Witamina B9

Witamina B9, powszechnie znana jako folian lub kwas foliowy, to rozpuszczalna w wodzie witamina z grupy B o fundamentalnym znaczeniu dla zdrowia człowieka. Termin "folian" obejmuje rodzinę związków pochodnych kwasu pteroiloglutaminowego, w tym naturalnie występujące foliany w żywności, syntetyczny kwas foliowy stosowany do wzbogacania żywności i suplementów, oraz różne formy zredukowane, w tym 5-metylotetrahydrofolian (5-MTHF).

Główna rola biochemyczna folianu polega na przenoszeniu jednowęglowych jednostek w reakcjach metabolicznych. Te jednostki jednowęglowe są niezbędne do syntezy i naprawy DNA, podziału komórkowego oraz metabolizmu homocysteiny do metioniny. Ponieważ szybko dzielące się komórki mają wysokie zapotrzebowanie na folian, niedobór szczególnie dotyczy tkanek o szybkiej odnowie, w tym szpiku kostnego (produkcja krwinek czerwonych), wyściółki jelit oraz rozwijającego się płodu.

Najważniejszy wpływ folianu na zdrowie publiczne to zapobieganie wadom cewki nerwowej (NTD). Randomizowane badania kontrolowane jednoznacznie wykazały, że suplementacja kwasem foliowym w okresie okołoporodowym zmniejsza ryzyko NTD o 50-70%. Te dowody doprowadziły do wprowadzenia obowiązkowego wzbogacania produktów zbożowych w wielu krajach, co zaowocowało znacznym zmniejszeniem występowania NTD. Krytyczne okno dla suplementacji rozpoczyna się przed poczęciem i trwa przez pierwszy trymestr, często zanim kobieta dowie się o ciąży.

Niedobór folianu powoduje niedokrwistość megaloblastyczną, charakteryzującą się powstawaniem powiększonych, niedojrzałych krwinek czerwonych, które nie mogą prawidłowo funkcjonować. Stan ten powoduje zmęczenie, osłabienie i duszności. Niedobór podnosi również poziom homocysteiny, co wiąże się ze zwiększonym ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych, choć suplementacja kwasem foliowym nie zawsze zmniejsza zdarzenia sercowo-naczyniowe w badaniach klinicznych.

Poza swoimi podstawowymi funkcjami, folian był badany pod kątem zapobiegania nowotworom, funkcji poznawczych i leczenia depresji. Relacja z nowotworami jest złożona: odpowiednia ilość folianu może zapobiegać inicjacji nowotworu poprzez utrzymanie integralności DNA, ale wysokie spożycie folianu może sprzyjać progresji już istniejących nowotworów. Ta podwójna rola podkreśla znaczenie odpowiedniego dawkowania.

Około 40% populacji nosi warianty genetyczne (szczególnie MTHFR C677T), które zmniejszają wydajność metabolizmu folianu. Osoby te mogą korzystać z formy 5-MTHF, która omija etap enzymu MTHFR. Jednak kwas foliowy pozostaje jedyną formą, której skuteczność w zapobieganiu wadom cewki nerwowej została udowodniona, a obecne dowody wskazują, że osoby z wariantami MTHFR mogą nadal skutecznie przetwarzać kwas foliowy.

Folian funkcjonuje biochemicznie jako przenośnik jednowęglowych jednostek (grup metylowych, metylenowych, formylowych) w licznych reakcjach metabolicznych. Aktywna forma, tetrahydrofolian (THF), służy jako koenzym przyjmujący i oddający te jednostki jednowęglowe w reakcjach niezbędnych do syntezy DNA, metabolizmu aminokwasów i procesów metylowania.

W syntezie DNA, 5,10-metylenotetrahydrofolian oddaje grupę metylową do dezoksyurydynowego monofosforanu (dUMP), przekształcając go w tymidynowy monofosforan (dTMP), budulec DNA. Reakcję tę katalizuje tymidylanowa syntetaza i jest ona niezbędna do replikacji i naprawy DNA. Bez odpowiedniej ilości folianu komórki nie mogą wytworzyć wystarczającej ilości tymidyny, co prowadzi do upośledzonej syntezy DNA i charakterystycznych zmian "megaloblastycznych" w szybko dzielących się komórkach.

Folian uczestniczy również w ponownym metylowaniu homocysteiny do metioniny. 5-metylotetrahydrofolian (5-MTHF) oddaje swoją grupę metylową homocysteinie w reakcji katalizowanej przez syntazę metioninową, która wymaga witaminy B12 jako kofaktora. Reakcja ta produkuje metioninę, która może być przekształcona w S-adenozylometioninę (SAM), podstawowy donor grup metylowych organizmu dla reakcji metylowania wpływających na DNA, białka i neuroprzekaźniki.

Mechanizm zapobiegania wadom cewki nerwowej nie jest w pełni zrozumiały, ale prawdopodobnie obejmuje wiele szlaków. Folian jest niezbędny dla szybko dzielących się komórek rozwijającej się cewki nerwowej w pierwszych 28 dniach po poczęciu. Odpowiednia ilość folianu może zapobiegać błędom w syntezie i metylowaniu DNA, które prowadzą do nieprawidłowego zamknięcia cewki nerwowej. Warianty genetyczne w genach metabolizmu folianu mogą wyjaśniać, dlaczego niektóre kobiety wymagają wyższego spożycia folianu, aby zapobiec NTD.

Kwas foliowy z suplementów i wzbogacanej żywności jest wchłaniany wydajnie w proksymalnym jelicie cienkim poprzez proces zależny od pH z udziałem nośnika. Po wchłonięciu jest redukowany do dihydrofolianu, a następnie do tetrahydrofolianu przez enzym reduktazę dihydrofolianową. Naturalne foliany w żywności występują głównie jako formy poliglutaminowe, które muszą zostać rozkonjugowane do monoglutaminów przez enzymy jelitowe przed wchłonięciem, co czyni je nieco mniej biodostępnymi niż kwas foliowy.

Enzym MTHFR (metylenotetrahydrofolanowa reduktaza) przekształca 5,10-metylenotetrahydrofolian w 5-metylotetrahydrofolian, główną krążącą formę folianu. Wariant C677T zmniejsza aktywność enzymu o 30-70% w zależności od genotypu, potencjalnie upośledzając ponowne metylowanie homocysteiny. Jednak odpowiednie spożycie folianu może przezwyciężyć to upośledzenie u większości osób.

Folian występuje w różnych produktach spożywczych, z najwyższymi stężeniami w wątrobie, ciemnych liściastych warzywach, roślinach strączkowych i wzbogaconych zbożach. W wielu krajach mąka pszenna i inne produkty zbożowe są wzbogacane kwasem foliowym, co czyni wzbogacone zboża głównym źródłem pokarmowym.

Niedobór folianu dotyczy przede wszystkim szybko dzielących się tkanek. Powoduje niedokrwistość megaloblastyczną, charakteryzującą się produkcją powiększonych, niedojrzałych krwinek czerwonych, które nie mogą efektywnie transportować tlenu. Niedobór w ciąży powoduje wady cewki nerwowej u rozwijającego się płodu.

Zapotrzebowanie na folian wyraża się jako ekwiwalenty folianu dietetycznego (DFE), aby uwzględnić różną biodostępność naturalnego folianu pokarmowego w porównaniu z syntetycznym kwasem foliowym. 1 mcg DFE = 1 mcg folianu z żywności = 0,6 mcg kwasu foliowego z wzbogacanej żywności lub suplementów przyjmowanych z jedzeniem = 0,5 mcg kwasu foliowego z suplementów przyjmowanych na czczo.

Suplementy folianu występują w kilku formach o różnej biodostępności i szlakach metabolicznych. Kwas foliowy jest syntetyczny i najbardziej stabilny. 5-MTHF to aktywna krążąca forma, która omija enzym MTHFR. Foliany pokarmowe to formy poliglutaminowe o zmiennej absorpcji.