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维生素B12(综述)

维生素B12中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)摘录维生素B12的化学名称为钴胺素(Cobal-amin),是一种预防和治疗恶性贫血的维生素。

20世纪30年代,美国内科医生Castle WB发现在正常人胃部可分离出一种“内因子”(Intrinsic Factor,IF),但在恶性贫血病患的胃分泌物中该因子缺失,患者食用动物的肝脏之后,能改善病情。

1948年美国学者Rickes和英国的Smith及Parker各自从肝脏中分离出一种具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质,定名为维生素B12。

1963年英国生物化学家D.C.Hodgkin利用X射线确定其分子晶体结构。

1973年完成人工合成。

近年来有关人群维生素B12营养状况的研究引起重视,人群维生素B12的缺乏率为3%~29%(Bailey,2004)。

欧美国家人群血浆维生素B12水平存在明显的种族和性别差异,并且有随年龄增加逐渐下降的趋势(Russell et al.,2001;Stabler and Allen,2004)。

中国成年人群血浆维生素B12水平也存在明显的地区和性别差异,南方人群血浆维生素B12水平高于北方人群,女性高于男性(郝玲等,2004)。

2007~2008年中国四城市2002名2~7岁儿童维生素B12营养状况流行病学调查结果显示,研究人群血清维生素B12平均水平为755ng/L,维生素B12缺乏检出率为1.5%,边缘性缺乏检出率为3.2%(李宁等,2009)。

一、结构与理化性质维生素B12是一组含钴的类咕啉化合物。

其结构式系由4个还原性吡咯环相连结成一个称为咕啉(corrin)的大环,中心是一个钴元素。

维生素B12一般的药用形式是氢钴胺,其化学名为α-5,6-二甲基苯并咪唑-氰谷酰胺,其中的氰基(CN)可由其他基团代替,成为不同类型的钴胺素。

结构式如图11-4-1所示。

维生素B12为红色结晶,可溶于水,在PH值4.5~5.0的弱酸性条件下最稳定,强酸(PH <2)或碱性溶液中则分解。

遇热有一定程度的破坏,但快速高温消毒损失较小。

遇强光或紫外线易被破坏。

二、消化吸收和代谢食物中的维生素B12与蛋白质相结合,在胃内酸性环境中释放出游离钴胺素,游离钴胺素与壁细胞分泌的咕啉结合蛋白结合成R蛋白复合物。

在小肠中该复合物被胰蛋白酶分解,释放出游离钴胺素。

后者与胃黏膜细胞分泌的内因子(IF)结合成维生素B12-IF复合物,并与回肠黏膜上皮细胞的维生素B12-IF受体结合,使维生素B12再次游离并在回肠部被吸收。

游离钙和碳酸氢盐有利于维生素B12的吸收。

各种因素引起胃酸过少,胰蛋白酶分解不足及回肠疾病均可降低维生素B12的吸收率(Hambidge,2010)。

蛋、肉和鱼中的维生素B12有25%~65%被吸收(Russell et al.,2001;Stabler and Allen,2004)。

健康成人膳食维生素B12的吸收率约为50%(IOM,1998)。

维生素B12进入血循环后,与血浆蛋白结合为维生素B12运输蛋白,包括钴胺传递蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(Transcobalamin Ⅰ,TCI,Transc-balaminⅡ,TCⅡ,Transco-balaminⅢ,TCⅢ)。

TCⅡ是维生素B12主要转运蛋白,将维生素B12运输至细胞表面具有TCⅡ-维生素B12特异受体的组织,如肝、肾、骨髓、红细胞、胎盘等,通过受体介导胞吞作用进入细胞,在细胞内与转运蛋白分离后参与体内代谢反应。

体内维生素B12的储存量为2~3mg,其中约50%储存于肝脏(Carmel,2006)。

每日有小量的维生素B12分泌入胆汁,维生素B12的肝肠环对其重复利用和体内稳定十分重要,正常情况下约有一半可被重吸收。

维生素B12主要从粪便排出,此外通过皮肤和肾脏也有丢失。

每日丢失量为储存量的0.1%~0.2%(IOM,1998;Carmel,2006)。

三、生理功能维生素B12在体内以甲基B12(甲基钴胺素)和辅酶B12(5-脱氧腺苷钴胺素)两种辅酶形式存在并参与生化反应。

(一)甲基转移酶的辅酶作为甲基转移酶的辅助因子参与蛋氨酸、胸腺嘧啶的体内合成,从而促进蛋白质和核酸的生物合成。

例如甲基B12作为蛋氨酸合成酶的辅助因子,从5-甲基四氢叶酸获得甲基后转而供给同型半胱氨酸,并在蛋氨酸合成酶的作用下合成蛋氨酸。

(二)参与甲基丙二酸-琥珀酸异构化过程体内代谢过程中,由甲基丙二酰辅酶A转变成琥珀酰辅酶A的反应需要辅酶B12参与。

当维生素B12缺乏时,此反应不能进行,导致血清中甲基丙二酸堆积,尿中甲基丙二酸排出量增多。

四、缺乏与过量的危害(一)缺乏维生素B12缺乏症并不罕见,其对健康的影响,特别是对老年人的影响越来越引起重视(Loikas et al.,2007)。

素食者、母亲为素食者的婴幼儿和老年人是维生素B12缺乏的高危人群(Assantachai and Lekhakula,2007;Clarke et al.,2004)。

膳食摄入不足;各种因素引起胃酸过少;胰蛋白酶分泌不足;回肠疾病及血清全转钴胺素Ⅱ运输蛋白合成减少等均可导致维生素B12吸收减少,进而导致维生素B12缺乏。

有研究表明常染色体隐性遗传病造成的先天性维生素B12转运及代谢异常也会导致维生素B12缺乏(Robert,2003)。

1.巨幼红细胞贫血维生素B12参与细胞的核酸代谢,为造血过程所必需。

维生素B12缺乏时,5-甲基四氢叶酸脱甲基转变成四氢叶酸的反应不能进行,进而引起合成胸腺嘧啶所需的5,10-亚甲基四氧叶酸形成不足,以致红细胞中DNA合成障碍,诱发巨幼红细胞贫血。

2.神经系统损害维生素B12缺乏可引起斑状或弥漫性的神经脱髓鞘,这种进行性的神经病变起始于末梢神经,逐渐向中心发展累及脊髓和大脑,形成亚急性复合变性,出现精神抑郁、记忆力下降、四肢震颤等神经症状(Smith and Refsum,2009;Black,2008)。

有研究认为维生素B12引起的神经系统损害是由于甲基维生素B12不足导致蛋氨酸和S-腺苷蛋氨酸合成障碍所致,甲基的传递活性被认为是神经系统发挥正常功能的基础。

3.引起高同型半胱氨酸血症维生素B12缺乏与叶酸缺乏一样可引起高同型半胱氨酸血症,维生素B12缺乏导致同型半胱氨酸不能转变为蛋氨酸而在血液中堆积。

高同型半胱氨酸血症不仅是心血管疾病的危险因素,还可对脑细胞产生毒性作用而造成神经系统损害。

有研究显示维生素B12缺乏可能与阿尔兹海默病、抑郁症、衰老和认知能力下降等疾病的发生或疾病的严重程度有关,但目前尚无定论(Stabler and Allen,2004;Robert,2003)。

(二)过量迄今未见从食物或补充剂中摄入过量维生素B12有害人体健康的报告(IOM,1998;EFSA,2006)。

长期给恶性贫血患者口服或肌注维生素B12量高达1~5ng/d未观察到有害作用(IOM,1998;SCF,2006)。

曾有报告提到一例痤疮患者可能与注射维生素B12有关(Hathcock,2004)。

五、营养状况评价(1)血清全转钴胺素Ⅱ反映维生素B12负平衡的早期指标。

HoloTCⅡ是把维生素B12释放到所有DNA合成细胞的循环蛋白质,约含血清维生素B12的20%,在血清中半衰期仅6min,因而维生素B12肠道吸收停止后1周内即可降到正常水平以下(Herbert,1987)。

一般以血清holo TCⅡ水平≤29.6pmol/L(40pg/L)可定为维生素B12负平衡(Clarke et al.,2007;Carmel,2002)。

(2)血清全结合咕啉(维生素B12结合咕啉)结合咕啉是循环中维生素B12的储存蛋白质,约含血清维生素B12的80%。

血清全结合咕啉与肝脏维生素B12的储存相平衡,当结合咕啉≤110pmol/L(150pg/mL)时表示肝脏维生素B12储存缺乏,进入维生素B12缺乏的第二期。

(3)脱氧尿嘧啶抑制试验用于维生素B12缺乏的第三期,及生化改变的评价。

当骨髓细胞或淋巴细胞的DNA合成降低时该实验出现异常。

(4)血清维生素B12浓度这是一个反映体内储存的指标,目前大多数实验室把传统的120!180pmol/L界值范围定义为正常。

(5)血清同型半氨酸及甲基丙二酸在维生素B12缺乏时其含量增高。

六、膳食维生素B12参考摄入量(一)推荐摄入量(适宜摄入量)1.成人国外维生素B12需要量研究大多是通过给维生素B12缺乏患者(恶性贫血)肌肉注射不同剂量的维生素B125,以血液学特性和能适当维持血清维生素B12浓度为基础计算出来的。

Darby等对恶性贫血患者肌肉注射不同剂量的B12,观察发现一半患者达到维持最大红细胞生成的B12肌注计量是1.4ug/d。

其他一些对恶性贫血患者的短期或长期试验也得到相近结果。

对若干B12摄入较低(0.3~1.5ug/d)者的调查也提示B12至少需要1.5ug/d。

因此,视1.5ug/d为患者的平均需要量。

由于恶性贫血患者借助内因子在肠道吸收维生素B12时不能充分发挥功能,不能重新吸收排泄到胆汁中的维生素B12,可使维生素B12损失量达0.5ug/d左右,因此推算有正常肠道吸收能力的健康成年人需要量时,应减去其损失量,即1.0ug/d,并用吸收率(50%)校正,得到男女成人维生素B12的EAR=(1.5-0.5)/0.50=2.0ug/d。

设CV=10%,得到RNI=2.4ug/d(IOM,1998)。

需要量的测定还可采用要因加算法,即要补偿维生素B12丢失所需的膳食维生素B12摄入量,也即膳食维生素B12需要量=维生素B12日丢失量/维生素B12吸收率。

法国2001年和荷兰2003年用要因加算法分别计算出膳食维生素B12需要量为2.0ug/d(Doets et al.,2013)。

如果我们使用文献中较认可的数据计算(IOM,1998;Doets et al.,2013)即用维生素B12身体储存量平均范围1060~3900mg、维生素B12每日丢失身体储存量0.1%~0.2%和食物吸收率50%计算,则膳食维生素B12需要量粗略地在2~16ug/d范围。

测定维生素B12需要量的较理想方法是给低维生素B12状态受试者补充不同剂量维生素B12,以达到正常状态的日摄入量作为需要量数值。

Dullemeijer等(2013)对2010年前发表的健康人群所有随机对照试验、前瞻性队列研究、病例-对照研究和横断面研究中有关膳食维生素B12摄入量和维生素B12状态(血清或血浆维生素B12、甲基丙二酸(MMA)、血清全转钴胺素等)关系进行了剂量-反映关系的明确切点水平,也即未能得到可接受的维生素B12需要量数值(Doets et al.,2013)。

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