ریبوفلاوین (ویتامین B2): تعریف ، سنتز ، جذب ، انتقال و توزیع

ریبوفلاوین (ویتامین B2) یک آب دوست است (آبمحلول) ویتامین گروه B. از نظر بصری از بیشتر آب دوست متمایز می شود ویتامین ها با رنگ شدید فلورسنت زرد آن ، که در نام آن منعکس شده است (flavus: زرد). نام های تاریخی از ریبوفلاوین شامل اووفلاوین ، لاکتوفلاوین و یوروفلاوین است که به اولین جداسازی این ماده اشاره دارد. در سال 1932 ، واربورگ و کریستین "تخمیر زرد" را از مخمر به دست آوردند و آن را به عنوان یک مونونوکلئوتید فلاوین فعال کوآنزیمی (FMN) شناسایی کردند. ساختار ریبوفلاوین در سالهای 1933-34 توسط کوهن و واگنر-ژورگ توضیح داده شد و در سال 1935 توسط کوهن ، ویگاند و کارر ساخته شد. در سال 1938 ، کشف واژنر از دینوکلئوتید فلاوین آدنین (FAD) به عنوان کوآنزیم D- آمینو اسید اکسیداز انجام شد. ساختار اصلی ویتامین B2 سیستم حلقه ایزوالوکسازین سه حلقه ای است که دارای خواص ردوکس (خواص کاهش / اکسیداسیون) مشخص است. ریبیتول ، پنج ظرفیتی ، به اتم N10 مولکول ایزوالوکسازین متصل است الکل قند که برای اثر بخشی ویتامین حیاتی است. ترکیب فعال بیولوژیکی ویتامین B2 ، 7,8،10-دی متیل-1- (1-D-ریبیتیل) ایزوالوکسازین است. IUPAC (اتحادیه بین المللی شیمی خالص و کاربردی) اصطلاح ریبوفلاوین را به عنوان یک نام کوتاه پیشنهاد کرد. مانند تیامین (ویتامین BXNUMX) ، ریبوفلاوین دارای درجه بالایی از ویژگی ساختاری است ، به طوری که حتی تغییرات جزئی در ساختار مولکولی می تواند همراه باشد کاهش یا از دست دادن اثر ویتامین یا - در موارد خاص - توسط یک روش ضد (مخالف) عملکرد. جایگزینی باقیمانده ریبیتیل توسط گالاکتوز (→ گالاکتوفلاوین) منجر به قوی ترین اثر آنتاگونیستی می شود و به سرعت منجر به کمبود ویتامین B2 بالینی می شود. هنگام جایگزینی زنجیره جانبی ریبیتول با سایر آنالوگهای کربوهیدرات ، مانند آرابینوز و لیکسوز ، تضاد ضعیف تر است و در برخی موارد فقط در برخی از گونه های جانوری مانند موش صحرایی ظاهر می شود. برای آشکار سازی فعالیت بیولوژیکی ، ریبوفلاوین باید تحت اثر ریبوفلاوین کیناز (آنزیمی که انتقال دهنده یک سلول است) در اتم C5 زنجیره جانبی ریبیتول فسفریله شود. فسفات باقی مانده با شکاف آدنوزین تری فسفات (ATP)) (mon مونونوکلئوتید فلاوین ، FMN) و متعاقباً آدنیله (din دینوکلئوتید فلاوین آدنین ، FAD) توسط پیرو فسفوریلاز (آنزیمی که بقایای مونوفسفات آدنوزین (AMP) را در هنگام مصرف ATP منتقل می کند). FMN و FAD عمده ترین مشتقات (مشتقات) ریبوفلاوین هستند و به عنوان کوآنزیم اکسیدازها و دهیدروژنازها عمل می کنند. در ارگانیسم های جانوری و گیاهی ، بیش از 100 آنزیم هاو در پستانداران بیش از 60 آنزیم ، به ترتیب وابسته به FMN یا FAD شناخته می شوند - به ترتیب آنزیم های فلاوپروتئین یا فلاوین. ویتامین B2 بسیار گرم است ، اکسیژن نسبت به نور دیگر نسبت به نور دیگر بسیار حساس و حساس است ویتامین ها. ریبوفلاوین و مشتقات فلاوین غیر پروتئینی به راحتی از نظر فوتولیتیکی تخریب می شوند (شکاف یک مولکول تحت تأثیر نور ماورا بنفش) به لومیکروم غیرفعال ویتامین (دی متیلیسوآلوکسازین) یا لومی فلاوین (تری متیلیسوآلوکسازین) ، که در آن زنجیره جانبی آلیفاتیک به طور جزئی یا کاملا شکافته است . به همین دلیل ، محصولات حاوی ویتامین B2 باید در یک ظرف ضد هوای ذخیره شده و از نور محافظت شوند.

ترکیب

ریبوفلاوین توسط گیاهان و میکروارگانیسم ها سنتز می شود و از طریق زنجیره غذایی وارد ارگانیسم حیوانات می شود. در نتیجه ، ویتامین B2 به طور گسترده ای در گیاهان و حیوانات توزیع می شود و در بسیاری از غذاها وجود دارد.

جذب

در غذا ، ریبوفلاوین به شکل آزاد رخ می دهد ، اما در درجه اول به عنوان FMN و FAD متصل به پروتئین - فلاوپروتئین است. ریبوفلاوین توسط اسید معده و فسفاتازها و پیرو فسفاتازهای غیر اختصاصی (آنزیم ها که به صورت هیدرولیتی (با آب احتباس) شکافتن فسفات باقیمانده) قسمت فوقانی روده کوچک. جذب (جذب از طریق روده) ریبوفلاوین آزاد در قسمت فوقانی روده کوچک، به خصوص در ژژنوم پروگزیمال (روده خالی) ، تحت یک مقدارمکانیسم حمل و نقل دوگانه وابسته در محدوده فیزیولوژیکی (طبیعی برای متابولیسم) تا حدود 25 میلی گرم ، ریبوفلاوین در پاسخ به a به طور فعال جذب می شود سدیم شیب با استفاده از یک حامل به دنبال سینتیک اشباع. بالاتر از دوزهای فیزیولوژیکی ، جذب ویتامین B2 علاوه بر این با انتشار غیر فعال رخ می دهد [1 ، 2 ، 4-6 ، 8]. جذب میزان ریبوفلاوین پس از مصرف دوزهای فیزیولوژیکی به طور متوسط ​​بین 50-60٪ است. مصرف ویتامین B در کامپوزیت رژیم غذایی و وجود اسیدهای صفراوی جذب را ترویج می دهد. احتمالاً سرعت تأخیر در تخلیه معده و مدت زمان طولانی حمل و نقل دستگاه گوارش در تقویت تماس با سطح جذب کننده نقش دارد. در روده مخاط سلولها (سلولهای مخاطی) ، بخشی از ریبوفلاوین آزاد جذب شده (بلعیده شده) توسط ریبوفلاوین کیناز به FMN تبدیل می شود و متعاقباً توسط پیروفسفوریلاز به FAD تبدیل می شود تا غلظت از ویتامین B2 رایگان تا حد ممکن کم و برای اطمینان از جذب بیشتر. با این حال ، اکثر ویتامین B2 آزاد جذب شده به فرمهای فعال کوآنزیمی آن تبدیل می شود FMN و FAD در کبد پس از پورتال رگ حمل و نقل

حمل و نقل و توزیع در بدن

ریبوفلاوین ، FMN و FAD از این ماده آزاد می شوند کبد وارد جریان خون می شود. در آنجا ، بیشتر ویتامین B2 به صورت FAD (70-80٪) و FMN و فقط 0.5-2٪ به صورت آزاد وجود دارد. ریبوفلاوین و مشتقات آن در خون پلاسما به فرم پروتئینی. شرکای اصلی اتصال آلبومین های پلاسما (80٪) و به دنبال آن اتصال خاص به ریبوفلاوین است پروتئین ها (RFBPs) و گلوبولین ها ، به ویژه ایمونوگلوبولین ها. برای انتقال به سلولهای هدف ، ویتامین B2 تحت عمل فسفاتازهای پلاسماتیک دفسفریله می شود (آنزیم ها که به صورت هیدرولیتی (زیر آب احتباس) شکافتن فسفات باقیمانده) ، زیرا فقط ریبوفلاوین آزاد و فسفریله نشده می تواند غشای سلول را با انتشار منتشر کند. درون سلولی (درون سلول) ، تبدیل و تثبیت به فرم کوآنزیم دوباره اتفاق می افتد - به دام انداختن متابولیسم. تقریباً همه بافتها قادر به تشکیل FMN و FAD هستند. نرخ تبدیل به ویژه بالا در کبد, کلیهو قلب، بنابراین بیشترین غلظت ریبوفلاوین - 70-90٪ به عنوان FAD ، <5٪ به عنوان ریبوفلاوین آزاد دارند. مانند همه آب دوست (محلول در آب) ویتامین ها، به استثنای کوبالامین (ویتامین B12) ، ظرفیت ذخیره ویتامین B2 کم است. ذخایر بافتی به صورت ریبوفلاوین متصل به پروتئین یا آنزیم وجود دارد. در صورت کمبود آپوپروتئین یا آپوآنزیم ، ریبوفلاوین اضافی را نمی توان ذخیره کرد ، در نتیجه باعث کاهش میزان ریبوفلاوین می شود. در انسان بالغ ، حدود 123 میلی گرم ویتامین B2 رتین شده است (توسط کلیه) این مقدار برای جلوگیری از علائم کمبود بالینی در حدود 2-6 هفته کافی است - با نیمه عمر بیولوژیکی حدود 16 روز. اتصال دهنده ریبوفلاوین پروتئین ها (RFBP) هم برای فرآیندهای انتقال و هم برای متابولیسم (متابولیسم) ویتامین B2 مهم است. در کبد و کلیه، سیستم های خاص حمل و نقل فعال فعال نشان داده شده است که به گردش خون روده ای (کبد-روده در اوردن از گردش) و بازجذب توبولی (بازجذب در توبول های کلیه) ریبوفلاوین تا حدودی با توجه به نیازهای فردی. طبق مطالعات انجام شده روی حیوانات ، انتقال ریبوفلاوین به مرکز آن انجام می شود سیستم عصبی (CNS) همچنین تحت مکانیزم فعال و تنظیمات هموستاتیک (خودتنظیمی) است که از CNS در برابر کمبود و بیش از حد تأمین محافظت می کند. در زنان در حال جاذبه (بارداری) ، RFBP های خاصی برای حفظ شیب در کشف شده است خون سرم از مادر (مادر) به جنین (جنین) گردش. بنابراین ، حتی اگر منبع ویتامین B2 مادر ناکافی باشد ، تأمین ریبوفلاوین لازم برای رشد و نمو جنین تا حد زیادی اطمینان حاصل می شود. استروژن ها تحریک سنتز RFBP ها ، وضعیت غذایی نامناسب منجر به کمبود RFBP می شود.

سوخت وساز

متابولیسم ریبوفلاوین توسط کنترل می شود هورمون و RFBP بستگی به وضعیت ویتامین B2 در افراد دارد. اتصال دهنده ریبوفلاوین پروتئین ها و هورمون، مانند تری یدوتیرونین (T3 ، هورمون تیروئید) و آلدوسترون (هورمون غده فوق کلیه) ، با تحریک فعالیت ریبوفلاوین کیناز ، تشکیل FMN را تنظیم می کند. سنتز بعدی FAD توسط پیروفسفوریلاز با مهار محصول نهایی برای جلوگیری از بیش از حد FAD کنترل می شود. کوآنزیم های FMN و FAD با تعدیل (اصلاح) فعالیت آنزیم های مربوطه فقط در حدی که ارگانیسم بر اساس نیاز آن نیاز دارد ، فراهم می شود. تحت شرایط کاهش سطح T3 سرم و / یا کاهش غلظت از RFBP ها ، مانند سوء تغذیه (سوut تغذیه / سو mal تغذیه) و بی اشتهایی (از دست دادن اشتها; بی اشتهایی عصبی: بی اشتهایی) ، کاهش FAD در پلاسما غلظت و افزایش قابل توجهی در ریبوفلاوین آزاد ، که به طور معمول فقط در مقادیر کمیاب وجود دارد ، در اریتروسیت ها (قرمز خون سلولها) مشاهده می شوند

دفع

دفع ویتامین B2 عمدتا از طریق کلیه به صورت ریبوفلاوین آزاد اتفاق می افتد. به اندازه 30-40٪ از 7-هیدروکسی متیل- ، 8-هیدروکسی متیل- یا 8-آلفا-سولفونیلریبوفلاوین و مقدار کمی از سایر متابولیت ها (واسطه ها) به طور کلی از بین می رود (از طریق کلیه ها دفع می شود). بعد از بالا-مقدار مکمل ویتامین B2 ، 10-هیدروکسی اتیل فلاوین ممکن است در ادرار در نتیجه تخریب باکتری ظاهر شود. کوآنزیم به شکل FMN و FAD در ادرار قابل تشخیص نیست. داده های پاکسازی (دفع) نشان می دهد که تقریبا نیمی از ریبوفلاوین پلاسماتیک در ادرار از بین می رود. ترخیص کالا از گمرک کلیه بالاتر از فیلتراسیون گلومرولی است. یک بزرگسال سالم در طی 120 ساعت 24 میکروگرم ریبوفلاوین یا بیشتر از طریق ادرار دفع می کند. دفع ریبوفلاوین <40 میلی گرم در گرم کراتینین شاخص کمبود ویتامین B2 است. بیمارانی که نیاز دارند دیالیز به دلیل نارسایی کلیه (نارسایی مزمن کلیه/نارسایی حاد کلیه) در معرض خطر کمبود ویتامین B2 هستند زیرا ریبوفلاوین در طی آن از بین می رود دیالیز (تصفیه خون). کمتر از 1٪ ویتامین B2 در بدن از بین می رود صفرا با مدفوع (از طریق مدفوع). حذف یا نیمه عمر پلاسما (مدت زمانی که بین حداکثر غلظت ماده در پلاسمای خون تا سقوط تا نصف آن مقدار می گذرد) به وضعیت ریبوفلاوین و مقدار عرضه شده در حالی که سریع است حذف نیمه عمر 0.5-0.7 ساعت است ، نیمه عمر پلاسما آهسته از 3.4-13.3 ساعت متفاوت است. هیچ ارتباط خطی بین دریافت ویتامین B2 در رژیم غذایی و دفع ریبوفلاوین کلیوی وجود ندارد. در حالی که کمتر از اشباع بافت (≤ 1.1 میلی گرم ویتامین B2 در روز) میزان حذف فقط به میزان ناچیزی تغییر می کند ، با رسیدن به اشباع ، میزان دفع ریبوفلاوین افزایش قابل توجهی دارد - نقطه شکست (> 1.1 میلی گرم ویتامین B2 / روز). در جاذبه (بارداری) ، به دلیل القا (معرفی ، به معنای افزایش تشکیل) پروتئین های متصل به ریبوفلاوین ، دفع ویتامین B2 از طریق کلیه کاهش می یابد. میزان دفع کاهش یافته نیز در بیماری تومور دیده می شود (سرطان) زیرا در بیماران غلظت سرمی افزایش یافته است ایمونوگلوبولین ها که ویتامین B2 را متصل می کند.

مشتقات محلول در لیپید ریبوفلاوین

ترکیبات محلول در چربی (محلول در چربی) مانند اسید تترابوتیریک یا مشتقات تترانیکوتینیل ریبوفلاوین را می توان با استریفیکاسیون گروه های هیدروکسیل (OH) زنجیره جانبی ریبیتول تهیه کرد. در مقایسه با ویتامین بومی (اصلی) ، آب دوست (محلول در آب) ، مشتقات ریبوفلاوین لیپوفیل (محلول در چربی) از نفوذپذیری غشایی بهتر (قابلیت عبور از غشا) ، بهبود احتباس (احتباس) و گردش آهسته تر (گردش مالی) برخوردار هستند. مطالعات اولیه اثرات سودمند این مشتقات در را نشان می دهد انعقاد خون اختلالات و درمان دیس لیپیدمی. علاوه بر این ، استفاده از ترکیبات محلول چربی در ریبوفلاوین به تنهایی یا در ترکیب با ویتامین E-ممکن است از تجمع چربی جلوگیری کند پراکسیدها در نتیجه قرار گرفتن در معرض کربن تتراکلراید یا به عوامل کارسینواستاتیک ، مانند آدریامایسین.