維生素B12
概念
維生素B 12 一詞有兩種不同含義。在廣義上它是指一組含鈷化合物即 鈷胺素 (cobalamins):氰鈷胺(cyanocobalamin,經(jīng)氰化物提純而成的人工成品)、羥鈷胺(hydroxocobalamin,即維生素B 12α )及維生素B 12 的兩種輔酶形式,甲鈷胺(methylcobalamin, MeB 12 )和5-脫氧腺苷鈷胺素(5-deoxyadenosylcobalamin),又名腺苷鈷胺(adenosylcobalamin, AdoB 12 )。其更特定的含義是,僅指以上各種形式中的一種即氰鈷胺,是B 12 來自食物和營養(yǎng)補(bǔ)充的主要形式。
偽-B 12 (Pseudo-B 12 )指的是在特定生物中發(fā)現(xiàn)的類似B 12 的物質(zhì),如市面上的“螺旋藻”營養(yǎng)補(bǔ)充劑等非細(xì)菌源,這些物質(zhì)對(duì)人體沒有B 12 的生物活性 。
歷史
1930年代,美國內(nèi)科醫(yī)生卡斯?fàn)枺╓.B. Castle)發(fā)現(xiàn)在正常人胃部可分離出一種“內(nèi)因子”,但卻無法在惡性貧血病患的胃分泌物中發(fā)現(xiàn),而這類惡性貧血的患者食用動(dòng)物的肝臟之后,能改善病情,卡斯?fàn)栣t(yī)生便假設(shè)能預(yù)防惡性貧血的“外因子”存在于動(dòng)物的肝臟當(dāng)中。1934年,喬治·惠普爾、喬治·邁諾特、威廉·莫菲因?yàn)椤鞍l(fā)現(xiàn)貧血的肝臟治療法”("for their discoveries concerning liver therapy in cases of anaemia")獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1948年-1949年,兩位化學(xué)家在美國分離出這個(gè)抗貧血的因子,并確定此因子為維生素B 12 ?,F(xiàn)時(shí),我們知道人體靠胃的上半部來吸收維生素B12。
1964年,英國生物化學(xué)家多蘿西·霍奇金(D.C. Hodgkin)利用X射線測(cè)出了5-脫氧腺苷鈷胺素的分子晶體結(jié)構(gòu)。
全合成
最早的維生素B 12 全合成是由伍德沃德 和阿爾伯特·艾申莫瑟(Albert Eschenmoser) 完成的,至今仍是有機(jī)合成的經(jīng)典之作。由于當(dāng)時(shí)表征技術(shù)(主要是核磁比較落后)的限制,該全合成的真實(shí)性曾受到有機(jī)界的懷疑。
性質(zhì)
維生素B 12 是唯一含有主要礦物質(zhì)的維生素。水溶性。在吸收時(shí)需要與鈣結(jié)合,大部分為小腸所吸收。人體只能利用甲鈷胺和腺苷鈷胺,其他鈷胺素要在細(xì)胞中轉(zhuǎn)化為這兩種形式才能被人體利用。
來源
維生素B 12 源于泥土中的細(xì)菌,若干品種動(dòng)物(亦包括實(shí)行生素食主義而胃腸健康無虞之人類)自身亦于其消化道內(nèi)由各種細(xì)菌生成維生素B 12 。
植物性食品含維生素B 12 的包括仙人掌、全麥、糙米、海藻(尤以綠藻、螺旋藻、紫菜、海帶為甚,惟當(dāng)中部分系偽B 12 )、苜蓿芽、小麥草、米糠、雛菊、香菇、大豆與泡菜,然而長期不攝食上述食品之純素食者則有缺乏的危險(xiǎn);奶蛋素食者可由動(dòng)物性食品獲取維生素B 12 ,奶蛋素食接受發(fā)酵食品之素食者可由各種發(fā)酵豆制品與酵母衍生食物,例如味噌、腐乳、豆豉、無酵母啤酒、未經(jīng)高溫油炸處理之臭豆腐等含活酵母之食品由活酵母于食用者腸胃內(nèi)代謝產(chǎn)生維生素B 12 ,故可避免缺乏問題。
個(gè)別藥材例如當(dāng)歸、明日葉、康復(fù)力亦含維生素B 12 。
藻類有多量維生素B 12 類似物(偽維生素B 12 ),可能使人體維他命B 12 的營養(yǎng)狀態(tài)變差。
植物發(fā)酵食品如天貝、納豆、豆瓣醬、大麥味噌等制作工藝不慎可能會(huì)削減其中維生素B 12 之含量。 但流行于英國及澳洲、新西蘭等地的酵母醬Marmite有豐富的維生素B群(含維生素B 12 )。
生理功能
輔酶B 12 參與的反應(yīng)主要有兩類:
碳上的氫原子與鄰位碳上一個(gè)基團(tuán)之間的交換,例如由甲基丙二酰CoA合成琥珀酰CoA的過程。一般認(rèn)為反應(yīng)是自由基機(jī)理,腺苷鈷胺的Co-C鍵均裂后,AdCH 2 ·奪取底物的氫原子,然后底物環(huán)化為環(huán)丙烷,再開環(huán),從AdCH 3 奪去一個(gè)氫原子,形成重排產(chǎn)物。
兩個(gè)分子之間的甲基轉(zhuǎn)移,例如下面提到的由同型半胱氨酸合成甲硫氨酸的反應(yīng)。先是甲基四氫葉酸的甲基轉(zhuǎn)移到鈷胺素上,生成甲鈷胺,然后再由甲鈷胺對(duì)底物硫醇發(fā)生甲基化。
在甲硫氨酸循環(huán)中,同半胱氨酸(Homocysteine)接受N -甲基四氫葉酸的甲基轉(zhuǎn)變?yōu)榧琢虬彼岬姆磻?yīng),需要以維生素B 12 作為輔酶的N -甲基四氫葉酸轉(zhuǎn)甲基酶的催化。若體內(nèi)維生素B 12 缺乏,甲硫氨酸循環(huán)就不能正常進(jìn)行,后果有三方面:一、甲硫氨酸的合成受阻。二、堆積過多的同半胱氨酸會(huì)導(dǎo)致同半胱氨酸尿癥(Homocystinuria)的出現(xiàn)。三、四氫葉酸的再生受到很大影響。而四氫葉酸是轉(zhuǎn)運(yùn)甲基的工具,嘌呤和嘧啶的合成都需要它提供甲基。結(jié)果,核酸合成障礙將導(dǎo)致細(xì)胞分裂的不正常,癥狀有巨幼紅細(xì)胞性貧血(megaloblastic anemia),即惡性貧血。
氰鈷胺中與Co 連接的CN基被5-脫氧腺苷取代生成鈷胺酰胺輔酶(B 12 輔酶)。鈷胺酰胺輔酶可增加葉酸的利用率,促進(jìn)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝。
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維生素B 12 是一個(gè)共底物參與甲基化和合成核酸和神經(jīng)遞質(zhì),如血清素,多巴胺和去甲腎上腺素的各種細(xì)胞反應(yīng) (6.7) 。這是必要的trimonoamine神經(jīng)遞質(zhì)的合成可增強(qiáng)抗抑郁的功能。細(xì)胞內(nèi)濃度的維生素B 12 可以通過同型半胱氨酸的總血漿濃度,這可以通過使用5- methyletetrahydrofolate作為甲基供體基團(tuán)的酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蛋氨酸 (8,9) 。因此,高半胱氨酸的血漿濃度落入如維生素B 12 的細(xì)胞內(nèi)濃度上升。需要高半胱氨酸的生產(chǎn)蛋氨酸的,這是參與許多生化過程包括單胺神經(jīng)遞質(zhì)血清素,去甲腎上腺素和多巴胺的remethylation維生素B 12 的活性代謝物 (7,10) 。因此,在維生素B 12 缺乏可能干擾這些神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生和功能。
用法
氰鈷胺可以口服或肌肉注射。
羥鈷胺一般只用于肌注。
甲鈷胺主要用于治療周圍神經(jīng)病變引起的疼痛和麻木,可以通過注射和口服兩種方式給藥。
從食物中獲取:肉、蛋、奶、奶酪、肝臟、營養(yǎng)酵母、發(fā)酵食品
每天建議攝取量:2.4ug/天
適應(yīng)癥
促進(jìn)紅血細(xì)胞的形成和再生,預(yù)防貧血;主要用于治療惡性貧血、再生障礙性貧血,亦與葉酸合用用于治療各種巨幼紅細(xì)胞性貧血、抗葉酸藥引起的貧血及脂肪瀉。
維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能;用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如神經(jīng)炎、神經(jīng)萎縮、抑郁癥等。
促使注意力集中,增進(jìn)記憶力與平衡感。
治療肝臟疾病,如肝炎、肝硬化等。
促進(jìn)兒童發(fā)育,增進(jìn)食欲。
醫(yī)治口內(nèi)炎。
不良反應(yīng)
可致過敏反應(yīng),甚至過敏性休克。
可促進(jìn)惡性腫瘤生長。
維生素B 12 一經(jīng)高溫加熱和遇上維生素C就會(huì)失效。
參考文獻(xiàn)
來源
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《生物化學(xué)》,周愛儒 主編,人民衛(wèi)生出版社,ISBN 978-7-117-03892-8
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