Riboflavin (vitamin B2) je hydrofilní (voda-rozpustný) vitamin skupiny B. Vizuálně se odlišuje od většiny hydrofilních vitamíny svou intenzivní žlutou fluorescenční barvou, která se odráží v jejím názvu (flavus: žlutá). Historická jména riboflavin zahrnují ovoflavin, laktoflavin a uroflavin, které odkazují na první izolaci této látky. V roce 1932 Warburg a Christian získali „žlutý kvas“ z kvasinek a identifikovali jej jako koenzymaticky aktivní flavin mononukleotid (FMN). Struktura riboflavin byl objasněn v letech 1933-34 Kuhnem a Wagner-Jaureggem a syntetizován v roce 1935 Kuhnem, Weygandem a Karrerem. V roce 1938 Wagner objevil objev flavinadenindinukleotidu (FAD) jako koenzymu oxidázy D-aminokyselin. Základní strukturou vitaminu B2 je tricyklický isoalloxazinový kruhový systém, který má výrazné redoxní vlastnosti (redukční / oxidační vlastnosti). K atomu N10 molekuly isoalloxazinu je připojen ribitol, pentavalent alkohol cukr to je rozhodující pro účinnost vitamínů. Biologicky aktivní sloučeninou vitaminu B2 je 7,8-dimethyl-10- (1-D-ribityl) isoalloxazin. IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) navrhla termín riboflavin jako zkrácený název. Stejně jako thiamin (vitamin B1) má i riboflavin vysoký stupeň strukturní specificity, takže i nepatrné změny v molekulární struktuře mohou být doprovázeny snížení nebo ztráta účinnosti vitaminů nebo - v určitých případech - antagonistickým (opačným) způsobem působení. Nahrazení zbytku ribitylu o galaktózy (→ galaktoflavin) má nejsilnější antagonistický účinek a rychle vede ke klinickému nedostatku vitaminu B2. Při nahrazení postranního řetězce ribitolu jinými analogy uhlohydrátů, jako jsou arabinóza a lyxóza, je antagonismus slabší a v některých případech výrazný pouze u některých druhů zvířat, jako je potkan. K rozvinutí biologické aktivity musí být riboflavin fosforylován na atomu C5 postranního řetězce ribitolu působením riboflavin kinázy (enzymu, který přenáší fosfát zbytek štěpením adenosin trifosfát (ATP)) (→ flavin mononukleotid, FMN) a následně adenylovaný (→ flavin adenin dinukleotid, FAD) pyrofosforylázou (enzym, který přenáší zbytek adenosin monofosfátu (AMP) při konzumaci ATP). FMN a FAD jsou hlavními deriváty (deriváty) riboflavinu a působí jako koenzymy oxidáz a dehydrogenáz. V živočišných a rostlinných organismech více než 100 enzymyU savců je známo, že více než 60 enzymů je závislé na FMN nebo FAD - tzv. flavoproteiny nebo flavinové enzymy. Vitamin B2 je velmi tepelně stabilní, kyslík citlivý a vysoce citlivý na UV světlo ve srovnání s jinými vitamíny. Riboflavin a deriváty flavinu, které se neváží na bílkoviny, se snadno fotolyticky odbourávají (štěpení molekuly pod vlivem UV záření) na lumichrom neaktivní pro vitamíny (dimethylisoalloxazin) nebo lumiflavin (trimethylisoalloxazin), ve kterém je alifatický postranní řetězec částečně nebo úplně štěpen . Z tohoto důvodu by produkty obsahující vitamin B2 měly být skladovány ve vzduchotěsné nádobě a chráněny před světlem.
Syntéza
Riboflavin je syntetizován rostlinami a mikroorganismy a do živočišného organismu vstupuje prostřednictvím potravinového řetězce. V důsledku toho je vitamin B2 široce distribuován v rostlinách a zvířatech a je přítomen v mnoha potravinách.
Vstřebávání
V potravinách se riboflavin vyskytuje ve volné formě, ale primárně jako FMN a FAD - flavoprotein vázaný na bílkoviny. Riboflavin je uvolňován žaludeční kyselina a nespecifické fosfatázy a pyrofosfatázy (enzymy že hydrolyticky (s voda retence) štěpit fosfát zbytky) svršku tenké střevo, vstřebávání (příjem střevem) volného riboflavinu v horní části tenké střevo, zejména v proximálním jejunu (prázdné střevo), podléhá a dávka-závislý duální transportní mechanismus. Ve fyziologickém rozmezí (normální pro metabolismus) až do přibližně 25 mg se riboflavin aktivně vstřebává v reakci na sodík gradient pomocí nosiče po kinetice nasycení. Nad fyziologické dávky, vstřebávání vitaminu B2 se navíc vyskytuje pasivní difúzí [1, 2, 4-6, 8]. The vstřebávání míra riboflavinu po podání fyziologických dávek je v průměru mezi 50-60%. Příjem vitaminu B ve složené stravě a přítomnost žlučové kyseliny podporovat vstřebávání. Při podpoře kontaktu s absorpčním povrchem pravděpodobně hraje roli zpožděná rychlost vyprazdňování žaludku a prodloužená doba průchodu gastrointestinálním traktem. Ve střevě sliznice buňky (slizniční buňky), část absorbovaného (požitého) volného riboflavinu se převede na FMN riboflavin kinázou a následně na FAD pyrofosforylázou, aby se udržela koncentrace volného vitaminu B2 co nejnižší a aby byla zajištěna další absorpce. Většina absorbovaného volného vitaminu B2 se však přeměňuje na jeho koenzymaticky aktivní formy FMN a FAD v játra po portálu žíla dopravu.
Transport a distribuce v těle
Zdarma riboflavin, FMN a FAD jsou uvolňovány z játra do krevního řečiště. Tam je většina vitaminu B2 přítomna jako FAD (70-80%) a FMN a pouze 0.5-2% ve volné formě. Riboflavin a jeho deriváty jsou transportovány v krev plazma ve formě vázané na bílkoviny. Hlavními vazebnými partnery jsou plazmatické albuminy (80%), po nichž následuje specifická vazba riboflavinu Proteinů (RFBP) a zejména globuliny imunoglobuliny. K transportu do cílových buněk je vitamin B2 defosforylován působením plazmatických fosfatáz (enzymy že hydrolyticky (pod voda retence) štěpit fosfát zbytky), protože pouze volný, nefosforylovaný riboflavin může procházet buněčnými membránami difúzí. Intracelulárně (uvnitř buňky) dochází znovu ke konverzi a fixaci na formy koenzymu - metabolické pasti. Téměř všechny tkáně jsou schopné tvořit FMN a FAD. Obzvláště vysoké míry konverze se nacházejí v játra, ledvina, a srdce, které proto mají nejvyšší koncentrace riboflavinu - 70–90% jako FAD, <5% jako volný riboflavin. Jako u všech hydrofilních (rozpustných ve vodě) vitamíny, s výjimkou kobalaminu (vitamin B12), skladovací kapacita vitaminu B2 je nízká. Tkáňové zásoby existují ve formě riboflavinu vázaného na bílkoviny nebo enzymy. V případě nedostatku apoproteinu nebo apoenzymu nelze přebytečný riboflavin skladovat, což má za následek sníženou zásobu riboflavinu. U dospělých lidí je retinováno přibližně 123 mg vitaminu B2 (zadrženo ledvina). Toto množství je dostatečné k prevenci příznaků klinického nedostatku po dobu přibližně 2–6 týdnů - s biologickým poločasem přibližně 16 dnů. Vazba na riboflavin Proteinů (RFBP) jsou důležité jak pro transportní procesy, tak pro metabolismus (metabolismus) vitaminu B2. V játrech a ledvina, byly prokázány konkrétní aktivně fungující dopravní systémy, které přispívají k enterohepatický oběh (játra-střevo oběh) a tubulární reabsorpce (reabsorpce v renálních tubulech) riboflavinu do určité míry podle individuálních požadavků. Podle studií na zvířatech je transport riboflavinu do centrálního prostředí nervový systém (CNS) také podléhá aktivnímu mechanismu a homeostatické regulaci (samoregulaci), která chrání CNS před nedostatečným i nadměrným zásobováním. U žen v graviditě (těhotenství), byly objeveny konkrétní RFBP, které udržují gradient v krev sérum od matky (matky) k plodu (plodu) oběh. I když je tedy matčin přísun vitaminu B2 nedostatečný, je do značné míry zajištěn přísun riboflavinu nezbytný pro růst a vývoj plodu. estrogeny stimulují syntézu RFBP, špatný stav výživy vede k deficitu RFBP.
Metabolismus
Metabolismus riboflavinu je řízen hormonů a RFBP v závislosti na individuálním stavu vitaminu B2. Vazba na riboflavin Proteinů a hormonů, jako je trijodtyronin (T3, hormon štítné žlázy) a aldosteron (adrenokortikální hormon), regulují tvorbu FMN stimulací aktivity riboflavin kinázy. Následná syntéza FAD pyrofosforylázou je řízena inhibicí konečného produktu, aby se zabránilo přebytku FAD. Koenzymy FMN a FAD jsou poskytovány modulací (úpravou) aktivity příslušných enzymů pouze v rozsahu požadovaném organismem podle jeho potřeb. Za podmínek snížené hladiny T3 v séru a / nebo snížené koncentrace RFBP, jako v podvýživa (podvýživa / podvýživa) a anorexie (ztráta chuti k jídlu; anorexie nervosa: anorexie), pokles FAD v plazmě koncentrace a podstatné zvýšení volného riboflavinu, obvykle přítomného pouze ve stopových množstvích, v erytrocyty (Červené krev buňky).
Vylučování
K vylučování vitaminu B2 dochází převážně ledvinami jako volný riboflavin. Až 30–40% 7-hydroxymethyl-, 8-hydroxymethyl- nebo 8-alfa-sulfonylriboflavinu a stopová množství dalších metabolitů (meziproduktů) jsou vylučovány ledvinami (vylučovány ledvinami). Po vysoké-dávka v důsledku bakteriální degradace se může v moči objevit doplnění vitaminu B2, 10-hydroxyethylflavinu. Koenzym tvoří FMN a FAD nelze detekovat v moči. Údaje o clearance (vylučování) naznačují, že přibližně polovina plazmatického riboflavinu je vylučována močí. Renální clearance je vyšší než glomerulární filtrace. Zdravý dospělý vylučuje 120 µg riboflavinu nebo více močí za 24 hodin. Vylučování riboflavinu <40 mg / g kreatinin je indikátorem nedostatku vitaminu B2. Pacienti vyžadující dialýza kvůli selhání ledvin (chronické selhání ledvin /akutní selhání ledvin) jsou vystaveni zvýšenému riziku nedostatku vitaminu B2, protože během léčby dochází ke ztrátě riboflavinu dialýza (čištění krve). Méně než 1% vitaminu B2 je vyloučeno v žluč s výkaly (stolicí). The odstranění nebo poločas v plazmě (doba, která uplyne mezi maximální koncentrací látky v krevní plazmě do poklesu na polovinu této hodnoty) závisí na stavu riboflavinu a dávka dodáno. Zatímco rychlý odstranění poločas je 0.5-0.7 hodiny, pomalý plazmatický poločas se pohybuje od 3.4-13.3 hodiny. Mezi příjmem vitaminu B2 v potravě a vylučováním riboflavinu ledvinami není lineární vztah. Zatímco pod saturací tkání (≤ 1.1 mg vitaminu B2 / den) je rychlost odstranění se mění jen nevýznamně, dochází k výraznému zvýšení vylučování riboflavinu - bodu zlomu (> 1.1 mg vitaminu B2 / den), když je dosaženo saturace. V graviditě (těhotenství), v důsledku indukce (zavedení ve smyslu zvýšené tvorby) proteinů vázajících riboflavin je sníženo vylučování vitaminu B2 ledvinami. Snížená rychlost vylučování se také vyskytuje u nádorových onemocnění (rakovina), protože pacienti mají zvýšené sérové koncentrace imunoglobuliny které váží vitamin B2.
Deriváty riboflavinu rozpustné v tucích
Sloučeniny rozpustné v tucích (rozpustné v tucích), jako je například kyselina tetrabutanová nebo tetranikotinylové deriváty riboflavinu, lze připravit esterifikací hydroxylových (OH) skupin postranního řetězce ribitolu. Ve srovnání s nativním (původním) hydrofilním (ve vodě rozpustným) vitaminem vykazují lipofilní (v tucích rozpustné) deriváty riboflavinu lepší permeabilitu membrány (průchodnost membrány), lepší retenci (retenci) a pomalejší obrat (obrat). Předběžné studie ukazují příznivé účinky těchto derivátů v srážení krve poruch a léčba dyslipidemie. Kromě toho je možno použít v lipidech rozpustné riboflavinové sloučeniny samotné nebo v kombinaci s vitamin E-může zabránit hromadění (hromadění) lipidů peroxidy v důsledku expozice uhlík tetrachlorid nebo na karcinostatická činidla, jako je adriamycin.
