Витамин B12 и его роль¶

Кобаламин (витамин B12) — водорастворимое биологически активное соединение класса кобамидов, содержащее в своей структуре атом кобальта. Относится к группе витаминов B и является единственным известным витамином, в составе которого присутствует металл. В узком смысле кобаламином называют цианокобаламин — наиболее устойчивую синтетическую форму, применяемую в медицине и пищевой промышленности; в широком — всё семейство кобамидов, включая гидроксокобаламин, метилкобаламин и аденозилкобаламин, которые выполняют функции коферментов в организме человека.

¶Химическое строение

Молекула кобаламина построена вокруг центрального атома кобальта, координированного в плоском макроциклическом лиганде — корриновом кольце. Коррин структурно близок к порфирину (основе гема и хлорофилла), но отличается тем, что два пиррольных кольца соединены напрямую, а не через метиновый мостик. Это придаёт молекуле характерную жёсткую геометрию.

Кобальт образует шесть координационных связей: четыре — с атомами азота корринового кольца, пятая — с нуклеотидом диметилбензимидазолом, шестая — с переменной группой. Именно эта шестая позиция определяет разновидность кобамида:

• цианокобаламин — с цианогруппой (CN), синтетическая стабильная форма;
• гидроксокобаламин — с гидроксильной группой (OH);
• метилкобаламин — с метильной группой (CH₃), активная коферментная форма;
• аденозилкобаламин — с 5'-дезоксиаденозилом, вторая коферментная форма.

Молекулярная масса цианокобаламина составляет около 1355 г/моль. Кристаллы имеют тёмно-красный цвет, обусловленный корриновой системой. Вещество устойчиво к нагреванию в нейтральной среде, но разрушается на свету и в присутствии сильных окислителей.

¶История открытия

Существование неизвестного фактора, предотвращающего пернициозную (злокачественную) анемию, предполагалось с 1920-х годов. В 1926 году американские врачи Джордж Майнот и Уильям Мёрфи показали, что сырая печень в больших количествах облегчает течение болезни, за что в 1934 году вместе с Джорджем Уиплом получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Выделить активное вещество удалось лишь в 1948 году: независимо друг от друга это сделали Эдвард Риккес в США и Эрнест Лестер Смит в Великобритании. Они получили красные кристаллы из печени, названные «витамином B12». В 1956 году Дороти Ходжкин методом рентгеноструктурного анализа установила полную пространственную структуру молекулы — одну из самых сложных на тот момент; за эту работу она получила Нобелевскую премию по химии в 1964 году. Полный химический синтез кобаламина осуществили в 1972 году Роберт Вудворд и Альберт Эшенмозер.

¶Биологическая роль

В организме человека кобаламин выполняет две ключевые коферментные функции.

Метилмалонил-КоА-мутаза. Аденозилкобаламин участвует в превращении метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА — реакцию, необходимую для метаболизма жирных кислот с нечётным числом углеродных атомов и некоторых аминокислот. При дефиците витамина накапливается метилмалоновая кислота, что служит диагностическим маркером.

Метионинсинтаза. Метилкобаламин служит кофактором фермента, превращающего гомоцистеин в метионин. Эта реакция связана с обменом фолатов: без витамина B12 фолат «застревает» в форме метилтетрагидрофолата, что нарушает синтез нуклеотидов и, как следствие, деление клеток — прежде всего быстро обновляющихся клеток крови.

Именно нарушением этих процессов объясняется картина пернициозной анемии — мегалобластного малокровия с образованием крупных неполноценных эритроцитов.

¶Источники и всасывание

Кобаламин не синтезируется ни растениями, ни животными — его продуцируют исключительно микроорганизмы, главным образом бактерии и археи. Жвачные животные получают витамин от симбиотической микрофлоры рубца; человек — из пищи животного происхождения.

Основные пищевые источники:

Всасывание витамина в тонком кишечнике требует участия внутреннего фактора Касла — гликопротеина, вырабатываемого париетальными клетками желудка. Комплекс «кобаламин — внутренний фактор» распознаётся рецепторами подвздошной кишки. Аутоиммунное поражение париетальных клеток или выработка антител к внутреннему фактору ведут к нарушению всасывания и развитию пернициозной анемии. Запасы витамина в печени взрослого человека составляют 2–5 мг, что позволяет при полном прекращении поступления обходиться без него месяцами и даже годами.

¶Дефицит и его последствия

Недостаточность кобаламина развивается при строгом веганстве без обогащённых продуктов и добавок, при атрофическом гастрите, после резекции желудка или кишечника, при инвазии лентецом широким, а также при наследственных нарушениях обмена. Группу риска составляют пожилые люди, у которых снижена кислотность желудочного сока.

Клиническая картина включает:

• мегалобластную анемию;
• неврологические нарушения — парестезии, нарушение походки, дегенерацию задних столбов спинного мозга;
• когнитивные расстройства вплоть до деменции;
• глоссит и атрофию слизистой желудка.

Неврологические симптомы могут возникать и без выраженной анемии, что затрудняет диагностику. Помимо метилмалоновой кислоты, маркёрами служат снижение уровня витамина в сыворотке и повышение гомоцистеина.

¶Применение

Цианокобаламин и гидроксокобаламин выпускаются в виде растворов для инъекций, таблеток и входят в состав поливитаминных комплексов. В медицине их применяют при мегалобластной анемии, дефицитных состояниях, некоторых неврологических заболеваниях. Существуют также формы для интраназального введения.

В пищевой промышленности кобаламин используют для обогащения продуктов и кормов. Веганские продукты нередко обогащают витамином B12 искусственно. В лабораторной практике меченый цианокобаламин применяется в радиоиммунологических тестах и как источник радиоактивной метки.

Препараты витамина B12, как правило, хорошо переносятся; редкие побочные эффекты включают аллергические реакции. При подозрении на дефицит коррекцию следует проводить под контролем врача, поскольку маскировка фолатами неврологических нарушений может усугубить состояние.