Vitamine B12. Fysiologie en Biochemie.
Inleiding
Vitamine B12 is een voor de menselijke gezondheid essentiële nutriënt en één van de belangrijkste coënzymen in de humane
biochemie. Vitamine B12 wordt gesynthetiseerd door bepaalde bacteriën in het maagdarmkanaal van dieren en wordt vervolgens geabsorbeerd door het gastheerdier. Vitamine B12 is geconcentreerd in
dierlijke weefsels, en dierlijke bronnen zijn veruit de meest belangrijke bron van deze
onmisbare voedingsstof. Voedingsmiddelen met een hoog vitamine B12-gehalte (μg/100g) zijn onder andere: lever (26-58), rund- en lamsvlees (1-3), kip (spoor-1), eieren (1-2,5) en zuivelproducten
(0,3-2,4).
Sommige planten en zeewieren bevatten op B12 gelijkende stoffen (analogen) die echter meestal niet de functie van de vitamine hebben, en zelfs als antimetaboliet het B12-metabolisme kunnen verstoren. Algehele vegetariërs, die ook geen eieren en melkproducten eten, krijgen op den duur onherroepelijk een tekort aan deze vitamine. Er zijn geen natuurlijk voorkomende bioactieve vormen van vitamine B12 uit plantaardige bronnen. Sommige plantaardige voedingsmiddelen bevatten toegevoegde vitamine B12 en andere bv. zeewier en paddenstoelen bevatten vitamine B12-analogen die inactief zijn bij de mens, hoewel 2 studies suggereren dat bepaalde soorten Japans zeewier (nori) vitamine B12-tekort bij veganisten hebben voorkomen. Sommige voedingsmiddelen die besmet met of gefermenteerd zijn door bacteriën, zoals tempeh en Thaise vissaus, bevatten naar verluidt vitamine B12, hoewel deze een lage affiniteit met de intrinsic factor kunnen hebben en slecht geabsorbeerd kunnen worden.
Volgens sommige onderzoekers is vitamine B12-deficiëntie een wereldwijd gezondheidsprobleem, een soort van pandemie, met name bij vegetariërs. In een internationale studie bleek bij tussen de 21 en 85% van de vegetariërs een vitamine B12-tekort te
bestaan, ongeacht leeftijd, adres, type vegetarisme en demografie van de betrokken personen. Deze tabel
met onderzoeksresultaten geeft enig idee van de omvang van dit globale probleem.
Omdat vitamine B12 in het centrum van het molecuul een kobaltatoom bevat, wordt deze stof ook wel cobalamine genoemd, zie Figuur 1. Het trivalente kobalt geeft aan vitamine B12 zijn dieprode kleur. Aan het centrale kobaltatoom kunnen een adenosyl-, methyl-, hydroxyl- of een cyaangroep worden gebonden. Het kobaltatoom is het actieve centrum van het coënzym en de plaats waar tijdens biochemische reacties de overdracht van diverse alkylgroepen plaatsvindt.
Figuur 1. De structuur van cobalamine en zijn isovormen.
Adenosylcobalamine (dibencoside), methylcobalamine en hydroxycobalamine zijn voor de mens de meest fysiologische vormen van
deze vitamine. Adenosyl- en methylcobalamine zijn de actieve coënzymevormen van vitamine B12. In sommige
B12-producten wordt nog cyanocobalamine toegepast; deze vorm wordt door sommige deskundigen als weinig-fysiologisch en relatief toxisch beschouwd. De functies van vitamine B12 en foliumzuur zijn
overigens zeer nauw verweven; deficiënties van deze vitamines zijn dan soms ook moeilijk te onderscheiden. Naar schatting bestaat er bij 5-10% van de Nederlandse bevolking een B12-gebrek. En volgens een Amerikaanse studie kan boven de 80 jaar de prevalentie van B12-tekort oplopen tot 23% à
25%. Vitamine B12-deficiëntie werd voor het eerst beschreven in 1849, en werd als fataal beschouwd tot 1926, toen werd aangetoond dat een leverdieet, rijk aan
vitamine B12, het ziekteproces vertraagde.
Absorptie en transport
De absorptie van vitamine B12 is aanzienlijk complexer dan die van andere vitaminen. In de maag moet vitamine B12 van voedingseiwitten worden afgesplitst, hiervoor zijn aanwezigheid van voldoende maagzuur en verteringsenzymen essentieel. Uit voedsel vrijgemaakte B12 bindt zich aan R-proteïnen. Met behulp van trypsine van de pancreas kunnen de bindings-R-proteïnen worden gesplitst en wordt vitamine B12 in de twaalfvingerige darm aan de zogenaamde intrinsic factor (IF) gebonden (een glycoproteïne die door de maagmucosa wordt afgescheiden, in de literatuur ook wel als de Castle factor omschreven). Het nieuw gevormde IF-vitamine B12-complex bindt vervolgens op een calciumafhankelijke manier aan de cubiline-receptor (een eiwit dat wordt gecodeerd door het CUBN-gen) op de enterocyten van het distale ileum, wat resulteert in de absorptie van vitamine B12 door receptor-gemedieerde endocytose. Na internalisatie komt het IF-vitamine B12-complex vrij van zijn receptor, wordt IF afgebroken in lysosomen en komt vitamine B12 in de bloedsomloop via de multidrug resistance protein 1 (MDR1) transporter. Zonder aanwezigheid van intrinsic factor wordt waarschijnlijk 1% of minder van de B12 van een orale dosering opgenomen. Zover bekend is, is vitamine B12 de enige micronutriënt die een specifieke factor voor zijn absorptie nodig heeft.
In het bloed is vitamine B12 gebonden aan het eiwit transcobalamine (in oudere literatuur ook wel transcobalamine II genaamd). Transcobalamine zorgt voor het transport en de opname in de lever en andere weefsels. Transcobalamine kan aan receptoren op de celmembraan worden gebonden, die via endocytose in cel worden opgenomen. In de zure lysosomen van de cel wordt vitamine B12 van het transporteiwit afgesplitst en komt het beschikbaar voor metabole processen. Een deel van de vitamine B12 in de lever wordt uitgescheiden in de gal en ondergaat een enterohepatische circulatie. Plasma hapotocorrine (in oudere studies ook wel Transcobalamine I genoemd) is een ander eiwit in het bloed dat met name voor de opslag van B12 zorgt. Haptocorrine heeft een langere halfwaardetijd (circa 10 dagen) dan transcobalamine (circa 1½ uur) en bindt voornamelijk methylcobalamine. Transcobalamine heeft een gelijke bindingsaffiniteit voor adenosylcobalamine en methylcobalamine. In de cerebrospinale vloeistof komt overigens alleen het transporteiwit transcobalamine voor. In de lever en andere weefsels kan tot 70% van alle vitamine B12 voorkomen in de vorm van adenosylcobalamine. In bloed en humane moedermelk is vitamine B12 voor 60-80% als methylcobalamine aanwezig.