Riboflavina (vitamina B2): definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

Riboflavina (vitamina B2) es un hidrófilo (agua-soluble) vitamina del grupo B. Se distingue visualmente de la mayoría de los hidrófilos. vitaminas por su color amarillo intenso fluorescente, que se refleja en su nombre (flavus: amarillo). Nombres históricos de riboflavina incluyen ovoflavina, lactoflavina y uroflavina, que se refieren al primer aislamiento de esta sustancia. En 1932, Warburg y Christian obtuvieron el "fermento amarillo" de la levadura y lo identificaron como un mononucleótido de flavina coenzimáticamente activo (FMN). La estructura de riboflavina fue dilucidado en 1933-34 por Kuhn y Wagner-Jauregg y sintetizado en 1935 por Kuhn, Weygand y Karrer. En 1938, Wagner descubrió el dinucleótido de flavina adenina (FAD) como coenzima de la D-aminoácido oxidasa. La estructura básica de la vitamina B2 es el sistema de anillos de isoaloxazina tricíclica, que tiene propiedades redox pronunciadas (propiedades de reducción / oxidación). Unido al átomo de N10 de la molécula de isoaloxazina se encuentra el ribitol, un pentavalente alcohol azúcar que es fundamental para la eficacia de la vitamina. El compuesto biológicamente activo de la vitamina B2 es 7,8-dimetil-10- (1-D-ribitil) isoaloxazina. La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) propuso el término riboflavina como un nombre corto. Al igual que la tiamina (vitamina B1), la riboflavina posee un alto grado de especificidad estructural, por lo que incluso pequeños cambios en la estructura molecular pueden ir acompañados de una reducción o pérdida de la eficacia de la vitamina o, en ciertos casos, por un modo de acción antagonista (opuesto). Reemplazo del residuo de ribitilo por galactosa (→ galactoflavina) produce el efecto antagonista más fuerte y conduce rápidamente a una deficiencia clínica de vitamina B2. Cuando se reemplaza la cadena lateral del ribitol con otros análogos de carbohidratos, como arabinosa y lixosa, el antagonismo es más débil y, en algunos casos, pronunciado solo en algunas especies animales, como la rata. Para desarrollar la actividad biológica, la riboflavina debe fosforilarse en el átomo C5 de la cadena lateral del ribitol bajo la acción de la riboflavina quinasa (enzima que transfiere una fosfato residuo escindiendo adenosina trifosfato (ATP)) (→ mononucleótido de flavina, FMN) y posteriormente adenilado (→ dinucleótido de flavina y adenina, FAD) por una pirofosforilasa (enzima que transfiere un residuo de monofosfato de adenosina (AMP) mientras se consume ATP). FMN y FAD son los principales derivados (derivados) de la riboflavina y actúan como coenzimas de oxidasas y deshidrogenasas. En organismos animales y vegetales, más de 100 CRISPR-CasXNUMX, y en mamíferos más de 60 enzimas, se sabe que son dependientes de FMN o FAD, las denominadas flavoproteínas o enzimas flavinas, respectivamente. La vitamina B2 es muy estable al calor, oxígeno sensible y muy sensible a la luz ultravioleta en comparación con otros vitaminas. La riboflavina y los derivados de flavina no unidos a proteínas se degradan fácilmente fotolíticamente (escisión de una molécula bajo la influencia de la luz ultravioleta) a lumicrómico inactivo de vitaminas (dimetilisoaloxazina) o lumiflavina (trimetilisoaloxazina), en las que la cadena lateral alifática se escinde parcial o completamente. . Por esta razón, los productos que contienen vitamina B2 deben almacenarse en un recipiente hermético y protegerse de la luz.

Síntesis

La riboflavina es sintetizada por plantas y microorganismos y entra en el organismo animal a través de la cadena alimentaria. En consecuencia, la vitamina B2 se distribuye ampliamente en plantas y animales y está presente en numerosos alimentos.

Absorción

En los alimentos, la riboflavina se presenta en forma libre, pero principalmente como flavoproteína FMN y FAD unidas a proteínas. La riboflavina es liberada por ácido gástrico y fosfatasas y pirofosfatasas inespecíficas (CRISPR-CasXNUMX que hidrolíticamente (con agua retención) escindir fosfato residuos) de la parte superior intestino delgado. Las absorción (captación a través del intestino) de riboflavina libre en la parte superior intestino delgado, especialmente en el yeyuno proximal (intestino vacío), está sujeto a una dosificar-mecanismo de transporte dual dependiente. En el rango fisiológico (normal para el metabolismo) de hasta aproximadamente 25 mg, la riboflavina se absorbe activamente en respuesta a un sodio gradiente por medio de un portador siguiendo la cinética de saturación. Por encima de las dosis fisiológicas, absorción de la vitamina B2 se produce además por difusión pasiva [1, 2, 4-6, 8]. La absorción La tasa de riboflavina después de la ingesta de dosis fisiológicas es en promedio entre 50-60% .La absorción de la vitamina B en el compuesto dietético y la presencia de ácidos biliares promover la absorción. Presumiblemente, la tasa de vaciado gástrico retardada y el tiempo de tránsito gastrointestinal prolongado juegan un papel en la promoción del contacto con la superficie absorbente. En el intestinal mucosa células (células de la mucosa), parte de la riboflavina libre absorbida (ingerida) se convierte en FMN por la riboflavina quinasa y posteriormente en FAD por una pirofosforilasa para mantener la concentración de vitamina B2 libre lo más bajo posible y para asegurar una mayor absorción. Sin embargo, la mayoría de la vitamina B2 libre absorbida se convierte en sus formas coenzimáticamente activas FMN y FAD en el hígado después del portal vena transporte.

Transporte y distribución en el cuerpo

La riboflavina libre, FMN y FAD se liberan del hígado en el torrente sanguíneo. Allí, la mayor parte de la vitamina B2 está presente como FAD (70-80%) y FMN y solo 0.5-2% en forma libre. La riboflavina y sus derivados se transportan en el sangre plasma en forma unida a proteínas. Los principales socios de unión son las albúminas plasmáticas (80%), seguidas de la unión específica a riboflavina proteínas (RFBP) y globulinas, especialmente inmunoglobulinas. Para el transporte a las células diana, la vitamina B2 se desfosforila bajo la acción de las fospatasas plasmáticas (CRISPR-CasXNUMX que hidrolíticamente (bajo agua retención) escindir fosfato residuos), ya que solo la riboflavina libre no fosforilada puede atravesar las membranas celulares por difusión. Intracelularmente (dentro de la célula), se produce nuevamente la conversión y fijación en las formas de coenzimas: atrapamiento metabólico. Casi todos los tejidos son capaces de formar FMN y FAD. Las tasas de conversión particularmente altas se encuentran en el hígado, riñón y corazón, que por lo tanto tienen las concentraciones más altas de riboflavina-70-90% como FAD, <5% como riboflavina libre. Como con todos los hidrofílicos (solubles en agua) vitaminas, con la excepción de la cobalamina (vitamina B12), la capacidad de almacenamiento de vitamina B2 es baja. Los depósitos de tejidos existen en forma de riboflavina unida a proteínas o enzimas. En el caso de una deficiencia de apoproteína o apoenzima, el exceso de riboflavina no se puede almacenar, lo que da como resultado una reducción de la reserva de riboflavina. riñón). Esta cantidad es suficiente para prevenir los síntomas de deficiencia clínica durante aproximadamente 2-6 semanas, con una vida media biológica de aproximadamente 16 días. Unión a riboflavina proteínas (RFBP) son importantes tanto para los procesos de transporte como para el metabolismo (metabolismo) de la vitamina B2. En el hígado y riñón, se han demostrado sistemas de transporte específicos que funcionan activamente y que contribuyen a la circulación enterohepática (hígado-intestino circulación) y reabsorción tubular (reabsorción en los túbulos renales) de riboflavina hasta cierto punto de acuerdo con las necesidades individuales. Según estudios en animales, el transporte de riboflavina al centro sistema nervioso (CNS) también está sujeto a un mecanismo activo y a una regulación homeostática (autorregulación) que protege al CNS tanto del suministro insuficiente como del exceso. En mujeres embarazadas (embarazo), se ha descubierto que RFBP específicas mantienen un gradiente en sangre suero de materno (materno) a fetal (fetal) circulación. Por lo tanto, incluso si el suministro de vitamina B2 de la madre es inadecuado, el suministro de riboflavina necesario para el crecimiento y desarrollo fetal está en gran parte asegurado. estrógenos estimulan la síntesis de RFBP, el estado nutricional deficiente conduce a la deficiencia de RFBP.

Metabolismo

El metabolismo de la riboflavina está controlado por hormonas y RFBP dependiendo del estado individual de vitamina B2. Unión a riboflavina proteínas y hormonas, como triyodotironina (T3, hormona tiroidea) y aldosterona (hormona adrenocortical), regula la formación de FMN estimulando la actividad de la riboflavina quinasa. La síntesis posterior de FAD por pirofosforilasa se controla mediante la inhibición del producto final para prevenir el exceso de FAD. Las coenzimas FMN y FAD se proporcionan modulando (modificando) la actividad de las respectivas enzimas solo en la medida requerida por el organismo de acuerdo con sus necesidades. concentración de RFBP, como en desnutrición (desnutrición / desnutrición) y anorexia (pérdida de apetito; la anorexia nerviosa: anorexia), una disminución de la FAD plasmática concentración y un aumento sustancial de riboflavina libre, normalmente presente sólo en cantidades mínimas, en eritrocitos (rojo sangre células) se observan.

Excreción

La excreción de vitamina B2 ocurre predominantemente a través del riñón como riboflavina libre. Hasta un 30-40% de 7-hidroximetil-, 8-hidroximetil- u 8-alfa-sulfonilriboflavina y trazas de otros metabolitos (intermedios) se eliminan por vía renal (excretados por los riñones). Después de altadosificar La suplementación de vitamina B2, 10-hidroxietilflavina puede aparecer en la orina como resultado de la degradación bacteriana. La coenzima forma FMN y FAD no se puede detectar en la orina. Los datos de aclaramiento (excreción) indican que aproximadamente la mitad de la riboflavina plasmática se elimina en la orina. El aclaramiento renal es mayor que la filtración glomerular. Un adulto sano excreta 120 µg de riboflavina o más en la orina en 24 horas. Excreción de riboflavina <40 mg / g Creatinina es un indicador de deficiencia de vitamina B2. Pacientes que requieran diálisis debido a insuficiencia renal (falla renal cronica/insuficiencia renal aguda) tienen un mayor riesgo de deficiencia de vitamina B2 porque la riboflavina se pierde durante diálisis (purificación de sangre). Menos del 1% de vitamina B2 se elimina en el bilis con heces (a través de las heces). La eliminación o la vida media plasmática (el tiempo que transcurre entre la concentración máxima de una sustancia en el plasma sanguíneo y la caída a la mitad de ese valor) depende del estado de riboflavina y de la dosificar suministrado. Mientras que un rpido eliminación la semivida es de 0.5 a 0.7 horas, una semivida plasmática lenta varía de 3.4 a 13.3 horas. No existe una relación lineal entre la ingesta dietética de vitamina B2 y la excreción renal de riboflavina. Mientras esté por debajo de la saturación tisular (≤ 1.1 mg de vitamina B2 / día), la tasa de eliminación cambios sólo insignificantes, hay un marcado aumento en la excreción de riboflavina - punto de ruptura (> 1.1 mg de vitamina B2 / día) cuando se alcanza la saturación. En gravidez (embarazo), debido a la inducción (introducción, en el sentido de una mayor formación) de proteínas de unión a riboflavina, se reduce la excreción de vitamina B2 a través del riñón. También se encuentra una tasa de excreción disminuida en la enfermedad tumoral (cáncer) porque los pacientes tienen concentraciones séricas aumentadas de inmunoglobulinas que se unen a la vitamina B2.

Derivados liposolubles de riboflavina

Los compuestos solubles en lípidos (solubles en grasa), tales como ácido tetrabutírico o derivados tetranicotinílicos de riboflavina, pueden prepararse mediante esterificación de los grupos hidroxilo (OH) de la cadena lateral del ribitol. En comparación con la vitamina nativa (original), hidrófila (soluble en agua), los derivados de riboflavina lipófilos (solubles en grasa) exhiben una mejor permeabilidad de la membrana (atravesabilidad de la membrana), una mejor retención (retención) y un recambio más lento (recambio). Estudios preliminares muestran efectos beneficiosos de estos derivados en coagulación sanguínea trastornos y el tratamiento de la dislipidemia. Además, el uso de compuestos de riboflavina solubles en lípidos, solos o en combinación con vitamina E-Puede prevenir la acumulación (acumulación) de lípidos peróxidos como resultado de la exposición a carbono tetracloruro o agentes carcinostáticos, como adriamicina.