اسید فولیک (فولات): تعریف ، سنتز ، جذب ، انتقال و توزیع

اسید فولیک یا فولات (مترادف: ویتامین B9 ، ویتامین B11 ، ویتامین M) است عمومی اصطلاح برای آب دوست (آب-حلول) ویتامین. علاقه علمی به این ویتامین از سال 1930 آغاز شد ، زمانی که عاملی توسط لوسی ویلز کشف شد کبد، مخمر و اسفناج که رشد دهنده و ضد آنمی است (مانع می شود کم خونی) اثرات در سال 1938 ، دی در آزمایشات روی میمون ها نشان داد که کمبود مناسبی دارد رژیم غذایی علائم را تحریک می کند کم خونی (کم خونی) و اینکه با تجویز مخمر و کبد آماده سازی این عامل بهبودی موجود در مخمر و کبد در ابتدا ویتامین M (میمون) نامیده می شد. جداسازی این عامل از برگ اسفناج در سال 1941 توسط اسنل و همکاران حاصل شد. از اصطلاح لاتین folium (= برگ) گرفته شده و به این ماده "اسید فولیک" با این حال ، در دوران مدرن شناخته شده است که محرک رشد و ضد آنمی است (جلوگیری می کند کم خونی) عامل در اصل نامیده می شود اسید فولیک در طبیعت به شکلی که اتفاق می افتد و اینکه جدا شدن آن یک محصول مصنوعی است وجود ندارد. اسید فولیک دارای ساختار هتروسیکلیک متشکل از a نیتروژنحاوی حلقه پتریدین از طریق گروه متیل آن بر روی اتم C6 - اسید پتروئیک به گروه آمینه حلقه اسید پارا آمینوبنزوئیک مرتبط است. یک مولکول اسید گلوتامیک از طریق پیوند پپتیدی (پیوند بین یک گروه کربوکسیل و آمینو) به انتهای کربوکسیل اسید p-aminobenzoic متصل می شود. بنابراین نام شیمیایی اسید فولیک اسید پترویلمونوگلوتامیک یا پترویلمونوگلوتامات (PteGlu) است. اسید فولیک را که در طبیعت وجود ندارد ، به وضوح می توان از فولات تشخیص داد [5-8 ، 11 ، 17]. فولات ها بخشی از سیستم های بیولوژیکی هستند و بنابراین به طور طبیعی در غذاها وجود دارند. در مقایسه با اسید فولیک ، فولات ها نیز از یک مولکول پتریدین و p-aminobenzoate - اسید پترویک - و نمک اسید گلوتامیک باقیمانده با این حال ، دومی ممکن است در گروه گاما-کربوکسیل خود با دیگر ترکیب شود نمک اسید گلوتامیک مولکول ها، بسته به تعداد باقی مانده های گلوتامیل ، در نتیجه پترویلمونوگلوتامات (PteGlu) یا پترویلپلی گلوتامات (PteGlu2-7) ایجاد می شود. حلقه پتریدین به صورت اکسید شده ، دی هیدروژنه وجود دارد (افزودن 2) هیدروژن اتم) یا تتراهیدروژنه (به علاوه 4 اتم هیدروژن) به ترتیب تشکیل می شود. سرانجام ، فولات ها از نظر طول زنجیره گلوتامیل ، درجه هیدروژناسیون (تعداد آنها) با یکدیگر تفاوت دارند هیدروژن اتمها) از مولکول پتریدین و جایگزینی (مبادله) واحدهای مختلف C1 (1-کربن واحد) ، مانند متیل ، فرمالدئيد، و بقایای آن را در اتم های N5 و N10 تشکیل دهید [1-3 ، 9 ، 10 ، 15 ، 18 ، 21]. فرم فعال بیولوژیکی ویتامین B9 ، 5,6,7,8،1،XNUMX،XNUMX-تتراهیدروفولات (THF) و مشتقات آن (مشتقات) است. THF شکل اصلی کوآنزیم است و به عنوان یک گیرنده (گیرنده) و انتقال دهنده بخشهای CXNUMX ، مانند گروههای متیل ، گروههای هیدروکسی متیل (فعال شده) عمل می کند. فرمالدئيد) ، و گروههای فرمیل (فعال شده است) اسید فرمیک) ، به ویژه در متابولیسم پروتئین و اسید نوکلئیک [1-3 ، 9 ، 15 ، 18]. باقیمانده های C1 ناشی از واکنش های متابولیکی مختلف به THF - ترکیب THF-C1 - ملزم شده و با کمک آن به گیرنده های مناسب (گیرنده ها) منتقل می شوند. ترکیبات مختلف THF-C1 که از نظر اکسیداسیون متفاوت هستند ، به یکدیگر تبدیل می شوند. ترکیبات THF-C1 زیر در ارگانیسم انسان رخ می دهد.

• THF با فرمول باقیمانده C1 (اسید فرمیک).
  • 10-فرمیل THF
  • 5-فرمیل-THF
  • 5,10،XNUMX-متیلن-THF
  • 5-formimino-THF
• THF با مانده C1 فرمالدئيد (متانال)
  • 5,10،XNUMX-متیلن THF
• THF با متانول باقیمانده C1
  • 5 متیل THF

اسید فولیک در مقایسه با ترکیبات فولات طبیعی بالاترین حالت پایداری و اکسیداسیون را دارد و تقریباً از نظر کمی (کاملا) به عنوان یک ماده خالص جذب می شود. به همین دلیل ، پس از تولید مصنوعی ، از آن در استفاده می شود آماده سازی ویتامین، داروها و غنی سازی مواد غذایی. در همین حال ، تولید فولات های طبیعی به صورت مصنوعی ، مانند مونوگلوتامات 5-متیل تتراهیدروفولات (5-MTHF ، کلسیم L-methylfolate). با توجه به نتایج مطالعات در دسترسی به زیستی و پایین آوردن از هموسیستئین سطح (اسید آمینه که به طور طبیعی وجود دارد ، که افزایش می یابد) غلظت می تواند صدمه بزند خون عروق) ، فرم فعال بیولوژیکی 5-MTHF معادل اسید فولیک است - 1 میکروگرم 5-MTHF معادل (معادل) با 1 میکروگرم اسید فولیک مصنوعی است. مطالعات طولانی مدت بررسی تأثیر حکومت اسید فولیک یا 5-MTHF روی فولات غلظت in اریتروسیت ها (قرمز خون سلولها) حتی برتری قابل توجهی از 5-MTHF طبیعی را نشان دادند. از آنجا که طبق پانل علمی سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا (انگلیسی: European Safety Authority، EFSA 2004) ، هیچ نگرانی ایمنی در برابر استفاده از 5-MTHF وجود ندارد به عنوان منبع فولات در غذاها ، و فرم طبیعی قابل سنتز برای استفاده در غذاهای رژیمی و مکمل از فوریه 2006 ، می توان از 5-MTHF به جای اسید فولیک استفاده کرد.

جذب

فولات ها هم در غذاهای حیوانی و هم در گیاهان یافت می شوند ، جایی که به صورت پترویلمونوگلوتامات وجود دارد ، اما عمدتاً به صورت پترویلپلی اگلوتامات (60-80٪) وجود دارد. اینها باید از نظر آنزیمی در ناحیه شکاف داده شوند اثنی عشر و ژژنوم پروگزیمال قبل جذب. هیدرولیز (شکاف با واکنش با آب) توسط گاما-گلوتامیل رخ می دهد کربوکسی پپتیداز (مخلوط) در غشای مرز قلم مو انتروسیت ها (سلول های روده) اپیتلیوم) ، که پلی گلوتامیل فولات را به مونوگلوتامیل فولات تبدیل می کند. مورد دوم به روده منتقل می شود مخاط سلولها (سلولهای مخاطی روده) توسط یک فعال گلوکز- و سدیممکانیسم حامل وابسته به دنبال سینتیک اشباع. 20-30٪ مونوگلوتامیل فولاتها از طریق مکانیسم حمل و نقل غیر فعال و مستقل از فولات جذب (جذب) می شوند مقدار [1-3 ، 10 ، 18 ، 20 ، 21]. در حالی که پترویلمونوگلوتامات ها مانند اسید فولیک مصنوعی تقریباً کاملاً جذب می شوند (> 90٪) ، ترکیبات پلی گلوتامات دارای جذب نرخ فقط حدود 20٪ به دلیل تجزیه آنزیمی ناقص ناشی از فعالیت محدود کنژوگاز [2 ، 5-8 ، 10-12 ، 16 ، 18]. از آنجا که محتوای فولات و نسبت مونو به پلی گلوتامات در غذاهای جداگانه بسیار متفاوت است و محاسبه از دست دادن ویتامین در هنگام تهیه غذا دشوار است ، ارائه اطلاعات دقیق در مورد فولات واقعی امکان پذیر نیست جذب. با توجه به مقادیر مرجع فعلی ، a دسترسی به زیستی حدود 50٪ می تواند برای ترکیبات فولات موجود در غذا فرض شود. میزان جذب متفاوت ترکیبات اسید مونو و پلی گلوتامیک باعث ایجاد اصطلاح معادل فولات (FE) می شود. اصطلاح معادل آن به شرح زیر تعریف می شود.

• 1 میکروگرم FÄ = 1 میکروگرم فولات غذایی.
• 1 میکروگرم فولات در رژیم غذایی = 0.5 میکروگرم اسید فولیک مصنوعی
• 1 میکروگرم اسید فولیک مصنوعی = 2 میکروگرم فولات غذایی (یا 2 میکروگرم F).

جذب ویتامین B9 یک فرآیند وابسته به pH با حداکثر جذب در pH 6.0 است. علاوه بر pH ، آزاد شدن فولات ها از ساختار سلول ، نوع ماتریس غذا (بافت غذا) و وجود سایر مواد غذایی مانند مواد آلی اسیدها، اتصال فولات پروتئین ها، مواد كاهش دهنده و عوامل بازدارنده كونژوگاز نیز بر دسترسی به زیستی ویتامین B9. بنابراین ، فولات های موجود در غذاهای حیوانی به دلیل اتصال به مواد غذایی با منشا plant گیاهی بهتر جذب می شوند پروتئین ها. مونوگلوتامیلفولات جذب شده در سلولهای روده ای تبدیل می شود اپیتلیوم) با دو مرحله کاهش از طریق 7,8،5,6,7,8-دی هیدروفولات (DHF) به XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX-THF متابولیکی فعال ، که از طریق پورتال به کبد می رسد رگ تا حدی در متیله (5-MTHF) و فرمیل (10-فرمیل-THF) اشکال ، اما عمدتا بدون جایگزین C1 به عنوان THF آزاد.

حمل و نقل و توزیع در بدن

در کبد ، متیلاسیون تتراهیدروفولات رخ می دهد. واکنش های فرمالیزاسیون جزئی نیز رخ می دهد ، به طوری که ویتامین B9 در داخل خون گردش می کند خون عمدتا به عنوان 5-MTHF (> 80٪) و به میزان کمتری به عنوان 10-formyl-THF و THF آزاد. در حالی که 10-formyl-THF غلظت سرم در بزرگسالان سالم ثابت است و در بافتهایی که به سرعت در حال رشد هستند افزایش می یابد. در سرم خون ، 50-60٪ از ترکیبات فولات با میل کم (اتصال) استحکام) به طور خاص ملزم نیستند آلبومین، آلفا-ماکروگلوبولین و ترانسفرینعلاوه بر این ، یک پروتئین اتصال دهنده فولات خاص وجود دارد که فولات های سرم را با میل زیاد اما فقط در مقادیر بسیار کم (محدوده پیکوگرام (pg)) متصل می کند. عملکرد اصلی این پروتئین اتصال دهنده انتقال فولات اکسید شده به کبد است ، جایی که کاهش به THF فعال بیولوژیکی اتفاق می افتد. مشاهده ای که زنان انجام می دهند داروهای ضد بارداری خوراکی (قرص های جلوگیری از بارداری) و در حین بارداری دارای مقادیر بالاتری از اتصال فولات هستند پروتئین ها بیش از مردان و کودکان تأثیر هورمونی را نشان می دهد. سطح فولات سرم از 7-17 نانوگرم در میلی لیتر در شرایط پایه متغیر است و با توجه به زمان آخرین مصرف غذا (مدت زمان پرهیز از غذا) ، میزان مصرف فولات و تامین فولات جداگانه تعیین می شود. . فولات های مونوگلوتامیل در گردش خون ، در درجه اول 5-MTHF ، جذب می شوند اریتروسیت ها (گلبولهای قرمز) و سلولهای محیطی طبق قوانین سینتیک اشباع ، با یک پروتئین حامل خاص که در غشای سلولی حمل و نقل واسطه ای فولات های کاهش یافته نسبت به فولات های اکسید شده میل ترکیبی قابل توجهی به این پروتئین حمل و نقل از غشا دارند. عبور ترکیبات مونوگلوتامات ویتامین B9 از طریق مانع خونریزی مغزی (سد فیزیولوژیکی موجود در مغز بین خون) گردش و مرکزی سیستم عصبی) احتمالاً با توجه به سینتیک اشباع نیز رخ می دهد. مایع مغزی نخاعی (CSF ، مایع مغزی نخاعی) دارای سطح فولات دو تا سه برابر بیشتر از سرم خون است. از نظر سلولی ، پترویلمونوگلوتامات ها به شکل پلی گلوتامات (PteGlu2-7) تبدیل می شوند ، عمدتا به پنتا- یا هگزاگلوتامات ها ، زیرا فقط در این شکل می توانند حفظ یا ذخیره شوند. برای این منظور ، ابتدا 5-MTHF باید متیل شود (تجزیه آنزیمی گروه متیل) - فرایندی که ویتامین B12وابسته است - بنابراین می تواند توسط پلی گلوتامات سنتتاز (آنزیمی که انتقال می دهد) تبدیل شود. نمک اسید گلوتامیک گروه ها). که در اریتروسیت ها (گلبولهای قرمز) ، پلی گلوتامیل-THF ، که میل زیادی به دی اکسی هموگلوبین دارد (اکسیژنشکل کمبود از هموگلوبین) ، بیشتر از 4-7 اسید گلوتامیک تشکیل شده است مولکول ها. غلظت فولات گلبول های قرمز از محتوای فولات در سرم حدود 40 برابر (200-500 نانوگرم در میلی لیتر) بیشتر است. در گلبول های قرمز بالغ ، ویتامین B9 هیچ عملکرد متابولیکی ندارد ، بلکه فقط عملکرد ذخیره سازی دارد. بر خلاف رتیکولوسیت ها گلبول های قرمز "خردسال" ، که مقدار قابل توجهی فولات ، گلبول های قرمز بالغ (گلبول های قرمز) را در خود دارند (جذب می کنند) تا حد زیادی نفوذ ناپذیر (نفوذ ناپذیر) به فولات هستند. به همین دلیل ، سطح فولات گلبول قرمز وضعیت ویتامین B9 را با اطمینان بیشتری نسبت به سطح فولات سرم با نوسان (نوسان) منعکس می کند. ویتامین B9 در تمام بافت ها وجود دارد توزیع الگوی وابستگی به میزان میتوزی (سرعت تقسیم سلولی) بافت ها را نشان می دهد - سیستم های سلولی با سرعت تقسیم بالا ، مانند سلول های خونساز و اپیتلیال ، غلظت فولات بالایی دارند. محتوای کل بدن فولات در انسان 5-10 میلی گرم است که نیمی از آن در کبد قرار دارد ، در درجه اول به شکل 5-MTHF و کمی به صورت 10-formyl-THF است. کبد اندام اصلی ذخیره سازی است و میزان تأمین سایر اندام ها را تنظیم می کند. نیمه عمر بیولوژیکی (زمانی که غلظت یک ماده به دلیل فرآیندهای بیولوژیکی به نصف کاهش یافته است) ویتامین B9 حدود 100 روز است. به دلیل ذخایر کم بدن ، سطح ویتامین B9 سرم می تواند فقط برای 3-4 هفته حفظ شود بدون فولات رژیم غذایی. اگر ادامه محرومیت از فولات در رژیم غذایی ادامه یابد ، پس از کاهش غلظت فولات سرم ، تجزیه بیش از حد ("تغییر راست") گرانولوسیتهای نوتروفیل (گلبول های سفید خون که بخشی از دفاع ایمنی ذاتی است) در طی 10-12 هفته اتفاق می افتد ، پس از 18 هفته ، کاهش سطح فولات گلبول قرمز ، و پس از 4-5 ماه ، تظاهرات کم خونی مگالوبلاستیک (کم خونی با سلولهای پیش ساز گلبول قرمز بزرگتر از حد متوسط ​​حاوی هسته و هموگلوبین در مغز استخوان) ، که در شمارش خون به عنوان کم خونی هایپروکرومیک ، ماکروسیتیک (مترادف: کم خونی مگالوبلاستیک؛ کم خونی (کم خونی) ناشی از ویتامین B12، تیامین ، یا کمبود اسید فولیک ، که منجر به اختلال در گلبول قرمز (تولید گلبول های قرمز خون) می شود.

دفع

مقدار 10-90 میکروگرم مونوگلوتامیللفلات در روز دفع می شود صفرا منوط به گردش خون روده ای (کبد-روده در اوردن از گردش) و تقریباً کمی جذب می شود. بیماری های روده کوچک یا برداشتن (برداشتن جراحی) برخی از بخشهای روده ای باعث اختلال در جذب مجدد روده می شود. صفراوی به سرعت در دسترس ، نسبتاً بزرگ (م theثر بر صفرا) استخر مونوگلوتامات فولات - غلظت فولات در صفرا بیش از 10 در پلاسمای خون است - همراه با استخر کوچک فولات داخل سلولی (ذخیره در کبد و بافتهای خارج کبدی) نوسانات کوتاه مدت در تأمین ویتامین B9 را تنظیم می کند - فولات هموستاز (حفظ سطح سرمی فولات ثابت). با مصرف فیزیک (طبیعی برای متابولیسم) فولات ، فقط 1-12 میکروگرم (حدود 10-20٪ از مقدار جذب مونوگلوتامات فولات) روزانه توسط کلیه به شکل اسید فولیک ، 5-MTHF ، 10-formyl-THF و محصولات تجزیه غیر فعال ، مانند مشتقات پتریدین و استامید بنزوئیل گلوتامات. بیشتر ویتامین به صورت لوله ای جذب می شود (جذب مجدد توسط توبول های کلیه). کمبود ویتامین B9 باعث کلیه می شود (بر این امر تأثیر می گذارد) کلیه) دفع با تحریک بازجذب لوله ای کاهش می یابد. ارزیابی مقدار ترکیبات فولات از طریق مدفوع (مدفوع) دشوار است زیرا فولات های میکروبی سنتز شده (ویتامین B9 تشکیل شده توسط باکتری در قسمتهای انتهایی (پایین) روده) علاوه بر ویتامین B9 جذب نشده ، مدفوع نیز دفع می شود. تصور می شود که مدفوع حاوی مقادیر 5- تا 10 برابر فولات بیشتر از مقدار خورده شده است رژیم غذایی.