فيتامين بي 12

فيتامين بي 12
فيتامين بي12، المعروف أيضًا باسم الكوبالامين، هو فيتامين قابل للذوبان في الماء، يشارك في عملية التمثيل الغذائي لكل خلية في الجسم. وهو أحد فيتامينات بي الثمانية. مطلوب من قبل المخلوقات الحية، حيث أنه يساهم في تركيب الحمض النووي، وكذلك في استقلاب الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية. يعتبر مهم في الأداء الطبيعي للجهاز العصبي والدماغ من خلال دوره في تخليق الميالين، وفي الدورة الدموية في نضوج خلايا الدم الحمراء في نخاع العظام. نظرا لأن البشر لا يستطيعون صنع فيتامين بي12، فهو مطلوب مدى الحياة، مما يجعله عنصرا غذائيا أساسيا. لا تحتاج النباتات إلى فيتامين بي12 وتقوم بالتفاعلات مع الإنزيمات التي لا تعتمد عليه.
يعتبر الفيتامين الأكبر والأكثر تعقيدا كيميائيا من بين جميع الفيتامينات، بالنسبة للبشر، الفيتامين الوحيد الذي يجب الحصول عليه من الأطعمة أو المكملات الغذائية المشتقة من الحيوانات. لا يمكن إلا لبعض العتائق والبكتيريا تخليق فيتامين بي12. يحصل معظم الأشخاص في البلدان المتقدمة على ما يكفي من فيتامين بي12 من استهلاك اللحوم أو الأطعمة ذات المصادر الحيوانية. يوجد فيتامين بي12 بشكل طبيعي في اللحوم، المحار، الكبد، الأسماك، الدواجن، البيض، ومنتجات الألبان. العديد من حبوب الإفطار محصنة بالفيتامين. تتوفر المكملات الغذائية والأدوية للعلاج والوقاية من نقص فيتامين بي12. يمكن أخذها عن طريق الفم، ولكن لعلاج النقص يمكن أن تعطى أيضا عن طريق الحقن العضلي. السمية بسبب فيتامين بي12 منخفضة، الجرعات العالية ليست ضارة في الآخرين.
السبب الأكثر شيوعا لنقص فيتامين بي12 في البلدان المتقدمة هو سوء الامتصاص بسبب فقدان العامل الجوهري في المعدة الذي يجب أن يرتبط بمصدر غذائي من فيتامين بي12 من أجل حدوث الامتصاص. السبب الرئيسي الثاني هو الانخفاض المرتبط بالعمر في إنتاج حمض المعدة، لأن التعرض للحمض يحرر الفيتامين المرتبط بالبروتين. لنفس السبب، الأشخاص الذين يتناولون علاج مضادات الحموضة على المدى الطويل، باستخدام مثبطات مضخة البروتون، حاصرات مستقبلات H2، أو مضادات الحموضة الأخرى، معرضون لخطر متزايد. قد لا توفر الوجبات الغذائية للنباتيين ما يكفي من فيتامين بي12 ما لم يتم استهلاك مكمل غذائي. قد يتميز النقص باعتلال الأعصاب في الأطراف أو اضطراب في الدم يسمى فقر الدم الخبيث، هو نوع من فقر الدم تصبح فيه خلايا الدم الحمراء كبيرة بشكل غير طبيعي. قد يؤدي ذلك إلى شعور بالتعب، شعور بالأغماء، عدوى متكررة، صعوبة في التفكير، خدر اليدين والقدمين، فقدان الذاكرة، الارتباك، تغيرات الشخصية والمزاج، الاكتئاب، صعوبة المشي، عدم وضوح الرؤية، وتلف الأعصاب الذي لا رجعة فيه، وغيرها الكثير. إذا ترك دون علاج عند الرضع، فقد يؤدي النقص إلى النمو المتدني، تلف عصبي، وفقر الدم. قد تؤثر مستويات الفولات في الفرد على مسار التغيرات المرضية وأعراض نقص فيتامين بي12.
أكتشف فيتامين بي12 نتيجة لفقر الدم الخبيث، وهو اضطراب مناعي ذاتي يحتوي فيه الدم على عددا أقل من المعتاد من خلايا الدم الحمراء، بسبب نقص في فيتامين بي12. تنخفض القدرة على امتصاص الفيتامين مع تقدم العمر، خاصة، لدى الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 60 عاما.
التعريف
يعتبر فيتامين بي12 مجمع تنسيقي من الكوبالت، الذي يحتل مركز رباط كورين ويرتبط كذلك برابطة البنزيميدازول ومجموعة الأدينوسيل. إنها مادة صلبة حمراء عميقة تذوب في الماء لإعطاء محاليل حمراء.
هناك عدد من الأنواع ذات الصلة معروفة وتتصرف بشكل مشابه، ولا سيما جميعها تعمل كفيتامينات. غالبًا ما يشار إلى هذه المجموعة من المركبات، والتي يكون فيتامين بي12 عضوًا فيها، باسم ”الكوبالامينات“. تحتوي هذه المركبات الكيميائية على بنية جزيئية متشابهة، كل منها يظهر نشاط فيتامين في نظام بيولوجي يعاني من نقص الفيتامينات، ويشار إليها باسم الفيتامير. يعتبر نشاط الفيتامين بمثابة أنزيم، مما يعني أن وجوده مطلوب لبعض التفاعلات المحفزة بالإنزيم.
أدينوسيل-كوبالامين
السيانوكوبالامين، يتم استبدال رباط الأدينوسيل في فيتامين بي12 بالسيانيد.
هيدروكسيكوبالامين، يتم استبدال رباط الأدينوسيل في فيتامين بي12 بالهيدروكسيد.
ميثيل-كوبالامين، يتم استبدال رباط الأدينوسيل في فيتامين بي12 بالميثيل.
الشكلان النشطان بيولوجيا من فيتامين بي12 هي ميثيل-كوبالامين في العصارة الخلوية والأدينوسيل-كوبالامين في المُتقدرة.
السيانوكوبالامين هو الشكل الأكثر شيوعا المستخدم في المكملات الغذائية وإغناء الطعام لأن السيانيد يثبت الجزيء ضد التدهور. يتم تقديم ميثيل كوبالامين أيضًا كمكمل غذائي. لا توجد ميزة لاستخدام أدينوسيل كوبالامين أو ميثيل كوبالامين لعلاج نقص فيتامين بي12.
يمكن حقن الهيدروكسيكوبالامين عن طريق الحقن العضلي لعلاج نقص فيتامين بي12. يمكن أيضًا حقنه عن طريق الوريد لغرض علاج التسمم بالسيانيد، حيث يتم إزاحة مجموعة الهيدروكسيل بواسطة السيانيد، مما ينتج عنه سيانوكوبالامين غير ساميُفرز في البول.
يشير مصطلح ”الفيتامين الوهمي بي12“ إلى المركبات التي هي عبارة عن كورنويدات لها بنية مشابهة للفيتامين ولكن بدون نشاط فيتامين. فيتامين بي12 المُزيف هو الغالبية الكيرويدية في سبيرولينا، وهو طعام صحي للطحالب يُزعم خطًأ أنه يحتوي على الفيتامين.
الاستخدام الطبي
يستخدم فيتامين بي12 طبيا في علاج نقص فيتامين بي12 بجميع إشكاله (بسبب انخفاض المدخول من الطعام أو عدم القدرة على الامتصاص بسبب عوامل وراثية أو عوامل طبية أخرى)، بما في ذلك فقر الدم الخبيث. تشمل الاستخدامات الأخرى علاج التسمم بالسيانيد، ضمور ليبر البصري والحول البصري السام، كذلك اعتلال الأعصاب المحيطية.
استنزاف النقص
يتم تصحيح النقص الحاد في فيتامين بي12 عن طريق الحقن العضلي المتكرر بجرعات كبيرة من الفيتامين، تليها جرعات مداومة من الحقن أو الجرعات الفموية على فترات أطول. في المملكة المتحدة، يتكون العلاج الأولي القياسي من الحقن العضلي 1000 ميكروغرام من هيدروكسوكوبالامين ثلاث مرات في الأسبوع لمدة أسبوعين أو حتى تتحسن الأعراض العصبية، تليها 1000 ميكروغرام كل شهرين أو ثلاثة أشهر. قد تشمل الآثار الجانبية للحقن طفح جلدي، حكة، قشعريرة، حمى، هبات ساخنة، غثيان ودوخة.
التسمم بالسيانيد
بالنسبة للتسمم بالسيانيد، يمكن إعطاء كمية كبيرة من هيدروكسيكوبالامين عن طريق الوريد وأحيانًا بالاشتراك مع ثيوسلفات الصوديوم. آلية العمل واضحة: حيث يتم استبدال رباط هيدروكسي كوبالامين هيدروكسيد بواسطة أيون السيانيد السام، ويفرز سيانوكوبالامين غير السام الناتج في البول.
النقص
يمكن أن يسبب نقصان فيتامين بي12 ضررا شديدا لا يمكن إصلاحه، خاصة للدماغ والجهاز العصبي. عند مستويات أقل قليلاً من المعتاد، تظهر مجموعة من الأعراض مثل شعور الشخص بالتعب، ضعف، شعور بفقدان الوعي، دوخة، ضيق التنفس، صداع، تقرحات الفم، فقدان الشهية، اضطرابات المعدة، صعوبة المشي (مشاكل واضحة في التوازن)، ضعف العضلات، الاكتئاب، ضعف الذاكرة، ضعف المنعكس، الارتباك، شحوب البشرة والشعور بالأحاسيس غير الطبيعية، من بين أمور أخرى، خاصة في الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 60 عاما. يمكن أن يتسبب نقص فيتامين بي12 أيضا في ظهور أعراض الهوس، الذهان، والخرف. من بين المشاكل الآخرى، ضعف المناعة، مشاكل الخصوبة، وأنقطاع الدورة الدموية عند النساء قد تحدث.
النوع الرئيسي من فقر الدم الناجم عن عوز فيتامين بي12 هو فقر الدم الخبيث، حيث يتميز بثلاث من الأعراض الرئيسية:
فقر الدم المصحوب بداء الأرومة الضخم في نخاع العظم (فقر الدم الضخم الأرومات). هذا بسبب تثبيط تخليق الحمض النووي (خصوصًا، البيورينات والثيميدين).
أعراض الجهاز الهضمي: تغير في حركة الأمعاء، مثل الإسهال الخفيف أو الإمساك، وفقدان السيطرة على المثانة أو الأمعاء. يُعتقد أن هذه ناتجة عن خلل في تخليق الحمض النووي الذي يمنع التكاثر في موقع به معدل دوران مرتفع للخلايا. قد يكون هذا أيضًا بسبب هجوم المناعة الذاتية على الخلايا الجدارية للمعدة في فقر الدم الخبيث. هناك ارتباط مع «المعدة البطيخة» (توسع أوعية غار المعدة) وفقر الدم الخبيث.
أعراض عصبية: قصور حسي أو حركي (انعكاسات غائبة، اهتزاز ضعيف أو إحساس بلمسة ناعمة)، تنكس مشترك تحت حاد في النخاع الشوكي، أو النوبات. تشمل أعراض النقص لدى الأطفال التأخر في النمو، التراجع، التهيج، اضطرابات الحركة، ونقص التوتر.
ينتج نقص فيتامين بي12 عادة بسبب سوء الامتصاص ويمكن أيضًا ان يحدث نتيجة قلة المدخول وبعض الاضطرابات المعوية، وانخفاض كمية البروتينات الرابطة، واستخدام بعض الادوية. ويعتبر فيتامين بي12 من الفيتامينات النادر تواجدها في المصادر النباتية ولذلك فان النباتيين أكثر عرضة للإصابة بنقص فيتامين بي12، كذلك الامر فيما يتعلق بالرضع الذين ولدوا لأمهات نباتيات فانهم يواجهون خطر نفص فيتامين بي12 أكثر من غيرهم. يعتبر كبار السن الذين يعتمدون نظام غذائي يعتمد على كمية محدودة من اللحوم أو منتجات الحيوانات أيضا من الاشخاص المعرضين لنقص فيتامين بي12. وقد يصيب نقص فيتامين بي12 ما بين 40% إلى 80% من الاشخاص النباتيين الذين لا يستهلكون مدعمات تحتوي على فيتامين بي12. على سبيل المثال في هونج كونج والهند تعاني نسبة 80% من الاشخاص النباتيين من نقص فيتامين بي12.
فيتامين بي12 هو الركيزة المشتركة للتفاعلات المختلفة للخلايا المشتركة في تصنيع التوليفة المثيلة من الحمض النووي والنواقل العصبية، يمكن لتوليفة الناقل العصبي الثلاثي الاميني ان يعزز تأثير مضادات الاكتئاب التقليدية. من الممكن استنتاج تراكيز داخل الخلايا من خلال التركيز الكلي للهوموسيستئن في البلازما والذي يمكن تحويله إلى ميثونين من خلال تفاعل انزيمي يستخدم 5, ميثيل تتراهيدروفولات كمجموعة مانحة للمثيل. بالنتيجة فان تركيز البلازما من الهوسيستين يقل عندما يرتفع تركيز بي12 في الخلية. حيث ان الايض النشط مطلوب للميثيلين من الهموسيستين لإنتاج الميثونين الذي يشارك في عدد من العمليات الكيميائية الحيوية بما يتضمن التمثيل الغذائي للناقلات احادية الامين، بالتالي فان نقص فيتامين بي12 قد يؤثر على إنتاج ووظيفة تلك الناقلات العصبية.
التشخيص
لا يوجد تشخيص جوهري لتأكيد نقص فيتامين بي12 لدى البشر "وفقا لمراجعة واحدة". ونتيجة لذلك يتطلب التشخيص النظر في كل من الحالة السريرية للمريض ونتائج التحقيقات. عادة ما يشتبه في نقص الفيتامين عندما يظهر تعداد الدم الكامل الروتيني فقر الدم مع حجم خلايا دم حمراء أكبر من المعتاد. بالإضافة إلى ذلك، في مسحة الدم المحيطية، يمكن رؤية الكريات البيض والكريات البيض متعددة الأشكال مفرطة النوى. يتم تحديد تشخيص نقص فيتامين بي12 من خلال مستويات الدم الأقل من 200 أو 250 بيكوغرام لكل مل (148 أو 185 بيكومول لكل لتر). يمكن الحفاظ على قيم المصل الطبيعية بينما يتم استنفاد مخازن الأنسجة من فيتامين بي12. قد لا تؤكد قيم مصل فيتامين بي12 فوق نقطة انقطاع النقص بالضرورة لتشخيص الحالة المناسبة لنقص فيتامين بي12. لهذا السبب، يعتبر ارتفاع حمض الهوموسيستين في الدم أكثر من 12 ميكرولتر / لتر وحمض الميثيل مالونيك أكثر من 0.4 ميكرومول / لتر مؤشرات أفضل لنقص فيتامين بي12، بدلا من الاعتماد فقط على تركيز فيتامين بي12 في الدم. ومع ذلك، فإن ارتفاع حمض الميثيل مالونيك ليس قاطعا، حيث يظهر في الأشخاص الذين يعانون من نقص فيتامين بي12، ولكن أيضا في كبار السن الذين يعانون من قصور كلوي، وارتفاع الهوموسيستين ليس قاطعا، كما يظهر أيضا في الأشخاص الذين يعانون من نقص الفولات. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون مستويات حمض الميثيل مالونيك المرتفعة مرتبطة أيضا بالاضطراب الاستقلابي غير المكتشف حمضي المالونيك والميثيل مالونيك في البول. إذا كان تلف الجهاز العصبي موجودا وكان اختبار الدم غير حاسم، فيمكن إجراء ثقب قطني لقياس مستويات السائل النخاعي لفيتامين بي12.
التوصيات الغذائية
يستهلك معظم الناس في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، وأيضًا العالم ما يكفي من فيتامين بي12. ومع ذلك، تصل نسبة الأشخاص الذين لديهم مستويات هامشية من فيتامين بي12 إلى 40٪ في العالم الغربي. يمكن تحصين الأطعمة القائمة على الحبوب بإضافة الفيتامين إليها. تتوفر مكملات فيتامين بي12 كأقراص مفردة أو متعددة الفيتامينات. يمكن إعطاء المستحضرات الصيدلانية لفيتامين بي12 عن طريق الحقن العضلي. نظرًا لوجود عدد قليل من المصادر غير الحيوانية للفيتامين، ينصح النباتيين باستهلاك مكمل غذائي أو أطعمة مدعمة لتناول فيتامين بي12، أو المخاطرة بعواقب صحية خطيرة. الأطفال في بعض مناطق البلدان النامية معرضون لخطر خاص بسبب زيادة المتطلبات أثناء النمو إلى جانب الوجبات الغذائية المنخفضة في الأطعمة ذات المصادر الحيوانية.
يوجد فيتامين بي12 بشكل طبيعي في الأطعمة ذات الأصل الحيواني، بما في ذلك الأسماك واللحوم والدواجن والبيض ومنتجات الألبان. يختلف التوافر البيولوجي المقدر لفيتامين بي12 من الطعام باختلاف جرعة فيتامين بي12 لأن الامتصاص ينخفض بشكل كبير عند تجاوز قدرة العامل الجوهري (عند 1-2 ميكروغرام من فيتامين بي12).
لا تستطيع الحيوانات تخليق فيتامين بي12، حيث يتم تخليق فيتامين بي12 في الطبيعة فقط من خلال بعض بدائيات النوى (بعض البكتيريا والعواتق)، ولا يمكن للكائنات متعددة أو وحيدة الخلايا صنعه. تخزن الحيوانات ومن بينهم البشر فيتامين بي12 في الكبد والعضلات، يمكن لبعض البكتيريا المعوية الموجودة في البشر والحيوانات صُنعه ولكن لا يمكن للبشر امتصاص فيتامين بي12 المصنوع في احشائهم. ويمكن للحيوانات المجترة مثل الابقار والاغنام امتصاص فيتامين بي12 الذي يتم إنتاجه في احشائهم ولكن لإنتاج هذا الفيتامين يجب ان تستهلك الحيوانات كميات كافية من الكوبالت. بالنسبة للحيوانات الراعية فانها تحصل على فيتامين بي12 وعلى البكتيريا التي تنتجه من خلال التربة الموجودة على جذور النباتات التي أكلوها. وهناك العديد من الحيوانات ومن ضمنها الكلاب والقطط التي تتغذى على البراز الغني بفيتامين بي12. وهناك أنواع مثل كائنات الفصيلة الارنبية (الارانب والارانب البرية وحيوان البيكا) التي تنتج نوعين من الحبيبات البرازية وهي حبيبات صلبة وحبيبات رخوة تسمى كيكوتروبيس. وتقوم الحيوانات من هذه الفصيلة بتناول الفضلات الرخوة الخاصة بهم وتحتوي هذه الفضلات على مواد نباتية ممضوغة تكون قد استقلبت بواسطة باكتيريا في الاعور وهو عبارة عن حجيرة تقع ما بين الامعاء الغليظة والدقيقة. وتحتوي الفضلات الرخوة كيكوتروبيس على كربوهيدرات قابلة للهضم وفيتامينات بي التي يتم تصنيعها بواسطة البكتريا الداخلية.
الاطعمة المحصنة والمكملات المدعمة توصي كل من جمعية التغذية البريطانية وومجموعة الموارد النباتية ولجنة الاطباء لطب مسؤول وغيرهم بأن على كل شخص نباتي لا يستهلك كميات كافية من فيتامين بي12 من خلال الاطعمة عليه ان يأخذ مكملات مدعمة.
كثير من الاطعمة المدعمة بفيتامين بي12 منتشرة ومتوفرة وتشمل حبوب الالإطار ومنتجات الصويا والواح الطاقة والخميرة الغذائية والمُكملات الغذائية. يوجد فيتامين بي12 في مكونات اقراص الفيتامينات المتعددة، وفي بعض الدول يتم استخدامه لاثراء الاطعمة المصنوعة من القمح مثل الخبز والمعكرونة. في الولايات المتحدة يمكن شراء منتجات تحتوي فيتامين بي12 لا تتطلب وصفة طبية وتوفر هذه المنتجات ما يصل إلى 5000 ميكروغرام لكل حصة. ويعد فيتامين بي12 عنصر شائع في مشروبات وحقن الطاقة وبالعادة تكون كمية فيتامين بي12 الموجودة في هذه المنتجات هي الكمية الغذائية الموصى بها للفرد. ويمكن أيضا الحصول على فيتامين بي12 عن طريق منتجات بوصفة طبية مثل الحقن وطرق أخرى.
لم يتم اثبات ان الحصول على فيتامين بي12 بشكل مباشر عن طريق وضعه تحت اللسان هو شيء ضروري أو مفيد بالرغم من التسويق لكثير من حبوب الدواء المحلاة والحبوب وحتى المصاصات التي صممت للامتصاص فيتامين بي12 من تحت اللسان. ظهر في دراسة اجريت في عام 2003 ان ليس هناك فرق كبير بين مستوى المصل الذي تم تناوله عن طريق الفم أو بين امتصاص فيتامين بي12 عن طريق وضعه تحت اللسان حيث ان الفرق هو 0.5 ملغ كوبالامين. تكون جرعة فيتامين بي12 تحت اللسان فعالة فقط بسبب الجرعات العالية الموجودة (0.5 ملغ) في الاقراص التي يتم ابتلاعها وليس بسبب مكان الاقراص. وكما هو موضح ادناه فان الجرعات الشفوية العالية من فيتامين بي12 قد تكون فعالة كعلاج حتى ولو كان امتصاص الجهاز الهضمي ضعيف بسبب ضمور المعدة (فقر الدم الخبيث). في بعض الاحيان يتم استخدام الحقن والرقع في حال كان هناك ضعف في امتصاص الجهاز الهضمي ولكن هناك ادله على ان هذا الاجراء غير ضروري بسبب وجود المكملات الفموية عالية الفعالية والحديثة (مثل 0.5-1 ميليغرام أو أكثر). حتى فقر الدم الخبيث يمكن علاجه كليا عن طريق الجرعات الفموية. هذه المكملات تحتوي على جرعات عالية من الفيتامين حيث ان 1%حتى 5% من الجرعات الفموية العالية من فيتامين بي12 البلوري الحر يتم امتصاصها على طول الامعاء من خلال الانتشار السلبي. إذا كان الشخص يعاني من اخطاء خلقية في المسلك الناقل للميثيل (مرض كوبالمين سي مندمج مع البيلة الحمضية وبيلة هوموسستينية) فان علاجه يجب يكون من خلال حقن هيدروكسوبلامين أو فيتامين بي12 في الوريد أو في العضل أو من خلال الجلد. اشكال غير السيانيد كمكملات أصبحت اقراص ميثكوبلامين التي توضع تحت اللسان في اقراص 5 ملغ. من المتوقع ان يكون المصير الايضي ووالتوزيع البيولوجي للميثوكوبلامين مماثل لمصادر فيتامين بي12 الأخرى الموجودة في النظام الغذائي. حيث يتم تخليص أي سيانيد مع الميثوكلوبلامين حيث ان كمية السيانيد (20 ميكروغرام) في 1000 ميكروغرام من اقراص السينسوبلامين اقل مما يستهلك يوميا في الطعام. وتعتبر سلامة كل اشكال الفيتامينات راسخة.
مصادر غير مختبرة (غير مجربة)
وجد الكثير من المصادر التي تحتوي على كوبالامين ولكن لم يتم اختبارها بشكل كافي لنشر إذا ما كان يمكن للبشر الاستفادة منها ام انها مجرد نظير لفيتامين بي12. بالإضافة للطعام المتخمر هناك عدد قليل من النباتات والفطر والطحالب التي تعد مصادر معروفة لفيتامين بي12 البيولوجي الفعال. ومثال على هذه المصادر التمبيه (المتفحمه) (يصل محتوى فيتامين بي12 فيه إلى 8 ميكروغرام لكل 100 غرام) وانواع من الفطر (تحتوي على 3 ميكروغرام لكل 100 غرام) وهناك العديد من الطحالب الغنية بفيتامين بي12 ومن هذه الانواع طحلب بورفيرا ييزوينسيس والذي يحتوي على كمية كوبالامين تعادل التي يحتويها الكبد.
الفيتامينات الوهمية (فيتامين بي12 الوهمي)
يعود معنى الفيتامينات الوهمية لفيتامين بي12 إلى نظائر فيتامين بي12 والتي تعد غير فعالة بيولوجيا في الإنسان ولقد وجد ان هذه النظائر موجودة في العديد من مصادر طعام البشر (بما في ذلك الحيوانات), وفي المكملات الغذائية والاطعمة المدعمة. وجد ان اغلب البكتيريا الزرقاء بما فيها السبرولينا وبعض الطحالب مثل النوري (طحالب بحرية صالحة للأكل) تحتوي غالبا على فيتامين بي12 الوهمي بدلا من فيتامين بي12 الفعال بيولوجيا.
توصيات غذائية
في عام 1998حدث معهد الدواء الأمريكي (IOM) معدل الحاجة التقريبية EARS والكمية الغذائية الموصى بها RDAS فيها لفيتامين بي12. في الوقت الحالي معدل الحاجة التقريبية من فيتامين بي12 للنساء والرجال من عمر 14 فما فوق هي 2.0 ميكروغرام في اليوم اما الكمية الغذائية الموصى بها من فيتامين بي12 فهي 2.4. وتكون الكمية الغذائية الموصى بها أكبر من معدل الحاجة التقريبية المطلوبة كي تغطي احتياجات الذين يحتاجون نسبة أكبر من فيتامين بي12. اما فيما يتعلق بالمرأة الحامل فالكمية الغذائية الموصى بها هي 2.6 ميكروغرام في اليوم بينما تحتاج المرأة المرضعة لإدرار الحليب 2.8 ميكروغرام في اليوم. بالنسبة للرضع حتى عمر 12 شهر فان المدخول الكافي AL لهم يتراوح ما بين 0.4-0.5 ميكروغرام في اليوم (تعتمد المدخولات الكافية عندما تكون معلومات معدل الحاجة التقريبية والكمية الغذائية الموصى بها غير كافية). ترتفع الكمية الغذائية الموصى بها للأطفال من عمر 1 حتى 13 عام من 0.9 إلى 1.8 ميكروغرام مع التقدم بالعمر. لان 10% حتى 30% من الكبار بالسن قد يكونوا غير قادرين على امتصاص فيتامين بي12 بشكل طبيعي في الاغذية فمن المفضل لهم ان يلبوا حاجاتهم الغذائية من خلال استهلاك الاطعمة المدعمة بفيتامين بي12 أو المكملات الغذائية التي تحتوي فيتامين بي12. لضمان سلامة الافراد يقوم معهد الدواء الأمريكي بتعيين المستويات الاقصى المقبولة (ULS) للفيتامينات والمعادن عندما يكون هناك معلومات كافية. في حالة فيتامين بي12 ليس هناك مستوى اقصى مقبول حيث ليس هناك أي سجلات بشرية تظهر الاثار الضارة الناجمة عن جرعات زائدة. يسمى مجموع معدل الحاجة التقريبية والبدائل الغذائية الموصى بها والمدخول الكافي والمستوى الاقصى المقبول بالكميات الغذائية المرجعية DRI.
الهيئة الأوروبية لسلامة الاغذية تشير إلى المجموعة الجماعية للمعلومات مثل القيم المرجعية الغذائية، مع المدخول السكاني المرجعي PRI بدلا من RDA (الكمية الغذائية الموصى بها). كما وتستخدم متوسط الطلبات بدلا من EAR (معدل الحاجة التقريبية). اما المدخول الكافي AL والمستوى الاقصى المقبول فلهما نفس المعنى المستخدم في الولايات المتحدة. فالمدخول الكافي للمرأة والرجل الذين تجاوزوا عمر 18 هو 4.0 ميكروغرام في اليوم. أما المرأة الحامل فان المدخول الكافي هو 4.5 ميكروغرام في اليوم. للمرضعة المدخول الكافي هو 5.0 ميكروغرام في اليوم. للأطفال ما بين عام حتى 17 عام فان المدخول الكافي هو من 1.5 إلى 3.5 ميكروغرام في اليوم وبالطبع يرتفع المدخول كلما تقدم الطفل بالعمر. كما يظهر فان هذه المدخولات أكثر من مدخولات المعهد الأمريكي. بالطبع فان الهيئة الأوروبية لسلامة الغذاء قد تطرقت لمسألة الامان ولقد توصلت لنفس النتيجة السابقة حيث انه ليس هناك أي دليل يحث على تحديد مستوى اقصى مقبول لفيتامين بي12. لأهداف توسيم الطعام والمدعمات الغذائية في أمريكا، يتم التعبير عن الكمية الموجودة في العرض كنسبة مئوية من القيمة اليومية DV% فيما يتعلق بتوسيم فيتامين بي12 فقد كانت النسبة اليومية للقيمة اليومية هي 6.0 ميكروغرام ولكن تم تعديل هذه النسبة إلى 2.4 في 27 مايو 2017. تستخدم منظمة الصحة العالمية أيضا 2.4 ميكروغرام/يوم كمدخول مغذي موصى به للبالغين لهذا الفيتامين. لقد تم تقديم جدول يحتوي القيم القيم الغذائية المرجعية القديمة والحديثة. وكان موعد الالتزام النهائي في القيم الجديدة في 28 يوليو 2018, ولكن اصدرت هيئة الغذاء والدواء تمديد لموعد الالتزام حيث سيكون الموعد النهائي هو 1 يناير 2020 للشركات الكبيرة و 1 يناير 2021 للشركات الصغيرة.
الكيمياء الحيوية
الية العمل
يعمل فيتامين بي12 كإنزيم مساعد، مما يعني أن وجوده مطلوب في بعض التفاعلات المحفزة بالإنزيم. فيما يلي الفئات الثلاث من الإنزيمات التي تتطلب في بعض الأحيان فيتامين بي12 لتعمل (في الحيوانات):
إيزوميراز: إعادة ترتيب ذرات الهيدروجين يتم نقلها مباشرة بين ذرتين متجاورتين مع التبادل المتزامن للبدائل الثانية، X، والتي قد تكون ذرة كربون مع بدائل، أو ذرة أكسجين من كحول، أو أمين. هذه تستخدم adoB12 (أدينوسيل-كوبالامين) شكل من أشكال الفيتامين.
ناقل الميثيل: تنقل مجموعة الميثيل (–CH3) بين جزيئين. هذه تستخدم MeB12 (ميثيل-كوبالامين) شكل من أشكال الفيتامين.
إزالة الهالوجين: التفاعلات التي تتم فيها إزالة ذرة الهالوجين من جزيء عضوي. لم يتم تحديد الإنزيمات في هذه الفئة لدى البشر.
في البشر، تُعرف عائلتان رئيسيتان من الإنزيم المعتمد على الإنزيم-بي12 يقابلان نوعي التفاعل الأولين. يتم تمييزها بواسطة الإنزيمين التاليين:
أنزيم ميثيل مالونيل موتاز (MUT) هو إنزيم أيزوميراز يستخدم شكل AdoB12 ونوع التفاعل الأول لتحويل L-methylmalonyl-CoA إلى succinyl-CoA، وهي خطوة مهمة في الانهيار التقويضي لبعض الأحماض الأمينية إلى succinyl-CoA، والذي يدخل بعد ذلك في استخراج الطاقة من البروتينات والدهون عبر دورة حمض الستريك. يتم فقدان هذه الوظيفة في نقص فيتامين بي12، ويمكن قياسها سريريا على أنها زيادة تركيز حمض ميثيل مالونيك في الدم (MMA). يؤدي ذلك إلى عيوب في استقلاب الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية التي تؤثر على بناء الميالين.
سينسيز الميثيونين، المشفر بواسطة جين MTR، والمعروف أيضا باسم مصنع الميثيونين، هو إنزيم ناقل الميثيل، والذي يستخدم MeB12 ونوع التفاعل الثاني لنقل مجموعة الميثيل من 5-methyltetrahydrofolate إلى الهوموسيستين، وبهذه الطريقة يتم إنتاج tetrahydrofolate وميثيونين. هذه الوظيفة مفقودة في نقص فيتامين بي12، مما يؤدي إلى زيادة مستوى الهوموسيستين وحبس الفولات ك 5-methyltetrahydrofolate، والتي لا يمكن استردادها من THF (الشكل النشط للحمض الفوليك). يلعب THF دورًا مهمًا في بناء الحمض النووي (DNA) لذا فإن انخفاض وجود الـTHF يؤدي إلى إنتاج غير فعال للخلايا التي لها معدل دوران سريع، خاصةً خلايا الدم الحمراء، وكذلك خلايا جدار الامعاء المسؤولة عن الامتصاص. يمكن إعادة بناء THF عبر MTR أو يمكن الحصول عليها من حمض الفوليك الطازج في النظام الغذائي. وهكذا، فإن جميع التأثيرات الاصطناعية للحمض النووي لنقص فيتامين بي12، بما في ذلك فقر الدم الضخم الأرومات من فقر الدم الخبيث، تحل إذا كان هناك ما يكفي من حمض الفوليك موجود في الغذاء. وبالتالي، فإن أفضل «وظيفة» معروفة لفيتامين بي12 (التي تشارك في بناء الحمض النووي، وانقسام الخلية، وفقر الدم) هي في الواقع وظيفة اختيارية تتم بوساطة فيتامين بي12- للحفاظ على شكل نشط من حمض الفوليك وهو ضروري لإنتاج فعال للحمض النووي. انزيمات ناقل الميثيل الأخرى والتي تتطلب الكوبالامين معروفة أيضا في البكتيريا مثل: Me-H4-MPT وcoenzyme M methyltransferase.
وظيفة الانزيم
إذا كان حمض الفوليك موجودًا بكمية، فعندئذ، اثنين من تفاعلات عائلة الانزيمات المعتمدة على فيتامين بي12، تظهر تفاعلات عائلة MUT أكثر التأثيرات الثانوية المباشرة والمميزة، مع التركيز على الجهاز العصبي. ويرجع ذلك إلى ان تفاعلات MTR (نوع methyltransferase) مشتركة في إعادة بناء حمض الفوليك، وبالتالي فهي أقل وضوحًا عندما يكون حمض الفوليك في حالة جيدة.
منذ أواخر التسعينات، بدأ إضافة حمض الفوليك لتحصين الدقيق في العديد من البلدان، لذلك أصبح نقص حمض الفوليك الآن أكثر ندرة. في نفس الوقت، بما أن اختبارات بناء الحمض النووي الحساسة لفقر الدم وحجم كريات الدم الحمراء تتم بشكل روتيني حتى في عيادات بسيطة للاختبار الطبي (بحيث يتم اكتشاف هذه التأثيرات البيوكيميائية بوساطة حمض الفوليك بشكل مباشر في أغلب الأحيان)، فإن التأثيرات التي تعتمد على MTR على نقص فيتامين بي12 أصبحت واضحة ليست على شكل فقر الدم بسبب مشاكل صنع الحمض النووي (كما هي بشكل تقليدي)، ولكن الآن بشكل أساسي كارتفاع بسيط وأقل وضوحًا في ال homocysteine في الدم والبول (بيلة هوموسيستينية). قد تنتج هذه الحالة بسبب تلف طويل الأمد في الشرايين وفي التجلط (السكتة الدماغية والنوبة القلبية)، ولكن من الصعب فصل هذا التأثير عن العمليات الشائعة الأخرى المرتبطة بتصلب الشرايين والشيخوخة.
إن الضرر المايليني النوعي الناتج عن نقص فيتامين بي12، حتى في وجود كميات مناسبة من حمض الفوليك والميثيونين، هو بشكل أكثر تحديدًا ووضوحاً مشكلة نقص الفيتامينات. وقد تم توصيله بفيتامين بي12 مباشرة عن طريق التفاعلات المتعلقة بـ MUT، وهو المطلوب بشكل مطلق لتحويل methylmalonyl coenzyme A إلى succinyl coenzyme A. ويؤدي فشل هذا التفاعل الثاني إلى حدوث مستويات مرتفعة من MMA، وهو الشكل غير النشط للمايلين. سوف يمنع MMA المفرط تصنيع الأحماض الدهنية الطبيعية، أو سيتم دمجها في الاحماض الدهنية نفسها بدلا من حمض المالونيك الطبيعي. إذا تم دمج هذه الأحماض الدهنية غير الطبيعية لاحقًا في المايلين، فسيكون المايلين الناتج هشًا للغاية، وسيحدث إزالة للمايلين. على الرغم من أن الآلية أو الآليات الدقيقة غير معروفة على وجه اليقين، فإن النتيجة هي انحلال ضمني مشترك للجهاز العصبي المركزي والنخاع الشوكي. أيًا كان السبب، من المعروف أن نقص فيتامين بي12 يسبب اعتلال الأعصاب المحيطية، حتى لو كان حمض الفوليك موجودًا بشكل جيد، وبالتالي فقر الدم غير موجود.
قد يكون لتفاعلات MTR التي تعتمد على فيتامين بي12 تأثيرات عصبية، من خلال آلية عمل غير مباشرة. وجود ميثيونين كافٍ (على سبيل المثال، حمض الفوليك ويجب أيضا الحصول عليه من النظام الغذائي، إذا لم يتم تجديده من الهوموسيستين بواسطة التفاعلات المعتمدة على قيتامين بي12) مطلوبًا لعمل (S-adenosyl methionine (SAMe، والذي هو بدوره ضروري لاضافة مجموعة ميثل لصفيحة المايلين الفوسفاتية. على الرغم من أن إنتاج SAMe لا يعتمد على فيتامين بي12، إلا أنه يساعد في إعادة التدوير لتوفير ركيزة واحدة مناسبة له (وهو الحمض الأميني الضروري الميثيونين) بمساعدة بي12. بالإضافة إلى ذلك، تشارك SAMe في تصنيع بعض الناقلات العصبية، الكاتيكولامينات وفي عملية التمثيل الغذائي في الدماغ. هذه الناقلات العصبية مهمة للحفاظ على المزاج، وربما تفسر لماذا يرتبط الاكتئاب بنقص بي12. قد يعتمد أيضاً إضافة مجموعة ميثل على فوسفوليبيدات صفيحة المايلين على حمض الفوليك الكافي، والتي تعتمد بدورها على إعادة تدوير MTR، ما لم يتم تناولها بكميات كبيرة نسبياً.
الفيسولوجيا
الامتصاص
يتم امتصاص فيتامين بي12-الغذائي من خلال عمليتين. الأول هو آلية معوية خاصة بفيتامين بي12 باستخدام عامل جوهري يمكن من خلاله امتصاص 1-2 ميكروغرام كل بضع ساعات، والتي يتم بواسطتها امتصاص معظم الطعام من الفيتامين. والثاني هو عملية الانتشار السلبي. إن فسيولوجيا الإنسان لامتصاص فيتامين بي12 النشط من الطعام معقدة. يجب إطلاق فيتامين بي12 المرتبط بالبروتين من البروتينات عن طريق عمل البروتياز الهضمي في كل من المعدة والأمعاء الدقيقة. يطلق حمض المعدة الفيتامين من جزيئات الطعام؛ لذلك فإن الأدوية المضادة للحموضة والمثبطة للأحماض (خاصة مثبطات مضخة البروتون) قد تمنع امتصاص بي12. بعد تحرير بي12 من البروتينات الموجودة في الطعام عن طريق البيبسين في المعدة، يرتبط بالبروتين R (المعروف أيضًا باسم الهابتوكورين وترانسكوبالامين-1)، وهو بروتين مُلزم بفيتامين بي12 يتم إنتاجه في الغدد اللعابية، يرتبط بفيتامين بي12. هذا يحمي الفيتامين من التدهور في البيئة الحمضية للمعدة. يتكرر هذا النمط من نقل بي12 إلى بروتين رابط خاص يفرز في خطوة هضمية سابقة، مرة أخرى قبل الامتصاص. البروتين الرابط التالي لفيتامين بي12 هو العامل الجوهري (IF)، وهو بروتين يتم تصنيعه بواسطة الخلايا الجدارية المعدية ويتم إفرازه استجابة للهيستامين، الجاسترين والبنتاغسترين، بالإضافة إلى وجود الطعام. في الاثني عشر، يهضم البروتياز بروتينات-R ويطلق بي12 بشكله الحر، والذي يرتبط بعد ذلك بالعامل الجوهري (IF)، لتشكيل مركب (IF/B12). يجب ربط بي12 بالعامل الجوهري حتى يتم امتصاصه بكفاءة، حيث إن المستقبلات الموجودة على الخلايا المعوية في اللفائفي للأمعاء الدقيقة تتعرف فقط على مركب B12-IF؛ بالإضافة إلى ذلك، يحمي العامل الجوهري الفيتامين من تقويض البكتيريا المعوية.
وبالتالي، فإن امتصاص فيتامين بي12 الغذائي يتطلب معدة سليمة وفعالة، أفراز بنكرياسي، عامل جوهري، وأمعاء دقيقة. تؤدي مشاكل أي من هذه الأعضاء إلى امكانية حدوث نقص فيتامين بي12. الأفراد الذين يفتقرون إلى العامل الجوهري لديهم قدرة منخفضة على امتصاص فيتامين بي12. في فقر الدم الخبيث، هناك نقص في العامل الجوهري بسبب التهاب المعدة الضموري المناعي الذاتي، حيث تتشكل الأجسام المضادة ضد الخلايا الجدارية. قد تتشكل الأجسام المضادة بالتناوب ضد العامل الجوهري وترتبط به، مما يمنعها من أداء وظيفة الحماية لفيتامين بي12. نظرًا لتعقيد امتصاص فيتامين بي12، فإن المرضى المسنين، وكثير منهم يعانون من نقص الحموضة بسبب انخفاض وظيفة الخلايا الجدارية، لديهم مخاطر متزايدة للإصابة بنقص فيتامين بي12. ينتج عن هذا إفراز جرعات فموية بنسبة 80-100٪ في البراز مقابل إفراز بنسبة 30-60٪ في البراز كما هو ملاحظ لدى الأفراد الذين يمتلكون العامل الجوهري بشكل كاف.
بمجرد التعرف على مركب B12/IF بواسطة مستقبلات اللفائفية المتخصصة، يتم نقله إلى الدورة الدموية. ثم يتم نقل الفيتامين إلى الترانسكوبالامين الثاني (TC-II/B12)، والذي يعمل كناقل للبلازما. قد تؤدي العيوب الوراثية في إنتاج الكوبالامينات ومستقبلاتها إلى نقص وظيفي في بي12 وفقر الدم الضخم الأرومات لدى الأطفال، والكيمياء الحيوية غير الطبيعية المرتبطة بفيتامين بي12، حتى في بعض الحالات مع مستويات دم طبيعية من فيتامين بي12. لكي يعمل الفيتامين داخل الخلايا، يجب أن يرتبط مركب TC-II/B12 بمستقبل الخلية، ويتم إدخاله. يتحلل ترانسكوبالامين II داخل الليزوزوم، ويتم إطلاق بي12 الحر أخيرًا في السيتوبلازم، حيث يمكن تحويله إلى أنزيم مناسب، بواسطة إنزيمات خلوية معينة.
تشير التحقيقات في امتصاص الأمعاء لفيتامين بي12 إلى أن الحد الأعلى للامتصاص لكل جرعة فموية واحدة، في ظل الظروف العادية، يبلغ حوالي 1.5 ميكروغرام. قد تتجاوز عملية الانتشار السلبي لامتصاص بي12 - عادةً جزء صغير جدًا من الامتصاص الكلي للفيتامين من استهلاك الطعام - بروتين R وامتصاص IF بوساطة عندما تكون الجرعات الفموية من بي12 كبيرة جدًا (ألف أو أكثر ميكروغرام لكل جرعة) كما يحدث بشكل شائع في مكملات-بي12 الفموية المخصصة للحبوب. هذا يسمح لفقر الدم الخبيث وبعض العيوب الأخرى في امتصاص بي12 أن يتم علاجها بجرعات عالية من بي12 عن طريق الفم، حتى بدون أي تصحيح لعيوب الامتصاص الأساسية.
التخزين والإفراز
تعتمد سرعة تغيير مستويات بي12 على التوازن بين مقدار بي12 الذي يتم الحصول عليه من النظام الغذائي، ومقدار إفرازه ومقدار امتصاصه. يبلغ إجمالي كمية فيتامين بي12 المخزنة في الجسم حوالي 2-5 ملغ في البالغين. يتم تخزين حوالي 50٪ من هذا في الكبد. يُفقد ما يقرب من 0.1٪ من هذا يوميًا عن طريق الإفرازات في الأمعاء، حيث لا يتم إعادة امتصاص كل هذه الإفرازات. الصفراء هي الشكل الرئيسي لإفراز فيتامين بي12؛ يتم إعادة تدوير معظم فيتامين بي12 المُفرز في الصفراء عن طريق الدوران المعوي الكبدي. عادة ما يتم إخراج الفائض من بي12 الذي يتجاوز قدرة الدم على الارتباط في البول. نظرًا للدوران المعوي الكبدي الفعال للغاية لفيتامين بي12، يمكن للكبد تخزين ما يكفي من 3 إلى 5 سنوات من فيتامين بي12؛ لذلك، فإن نقص التغذية لهذا الفيتامين نادر في البالغين في حالة عدم وجود اضطرابات سوء الامتصاص. إذا كانت قدرة إعادة الامتصاص المعوية الكبدية غائبة، يتم تخزين فيتامين بي12 فقط لأشهر إلى سنة واحدة.
تفاعلات الادوية
مضادات مستقبلات الهيستامين-2 ومثبطات مضخة البروتون
حمض المعدة ضروري لإطلاق فيتامين بي12 من البروتين لامتصاصه. يمكن أن يؤدي انخفاض إفراز حمض المعدة والبيبسين، من استخدام حاصرات H2 أو عقاقير مثبطات مضخة البروتون (PPI)، إلى تقليل امتصاص فيتامين بي12 المرتبط بالبروتين (الغذائي)، ولكن ليس من مكملات فيتامين بي12. وتشمل مضاد مستقبلات H2 سيميتيدين وفاموتيدين ونيزاتيدين ورانيتيدين. بالنسبة لمضادات مضخة البروتون تشمل هذه المواد أوميبرازول، لانزوبرازول، رابيبرازول، بانتوبرازول، إيسوميبرازول. من غير المحتمل حدوث نقص فيتامين بي12 المهم سريريًا وفقر الدم الضخم الأرومات، ما لم تطول هذه العلاجات الدوائية لمدة عامين أو أكثر، أو إذا كان بالإضافة إلى ذلك، فإن المدخول الغذائي للشخص أقل من المستويات الموصى بها. يكون نقص الفيتامينات المصحوب بأعراض أكثر احتمالًا إذا كان الشخص مصابًا بالكلورهيدريكا (الغياب التام لإفراز حمض المعدة)، والذي يحدث بشكل متكرر مع مثبطات مضخة البروتون أكثر من حاصرات H2.
الميتفورمين
انخفاض مستويات فيتامين بي12 في مصل الدم يحدث لما يصل إلى 30٪ من الأشخاص الذين يتناولون مضاد-السكري الميتفورمين على المدى الطويل. لا يتطور النقص إذا تم إعطاء كمية كافية من فيتامين بي12 في النظام الغذائي أو تم أخذ مكملات وقائية من فيتامين بي12. إذا تم الكشف عن نقص، يمكن أن يستمر الميتفورمين بينما يتم تصحيح نقص عن طريق مكملات فيتامين بي12.
الأدوية الأخرى
يمكن لبعض الأدوية أن تقلل من امتصاص فيتامين بي12 الذي يتم تناوله عن طريق الفم، بما في ذلك: الكولشيسين، منتجات البوتاسيوم ممتد المفعول، والمضادات الحيوية مثل الجنتاميسين، النيومايسين والتوبراميسين. ترتبط الأدوية المضادة للتشنج الفينوباربيتال، البريجابالين، البريميدون والتوبيراميت بتركيز فيتامين بي12 مصل أقل من الطبيعي. ومع ذلك، كانت مستويات المصل أعلى في الأشخاص الذين وصف لهم فالبروات. بالإضافة إلى ذلك، قد تتداخل بعض الأدوية مع الاختبارات المعملية للفيتامين، مثل أموكسيسيلين، إريثروميسين، ميثوتريكسات وبيريميثامين.
الكيمياء
فيتامين بي12 هو الأكثر تعقيدًا كيميائيًا من بين جميع الفيتامينات. ويستند هيكل فيتامين بي12 على حلقة كورين، التي تشبه حلقة البورفيرين الموجودة في الهيم، الكلوروفيل، والسيتوكروم. أيون المعدن المركزي هو الكوبالت. يتم توفير أربعة من مواقع التنسيق الستة من قبل حلقة الكورين، والخامس من قبل مجموعة dimethylbenzimidazole. موقع التنسيق السادس، مركز التفاعل، متغير، كونه مجموعة سيانايد(–CN)، مجموعة هيدروكسيل (–OH)، مجموعة ميثيل (–CH3) أو مجموعة أدينوزين منزوعة الاوكسجين من الموقع الخامس (هنا ذرة C5 ′ من deoxyribose تشكل الرابطة التساهمية مع الكوبالت)، على التوالي، لإعطاء النماذج الأربعة فيتامين بي12 المذكورة أدناه. من الناحية التاريخية، تعتبر الرابطة التساهمية C-Co أحد الأمثلة الأولى على روابط الكربون المعدني التي تم اكتشافها في علم الأحياء. هيدروجيناز، وبالضرورة، الأنزيمات المرتبطة باستخدام الكوبالت، تشمل على روابط معدنية كربونية.
فيتامين بي12 هو اسم واصف عام يشير إلى مجموعة من جزيئات الكوبالت وحلقة الكورين التي يتم تحديدها من خلال وظيفة فيتامين معينة في الجسم. جميع جزيئات الكوبالت الكورينية التحتية التي يصنع منها فيتامين بي12 يجب تصنيعها بالبكتيريا. بعد اكتمال هذا البناء، يمتلك جسم الإنسان القدرة (ما عدا في حالات نادرة) على تحويل أي شكل من أشكال فيتامين بي12 إلى شكل نشط، عن طريق إزالة مجموعات كيميائية اصطناعية معينة من ذرة الكوبالت واستبدالها بغيرها بشكل إنزيمي.
الأشكال الأربعة (Vitamers) من فيتامين بي12 كلها عبارة عن بلورات حمراء ذات لون عميق وحلول مائية، بسبب لون مجمع الكوبالت—corrin
سيانوكوبالامين: هو أحد هذه الأشكال، أي "vitamer"، من فيتامين بي12 لأنه يمكن أن يكون التمثيل الغذائي في الجسم إلى شكل عامل مرافق فعال. لا يحدث شكل السايانوكوبالامين فيتامين بي12 في الطبيعة بشكل طبيعي، ولكنه ناتج ثانوي لحقيقة أن الأشكال الأخرى من فيتامين بي12 عبارة عن روابط حادة من السيانيد (–CN) التي تلتقطها في عملية تنقية الكربون النشط من الفيتامين بعد أن يتم تصنيعها من قبل البكتيريا في العملية التجارية. بما أن شكل سيانوكوبالامين فيتامين بي12 سهل التبلور وهو غير حساس لأكسدة الهواء، فإنه يستخدم عادة كشكل من أشكال فيتامين بي12 للإضافات الغذائية وفي العديد من الفيتامينات المتعددة الشائعة. يمتلك السيانوكوبالامين النقي اللون الزهري العميق المرتبط بمعظم مجمعات ثاني أكسيد الكوبالت (II)، وتتكون البلورات بشكل جيد وتنمو بسهولة إلى حجم الملليمتر.
هيدروكسوبالامين: هو شكل آخر من أشكال فيتامين بي12 الشائعة في علم الصيدلة، ولكنها ليست موجودة بشكل طبيعي في جسم الإنسان. هيدروكسوبالامين أحيانا يرمز له B12a. هذا الشكل من فيتامين بي12 هو الشكل الذي تنتجه البكتيريا، وهو ما يتم تحويله إلى سيانوكوبالامين في خطوة تصفية الفحم التجاري من الإنتاج. يمتلك هيدروكسيوكوالامين على جاذبية عالية لأيونات السيانيد وقد استخدم كمضاد للتسمم بالسيانيد. يتم توفيره عادة في محلول مائي للحقن. يُعتقد أن الهيدروكسيوكوبالامين يتحول إلى الشكل الأنزيمي النشط لفيتامين بي12 بسهولة أكبر من سيانوكوبالامين، ولأنه أغلى قليلاً من سيانوكوبالامين، ولديه وقت حجز أطول في الجسم، فقد استخدم لاستبدال الفيتامين في الحالات التي يكون فيها إعادة تأكيد النشاط هو المطلوب. كما أن العلاج العضلي لهيدروكسيوكوبالامين هو أيضًا العلاج المفضل لمرضى الأطفال المصابين اضطرابات ايضية كوبالينية داخلية، لمرضى نقص فيتامين بي12 الذين يعانون من الحول التبغي (التي يعتقد أنها ربما تحتوي على عنصر من تسمم السيانيد من السيانيد في دخان السجائر)؛ ولعلاج المرضى الذين يعانون من فقر الدم الخبيث الذين لديهم اعتلال عصبي بصري.
ادينوسيل كوبالامين وميثيل كوبالامين: هما العاملان المساعدان الفعالان من فيتامين بي12 اللذين يحدثان بشكل طبيعي في الجسم. يتم تخزين معظم احتياطيات الجسم ado B12 في الكبد. يتم تحويل هذه إلى شكل ميثيل كوبالامين الأخرى حسب الحاجة.
التجميع والإنتاج الصناعي
الكائنات الحية حقيقية النواة (بما في ذلك النباتات والحيوانات والفطريات) غير قادرة بشكل مستقل على بناء فيتامين بي12. البكتيريا والبكتيريا القديمة فقط تمتلك الإنزيمات اللازمة لعملية التخليق الحيوي. مثل كل من tetrapyrroles، وهو مشتق من يوروفيرينوجين الثالث. هذا برفيرينوجين يضاف اليه مجموعة ميثيل في حلقتين بيرول لإعطاء dihydrosirohydrochlorin، الذي يتأكسد إلى sirohydrochlorin، الذي يخضع لمزيد من التفاعلات، ولا سيما تقلص حلقة، لإعطاء حلقة الكورين.
تم إنجاز بناء المختبر الكامل لفيتامين بي12 بواسطة روبرت وودورد و Albert Eschenmoser في عام 1972، ولا يزال أحد الأعمال البطولية الكلاسيكية للبناء العضوي، مما يتطلب جهد 91 زميل ما بعد الدكتوراه (معظمهم في هارفارد) و 12 طالب دكتوراه (في ETH) من 19 دولة. ويشكل التركيب بناءً رسميًا كاملاً، حيث أن مجموعات البحث فقط هي التي أعدت حمض ال cobyric المتوسط المعروف، الذي تم الإبلاغ سابقًا عن تحويله الكيميائي إلى فيتامين بي12. على الرغم من أنه يشكل إنجازًا فكريًا من أعلى المستويات، فإن تركيب فيتامين بي12 من Eschenmoser–Woodward ليس له أي نتيجة عملية بسبب طوله، مع اتخاذ 72 خطوة كيميائية فانه يعطي محصول كيميائي شامل أقل بكثير من 0.01٪. وعلى الرغم من وجود جهود اصطناعية متقطعة منذ عام 1972، لا يزال تركيب Eschenmoser – Woodward هو التركيب الكامل (الرسمي) المكتمل فقط. لا يزال التخمر البكتيري (أو ربما العتيقة) هو المصدر الوحيد القابل لصناعة الفيتامينات لإنتاج الغذاء والدواء.
من الأنواع والاجناس المعروفة لبناء فيتامين بي12:
بروبيونيباكتيريوم، الزائفة الكينغيلة، المتسلسلة السنجابية اسيتوبكتيريام، الأمعائية، الأجرعية، المقلونة، الآزوتية، عصوية، كلوستريديوم، وتدية، الصيفرية، عصية لبنية، البوغانة، المتفطرة، النوكاردية، البروتامينية، بروتيوس، المستجذرة، السالمونيلا، السراتية، عقدية ومستصفرة.
الإنتاج الصناعي من بي12 يتحقق من خلال تخمر الكائنات الحية الدقيقة المختارة. Streptomyces griseus، وهي بكتيريا كانت في يوم من الأيام خميرة، كانت المصدر التجاري لفيتامين بي12 لسنوات عديدة. الأنواع Pseudomonas denitrificans و Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii تستخدم بشكل أكثر شيوعًا اليوم. وكثيرًا ما تتم زراعتها في ظروف خاصة لتعزيز المحصول، وقد استخدمت شركة واحدة على الأقل، وهي رون بولنك من فرنسا، التي اندمجت في سانوفي، نسخ معدلة وراثيا من أحد هذين النوعين أو كليهما. [بحاجة لمصدر] من أنواع Propionibacterium لا تنتج سموم خارجية أو سموم داخلية ، ويتم التعرف عليها عمومًا على أنها آمنة (تم منحها حالة GRAS) من قبل إدارة الأغذية والأدوية في الولايات المتحدة ، وهي في الوقت الحاضر كائنات تخمير للبكتيريا المفضلة لدى إدارة الأغذية والأدوية FDA لإنتاج فيتامين بي12.
بلغ إجمالي الإنتاج العالمي لفيتامين بي12، من أربع شركات (شركة Sanofi-Aventis الفرنسية وثلاث شركات صينية) في عام 2008، 35 طناً.
انظر cyanocobalamin لمناقشة التحضير الكيميائي لنظائر فيتامين الكوبالت المختزل وإعداد الأشكال الفسيولوجية للفيتامين مثل adenosylcobalamin و methylcobalamin.
التاريخ
أوصاف آثار النقص
بين عامي 1849 و1887، وصف توماس أديسون حالة من فقر الدم الخبيث، وصفت حالة من اعتلال الأعصاب لأول مرة من قبل ويليام أوسلر وويليام جاردنر، ووصف هايم خلايا حمراء كبيرة في الدم في هذه الحالة، والتي أطلق عليها اسم «كريات الدم العملاقة» (تسمى الآن الخلايا الكبيرة)، حدد باول إرليش الأرومات الضخمة في نخاع العظم، ووصف لودفيغ ليشثيم حالة من اعتلال النخاع.
تحديد الكبد كغذاءً مضادًا لفقر الدم
خلال عشرينيات القرن العشرين، تم التعرف على أهمية الكبد في تكون الدم، حيث اكتشف جورج ويبل أن تناول كميات كبيرة من الكبد النيء بدا أنه يعالج بسرعة فقر الدم الناجم عن فقدان الدم في الكلاب، يُقال إن الصدفة لعبت دورًا في هذا الاكتشاف. لاحقًا، تم أفتراض أن تناول الكبد قد يعالج فقر الدم الخبيث. أعد إدوين كون مستخلصًا للكبد كان أقوى بنسبة 50 إلى 100 مرة في علاج فقر الدم الخبيث من منتجات الكبد الطبيعية. أوضح ويليام كاسل أن عصارة المعدة تحتوي على «عامل جوهري» والذي عندما يقترن بتناول اللحوم يؤدي إلى امتصاص الفيتامين. في عام 1934، شارك جورج ويبل في جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء والطب مع ويليام بي مورفي وجورج مينوت لاكتشاف علاج لمرض قاتل سابقًا لسبب غير معروف باستخدام تركيز الكبد، والذي وجد لاحقًا أنه يحتوي على كمية كبيرة من ”فيتامين بي12“.
تحديد المركب النشط
أثناء عملها في مكتب صناعة الألبان بوزارة الزراعة الأمريكية، تم تكليف ماري شو شورب بالعمل على السلالة البكتيرية (LLD)، والتي كانت تستخدم لصنع الزبادي ومنتجات الألبان الأخرى. وسط المزرعة لـ LLD يتطلب مستخلص الكبد. عرفت شورب أن مستخلص الكبد نفسه كان يستخدم لعلاج فقر الدم الخبيث (توفي والد زوجها بسبب المرض)، وخلصت إلى أنه يمكن تطوير LLD كطريقة فحص لتحديد المركب النشط. أثناء وجودها في جامعة ميريلاند ، تلقت منحة صغيرة من شركة ميريك، وبالتعاون مع كارل فولكرز من تلك الشركة، طورت اختبار LLD. حدد هذا «عامل LLD» على أنه ضروري لنمو البكتيريا. استخدم شورب وفولكر وألكسندر ر. تود، من جامعة كامبريدج، اختبار LLD لاستخراج عامل فقر الدم الخبيث من مستخلصات الكبد وتنقيته، حيث سُمي ”فيتامين بي12“. في عام 1955، ساعد تود في توضيح بنية الفيتامين، والذي من أجله حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1957. تم تحديد التركيب الكيميائي الكامل للجزيء بواسطة دوروثي هودجكين، بناءً على البيانات البلورية في عام 1956، والتي من أجل ذلك وتحليلات بلوريات أخرى حصلت على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1964. لجئت هودجكين لفك شفرة بنية الأنسولين.
حصل خمسة أشخاص على جوائز نوبل للجهود المباشرة وغير المباشرة لفيتامين بي12؛ جورج ويبل وجورج مينوت وويليام ميرفي (1934)، ألكسندر ر. تود (1957)، ودوروثي هودجكين (1964).
الإنتاج التجاري
يتم تحقيق الإنتاج الصناعي للفيتامين بي12 من خلال تخمير كائنات دقيقة مختارة. كما لوحظ أعلاه، تم تحقيق التوليف المختبري التخليقي تمامًا لفيتامين بي12 بواسطة روبرت بيرنز وودوارد وألبرت إشنموسر في عام 1972. هذه العملية ليس لها إمكانات تجارية، حيث تتطلب ما يقرب من 70 خطوة ولها عائد أقل بكثير من 0.01٪.
معرض صور
انظر أيضًا
فيتامين أ
فيتامين د
مجموعة فيتامين ب
فيتامين ب1 (ثيامين)
فيتامين ب2 (رايبوفلافين)
فيتامين ب3 (ناياسين)
فيتامين ب5 (حمض بانتوثينيك)
فيتامين ب6 (بيريدوكسين)
فيتامين ب7 (بيوتين)
حمض الفوليك (ب9)
فيتامين ج (حمض أسكوربيك)
فيتامين هـ
فيتامين ك
ميثايلتكنو سريع الذوبان بالفم | فيتامين B12
مراجع
وصلات خارجية
عوامل مرافقة
فيتامينات ب