Фолат , также известный как витамин B9 и фолацин , [ 6] является одним из витаминов группы B. [3] Производимая фолиевая кислота , которая преобразуется организмом в фолат, используется в качестве пищевой добавки и для обогащения пищевых продуктов , поскольку она более стабильна во время обработки и хранения. [7] Фолат необходим организму для создания ДНК и РНК , а также для метаболизма аминокислот, необходимых для деления клеток и созревания клеток крови . [1] [8] Поскольку организм человека не может вырабатывать фолат, он требуется в рационе, что делает его незаменимым питательным веществом . [9] Он естественным образом содержится во многих продуктах питания. [6] [1] Рекомендуемая суточная доза фолата для взрослых в США составляет 400 микрограммов из продуктов питания или пищевых добавок . [1]
Фолат в форме фолиевой кислоты используется для лечения анемии, вызванной дефицитом фолиевой кислоты . [3] Фолиевая кислота также используется в качестве добавки женщинами во время беременности для снижения риска дефектов нервной трубки (ДНТ) у ребенка. [3] [10] ДНТ включают анэнцефалию и расщелину позвоночника , среди прочих дефектов. Низкий уровень на ранних сроках беременности, как полагают, является причиной более половины детей, рожденных с ДНТ. [1] Более 80 стран используют либо обязательное, либо добровольное обогащение определенных продуктов фолиевой кислотой в качестве меры по снижению частоты ДНТ. [11] Долгосрочный прием относительно больших количеств фолиевой кислоты связан с небольшим снижением риска инсульта [12] и повышенным риском рака простаты. [13] Существуют опасения , что большие количества дополнительной фолиевой кислоты могут скрыть дефицит витамина B 12. [1]
Недостаточное потребление фолиевой кислоты может привести к дефициту фолиевой кислоты. [1] Это может привести к типу анемии , при котором красные кровяные клетки становятся ненормально большими. [1] Симптомы могут включать чувство усталости , учащенное сердцебиение , одышку , открытые язвы на языке и изменение цвета кожи или волос. [1] Дефицит фолиевой кислоты у детей может развиться в течение месяца из-за плохого питания. [14] У взрослых нормальный общий уровень фолиевой кислоты в организме составляет от 10 до 30 мг, причем около половины этого количества хранится в печени, а остальное — в крови и тканях организма. [1] В плазме естественный диапазон фолиевой кислоты составляет от 150 до 450 нМ. [15]
Фолиевая кислота была открыта между 1931 и 1943 годами. [16] Она входит в список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . [17] В 2022 году она была 65-м наиболее часто назначаемым лекарством в Соединенных Штатах, было выписано более 10 миллионов рецептов. [18] [19] Термин «фолиевая» происходит от латинского слова folium (что означает лист), поскольку она была обнаружена в темно-зеленых листовых овощах. [20]
Фолат (витамин B9 ) относится ко многим формам фолиевой кислоты и родственным ей соединениям , включая тетрагидрофолиевую кислоту (активная форма), метилтетрагидрофолат (основная форма, обнаруженная в крови), метенилтетрагидрофолат , фолиновую кислоту , фолацин и птероилглутаминовую кислоту. [6] [21] [22] [23] Исторические названия включают фактор L. casei , витамин Bc и витамин M. [2]
Термины фолат и фолиевая кислота имеют несколько разные значения в разных контекстах, хотя иногда используются взаимозаменяемо. [24] В области органической химии фолат относится к сопряженному основанию фолиевой кислоты. [25] [23] В области биохимии фолаты относятся к классу биологически активных соединений, связанных с фолиевой кислотой и включающих ее. [26] В области питания фолаты представляют собой семейство основных питательных веществ, связанных с фолиевой кислотой, полученной из природных источников, тогда как термин фолиевая кислота зарезервирован для промышленной формы, которая используется в качестве пищевой добавки. [27]
Химически фолаты состоят из трех отдельных химических фрагментов, связанных вместе. Гетероциклическое кольцо птерина (2-амино-4-гидрокси-птеридина) связано метиленовым мостиком с п-аминобензоильной группой, которая, в свою очередь, связана амидной связью либо с глутаминовой кислотой , либо с полиглутаматом. Одноуглеродные единицы в различных степенях окисления могут быть присоединены к атому азота N5 птеридинового кольца и/или атому азота N10 п-аминобензоильной группы. [28]
Фолат особенно важен в периоды частого деления и роста клеток, например, в младенчестве и беременности. Дефицит фолата затрудняет синтез ДНК и деление клеток, влияя больше всего на кроветворные клетки и новообразования из-за их более высокой частоты деления клеток. Транскрипция РНК и последующий синтез белка меньше подвержены дефициту фолата, поскольку мРНК может быть переработана и использована повторно (в отличие от синтеза ДНК, где должна быть создана новая геномная копия).
Дефицит фолиевой кислоты у беременных женщин был связан с дефектами нервной трубки (ДНТ), по оценкам, 300 000 случаев во всем мире до внедрения во многих странах обязательного обогащения продуктов питания. [29] ДНТ возникают на ранних сроках беременности (в первый месяц), поэтому женщины должны иметь достаточное количество фолиевой кислоты при зачатии, и по этой причине существует рекомендация, чтобы любая женщина, планирующая забеременеть, принимала пищевую добавку, содержащую фолиевую кислоту, до и во время беременности. [30] Центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC) рекомендует ежедневно принимать 400 мкг фолиевой кислоты для профилактики ДНТ. [31] Многие женщины принимают это лекарство меньше, чем рекомендует CDC, особенно в случаях, когда беременность была незапланированной, или в странах, где отсутствуют ресурсы здравоохранения и образование. Некоторые страны внедрили либо обязательное, либо добровольное обогащение продуктов питания пшеничной мукой и другими зерновыми, [32] но многие другие полагаются на просвещение в области общественного здравоохранения и индивидуальные консультации врача. Метаанализ глобальной распространенности рождений с расщелиной позвоночника показал , что при сравнении общенациональной обязательной программы по обогащению рациона фолиевой кислотой со странами без такой программы обогащения наблюдалось 30%-ное снижение живорождений с расщелиной позвоночника. [33] Некоторые страны сообщили о более чем 50%-ном снижении. [34] Целевая группа профилактических служб США рекомендует фолиевую кислоту в качестве добавки или ингредиента для обогащения, поскольку формы фолиевой кислоты, отличные от фолиевой кислоты, не изучались. [22]
Метаанализ приема фолиевой кислоты во время беременности показал снижение относительного риска врожденных пороков сердца у новорожденных на 28% . [35] Дородовой прием фолиевой кислоты, по-видимому, не снижает риск преждевременных родов. [36] [37] Один систематический обзор не выявил влияния фолиевой кислоты на смертность, рост, состав тела, респираторные или когнитивные результаты детей от рождения до 9 лет. [38] Не было никакой связи между приемом фолиевой кислоты матерью и повышенным риском детской астмы. [39]
Фолиевая кислота способствует сперматогенезу . [40] У женщин фолиевая кислота важна для качества и созревания ооцитов, имплантации, плацентации, роста плода и развития органов. [40]
В одном метаанализе сообщается, что многолетний прием фолиевой кислоты в дозах, превышающих верхний предел в 1000 мкг/день, в большинстве включенных клинических испытаний снизил относительный риск сердечно-сосудистых заболеваний на скромные 4%. [12] Два более старых метаанализа, которые не включали результаты более новых клинических испытаний, не сообщили об изменениях риска сердечно-сосудистых заболеваний. [41] [42]
Абсолютный риск инсульта при приеме добавок снижается с 4,4% до 3,8% (относительный риск снижается на 10%). [12] Два других метаанализа сообщили о схожем снижении относительного риска. [43] [44] Два из этих трех были ограничены людьми с уже имеющимися сердечно-сосудистыми заболеваниями или ишемической болезнью сердца. [12] [43] Положительный результат может быть связан со снижением концентрации циркулирующего гомоцистеина , поскольку стратифицированный анализ показал, что риск снижался больше при большем снижении гомоцистеина. [12] [43] Эффект также был больше для исследований, которые проводились в странах, где не было обязательного обогащения зерновых фолиевой кислотой. [43] [44] Положительный эффект был больше в подгруппе испытаний, в которых использовалась добавка с меньшим содержанием фолиевой кислоты по сравнению с более высоким. [43] [44]
Хронически недостаточное потребление фолиевой кислоты может увеличить риск развития рака прямой и толстой кишки, молочной железы, яичников, поджелудочной железы, мозга, легких, шейки матки и простаты. [6] [45] [46]
Вскоре после внедрения программ обогащения были высказаны предположения, что высокое потребление ускоряет рост предраковых поражений, которые могут привести к раку, в частности раку толстой кишки. [47] [48] Последующие метаанализы эффектов низкого и высокого содержания фолиевой кислоты в рационе, повышенного содержания фолиевой кислоты в сыворотке и дополнительного фолиевой кислоты в форме фолиевой кислоты порой давали противоречивые результаты. Сравнение низкого и высокого содержания фолиевой кислоты в рационе показало скромное, но статистически значимое снижение риска рака толстой кишки. [49] Для риска рака простаты сравнение низкого и высокого содержания фолиевой кислоты не показало никакого эффекта. [50] [51] Обзор испытаний, в которых использовались пищевые добавки с фолиевой кислотой, показал статистически значимое увеличение риска рака простаты на 24%. [13] Было показано, что добавление фолиевой кислоты в дозе от 1000 до 2500 мкг/день — количества, используемые во многих из цитируемых испытаний добавок [13] [52] — приведет к более высоким концентрациям сывороточного фолата, чем те, которые достигаются при диетах с высоким содержанием фолата, полученного из продуктов питания. Второй обзор добавок не сообщил о значительном увеличении или снижении общей заболеваемости раком, колоректальным раком, другими видами рака желудочно-кишечного тракта, раком мочеполовой системы, раком легких или гематологическими злокачественными новообразованиями у людей, которые потребляли добавки фолиевой кислоты. [52] Третий метаанализ добавок, ограниченный отчетом только о заболеваемости колоректальным раком, показал, что лечение фолиевой кислотой не было связано с риском колоректального рака. [53]
Фолат важен для клеток и тканей, которые быстро делятся. [54] Раковые клетки быстро делятся, и препараты, которые мешают метаболизму фолата, используются для лечения рака. Антифолатный препарат метотрексат часто используется для лечения рака, поскольку он подавляет выработку активного тетрагидрофолата (ТГФ) из неактивного дигидрофолата (ДГФ). [55] Однако метотрексат может быть токсичным, [56] [57] [58] вызывая побочные эффекты, такие как воспаление в пищеварительном тракте, которое затрудняет нормальный прием пищи. Сообщалось об угнетении костного мозга (вызывающем лейкопению и тромбоцитопению) и острой почечной и печеночной недостаточности.
Фолиновая кислота , под названием препарата лейковорин , форма фолата (формил-ТГФ), может помочь «спасти» или обратить вспять токсические эффекты метотрексата. [59] Добавки фолиевой кислоты не имеют установленной роли в химиотерапии рака. [60] [61] Добавка фолиновой кислоты у людей, проходящих лечение метотрексатом, заключается в том, чтобы дать менее быстро делящимся клеткам достаточно фолата для поддержания нормальных функций клеток. Количество даваемого фолата быстро истощается быстро делящимися (раковыми) клетками, поэтому это не сводит на нет эффекты метотрексата.
Для преобразования гомоцистеина в метионин требуются фолат и витамин B 12 . Повышенный уровень гомоцистеина в плазме и низкий уровень фолата связаны с когнитивными нарушениями, деменцией и болезнью Альцгеймера . [62] [63] Дополнение рациона фолиевой кислотой и витамином B 12 снижает уровень гомоцистеина в плазме . [63] Однако в нескольких обзорах сообщалось, что добавление фолиевой кислоты отдельно или в сочетании с другими витаминами группы B не предотвращало развитие когнитивных нарушений и не замедляло снижение когнитивных функций . [64] [63] [65]
Относительный риск расстройств аутистического спектра (РАС) был зарегистрирован на 23% ниже, когда материнская диета была дополнена фолиевой кислотой во время беременности. Анализ подгрупп подтвердил это среди азиатской, европейской и американской популяций. [66] Дефицит церебрального фолата (CFD) был связан с РАС. Церебральный фолатный рецептор альфа (FRα) переносит 5-метилтетрагидрофолат в мозг. Одной из причин CFD являются аутоантитела, которые мешают FRa, и аутоантитела FRa были зарегистрированы при РАС. Для людей с РАС и CFD метаанализ сообщил об улучшении при лечении фолиновой кислотой , 5-формильным производным тетрагидрофолиевой кислоты , для основных и связанных симптомов РАС. [67]
Некоторые данные связывают дефицит фолата с клинической депрессией . [68] Ограниченные данные рандомизированных контролируемых испытаний показали, что использование фолиевой кислоты в дополнение к селективным ингибиторам обратного захвата серотонина (СИОЗС) может иметь преимущества. [69] Исследования обнаружили связь между депрессией и низким уровнем фолата. [70] [71] Точные механизмы, участвующие в развитии шизофрении и депрессии, не совсем ясны, но биоактивный фолат, метилтетрагидрофолат (5-MTHF), прямая цель доноров метила, таких как S-аденозилметионин (SAMe), перерабатывает неактивный дигидробиоптерин (BH 2 ) в тетрагидробиоптерин (BH 4 ), необходимый кофактор на различных этапах синтеза моноаминов, включая синтез дофамина и серотонина . BH 4 выполняет регулирующую роль в нейротрансмиссии моноаминов и необходим для опосредования действия большинства антидепрессантов. [72]
Между фолиевой кислотой, витамином B 12 и железом происходит сложное взаимодействие . Дефицит фолиевой кислоты или витамина B 12 может маскировать дефицит железа; поэтому при приеме в качестве пищевых добавок эти три вещества должны быть в равновесии. [73] [74] [75]
Некоторые исследования показывают, что добавление железа и фолиевой кислоты детям в возрасте до пяти лет может привести к увеличению смертности от малярии ; это побудило Всемирную организацию здравоохранения изменить свою политику в отношении добавок железа и фолиевой кислоты для детей в регионах, подверженных малярии, таких как Индия. [76]
Фолат в пище примерно на треть представлен в форме моноглутамата и на две трети — полиглутамата; последний гидролизуется до моноглутамата посредством реакции, опосредованной фолатной конъюгазой на щеточной каемке энтероцитов в проксимальном отделе тонкого кишечника. [77] Впоследствии кишечная абсорбция в первую очередь осуществляется за счет действия белка протон-связанного транспортера фолата (PCFT), кодируемого геном SLC46A1 . Он лучше всего функционирует при pH 5,5, что соответствует кислотному статусу проксимального отдела тонкого кишечника. PCFT связывается как с восстановленными фолатами, так и с фолиевой кислотой. Вторичным транспортером фолата является переносчик восстановленного фолата (RFC), кодируемый геном SLC19A1 . Он оптимально работает при pH 7,4 в подвздошной части тонкого кишечника. Он имеет низкое сродство к фолиевой кислоте. Выработка рецепторных белков увеличивается во время дефицита фолата. [78] Помимо роли в кишечной абсорбции, RFC экспрессируется практически во всех тканях и является основным путем доставки фолата к клеткам в системном кровотоке в физиологических условиях. Когда фармакологические количества фолата принимаются в качестве пищевой добавки, абсорбция также происходит посредством пассивного диффузионно-подобного процесса. [8] [79] Кроме того, бактерии в дистальной части тонкого кишечника и в толстом кишечнике синтезируют скромное количество фолата, и в толстом кишечнике есть рецепторы RFC, поэтому этот источник in situ может способствовать клеточному питанию и здоровью местных колоноцитов. [78] [79]
Биологическая активность фолата в организме зависит от действия дигидрофолатредуктазы в печени, которая преобразует фолат в тетрагидрофолат (ТГФ). Это действие является лимитирующим по скорости у людей, что приводит к повышению концентрации неметаболизированной фолиевой кислоты в крови, когда потребление из пищевых добавок и обогащенных продуктов приближается или превышает допустимый верхний уровень потребления в США , равный 1000 мкг в день. [8] [80]
Общее содержание фолата в организме человека оценивается примерно в 15–30 миллиграммов, примерно половина из которых находится в печени. [8] Выведение осуществляется через мочу и кал. При нормальном потреблении пищи выделение с мочой происходит в основном в виде продуктов расщепления фолата, но если употребляется пищевая добавка, то в моче будет нетронутым фолат. Печень вырабатывает содержащую фолат желчь, которая, если не вся всасывается в тонком кишечнике, способствует образованию фекального фолата, нетронутого и в виде продуктов расщепления, который при нормальном потреблении пищи, по оценкам, аналогичен по количеству выделению с мочой. Содержание фекалий включает то, что синтезируется кишечной микрофлорой. [8]
Животные, включая людей, не могут синтезировать (производить) фолат и поэтому должны получать фолат из своего рациона. Все растения и грибы, а также некоторые простейшие, бактерии и археи могут синтезировать фолат de novo посредством вариаций на одном и том же биосинтетическом пути. [81] Молекула фолата синтезируется из пирофосфата птерина, парааминобензойной кислоты (ПАБК) и глутамата посредством действия дигидроптероатсинтазы и дигидрофолатсинтазы . Птерин, в свою очередь, образуется в серии ферментативно катализируемых стадий из гуанозинтрифосфата (ГТФ), в то время как ПАБК является продуктом шикиматного пути . [81]
Все биологические функции фолиевой кислоты выполняются ТГФ и его метилированными производными. Следовательно, фолиевая кислота должна быть сначала восстановлена до ТГФ. Это четырехэлектронное восстановление происходит в два химических этапа, оба катализируются одним и тем же ферментом, дигидрофолатредуктазой . [82] Фолиевая кислота сначала восстанавливается до дигидрофолата , а затем до тетрагидрофолата. На каждом этапе потребляется одна молекула НАДФН ( биосинтетически полученного из витамина B3 ) и производится одна молекула НАДФН . [8] [83] Механистически гидрид переносится из НАДФН в положение C6 птеридинового кольца. [84]
Одноуглеродная (1C) метильная группа добавляется к тетрагидрофолату посредством действия серингидроксиметилтрансферазы (SHMT) с получением 5,10-метилентетрагидрофолата (5,10-CH2 - THF). Эта реакция также потребляет серин и пиридоксальфосфат (PLP; витамин B6 ) и производит глицин и пиридоксаль . [82] Второй фермент, метилентетрагидрофолатдегидрогеназа ( MTHFD2 ) [85] окисляет 5,10-метилентетрагидрофолат до иминиевого катиона, который в свою очередь гидролизуется с получением 5-формил-THF и 10-формил-THF . [82] Эта серия реакций, использующих β-углеродный атом серина в качестве источника углерода, обеспечивает большую часть одноуглеродных единиц, доступных клетке. [86]
Альтернативные источники углерода включают формиат , который посредством каталитического действия формиат-тетрагидрофолатлигазы добавляет единицу 1C к ТГФ, образуя 10-формил-ТГФ. Глицин, гистидин и саркозин также могут напрямую вносить вклад в связанный с ТГФ пул 1C. [87]
Ряд препаратов вмешиваются в биосинтез ТГФ из фолиевой кислоты. Среди них антифолатные ингибиторы дигидрофолатредуктазы , такие как антимикробный триметоприм , противопротозойный пириметамин и химиотерапевтический препарат метотрексат , [88] [89] и сульфаниламиды (конкурентные ингибиторы ПАБК в реакциях дигидроптероатсинтетазы ). [90]
Вальпроевая кислота , один из наиболее часто назначаемых препаратов для лечения эпилепсии, также используемый для лечения определенных психологических состояний, таких как биполярное расстройство, является известным ингибитором фолиевой кислоты, и как таковая, как было показано, вызывает врожденные дефекты, включая дефекты нервной трубки, а также повышенный риск для детей с когнитивными нарушениями и аутизмом. Есть доказательства того, что потребление фолиевой кислоты является защитным. [91] [92] [93]
Дефицит фолата часто встречается у алкоголиков, что объясняется как неадекватным питанием, так и угнетением кишечной переработки витамина. Хроническое употребление алкоголя подавляет как процесс переваривания пищевых полиглутаматов фолата, так и фазу поглощения освобожденных моноглутаматов фолата. Последнее связано со значительным снижением уровня экспрессии RFC. [78]
Основная функция тетрагидрофолата в метаболизме — транспортировка одноуглеродных групп (т. е. метильной группы , метиленовой группы или формильной группы ). Эти углеродные группы могут переноситься на другие молекулы в ходе модификации или биосинтеза различных биологических молекул. Фолаты необходимы для синтеза ДНК , модификации ДНК и РНК , синтеза метионина из гомоцистеина и различных других химических реакций, участвующих в клеточном метаболизме. [94] Эти реакции в совокупности известны как одноуглеродный метаболизм, опосредованный фолатом. [8] [95]
Производные фолиевой кислоты участвуют в биосинтезе как пуринов, так и пиримидинов.
Формилфолат требуется для двух этапов биосинтеза инозинмонофосфата , предшественника GMP и AMP. Метилентетрагидрофолат отдает центр C1, необходимый для биосинтеза dTMP (2 ′ -дезокситимидин-5 ′ -фосфат) из dUMP (2 ′ -дезоксиуридин-5 ′ -фосфат). Превращение катализируется тимидилатсинтазой . [8]
Метил-ТГФ преобразует витамин B12 в метил-B12 ( метилкобаламин ) . Метил-B12 преобразует гомоцистеин в реакции, катализируемой гомоцистеинметилтрансферазой , в метионин . Дефект гомоцистеинметилтрансферазы или дефицит B12 может привести к так называемой «метильной ловушке» ТГФ, в которой ТГФ преобразуется в метил-ТГФ, вызывая дефицит фолата. [97] Таким образом, дефицит B12 может вызвать накопление метил-ТГФ, имитируя дефицит фолата.
Из-за разницы в биодоступности между добавочной фолиевой кислотой и различными формами фолата, содержащимися в пище, была создана система диетического эквивалента фолата (ДЭФ). Один ДЭФ определяется как 1 мкг диетического фолата. 1 мкг добавки фолиевой кислоты считается как 1,7 мкг ДЭФ. Причина разницы в том, что когда фолиевая кислота добавляется в пищу или принимается в качестве пищевой добавки с пищей, она усваивается не менее чем на 85%, тогда как усваивается только около 50% фолата, естественно присутствующего в пище. [1]
Институт медицины США определяет предполагаемые средние потребности (EAR), рекомендуемые пищевые добавки (RDA), адекватные нормы потребления (AI) и допустимые верхние уровни потребления (UL) — все вместе именуемые референтными нормами потребления (DRI). [1] [98] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) называет коллективный набор информации референтными нормами потребления, с референтным потреблением населения (PRI) вместо RDA и средней потребностью вместо EAR. AI и UL определяются так же, как в Соединенных Штатах. Для женщин и мужчин старше 18 лет PRI устанавливается на уровне 330 мкг/день. PRI для беременности составляет 600 мкг/день, для лактации — 500 мкг/день. Для детей в возрасте от 1 до 17 лет PRI увеличиваются с возрастом от 120 до 270 мкг/день. Эти значения несколько отличаются от RDA в США. [99] Диетическая норма потребления фолата в Соединенном Королевстве, установленная Комитетом по медицинским аспектам политики в области продовольствия и питания в 1991 году, составляет 200 мкг/день для взрослых. [100]
Риск токсичности от фолиевой кислоты низок, поскольку фолат является водорастворимым витамином и регулярно выводится из организма с мочой. Одной из потенциальных проблем, связанных с высокими дозами фолиевой кислоты, является то, что она оказывает маскирующий эффект на диагностику пернициозной анемии из-за дефицита витамина B12 и может даже спровоцировать или усугубить невропатию у лиц с дефицитом витамина B12. Эти данные оправдали разработку верхнего предела для фолата. [98] В целом, верхние предельные значения устанавливаются для витаминов и минералов, когда имеются достаточные доказательства. Верхний предельный уровень для взрослых в размере 1000 мкг для фолата (и ниже для детей) относится конкретно к фолиевой кислоте, используемой в качестве добавки, поскольку никаких рисков для здоровья не было связано с высоким потреблением фолата из пищевых источников. EFSA рассмотрело вопрос безопасности и согласилось с Соединенными Штатами, что верхний предел будет установлен на уровне 1000 мкг. [101] Японский национальный институт здоровья и питания установил максимальную допустимую дозу для взрослых на уровне 1300 или 1400 мкг в зависимости от возраста. [102]
Обзоры клинических испытаний, призывающих к длительному потреблению фолиевой кислоты в количествах, превышающих UL, вызывают опасения. Избыточные количества, полученные из добавок, вызывают больше беспокойства, чем те, которые получены из натуральных пищевых источников, а относительная пропорция к витамину B 12 может быть существенным фактором неблагоприятных эффектов. [103] Одна из теорий заключается в том, что потребление больших количеств фолиевой кислоты приводит к обнаруживаемым количествам неметаболизированной фолиевой кислоты, циркулирующей в крови, поскольку фермент дигидрофолатредуктаза , который преобразует фолиевую кислоту в биологически активные формы, является ограничивающим скорость. Доказательства негативного влияния фолиевой кислоты на здоровье в крови не последовательны, и фолиевая кислота не имеет известной функции кофактора, которая увеличила бы вероятность причинной роли свободной фолиевой кислоты в развитии заболеваний. [104] Однако низкий уровень витамина B 12 в сочетании с высоким потреблением фолиевой кислоты, в дополнение к ранее упомянутому риску невропатии, по-видимому, увеличивают риск когнитивных нарушений у пожилых людей. [105] Длительное использование пищевых добавок с фолиевой кислотой в дозах, превышающих 1000 мкг/день, связано с увеличением риска рака простаты. [13]
Для маркировки пищевых продуктов и диетических добавок в США количество в порции выражается в процентах от суточной нормы (%DV). Для маркировки фолиевой кислоты 100% суточной нормы составляли 400 мкг. По состоянию на обновление от 27 мая 2016 года она оставалась неизменной на уровне 400 мкг. [106] [107] Соблюдение обновленных правил маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов США и более и к 1 января 2021 года для производителей с меньшим объемом продаж продуктов питания. [108] [109] Таблица старых и новых суточных норм для взрослых приведена в Reference Daily Intake .
Правила Европейского Союза требуют, чтобы на этикетках указывались энергия, белок, жир, насыщенный жир, углеводы, сахара и соль. Добровольные питательные вещества могут быть указаны, если присутствуют в значительных количествах. Вместо суточных значений, количества показаны в процентах от рекомендуемых норм потребления (RI). Для фолата 100% RI была установлена на уровне 200 мкг в 2011 году. [110]
Дефицит фолата может быть вызван нездоровым питанием, которое не включает достаточное количество овощей и других продуктов, богатых фолатом; заболеваниями, при которых фолаты плохо усваиваются в пищеварительной системе (например, болезнь Крона или целиакия ); некоторыми генетическими нарушениями, которые влияют на уровень фолата; и некоторыми лекарствами (например, фенитоином, сульфасалазином или триметоприм-сульфаметоксазолом). [111] Дефицит фолата ускоряется при употреблении алкоголя, возможно, из-за нарушения транспорта фолата. [112]
Дефицит фолиевой кислоты может привести к глосситу , диарее, депрессии, спутанности сознания, анемии и дефектам нервной трубки плода и мозга. [98] Другие симптомы включают усталость, седые волосы, язвы во рту, плохой рост и опухший язык. [111] Дефицит фолиевой кислоты диагностируется с помощью анализа общего анализа крови (ОАК) и уровня витамина B 12 и фолиевой кислоты в плазме. Уровень фолиевой кислоты в сыворотке 3 мкг/л или ниже указывает на дефицит. [98] Уровень фолиевой кислоты в сыворотке отражает статус фолиевой кислоты, но уровень фолиевой кислоты в эритроцитах лучше отражает запасы в тканях после приема. Уровень фолиевой кислоты в эритроцитах 140 мкг/л или ниже указывает на недостаточный статус фолиевой кислоты. Сывороточная фолиевая кислота реагирует на прием фолиевой кислоты быстрее, чем фолиевая кислота в эритроцитах. [113]
Поскольку дефицит фолата ограничивает деление клеток, эритропоэз (производство эритроцитов) затрудняется. Это приводит к мегалобластной анемии , которая характеризуется большими незрелыми эритроцитами. Эта патология является результатом постоянно препятствующих попыток нормальной репликации ДНК, репарации ДНК и деления клеток и производит аномально большие эритроциты, называемые мегалобластами (и гиперсегментированными нейтрофилами) с обильной цитоплазмой, способной к синтезу РНК и белка, но со слипанием и фрагментацией ядерного хроматина. Некоторые из этих больших клеток, хотя и незрелые (ретикулоциты), рано высвобождаются из костного мозга в попытке компенсировать анемию. [114] И взрослым, и детям фолат необходим для производства нормальных эритроцитов и лейкоцитов и предотвращения анемии, которая вызывает усталость, слабость и неспособность сосредоточиться. [115] [116]
Повышенные уровни гомоцистеина указывают на дефицит фолиевой кислоты в тканях, но на гомоцистеин также влияют витамин B 12 и витамин B 6 , функция почек и генетика. Один из способов дифференцировать дефицит фолиевой кислоты и дефицит витамина B 12 — это провести тестирование на уровень метилмалоновой кислоты (ММА). Нормальные уровни ММА указывают на дефицит фолиевой кислоты, а повышенные уровни ММА указывают на дефицит витамина B 12. [98] Повышенные уровни ММА также могут быть вызваны редким метаболическим расстройством, комбинированной малоновой и метилмалоновой ацидурией (CMAMMA). [117] [118]
Дефицит фолата лечится дополнительным пероральным приемом фолиевой кислоты в дозе от 400 до 1000 мкг в день. Это лечение очень успешно для восполнения тканей, даже если дефицит был вызван мальабсорбцией. Людям с мегалобластной анемией необходимо пройти тест на дефицит витамина B 12 перед лечением фолиевой кислотой, поскольку если у человека дефицит витамина B 12 , добавление фолиевой кислоты может устранить анемию, но также может ухудшить неврологические проблемы. [98] Дефицит кобаламина (витамина B 12 ) может привести к дефициту фолата, который, в свою очередь, увеличивает уровень гомоцистеина и может привести к развитию сердечно-сосудистых заболеваний или врожденных дефектов. [119]
Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США ведет базу данных о составе пищевых продуктов, из которой можно искать содержание фолата в сотнях продуктов, как показано в таблице. [120] Инициатива по обогащению пищевых продуктов перечисляет все страны мира, которые проводят программы обогащения, [121] и в каждой стране, какие питательные вещества добавляются в какие продукты, и являются ли эти программы добровольными или обязательными. В США обязательное обогащение обогащенного хлеба, круп, муки, кукурузной муки, макаронных изделий, риса и других зерновых продуктов началось в январе 1998 года. По состоянию на 2023 год 140 стран требуют обогащения пищевых продуктов одним или несколькими витаминами, [32] причем фолат требуется в 69 странах. Наиболее часто обогащаемой пищей является пшеничная мука, за которой следуют кукурузная мука и рис. В разных странах количество добавленной фолиевой кислоты варьируется от 0,4 до 5,1 мг/кг, но подавляющее большинство находится в более узком диапазоне от 1,0 до 2,5 мг/кг, т. е. 100–250 мкг/100 г. [32] Фолат, естественным образом содержащийся в пище, подвержен разрушению при высокотемпературной приготовлении, особенно в присутствии кислых продуктов и соусов. Он растворим в воде и поэтому может быть потерян из продуктов, сваренных в воде. [122] Для продуктов, которые обычно употребляются в приготовленном виде, значения в таблице относятся к фолату, естественно содержащемуся в приготовленных продуктах.
Обогащение фолиевой кислотой — это процесс, при котором синтетическая фолиевая кислота добавляется в пшеничную муку или другие продукты питания с целью укрепления общественного здоровья за счет повышения уровня фолата в крови у населения. Она используется, поскольку более стабильна во время обработки и хранения. [7] [105] После открытия связи между недостатком фолиевой кислоты и дефектами нервной трубки правительства и организации здравоохранения по всему миру дали рекомендации относительно добавок фолиевой кислоты для женщин, планирующих забеременеть. Поскольку нервная трубка закрывается в первые четыре недели беременности, часто еще до того, как многие женщины узнают о своей беременности, многие страны со временем решили внедрить обязательные программы обогащения продуктов питания. Метаанализ глобальной распространенности рождения spina bifida показал, что при сравнении обязательного обогащения со странами с добровольным обогащением или без программы обогащения наблюдалось 30%-ное снижение живорождений с spina bifida, [33] а некоторые страны сообщили о более чем 50%-ном снижении. [34]
Фолиевая кислота добавляется в зерновые продукты в более чем 80 странах, либо в качестве обязательного, либо добровольного обогащения, [11] [32], и эти обогащенные продукты составляют значительный источник потребления фолата населением. [123] Обогащение является спорным, поскольку были подняты вопросы, касающиеся индивидуальной свободы, [105] , а также теоретические проблемы со здоровьем, описанные в разделе «Безопасность». В США существует обеспокоенность тем, что федеральное правительство предписывает обогащение, но не обеспечивает мониторинг потенциальных нежелательных эффектов обогащения. [105] Инициатива по обогащению пищевых продуктов перечисляет все страны мира, которые проводят программы обогащения, [121] и в каждой стране, какие питательные вещества добавляются в какие продукты. Наиболее часто обязательным обогащенным витамином — в 62 странах — является фолат; наиболее часто обогащаемым продуктом питания является пшеничная мука. [32]
Австралия и Новая Зеландия совместно договорились об обогащении пшеничной муки через Food Standards Australia New Zealand в 2007 году. Требование было установлено на уровне 135 мкг фолата на 100 г хлеба. Австралия внедрила программу в 2009 году. [124] Новая Зеландия также планировала обогащать хлеб (за исключением органических и пресных сортов), начиная с 2009 года, но затем решила подождать, пока не будут проведены дополнительные исследования. Ассоциация пекарей и Партия зеленых выступили против обязательного обогащения, назвав его «массовым лекарством». [125] [126] Министр безопасности пищевых продуктов Кейт Уилкинсон пересмотрела решение об обогащении в июле 2009 года, сославшись в качестве причин для противодействия утверждениям о связи между чрезмерным потреблением фолата и повышенным риском рака. [127] В 2012 году отложенная обязательная программа обогащения была отменена и заменена добровольной программой с надеждой на достижение 50%-ного показателя обогащения хлеба. [128]
Канадские усилия в области общественного здравоохранения были сосредоточены на повышении осведомленности о важности приема фолиевой кислоты для всех женщин детородного возраста и снижении социально-экономического неравенства путем предоставления практической поддержки фолиевой кислотой уязвимым группам женщин. [129] Обогащение продуктов питания фолиевой кислотой стало обязательным в 1998 году, с обогащением 150 мкг фолиевой кислоты на 100 граммов обогащенной муки и сырых злаковых зерен. [48] Результаты обогащения фолиевой кислотой по уровню дефектов нервной трубки в Канаде были положительными, показывая 46%-ное снижение распространенности ДНТ; величина снижения была пропорциональна уровню до обогащения ДНТ, по сути, устраняя географические различия в уровнях ДНТ, наблюдавшихся в Канаде до обогащения. [130]
В то время как Агентство по стандартам пищевых продуктов рекомендовало обогащение фолиевой кислотой, [131] [132] [133] а пшеничная мука обогащена железом, [134] обогащение пшеничной муки фолиевой кислотой разрешено добровольно, а не обязательно. Обзор 2018 года, проведенный авторами из Соединенного Королевства, настоятельно рекомендовал пересмотреть обязательное обогащение как средство снижения риска дефектов нервной трубки. [11]
В 1996 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) опубликовало правила, требующие добавления фолиевой кислоты в обогащенный хлеб, крупы, муку, кукурузную муку, макаронные изделия, рис и другие зерновые продукты. [135] Это постановление вступило в силу 1 января 1998 года и было специально направлено на снижение риска врожденных дефектов нервной трубки у новорожденных. [136] Были высказаны опасения, что количество добавленного фолата было недостаточным. [137]
Ожидалось, что программа обогащения повысит уровень потребления фолиевой кислоты человеком на 70–130 мкг/день; [138] однако, фактически было отмечено увеличение почти вдвое. [139] Это может быть связано с тем, что многие продукты обогащены на 160–175% сверх необходимого количества. [139] Большая часть пожилого населения принимает добавки , которые добавляют 400 мкг к их ежедневному потреблению фолиевой кислоты. Это вызывает беспокойство, поскольку у 70–80% населения в крови обнаруживаются уровни неметаболизированной фолиевой кислоты , что является следствием приема и обогащения фолиевой кислоты. [47] Однако при концентрациях в крови, достигаемых за счет обогащения продуктов питания, фолиевая кислота не имеет известной функции кофактора, которая увеличила бы вероятность причинной роли свободной фолиевой кислоты в развитии заболеваний. [104]
Национальный центр статистики здравоохранения США проводит два раза в год Национальное обследование здоровья и питания (NHANES) для оценки состояния здоровья и питания взрослых и детей в Соединенных Штатах. Некоторые результаты представлены в документе «Что мы едим в Америке». В исследовании 2013–2014 годов сообщалось, что среди взрослых в возрасте 20 лет и старше мужчины потребляли в среднем 249 мкг/день фолата из пищи плюс 207 мкг/день фолиевой кислоты из обогащенных продуктов, что в общей сложности составляет 601 мкг/день эквивалентов диетического фолата (ДЭФ, поскольку каждый микрограмм фолиевой кислоты считается 1,7 мкг пищевого фолата). Для женщин эти значения составляют 199, 153 и 459 мкг/день соответственно. Это означает, что обогащение привело к большему увеличению потребления фолиевой кислоты, чем предполагалось изначально, и что более половины взрослых потребляют больше, чем RDA 400 мкг (в виде DFE). Тем не менее, менее половины беременных женщин превышают RDA для беременных 600 мкг/день. [140]
До обогащения фолиевой кислотой в Соединенных Штатах ежегодно около 4100 беременностей страдали от дефекта нервной трубки. Центры по контролю и профилактике заболеваний сообщили в 2015 году, что с момента добавления фолиевой кислоты в зерновые продукты, как предписано FDA, уровень дефектов нервной трубки снизился на 35%. Это означает ежегодную экономию общих прямых затрат в размере около 508 миллионов долларов США для предотвращенных родов с дефектом нервной трубки. [141] [142]
В 1920-х годах ученые считали, что дефицит фолиевой кислоты и анемия являются одним и тем же состоянием. [143] В 1931 году исследователь Люси Уиллс сделала ключевое наблюдение, которое привело к идентификации фолиевой кислоты как питательного вещества, необходимого для предотвращения анемии во время беременности. Уиллс продемонстрировала, что анемию можно обратить вспять с помощью пивных дрожжей . [16] [144] В конце 1930-х годов фолат был идентифицирован как корректирующее вещество в пивных дрожжах. Впервые он был выделен путем экстракции из листьев шпината Гершелем К. Митчеллом , Эсмондом Э. Снеллом и Роджером Дж. Уильямсом в 1941 году. [145] Термин «фолиевая» происходит от латинского слова folium (что означает лист), потому что он был обнаружен в темно-зеленых листовых овощах. [20] Исторические названия включали фактор L. casei , витамин B c после исследований, проведенных на цыплятах, и витамин M после исследований, проведенных на обезьянах. [2]
Боб Стокстад выделил чистую кристаллическую форму в 1943 году и смог определить ее химическую структуру, работая в лабораториях Lederle компании American Cyanamid. [97] Этот исторический исследовательский проект по получению фолиевой кислоты в чистой кристаллической форме в 1945 году был выполнен командой под названием «фолиевые парни» под руководством директора по исследованиям доктора Йеллапрагады Суббарова в лаборатории Lederle, Перл-Ривер, Нью-Йорк. [146] [147] Это исследование впоследствии привело к синтезу антифолата аминоптерина , который был использован для лечения детской лейкемии Сидни Фарбером в 1948 году. [97] [148]
В 1950-х и 1960-х годах ученые начали открывать биохимические механизмы действия фолата. [143] В 1960 году исследователи связали дефицит фолата с риском дефектов нервной трубки. [143] В конце 1990-х годов правительства США и Канады решили, что, несмотря на государственные образовательные программы и доступность добавок фолиевой кислоты, женщинам детородного возраста по-прежнему сложно соблюдать ежедневные рекомендации по потреблению фолата, и именно тогда эти две страны внедрили программы обогащения продуктов питания фолатом. [136] По состоянию на декабрь 2018 года 62 страны ввели обязательное обогащение продуктов питания фолиевой кислотой. [32]
Ветеринары могут тестировать кошек и собак, если указывается на риск дефицита фолиевой кислоты. Кошки с экзокринной недостаточностью поджелудочной железы, в большей степени, чем собаки, могут иметь низкий уровень сывороточного фолата. У пород собак с риском заячьей губы и волчьей пасти добавление в рацион фолиевой кислоты значительно снижает заболеваемость. [149]
— это водорастворимый витамин группы B, также известный как витамин B9 или фолацин.
Открытие фолиевой кислоты началось в 1931 году...
и фолиевая кислота являются предпочтительными синонимами для птероилглутамата и птероилглутаминовой кислоты соответственно.
Термин фолат является общим обозначением фолиевой кислоты (птероилмоноглутаминовой кислоты или птероилглутаминовой кислоты) и родственных соединений, проявляющих биологическую активность фолиевой кислоты.
2.27: Биотрансформация фолиевой кислоты в фолиновые кислоты
Текущие версии Рекомендаций Международного союза биохимии и молекулярной биологии по биохимической и органической номенклатуре, символам и терминологии и т. д. Номенклатура ферментов, раздел «Различные схемы реакций» Птерины, рибофлавины и т. д., ранее размещенные в Колледже королевы Марии (все архивированы archive.org ):