobin สูง (ออกซิเจน- รูปแบบที่เหมาะสมของ เฮโมโกลบิน) ประกอบด้วยกรดกลูตามิก 4-7 เป็นส่วนใหญ่ โมเลกุล. ความเข้มข้นของโฟเลตของเม็ดเลือดแดงสูงกว่าปริมาณโฟเลตในซีรั่มประมาณ 40 เท่า (200-500 นาโนกรัม / มิลลิลิตร) ในเม็ดเลือดแดงที่โตเต็มที่วิตามินบี 9 ไม่มีฟังก์ชันการเผาผลาญ แต่มีหน้าที่จัดเก็บเท่านั้น ไม่เหมือน เรติคูโลไซต์ (เม็ดเลือดแดง“ เด็กและเยาวชน”) ซึ่งรวม (ดูดซับ) โฟเลตจำนวนมากเม็ดเลือดแดงที่โตเต็มที่ (เซลล์เม็ดเลือดแดง) ส่วนใหญ่ไม่สามารถซึมผ่าน (ผ่านไม่ได้) ไปยังโฟเลต ด้วยเหตุนี้ระดับโฟเลตของเม็ดเลือดแดงจึงสะท้อนถึงสถานะของวิตามินบี 9 ได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่าระดับโฟเลตในซีรัมที่มีความผันผวนสูง (ผันผวน) วิตามินบี 9 พบได้ในเนื้อเยื่อทั้งหมดและ การกระจาย รูปแบบแสดงการพึ่งพาอัตราไมโทติก (อัตราการแบ่งเซลล์) ของเนื้อเยื่อ - ระบบเซลล์ที่มีอัตราการแบ่งตัวสูงเช่นเซลล์เม็ดเลือดและเซลล์เยื่อบุผิวมีความเข้มข้นของโฟเลตสูง ปริมาณโฟเลตในร่างกายทั้งหมดในมนุษย์คือ 5-10 มก. โดยครึ่งหนึ่งถูกแปลในตับโดยส่วนใหญ่อยู่ในรูปของ 5-MTHF และ 10-formyl-THF เล็กน้อย ตับเป็นอวัยวะหลักในการจัดเก็บและควบคุมการส่งไปยังอวัยวะอื่น ๆ ครึ่งชีวิตทางชีวภาพ (เวลาที่ความเข้มข้นของสารลดลงครึ่งหนึ่งเนื่องจากกระบวนการทางชีวภาพ) ของวิตามินบี 9 คือประมาณ 100 วันเนื่องจากปริมาณสำรองในร่างกายต่ำระดับวิตามินบี 9 ในซีรั่มจึงสามารถรักษาได้เพียง 3-4 สัปดาห์ ปราศจากโฟเลต อาหาร. หากการขาดโฟเลตในอาหารยังคงดำเนินต่อไปหลังจากความเข้มข้นของโฟเลตในซีรัมลดลงการดูแล (“ กะขวา”) ของ นิวโทรฟิลแกรนูโลไซต์ (เซลล์เม็ดเลือดขาว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการป้องกันภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด) เกิดขึ้นภายใน 10-12 สัปดาห์หลังจาก 18 สัปดาห์การลดลงของระดับโฟเลตของเม็ดเลือดแดงและหลังจาก 4-5 เดือนการรวมตัวของ โรคโลหิตจาง megaloblastic (โรคโลหิตจางที่มีเซลล์ตั้งต้นของเม็ดเลือดแดงขนาดใหญ่กว่าค่าเฉลี่ยที่มีนิวเคลียสและ เฮโมโกลบิน ใน ไขกระดูก) ซึ่งปรากฏในไฟล์ การนับเม็ดเลือด เป็น hyperchromic, macrocytic anemia (คำพ้องความหมาย: โรคโลหิตจาง megaloblastic; โรคโลหิตจาง (anemia) เนื่องจาก วิตามิน B12, ไธอามีนหรือการขาดกรดโฟลิกส่งผลให้เกิดการสร้างเม็ดเลือดแดงบกพร่อง (การผลิตเม็ดเลือดแดง)

การขับถ่ายออก

ปริมาณ monoglutamylfolate 10-90 µg / วันที่ขับออกมา น้ำดี อาจมีการ การไหลเวียนของ enterohepatic (ตับ-ไส้พุง การไหลเวียน) และเกือบจะถูกดูดซึมกลับคืนมาในเชิงปริมาณโรคของ ลำไส้เล็ก หรือการผ่าตัด (การผ่าตัดออก) ของส่วนของลำไส้บางส่วนทำให้เกิดการดูดซึมกลับเข้าไปในช่องท้อง ทางเดินน้ำดีที่มีอยู่อย่างรวดเร็วและค่อนข้างใหญ่ (มีผลต่อ น้ำดี) สระโฟเลตโมโนกลูตาเมต - ความเข้มข้นของโฟเลตในน้ำดีเกินกว่าในเลือดโดยปัจจัย 10 ร่วมกับสระโฟเลตภายในเซลล์ขนาดเล็ก (การเก็บรักษาในตับและเนื้อเยื่อนอกเซลล์) ควบคุมความผันผวนในระยะสั้นของปริมาณวิตามินบี 9 - โฟเลต homeostasis (การบำรุงรักษาระดับโฟเลตในซีรั่มคงที่) ด้วยสรีรวิทยา (ปกติสำหรับการเผาผลาญอาหาร) ปริมาณโฟเลตเพียง 1-12 ไมโครกรัม (ประมาณ 10-20% ของปริมาณโฟเลตโมโนกลูตาเมตที่ดูดซึม) จะถูกกำจัดทุกวันโดย ไต ในรูปของกรดโฟลิก 5-MTHF 10-formyl-THF และผลิตภัณฑ์ย่อยสลายที่ไม่ใช้งานเช่นอนุพันธ์ของ pteridine และ acetamide benzoylglutamate วิตามินส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมซ้ำโดยท่อ (การดูดซึมซ้ำโดยท่อไต) วิตามินบี 9 ที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดไต (ส่งผลต่อ ไต) การขับออกจะลดลงโดยการกระตุ้นการดูดซึมของท่อ ปริมาณของสารโฟเลตที่ขับออกทางอุจจาระ (อุจจาระ) ยากที่จะประเมินเนื่องจากโฟเลตที่สังเคราะห์ด้วยจุลินทรีย์ (วิตามินบี 9 เกิดจาก แบคทีเรีย ในส่วนปลาย (ส่วนล่าง) ของลำไส้) จะถูกขับออกทางอุจจาระเสมอนอกเหนือจากวิตามินบี 9 ที่ไม่ถูกดูดซึม อุจจาระมีปริมาณโฟเลตสูงกว่าที่กินเข้าไป 5 ถึง 10 เท่า อาหาร.