葉酸(葉酸):定義、合成、吸収、輸送、および分布

葉酸 または葉酸(同義語:ビタミンB9、ビタミンB11、ビタミンM)は ジェネリック 親水性の用語(-可溶性)ビタミン。 このビタミンへの科学的関心は、1930年にルーシーウィルズによって要因が発見されたときに始まりました。 肝臓、酵母、および成長促進および抗貧血を有するほうれん草( 貧血)効果。 1938年、Dayはサルの実験で、適切な欠乏症であることを示しました。 ダイエット の症状を引き起こす 貧血 (貧血)そしてこれらはイースト菌を投与することによって排除することができ、 肝臓 準備。 酵母に含まれるこの治癒因子と 肝臓 当初はビタミンM(サル)と呼ばれていました。 ホウレンソウの葉からのこの因子の分離は、1941年にSnellらによって達成されました。 ラテン語の葉(=葉)に由来し、この物質には「葉酸「。 しかし、現代では、成長を刺激し、貧血を防ぐ(予防する)ことが知られています 貧血)元々呼ばれていた要因 葉酸 自然界では発生する形ではなく、その分離は人工的な製品でした。 葉酸は、 窒素-C6原子のメチル基を介してパラアミノ安息香酸環のアミノ基に結合したプテリジン環を含む–プテリジン酸。 グルタミン酸分子は、ペプチド結合(カルボキシル基とアミノ基の間の結合)を介してp-アミノ安息香酸のカルボキシル末端に結合しています。 したがって、葉酸の化学名はプテロイルモノグルタミン酸またはプテロイルモノグルタミン酸(PteGlu)です。 自然界には存在しない葉酸は、葉酸と明確に区​​別することができます[5-8、11、17]。 葉酸は生物学的システムの一部であるため、食品に自然に存在します。 葉酸と比較して、葉酸はまた、プテリジンとp-アミノ安息香酸分子-プテロイ酸-と グルタミン酸塩 残基。 しかしながら、後者は、そのガンマ-カルボキシル基でさらに共役され得る。 グルタミン酸塩 、グルタミル残基の数に応じて、プテロイルモノグルタミン酸(PteGlu)またはプテロイルポリグルタミン酸(PteGlu2-7)が得られます。 プテリジン環は、酸化され、二水素化された状態で存在します(2の付加 水素化 原子)または四水素化(4つの水素原子の追加)がそれぞれ形成されます。 最後に、葉酸はグルタミル鎖の長さ、水素化の程度( 水素化 プテリジン分子の原子)、およびさまざまなC1ユニットの置換(交換)(1-カーボン 単位)、メチルなど、 ホルムアルデヒド、およびギ酸残基、N5およびN10原子[1-3、9、10、15、18、21]。 ビタミンB9の生物学的に活性な形態は、5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸(THF)とその誘導体(誘導体)です。 THFは重要な補酵素の形態であり、メチル基、ヒドロキシメチル基(活性化)などのC1部分の受容体(受容体)および伝達物質として機能します。 ホルムアルデヒド)、およびホルミル基(活性化 ギ酸)、特にタンパク質と核酸の代謝において[1-3、9、15、18]。 さまざまな代謝反応に由来するC1残基は、THF – THF-C1化合物–に結合し、その助けを借りて適切なアクセプター(レシーバー)に転送されます。 酸化状態が異なるさまざまなTHF-C1化合物は、互いに変換可能です。 以下のTHF-C1化合物は人体で発生します。

  • C1残基ギ酸塩を含むTHF(ギ酸).
    • 10-ホルミルTHF
    • 5-ホルミル-THF
    • 5,10-メテニル-THF
    • 5-フォルミミノ-THF
  • C1残基を含むTHF ホルムアルデヒド (メタナール)。
    • 5,10-メチレンTHF
  • C1残留メタノールを含むTHF
    • 5-メチルTHF

葉酸は、天然の葉酸化合物と比較して最高の安定性と酸化状態を持ち、純粋な物質としてほぼ定量的(完全に)吸収されます。 このため、合成生産後、 ビタミン剤一方、モノグルタミン酸5-メチルテトラヒドロ葉酸(5-MTHF、 カルシウム L-メチルフォレート)。 バイオアベイラビリティ との低下 ホモシステイン レベル(天然に存在するアミノ酸、増加した 濃度 損傷する可能性がある )、生物学的活性型5-MTHFは葉酸と同等です– 1 µg 5-MTHFは1 µgの合成葉酸と同等(同等)です。 の影響を調査する長期研究 管理 葉酸または5-MTHFの葉酸への影響 濃度 in 赤血球 (赤 欧州食品安全機関(engl。:European Food Safety Authority、EFSA 5)の科学委員会によると、2004-MTHFの使用に対する安全上の懸念はありません。食品中の葉酸の供給源として、そして合成可能な天然の形態は、食用食品での使用が承認されており、 サプリメント 2006年5月以降、葉酸の代わりにXNUMX-MTHFを使用できるようになりました。

吸着

葉酸は動物性食品と植物性食品の両方に含まれており、プテロイルモノグルタミン酸として存在しますが、主にプテロイルポリグルタミン酸(60〜80%)として存在します。 これらは酵素的に切断されなければなりません 十二指腸 前の近位空腸 吸収。 加水分解(との反応による開裂 )ガンマグルタミルによって発生します カルボキシペプチダーゼ (コンジュガーゼ)腸細胞(腸の細胞)の刷子縁膜 上皮)、ポリグルタミルフォレートをモノグルタミルフォレートに変換します。 後者は腸に取り込まれます 粘膜 活性細胞による細胞(腸の粘膜細胞) グルコース - と ナトリウム飽和速度論に続く依存キャリアメカニズム。 モノグルタミル葉酸の20-30%は、葉酸とは独立した受動輸送メカニズムを介して吸収(吸収)されます 線量 [1-3、10、18、20、21]。 合成葉酸などのプテロイルモノグルタミン酸はほぼ完全に吸収されますが(> 90%)、ポリグルタミン酸化合物には 吸収 限られたコンジュガーゼ活性に起因する不完全な酵素的切断のためにわずか約20%の割合[2、5-8、10-12、16、18]。 個々の葉酸の含有量とモノグルタミン酸とポリグルタミン酸の比率は大きく異なり、食品調製中のビタミン損失を計算するのは難しいため、実際の葉酸に関する正確な情報を提供することはできません。 吸収。 現在の基準値によると、 バイオアベイラビリティ 食品に含まれる葉酸化合物については、約50%と想定できます。 モノグルタミン酸化合物とポリグルタミン酸化合物の吸収率が異なると、葉酸当量(FE)という用語が生じます。 同等の用語は次のように定義されます。

  • 1 µgFÄ = 1 µg食餌性葉酸。
  • 1 µgの食餌性葉酸= 0.5 µgの合成葉酸
  • 1 µgの合成葉酸= 2 µgの食餌性葉酸(または2 µgFÄ)。

ビタミンB9の吸収は、pHに依存するプロセスであり、pH6.0で最大の吸収があります。 pHに加えて、細胞構造からの葉酸の放出、食品マトリックスの種類(食品のテクスチャー)、および有機物などの他の食事成分の存在 、葉酸結合 タンパク質、還元物質、およびコンジュガーゼ阻害因子も影響を及ぼします バイオアベイラビリティ ビタミンB9の。 したがって、動物性食品からの葉酸は、植物由来の食品からの葉酸に結合するため、よりよく吸収されます。 タンパク質。 吸収されたモノグルタミル葉酸は腸細胞(腸の細胞)で変換されます 上皮)7,8-ジヒドロ葉酸(DHF)を介して代謝的に活性な5,6,7,8-THFへのXNUMXつの還元ステップにより、ポータルを介して肝臓に到達します 静脈 部分的にメチル化(5-MTHF)およびホルミル化(10-ホルミル-THF)型ですが、主に遊離THFとしてのC1置換基はありません。

体内での輸送と分布

肝臓では、テトラヒドロ葉酸のメチル化が起こります。 マイナーなホルミル化反応も発生するため、ビタミンB9が循環します。 主に5-MTHF(> 80%)として、そしてより少ない程度で10-ホルミル-THFおよび遊離THFとして。 一方、10-ホルミル-THF 濃度 血清中の血清は健康な成人では一定であり、急速に成長する組織では上昇します。 血清中、親和性の低い葉酸化合物の50〜60%(結合 )に非特異的にバインドされている アルブミン、α-マクログロブリンおよび トランスフェリンさらに、血清葉酸に高い親和性で結合するが、ごく少量(ピコグラム(pg)の範囲)である特定の葉酸結合タンパク質が存在します。 この結合タンパク質の主な機能は、酸化された葉酸を肝臓に輸送することです。肝臓では、生物学的に活性なTHFへの還元が起こります。 女性が取っている観察 経口避妊薬 (経口避妊薬)および 妊娠 葉酸結合のレベルが高い タンパク質 男性と子供よりもホルモンの影響を示唆しています。血清葉酸レベルは、基礎条件下で7〜17 ng / mlの範囲であり、最後の食物摂取の時間(禁欲期間)、葉酸摂取のレベル、および個々の葉酸供給によって決定されます。 血中を循環するモノグルタミル葉酸、主に5-MTHFは、 赤血球 (赤血球)および飽和動態の法則に従った末梢細胞、およびに局在する特別な担体タンパク質 細胞膜 輸送の仲介。 還元型葉酸は、酸化型葉酸よりもこの膜貫通輸送タンパク質に対して有意に高い親和性を持っています。 ビタミンB9のモノグルタミン酸化合物の通過 血液脳関門 (血液の間の脳に存在する生理学的障壁 循環 そして中心 神経系)おそらく飽和速度論に従っても発生します。 脳脊髄液(CSF、脳脊髄液)は、血清の2〜7倍の葉酸レベルを持っています。 細胞内では、プテロイルモノグルタミン酸はポリグルタミン酸型(PteGlu5-XNUMX)に変換され、主にペンタグルタミン酸またはヘキサグルタミン酸に変換されます。これは、この型でしか保持または保存できないためです。 この目的のために、XNUMX-MTHFを最初に脱メチル化する必要があります(メチル基の酵素的切断)–このプロセスは ビタミンB12-依存性–ポリグルタミン酸シンテターゼ(転移する酵素)によって変換できるようにします グルタミン酸塩 グループ)。 に 赤血球 (赤血球)、デオキシヘモグロビン(酸素-不足している形式 ヘモグロビン)、主に4〜7個のグルタミン酸で構成されています 。 赤血球の葉酸濃度は、血清中の葉酸含有量を約40倍(200〜500 ng / ml)上回っています。 成熟赤血球では、ビタミンB9には代謝機能はなく、貯蔵機能しかありません。 とは異なり 網状赤血球 かなりの量の葉酸を取り込む(吸収する)(「幼若」赤血球)、成熟した赤血球(赤血球)は、葉酸に対してほとんど不浸透性(不浸透性)です。 このため、赤血球の葉酸レベルは、大きく変動する(変動する)血清葉酸レベルよりも確実にビタミンB9の状態を反映します。 ビタミンB9はすべての組織に見られ、 ディストリビューション パターンは、組織の有糸分裂率(細胞分裂率)への依存性を示しています。造血細胞や上皮細胞など、分裂率の高い細胞系では、葉酸濃度が高くなっています。 ヒトの葉酸の全身含有量は5-10mgであり、その半分は主に5-MTHFの形で、わずかに10-ホルミル-THFとして肝臓に局在しています。 肝臓は主な貯蔵器官であり、他の器官への供給を調節します。 ビタミンB9の生物学的半減期(生物学的プロセスのために物質の濃度が半分に減少する時間)は約100日です。体の蓄えが少ないため、血清ビタミンB9レベルはわずか3〜4週間維持できます葉酸を含まない ダイエット。 食事中の葉酸の欠乏が続く場合、血清葉酸濃度の低下後、の過剰なセグメンテーション(「右シフト」) 好中球顆粒球 (白血球 自然免疫防御の一部である)は、10〜12週間以内、18週間後、赤血球の葉酸レベルの低下、4〜5か月後、 巨赤芽球性貧血 (核を含む平均よりも大きい赤血球前駆細胞を伴う貧血および ヘモグロビン セクションに 骨髄)、に表示されます 血球数 高色素性、大球性貧血として(同義語: 巨赤芽球性貧血; 貧血(貧血)による ビタミンB12、チアミン、または葉酸の欠乏、赤血球生成の障害(赤血球産生)をもたらします)。

排泄

10日あたり90〜XNUMX µgのモノグルタミル葉酸が排泄される量 胆汁 対象となる 腸肝循環 (肝臓- 循環)そしてほぼ定量的に再吸収されます。 小腸 または特定の腸セグメントの切除(外科的除去)は経腸再吸収を損ないます。 急速に利用可能で、比較的大きな胆道( 胆汁)葉酸モノグルタミン酸プール–胆汁中の葉酸濃度は血漿中の葉酸濃度を10倍上回ります–小さな細胞内葉酸プール(肝臓および肝外組織での貯蔵)とともに、消化性ビタミンB9供給の短期変動を調節します–葉酸ホメオスタシス(一定の葉酸血清レベルの維持)。 生理学的(代謝では正常)な葉酸摂取量では、1〜12 µg(葉酸モノグルタミン酸の吸収量の約10〜20%)のみが毎日排出されます。 腎臓 葉酸、5-MTHF、10-ホルミル-THF、およびプテリジンやアセトアミドベンゾイルグルタミン酸誘導体などの不活性分解生成物の形で; ビタミンの大部分は尿細管で再吸収されます(腎尿細管による再吸収)。 ビタミンB9の供給不足は腎臓を引き起こします( 腎臓)尿細管再吸収を刺激することにより排泄が減少する。 糞便(糞便)に排泄される葉酸化合物の量は、微生物によって合成された葉酸(ビタミンB9によって形成される)のために評価するのが困難です 細菌 腸の遠位(下部)部分)は、吸収されていないビタミンB9に加えて、常に葉酸に排泄されます。 糞便には、摂取した葉酸よりも5〜10倍多い葉酸が含まれていると考えられています ダイエット.