કોબાલામિન (વિટામિન બી 12): વ્યાખ્યા, સંશ્લેષણ, શોષણ, પરિવહન અને વિતરણ

તબીબી સાહિત્યમાં, શબ્દ વિટામિન B12 તમામ વિટામિન-સક્રિય કોબાલામિન્સ (Cbl) નો સમાવેશ થાય છે જેની મૂળભૂત રચનામાં લગભગ સપાટ કોરીન રીંગ સિસ્ટમ, ચાર ઘટેલા પાયરોલ રિંગ્સ (A, B, C, D) સાથે પોર્ફિરિન જેવા સંયોજન અને કેન્દ્રીય કોબાલ્ટ અણુ કેન્દ્રીય કોબાલ્ટ અણુ ચાર સાથે ચુસ્તપણે બંધાયેલ છે નાઇટ્રોજન પાયરોલ રિંગ્સના અણુઓ અને આલ્ફા-અક્ષીય રીતે 5,6-ડાઇમિથાઇલબેન્ઝિમિડાઝોલના નાઇટ્રોજન સાથે, જે કોબાલામિન્સના વિટામિન કાર્ય માટે નિર્ણાયક છે. બીટા-અક્ષીય રીતે, કોબાલ્ટ અણુને વિવિધ અવશેષો સાથે બદલી શકાય છે, જેમ કે:

  • સાયનાઇડ (CN-) - સાયનોકોબાલામીન (વિટામિન B12).
  • હાઇડ્રોક્સી જૂથ (OH-) - હાઇડ્રોક્સોકોબાલામિન (વિટામિન B12a)
  • પાણી (H2O) - એકોકોબાલામિન (વિટામિન B12b)
  • નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ (NO2) - નાઇટ્રોકોબાલામિન (વિટામિન B12c)
  • એક મિથાઈલ જૂથ (CH3) - મિથાઈલકોબાલામીન (કોએનઝાઇમ)
  • 5′-deoxyadenosyl – 5′-deoxyadenosylcobalamin (adenosylcobalamin, coenzyme).

સૂચિબદ્ધ ડેરિવેટિવ્ઝ (ડેરિવેટિવ્ઝ)માંથી, માત્ર સાયનોકોબાલામિન, જે કૃત્રિમ રીતે ઉત્પન્ન થાય છે, અને હાઇડ્રોક્સોકોબાલામિન, જે શારીરિક ડિપોટ સ્વરૂપ છે, ઉપચારાત્મક ભૂમિકા ભજવે છે. આ સજીવમાં શારીરિક રીતે સક્રિય સ્વરૂપો મેથાઈલકોબાલામીન અને એડેનોસિલકોબાલામીન [1, 2, 6, 8, 11-14] માં રૂપાંતરિત થાય છે.

સંશ્લેષણ

વિટામિન B12 સંશ્લેષણ ખૂબ જટિલ છે અને વિશિષ્ટ સુક્ષ્મસજીવોમાં જ થાય છે. આમ, પ્રજાતિઓ-ખાસ કરીને-વિવિધ પ્રાણીઓની પ્રજાતિઓમાં, આંતરડાના સંશ્લેષણ (આ દ્વારા રચના આંતરડાના વનસ્પતિ) વિટામિન B12 ની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવામાં વધુ કે ઓછું યોગદાન આપે છે. જ્યારે શાકાહારીઓ (શાકાહારીઓ) માં આંતરડાનું સંશ્લેષણ - અથવા રુમિનાન્ટ્સમાં જઠરાંત્રિય સંશ્લેષણ (રૂમેન દ્વારા રચના અથવા આંતરડાના વનસ્પતિ) - સંપૂર્ણપણે પર્યાપ્ત છે, માંસાહારી (માંસાહારી) માત્ર આંતરડાની વનસ્પતિ દ્વારા સંશ્લેષણ દ્વારા જ નહીં, પરંતુ માંસ સાથે વિટામિન B12 પુરવઠા દ્વારા પણ તેમની જરૂરિયાતોને આવરી લેવામાં સક્ષમ છે. મનુષ્યો માટે, મોટા આંતરડાના વનસ્પતિ દ્વારા રચાયેલ વિટામિન B12 હોઈ શકતું નથી. પૂરતા પ્રમાણમાં વપરાય છે. આ કારણોસર, માણસો ખોરાક સાથે બી વિટામિનના વધારાના સેવન પર આધાર રાખે છે. વિટામિન B12 ની દૈનિક જરૂરિયાત 3 થી 4 µg પ્રતિ દિવસ છે, અનામત 1-2 વર્ષ માટે પૂરતા છે.

શોષણ

ખોરાકમાં, વિટામિન B12 બંધાયેલ હાજર હોય છે પ્રોટીન અથવા મફત સ્વરૂપમાં. બાઉન્ડ ડાયેટરી કોબાલામીન તેમાંથી મુક્ત થાય છે પ્રોટીન બંધનકર્તા માં પેટ by ગેસ્ટ્રિક એસિડ અને પાચનરસનું એક મુખ્ય તત્વ (પાચક એન્ઝાઇમ) અને મોટાભાગે હેપ્ટોકોરીન્સ (HC) અથવા આર-બાઈન્ડર તરીકે ઓળખાતા ગ્લાયકોપ્રોટીન સાથે જોડાયેલ છે પ્રોટીન દ્વારા સ્ત્રાવિત (સ્ત્રાવ). લાળ ગ્રંથીઓ અને ગેસ્ટ્રિક મ્યુકોસલ કોષો. મુક્તપણે ઉપલબ્ધ ડાયેટરી કોબાલામીનના કિસ્સામાં, HC સાથે જોડાણ પહેલાથી જ થાય છે લાળ [1, 2, 5, 7, 8-10, 12-14]. Cbl-HC સંકુલ ના ઉપલા સેગમેન્ટમાં પ્રવેશે છે નાનું આંતરડું જ્યાં, ની ક્રિયા હેઠળ Trypsin (પાચક એન્ઝાઇમ) અને એક આલ્કલાઇન pH, કોમ્પ્લેક્સનું ક્લીવેજ અને વિટામીન B12 નું આંતરીક પરિબળ (IF) નામના ગ્લાયકોપ્રોટીન સાથે બંધન જે ગેસ્ટ્રિકના કબજેદાર કોષો દ્વારા રચાય છે. મ્યુકોસા થાય છે [1, 2, 5, 7, 8, 9, 12-14]. Cbl-IF કોમ્પ્લેક્સ દૂરવર્તી ઇલિયમમાં પરિવહન થાય છે નાનું આંતરડું), જ્યાં તે મારફતે ઊર્જા આધારિત રીતે મ્યુકોસલ કોષોમાં લેવામાં આવે છે કેલ્શિયમ- આશ્રિત એન્ડોસાયટોસિસ (પટલ પરિવહન). આ પ્રક્રિયા ચોક્કસ રીસેપ્ટર્સ (બંધનકર્તા સાઇટ્સ) દ્વારા થાય છે અને પ્રોટીન ક્યુબિલિન (CUBN) અને મેગાલિન (LRP-2), તેમજ એમ્નીયનલેસ (AMN) અને રીસેપ્ટર-સંબંધિત પ્રોટીન (RAP) સહિત, જે ileal enterocytes (નીચલા ભાગના ઉપકલા કોષો) ના માઇક્રોવિલી પટલમાં સંકુલ તરીકે સ્થાનીકૃત છે. નાનું આંતરડું). અંતઃકોશિક રીતે (કોષની અંદર), સીબીએલ-આઈએફ રીસેપ્ટર કોમ્પ્લેક્સનું વિયોજન (વિચ્છેદન) એ એન્ડોસોમ્સ (મેમ્બ્રેન વેસિકલ્સ) માં પ્રોટોનનો ઉપયોગ કરીને પીએચ ઘટાડીને થાય છે. એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (એટીપી)એસીસ (એટીપી-ક્લીવિંગ ઉત્સેચકો). જ્યારે ડિસોસિએટેડ ક્યુબિલિન-મેગાલિન સંયોજન એપીકલ પર પાછા ફરે છે કોષ પટલ (આંતરડાની અંદરની તરફ) વેસિકલ્સ દ્વારા, એન્ડોસોમ લાઇસોસોમ્સ (સેલ ઓર્ગેનેલ્સ) માં પરિપક્વ થાય છે જેમાં તેના સંયોજનમાંથી કોબાલામીનના પ્રકાશનને પીએચને વધુ ઘટાડીને ઝડપી કરવામાં આવે છે. આ પરિવહન માટે મફત વિટામિન B12 નું જોડાણ અનુસરે છે. પ્રોટીન ટ્રાન્સકોબાલામીન-II (TC-II), સ્ત્રાવના વેસિકલ્સમાં, જે Cbl-TCII કોમ્પ્લેક્સ અથવા હોલોટ્રાન્સકોબાલામિન-II (હોલોટીસી) ને મુક્ત કરે છે. રક્ત બેસોલેટરલ મેમ્બ્રેન દ્વારા (આંતરડાથી દૂરનો સામનો કરવો). IF- મધ્યસ્થી વિટામિન B12 શોષણ ભોજન દીઠ માત્ર મહત્તમ 1.5-2.0 µg છે કારણ કે ileal ની સમાવિષ્ટ ક્ષમતા (ઉપટેક ક્ષમતા) મ્યુકોસા (નીચલા નાના આંતરડાના શ્વૈષ્મકળામાં) Cbl-IF સંકુલ માટે મર્યાદિત (પ્રતિબંધિત) છે. આશરે 1% આહાર કોબાલામિન જઠરાંત્રિય માર્ગ (જીઆઈ ટ્રેક્ટ) દ્વારા લોહીના પ્રવાહમાં પ્રવેશ કરે છે અથવા મ્યુકોસા બિન-વિશિષ્ટ મિકેનિઝમ દ્વારા IF ને અગાઉ બંધનકર્તા કર્યા વિના. લગભગ 12 µg, IF-સ્વતંત્ર, નિષ્ક્રિય કોબાલામીનના શારીરિક સેવન સ્તરથી ઉપરના મૌખિક વિટામિન B10ના સેવન સાથે શોષણ વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, મૌખિક પછી વહીવટ 1,000 µg વિટામીન B12માંથી, 1.5 µg ની કુલ શોષિત કોબાલામીનની માત્રામાંથી માત્ર 14 µg (10.5 %) IF-આશ્રિત છે અને પહેલેથી જ 9 µg (86 %) IF-સ્વતંત્ર રીતે નિષ્ક્રિય પ્રસાર દ્વારા શોષાય છે. જો કે, નિષ્ક્રિય રિસોર્પ્શન પાથવે ઊર્જા-આધારિત પરિવહન પદ્ધતિની તુલનામાં લગભગ અસરકારક નથી, તેથી જ કોબાલામિન વધવાની સાથે સંપૂર્ણ રીતે શોષાયેલી કુલ રકમ વધે છે. માત્રા પરંતુ સંબંધિત દ્રષ્ટિએ ઘટે છે [1-3, 8, 12, 13].

પરિવહન અને સેલ્યુલર અપટેક

Cbl-TCII સંકુલ પોર્ટલ દ્વારા લોહીના પ્રવાહમાં પ્રવેશ કરે છે પરિભ્રમણ અને ત્યાંથી ટાર્ગેટ પેશીઓ. હોલોટીસીનું સેલ્યુલર શોષણ મેગાલિન (LRP-2)- અને TC-II રીસેપ્ટર-મેડિયેટેડ એન્ડોસાયટોસિસ (મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સપોર્ટ) દ્વારા થાય છે. કેલ્શિયમ આયનો અંતઃકોશિક રીતે, TC-II લાઇસોસોમ્સ (સેલ ઓર્ગેનેલ્સ) માં પ્રોટીઓલિટીકલી (એન્ઝાઈમેટિકલી) ડિગ્રેડ થાય છે અને વિટામીન B12 ત્રિસંયોજક સાથે હાઇડ્રોક્સોકોબાલામીનના રૂપમાં સાયટોસોલમાં મુક્ત થાય છે. કોબાલ્ટ અણુ (OH-Cbl3+). OH જૂથના ક્લીવેજ સાથે, Cbl3+ થી Cbl2+ નો ઘટાડો થાય છે. એક તરફ, આ S-adenosylmethionine (SAM, યુનિવર્સલ મિથાઈલ ગ્રૂપ દાતા) દ્વારા મેથિલેટેડ છે અને એપો- માટે મેથાઈલકોબાલામીન તરીકે બંધાયેલ છે.મેથિઓનાઇન સિન્થેઝ (એન્ઝાઇમ જે મેથિઓનાઇનને ફરીથી બનાવે છે હોમોસિસ્ટીન), તેના એન્ઝાઇમેટિક સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે. બીજી તરફ, Cbl2+ એ મિટોકોન્ડ્રીયન (કોષના "ઊર્જા પાવરહાઉસ") માં પ્રવેશે છે, જ્યાં તે Cbl1+ માં ઘટાડી દેવામાં આવે છે અને ટ્રાઇફોસ્ફેટના ક્લીવેજ સાથે ATP (યુનિવર્સલ એનર્જી કેરિયર)ના એડેનોસિલ ટ્રાન્સફર દ્વારા એડેનોસિલકોબાલામીનમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ પછી એડેનોસિલકોબાલામીનને એપોએન્ઝાઇમ્સ એલ-મેથાઈલમાલોનિલ-કોએન્ઝાઇમ A (CoA) મ્યુટેઝ (એન્ઝાઇમ કે જે પ્રોપિયોનિક એસિડના અધોગતિ દરમિયાન L-methylmalonyl-CoA ને succinyl-CoA માં રૂપાંતરિત કરે છે) અને L- સાથે જોડાય છે.leucine મ્યુટાઝ (એન્ઝાઇમ જે આલ્ફા-લ્યુસીનનું 3-એમિનોઇસોકાપ્રોનેટ (બીટા-લ્યુસીન) માં ઉલટાવી શકાય તેવા રૂપાંતર દ્વારા એમિનો એસિડ લ્યુસીનના અધોગતિની શરૂઆત કરે છે), ત્યાં તેમને ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય કરે છે.

શરીરમાં વિતરણ

TC-II પ્લાઝમામાં ફરતા વિટામિન B6 ના 20-12% ધરાવે છે અને તે ચયાપચયની રીતે સક્રિય વિટામિન B12 અપૂર્ણાંક છે. તે એક થી બે કલાકનું પ્રમાણમાં ટૂંકું જૈવિક અર્ધ જીવન ધરાવે છે. આ કારણોસર, અપૂરતા વિટામિન B12ની સ્થિતિમાં HoloTC ઝડપથી સામાન્ય સ્તરથી નીચે આવે છે શોષણ અને પ્રારંભિક નિદાન માટે યોગ્ય છે વિટામિન બી 12 ની ઉણપહેપ્ટોકોરીન સાથે બંધાયેલ, જેને ટીસી-આઈ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે પ્લાઝ્મા કોબાલામીન - હોલોહાપ્ટોકોરીનનું 80-90% છે. TC-II થી વિપરીત, આ પેરિફેરલ કોષોને વિટામિન B12 ના પુરવઠામાં ફાળો આપતું નથી, પરંતુ વધારાનું કોબાલામિન પેરિફેરલ કોશિકાઓમાં પાછું પરિવહન કરે છે. યકૃત અને તેથી તે ચયાપચયની રીતે ઓછો સક્રિય અપૂર્ણાંક છે. TC-I નું જૈવિક અર્ધ જીવન નવ થી દસ દિવસનું હોવાથી, જ્યારે વિટામીન B12 નો પુરવઠો અપૂરતો હોય ત્યારે તે ધીમે ધીમે ઘટી જાય છે, જે તેને મોડું સૂચક બનાવે છે. વિટામિન બી 12 ની ઉણપ.TC-III એ ગ્રાન્યુલોસાઇટ્સનું આર-બાઈન્ડર પ્રોટીન છે (સફેદનું જૂથ રક્ત કોષો) અને અત્યંત નાનો અપૂર્ણાંક છે. તે તેના મેટાબોલિક કાર્યમાં TC-I જેવું લાગે છે. વિટામિન B12 માટે મુખ્ય સંગ્રહ અંગ છે. યકૃત, જ્યાં શરીરના લગભગ 60% કોબાલામિન જમા થાય છે. લગભગ 30% B વિટામિન હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં સંગ્રહિત થાય છે. બાકીના અન્ય પેશીઓમાં છે જેમ કે હૃદય અને મગજ. શરીરનો કુલ સ્ટોક 2-5 મિલિગ્રામ છે. વિટામિન B12 માત્ર છે પાણી- દ્રાવ્ય વિટામિન જે પ્રશંસનીય માત્રામાં સંગ્રહિત થાય છે. વિટામિન B12 (2 µg/દિવસ)નો પ્રમાણમાં ઊંચો બોડી સ્ટોક અને નીચો ટર્નઓવર રેટ (ટર્નઓવર રેટ) તેનું કારણ છે. વિટામિન બી 12 ની ઉણપ વર્ષો સુધી તબીબી રીતે સ્પષ્ટ થતું નથી. આ કારણોસર, કડક શાકાહારીઓ ઓછા કોબાલામીન હોવા છતાં 12-5 વર્ષ પછી જ વિટામિન B6 ની ઉણપના લક્ષણો વિકસાવે છે. આહારજો કે, રોગ અથવા સર્જીકલ દૂર સાથે દર્દીઓમાં પેટ અથવા ટર્મિનલ ઇલિયમ (નાના આંતરડાના નીચલા ભાગમાં), વિટામિન B12 ની ઉણપ 2-3 વર્ષ પછી થઈ શકે છે કારણ કે ન તો આહાર કોબાલામિનનું પુનઃશોષણ થઈ શકે છે અને ન તો વિટામિન B12 પિત્તરસ વિષેનું ઉત્સર્જન થઈ શકે છે. પિત્ત) [1-3, 7, 10, 12, 13].

એક્સ્ક્રિશન

અસરકારક એન્ટરહેપેટિક સર્કિટને કારણે (યકૃત-સારી સર્કિટ), 3-8 µg કોબાલામિન દરરોજ ઉત્સર્જન કરે છે પિત્ત ટર્મિનલ ઇલિયમ (નાના આંતરડાના નીચેના ભાગ) માં ફરીથી શોષાય છે. સામાન્ય સેવન પર કિડની દ્વારા વિટામિન B12નું વિસર્જન ખૂબ જ ઓછું હોય છે અને 0.143-3 µg વિટામિન B8 ના સરેરાશ દૈનિક સેવન પર દરરોજ 12% છે. વધવા સાથે માત્રા, પેશાબમાં શોષાયેલ વિટામિન બી 12 નું પ્રમાણ જાળવી રાખવાની ક્ષમતાને વટાવીને નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. 1,000 µg સાયનોકોબાલામીનનું સંચાલન કર્યા પછી, શોષાયેલા 94 µg વિટામિન B9.06માંથી 9.6% (12 µg) હજુ પણ જળવાઈ રહે છે અને 6% (0.54 µg) મૂત્રપિંડ દ્વારા (કિડની દ્વારા) દૂર થાય છે. વધતા મૌખિક સાથે માત્રા, કુલ શરીર દ્વારા શોષાયેલ વિટામિન B12 નો અપૂર્ણાંક 94 થી 47% ઘટે છે, અને મૂત્રપિંડ દ્વારા દૂર કરાયેલ અપૂર્ણાંક 6 થી 53% સુધી વધે છે.