Фолат , также известный как витамин B9 и фолацин , [ 6] является одним из витаминов группы B. [3] Произведенная фолиевая кислота , которая в организме превращается в фолат, используется в качестве пищевой добавки и для обогащения пищевых продуктов , поскольку она более стабильна при обработке и хранении. [7] Фолат необходим организму для выработки ДНК и РНК и метаболизма аминокислот , необходимых для деления клеток . [1] [8] Поскольку человеческий организм не может вырабатывать фолиевую кислоту, она необходима в рационе, что делает ее важным питательным веществом . [9] В природе он содержится во многих продуктах питания. [6] [1] Рекомендуемая суточная доза фолиевой кислоты 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 женщинами во время беременности в качестве добавки для снижения риска дефектов нервной трубки (ДНТ) у ребенка. [3] [10] Считается, что низкие уровни на ранних сроках беременности являются причиной более половины детей, рожденных с ДНТ. [1] Более 80 стран используют обязательное или добровольное обогащение некоторых продуктов питания фолиевой кислотой в качестве меры по снижению заболеваемости ЗТБ. [11] Длительный прием относительно больших количеств фолиевой кислоты связан с небольшим снижением риска инсульта [12] и повышенным риском рака простаты. [13] Существуют опасения, что прием большого количества фолиевой кислоты может скрыть дефицит витамина B12 . [1]
Недостаточное потребление фолиевой кислоты может привести к дефициту фолиевой кислоты. [1] Это может привести к типу анемии , при которой эритроциты становятся аномально большими. [1] Симптомы могут включать чувство усталости , учащенное сердцебиение , одышку , открытые язвы на языке и изменения цвета кожи или волос. [1] Дефицит фолиевой кислоты у детей может развиться в течение месяца при плохом питании. [14] У взрослых общее количество фолата в организме составляет от 10 до 30 мг, причем около половины этого количества хранится в печени, а остальная часть - в крови и тканях организма. [1] В плазме естественный диапазон фолата составляет от 150 до 450 нМ. [15]
Фолат был открыт между 1931 и 1943 годами. [16] Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . [17] В 2021 году это было 77-е место среди наиболее часто назначаемых лекарств в США: на него было выписано более 8 миллионов рецептов. [18] [19] Термин «фолиевая кислота» происходит от латинского слова folium (что означает лист), поскольку он содержится в темно-зеленых листовых овощах. [20]
Фолат (витамин B 9 ) относится ко многим формам фолиевой кислоты и родственным ей соединениям , включая тетрагидрофолиевую кислоту (активная форма), метилтетрагидрофолат (основная форма, обнаруживаемая в крови), метенилтетрагидрофолат , фолиновую кислоту , фолацин и птероилглутаминовую кислоту. [6] [21] [22] [23] Исторические названия включали фактор L. casei , витамин B c и витамин M. [2]
Термины «фолат» и «фолиевая кислота» имеют несколько разные значения в разных контекстах, хотя иногда используются как синонимы. [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 незаменимых питательных веществ, связанных с фолиевой кислотой, полученных 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 между собой. Гетероциклическое кольцо птерина ( 2-амино-4-гидроксиптеридина) связано метиленовым мостиком с п-аминобензоильной группой, которая , в свою очередь, связана через амидную связь 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 препятствует синтезу ДНК и делению клеток, в наибольшей степени влияя на гемопоэтические клетки и новообразования из-за более высокой частоты деления клеток. Транскрипция РНК и последующий синтез белка меньше страдают от дефицита фолиевой кислоты, поскольку мРНК можно перерабатывать и использовать снова (в отличие от синтеза ДНК, при котором должна быть создана новая геномная копия).
Дефицит фолиевой кислоты у беременных женщин был связан с дефектами нервной трубки (ДНТ): по оценкам, во всем мире было зарегистрировано 300 000 случаев до введения во многих странах обязательного обогащения продуктов питания. [29] ДНТ возникают на ранних сроках беременности (первый месяц), поэтому при зачатии у женщин должно быть много фолатов, и по этой причине существует рекомендация, чтобы любая женщина, планирующая забеременеть, принимала пищевые добавки, содержащие фолат, до и во время беременности. [30] Центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC) рекомендует ежедневно принимать 400 микрограммов фолиевой кислоты для профилактики ЗТБ. [31] Соблюдение этой рекомендации не является полным, и многие женщины беременеют, не будучи запланированной беременностью, или могут не осознавать, что они беременны, вплоть до первого триместра, который является критическим периодом для снижения риска ДНТ. Страны внедрили либо обязательное, либо добровольное обогащение пищевых продуктов пшеничной мукой и другими зерновыми, [32] или же не имеют такой программы и зависят от рекомендаций общественного здравоохранения и медицинских работников для женщин детородного возраста. Метаанализ глобальной распространенности расщелины позвоночника при рождении показал, что при сравнении обязательной фортификации со странами с добровольной фортификацией или без программы фортификации наблюдалось снижение на 30% числа живорождений с расщелиной позвоночника. [33] Некоторые страны сообщили о сокращении более чем на 50%. [34] Целевая группа профилактических служб США рекомендует фолиевую кислоту в качестве добавки или ингредиента для обогащения, поскольку формы фолата, кроме фолиевой кислоты, не изучались. [22]
Метаанализ приема добавок фолиевой кислоты во время беременности показал снижение относительного риска врожденных пороков сердца у новорожденных на 28% . [35] Пренатальный 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 показатели детей от рождения до 9 лет. [38] Не было никакой связи между приемом добавок фолиевой кислоты матерью и повышенным риском развития астмы у детей. [39]
Фолат способствует сперматогенезу . [40] У женщин фолат важен для качества и созревания ооцитов, имплантации, плацентации, роста плода и развития органов. [40]
В одном метаанализе сообщалось, что прием фолиевой кислоты в течение нескольких лет в количествах, превышающих верхний предел в 1000 мкг/день в большинстве включенных клинических исследований, снижает относительный риск сердечно -сосудистых заболеваний на скромные 4%. [12] Два старых метаанализа, которые не включали результаты новых клинических исследований, не выявили изменений в риске сердечно-сосудистых заболеваний. [41] [42]
Абсолютный риск инсульта при приеме добавок снижается с 4,4% до 3,8% (снижение относительного риска на 10%). [12] Два других метаанализа сообщили об аналогичном снижении относительного риска. [43] [44] Два из этих трех были ограничены людьми с ранее существовавшими 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, когда наблюдалось большее снижение гомоцистеина. [12] [43] Эффект также был больше в исследованиях, которые проводились в странах, где не было обязательного обогащения зерна фолиевой кислотой. [43] [44] Положительный эффект был больше в той подгруппе исследований, в которых использовались добавки с более низким содержанием фолиевой кислоты, по сравнению с более высокими. [43] [44]
Хронически недостаточное потребление фолиевой кислоты может увеличить риск колоректального рака, рака молочной железы, яичников, поджелудочной железы, головного мозга, легких, шейки матки и простаты. [6] [45] [46]
Вскоре после того, как были реализованы программы обогащения, было высказано предположение, что высокие дозы потребления ускоряют рост предопухолевых поражений, которые могут привести к раку, особенно раку толстой кишки. [47] [48] Последующие мета-анализы эффектов низкого и высокого содержания фолата в диете, повышенного уровня фолата в сыворотке и дополнительного приема фолата в форме фолиевой кислоты иногда приводили к противоречивым результатам. Сравнение диеты с низким и высоким содержанием фолата показало умеренное, но статистически значимое снижение риска рака толстой кишки. [49] Сравнение риска рака простаты с низким и высоким содержанием фолиевой кислоты не выявило никакого эффекта. [50] [51] Обзор исследований, в которых использовались пищевые добавки с фолиевой кислотой, показал статистически значимое увеличение риска рака простаты на 24%. [13] Было показано, что прием добавок фолиевой кислоты в дозах от 1000 до 2500 мкг/день – количества, использованные во многих цитируемых исследованиях добавок [13] [52] – приведет к более высоким концентрациям фолата в сыворотке крови, чем те, которые достигаются при диете. с высоким содержанием фолиевой кислоты пищевого происхождения. Во втором обзоре добавок не сообщалось о значительном увеличении или уменьшении общей заболеваемости раком, колоректальным раком, другими видами рака желудочно-кишечного тракта, раком мочеполовой системы, раком легких или гематологическими злокачественными новообразованиями у людей, которые принимали добавки фолиевой кислоты. [52] Третий метаанализ добавок, ограниченный сообщением 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 для лечения рака используются препараты, нарушающие метаболизм фолиевой кислоты. Антифолатный препарат метотрексат часто используется для лечения рака, поскольку он ингибирует 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, что затрудняет нормальное питание. Сообщалось о депрессии костного мозга (вызывающей лейкопению и тромбоцитопению) и острой почечной и печеночной недостаточности.
Фолиниевая кислота под лекарственным названием лейковорин , форма фолата (формил-ТГФ), может помочь «спасти» или обратить вспять токсические эффекты метотрексата. [59] Добавки фолиевой кислоты мало изучены при химиотерапии рака. [60] [61] Добавление фолиниевой кислоты людям, проходящим лечение метотрексатом, призвано дать менее быстро делящимся клеткам достаточное количество фолиевой кислоты для поддержания нормальных клеточных функций. Количество введенной фолиевой кислоты быстро истощается быстро делящимися (раковыми) клетками, поэтому это не отменяет действия метотрексата.
Преобразование гомоцистеина в метионин требует фолиевой кислоты и витамина B 12 . Повышенный уровень гомоцистеина в плазме и низкий уровень фолиевой кислоты связаны с когнитивными нарушениями, деменцией и болезнью Альцгеймера . [62] [63] Добавление в рацион фолиевой кислоты и витамина B 12 снижает уровень гомоцистеина в плазме. [63] Однако в нескольких обзорах сообщается, что прием фолиевой кислоты отдельно или в сочетании с другими витаминами группы B не предотвращает развитие когнитивных нарушений и не замедляет снижение когнитивных функций. [64] [63] [65]
Метаанализ 2017 года показал, что относительный риск расстройств аутистического спектра снизился на 23%, когда в рацион матери во время беременности добавлялась фолиевая кислота. Анализ подмножества подтвердил это среди азиатского, европейского и американского населения. [66]
Некоторые данные связывают дефицит фолиевой кислоты с клинической депрессией . [67] Ограниченные данные рандомизированных контролируемых исследований показали, что использование фолиевой кислоты в дополнение к селективным ингибиторам обратного захвата серотонина (СИОЗС) может иметь преимущества. [68] Исследования обнаружили связь между депрессией и низким уровнем фолиевой кислоты. [69] [70] Точные механизмы, участвующие в развитии шизофрении и депрессии, не совсем ясны, но биоактивный фолат, метилтетрагидрофолат (5-MTHF), прямая мишень доноров метильных групп, таких как S-аденозилметионин (SAMe), перерабатывает неактивный дигидробиоптерин (BH 2 ) в тетрагидробиоптерин (BH 4 ), необходимый кофактор на различных стадиях синтеза моноаминов, включая дофамин и серотонин . BH 4 выполняет регуляторную роль в нейротрансмиссии моноаминов и необходим для опосредования действия большинства антидепрессантов. [71]
Между фолиевой кислотой, витамином B 12 и железом происходит сложное взаимодействие . Дефицит фолиевой кислоты или витамина B12 может маскировать дефицит железа; поэтому при приеме в качестве пищевых добавок эти три компонента должны быть в балансе. [72] [73] [74]
Некоторые исследования показывают, что прием добавок железа и фолиевой кислоты у детей до пяти лет может привести к увеличению смертности от малярии ; это побудило Всемирную организацию здравоохранения изменить свою политику приема добавок железа и фолиевой кислоты для детей в районах, подверженных малярии, таких как Индия. [75]
Биологическая активность фолата в организме зависит от действия дигидрофолатредуктазы в печени, которая превращает фолат в тетрагидрофолат (ТГФ). Это действие ограничивает скорость у людей и приводит к повышению концентрации неметаболизированной фолиевой кислоты в крови, когда потребление пищевых добавок и обогащенных продуктов приближается или превышает допустимый верхний уровень потребления в США , составляющий 1000 мкг в день. [8] [76]
Животные, включая человека, не могут синтезировать фолат и поэтому должны получать его из своего рациона. Все растения и грибы, а также некоторые простейшие, бактерии и археи могут синтезировать фолат de novo посредством вариаций одного и того же пути биосинтеза . [77] Молекула фолата синтезируется из пирофосфата птерина, парааминобензойной кислоты и глутамата под действием дигидроптероатсинтазы и дигидрофолатсинтазы . Птерин, в свою очередь, образуется в результате ряда ферментативно-катализируемых стадий из гуанозинтрифосфата (ГТФ), тогда как парааминобензойная кислота является продуктом шикиматного пути . [77]
Все биологические функции фолиевой кислоты выполняются ТГФ и его метилированными производными. Следовательно, фолиевую кислоту сначала необходимо восстановить до ТГФ. Это четырехэлектронное восстановление происходит в две химические стадии, обе катализируются одним и тем же ферментом — дигидрофолатредуктазой . [78] Фолиевая кислота сначала восстанавливается до дигидрофолата , а затем до тетрагидрофолата. На каждом этапе потребляется одна молекула НАДФН ( биосинтетически полученного из витамина B3 ) и образуется одна молекула НАДФ . [8] [79] Механически гидрид переносится от НАДФН в положение С6 птеридинового кольца. [80]
Одноуглеродная (1C) метильная группа добавляется к тетрагидрофолату под действием серингидроксиметилтрансферазы (SHMT) с получением 5,10-метилентетрагидрофолата (5,10-CH 2 -THF). Эта реакция также потребляет серин и пиридоксальфосфат (PLP; витамин B6 ) и производит глицин и пиридоксаль . [78] Второй фермент, метилентетрагидрофолатдегидрогеназа ( MTHFD2 ) [81] окисляет 5,10-метилентетрагидрофолат до иминиевого катиона, который, в свою очередь, гидролизуется с образованием 5-формил-ТГФ и 10-формил-ТГФ . [78] Эта серия реакций с использованием β-атома углерода серина в качестве источника углерода обеспечивает наибольшую часть одноуглеродных единиц, доступных клетке. [82]
Альтернативные источники углерода включают формиат , который за счет каталитического действия формиат-тетрагидрофолат-лигазы добавляет единицу 1C к ТГФ с образованием 10-формил-ТГФ. Глицин, гистидин и саркозин также могут непосредственно вносить вклад в пул 1C, связанный с ТГФ. [83]
Ряд препаратов препятствуют биосинтезу ТГФ из фолиевой кислоты. Среди них - ингибиторы антифолат -дигидрофолатредуктазы , такие как противомикробное средство триметоприм , противопротозойное средство, пириметамин и химиотерапевтический препарат метотрексат [84] [85] и сульфонамиды (конкурентные ингибиторы 4-аминобензойной кислоты в реакциях дигидроптероатсинтетазы ). [86]
Вальпроевая кислота , одно из наиболее часто назначаемых препаратов для лечения эпилепсии, также используемое для лечения определенных психологических состояний, таких как биполярное расстройство, является известным ингибитором фолиевой кислоты и, как таковая, вызывает врожденные дефекты, включая дефекты нервной трубки, плюс повышенный риск для детей с когнитивными нарушениями и аутизмом. Есть доказательства того, что потребление фолиевой кислоты является защитным. [87] [88] [89]
Основная функция тетрагидрофолата в метаболизме — транспорт одноуглеродных групп (т.е. метильной группы , метиленовой группы или формильной группы ). Эти углеродные группы могут передаваться другим молекулам 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. [90] Эти реакции в совокупности известны как фолат-опосредованный одноуглеродный метаболизм. [8] [91]
Производные фолатов участвуют в биосинтезе как пуринов, так и пиримидинов.
Формилфолат необходим для двух этапов биосинтеза инозинмонофосфата , предшественника GMP и AMP. Метилентетрагидрофолат отдает центр C1, необходимый для биосинтеза dTMP (2' - дезокситимидин-5' - фосфата) из dUMP (2' - дезоксиуридин-5' - фосфата). Превращение катализируется тимидилатсинтазой . [8]
Метил-ТГФ превращает витамин B12 в метил-B12 ( метилкобаламин ) . Метил-B 12 превращает гомоцистеин в реакции, катализируемой гомоцистеин метилтрансферазой , в метионин . Дефект гомоцистеинметилтрансферазы или дефицит B 12 может привести к так называемой «метиловой ловушке» ТГФ, при которой ТГФ превращается в метил-ТГФ, вызывая дефицит фолата. [93] Таким образом, дефицит B 12 может вызвать накопление метил-ТГФ, имитируя дефицит фолиевой кислоты.
Из-за разницы в биодоступности добавок фолиевой кислоты и различных форм фолата, содержащихся в пище, была создана система диетического эквивалента фолата (DFE). Один DFE определяется как 1 мкг диетического фолата. 1 мкг добавки фолиевой кислоты считается 1,7 мкг DFE. Причина разницы в том, что когда фолиевую кислоту добавляют в пищу или принимают в качестве пищевой добавки с пищей, она усваивается не менее чем на 85%, тогда как усваивается только около 50% фолиевой кислоты, естественно присутствующей в пище. [1]
Институт медицины США определяет расчетные средние потребности (EAR), рекомендуемые диетические нормы (RDA), адекватное потребление (AI) и верхние допустимые уровни потребления (UL), которые вместе называются эталонными диетическими нормами (DRI). [1] [94] Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) называет совокупный набор информации эталонными диетическими значениями, с эталонным потреблением для населения (PRI) вместо RDA и средней потребностью вместо EAR. AI и UL определяются так же, как и в США. Для женщин и мужчин старше 18 лет PRI устанавливается на уровне 330 мкг/день. PRI при беременности составляет 600 мкг/сут, при лактации 500 мкг/сут. Для детей в возрасте 1–17 лет доза PRI увеличивается с возрастом со 120 до 270 мкг/день. Эти значения несколько отличаются от RDA США. [95] Диетическая референтная норма фолиевой кислоты в Соединенном Королевстве, установленная Комитетом по медицинским аспектам политики в области пищевых продуктов и питания в 1991 году, составляет 200 мкг/день для взрослых. [96]
Риск токсичности фолиевой кислоты невелик, поскольку фолат является водорастворимым витамином и регулярно выводится из организма через мочу. Одна из потенциальных проблем, связанных с высокими дозами фолиевой кислоты, заключается в том, что она оказывает маскирующий эффект на диагностику пернициозной анемии из-за дефицита витамина B12 и может даже спровоцировать или усугубить нейропатию у людей с дефицитом витамина B12. Эти данные оправдали разработку UL для фолата. [94] Как правило, UL устанавливаются для витаминов и минералов при наличии достаточных доказательств. UL для взрослых, составляющая 1000 мкг для фолата (и ниже для детей), относится конкретно к фолиевой кислоте, используемой в качестве добавки, поскольку высокий уровень потребления фолата из пищевых источников не связан с риском для здоровья. EFSA рассмотрело вопрос безопасности и согласилось с Соединенными Штатами, что UL будет установлен на уровне 1000 мкг. [97] Японский национальный институт здоровья и питания установил максимальную дозу для взрослых на уровне 1300 или 1400 мкг в зависимости от возраста. [98]
Обзоры клинических испытаний, которые призывали к длительному потреблению фолиевой кислоты в количествах, превышающих допустимую норму, вызвали обеспокоенность. Чрезмерные количества, полученные из добавок, вызывают большую озабоченность, чем те, которые получены из натуральных источников пищи, и относительная доля витамина B 12 может быть существенным фактором побочных эффектов. [99] Одна из теорий заключается в том, что потребление большого количества фолиевой кислоты приводит к обнаружению количества неметаболизированной фолиевой кислоты, циркулирующей в крови, поскольку фермент дигидрофолатредуктаза , который превращает фолиевую кислоту в биологически активные формы, ограничивает скорость. Доказательства отрицательного воздействия фолиевой кислоты в крови на здоровье непоследовательны, и фолиевая кислота не имеет известной кофакторной функции, которая увеличивала бы вероятность причинной роли свободной фолиевой кислоты в развитии заболеваний. [100] Однако низкий статус витамина B 12 в сочетании с высоким потреблением фолиевой кислоты, в дополнение к ранее упомянутому риску нейропатии, по-видимому, увеличивает риск когнитивных нарушений у пожилых людей. [101] Длительное употребление пищевых добавок с фолиевой кислотой в дозе более 1000 мкг/день связано с увеличением риска рака простаты. [13]
Для целей маркировки пищевых продуктов и пищевых добавок в США количество в порции выражается в процентах от дневной нормы (% ДВ). Для целей маркировки фолата 100% дневной нормы составляло 400 мкг. По состоянию на обновление от 27 мая 2016 г. оно осталось без изменений на уровне 400 мкг. [102] [103] Соблюдение обновленных правил маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов США и более, а также к 1 января 2021 года для производителей с меньшими объемами продаж продуктов питания. [104] [105] Таблица старых и новых дневных норм для взрослых представлена в разделе «Справочная суточная норма» .
Правила Европейского Союза требуют, чтобы на этикетках были указаны энергия, белок, жир, насыщенные жиры, углеводы, сахара и соль. Могут быть показаны добровольные питательные вещества, если они присутствуют в значительных количествах. Вместо дневных значений количества показаны в процентах от эталонной нормы потребления (RI). Для фолата в 2011 году 100% RI был установлен на уровне 200 мкг. [106]
Дефицит фолиевой кислоты может быть вызван нездоровым питанием, в котором недостаточно овощей и других продуктов, богатых фолиевой кислотой; заболевания, при которых фолаты плохо всасываются в пищеварительной системе (например, болезнь Крона или целиакия ); некоторые генетические нарушения, влияющие на уровень фолиевой кислоты; и некоторые лекарства (например, фенитоин, сульфасалазин или триметоприм-сульфаметоксазол). [107] Дефицит фолиевой кислоты усиливается при употреблении алкоголя, возможно, из-за нарушения транспорта фолиевой кислоты. [108]
Дефицит фолиевой кислоты может привести к глосситу , диарее, депрессии, спутанности сознания, анемии, а также дефектам нервной трубки и головного мозга плода. [94] Другие симптомы включают усталость, седые волосы, язвы во рту, плохой рост и опухший язык. [107] Дефицит фолиевой кислоты диагностируется путем анализа общего анализа крови (ОАК) и уровня витамина B12 и фолиевой кислоты в плазме. Уровень фолата в сыворотке крови 3 мкг/л или ниже указывает на дефицит. [94] Уровень фолата в сыворотке отражает статус фолата, но уровень фолата в эритроцитах лучше отражает запасы в тканях после поступления. Уровень фолата в эритроцитах 140 мкг/л или ниже указывает на неадекватный статус фолата. Сывороточная фолат быстрее реагирует на потребление фолата, чем фолат эритроцитов. [109]
Поскольку дефицит фолиевой кислоты ограничивает деление клеток, затрудняется эритропоэз (производство эритроцитов). Это приводит к мегалобластной анемии , которая характеризуется большими незрелыми эритроцитами. Эта патология возникает в результате постоянно пресекаемых попыток нормальной репликации ДНК, восстановления ДНК и деления клеток и приводит к образованию аномально крупных красных клеток, называемых мегалобластами (и гиперсегментированными нейтрофилами), с обильной цитоплазмой, способной синтезировать РНК и белок, но со слипанием и фрагментацией ядерного хроматина. . Некоторые из этих крупных клеток, хотя и незрелые (ретикулоциты), рано высвобождаются из костного мозга в попытке компенсировать анемию. [110] И взрослым, и детям фолиевая кислота необходима для выработки нормальных эритроцитов и лейкоцитов и предотвращения анемии, которая вызывает усталость, слабость и неспособность сосредоточиться. [111] [112]
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. Одним из способов отличить дефицит фолиевой кислоты от дефицита витамина B 12 является тестирование на уровень метилмалоновой кислоты (ММА). Нормальные уровни ММА указывают на дефицит фолиевой кислоты, а повышенные уровни ММА указывают на дефицит витамина B12 . [94] Повышенные уровни ММА также могут быть связаны с редким метаболическим расстройством, сочетающим малоновую и метилмалоновую ацидурию (CMAMMA). [113] [114]
Дефицит фолата лечится пероральным приемом фолиевой кислоты в дозе от 400 до 1000 мкг в день. Это лечение очень успешно восполняет ткани, даже если дефицит был вызван мальабсорбцией. Людям с мегалобластной анемией необходимо пройти обследование на дефицит витамина B 12 перед лечением фолиевой кислотой, поскольку, если у человека дефицит витамина B 12 , прием фолиевой кислоты может устранить анемию, но также может усугубить неврологические проблемы. [94] Дефицит кобаламина (витамина B 12 ) может привести к дефициту фолиевой кислоты, что, в свою очередь, повышает уровень гомоцистеина и может привести к развитию сердечно-сосудистых заболеваний или врожденных дефектов. [115]
Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США ведет базу данных о составе пищевых продуктов, из которой можно найти содержание фолиевой кислоты в сотнях продуктов , как показано в таблице. [116] В Инициативе по обогащению пищевых продуктов перечислены все страны мира, которые проводят программы по обогащению продуктов питания, [117] [ мертвая ссылка ] и внутри каждой страны, какие питательные вещества добавляются в какие продукты питания, и являются ли эти программы добровольными или обязательными. В США обязательное обогащение обогащенного хлеба, круп, муки, кукурузной муки, макарон, риса и других зерновых продуктов началось в январе 1998 года. По состоянию на 2023 год 140 стран требуют обогащения продуктов питания одним или несколькими витаминами, [32] фолатом . требуется в 69 странах. Наиболее часто обогащаемой пищей является пшеничная мука, за ней следуют кукурузная мука и рис. В разных странах количество добавленной фолиевой кислоты колеблется от 0,4 до 5,1 мг/кг, но подавляющее большинство находится в более узком диапазоне от 1,0 до 2,5 мг/кг, то есть 100-250 мкг/100 г. [32] Фолиевая кислота, естественным образом содержащаяся в пище, подвержена разрушению при приготовлении при высокой температуре, особенно в присутствии кислых продуктов и соусов. Он растворим в воде и поэтому может быть потерян из продуктов, кипяченных в воде. [118] Для продуктов, которые обычно употребляются в приготовленном виде, значения в таблице относятся к фолату, который естественным образом содержится в приготовленных продуктах.
Обогащение фолиевой кислотой — это процесс, при котором синтетическая фолиевая кислота добавляется в пшеничную муку или другие продукты питания с целью укрепления здоровья населения за счет повышения уровня фолиевой кислоты в крови у населения. Его используют, так как он более стабилен при обработке и хранении. [7] [101] После открытия связи между недостатком фолиевой кислоты и дефектами нервной трубки правительства и организации здравоохранения во всем мире дали рекомендации относительно приема добавок фолиевой кислоты для женщин, планирующих забеременеть. Поскольку нервная трубка закрывается в первые четыре недели беременности, часто даже до того, как многие женщины узнают, что они беременны, многие страны со временем решили внедрить обязательные программы обогащения продуктов питания. Метаанализ глобальной распространенности расщелины позвоночника при рождении показал, что при сравнении обязательной фортификации со странами с добровольной фортификацией или без программы фортификации наблюдалось 30%-ное снижение числа живорождений с расщелиной позвоночника [ 33]. сокращение более чем на 50%. [34]
Фолиевую кислоту добавляют в зерновые продукты более чем в 80 странах либо по требованию, либо в качестве добровольного обогащения [11] [32] , и эти обогащенные продукты составляют значительный источник потребления фолиевой кислоты населением. [119] Обогащение является спорным, поскольку были подняты вопросы, касающиеся свободы личности, [101] а также теоретических проблем со здоровьем, описанных в разделе «Безопасность». В США существуют опасения, что федеральное правительство требует обогащения продуктов питания, но не обеспечивает мониторинг потенциальных нежелательных последствий обогащения продуктов питания. [101] В Инициативе по обогащению продуктов питания перечислены все страны мира, которые проводят программы обогащения продуктов питания, [117] и внутри каждой страны указано, какие питательные вещества в какие продукты добавляются. Наиболее часто обязательным обогащенным витамином – в 62 странах – является фолат; наиболее часто обогащаемой пищей является пшеничная мука. [32]
В 2007 году Австралия и Новая Зеландия совместно согласились обогащать пшеничную муку в рамках пищевых стандартов Австралии и Новой Зеландии. Требование было установлено на уровне 135 мкг фолиевой кислоты на 100 г хлеба. Австралия реализовала программу в 2009 году. [120] 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 продуктов питания, назвав его «массовым приемом лекарств». [121] [122] Министр безопасности пищевых продуктов Кейт Уилкинсон рассмотрела решение об обогащении пищевых продуктов в июле 2009 года, указав в качестве причины выступить против утверждений о связи между чрезмерным потреблением фолиевой кислоты и повышенным риском развития рака. [123] В 2012 году отложенная обязательная программа обогащения хлеба была отменена и заменена добровольной программой с надеждой на достижение цели по обогащению хлеба на 50%. [124]
Усилия канадского общественного здравоохранения были сосредоточены на повышении осведомленности о важности добавок фолиевой кислоты для всех женщин детородного возраста и уменьшении социально-экономического неравенства путем предоставления практической поддержки фолиевой кислотой уязвимым группам женщин. [125] Обогащение пищевых продуктов фолиевой кислотой стало обязательным в 1998 году: обогащение продуктов питания 150 мкг фолиевой кислоты на 100 граммов обогащенной муки и сырых зерновых культур. [48] Результаты обогащения фолиевой кислотой в отношении частоты дефектов нервной трубки в Канаде были положительными, показывая снижение распространенности ДНТ на 46%; величина снижения была пропорциональна уровню ДНТ до фортификации, что по существу устраняло географические различия в показателях ДНТ, наблюдавшихся в Канаде до обогащения. [126]
В то время как Агентство по пищевым стандартам рекомендовало обогащение пшеничной муки фолиевой кислотой, [127] [128] [129] и пшеничной мукой, обогащенной железом, [130] обогащение пшеничной муки фолиевой кислотой разрешено скорее добровольно, чем обязательно. Обзор, проведенный в 2018 году авторами из Соединенного Королевства, настоятельно рекомендовал пересмотреть обязательное обогащение пищевых продуктов как средство снижения риска дефектов нервной трубки. [11]
В 1996 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) опубликовало правила, требующие добавления фолиевой кислоты в обогащенный хлеб, крупы, муку, кукурузную муку, макаронные изделия, рис и другие зерновые продукты. [131] Это постановление вступило в силу 1 января 1998 г. и было специально направлено на снижение риска врожденных дефектов нервной трубки у новорожденных. [132] Были высказаны опасения, что количество добавленной фолиевой кислоты было недостаточным. [133]
Ожидалось, что программа обогащения повысит уровень потребления фолиевой кислоты человеком на 70–130 мкг/день; [134] , однако на самом деле наблюдалось увеличение почти в два раза. [135] Это может быть связано с тем, что многие продукты обогащены на 160–175% сверх необходимого количества. [135] Большая часть пожилого населения принимает добавки , которые добавляют 400 мкг к ежедневному потреблению фолиевой кислоты. Это вызывает беспокойство, поскольку у 70–80% населения в крови обнаруживаются уровни неметаболизированной фолиевой кислоты , что является следствием приема добавок и обогащения фолиевой кислоты. [47] Однако при концентрациях в крови, достигаемых за счет обогащения пищевых продуктов, фолиевая кислота не имеет известной кофакторной функции, которая увеличивала бы вероятность причинной роли свободной фолиевой кислоты в развитии заболеваний. [100]
Национальный центр статистики здравоохранения США проводит два раза в год Национальное исследование здоровья и питания (NHANES) для оценки состояния здоровья и питания взрослых и детей в Соединенных Штатах. Некоторые результаты опубликованы в журнале «Что мы едим в Америке». Исследование 2013–2014 годов показало, что среди взрослых в возрасте 20 лет и старше мужчины потребляли в среднем 249 мкг/день фолата с пищей плюс 207 мкг/день фолиевой кислоты из обогащенных продуктов питания, что в общей сложности составляет 601 мкг/день. пищевых эквивалентов фолата (DFE, поскольку каждый микрограмм фолиевой кислоты считается 1,7 мкг пищевого фолата). Для женщин значения составляют 199, 153 и 459 мкг/день соответственно. Это означает, что обогащение фолиевой кислоты привело к большему увеличению потребления фолиевой кислоты, чем первоначально прогнозировалось, и что более половины взрослых потребляют больше рекомендуемой суточной нормы в 400 мкг (в качестве DFE). Несмотря на это, менее половины беременных женщин превышают рекомендуемую суточную норму для беременных, составляющую 600 мкг/день. [136]
До обогащения фолиевой кислотой около 4100 беременностей ежегодно страдали от дефекта нервной трубки в Соединенных Штатах. В 2015 году Центры по контролю и профилактике заболеваний сообщили, что после добавления фолиевой кислоты в зерновые продукты в соответствии с требованиями FDA уровень дефектов нервной трубки снизился на 35%. Это означает ежегодную экономию общих прямых затрат примерно в 508 миллионов долларов США на предотвращенные роды, вызванные ЗТБ. [137] [138]
В 1920-х годах ученые полагали, что дефицит фолиевой кислоты и анемия — это одно и то же состояние. [139] В 1931 году исследователь Люси Уиллс сделала ключевое наблюдение, которое привело к идентификации фолата как питательного вещества, необходимого для предотвращения анемии во время беременности. Уиллс продемонстрировал, что анемию можно вылечить с помощью пивных дрожжей . [16] [140] 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. [141] Термин «фолиевая кислота» происходит от латинского слова folium (что означает лист), потому что он был содержится 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 Ледерле американской компании Cyanamid. [93] Этот исторический исследовательский проект по получению фолиевой кислоты в чистой кристаллической форме в 1945 году был выполнен командой под названием «мальчики по фолиевой кислоте» под наблюдением и руководством директора по исследованиям доктора Йеллапрагады Суббароу в Ледерле. Лаборатория, Перл-Ривер, Нью-Йорк. [142] [143] Это исследование впоследствии привело к синтезу антифолата аминоптерина , который Сидни Фарбер в 1948 году использовал для лечения детской лейкемии . [93] [144]
В 1950-х и 1960-х годах ученые начали открывать биохимические механизмы действия фолата. [139] В 1960 году исследователи связали дефицит фолиевой кислоты с риском дефектов нервной трубки. [139] 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 фолиевой кислоте. две страны реализовали программы обогащения фолиевой кислотой. [132] По состоянию на декабрь 2018 года 62 страны обязали обогащать продукты питания фолиевой кислотой. [32]
Ветеринары могут проверять кошек и собак, если есть риск дефицита фолиевой кислоты. У кошек с экзокринной недостаточностью поджелудочной железы в большей степени, чем у собак, может наблюдаться низкий уровень фолата в сыворотке. У пород собак, подверженных риску возникновения расщелины губы и неба, добавление в рацион фолиевой кислоты значительно снизило заболеваемость. [145]
Фолат — это водорастворимый витамин B, который также известен как витамин B9 или фолацин.
Открытие фолиевой кислоты началось в 1931 году...
Фолат и фолиевая кислота являются предпочтительными синонимами 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.
Рисунок 2.27: Биотрансформация фолиевой кислоты в фолиновые кислоты.