Строение и биологическая роль витамина b12

Витамин В12

Витамин В12 (кобаламин; антианемический витамин) выделен из печени в кристаллическом виде в 1948 г. Задолго до этого было известно, что в печени животных содержится особое вещество, регулирующее процесс кроветворения и оказывающее лечебный эффект при пернициозной (злокачественной) анемии у людей. Однако только в 1955 г. Д. Ходжкин расшифровала его структуру, включая трехмерную пространственную конфигурацию, главным образом при помощи физических методов исследования (рентгенографическая кристаллография). На основании этих данных, а также результатов изучения химического состава для витамина В12 было предложено следующее строение:

Витамин B12 (кобаламин)

В молекуле витамина В12 центральный атом кобальта соединен с атомами азота четырех восстановленных пиррольных колец, образующих порфириноподобное корриновое ядро, и с атомом азота 5,6-диметил-бензимидазола . Кобальтсодержащая часть молекулы витамина представляет собой планарную (плоскостную) фигуру; по отношению к ней перпендикулярно расположен нуклеотидный лиганд, который, помимо 5,6-диметилбензимидазола, содержит рибозу и остаток фосфата у 3-го атома углерода. Вся структура получила название «кобаламин». Были получены производные витамина В12, содержащие ОН-группу (оксикобаламин), хлор (хлоркобаламин), Н2О (аквакобаламин) и азотистую кислоту (нитрито-кобаламин). Из природных источников были выделены, кроме того, аналоги В12, которые вместо 5,6-диметилбензимидазола содержали 5-окси-бензимидазол, или аденин, 2-метиладенин, гипоксантин и метилгипок-сантин. Все они обладали меньшей биологической активностью, чем ко-баламин. Обычно витамин В12 выделяют из микробной массы или животных тканей, используя растворы, содержащие ионы цианида, которые выполняют роль 6-го лиганда кобальта. Однако цианокобаламин метаболически неактивен. В состав В12-коферментов вместо CN входит остаток 5-дезоксиаденозина или метильная группа.

У человека и животных недостаток витамина В12 приводит к развитию злокачественной макроцитарной, мегалобластической анемии. Помимо изменений кроветворной функции, для авитаминоза В12 специфичны также нарушения деятельности нервной системы и резкое снижение кислотности желудочного сока. Оказалось, что для активного процесса всасывания витамина В12 в тонкой кишке обязательным условием является наличие в желудочном соке особого белка – гастромукопротеина, получившего название внутреннего фактора Касла, который специфически связывает витамин В12 в особый сложный комплекс. Точная роль этого фактора во всасывании В12 не выяснена. Предполагают, что в связанном с этим фактором комплексе витамин В12 поступает в клетки слизистой оболочки подвздошной кишки, затем медленно переходит в кровь портальной системы, а внутренний фактор подвергается гидролизу (распаду). Следует указать, что В12 поступает в кровь портальной системы не в свободном состоянии, а в комплексе с двумя белками, получившими название транскобаламинов I и II, один из которых выполняет функцию депо В12 (I), поскольку он более прочно связывается с витамином В12. Поэтому нарушение синтеза внутреннего фактора в слизистой оболочке желудка приводит к развитию авитаминоза В12 даже при наличии в пище достаточного количества кобаламина. В подобных случаях витамин с лечебной целью обычно вводят парентерально или с пищей, но в сочетании с нейтрализованным желудочным соком, в котором содержится внутренний фактор. Подобный метод лечения эффективен при пернициозной анемии. Это указывает на существование определенной связи между развитием злокачественной анемии у человека и нарушением функций желудка. Можно, вероятно, утверждать, что пернициозная анемия, хотя и является следствием авитаминоза В12, но развивается на фоне органических поражений желудка, приводящих к нарушению синтеза в клетках слизистой оболочки желудка внутреннего фактора Касла, или после тотального удаления желудка хирургическим путем.

Витамин В12 используется в клинике для лечения не только перни-циозной анемии, но и других ее форм – мегалобластических анемий с неврологическими нарушениями, которые обычно не поддаются лечению другими витаминами, в частности фолиевой кислотой.

Биологическая роль. Выявлены ферментные системы, в составе которых в качестве простетической группы участвуют не свободный витамин В12, а так называемые В12-коферменты, или кобамидные коферменты. Последние отличаются тем, что содержат 2 типа лигандов: метильную группу и 5′-дезоксиаденозин. Соответственно различают метилкобаламин СН312 и дезоксиаденозилкобаламин. Превращение свободного витамина В12 в В12-коферменты, протекающее в несколько этапов, осуществляется в организме при участии специфических ферментов в присутствии в качестве кофакторов ФАД, восстановленного НАД, АТФ и глутатиона. В частности, при образовании 5-дезоксикобаламинового кофермента АТФ подвергается необычному распаду с отщеплением три-фосфатного остатка по аналогии еще с одной единственной реакцией синтеза 5-аденозилметионина из метионина и АТФ (см. главу 12). Впервые В12-коферменты были выделены Г. Баркером и сотр. в 1958 г. из микроорганизмов, позже было доказано их существование в тканях животных.

Химические реакции, в которых витамин В12 принимает участие как кофермент, условно делят на 2 группы в соответствии с его химической природой. К первой группе относятся реакции трансметилирования, в которых метилкобаламин выполняет роль промежуточного переносчика метильной группы (реакции синтеза метионина и ацетата).

Читайте также:  Бросили курить принимать ли вообще синтетические витамины

Синтез метионина требует, помимо гомоцистеина, наличия N 5 -метил-ТГФК и восстановленного ФАД и протекает согласно уравнению:

Синтез метионина

Фермент, катализирующий эту реакцию, был открыт в печени человека и ряда животных, а также у микроорганизмов. Получены доказательства, что механизм реакции включает перенос метильной группы N 5 -СН3-ТГФК на активный центр фермента с образованием метил-В12-фермента и последующий перенос этой группы на гомоцистеин. Блокирование этой реакции, наблюдаемое при авитаминозе В12, приводит к накоплению N 5 -СН3-ТГФК и соответственно выключению из сферы химических реакций еще одного важного кофермента.

Вторая группа реакций при участии В12-коферментов заключается во внутримолекулярном переносе водорода в реакциях изомеризации. Механизм этих реакций соответствует схеме:

Группа реакций при участии В12-коферментов заключается во внутримолекулярном переносе водорода в реакциях изомеризации

Видно, что протон водорода движется (перемещается) между двумя соседними атомами углерода и не обменивается с протонами воды. Предполагают, что сначала водород от субстрата переносится на 5-дезокси-кобаламин, а затем обратно на субстрат, меняя местоположение. Например, глутаматмутазная реакция (взаимопревращения глутаминовой и β-метиласпарагиновой кислот), метилмалонилмутазная реакция (обратимое превращение метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА), глицерол- и диол-дегидратазные реакции, ферментативные реакции восстановления рибо-нуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов и др. В организме человека из указанных процессов открыта только реакция изомеризации метил-малонил-КоА в сукцинил-КоА.

Реакция изомеризации метил-малонил-коэнзим А в сукцинил-коэнзим А

Следует подчеркнуть, что реакция изомеризации метилмалонил-КоА требует наличия 5′-дезоксиаденозилкобаламина в качестве кофермента, в то время как реакция метилирования (см. ранее) нуждается в метилкобала-мине. Этими обстоятельствами могут быть объяснены некоторые биохимические симптомы недостаточности витамина В12, в частности метил-малонилацидурия и гомоцистинурия. Кроме того, описаны болезни, обусловленные наследственными дефектами синтеза только дезоксиаденозил-кобаламина или обоих В12-коферментов; в этих случаях даже 1000-кратная доза витамина В12 не оказывала лечебного эффекта. В настоящее время высказывается предположение о более широком участии В12-коферментов в ферментативных реакциях трансметилирования, дезаминирования (например, этаноламиддезаминазная реакция) и др. Предстоит, однако, приложить немало усилий, чтобы выяснить молекулярные механизмы действия витамина В12 на процесс кроветворения. Положительный эффект при лечении пернициозной анемии полусырой печенью обусловлен, как стало известно, наличием витамина В12, хотя следует указать, что большего лечебного эффекта можно добиться при одновременном введении внутреннего фактора слизистой оболочки желудка.

Распространение в природе и суточная потребность. Витамин В12 является единственным витамином, синтез которого осуществляется исключительно микроорганизмами; ни растения, ни ткани животных этой способностью не наделены. Основные источники витамина В12 для человека – мясо, говяжья печень, почки, рыба, молоко, яйца. Главным местом накопления витамина В12 в организме человека является печень, в которой содержится до нескольких миллиграммов витамина. В печень он поступает с животной пищей, в частности с мясом, или синтезируется микрофлорой кишечника при условии доставки с пищей кобальта. Суточная потребность в витамине В12 для взрослого человека составляет около 3 мкг (0,003 мг).

Источник



Строение и биологическая роль витамина b12

Главная />Статьи />Биологическая роль витамина B12

Биологическая роль витамина B12

Витамин B12 — кобальтсодержащее комплексное соединение. Он регулирует процесс кроветворения, процесс трансметилирования холина, метионина, креатина, нуклеиновых кислот и нуклеотидов, а также способствует накоплению в эритроцитах соединений, содержащих сульфгидрильные группы.

Витамин B12 оказывает метионинсберегающее действие и способствует повышению биологической ценности растительных рационов (способствует лучшему усвоению аминокислот растительных белков).

В присутствии витамина B12 улучшается биосинтез и использование аминокислот (особенно метионина), ускоряется включение их в белковую молекулу. Цианакобаламин оказывает липотропное действие, снижает содержание жира в печени и улучшает ее метилирующую функцию. Однако, при высоком содержании жира в рационе он не проявляет липотропного действия.

При обеспечении животных витамином B12 каротин лучше всасывается и исполь-зуется организмом. Существует тесная его связь с витаминами B3 и Bc. Витамин B12 является фактором роста, оказывает благоприятное влияние на печень и нервную систему. Он может предупреждать явление перозиса у птицы, возникающее при недостатке в рационе холина, метионина и бетаина. Витамин B12принимает участие в гемопоэзе, синтезе метильных групп, изомеризации метилмалоновой кислоты. Эти реакции имеют большое значение в метаболизме аминокислот, а также летучих жирных кислот.

Витамин B12 необходим для нормальной репродукции у свиноматок. Обеспеченность им предотвращает аборты, позволяет получать здоровых, хорошо развитых поросят.

Цианокобаламин играет важную роль при восстановлении глутатиона, коэнзима A, гомоцистина, пуринов и пиримидинов. В деятельности ряда ферментов участвуют кобаламидные коферменты.

Причины недостаточности

Недостаточность витамина B12 у животных чаще возникает из-за различных нарушений его всасывания и процесса усвоения. Для всасывания в кишечнике требуемых животным небольших физиологических доз витамина B12 необходим так называемый внутренний фактор или антианемический фактор, связанный с отсутствием в желудочном соке особого полисахарида. Он может проявляться по разным причинам, в частности, в результате приема животным больших доз витамина B12.

Читайте также:  Почему волосы становятся ломкими и сухими

Помимо действия антианемического фактора, вызывающего признаки недостаточности витамина B12, его дефицит может возникнуть при скармливании птице только растительных кормов или, наоборот, при высоком уровне белка в рационе. Недостаточность витамина B12 может также возникнуть от его разрушения окислительными и восстановительными веществами, солями тяжелых металлов или от действия природных аналогов кобаламина, проявляющих к нему антагонистические действия.

Внешними признаками недостаточности витамина B12 являются: потеря аппетита, замедление роста и снижение привесов, худшее использование корма, особенно, белкового, повышенная возбудимость, поносы, ухудшение состояния оперения у птицы, воспаления слизистой оболочки мускульного желудка, перозис и анемия.

Основными физиологическими внутренними проявлениями недостаточности витамина B12, являются нарушения процессов кроветворения, приводящие к гиперхромной мегалобластичекой (пернациозной) анемии, нейротропении, тром-боцитонемии и изменению в спинном мозге. При дефиците витамина В12 накапливается метималоновая кислота, токсичная для нервной системы

Препараты и другие источники

Синтез витамина B12 осуществляется исключительно простейшими организмами -бактериями и актиномецетами. Витамин B12 синтезируется в почве, навозе и помете птицы. У животных в толстом отделе кишечника также продуцируется витамин B12 микроорганизмами. Организмом животных поглощается только часть образовавшегося витамина B12, значительные его количества выделяются с их экскрементами.

Витамин B12 неустойчив в щелочных растворах: при РН 8,0 за 2-3 часа нагревания при 100°С он разрушается на 90% . Гидролиз разбавленными или слабыми кислотами также разрушает витаминB12. При гидролизе аскорбиновой кислотой цианокабаламин восстанавливается до неактивного продукта.

Контроль обеспеченности

Дефицит витамина B12 выявляется по его содержанию в крови и по выделению метилмалоновой кислоты с экскрементами. При нормальной обеспеченности животных витамином B12 он обнаруживается в определенном количестве в печени, селезенке, костном мозге, почках и коже. В печени витамин B12 находится в составе биокомплексов с белками. Его количество в печени в норме — 230-600 мкг/кг. В желтке яиц содержание витамина B12 составляет 28-30 мкг/кг. У эмбрионов птицы при недостаточности витамина B12 наблюдается гибель на 17-20 день инкубации, выявляется атрофия ног, эдема, кровотечение, ожирение внутренних органов, неправильное положение головы (голова между бедер).

Источник

Витамин В12

Многих людей, не только спортсменов, интересует вопрос, для чего нужен организму витамин В12. Он необходим для полноценного функционирования организма. Витамин В12 весьма значимый для нервной системы и играет важную роль в создании ДНК и РНК в период зачатия. Также такой элемент помогает усваивать углеводы, белки и жиры. Невзирая на то, что вещество незаменимо для всех систем организма, некоторые люди совершенно не думают об этом.

Зачем витамин В12 нужен организму?

Цианокобаламин (В12) повышает гемоглобин в крови, нервную систему, эритроциты, обмен веществ. Также способен снизить степень холестерина.

Значительное содержание такого элемента после переработки оказывается в печени, почках, селезенки и мышцах. Цианокобаламин используют для лечения и профилактики анемии, применяют в болезнях печени, селезенки, кожи, а также неврите, невропатии, истощении, воспалении, истощении.

Данный элемент положительно влияет на мышцы сердца, щитовидные железы, иммунитет, артериальное давление. Он оказывает антиаллергенное действие, антитоксическое и противоопухолевое. Вы можете купить в нашем магазине и Twinlab B-12 Dots 100 таб.

Животные источники, в которых находится данный элемент, полезны для улучшения функции продолжения рода, повышения аппетита, улучшения сна, тонуса и избавления от депрессии.

К чему приводит недостаток витамина в организме?

Цианокобаламин выходит из организма через желчные протоки. Нехватка компонента происходит, через отказ от мясных блюд, печенки, морепродуктов, яиц и молочных продуктов.

Дефицит В12 может вызвать проблемы с ЖКТ: гастрит, энтероколит, глисты. Если нехватка элемента регулярная, то на протяжении нескольких лет может возникнуть сильное снижение гемоглобина (анемия). Затем происходит нарушение в обмене веществ, понижение гемоглобина и эритроцитов, страдает нервная система и желудок.

Дефицит В12 имеет такие симптомы у взрослых:

  • депрессивное состояние;
  • повышение утомляемости;
  • боли в голове;
  • злость;
  • слабая тяга к еде;
  • онемение;
  • ломкость волос;
  • желтый или серый цвет кожи.

В случае избытка витамина человек чувствует нервное возбуждение, страдает от тахикардии (частого сердцебиения), сердечные боли. Возможна передозировка при лейкозе, циррозе, хроническом гепатите и почечной недостаточности. Приобрести различные витамины в таблетках по приемлемой цене можно в нашем интернет-магазине. Наиболее популярными средствами являются: OLIMP B12 Forte Bio-complex 30 капс.

Продукты, которые содержат В12

В каких продуктах содержится витамин В12? Ведь он не синтезируется ни животными, ни растениями, поэтому его содержание зависит от того, как продукт сохраняет витамин. Зачастую бывает так, что В12 попадает в организм из животных источников.

Чтобы составить правильный рацион, нужно обратить внимание на такие продукты как:

  • печень телятины;
  • лосось;
  • мясо говядины;
  • мясо барана;
  • гребешки;
  • морепродукты;
  • водоросли;
  • пивные дрожжи.
Читайте также:  Перенедоел как помочь себе при переедании Страшная правда о ферментах

Препарат Цианокобаламин

Препарат Цианокобаламин можно купить в аптеке или в магазине, через интернет. Выпускается витамин В12 в ампулах. Это средство активирует обмен веществ. Применение его имеет свои показания:

  • анемия;
  • дефицит В12;
  • железодефицит;
  • болезни нервной системы;
  • синдром Дауна;
  • радикулит;
  • кожные болезни;
  • гепатит;
  • цирроз;
  • лучевая болезнь.

Инструкция по применению представлена для каждого заболевания отдельно. Детям в возрасте до 3 лет принимать препарат запрещено.

В нашем ассортименте множество витаминных комплексов с разными названиями препаратов и по доступным ценам!

Источник

Витамин В12 (кобаламин, антианемический)

Из пищевых продуктов витамин содержат только животные продукты: печень, рыба, почки, мясо. Также он синтезируется кишечной микрофлорой, однако не доказана возможность всасывания витамина в нижних отделах ЖКТ.

Суточная потребность

Строение

Содержит 4 пиррольных кольца, ион кобальта (с валентностью от Co 3+ до Co 6+ ), группу CN – . В организме при синтезе коферментных форм цианидная группа CN – заменяется метильной или 5′-дезоксиаденозильной.

Метаболизм

Для всасывания в кишечнике необходим внутренний фактор Касла – гликопротеин, синтезируемый обкладочными клетками желудка. Комплекс «витамин В12+внутренний фактор» медленно всасывается в подвздошной кишке. В крови витамин транспортируется в виде гидроксикобаламина вместе с транскобаламином и транспортными белками (α- и β-глобулинами).

Биохимические функции

Витамин В12 участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования.

1. Основой изомеризующего действия витамина В12 является возможность способствовать переносу атома водорода на атом углерода в обмен на какую-либо группу.

Изомеризация при участии B12

Общая схема реакции изомеризации

Эта функция имеет значение в процессе окисления остатков жирных кислот с нечетным числом атомов углерода, на последних реакциях утилизации углеродного скелета валина, лейцина, изолейцина, треонина, метионина, боковой цепи холестерола. В результате этих реакций образуется метилмалонил-SКоА, который при участии витамина В12 превращается в сукцинил-SКоА и в дальнейшем сгорает в цикле трикарбоновых кислот.

Изомеризация метилмалонил-КоА

Пример реакции изомеризации с участием витамина В12

Метилмалонил-SKoA образуется из пропионил-SКоА в реакции карбоксилирования при участии витамина Н (биотина). Пропионил-SKoA, в свою очередь, образуется в реакциях окисления указанных выше аминокислот.

Накопление метилмалоната является абсолютным диагностическим признаком дефицита витамина В12.

2. Участие в трансметилировании аминокислоты гомоцистеина при синтезе метионина. Метионин в дальнейшем активируется и используется для синтеза адреналина, креатина, карнитина, холина, фосфатидилхолина и др.

Гомоцистеин, реакция метилирование

Пример реакции метилирования с участием витамина В12
(показана роль метил-ТГФК как донора метильной группы для кобаламина)

Данная реакция обеспечивает удержание свободной фолиевой кислоты в клетке. При нехватке кобаламина метил-ТГФК не используется в данной реакции, легко проникает через плазматическую мембрану и выходит из клетки. Возникает внутриклеточная недостаточность фолиевой кислоты, хотя в крови ее может быть много.

Общие функции витамина В12 кобаламина. Взаимодействие с фолиевой кислотой

Роль и место витамина В12 и фолиевой кислоты в метаболизме

Гиповитаминоз В12

Причина

Пищевая недостаточность – как правило, наблюдается у вегетарианцев. В то же время, если человек какое-то время жизни питался мясными и другими животными продуктами, то запасы витамина в печени бывают настолько велики, что их хватает на несколько лет.

Однако чаще причиной гиповитаминоза В12 является не отсутствие витамина в пище, а плохое всасывание при заболеваниях желудка (атрофический и гипоацидный гастрит и недостаток внутреннего фактора Кастла) и при заболеваниях кишечника (гельминтоз, целиакия, резекция части кишечника).

Также иногда встречаются аутоиммунные нарушения, при которых образуются антитела против обкладочных клеток желудка и против внутреннего фактора Касла, что препятствует всасыванию витамина. При этом развивается анемия, называемая пернициозной .

Клиническая картина

1. Макроцитарная анемия, при которой количество эритроцитов снижено в 3-4 раза. Она возникает чаще у пожилых, но может быть и у детей. Непосредственной причиной анемии является потеря фолиевой кислоты клетками при недостаточности витамина В12 и, как следствие, замедление деления клеток из-за снижения синтеза инозинмонофосфата и, соответственно пуриновых нуклеотидов, и уменьшения синтеза тимидилмонофосфата, а значит и ДНК.

Нехватка витамина В12 без гематологических нарушений поразительно широко распространена, особенно среди пожилых.

2. Неврологические нарушения:

    замедление окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и накопление токсичного метилмалоната вызывает жировую дистрофию нейронов и демиелинизацию нервных волокон. Это проявляется картиной периферической полиневропатии: онемение кистей и стоп, снижение кожной чувствительности, ощущение «ползающих мурашек», покалывание, нарушение сухожильных рефлексов (ахиллов, коленный). Реже — парезы и периферические параличи, нарушение функции тазовых органов.

Лекарственные формы

Цианокобаламин, кобамамид, оксикобаламин, метилкобаламин.

В медицине цианокобаламин используют для лечения различных хронических анемий и нормализации кроветворения, при полиневритах, рассеянном склерозе, радикулитах, для нормализации липидного обмена при жировой дистрофии печени.
Витамин проявляет анаболические свойства и используется в педиатрии для лечения новорожденных с недостаточной массой тела.

Источник