ویتامین B12
معانی مترادف: کوبالامین، کوآنزیم B12، آدنوزیل کوبالامین، AdoCbI کوبامامید، فاکتور افراطی Castle، فاکتور پروتئین جانوری
ویتامین B12 تنها در غذاهای حیوانی وجود دارد و بزرگترین و پیچیدهترین فرم ویتامینها است. ویتامینها در بدن به ایجاد گلبولهای قرمز خون و DNA، حفظ سلامت سلولهای عصبی و آزادسازی انرژی از غذاها کمک میکنند. کمبود اندک در مقدار ویتامین B12 در افراد میانسال دیده میشود که معمولا به دلیل داشتن رژیم غذایی نامناسب یا کمبود اسید معده که برای جذب ویتامین ضروری است، ایجاد میشود.
شیمی ویتامین B12
ساختار ویتامین B12 بر اساس یک حلقه کورین ایجاد شده است که به طور مستقیم به دو حلقه پیرول متصل شده است. یون فلزی مرکزی کوبالت (Co) است. چهار عدد از شش عدد پیوند کوئوردیناسی توسط نیتروژنهای حلقه کورین و یک پنجم با واسطه گروه دیمتیلبنزیمیدازول ایجاد شده است. ششمین قسمت کوئوردیناسی متغیر است و میتواند گروه سیانو (-CN) یا سیانوکوبالامین، گروه هیدروکسیل یا هیدروکسیکوبالامین، گروه متیلی یا متیلکوبالامین یا گروه ‘۵-دئوکسیآدنوزیل (۵-دئوکسیآدنوزیل کوبالامین) باشد.
عملکردهای ویتامین B12
- عملکرد کوآنزیمی در متابولیسم حد واسط به ویژه در سلولهای بافت عصبی، مغز استخوان و مجاری گوارشی رودهای
- فاکتور رشد ضروری
- ساخت گلبولهای قرمز خون و غلاف میلین
- بازتولید فولات
- دخالت در تولید ملاتونین (کنترل آزادسازی هورمونها در بدن و کنترل چرخه خواب/بیداری)
منابع غذایی ویتامین B12
ویتامین B12 انحصارا از طریق ساخت میکروبی در مجاری گوارشی حیوانات تولید میشود. بنابراین محصولات پروتئین حیوانی منبع اصلی ویتامین B12 در رژیم غذایی انسان هستند. سایر منابع شامل؛ ماهی، تخم مرغها و محصلات لبنی هستند. در غذاها، فرمهای هیدروکسی، متیل و ۵’-دئوکسی-آدنوزیل-کوبالامینها مهمترین فرمهای کوبالامین موجود هستند. در روده باکتریها ویتامین B12 را تولید میکنند اما در محلی که جذب مواد غذایی انجام میشود، تولید صورت نمیگیرد. برخی از غذاها نیز با ویتامین B12 غنی میشوند.
جذب و ذخیرهسازی در بدن
ویتامین B12 از منابع غذایی به پروتئینها متصل میشود و تنها در صورت وجود غلظتهای کافی از هیدروکلریکاسید در معده، آزاد میشود. سپس ویتامین B12 آزاد سریعا به گلیکوپروتئینهای تولید شده در معده و غدد بزاقی متصل میشود. کمپلکس گلیکوپروتئینی از ویتامین B12 در برابر تخریب شیمیایی مراقبت میکند. جذب گوارشی رودهای ویتامین B12 در روده کوچک توسط فرآیندی فعال که خود نیازمند وجود گلیکوپروتئین دیگری است (که از سلولهای گوارشی جداری بعد از تحریک توسط غذا تولید میشود)، انجام میشود. جذب فیزیولوژیکی ویتامین B12 تقریبا محدود به ۲ میکروگرم در هر دُز است.کمپلس فاکتور ذاتی ویتامین B12 سپس از طریق فاگوسیتوز توسط گیرندههای جداری خاصی، جذب میشود. به محض جذب، ویتامین B12 به پروتئین انتقالی پلاسما منتقل میشود که سپس ویتامین B12 را به سلولهای هدف میرسانند. نبود فاکتور ذاتی مانع از جذب ویتامین B12 میشود. اگر این مشکل حل نشود، احتمال آسیب برگشتناپذیر عصبی و کمخونی تهدید کننده زندگی وجود دارد (قسمت کمبود ویتامین را ببینید). علی رغم دُز، تقریبا ۱ درصد از ویتامین B12 از طریق انتقال غیرفعال جذب میشود و بنابراین این فرآیند از نظر کمی در سطح دارویی اهمیت دارد. بعد از جذب، ویتامین B12 در کبد ذخیره میشود (۶۰ درصد). مقدار میانگین ویتامین B12 در افراد سالم حدود ۱ میلیگرم، با مقدار ۲۰ تا ۳۰ میکروگرم در کلیهها، قلب، طحال و مغز یافت میشود. تخمین کلی از مقدار کل ویتامین B12 در بدن افراد بزرگسال در محدوده ۶ تا ۹.۳ میلیگرم با مقادیر میانگین ۲-۳ میلیگرم است. غلظت نرمال پلاسمایی ویتامین B12 بین ۱۵۰ تا ۷۵۰ پیکوگرم در میلیلیتر است که بعد از خوردن ویتامین، ظرف مدت ۸ تا ۱۲ ساعت مقدار آن به ماکزیمم میرسد. دفع ویتامین B12 با مقدار ذخیرهای آن متناسب است و از طریق مسیرهای ادرار و مدفوع دفع میشود. ویتامین B12 به میزان کافی در بدن حفظ میشود، حدود ۶۵ تا ۷۵ درصد مجددا در روده بزرگ بازجذب میشود. مقدار ۰.۵ تا ۵ میکروگرم از طریق مجرای گوارش در طول روز دفع میشود (عمدتا به داخل صفرا). همین امر به توضیح افزایش کمبود ویتامین B12 (در طول چندین سال) در افرادی مثل افراد گیاهخوار که دریافت جزیی ویتامین B12 دارند، دیده میشود. بیمارانی که دچار کمبود فاکتورهای ذاتی هستند (برای مثال آنمی پرنیشس که نوعی آنمی خودایمنی است) به سرعت کمبود ویتامین B12 را نشان میدهند و علیت این امر هم جذب مقادیر اندکی از ویتامین در این افراد است.
اندازهگیری ویتامین B12 در پلاسما به طور معمول برای تعیین کمبود این ویتامین استفاده میشود اما شاخص قابل اطمینانی در همه موارد نیست. برای مثال در بارداری مقدار ویتامین B12 در بافت ها نرمال است اما سطح سرمی ویتامین B12 کم است. ویتامین B12 با روشهای شیمیایی، میکروبی، یا رقیقسازی با ایزوتوپ به روش ایمونواسی، قابل اندازهگیری است. تستهای میکروبیولوژی، که به طور گسترده برای نمونههای خون و بافتی استفاده میشوند، حساس هستند اما اختصاصی نیستند. غلظت کوبالامین سرم با استفاده از فاکتور ذاتی به عنوان عنصر اتصالی و با روش ایمونواسی خودکار، اندازهگیری میشود. این روشها جایگزین روشهای میکروبی شدهاند. اطلاعات در زمینه غلظت سرمی ویتامین B12 متفاوت است. با این وجود مقادیر کمتر از ۱۱۰ تا ۱۵۰ پیکومول در لیتر نشان دهنده کمبود ویتامین B12 است اما مقادیر بیشتر از ۱۵۰ تا ۲۰۰ پیکومول در لیتر نشان دهنده مقادیر کافی ویتامین B12 است. فرآیندهای متابولیکی وابسته به ویتامین B12 شامل ساخت متیونین از هوموسیستئین و ساخت سوکسینیلکوآنزیمآ از متیلمالونیلکوآنزیمآ، است. بنابراین علاوه بر تعیین مستقیم غلظت ویتامین B12 در خون، غلظتهای بالای متیلمالونیکاسید (MMA) و هوموسیستئین نیز میتواند نشاندهنده کمبود ویتامین B12 باشد. غلظتهای ویتامین B12 علاوه بر این، با استفاده از مارکر زیستی holoTC قابل اندازهگیری است.
ویتامین B12 در مقابل حرارت مقاوم است اما فعالیت خود را به آهستگی با قرار گرفتن در معرض نور، اکسیژن و محیطهای اسیدی یا قلیایی از دست میدهد. از بین رفتن فعالیت ویتامین B12 حین آشپزی به دلیل حلالیت ویتامین B12 در آب است.
- جذب کوبالامین با مصرف الکل و ویتامین B6 ناقص انجام میشود. علاوه بر این، تعدادی از داروها جذب ویتامین B12 را مختل میکنند و مصرف مواد مغذی تکمیل شده ممکن است نیاز باشد:
- آنتیبیوتیکها
- داروهای ضد دیابت (برای مثال متفورمین و فنفورمین)
- داروهای ضد صرع
- داروهای ضد نقرس (کولشیسین)
- داروهای معده (آنتاگونیستهای گیرنده H2، مهار کنندههای پمپ پروتونی)
- نیتروس اکساید (بیهوشی)
- داروهای ضد بارداری خوراکی
- داروهای ضد سل (پارا-آمینوسالیسیلیکاسید)
- داروهای ضد تشنج –فنوباربیتورات، پیریمیدون، فنیتون و اتیلفناسمید میتوانند متابولیسم کوبالامین را در مایع مغزی نخاعی تغییر دهند و منجر به اختلالات عصبی-روانی شوند. چندین آمید جانشین شونده، آنالوگهای لاکتون و لاکتام سیانوکوبالامین نیز با جایگاه اتصال آن در فاکتور ذاتی میانکنش میدهند و منجر سرکوب جذب ویتامین میشوند. نیتروس اکسید (بیهوشی) نیز با متابولیسم کوبالامین تداخل دارد.
کمبود ویتامین B12 حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از افراد بالای ۶۰ سال را تحت تاثیر قرار میدهد. کمبود ویتامین B12 منجر به نقص در ساخت DNA در سلولها میشود که رشد و ترمیم سلولها را متاثر میکند. بافتهایی که بیشتر تحت تاثیر قرار میگیرند شامل بافتهای با بیشترین میزان تکثیر سلولی برای مثال بافتهای خونساز، هستند. این امر منجر به ایجاد آنمی مگالوبلاستیک (که با ایجاد گلبولهای قرمز بزرگ و نابالغ همراه است) و آسیب عصبی و بسیاری از علایم دیگر شامل: ورم زبان، ضعف، از دست دادن اشتها، از دست دادن چشایی و بویایی، ناتوانی جنسی، حساسیت بالا، اختلال حافظه، افسردگی خفیف، توهم، تنگی نفس، سوزش و کرختی (اختلال حسی)، میشود. کمبود ویتامین B12 همچنین منجر به ایجاد افزایش هوموسیستئین خون شود که به عنوان ریسک فاکتوری برای بیماریهای انسدادی عروق عمل میکند. کمبود ویتامین B12 باعث ایجاد انواع مختلفی از بیماریهای مزمن پیری مثل زوال عقل و اختلال شناختی، بیماریهای قلبی عروقی (CVD) و تخلخل استخوان میشود.
علایم کمبود ویتامین B12 شبیه به علایم کمبود فولیک اسید است و تنها تفاوت مربوط به این است که کمبود ویتامین B12 باعث تخریب نخاع میشود. اگر فولیکاسید برای درمان کمبود ویتامین B12 استفاده شود، آنمی ممکن است بهبود یابد اما خطر آسیب به سیستم عصبی ممکن است همچنان باقی بماند. اختلال عملکرد عصبی که مربوط به ویتامین B12 است ممکن است برگشتناپذیر باشد و در صورت درمان نشدن خطری برای سلامت فرد همراه داشته باشد. بنابراین شناسایی دقیق کمبود ویتامین B12 قبل از درمان، ضروری است. کمبود ویتامین B12 در نتیجه سوء جذب آن اتفاق میافتد. بدون فاکتور ذاتی، جذب ویتامین ممکن نیست و کمبود شدید دائمی ایجاد میشود که با مصرف خوراکی ویتامین B12 قابل پیشگیری نیست.
دریافت مقادیر زیاد ویتامین B12 از غذا یا مکملها، سمیتی برای افراد سالم ندارد. هیچگونه عوارض جانبی در مورد مصرف یک تک دوز خوراکی به میزان ۱۰۰ میلیگرم و مصرف مقدار یک میلیگرم (۵۰۰ برابر RDI) به طور هفتگی تا ۵ سال، گزارش نشده است. علاوه بر این، هیچ گزارشی در مورد اثر سرطانزایی یا جهشزایی ویتامین B12 گزارش نشده است و مطالعات امروزی نیز نشان داد که ویتامین B12 هیچگونه اثری در ایجاد ناهنجاریهای جنین ندارد. مقامات امنیت غذایی به دلیل سمیت کم ویتامین B12 مقدار UL را برای آن تعیین نکردند.
آنمی پرنیشس
بیماران مبتلا به آنمی پرنیشس قبلا با تزریق ویتامین B12 به صورت درون عضلهای درمان میشدند و غلظتهای زیاد خوراکی از ویتامین B12 نیز موثر بود اما نیاز به درمان بلند مدت در طول زندگی داشت. این ویتامین وقتی به تنهایی استفاده شود، مصرف مقادیر خوراکی با حداقل ۱۵۰ میکروگرم در روز ضروری است اما مقادیر خوراکی تکی ۱۰۰۰ میکروگرم در هفته نیز نتایج امیدوار کنندهای را در برخی از موارد نشان داده است.
افزایش بیش از حد هوموسیستئین
هوموسیستئین یک توکسین عصبی و رگی است که به مقدار بسیار زیاد منجر به ایجاد مرگ و میر و CVD، سکته قلبی، بیماری آلزایمر، نواقص تولد، سقط مکرر جنین و اختلالات چشمی میشود. حفظ مقدار هوموسیستئین در کاهش ایجاد بیماریهایی که به میزان کافی از ویتامینهای B12، فولیکاسید و ویتامین B6 نیاز دارند، موثر است.
سرطان
کمبود ویتامین B12 باعث افزایش آسیب به DNA و تغییر متیلاسیون آن میشود. این حالات، ریسکفاکتورهای واضحی برای سرطان هستند. در مطالعه اخیر، شکستن کروموزومها در جوانان با مصرف ۷۰۰ میکروگرم فولیکاسید و ۷ میکروگرم ویتامین B12 به طور روزانه از طریق غلات به مدت ۲ ماه، کاهش یافت.
میزان پیشنهادی دریافت روزانه (RDI)
موسسه پزشکی آمریکا (IOM)، توصیه میکند که هر فرد بالای ۵۰ سال باید اکثر مقادیر ویتامین B12 خود را از غذاهای تقویتی یا مکملها دریافت کند. در حین بارداری توصیه میشود که بانوان روزانه مقدار ۲.۶ میکروگرم و تا مقدار ۲.۸ میکروگرم را در حین شیردهی برای جبران نیازهای غذایی جنین/نوزاد، مصرف کنند.کمیته تغذیه موسسه آمریکایی متخصصین اطفال، مصرف روزانه مقدار ۰.۱۵ میکروگرم ویتامین B12 را به ازای ۱۰۰ کیلوکالری انرژی دریافتی برای نوزادان و کودکان قبل از سنین بلوغ، توصیه میکند. سایر مقامات، دریافت مقدار ۰.۴-۰.۵ میکروگرم (بین صفر تا یک سالگی)، ۰.۹-۱.۸ میکروگرم (بین سنین یک تا ده سالگی) و ۲.۴ میکروگرم (در سنین بالای ۱۰ سال) را توصیه میکنند. رژیم غذایی غربی به طور متوسط مقدار ۳-۱۵ میکروگرم ویتامین B12 را در روز فراهم میکند اما این مقدار میتواند بین ۱-۱۰۰ میکروگرم در روز متغیر باشد.
مکملها و غذاهای تقویتی
فرک کلی ویتامین B12 که در مکملها استفاده میشود، سیانوکوبالامین است. این ماده به فرم تزریقی و به عنوان ژل بینی برای درمان آنمی پرنیشس استفاده میشود. سیانوکوبالامین همچنین به فرم قرص و محلول خوراکی برای کمپلکس ویتامینهای B، مکملهای مولتیویتامین و ویتامین B12 کاربرد دارد. ویتامین B12 برای غنیسازی غلات و نوشیدنیهای خاص مورد استفاده قرار میگیرد. غنیسازی با ویتامین B12 به ویژه برای محصولاتی که برای افراد با رژیم غذایی حاوی مقدار کم ویتامین B12 مثل افراد گیاهخوار تهیه میشود، اهمیت دارد.
تاریخچه ویتامین B12
۱۸۲۴
اولین مورد آنمی پرنیشس و ارتباط احتمالی ان با اختلالات سیستم گوارشی توسط Combe شناسایی شد
۱۸۵۵
کومبی و آدیسون علایم بالینی آنمی پرنیشس را شناسایی کردند
۱۹۲۵
Whipple و Robbins مزایای مصرف جگر را در ساخت مجدد خون در سگهای مبتلا به آنمی نشان دادند
۱۹۲۶
مینوت و مورفی گزارش کردند که رژیم غذایی حاوی مقادیر زیادی از جگر، سطح طبیعی گلبولهای قرمز خون را در بیماران مبتلا به انمی پرنیشس بازمیگرداند. مقدار ویتامین B12 در کبد تعیین شد و مطالعات بر روی ترکیبات فعال مورد نظر (فاکتور ضد آنمی پرنیشس) آغاز شد
۱۹۲۹
Castle اظهار کرد که دو فاکتور در کنترل آنمی پرنیشس نقش دارد: فاکتور خارجی در غذا و فاکتور داخلی در ترشح طبیعی گوارشی. استفاده همزمان از این فاکتورها به ساخت گلبولهای قرمز کمک میکند که آنمی پرنیشس را بهبود میدهد
۱۹۳۴
ویپل، مینوت و مورفی، برای کار خود در زمینه تولید دارویی برای درمان آنمی پرنیشس جایزه نوبل را دریافت کردند
۱۹۴۸
ریکس، اسمیت و پارکر که به طور جداگانه کار میکردند، یک رنگدانه کریستالی قرمز رنگ را شناسایی کردند و آن را ویتامین B12 نامیدند
۱۹۴۸
West نشان داد که تزریق ویتامین B12 به میزان زیادی برای درمان بیماران مبتلا به آنمی پرنیشس موثر است
۱۹۴۹
Pierce و تیمش دو فرم کریستالی ویتامین B12 را جداسازی کردند که به طور برابر در درمان آنمی پرنیشس موثر بودند. یک فرم حاوی سیانید (سیانوکوبالامین) و فرم دیگر حاوی هیدروکسیکوبالامین است
۱۹۵۵
Hodgkin و همکارانش ساختار ملکولی سیانوکوبالامین و فرمهای کوآنزیمیاش را با استفاده از کریستالوگرافی با اشعه X تعیین کردند
۱۹۵۵
Eschenmoser و همکارانش در سوییس و Woodward و تیمش در آمریکا، ویتامین B12 را از کشتهای باکتریها/قارچهای خاصی ساختند
۱۹۷۳
ساخت شمیایی کامل ویتامین B12 توسط Woodward