Chemická struktura cyanokobalaminu
Cyanokobalamin
Cyanokobalamin je sloučenina, která je metabolizována na vitamín v komplexu B, běžně známý jako vitamín B12 (zkráceně B12).
Název vitamin B12 se používá dvěma různými způsoby. V širším smyslu označuje skupinu sloučenin obsahujících kobalt známých jako kobalaminy – kyanokobalamin (artefakt vzniklý v důsledku použití kyanidu při purifikačních postupech), hydroxykobalamin a dvě formy koenzymu B12, methylkobalamin (MeB12) a 5-deoxyadenosylkobalamin (adenosylkobalamin – AdoB12). V konkrétnějším smyslu se termín B12 používá pouze pro jednu z těchto forem, kyanokobalamin, což je hlavní forma B12 používaná pro potraviny a doplňky stravy.
Pseudo-B12 odkazuje na látky podobné B12, které se nacházejí v určitých organismech; tyto látky však nemají biologickou aktivitu B12 pro člověka.
B12 je chemicky nejsložitější ze všech vitamínů. Struktura B12 je založena na corrinovém kruhu, který je podobný porfyrinovému kruhu, který se nachází v hemu, chlorofylu a cytochromu. Centrálním kovovým iontem je Co (kobalt). Čtyři ze šesti koordinačních míst jsou tvořena corrinovým kruhem a páté dimethylbenzimidazolovou skupinou. Šesté koordinační místo, centrum reaktivity, je variabilní, je to kyanová skupina (-CN), hydroxylová skupina (-OH), methylová skupina (-CH3) nebo 5′-deoxyadenosylová skupina (zde atom C5′ deoxyribózy tvoří kovalentní vazbu s Co), čímž vznikají čtyři výše zmíněné formy B12. Kovalentní vazba C-Co je jedním z prvních příkladů vazeb uhlík-kov v biologii. Hydrogázy a nutně i enzymy spojené s využitím CO zahrnují vazby kov-uhlík.
B12 nemůže být vyroben rostlinami nebo zvířaty, protože jediný typ organismů, které mají enzymy potřebné pro syntézu B12, jsou bakterie a archee. Celková syntéza B12 byla popsána v roce 1973 Robertem Burnsem Woodwardem a zůstává jedním z klasických výkonů celkové syntézy.
Reaktivní vazba C-Co koenzymu B12 se účastní dvou typů enzymem katalyzovaných reakcí.
Historie jako léčba anémie
Nedostatek B12 je příčinou několika forem chudokrevnosti. Léčbu této nemoci poprvé vymyslel William Murphy, který vymyslel experimenty na chudokrevnosti u psů v důsledku ztráty krve a pak je krmil různými látkami, aby zjistil, co (pokud vůbec něco) je učiní opět zdravými. Zjistil, že požití velkého množství jater zřejmě nemoc vyléčí. George Minot a George Whipple se pak pustili do chemické izolace léčivé látky a nakonec byli schopni izolovat vitamin B12 z jater. Za to se všichni tři podělili o Nobelovu cenu za medicínu z roku 1934.
Chemickou strukturu molekuly určila Dorothy Crowfootová Hodgkinová se svým týmem v roce 1956 na základě krystalografických dat.
Hydroxykobalamin se v Evropě používá jak při nedostatku vitaminu B12, tak jako léčba otravy kyanidem, někdy ve velkém množství (5-10 g) podané intravenózně a někdy v kombinaci s thiosíranem sodným. Mechanismus účinku je jednoduchý, hydroxykobalamin hydroxidový ligand je vytlačen toxickým kyanidovým iontem a výsledný neškodný komplex B12 se vylučuje močí. FDA schválila v roce 2006 použití hydroxykobalaminu pro akutní léčbu otravy kyanidem.
Obvyklý denní příjem v západní stravě je 5-7 µg (Food and Drug Administration (FDA) Daily Value ); denní potřeba je 1-2 µg. B12 se většinou vstřebává v terminálním ileu. Produkce vnitřního faktoru v parietálních buňkách žaludku je životně důležitá pro absorpci tohoto vitaminu v terminálním ileu. Megaloblastická anémie může být důsledkem nedostatečného příjmu B12, nedostatečné produkce vnitřního faktoru (zhoubná anémie), poruch terminálního ilea vedoucích k malabsorpci, nebo soutěží o dostupný B12 (jako jsou tasemnice nebo bakterie přítomné v syndromu slepé smyčky).
Metformin může být také spojován s nedostatkem vitaminu B12. Metformin je častou příčinou nedostatku B12 vyvolanou léčivy. Má se za to, že metformin inhibuje na vápníku závislou ileální absorpci komplexu B12-intrinsic faktoru.
Mezi důležitá omezení této studie patří její retrospektivní design, nedostatek informací o neurologických příznacích a chybějící potvrzující biochemický test na nedostatek B12, jako je měření kyseliny methylmalonové. Závěry nicméně zdůrazňují, že neurologové by měli při užívání metforminu zvážit možnost deficitu B12 u diabetických pacientů s neurologickými příznaky.
Deficit B12 se projevuje primárně anémií a makrocytózou; jiné buněčné linie, jako jsou bílé krvinky a krevní destičky, jsou často také nízké. Vyšetření kostní dřeně může ukázat megaloblastickou hemopoézu. Hladiny homocysteinu a kyseliny methylmalonové v séru jsou také vysoké v deficitu B12 a mohou být užitečné, pokud je diagnóza nejasná.
Neurologické příznaky deficitu B12, které se mohou objevit bez doprovodných hematologických abnormalit, zahrnují demyelinizaci a nevratnou smrt nervových buněk. Příznaky zahrnují necitlivost nebo brnění končetin a ataxickou chůzi, což je syndrom známý jako subakutní kombinovaná degenerace míchy.
Americká psychiatrická asociace American Journal of Psychiatry publikovala studie ukazující vztah mezi hladinou deprese a nedostatečnou hladinou B12 v krvi u starších lidí v letech 2000 a 2002.
Diagnóza deficitu B12
Hladiny B12 v séru jsou často nízké u deficitu B12, ale neexistuje robustní test, a pokud jsou přítomny další znaky deficitu B12, pak se diagnóza nesmí zlehčovat. Jedním z možných vysvětlení normálních hladin B12 u deficitu B12 je interference protilátek u lidí s vysokým titrem protilátek proti vnitřnímu faktoru. Pomoci může také aspirace kostní dřeně, sérový homocystein a hladina kyseliny methylmalonové.
Léčba deficitu B12
Léčba deficitu B12 probíhala tradičně intramuskulárními injekcemi cyanokobalaminu. Od 60. let 20. století je však oceňováno, že deficit lze někdy léčit perorálními doplňky B12, pokud jsou podávány v dostatečných dávkách. Při perorálním podávání v dávkách od 0,1 do 2 mg denně lze B12 absorbovat cestou, která nevyžaduje intaktní ileum nebo vnitřní faktor. Perorální absorpce je omezená, proto jsou pravidelné intramuskulární injekce cyanokobalaminu nebo hydroxykobalaminu nezbytné pro obnovení systémových zásob na fyziologickou úroveň. Schillingův test může určit, zda jsou příznaky deficitu B12 způsobeny nedostatkem vnitřního faktoru, i když se to provádí méně často kvůli nedostatku činidla pro test.
B12 lze u zdravých jedinců doplnit perorální pilulkou; sublingvální pilulkou, tekutinou nebo stripem; nebo injekcí. B12 je k dispozici jednotlivě nebo v kombinaci s dalšími doplňky. Doplňky B12 jsou k dispozici ve formě zahrnující cyanokobalamin, hydroxykobalamin, methylkobalamin a adenosylkobalamin (někdy nazývaný kobumamid nebo dibencozid). Cyanokobalamin se přeměňuje na své aktivní formy, nejprve hydroxykobalamin a poté methylkobalamin a adenosylkobalamin v játrech. Studie z roku 2003 nezjistila žádný významný rozdíl v absorpci sérových hladin při perorálním oproti sublingválním podání 500 mikrogramů kobalaminu . Injekce je užitečná a obvykle nutná v případech, kdy je narušena absorpce trávením. Perorální absorpce je složitá a vyžaduje specifické střevní transportní proteiny (vnitřní faktor) vytvářené v žaludku. V každém případě je absorpce nasycená a je omezená.
Zajímavé je, že u některých druhů hmyzu, jako jsou termiti, bylo zjištěno, že obsahují B12.
Cyanokobalamin může být také obsažen v mnoha energetických nápojích.
U osob citlivých nebo alergických na kobalamin, kobalt nebo jiné složky přípravku je třeba se vyvarovat podávání doplňků s vitaminem B12.
Nežádoucí účinky, kontraindikace a upozornění
Těhotenství a kojení
Vitamin B12 je pravděpodobně bezpečný při perorálním užití v množství, které nepřekračuje doporučenou dietní dávku (RDA). RDA pro vitamin B12 u těhotných žen je 2,6 μg denně a 2,8 μg v období laktace.
Spolehlivé informace o bezpečnosti konzumace většího množství vitaminu B12 během těhotenství nejsou dostatečné.