Riboflavinas (vitaminas B2): apibrėžimas, sintezė, absorbcija, transportavimas ir paskirstymas

Riboflavinas (vitaminas B2) yra hidrofilinis (vanduo-tirpus) B grupės vitaminas. Jis vizualiai skiriasi nuo daugumos hidrofilinių vitaminai intensyviai geltona fluorescuojančia spalva, kuri atsispindi jos pavadinime (flavus: geltona). Istoriniai Jurgio vardai riboflavinas apima ovoflaviną, laktoflaviną ir uroflaviną, kurie nurodo pirmą šios medžiagos išskyrimą. 1932 m. Warburgas ir Christianas iš mielių gavo „geltoną fermentą“ ir nustatė, kad jis yra koenzimatiškai aktyvus flavino mononukleotidas (FMN). Sistemos struktūra riboflavinas 1933–34 m. išaiškino Kuhnas ir Wagneris-Jaureggas, o 1935 m. sintezavo Kuhnas, Weygandas ir Karreris. 1938 m. Wagneris atrado flavino adenino dinukleotidą (FAD) kaip D-amino rūgščių oksidazės kofermentą. Pagrindinė vitamino B2 struktūra yra triciklinė izoaloksazino žiedo sistema, pasižyminti ryškiomis redokso savybėmis (redukcijos / oksidacijos savybėmis). Prie izoaloksazino molekulės N10 atomo pritvirtintas penkiavalentis ribitolis alkoholis cukrus tai yra kritinė vitamino veiksmingumui. Biologiškai aktyvus vitamino B2 junginys yra 7,8-dimetil-10- (1-D-ribitil) izoaloksazinas. IUPAC (Tarptautinė grynosios ir taikomosios chemijos sąjunga) pasiūlė riboflavino terminą kaip trumpą pavadinimą. Kaip ir tiaminas (vitaminas B1), riboflavinas pasižymi dideliu struktūriniu specifiškumu, todėl net ir nedidelius molekulinės struktūros pokyčius gali lydėti vitamino veiksmingumo sumažėjimas ar praradimas arba tam tikrais atvejais - antagonistinis (priešingas) veikimo būdas. Ribitilo likučių pakeitimas galaktozė (→ galaktoflavinas) sukelia stipriausią antagonistinį poveikį ir greitai sukelia klinikinį vitamino B2 trūkumą. Ribitolio šoninę grandinę pakeičiant kitais angliavandenių analogais, tokiais kaip arabinozė ir liksozė, antagonizmas yra silpnesnis ir kai kuriais atvejais ryškus tik kai kurioms gyvūnų rūšims, pavyzdžiui, žiurkėms. Norėdamas išskleisti biologinį aktyvumą, riboflavinas turi būti fosforilinamas ribitolio šoninės grandinės C5 atome veikiant riboflavino kinazei (fermentui, pernešančiam fosfatas likučius skaldant adenozino trifosfatas (ATP)) (→ flavino mononukleotidas, FMN) ir vėliau adenilintas (→ flavino adenino dinukleotidas, FAD) pirofosforilaze (fermentas, perduodantis adenozino monofosfato (AMP) liekanas vartojant ATP). FMN ir FAD yra pagrindiniai riboflavino dariniai (dariniai) ir veikia kaip oksidazių ir dehidrogenazių kofermentai. Gyvūnų ir augalų organizmuose daugiau kaip 100% fermentai (enzimai)Yra žinoma, kad žinduoliuose daugiau nei 60 fermentų priklauso nuo FMN ar FAD - vadinamieji flavoproteinai arba flavino fermentai. Vitaminas B2 yra labai stabilus karščiui, deguonis jautrus ir labai jautrus UV spinduliams, palyginti su kitais vitaminai. Riboflavinas ir su baltymais nesusiję flavino dariniai yra lengvai fotolitiškai skaidomi (molekulės skilimas veikiant UV šviesai) į vitaminuose neaktyvų lumichromą (dimetilizoaloksaziną) arba lumiflaviną (trimetilizoaloksaziną), kuriuose alifatinė šoninė grandinė yra dalinai arba visiškai suskaidyta. . Dėl šios priežasties produktus, kurių sudėtyje yra vitamino B2, reikia laikyti sandariuose induose ir apsaugoti nuo šviesos.

sintezė

Riboflaviną sintetina augalai ir mikroorganizmai, o į gyvūnų organizmą patenka per maisto grandinę. Todėl vitaminas B2 yra plačiai paplitęs augaluose ir gyvūnuose ir jo yra daugelyje maisto produktų.

Absorbcija

Maiste riboflavinas yra laisvos formos, bet pirmiausia kaip su baltymais susijęs FMN ir FAD - flavoproteinas. Riboflaviną išskiria skrandžio rūgštis nespecifinės fosfatazės ir pirofosfatazės (fermentai (enzimai) kad hidroliziškai (su vanduo susilaikymas) skilti fosfatas likučiai) viršutinio plonoji žarna, absorbcija (absorbcija per žarnyną) laisvo riboflavino viršutinėje dalyje plonoji žarna, ypač proksimalinėje tuščiojoje žarnoje (tuščioje žarnoje), taikoma a dozė- priklausomas dvigubo transporto mechanizmas. Fiziologinėje (normalioje apykaitoje) riboje iki maždaug 25 mg riboflavinas aktyviai absorbuojamas reaguojant į a natris gradientas pagal nešiklį pagal sodrumo kinetiką. Virš fiziologinių dozių absorbcija vitamino B2 papildomai atsiranda pasyvios difuzijos būdu [1, 2, 4-6, 8]. absorbcija suvartojus fiziologines dozes, riboflavino norma yra vidutiniškai 50–60%. B grupės vitamino suvartojimas dietiniame sudėtyje ir tulžies rūgštys skatinti įsisavinimą. Manoma, kad uždelstas skrandžio ištuštinimo greitis ir ilgesnis virškinimo trakto tranzito laikas vaidina svarbų vaidmenį skatinant kontaktą su sugeriančiu paviršiumi. Žarnyne gleivinė ląstelės (gleivinės ląstelės), dalis absorbuoto (praryto) laisvo riboflavino riboflavino kinazės paverčiama FMN, o vėliau - pirofosforilaze koncentracija kiek įmanoma mažiau laisvo vitamino B2 ir užtikrinti tolesnę absorbciją. Tačiau didžioji dalis absorbuoto laisvo vitamino B2 yra paverčiama jo koenzimatiškai aktyviomis formomis FMN ir FAD kepenys po portalo venas transportas.

Transportas ir pasiskirstymas kūne

Laisvas riboflavinas, FMN ir FAD išsiskiria iš kepenys į kraują. Ten daugiausia vitamino B2 yra FAD (70-80%) ir FMN ir tik 0.5-2% laisvos formos. Riboflavinas ir jo dariniai yra transportuojami kraujas plazmos baltymų forma. Pagrindiniai surišimo partneriai yra plazmos albuminai (80%), po to seka specifinis riboflavino surišimas baltymai (RFBP) ir globulinai, ypač imunoglobulinai. Vežant į tikslines ląsteles, vitaminas B2 defosforilinamas veikiant plazminėms fosfatazėms (fermentai (enzimai) kad hidroliziškai (pagal vanduo susilaikymas) skilti fosfatas liekanos), nes difuzijos būdu pro ląstelių membranas gali praeiti tik laisvas, nefosforilintas riboflavinas. Ląstelėje (ląstelės viduje) vėl vyksta konversija ir fiksacija į kofermento formas - medžiagų apykaitos spąstai. Beveik visi audiniai gali formuoti FMN ir FAD. Ypač aukšti perskaičiavimo rodikliai yra kepenys, inkstas, ir širdis, todėl didžiausia riboflavino koncentracija yra 70–90%, kaip FAD, <5%, kaip laisvo riboflavino. Kaip ir visų kitų hidrofilinių (tirpių vandenyje) vitaminai, išskyrus kobalaminą (vitamino B12), vitamino B2 kaupimo talpa yra maža. Audinių atsargos yra riboflavino, sujungto su baltymais arba fermentais. Jei trūksta apoproteino ar apoenzimo, riboflavino perteklius negali būti laikomas, todėl riboflavino atsargos sumažėja. Suaugusiems žmonėms retinuojama apie 123 mg vitamino B2 (sulaiko inkstas). Šios sumos pakanka klinikinių trūkumų simptomams išvengti maždaug 2–6 savaites - biologinis pusinės eliminacijos laikas yra maždaug 16 dienų. Jungiasi su riboflavinu baltymai (RFBP) yra svarbūs tiek vitamino B2 transportavimo procesams, tiek medžiagų apykaitai (metabolizmui). Kepenyse ir inkstas, buvo parodytos konkrečios aktyviai veikiančios transporto sistemos, kurios prisideda prie enterohepatinė cirkuliacija (kepenyssunaikinti cirkuliacija) ir riboflavino tubulinė reabsorbcija (reabsorbcija inkstų kanalėliuose) tam tikru mastu pagal individualius reikalavimus. Remiantis tyrimų su gyvūnais duomenimis, riboflavinas patenka į centrinį nervų sistema (CNS) taip pat veikia aktyvus mechanizmas ir homeostatinis reguliavimas (savireguliacija), kuris apsaugo CNS tiek nuo per mažo, tiek nuo per didelio tiekimo. Moterims, kurioms būdingas sunkumas (nėštumas), buvo atrasti specifiniai RFBP, kurie palaiko gradientą kraujas serumas nuo motinos (motinos) iki vaisiaus (vaisiaus) cirkuliacija. Taigi, net jei motinos vitamino B2 nepakanka, vaisiaus augimui ir vystymuisi reikalingas riboflavino kiekis yra iš esmės užtikrintas. Nors estrogenai skatinti RFBP sintezę, bloga mitybos būklė lemia RFBP trūkumą.

medžiagų apykaita

Riboflavino metabolizmą kontroliuoja hormonai ir RFBP, priklausomai nuo vitamino B2 būklės. Jungiasi su riboflavinu baltymai ir hormonai, pavyzdžiui, trijodtironinas (T3, skydliaukės hormonas) ir aldosteronas (antinksčių žievės hormonas), reguliuodamas FMN susidarymą, stimuliuodamas riboflavino kinazės aktyvumą. Vėlesnė FAD sintezė pirofosforilaze kontroliuojama galutinio produkto slopinimu, kad būtų išvengta FAD pertekliaus. Kofermentai FMN ir FAD gaunami moduliuojant (modifikuojant) atitinkamų fermentų aktyvumą tik tiek, kiek to reikia organizmui pagal jo poreikius. Esant sumažėjusiai T3 koncentracijai serume ir (arba) sumažėjusiai koncentracijai. koncentracija RFBP, kaip nurodyta neprievalgis (nepakankama mityba / nepakankama mityba) ir anoreksija (apetito praradimas; nervinė anoreksija: anoreksija), FAD sumažėjimas plazmoje koncentracija ir žymiai padidėjęs laisvas riboflavinas, paprastai esantis tik pėdsakais, eritrocitai (raudona kraujas ląstelės).

Išsiskyrimas

Vitaminas B2 išsiskiria daugiausia per inkstus kaip laisvas riboflavinas. Net 30–40% 7-hidroksimetil-, 8-hidroksimetil- arba 8-alfa-sulfonilriboflavino ir pėdsakai kitų metabolitų (tarpinių) pašalinami per inkstus (išsiskiria pro inkstus). Po aukšto-dozė papildant vitaminą B2, 10-hidroksietilflavinas gali atsirasti šlapime dėl bakterijų irimo. Kofermentas formuoja FMN ir FAD šlapime aptikti negalima. Klirenso (išsiskyrimo) duomenys rodo, kad maždaug pusė plazmos riboflavino pasišalina su šlapimu. Inkstų klirensas yra didesnis nei glomerulų filtracija. Sveikas suaugęs žmogus per 120 valandas su šlapimu išskiria 24 µg riboflavino ar daugiau. Riboflavino išsiskyrimas <40 mg / g kreatininas yra vitamino B2 trūkumo rodiklis. Pacientai, kuriems reikia dializė dėl inkstų nepakankamumas (lėtinis inkstų nepakankamumas /ūminis inkstų nepakankamumas) yra didesnė vitamino B2 trūkumo rizika, nes riboflavino metu netenkama dializė (kraujo valymas). Mažiau nei 1% vitamino B2 pašalinama iš organizmo tulžis su išmatomis (per išmatas). The pašalinimas arba pusinės eliminacijos iš plazmos laikas (laikas, kuris praeina nuo didžiausios medžiagos koncentracijos kraujo plazmoje iki nukritimo iki pusės šios vertės) priklauso nuo riboflavino būklės ir dozė tiekiama. Nors greita pašalinimas pusinės eliminacijos laikas yra 0.5–0.7 valandos, lėtas pusinės eliminacijos laikas plazmoje svyruoja nuo 3.4–13.3 valandos. Nėra linijinio ryšio tarp maisto vitamino B2 suvartojimo ir riboflavino išsiskyrimo per inkstus. Nors audinių prisotinimas yra mažesnis (≤ 1.1 mg vitamino B2 per parą), greitis pašalinimas keičiasi tik nereikšmingai, pasiekus prisotinimą, pastebimai padidėja riboflavino išsiskyrimas - lūžio taškas (> 1.1 mg vitamino B2 per parą). Gravitacijoje (nėštumas), dėl riboflaviną surišančių baltymų indukcijos (įvedimas padidėjusio susidarymo prasme) vitamino B2 išsiskyrimas per inkstus yra sumažėjęs. Sumažėjęs išsiskyrimo dažnis nustatomas ir naviko ligos atveju (Vėžys), nes pacientų koncentracija serume padidėja imunoglobulinai kurie suriša vitaminą B2.

Riebaluose tirpūs riboflavino dariniai

Lipiduose tirpūs (riebaluose tirpūs) junginiai, tokie kaip tetrabutiro rūgštis arba riboflavino tetranikotinilo dariniai, gali būti gaunami esterifikavus ribitolio šoninės grandinės hidroksilo (OH) grupes. Lyginant su natūraliu (originaliu), hidrofiliniu (vandenyje tirpaus) vitaminu, lipofiliniai (tirpūs riebaluose) riboflavino dariniai pasižymi geresniu membranos pralaidumu (membranos pralaidumu), geresniu sulaikymu (sulaikymu) ir lėtesne apyvarta (apyvarta). Preliminarūs tyrimai rodo teigiamą šių darinių poveikį XNUMX m kraujo krešėjimas sutrikimai ir dislipidemijos gydymas. Be to, naudojant lipiduose tirpius riboflavino junginius atskirai arba kartu su vitaminas E-gali užkirsti kelią lipidų kaupimuisi (kaupimuisi) peroksidai dėl sąlyčio su anglis tetrachlorido ar kancerostatinių medžiagų, tokių kaip adriamicinas.