حمض الفوليك (الفولات): التعريف والتركيب والامتصاص والنقل والتوزيع

حمض الفوليك أو حمض الفوليك (المرادفات: فيتامين ب 9 ، فيتامين ب 11 ، فيتامين م) هو عام مصطلح محبة للماء (ماء- قابل للذوبان) فيتامين. بدأ الاهتمام العلمي بهذا الفيتامين في عام 1930 ، عندما اكتشفت لوسي ويلز عاملاً كبدوالخميرة والسبانخ التي تعزز النمو ومضادات للدم (تمنع الأنيميا) تأثيرات. في عام 1938 ، أظهر داي في التجارب التي أُجريت على القرود أن هناك نقصًا مناسبًا الحمية غذائية يؤدي إلى ظهور أعراض الأنيميا (فقر الدم) ويمكن القضاء عليها عن طريق تناول الخميرة و كبد الاستعدادات. هذا عامل الشفاء الوارد في الخميرة و كبد كان يسمى في البداية فيتامين م (القرد). تم عزل هذا العامل من أوراق السبانخ في عام 1941 بواسطة Snell et al. مشتق من المصطلح اللاتيني فوليوم (= ورقة) ، أعطيت هذه المادة اسم "حمض الفوليك". ومع ذلك ، في العصر الحديث من المعروف أن محفز النمو ومضاد للدم (منع الأنيميا) يسمى في الأصل عامل حمض الفوليك لا تحدث في الطبيعة بالشكل الذي تفعله وأن عزلها كان منتجًا مصطنعًا. يحتوي حمض الفوليك على بنية حلقية غير متجانسة تتكون من أ نتروجين- تحتوي على حلقة البتيريدين المرتبطة بالمجموعة الأمينية من حلقة حمض شبه أمينوبنزويك من خلال مجموعة الميثيل الخاصة بها على ذرة C6 - حمض البيرويك. يرتبط جزيء حمض الجلوتاميك بنهاية الكربوكسيل لحمض p-aminobenzoic عبر رابطة ببتيدية (رابطة بين مجموعة كربوكسيل ومجموعة أمينية). لذلك فإن الاسم الكيميائي لحمض الفوليك هو حمض بتيرويل مونوجلوتاميك أو بتيرويل مونوجلوتامات (بتيجلو). حمض الفوليك ، الذي لا يوجد في الطبيعة ، يمكن تمييزه بوضوح عن حمض الفوليك [5-8 ، 11 ، 17]. الفولات هي جزء من النظم البيولوجية وبالتالي توجد بشكل طبيعي في الأطعمة. مقارنة بحمض الفوليك ، يتكون الفولات أيضًا من جزيء بتريدين وبي-أمينوبنزوات - حمض بتيرويك - و الغلوتامات بقايا. ومع ذلك ، قد يتم تصريف الأخير في مجموعة جاما كربوكسيل مع المزيد الغلوتامات الجزيئات، مما ينتج عنه بتيرويل مونوجلوتامات (PteGlu) أو بتيرويل بوليجلوتامات (PteGlu2-7) ، اعتمادًا على عدد بقايا الجلوتاميل. توجد حلقة البتيريدين في مؤكسد ومهدرج (إضافة 2 الهدرجة الذرات) أو رباعي الهيدروجين (إضافة 4 ذرات هيدروجين) ، على التوالي. أخيرًا ، يختلف الفولات فيما بينها حسب طول سلسلة الجلوتاميل ودرجة الهدرجة (عدد الهدرجة ذرات) من جزيء البتيريدين ، واستبدال (تبادل) وحدات C1 المختلفة (1-كربون الوحدات) ، مثل الميثيل ، الفورمالديهايد، وتشكيل البقايا ، في ذرات N5 و N10 [1-3 ، 9 ، 10 ، 15 ، 18 ، 21]. الشكل النشط بيولوجيًا لفيتامين B9 هو 5,6,7,8،1،XNUMX،XNUMX-tetrahydrofolate (THF) ومشتقاته (مشتقاته). THF هو شكل الإنزيم المساعد الرئيسي ويعمل كمستقبل (مستقبل) ومرسل لشقوق CXNUMX ، مثل مجموعات الميثيل ، ومجموعات هيدروكسي ميثيل (المنشط الفورمالديهايد) ، ومجموعات الفورميل (منشط حمض الفورميك) ، وخاصة في استقلاب البروتين والحمض النووي [1-3 ، 9 ، 15 ، 18]. ترتبط بقايا C1 الناتجة عن تفاعلات أيضية مختلفة بمركب THF - THF-C1 - وبمساعدتها يتم نقلها إلى مستقبلات مناسبة (مستقبلات). مركبات THF-C1 المختلفة ، والتي تختلف في حالة الأكسدة الخاصة بها ، قابلة للتحويل إلى بعضها البعض. تحدث مركبات THF-C1 التالية في الكائن البشري.

  • THF مع فورمات بقايا C1 (حمض الفورميك).
    • 10-فورميل THF
    • 5-فورميل- THF
    • 5,10،XNUMX-ميثينيل- THF
    • 5-فورمينو- THF
  • THF مع بقايا C1 الفورمالديهايد (ميثانال).
    • 5,10،XNUMX-ميثيلين THF
  • THF مع بقايا الميثانول C1
    • 5-ميثيل THF

يتمتع حمض الفوليك بأعلى مستوى من الاستقرار والأكسدة مقارنة بمركبات الفولات الطبيعية ويتم امتصاصه تقريبًا كميا (بالكامل) كمادة نقية. لهذا السبب ، بعد الإنتاج الصناعي ، يتم استخدامه في مستحضرات فيتامينفي الوقت نفسه ، من الممكن أيضًا إنتاج حمض الفوليك الطبيعي صناعياً ، مثل مونوجلوتامات 5-ميثيل تتراهيدروفولات (5-MTHF ، الكلسيوم L-methylfolate) وفقًا لنتائج الدراسات التي أجريت على التوافر البيولوجي وخفض الحمض الاميني المستويات (الأحماض الأمينية التي تحدث بشكل طبيعي ، والتي زادت في من التركيز يمكن أن تتلف دم سفن) ، الشكل النشط البيولوجي 5-MTHF يعادل حمض الفوليك - 1 ميكروغرام 5-MTHF يعادل (ما يعادل) 1 ميكروغرام من حمض الفوليك الاصطناعي. الدراسات طويلة المدى التي تبحث في تأثير إدارة من حمض الفوليك أو 5-MTHF على الفولات من التركيز in كريات الدم الحمراء (أحمر دم خلايا) حتى أظهرت تفوقًا كبيرًا على 5-MTHF الطبيعي ، حيث وفقًا للوحة العلمية لهيئة سلامة الأغذية الأوروبية (engl.: European Food Safety Authority، EFSA 2004) ، لا توجد مخاوف تتعلق بالسلامة من استخدام 5-MTHF كمصدر لحمض الفوليك في الأطعمة ، وقد تمت الموافقة على الشكل الطبيعي القابل للتركيب للاستخدام في الأطعمة الغذائية و المكملات منذ فبراير 2006 ، يمكن استخدام 5-MTHF بدلاً من حمض الفوليك.

امتصاص

تم العثور على الفولات في كل من الأطعمة الحيوانية والنباتية ، حيث توجد على شكل pteroylmonoglutamates ، ولكن بشكل رئيسي على شكل pteroylpolyglutamates (60-80٪). يجب أن تكون مشقوق إنزيمي في أو المناطق والصائم القريب من قبل امتصاص. التحلل المائي (الانقسام عن طريق التفاعل مع ماء) يحدث بواسطة جاما جلوتاميل كاربوكسيبتيداز (اقتران) عند غشاء حدود الفرشاة للخلايا المعوية (خلايا الأمعاء ظهارة) ، والذي يحول بولي جلوتاميل فولات إلى أحادي كلوتاميل فولات. يتم تناول هذا الأخير في الأمعاء الغشاء المخاطي الخلايا (الخلايا المخاطية للأمعاء) من قبل نشط جلوكوز- و صوديوم- آلية الناقل المعتمد بعد حركية التشبع. يتم امتصاص (امتصاص) 20-30٪ من مونوغلوتاميل فولات عن طريق آلية نقل سلبية مستقلة عن الفولات جرعة [1-3 ، 10 ، 18 ، 20 ، 21]. بينما يتم امتصاص pteroylmonoglutamates ، مثل حمض الفوليك الاصطناعي ، بشكل كامل تقريبًا (> 90٪) ، فإن المركبات المتعددة الغلوتامات تحتوي على امتصاص بمعدل 20٪ فقط بسبب الانقسام الأنزيمي غير الكامل الناتج عن نشاط المتقارن المحدود [2 ، 5-8 ، 10-12 ، 16 ، 18]. نظرًا لأن محتوى الفولات ونسبة الأحادي إلى متعدد الغلوتامات في الأطعمة الفردية يختلف اختلافًا كبيرًا ويصعب حساب فقد الفيتامينات أثناء تحضير الطعام ، فلا يمكن إعطاء معلومات دقيقة عن الفولات الفعلي امتصاص. وفقًا للقيم المرجعية الحالية ، أ التوافر البيولوجي يمكن افتراض نسبة 50٪ تقريبًا لمركبات الفولات الموجودة في الطعام. يؤدي معدل الامتصاص المختلف لمركبات الأحماض الأحادية ومتعددة الجلوتاميك إلى ظهور مصطلح مكافئ الفولات (FE). يتم تعريف المصطلح المكافئ على النحو التالي.

  • 1 ميكروغرام FÄ = 1 ميكروغرام من حمض الفوليك.
  • 1 ميكروغرام من حمض الفوليك الغذائي = 0.5 ميكروغرام من حمض الفوليك الاصطناعي
  • 1 ميكروغرام من حمض الفوليك الاصطناعي = 2 ميكروغرام من حمض الفوليك (أو 2 ميكروغرام فهرنهايت).

إن امتصاص فيتامين ب 9 هو عملية تعتمد على الأس الهيدروجيني مع أقصى امتصاص عند الرقم الهيدروجيني 6.0. بالإضافة إلى الرقم الهيدروجيني ، فإن إطلاق الفولات من بنية الخلية ونوع مصفوفة الطعام (قوام الطعام) ووجود مكونات غذائية أخرى ، مثل العضوية الأحماض، حمض الفوليك البروتينات، والمواد المختزلة ، والعوامل المثبطة للاقتران ، تؤثر أيضًا على التوافر البيولوجي من فيتامين ب 9. وبالتالي ، يتم امتصاص الفولات من الأطعمة الحيوانية بشكل أفضل من الأطعمة ذات الأصل النباتي بسبب ارتباطها بها البروتينات. يتم تحويل monoglutamylfolate الممتص في الخلايا المعوية (خلايا الأمعاء ظهارة) بخطوتين للتخفيض عن طريق 7,8،5,6,7,8-dihydrofolate (DHF) إلى XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX-THF النشط الأيضي ، والذي يصل إلى الكبد عبر البوابة وريد جزئيًا في أشكال ميثلة (5-MTHF) ومختومة (10-فورميل- THF) ، ولكن بشكل أساسي بدون بديل C1 باعتباره THF حر.

النقل والتوزيع في الجسم

في الكبد ، يحدث مثيلة رباعي هيدروفولات. تحدث أيضًا تفاعلات طفيفة للتكوين ، بحيث يدور فيتامين B9 في دم في الغالب على شكل 5-MTHF (> 80٪) وبدرجة أقل مثل 10-فورميل- THF و THF مجاني. في حين أن 10-formyl-THF من التركيز في المصل ثابت في البالغين الأصحاء ، يرتفع في الأنسجة سريعة النمو. في مصل الدم ، 50-60٪ من مركبات الفولات ذات التقارب المنخفض (الارتباط قوة) غير ملزمة على وجه التحديد بـ الزلال، ألفا ماكروغلوبولين و ترانسفيرينبالإضافة إلى ذلك ، يوجد بروتين معين مرتبط بحمض الفوليك يربط حمض الفوليك في الدم بدرجة عالية من التقارب ولكن بكميات صغيرة جدًا (نطاق picogram (pg)). تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا البروتين الرابط في نقل الفولات المؤكسدة إلى الكبد ، حيث يحدث الاختزال إلى THF النشط بيولوجيًا. الملاحظة التي تتخذها المرأة وسائل منع الحمل عن طريق الفم (حبوب منع الحمل) وأثناءها فترة الحمل لديهم مستويات أعلى من ارتباط حمض الفوليك البروتينات من الرجال والأطفال يشيرون إلى وجود تأثير هرموني. تتراوح مستويات حمض الفوليك في المصل من 7-17 نانوغرام / مل في ظل الظروف القاعدية ويتم تحديدها حسب وقت آخر تناول للطعام (مدة الامتناع عن الطعام) ، ومستوى تناول الفولات ، وإمدادات الفولات الفردية . يتم امتصاص مونوغلوتاميل الفولات المنتشر في الدم ، بشكل أساسي 5-MTHF كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) والخلايا المحيطية وفقًا لقوانين حركية التشبع ، مع بروتين ناقل خاص موضعي في غشاء الخلية وسيط النقل. الفولات المختزلة لها ألفة أعلى بكثير لبروتين النقل عبر الغشاء هذا من الفولات المؤكسدة. مرور مركبات مونوجلوتامات فيتامين ب 9 عبر حاجز الدم في الدماغ (الحاجز الفسيولوجي الموجود في الدماغ بين الدم تداول والمركزية الجهاز العصبي) ربما يحدث أيضًا وفقًا لحركية التشبع. يحتوي السائل الدماغي النخاعي (CSF ، السائل النخاعي) على مستوى حمض الفوليك مرتين إلى ثلاث مرات أعلى من مصل الدم. داخل الخلايا ، يتم تحويل pteroylmonoglutamates إلى شكل polyglutamate (PteGlu2-7) ، بشكل أساسي إلى خماسي أو هيكساجلوتامات ، حيث لا يمكن الاحتفاظ بها أو تخزينها إلا في هذا الشكل. لهذا الغرض ، يجب أولاً إزالة الميثيل 5-MTHF (الانقسام الأنزيمي لمجموعة الميثيل) - وهي عملية فيتامين B12-مُعتمد - بحيث يمكن تحويله بعد ذلك عن طريق مركب بوليجلوتامات (إنزيم ينقل الغلوتامات مجموعات). في كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء) ، polyglutamyl-THF ، الذي يحتوي على نسبة عالية من الديوكسي هيموغلوبين (أكسجين- شكل ناقص من الهيموغلوبين) ، يتكون في الغالب من 4-7 حمض الجلوتاميك الجزيئات. يتجاوز تركيز الفولات في كريات الدم الحمراء محتوى الفولات في المصل بحوالي 40 ضعفًا (200-500 نانوغرام / مل). في كريات الدم الحمراء الناضجة ، لا يحتوي فيتامين B9 على وظائف التمثيل الغذائي ، ولكن وظائف التخزين فقط. على عكس الخلايا الشبكية (كريات الدم الحمراء "الأحداث") ، التي تحتوي (تمتص) كميات كبيرة من الفولات ، كريات الدم الحمراء الناضجة (خلايا الدم الحمراء) غير منفذة إلى حد كبير (غير منفذة) للفولات. لهذا السبب ، يعكس مستوى حمض الفوليك في كرات الدم الحمراء حالة فيتامين B9 بشكل أكثر موثوقية من مستوى الفولات في المصل المتقلب (المتقلب). تم العثور على فيتامين ب 9 في جميع الأنسجة ، و توزيع يُظهر النمط اعتمادًا على معدل الانقسام (معدل الانقسام الخلوي) للأنسجة - أنظمة الخلايا ذات معدلات الانقسام العالية ، مثل الخلايا المكونة للدم والخلايا الظهارية ، لديها تركيزات عالية من حمض الفوليك. إجمالي محتوى الجسم من حمض الفوليك في البشر هو 5-10 مجم ، نصفها موضعي في الكبد ، بشكل أساسي على شكل 5-MTHF و 10-فورميل- THF. الكبد هو عضو التخزين الرئيسي وينظم إمداد الأعضاء الأخرى. يبلغ عمر النصف البيولوجي (الوقت الذي انخفض فيه تركيز مادة ما بمقدار النصف بسبب العمليات البيولوجية) لفيتامين B9 حوالي 100 يوم ، وبسبب احتياطيات الجسم المنخفضة ، يمكن الحفاظ على مستويات فيتامين B9 في الدم لمدة 3-4 أسابيع فقط على خالي من حمض الفوليك الحمية غذائية. إذا استمر الحرمان من حمض الفوليك الغذائي ، بعد انخفاض تركيز حمض الفوليك في الدم ، فإن الزيادة المفرطة ("التحول الصحيح") في العدلات المحببة (خلايا الدم البيضاء التي هي جزء من الدفاع المناعي الفطري) يحدث في غضون 10-12 أسبوعًا ، بعد 18 أسبوعًا ، انخفاض في مستوى الفولات في كرات الدم الحمراء ، وبعد 4-5 أشهر ، ظهور مظاهر فقر الدم الضخم الأرومات (فقر الدم مع خلايا طليعية أكبر من المتوسط ​​تحتوي على نوى و الهيموغلوبين في ال نخاع العظام) ، والذي يظهر في ملف تعداد الدم كأنيميا شديدة الصبغية (مرادف: فقر الدم الضخم الأرومات؛ فقر الدم الناجم عن فيتامين B12أو نقص الثيامين أو حمض الفوليك ، مما يؤدي إلى ضعف تكوين الكريات الحمر (إنتاج خلايا الدم الحمراء)).

إفراز

تفرز كمية من 10-90 ميكروجرام من مونوجلوتاميلفولات / يوم النكد يخضع ل الدورة الدموية المعوية الكبدية (الكبد-القناة الهضمية تداول) ويتم إعادة امتصاصه من الناحية الكمية تقريبًا الأمعاء الدقيقة أو الاستئصال (الاستئصال الجراحي) لبعض الأجزاء المعوية يضعف إعادة الامتصاص المعوي. القنوات الصفراوية المتوفرة بسرعة كبيرة نسبيًا (التي تؤثر على النكد) تجمع الفولات أحادي الجلوتامات - يتجاوز تركيز الفولات في الصفراء ذلك الموجود في بلازما الدم بعامل 10 - جنبًا إلى جنب مع تجمع الفولات الصغير داخل الخلايا (التخزين في الكبد والأنسجة خارج الكبد) ينظم التقلبات قصيرة المدى في إمداد فيتامين B9 الغذائي - حمض الفوليك الاستتباب (الحفاظ على مستوى مصل حمض الفوليك ثابت). مع تناول الفولات الفسيولوجية (الطبيعي لعملية التمثيل الغذائي) ، يتم التخلص من 1-12 ميكروغرام فقط (حوالي 10-20٪ من الكمية الممتصة من أحادي جلوتامات الفولات) يوميًا بواسطة الكلى في شكل حمض الفوليك ، 5-MTHF ، 10-فورميل- THF ، ومنتجات تحلل غير نشطة ، مثل مشتق البتيريدين والأسيتاميد benzoylglutamate ؛ يعاد امتصاص معظم الفيتامينات أنبوبيًا (إعادة امتصاصه بواسطة الأنابيب الكلوية). يتسبب نقص فيتامين ب 9 في حدوث كلوي (يؤثر على الكلى) ينقص الإفراز عن طريق تحفيز إعادة الامتصاص الأنبوبي. من الصعب تقدير كمية مركبات الفولات التي تفرز في البراز (البراز) لأن الفولات المركبة ميكروبيًا (فيتامين ب 9 يتكون من بكتيريا في الأجزاء البعيدة (السفلية) من الأمعاء) يتم إفرازها دائمًا عن طريق البراز بالإضافة إلى فيتامين B9 غير الممتص. يُعتقد أن البراز يحتوي على كميات أكبر من حمض الفوليك من 5 إلى 10 أضعاف مما هو عليه في تناوله الحمية غذائية.