Cobalamins

Cobalamins představují chemické sloučeniny, které patří do skupiny vitaminu B12. Vyskytují se ve všech organismech. Jsou syntetizovány pouze bakteriemi.

Co jsou kobalaminy?

Cobalaminy jsou skupinou chemických sloučenin se stejnou základní strukturou, které patří do komplexu vitamínu B12. Je to komplexní sloučenina s kobaltem jako centrálním atomem. Jsou považovány za jediné známé přírodní látky obsahující kobalt.

Atom kobaltu je obklopen celkem šesti ligandy. Každý z čtyř ligandů představuje atom dusíku rovinného korinového kruhového systému Pátý atom dusíku patří do 5,6-dimethylbenzimidazolového kruhu, který je nukleotidovým způsobem navázán na korinový kruh. Šestý ligand je velmi snadno vázán a zaměnitelný. Pouze tento zaměnitelný ligand charakterizuje přítomnou specifickou sloučeninu. Skutečný vitamín B12 obsahuje kyanový zbytek jako šestý ligand a je proto označován jako kyanokobalamin.

Mezi další důležité kobalaminy patří aquakobalamin (vitamin B12a), hydroxykobalamin (vitamin B12b), nitritokobalamin (vitamin B12c), methylkobalamin (methyl-B12, MeCbl) a jako mimořádně důležitý koenzym adenosylcobalamin (koenzym B12). Všechny tyto sloučeniny také představují akumulační formy vitaminu B12. Kyanocobalmin je jediný vitamin B12, který lze použít v medicíně. V těle je okamžitě přeměněn na koenzym B12.

Všechny formy aktivní složky pro skladování jsou absorbovány potravou. Vitamín B12 syntetizovaný bakteriemi ve tlustém střevě nemůže člověk použít, protože v tenkém střevě dochází k absorpci kobalaminu.

Funkce, efekt a úkoly

Vitamin B12 plní důležité funkce při tvorbě krve, dělení buněk a v nervovém systému. V organismu se účastní pouze dvou enzymatických reakcí, ale mají ústřední biologický význam.

Enzym N5-methyl-tetrahydrofolát-homocystein-S-methyltransferáza (methionin syntáza) funguje jako dárce methylové skupiny pomocí koenzymu B12. Methionin syntáza reaktivuje nosič metylové skupiny S-adenosylmethionin (SAM) a remethyluje homocystein na methionin. Pokud dojde k nedostatku nebo selhání vitaminu B12, hromadí se v krvi homocystein. Zvýšené koncentrace homocysteinu představují rizikový faktor pro arteriosklerózu, navíc se akumuluje také enzym N5-methyl-THF a zajišťuje tak sekundární deficit THF (kyselina tetrahydrofolová).

THF podporuje strukturu purinových bází adeninu a guaninu, jakož i pyrimidinové báze thyminu. Dusíkaté báze se účastní konstrukce nukleových kyselin DNA a RNA. Pokud THF chybí, syntéza nukleových kyselin je přerušena. Druhou funkcí vitaminu B12 je podpora enzymu methylmalonyl-CoA mutáza. Methylmalonyl-CoA mutáza štěpí liché mastné kyseliny za tvorby propionyl-CoA. Propionyl-CoAs je poté zaveden do cyklu kyseliny citronové. Jedním z metabolitů v tomto procesu je methylmalonyl-CoA. Pokud vitamín B12 chybí, hromadí se methylmalonyl-CoA, což může vést k neurologickým symptomům.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Cobalaminy nemohou být produkovány v rostlinném, živočišném nebo lidském metabolismu. Pouze několik bakterií je schopno syntetizovat tuto aktivní složku. To také zahrnuje lidské střevní bakterie.

Protože k syntéze kobalaminu dochází u lidí ve tlustém střevě, ale absorpce vitaminu B12 v tenkém střevě probíhá pomocí vnitřního faktoru, nelze kobalamin vytvořený ve střevu použít. Lidé jsou závislí na zásobování potravinami. Současně existuje biochemický proces, který umožňuje opakovaně transportovat vitamin B12 zpět do tenkého střeva pomocí žlučových kyselin, kde se reabsorbuje. To znamená, že jakmile se naplní nádrž v játrech, potrvá několik let, i když není k dispozici žádný vitamín B12. V játrech může být uloženo 2 000 až 5 000 mikrogramů kobalaminu.

Minimální denní požadavek pro dospělé je kolem 3 mikrogramů. Potřeba dětí je nižší a postupem času se zvyšuje. Těhotné a kojící ženy mají vyšší požadavky, což je 3,5 až 4 mikrogramy denně. Po 450 až 750 dnech se spotřebuje polovina stávajícího kobalaminu. Důležitými zdroji kobalaminu jsou játra a vnitřnosti různých hospodářských zvířat, sledě, hovězí maso, sýr, slepičí vejce a tuňák. Vitamin B12 v rostlinných potravinách téměř chybí. V případě vegetariánského životního stylu je nutné další doplnění.

Nemoci a poruchy

Kvůli velkému významu biochemických reakcí podporovaných kobalaminy vede nedostatek vitamínu B12 k vážným zdravotním problémům.

Nedostatek může na jedné straně vyplynout z čistě vegetariánské stravy a na druhé straně ze ztráty vlastního faktoru. Vnitřní faktor je glykoprotein, který váže kobalamin v tenkém střevě, a proto ho činí znovu použitelným. Tento protein je produkován v parietálních buňkách žaludku. U žaludečních chorob se selháním parietálních buněk již nelze vytvořit vnitřní faktor. Již není možné znovu použít existující kobalamin. Nedostatek vitaminu B12 inhibuje methylaci homocysteinu na methionin.

Hladina homocysteinu v krvi se zvyšuje a zvyšuje se riziko arteriosklerózy. Současně se hromadí N5-methyl-tetrahydrofolát ((N5-methyl-THF). THF je nedostatečný. Výsledkem je, že syntéza nukleové kyseliny již nefunguje správně. Procesy s vysokou potřebou nukleové kyseliny, jako je tvorba krve, jsou inhibovány. Počet krevních buněk klesá, přičemž zvyšující se erytrocyty se zvyšují s doplňováním hemoglobinu.

Výsledkem je tzv. Zhoubná (maligní) anémie, která není způsobena nedostatkem železa. Může být ošetřena kyselinou listovou. Deficit kobalaminu však přetrvává a stále způsobuje neurologické obtíže, jako je myelosa lanovky nebo polyneuropatie, narušením methylmalonyl-CoA mutázy akumulací kyseliny methylmalonové v plazmě.