Cobalamine (vitamine B12): définition, synthèse, absorption, transport et distribution

Dans la littérature médicale, le terme vitamine B12 comprend toutes les cobalamines vitaminées actives (Cbl) dont la structure de base consiste en un système cyclique corrine presque plat, un composé de type porphyrine avec quatre cycles pyrrole réduits (A, B, C, D) et un cobalt atome. Le central cobalt l'atome est étroitement lié aux quatre azote atomes des cycles pyrrole et alpha-axialement à l'azote du 5,6-diméthylbenzimidazole, qui est crucial pour la fonction vitaminique des cobalamines Bêta-axialement, l'atome de cobalt peut être substitué par divers résidus, tels que:

  • Cyanure (CN-) - cyanocobalamine (vitamine B12).
  • Un groupe hydroxy (OH-) - hydroxocobalamine (vitamine B12a)
  • Eau (H2O) - aquocobalamine (vitamine B12b)
  • Dioxyde d'azote (NO2) - nitrocobalamine (vitamine B12c)
  • Un groupe méthyle (CH3) - méthylcobalamine (coenzyme)
  • 5′-désoxyadénosyl - 5′-désoxyadénosylcobalamine (adénosylcobalamine, coenzyme).

Parmi les dérivés (dérivés) répertoriés, seules la cyanocobalamine, qui est produite par synthèse, et l'hydroxocobalamine, qui est la forme de dépôt physiologique, jouent un rôle thérapeutique. Ceux-ci sont convertis dans l'organisme en formes physiologiquement actives méthylcobalamine et adénosylcobalamine [1, 2, 6, 8, 11-14].

Synthèse

Vitamine B12 la synthèse est très complexe et se produit exclusivement dans des micro-organismes spécifiques. Ainsi, la synthèse entérique (formation par le flore intestinale) contribue plus ou moins à répondre aux besoins en vitamine B12. Alors que chez les herbivores (herbivores) la synthèse entérique - ou synthèse gastro-intestinale chez les ruminants (formation par le rumen ou flore intestinale) - est tout à fait suffisant, les carnivores (carnivores) sont capables de couvrir leurs besoins non seulement par la synthèse par la flore intestinale, mais aussi par l'apport de vitamine B12 avec la viande.Pour l'homme, la vitamine B12 formée par la flore du gros intestin ne peut pas être suffisamment utilisé. Pour cette raison, les humains dépendent de l'apport supplémentaire de vitamine B avec de la nourriture. Les besoins quotidiens en vitamine B12 sont de 3 à 4 µg par jour, avec des réserves suffisantes pour 1 à 2 ans.

Absorption

Dans les aliments, la vitamine B12 est présente liée à protéines ou sous forme libre. La cobalamine alimentaire liée est libérée de son liaison protéique dans l' estomac by acide gastrique et pepsine (enzyme digestive) et est en grande partie attachée aux glycoprotéines appelées haptocorrines (HC) ou R-liant protéines sécrété (sécrété) par glandes salivaires et les cellules de la muqueuse gastrique. Dans le cas de la cobalamine alimentaire librement disponible, l'attachement à HC se produit déjà dans salive [1, 2, 5, 7, 8-10, 12-14]. Le complexe Cbl-HC entre dans le segment supérieur de la intestin grêle où, sous l'action de trypsine (enzyme digestive) et un pH alcalin, clivage du complexe et liaison de la vitamine B12 à une glycoprotéine appelée facteur intrinsèque (IF) formé par les cellules occupantes de l'estomac muqueuse se produit [1, 2, 5, 7, 8, 9, 12-14]. Le complexe Cbl-IF est transporté vers l'iléon distal (segment inférieur du intestin grêle), où il est absorbé dans les cellules muqueuses de manière dépendante de l'énergie via calcium-endocytose dépendante (transport membranaire). Ce processus se produit à travers des récepteurs spécifiques (sites de liaison) et protéines y compris la cubiline (CUBN) et la mégaline (LRP-2), ainsi que les protéines sans amnion (AMN) et associées aux récepteurs (RAP), qui sont localisées sous forme de complexe dans les membranes des microvillosités des entérocytes iléaux (cellules épithéliales des intestin grêle). Intracellulairement (à l'intérieur de la cellule), la dissociation (désassemblage) du complexe récepteur Cbl-IF se produit dans les endosomes (vésicules membranaires) en abaissant le pH à l'aide de protons adénosine triphosphate (ATP) ases (clivage de l'ATP enzymes). Tandis que le composé dissocié cubiline-mégaline retourne à l'apex membrane cellulaire (face à l'intérieur de l'intestin) via des vésicules, les endosomes se transforment en lysosomes (organites cellulaires) dans lesquels la libération de cobalamine de son composé est accélérée par une baisse supplémentaire du pH, suivie de la liaison de la vitamine B12 libre au transport protéine transcobalamine-II (TC-II) dans les vésicules sécrétoires, qui libèrent le complexe Cbl-TCII ou holotranscobalamine-II (HoloTC) dans le sang via la membrane basolatérale (à l'opposé de l'intestin). Vitamine B12 médiée par l'IF absorption est seulement un maximum de 1.5-2.0 µg par repas parce que la capacité d'incorporation (capacité d'absorption) de l'iléal muqueuse (muqueuse de l'intestin grêle inférieur) pour le complexe Cbl-IF est limitée (restreinte). Environ 1% de la cobalamine alimentaire pénètre dans la circulation sanguine par le tractus gastro-intestinal (tube digestif) ou muqueuse sans liaison préalable à IF par un mécanisme non spécifique. Avec un apport oral en vitamine B12 supérieur à un niveau d'apport physiologique d'environ 10 µg, cobalamine passive indépendante de l'IF absorption devient de plus en plus important. Par exemple, après oral administration sur 1,000 12 µg de vitamine B1.5, seulement 14 µg (10.5%) de la quantité totale de cobalamine absorbée de 9 µg dépend de l'IF et déjà 86 µg (XNUMX%) sont absorbés indépendamment de l'IF par diffusion passive. Cependant, la voie de résorption passive n'est pas aussi efficace que le mécanisme de transport dépendant de l'énergie, c'est pourquoi la quantité totale absorbée augmente en termes absolus avec l'augmentation de la cobalamine. dose mais diminue en termes relatifs [1-3, 8, 12, 13].

Transport et absorption cellulaire

Le complexe Cbl-TCII pénètre dans la circulation sanguine via le portail circulation et de là aux tissus cibles. L'absorption cellulaire de HoloTC se produit par l'endocytose médiée par la mégaline (LRP-2) et le récepteur TC-II (transport membranaire) en présence de calcium ions. Intracellulairement, TC-II est dégradé protéolytiquement (enzymatiquement) dans les lysosomes (organites cellulaires) et la vitamine B12 est libérée dans le cytosol sous forme d'hydroxocobalamine avec un trivalent cobalt atome (OH-Cbl3 +). Avec le clivage du groupe OH, la réduction de Cbl3 + en Cbl2 + se produit. D'une part, il est méthylé par la S-adénosylméthionine (SAM, donneur de groupe méthyle universel) et lié sous forme de méthylcobalamine à l'apo-méthionine synthase (enzyme qui régénère la méthionine à partir de homocystéine), conduisant à son activation enzymatique. D'autre part, Cbl2 + pénètre dans la mitochondrie («centrale énergétique» de la cellule), où il est réduit en Cbl1 + et converti en adénosylcobalamine par transfert d'adénosyle d'ATP (vecteur d'énergie universel) avec clivage du triphosphate. Ceci est suivi par la liaison de l'adénosylcobalamine aux apoenzymes L-méthylmalonyl-coenzyme A (CoA) mutase (enzyme qui convertit la L-méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA lors de la dégradation de l'acide propionique) et L-leucine mutase (enzyme qui initie la dégradation de l'acide aminé leucine par la conversion réversible de l'alpha-leucine en 3-aminoisocapronate (bêta-leucine)), les activant ainsi catalytiquement.

Distribution dans le corps

Le TC-II contient 6 à 20% de la vitamine B12 circulant dans le plasma et est la fraction de vitamine B12 métaboliquement active. Il a une demi-vie biologique relativement courte d'une à deux heures. Pour cette raison, HoloTC tombe rapidement en dessous des niveaux normaux en cas d'insuffisance de vitamine B12 absorption et convient au diagnostic précoce de carence en vitamine B12.Lié à l'haptocorrine, également connu sous le nom de TC-I, est de 80 à 90% de la cobalamine plasmatique - holohaptocorrine. Contrairement à TC-II, cela ne contribue pas à l'apport de vitamine B12 aux cellules périphériques, mais transporte l'excès de cobalamine en périphérie vers le foie et est donc la fraction métaboliquement la moins active. Étant donné que le TC-I a une demi-vie biologique de neuf à dix jours, il diminue lentement lorsque l'apport en vitamine B12 est insuffisant, ce qui en fait un indicateur tardif de carence en vitamine B12.TC-III est la protéine de liaison R des granulocytes (un groupe de sang cellules) et constitue une fraction extrêmement faible. Il ressemble au TC-I dans sa fonction métabolique.Le principal organe de stockage de la vitamine B12 est le foie, où environ 60% de la cobalamine du corps est déposée. Environ 30% de la vitamine B est stockée dans les muscles squelettiques. Le reste se trouve dans d'autres tissus tels que le Cœur et cerveau. Le stock corporel total est de 2 à 5 mg, la vitamine B12 est la seule d'eau-vitamine soluble qui est stockée en quantités appréciables. Les stocks corporels relativement élevés et le faible taux de rotation (taux de renouvellement) de la vitamine B12 (2 µg / jour) expliquent pourquoi carence en vitamine B12 ne devient pas cliniquement apparent pendant des années. Pour cette raison, les végétariens stricts développent des symptômes de carence en vitamine B12 seulement après 5-6 ans malgré une faible teneur en cobalamine. régimeCependant, chez les patients atteints de maladie ou d'ablation chirurgicale du estomac ou iléon terminal (segment inférieur de l'intestin grêle), une carence en vitamine B12 peut survenir après aussi peu que 2-3 ans car ni la cobalamine alimentaire ne peut être réabsorbée ni la vitamine B12 excrétée par voie biliaire (via bile) [1-3, 7, 10, 12, 13].

Excrétion

En raison d'un circuit entérohépatique efficace (foie-vider circuit), les 3-8 µg de cobalamine excrétés quotidiennement dans bile est réabsorbée dans l'iléon terminal (partie inférieure de l'intestin grêle). L'excrétion de vitamine B12 par les reins est très faible aux apports normaux et est de 0.143% par jour pour un apport quotidien moyen de 3-8 µg de vitamine B12. Avec l'augmentation de dose, la proportion de vitamine B12 absorbée dans l'urine augmente considérablement en dépassant la capacité de rétention. Après administration de 1,000 94 µg de cyanocobalamine, 9.06% (9.6 µg) des 12 µg de vitamine B6 absorbés sont toujours conservés et 0.54% (XNUMX µg) sont éliminés par voie rénale (via les reins). Avec l'augmentation orale dose, la fraction de vitamine B12 absorbée par le corps total diminue de 94 à 47% et la fraction éliminée par voie rénale augmente en conséquence de 6 à 53%.