Riboflavine (vitamine B2): définition, synthèse, absorption, transport et distribution

Riboflavine (vitamine B2) est un hydrophile (d'eau-soluble) vitamine du groupe B. Il se distingue visuellement de la plupart des hydrophiles vitamines par sa couleur fluorescente jaune intense, qui se reflète dans son nom (flavus: jaune). Noms historiques de riboflavine comprennent l'ovoflavine, la lactoflavine et l'uroflavine, qui font référence au premier isolement de cette substance. En 1932, Warburg et Christian ont obtenu le « ferment jaune » de levure et l'ont identifié comme un mononucléotide de flavine coenzymatiquement actif (FMN). La structure de riboflavine a été élucidé en 1933-34 par Kuhn et Wagner-Jauregg et synthétisé en 1935 par Kuhn, Weygand et Karrer. En 1938, la découverte de la flavine adénine dinucléotide (FAD) en tant que coenzyme de la D-aminoacide oxydase a été faite par Wagner. La structure de base de la vitamine B2 est le système cyclique tricyclique isoalloxazine, qui possède des propriétés redox prononcées (propriétés de réduction / oxydation). Attaché à l'atome N10 de la molécule d'isoalloxazine est le ribitol, un pentavalent de l'alcool sucre c'est essentiel pour l'efficacité des vitamines. Le composé biologiquement actif de la vitamine B2 est la 7,8-diméthyl-10- (1-D-ribityl) isoalloxazine. L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a proposé le terme riboflavine comme nom abrégé.Comme la thiamine (vitamine B1), la riboflavine possède un haut degré de spécificité structurelle, de sorte que même de légères modifications de la structure moléculaire peuvent être accompagnées d'un réduction ou perte d'efficacité des vitamines ou - dans certains cas - par un mode d'action antagoniste (opposé). Remplacement du résidu ribityl par galactose (→ galactoflavine) entraîne l'effet antagoniste le plus fort et conduit rapidement à une carence clinique en vitamine B2. Lors du remplacement de la chaîne latérale du ribitol par d'autres analogues glucidiques, tels que l'arabinose et le lyxose, l'antagonisme est plus faible et, dans certains cas, prononcé uniquement chez certaines espèces animales, telles que le rat. Pour déployer l'activité biologique, la riboflavine doit être phosphorylée au niveau de l'atome C5 de la chaîne latérale du ribitol sous l'action de la riboflavine kinase (enzyme qui transfère un phosphate résidu par clivage adénosine triphosphate (ATP)) (→ flavine mononucléotide, FMN) puis adénylé (→ flavine adénine dinucléotide, FAD) par une pyrophosphorylase (enzyme qui transfère un résidu d'adénosine monophosphate (AMP) tout en consommant de l'ATP). FMN et FAD sont les principaux dérivés (dérivés) de la riboflavine et agissent comme coenzymes des oxydases et des déshydrogénases. Dans les organismes animaux et végétaux, plus de 100 enzymes, et chez les mammifères plus de 60 enzymes, sont connus pour être dépendants de la FMN ou de la FAD - ce que l'on appelle respectivement les flavoprotéines ou les enzymes de flavine. La vitamine B2 est très stable à la chaleur, oxygène sensible et très sensible à la lumière UV par rapport aux autres vitamines. La riboflavine et les dérivés de flavine non liés aux protéines sont facilement dégradés photolytiquement (clivage d'une molécule sous l'influence de la lumière UV) en lumichrome inactif en vitamines (diméthylisoalloxazine) ou lumiflavine (triméthylisoalloxazine), dans laquelle la chaîne latérale aliphatique est partiellement ou complètement clivée . Pour cette raison, les produits contenant de la vitamine B2 doivent être conservés dans un contenant hermétique et protégés de la lumière.

Synthèse

La riboflavine est synthétisée par les plantes et les micro-organismes et pénètre dans l'organisme animal par la chaîne alimentaire. Par conséquent, la vitamine B2 est largement distribuée dans les plantes et les animaux et est présente dans de nombreux aliments.

Absorption

Dans les aliments, la riboflavine est présente sous forme libre, mais principalement sous forme de FMN et de FAD liés aux protéines – flavoprotéines. La riboflavine est libérée par acide gastrique et les phosphatases et pyrophosphatases non spécifiques (enzymes que par hydrolyse (avec d'eau rétention) clivage phosphate résidus) de la partie supérieure intestin grêleL’ absorption (absorption par l'intestin) de la riboflavine libre dans la partie supérieure intestin grêle, en particulier dans le jéjunum proximal (intestin vide), est soumis à une dose-mécanisme de transport double dépendant. Dans la plage physiologique (normale pour le métabolisme) allant jusqu'à environ 25 mg, la riboflavine est activement absorbée en réponse à une sodium gradient au moyen d'un porteur suivant une cinétique de saturation. Au-dessus des doses physiologiques, absorption de la vitamine B2 se produit en outre par diffusion passive [1, 2, 4-6, 8]. le absorption le taux de riboflavine après prise de doses physiologiques est en moyenne compris entre 50 et 60%. acides biliaires favoriser l'absorption. Vraisemblablement, le taux de vidange gastrique retardé et le temps de transit gastro-intestinal prolongé jouent un rôle dans la promotion du contact avec la surface absorbante. Dans l'intestin muqueuse cellules (cellules muqueuses), une partie de la riboflavine libre absorbée (ingérée) est convertie en FMN par la riboflavine kinase et ensuite en FAD par une pyrophosphorylase pour maintenir la concentration de vitamine B2 libre aussi faible que possible et pour assurer une absorption supplémentaire. Cependant, la majorité de la vitamine B2 libre absorbée est convertie en ses formes coenzymatiquement actives FMN et FAD dans le foie après le portail veine transport.

Transport et distribution dans le corps

La riboflavine libre, le FMN et le FAD sont libérés du foie dans la circulation sanguine. Là, la majeure partie de la vitamine B2 est présente sous forme de FAD (70-80%) et FMN et seulement 0.5-2% sous forme libre. La riboflavine et ses dérivés sont transportés dans le sang plasma sous forme liée aux protéines. Les principaux partenaires de liaison sont les albumines plasmatiques (80 %), suivies de la liaison spécifique à la riboflavine protéines (RFBP) et globulines, en particulier immunoglobulines. Pour le transport dans les cellules cibles, la vitamine B2 est déphosphorylée sous l'action des phosphatases plasmatiques (enzymes qui hydrolytiquement (sous d'eau rétention) clivage phosphate résidus), car seule la riboflavine libre et non phosphorylée peut traverser les membranes cellulaires par diffusion. Intracellulairement (à l'intérieur de la cellule), la conversion et la fixation dans les formes de coenzymes se produisent à nouveau - piégeage métabolique. Presque tous les tissus sont capables de former des FMN et des FAD. Des taux de conversion particulièrement élevés se trouvent dans le foie, un rein et Cœur, qui ont donc les concentrations les plus élevées de riboflavine-70-90% sous forme de FAD, <5% sous forme de riboflavine libre. Comme pour tous les hydrophiles (solubles dans l'eau) vitamines, à l'exception de la cobalamine (vitamine B12), la capacité de stockage de la vitamine B2 est faible. Les réserves tissulaires existent sous la forme de riboflavine liée à des protéines ou à des enzymes. En cas de carence en apoprotéine ou en apoenzyme, l'excès de riboflavine ne peut pas être stocké, ce qui entraîne une diminution du stock de riboflavine. Chez l'homme adulte, environ 123 mg de vitamine B2 sont rétinés (retenus par le un rein). Cette quantité est suffisante pour prévenir les symptômes cliniques de carence pendant environ 2 à 6 semaines - avec une demi-vie biologique d'environ 16 jours. Liaison à la riboflavine protéines (RFBP) sont importants à la fois pour les processus de transport et le métabolisme (métabolisme) de la vitamine B2. Dans le foie et un rein, il a été démontré que des systèmes de transport spécifiques fonctionnant activement contribuent au circulation entérohépatique (le foie-vider circulation) et la réabsorption tubulaire (réabsorption dans les tubules rénaux) de la riboflavine dans une certaine mesure en fonction des besoins individuels. Selon des études animales, le transport de la riboflavine vers la centrale système nerveux (CNS) est également soumis à un mécanisme actif et à une régulation homéostatique (autorégulation) qui protège le SNC du sous-approvisionnement et du sur-approvisionnement. Chez les femmes en gravité (grossesse), des RFBP spécifiques ont été découverts pour maintenir un gradient dans sang sérum de la mère (maternelle) au fœtus (fœtal) circulation. Ainsi, même si l'apport en vitamine B2 de la mère est insuffisant, l'apport en riboflavine nécessaire à la croissance et au développement du fœtus est largement assuré. Les oestrogènes stimuler la synthèse des RFBP, un mauvais état nutritionnel conduit à une carence en RFBP.

Métabolisme

Le métabolisme de la riboflavine est contrôlé par hormones et RFBP en fonction du statut individuel en vitamine B2. Liaison à la riboflavine protéines et des tours hormones, comme la triiodothyronine (T3, hormone thyroïdienne) et aldostérone (hormone corticosurrénale), régule la formation de FMN en stimulant l'activité de la riboflavine kinase. La synthèse ultérieure de FAD par la pyrophosphorylase est contrôlée par l'inhibition du produit final pour empêcher l'excès de FAD. Les coenzymes FMN et FAD sont fournies en modulant (modifiant) l'activité des enzymes respectives uniquement dans la mesure requise par l'organisme en fonction de ses besoins. concentration des RFBP, comme dans malnutrition (dénutrition / malnutrition) et anorexie (perte d'appétit; l'anorexie mentale: anorexie), une diminution de la FAD plasmatique concentration et une augmentation substantielle de la riboflavine libre, normalement présente uniquement à l'état de traces, en érythrocytes (rouge sang cellules) sont observées.

Excrétion

L'excrétion de la vitamine B2 se produit principalement par le rein sous forme de riboflavine libre. Jusqu'à 30 à 40% de 7-hydroxyméthyl-, 8-hydroxyméthyl- ou 8-alpha-sulfonylriboflavine et des traces d'autres métabolites (intermédiaires) sont éliminés par voie rénale (excrétés par les reins). Après haut-dose une supplémentation en vitamine B2, 10-hydroxyéthylflavine peut apparaître dans les urines à la suite d'une dégradation bactérienne. Le coenzyme forme FMN et FAD ne peut pas être détecté dans l'urine. Les données de clairance (excrétion) indiquent qu'environ la moitié de la riboflavine plasmatique est éliminée dans l'urine. La clairance rénale est supérieure à la filtration glomérulaire. Un adulte en bonne santé excrète 120 µg de riboflavine ou plus dans l'urine en 24 heures. Excrétion de riboflavine < 40 mg/g La créatinine est un indicateur de carence en vitamine B2. Patients nécessitant dialyse en raison de insuffisance rénale (l'insuffisance rénale chronique/insuffisance rénale aiguë) présentent un risque accru de carence en vitamine B2 car la riboflavine est perdue pendant dialyse (purification du sang): moins de 1% de la vitamine B2 est éliminée bile avec des matières fécales (via les selles). le élimination ou la demi-vie plasmatique (le temps qui s'écoule entre la concentration maximale d'une substance dans le plasma sanguin et la moitié de cette valeur) dépend de l'état de la riboflavine et de la dose fourni. Alors qu'un rapide élimination la demi-vie est de 0.5 à 0.7 heures, une demi-vie plasmatique lente varie de 3.4 à 13.3 heures. Il n'y a pas de relation linéaire entre l'apport alimentaire en vitamine B2 et l'excrétion rénale de riboflavine. En dessous de la saturation tissulaire (≤ 1.1 mg de vitamine B2/jour), le taux de élimination ne change que de manière insignifiante, il y a une augmentation marquée de l'excrétion de riboflavine - point de rupture (> 1.1 mg de vitamine B2 / jour) lorsque la saturation est atteinte. Dans la gravité (grossesse), en raison de l'induction (introduction, au sens d'une formation accrue) de protéines de liaison à la riboflavine, l'excrétion de la vitamine B2 via le rein est réduite. Une diminution du taux d'excrétion est également observée dans les maladies tumorales (cancer) parce que les patients ont une augmentation des concentrations sériques de immunoglobulines qui lient la vitamine B2.

Dérivés liposolubles de la riboflavine

Les composés liposolubles (liposolubles), tels que l'acide tétrabutyrique ou les dérivés tétranicotinyliques de la riboflavine, peuvent être préparés par estérification des groupes hydroxyle (OH) de la chaîne latérale ribitol. Par rapport à la vitamine native (originale) hydrophile (hydrosoluble), les dérivés lipophiles (liposolubles) de riboflavine présentent une meilleure perméabilité membranaire (traversabilité membranaire), une meilleure rétention (rétention) et un renouvellement plus lent (renouvellement). Des études préliminaires montrent les effets bénéfiques de ces dérivés sur coagulation sanguine troubles et le traitement de la dyslipidémie. De plus, l'utilisation des composés de riboflavine liposolubles, seuls ou en combinaison avec de la vitamine E-peut empêcher l'accumulation (accumulation) de lipides peroxydes à la suite d'une exposition à carbone tétrachlorure ou à des agents carcinostatiques, tels que l'adriamycine.