Kobalamina | Witamina B12

1.1. Historia i pochodzenie

Kobalamina (witamina B12) to organiczna substancja, rozpuszczalna w wodzie, która zaliczany jest do witamin z grupy B. Ze względu na strukturę chemiczną należy ona do związków kompleksowych. Funkcję atomu centralnego w tym przypadku pełni kobalt na III stopniu utlenienia. Stąd też wynika nazwa witaminy – kobalamina. Atom centralny koordynowany jest czterema atomami azotu, pochodzącymi ze sprzężonych pierścieni pirolowych, które łącznie tworzą makrocykliczny układ koronowy.

Historia odkrycia witaminy B12 związana jest z poważną chorobą, dziesiątkującą ludność. Chodziło o anemią złośliwą, której przyczyną było zaburzenie produkcji czerwonych krwinek. W 1926 roku Whipple oraz jego współpracownicy przeprowadzili doświadczenie, w którym psom spuszczono krew wywołując u nich objawy niedokrwienia. Następnie podawano im różne pokarmy i sprawdzano, czy pomagają one psom wyzdrowieć. Największą poprawę zauważono, gdy zwierzętom podawano surową wątrobę. Kolejna para naukowców (Murphy i Minot) przeprowadziła następne badania, których celem było określenie jaki składnik mięsa posiadał te lecznicze właściwości. Za wyniki swoich prac Whipple, Minot i Murphy zostali w roku 1934 uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie medycyny. Po 6 latach żmudnej pracy inny naukowiec w roku 1948 po raz pierwszy wyizolował z wątroby czysty, krystaliczny związek o czerwonym zabarwieniu (stąd potoczna nazwa kobalaminy – czerwona witamina). Jak się później okazało podawanie tej substancji w ilości kilku miligramów zapobiegało powstawaniu anemii. W swoim składzie zawierała ona dwa bardzo ważne pierwiastki – fosfor i kobalt. Budowa witaminy została opracowana dopiero w roku 1956 przez Hodgkina – laureata Nagrody Nobla w dziedzinie chemii za rentgenostrukturalne badania budowy substancji ważnych biochemicznie.

Kobalamina to ostatnia z odkrytych witamin z grupy B. Jest to także jedyny przedstawiciel tej grupy, który może być z powodzeniem magazynowany w organizmie, głównie w wątrobie. Proces jej przyswajania jest dość skomplikowany. Aby wchłanianie miało bowiem miejsce, konieczne jest produkowanie odpowiedniej ilości kwasu żołądkowego. Gdy jego stężenie jest prawidłowe, aktywowane zostają enzymy trawienne oddzielające tę witaminę od białek pochodzących z pokarmu. W kolejnym etapie dochodzi do wiązania kobalaminy z tzw. czynnikiem wewnętrznym (IF, ang. intrinsic factor), inaczej czynnikiem Castle’a, który jest białkiem produkowanym przez komórki okładzinowe śluzówki żołądka. Następnie powstały addukt transportowany jest do jelita cienkiego, gdzie dochodzi do jego wchłaniania. Stąd drogą krążenia wrotnego witamina wraz białkiem dociera do wątroby, czyli do miejsca magazynowania. Rezerwy kobalaminy wynoszą zazwyczaj kilka miligramów i wystarczają na okres od 1 do 2 lat.

Nazwa witaminy B12 to ogólne pojęcie, pod którym kryją się cztery związki z grupy kobalamin: cyjano-, hydroksyl-, metylo- i dezoksyadenozylokobalamina (zawierające odpowiednio ugrupowanie -CN, -OH, -CH3 oraz jednostkę 5’-deoksyadenozylową jako podstawnik kobaltu). Rola tej witaminy w organizmie jest ogromna. Przede wszystkim jest to bardzo ważny koenzym w reakcjach metylacji. Ma to zasadnicze znaczenie w przemianie białek, węglowodanów oraz tłuszczów. Ponadto odpowiada za prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego, w tym wzmacnianie osłonki mielinowej oraz za powstawanie neuroprzekaźników. Uczestniczy także w procesie produkcji czerwonych krwinek w szpiku kostnym (erytropoeza) oraz bierze udział w syntezie DNA i RNA w erytroblastach. Kobalamina jest również kofaktorem dwóch bardzo ważnych enzymów: syntazy metioninowej oraz mutazy metylomalonylo-CoA. Jej odpowiedni poziom jest także niezbędny do przemiany kwasu foliowego w aktywny tetrahydrofolian. Ten ostatni związek łącznie z witaminą B12 pełnią kluczową rolę w stabilizacji genomu ludzkiego.

W związku z tym, że witamina B12 pełni wiele ważnych funkcji w organizmie, jej niedobór manifestuje się jako złożony zespół chorobowy. Niski poziom kobalaminy skutkuje głównie objawami psychicznymi oraz neurologicznymi, takimi jak: przewlekłe uczucie zmęczenia, osłabienie, wahania nastroju, niekontrolowane napady gniewu, a także problemy z pamięcią czy depresja. Symptomami niedoboru tej witaminy mogą być również pojawiające się w jamie ustnej afty bądź plamy na języku. Ponadto jej niewystarczająca ilość jest czynnikiem zwiększającym ryzyko miażdżycy oraz anemii.

1.2. Klasyfikacja

Kobalamina to witamina niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu, gdyż bierze udział w wielu procesach zachodzących w jego wnętrzu. Można ją zaliczyć do grupy neuromodulatorów. W ośrodkowym układzie nerwowym uczestniczy w syntezie neuroprzekaźników monoaminowych, a tym samym usprawnia neurotransmisję, a także przeciwdziała chorobom neurodegeneracyjnym wynikającym z niskiego poziomu tych substancji w mózgu. Odpowiedni poziom witaminy B12 jest również kluczowy dla powstawania S-adenozylometioniny, która z kolei jest niezbędna w przebiegu procesów detoksykacji ośrodkowego układu nerwowego. Witamina ta jest ponadto konieczna w przekształcaniu homocysteiny w metioninę. Nadmiar tej pierwszej skutkuje natomiast zaburzeniami czynności układu sercowo-naczyniowego oraz układu nerwowego. Kobalamina jest również ważna w procesach metabolicznych, w szczególności w rozkładzie węglowodanów złożonych na cukry proste. Wykazano również, że witamina ta poprzez stymulację namnażania komórek skóry wpływa korzystnie na wygląd skóry, a także na kondycję włosów i paznokci.

1.3. Występowanie

W organizmie człowieka nie istnieją szlaki metaboliczne prowadzące do powstawania witaminy B12. Jej biosynteza ma miejsce wyłącznie w organizmach prokariotycznych. W związku z tym kobalamina nie jest naturalnym składnikiem żadnej rośliny. Produkowana jest natomiast głównie przez mikroorganizmy bytujące w przewodzie pokarmowym ssaków. Tak więc głównymi źródłami kobalaminy w diecie są produkty pochodzenia zwierzęcego, a także warzywa poddane procesom fermentacji. Przykładem tych ostatnich jest “miso”, czyli sfermentowane ziarna soi. Witaminę B12 można znaleźć również w niektórych gatunkach alg. Produktami spożywczymi bogatymi w tę witaminę są przede wszystkim: mięso przeżuwaczy, ryby, skorupiaki, drób, mleko, podroby, jaja oraz sery. W tabeli zestawiono zawartość kobalaminy w określonych produktach spożywczych.

Tabela. Zawartość witaminy B12 w wybranych produktach spożywczych (mg/100 g produktu)

2.1. Układ nerwowy

2.1.1. Synteza neuroprzekaźników

WItamina B12 pełni rolę koenzymu (rodzaj kofaktora, czyli niebiałkowego składnika enzymu niezbędnego do jego aktywności) w produkcji ważnych neurotransmiterów monoaminowych: dopaminy, serotoniny i norepinefryny. W efekcie, niski poziom kobalaminy skutkuje zaburzeniami syntezy tych neuroprzekaźników, co może prowadzić do ograniczenia zdolności komunikowania się komórek w ośrodkowym układzie nerwowym. Niedobór neuromediatorów z grupy monoamin manifestuje się w gorszym samopoczuciu, obniżeniu energii czy problemach ze snem. Dodatkowo deficyt dopaminy jest przyczyną rozwoju choroby Parkinsona. Odpowiedni poziom witaminy B12 jest więc niezbędny do prawidłowego funkcjonowaniu mózgu oraz w profilaktyce niektórych schorzeń o podłożu neurodegeneracyjnym.

2.1.2. Metabolizm homocysteiny

Witamina B12 jest niezbędna w procesie przekształcania homocysteiny w metioninę. W przypadku, gdy poziom witaminy jest za niski, transformacja ta zostaje zahamowana, w efekcie czego dochodzi do kumulowania się homocysteiny, która w wysokim stężeniu jest toksyczna dla ośrodkowego układu nerwowego. Nadmiar tej substancji powoduje zniszczenie nerwów, zaburzenia komunikacji międzyneuronalnej oraz kurczenie się struktur mózgowych. W następstwie tego dochodzi do szybszego starzenia się mózgu oraz drastycznego spadku funkcji poznawczych. Dodatkowo homocysteina w wysokim stężeniu wpływa negatywnie na funkcjonowanie i strukturę naczyń krwionośnych – powoduje sztywność i zgrubienie tętnic. W następstwie tych zmian przepływ krwi w ośrodkowym układzie nerwowym zostaje zablokowany, co znacząco zwiększa ryzyko udaru bądź innego uszkodzenia mózgu.

2.1.3. Detoksykacja ośrodkowego układu nerwowego

W procesie detoksykacji ośrodkowego układu nerwowego kluczowa rolę odgrywa SAM-e (S-adenozylometionina), który jest donorem grupy metylowej. Przyłączenie reszty -CH3 do innych cząsteczek sprawia, że są one łatwiej z niego usuwane. Aby w organizmie stężenie SAM-e znajdowało się na odpowiednim poziomie, konieczne jest utrzymywanie wysokiej ilości witaminy B12. Jej niedobór powoduje więc deficyty S-adenozylometioniny, a tym samym prowadzi do zatrucia ośrodkowego układu nerwowego. Efektem tego jest niszczenie tkanki mózgowej, co z kolei zwiększa ryzyko rozwoju chorób neurodegeneracyjnych.

2.2. Metabolizm

Kobalamina jest niezbędna do prawidłowego przebiegu procesów metabolicznych. Witamina ta jest bowiem zaangażowana w rozkład złożonych węglowodanów na cukry proste, w następstwie którego organizm zaopatrywany jest w glukozę – główne paliwo potrzebne do przebiegu większości funkcji życiowych. Niedobór witaminy B12 sprawia więc, że ciało pozbawione jest głównego źródła energii, a metabolizm zostaje spowolniony.

2.3. Układ sercowo-naczyniowy

Wykazano, że odpowiedni poziom witaminy B12 ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowo funkcjonującego układu krążenia. Działanie to jest niezwykle ważne, gdyż zgodnie z danymi statystycznymi choroby serca są obecnie najczęstszą przyczyną śmierci. W niezależnych próbach wykazano, że kobalamina odgrywa kluczową rolę w procesie przekształcania homocysteiny w metioninę. Nadmiar tej pierwszej z kolei może przyczynić się do powstawania blaszek miażdżycowych wewnątrz naczyń krwionośnych, zwężając tym samym ich światło i zakłócając transport krwi. Suplementacja witaminy B12 jest więc korzystna dla prawidłowego funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego. Ważne jest również to, aby w tym przypadku dodatkowo stosować kwas foliowy oraz witaminę B6, gdyż tylko w takim składzie kobalamina jest w stanie ograniczać nadmiar homocysteiny.

Ponadto kobalamina zaangażowana jest w produkcję czerwonych krwinek w szpiku kostnym. Niedobór tej witaminy jest więc częstą przyczyną anemii (choroba Addisona-Biermera).

2.4. Wątroba

Wyniki badań włoskich naukowców, które opublikowane zostały na łamach czasopisma “Gut”, sugerują, że kobalamina może pomóc w leczeniu zapalenia wątroby typu C. Grupa badawcza udowodniła bowiem, że dodatek witaminy B12 do standardowej terapii, w której wykorzystywane są interferon oraz rybawiryny, pozwala zwiększyć szanse na skuteczne usunięcie wirusa HCV z organizmu. W swoich badaniach naukowcy podzielili uczestników (94 osoby) na dwie grupy. W pierwszej znaleźli się pacjenci, których poddano standardowemu leczeniu, w drugiej natomiast osoby leczone dodatkowo witaminą B12 (5000 μg co 4 tygodnie, przez 24 bądź 48 tygodni w zależności od genotypu wirusa). Otrzymane wyniki sugerują, że dodatek kobalaminy do terapii poprawił o ok. 34% efektywność leczenia u wszystkich pacjentów, podczas gdy najlepsze rezultaty zaobserwowano w grupie osób posiadających genotyp 1 wirusa, których leczenie przysparza najwięcej kłopotów.

2.5. Skóra

Witamina B12 jest niezbędna dla utrzymania zdrowego wyglądu skóry oraz dobrej kondycji włosów i paznokci. Wykazano bowiem, że substancja ta zaangażowana jest w proces namnażania komórek skóry. Wyniki badań w tym zakresie sugerują, że kobalamina aplikowana zewnętrznie (np. w postaci maści) łagodzi podrażnienia, zaczerwienienia, ogranicza suchość, zmniejsza lokalne stany zapalne oraz niweluje zmiany trądzikowe. Wykazuje również korzystne działanie w przypadku leczenia egzemy oraz łuszczycy. Dodatkowo udowodniono, że jej regularne stosowanie pomaga w utrzymaniu prawidłowej kondycji przydatków skórnych, takich jak włosy czy paznokcie.