Avaa päävalikko

Foolihappo

kemiallinen yhdiste
(Ohjattu sivulta Folaatti)
Foolihappo
Foolihappo
Foolihappo
Systemaattinen (IUPAC) nimi
(2S)-2-[[4-[[2-amino-4-okso-1,4-dihydropteridin-6-yl)metyyli]amino]bentsoyyli]amino]pentaanidionihappo
Tunnisteet
CAS-numero 59-30-3
ATC-koodi B03BB01
PubChem 6037
DrugBank DB00158
Kemialliset tiedot
Kaava C19H19N7O6 
Moolimassa 441,397 g/mol
Synonyymit pteroyylimonoglutamiinihappo,[1] pteroyyli-L-glutamiinihappo, folasiini, M-vitamiini[2]
Fysikaaliset tiedot
Tiheys 1,68[2] g/cm³
Sulamispiste 250 °C (482 °F) hajoaa sulamatta[3]
Liukoisuus veteen Liukenematon (1,6 mg/l, 25 °C)[2]
Farmakokineettiset tiedot
Hyötyosuus 50–100%[4]
Metabolia Maksa[4]
Puoliintumisaika ?
Ekskreetio Virtsassa yli 90%[4]
Terapeuttiset näkökohdat
Raskauskategoria

A(US)[4]

Reseptiluokitus

Itsehoitovalmiste (FI)

Antotapa Nieltynä; pistoksena lihakseen, ihon alle tai verenkiertoon[4]

Foolihappo on 6-metyylipteridiinin, 4-aminobentsoehapon ja L-glutamiinihapon muodostama orgaaninen yhdiste. Foolihappoa ja sen monia johdannaisia sanotaan folaateiksi[5] tai nimellä B9-vitamiini.[6] Foolihappoa ei ole luonnossa ainakaan merkittävissä määrin, mutta sillä on arviolta yli 100 erilaista luonnollisesti eliöissä esiintyvää johdannaista. Teoreettisia johdannaisia on tätäkin enemmän.[1]

Folaatit ovat välttämättömiä ravintoaineita ihmisille ja muille eläimille, jotka eivät kuitenkaan pysty itse niitä tuottamaan. Folaatit ovat eläimille siis vitamiineja. Monet kasvit, sienet, bakteerit ja arkit pystyvät tuottamaan folaatteja, eivätkä tarvitse niitä ravinnosta.[7] Märehtijöiden suolimikrobit tuottavat usein kylliksi foolihappoa, mutta folaattilisät saattavat lisätä esimerkiksi lehmien maidon tuottoa ja terveyttä.[8]

Muun muassa ihmisillä folaattipuutoksen ensioireena on usein megaloblastinen anemia. Vakava puutos on harvinaista, mutta lievää puutosta voi ilmetä erityisesti tietyillä ihmisryhmillä, kuten vanhuksilla. Puutokselle altistavat eri lääkkeet: esimerkiksi jotkin sytostaatit kuten metotreksaatti. Puutos voi olla geneettinenkin.[9]

Ihmisissä ja monissa muissa eliöissä folaatit sitovat "välikäsinä" yhden hiiliatomin sisältävän atomiryhmän joltain molekyyliltä ja siirtävät sen toiselle. Metylaatio on esimerkki tällaisesta reaktiosta. Reaktiot tapahtuvat tietyillä entsyymeillä, joiden koentsyymeitä folaatit ovat.[5] Eliöissä folaatti-koentsyymeitä vaaditaan epäsuorasti DNA-korjaukseen ja -synteesiin, ja siten myös solujakautumiseen. Folaatit ovat suoraan pakollinen osa DNA:ssa ja RNA:ssa käytettyjen puriinien ja tymidiinin tuottoa.[10] Niitä tarvitaan myös histidiinin hajotukseen. Metioniinisyntaasi vaatii folaatteja – täten ne ovat osa S-adenosyylimetioniinin (SAM) tuottoa, joka on osa yli 100:n eri entsyymin suorittamia metylaatioita. Folaatit eivät tosin ole pakollisia SAM-tuotossa, sillä syntaasin tuottamaa metioniinia saadaan ravintoproteiineistakin.[5]

Sisällysluettelo

Suositukset ja saantiMuokkaa

6–65-vuotiaan tulisi joka vuorokausi saada "folaatteja" keskimäärin 378 mikrogrammaa (µg), jos hänen energiatarpeensa on 2000 kilokaloria. Tämä ja alla olevan taulukon arvot ovat Suomen valtion ravitsemusneuvottelukunnan ravitsemussuosituksia. Neuvottelukunta ei ole määrittänyt sitä, että ovatko folaattisuositusten massat (µg) esimerkiksi foolihappona tai jonain muuna folaattina.[11]

Suomen folaattisuositukset[11]
Lapset Miehet Naiset Raskaana

olevat

Ikä µg Ikä µg Ikä µg 500 µg
<6 kk a 10–13 v 200 10–13 v 200
6–11 kk 50 14–17 v 300 14–17 v 300
12–23 kk 60 18–30 v 300 18–30 v 400 Imettävät
2–5 v 80 31–60 v 300 31–60 v 300b 500 µg
6–9 v 130 61–74 v 300 61–74 v 300
≥75 v 300 ≥75 v 300
a: Äidinmaito tai äidinmaidonkorvike tyydyttää alle 6 kk ikäisten ravinnetarpeet.

b: Hedelmällisessä iässä oleville naisille saantisuositus on 400 μg/vrk (katso vaihdevuodet).

YliannostusMuokkaa

Foolihapon saannin turvallinen yläraja aikuisilla ravintolisien muodossa on 1 mg/vrk (1000 µg/vrk) Suomen valtion ravitsemusneuvottelukunnan mukaan.[11] EFSA:n suositukset ovat alla taulukossa.

EFSA:n foolihapon saannin ylärajat[12]
Ikä tai

ihmisryhmä

1–3 v 4–6 v 7–10 v 11–14 v 15–17 v Aikuiset Raskaana

olevat

Imettävät
µg/vrk 200 300 400 600 800 1000 1000 1000

Folaattilisät ovat verrattain turvallisia myös määrin, jotka ylittävät monikertaisesti saantisuositukset. Noin 5 mg/vrk (5000 µg/vrk) annokset voivat tosin hidastaa B12-vitamiinipuutoksen toteamista.[13] Syynä on se, että puutoksen ensioireena voi olla megaloblastinen anemia. Isot folaattiannokset taas estävät anemiaa rajatusti. Siten varhainen B12-puutos voi jäädä toteamatta ja johtaa pidemmälle edenneisiin oireisiin kuten pysyviin hermovaurioihin. B12-puutoksissa ei tosin aluksi aina ilmene anemiaa, joten nykylääketieteessä puutos todetaan usein muilla tavoin. Isot folaattiannokset voivat myös estää metotreksaatin kaltaisten sytostaattien hoitotehoa.[14] Isojen folaattiannosten pitkäaikaisen käytön on myös epäilty aiheuttavan syöpää. Kohonneesta riskistä ei ole selkeitä todisteita useimpien syöpien kohdalla, mutta eturauhassyöpäriski saattaa kasvaa isoin annoksin.[13]

Foolihapon LD50 on hiirille yli 10 g/kg suun kautta ja 0,305 g/kg pistoksena vereen.[15]

PuutosMuokkaa

SyytMuokkaa

Yleisin syy folaattipuutokseen on niiden alisaanti ruuasta. Muita syitä tai altistavia osatekijöitä ovat[9]

OireetMuokkaa

Folattipuutoksen oireita ihmisillä ja eläimillä ovat muun muassa megaloblastinen anemia, homokysteinemia (kohonnut homokysteiinin veripitoisuus), ruokahaluttomuus, kasvun hidastuminen, karvojen tai sulkien lähtö, karvojen harmaantuminen, ihottumat, lihasheikkous, suolitulehdukset, ripuli, päänsäryt, sydämentykytykset, hengästyminen, masennus, hermovauriokipu ja hermoperäiset halvaukset.[9]

Ihmisillä varhaisimmat alisaannista johtuvat oireet alkavat noin 2 kk jälkeen. Ensioireena on polymorfonukleaaristen valkosolujen hypersegmentaatio (kesken jäänyt jakautuminen).[9] Tätä seuraa megaloblastinen anemia, jossa noin 120 pv välein normaalisti uusiutuvien punasolujen veripitoisuus vähenee folaattipuutoksen pitkittyessä.[5] Sitten voi ilmetä muun muassa lihasheikkoutta, masennusta ja lopulta hermovaurioita. Naisilla raskaus voi keskeytyä tai syntyneellä vauvalla voi olla tiettyjä epämuodostumia, erityisesti keskushermostollisia. Ongelmista yleisimpiä ovat hermostoputken sulkeutumishäiriöt, kuten spina bifida ja anenkefalia.[9]

Puutos vähentää nukleotidien tuottoon osallistuvien folaattientsyymien toimintaa – tymidylaattisyntaasi (EC 2.1.1.4) on eräs esimerkki. Nukleotidit ovat osa DNA:ta ja RNA:ta. Puutos siis estää niiden tuottoa estäen täten solujakautumista. Siten puutoksessa vaurioituneet solut eivät enää tehokkaasti monistu tai korvaudu uusilla, jolloin oireita ovat muun muassa megaloblastinen anemia,[9] jossa punasolut ylisuurenevat jäädessään puoliväliin solujakautumista, jonka loppuun eteneminen edellyttäisi DNA-synteesiä;[17] iho-oireet; kaikenlainen kasvun hidastuminen.[9]

SyöpäMuokkaa

Pitkittynyt folaattipuutos altistaa syöpätaudeille, sillä puutoksen aiheuttaman nukleotidien tuoton vähenemisen vuoksi vaurioituneen DNA:n korjaus vähenee. Puutos voi vähentää epäsuoraan myös S-adenosyylimetioniinin (SAM) tuottoa. DNA:ta metyloiva SAM on osa geeniaktiivisuuden säätelyä. Metylaation väheneminen voi johtaa syövälle altistavien geenien ylitoimintaan ja siltä suojaavien geenien alitoimintaan.[13]

Sydän- ja verisuonitauditMuokkaa

Folaattipuutoksen homokysteinemia johtuu folaattiriippuvaisen metioniinisyntaasin ja glysiini-N-metyylitransferaasin (EC 2.1.1.20) toiminnan heikkenemisestä.[9] Homokysteinemia yhdistettynä veren pieneen folaattipitoisuuteen tiettävästi lisää jossain määrin riskiä saada aivohalvaus ja vähemmässä määrin jokin muu sydän- tai verisuonitauti. Folaattilisät taas laskevat riskiä yhtäaikaisesti homokysteinemiaa ja folaattipuutosta potevilla.[18]

RuokapitoisuudetMuokkaa

Folaattirikkaita ruokia ovat monet pähkinät, pavut, tummat lehtivihannekset ja tietyt hedelmät. Lihoissa folaatteja on vähän, mutta maksassa ja muissa sisäelimissä pitoisuudet voivat olla isoja. Monissa maissa ruokiin lisätyt folaatit ovat merkittävä folaattilähde: esimerkiksi USA:ssa folaatteja lisätään lakien vaatimana moniin viljatuotteisiin.[5] Ruuan valmistustapa vaikuttaa folaattien määriin. Esimerkiksi kasvisten keitossa veteen voi liueta jopa 20–80% niiden folaateista.[9]

Ruokien foolihappopitoisuuksiaa (µg/100 g)[19]
Heinäkasvit ja jauhot Pavut ja pähkinät Lihat
Kaurahiutale 56 Cashewpähkinä, kuivapaahdettu 69,2 Ankka, paahdettu 10
Maissijauho, täysjyvä 25 Härkäpapu, keitetty 104,1 Kalkkuna, iholla, paahdettu 7
Ohraryyni 16 Kidneypapu, keitetty 129,6 Kana, iholla, paahdettu 3
Pasta, täysjyvä, keitetty 5 Kikherne, keitetty 172 Kirjolohi (viljelemätön), paistettu 19
Riisi, tumma, keitetty 4 Linssi, keitetty 180,8 Makrilli, paistettu, kuivattu 1,5
Riisi, valkoinen, keitetty 3 Maapähkinä, kuivapaahdettu 145,3 Nauta (vasikka), maksa, käristetty[20] 145,00
Ruisjauho, puolikarkea 19 Manteli, kuivapaahdettu 63,8 Nauta, kylki, ¼ rasvaa, pariloitu 6
Soijajauho, rasvainen 227,4 Parapähkinä, kuivapaahdettu 4 Nauta, munuainen, pariloitu[20] 80,00
Vehnäjauho, täysjyvä 44 Pekaanipähkinä, kuivapaahdettu 40,7 Sika, jalka, vähärasvainen, paahdettu 12
Vehnälese 79 Pistaasi, kuivapaahdettu 59,1 Silli, säilyke 2,4
Vehnänalkio 281 Voipapu, keitetty 26,3 Turska, paistettu 8,1
Kasvikset ja ruokasienet Hedelmät ja marjat Lehmänmaitotuotteet
Bataatti, kuorimaton, uunipaistettu 22,6 Aitoviikuna 6 Briejuusto 65
Herne 65 Ananas 10,6 Camembertjuusto 62,2
Jääsalaatti 56 Appelsiini 30,3 Cheddarjuusto 18,2
Keltasipuli 19 Aprikoosi 8,6 Edamjuusto 16,2
Keräkaali, keitetty 20 Avokado 61,9 Maito, rasvaton 5,2
Kukkakaali, keitetty 44 Banaani 19,1 Raejuusto, 1% rasvaa 12,4
Kurkku 13 Hunajameloni 17 Sinihomejuusto 36,4
Lanttu 15 Karviainen 6 Voi 3
Maissi, keltainen 45,8 Luumu 2,2 Kerma, 31,3% rasvaa[20] 4,00
Parsa, keitetty 146 Mango 14 Herajauhe, makea[20] 12,00
Parsakaali, keitetty 50 Mansikka 17,7 Jugurtti, 3,3% rasvaa[20] 11,00
Peruna, kuorimaton, uunipaistettu 9,1 Mustaherukka 0 Muut
Pinaatti 194,4 Mustikka 6,4 Kananmuna, keitetty 44
Porkkana 14 Omena 2,8 Rintamaito (ihmisen) 5,2
Punajuuri, keitetty 80 Persikka 3,4 Rypsiöljy 0
Selleri 28 Päärynä 7,3 Oliiviöljy 0
Siitake, kuivattu 163,2 Vadelma 26 Olut, lager 6
Tomaatti 15 Viinirypäle 10,2
a: ruuat ovat raakoja eli valmistamattomia ellei toisin mainita. Pitoisuudet ovat keskimääräisiä.

Ruuan folaatit eivät ole luonnostaan foolihappona vaan muiden folaattien polyglutamaatteina (katso kohta Polyglutamaatit). 5-metyyli-THF:n ja 10-formyyli-THF:n polyglutamaatit ovat yleisimmät muodot. Ruuan valmistuksen aikana näistä valtaosa kuitenkin hapettuu dihydrofolaattien polyglutamaateiksi.[9]

Eläinten maksoissa ja munuaisissa noin 40% folaateista on metyylifolaatteina. Eläinten maidoissa ja punasoluissa folaatit ovat pääosin vain metyylifolaatteina. Taas vaikkapa keräkaalissa ja appelsiineissa folaatit ovat pääosin metyylifolaatteja. Soijapavuissa metyylifolaattipitoisuudet ovat pieniä – tällaisissa kasveissa folaateista loput ovat lähinnä 5-metyyli- ja 5-formyylifolaatteina. Myös glutamylaatioaste vaihtelee: maksoissa ja munuaisissa polyglutamaatit ovat pentaglutamaatteja, maidoissa noin 60% on monoglutamaatteja ja keräkaalissa pääosin heksa- ja heptaglutamaatteja.[9]

Kemia ja ominaisuudetMuokkaa

 
Foolihapon rakenne. A: 6-metyylipteridiini. B: 4-aminobentsoehappo (PABA). C: L-glutamiinihappo.

Foolihapossa eli pteroyyli-L-glutamiinihapossa on 6-metyylipteridiini, jossa on 4-aminobentsoehappo kiinni aminoryhmästään. Hapon karboksyylihapossa on L-glutamiinihappo α-aminoryhmästään amidisidoksella. Glutamiinihapon α-hiilessä on foolihapon ainoa kiraliakeskus. L-enantiomeeri toimii eliöissä vitamiinina.[21] Pteroyyli-D-glutamiinihapon vitamiinitoiminta eliöissä on L-enantiomeeriä heikompaa ja joissain tapauksissa olematonta.[22][23]

 
Foolihappoa.

Foolihappo on oranssinkeltainen ja kiteinen jauhe. Se on hajuton ja mauton.[2] Se on liukoinen etanoliin, etikkahappoon, pyridiiniin ja hyvin niukkaliukoinen veteen.[3] Se kestää hapekkaita oloja paremmin kuin pelkistyneet folaatit (katso alaotsikot alla), mutta hajoaa valossa helposti muiden folaattien tavoin. Foolihappo on usein B9-vitamiinilisiin lisätty folaatti.[5]

PelkistyminenMuokkaa

Foolihapon ptreridiinin pyratsiini voi pelkistyä. 2 vetyä sitova muoto on dihydrofoolihappo (THF). Tämä voi pelkistyä 4 vetyä sitovaksi tetrahydrofoolihapoksi (THF).[5] Pelkistyminen tuo THF:ään toisen kiraliakeskuksen.[1]

   
Dihydrofoolihappo, DHF, FH2
Tetrahydrofoolihappo, THF, FH4

THF hajoaa vesiliuoksissa, joissa se on herkkä hapelle, valolle ja pH-arvon ääripäille. Liuoksissa, joihin on liuennut happea, THF hajoaa pteriiniksi, 6-formyylidihydropteriiniksi ja ksantopteriiniksi (CAS-numero 119-44-8). THF:n PABA irtoaa helposti pteriinistä, jolloin muodostuu 4-aminobentsoyyliglutamaattia (CAS 4271-30-1).[5] Myös DHF hajoaa herkästi hapettumalla.[21]

TautomeriaMuokkaa

Foolihapon ja sen johdannaisten pteridiininien karbonyyli- tai OH-ryhmä ilmentävät laktaami-laktiimi-tautomeriaa. Laktaami on karbonyylimuoto ja laktiimi hydroksidi.[24][25]

   
Laktaami.
Laktiimi.

FolaatitMuokkaa

Foolihappoa ja sen monia johdannaisia sanotaan folaateiksi. Näissä esimerkiksi typpiin 5, 6 (pteridiinin pyratsiinitypet) tai 10 (pteridiinin ja PABA:n välinen typpi) voi olla liittynyt yksihiilinen atomiryhmä. Ryhmiä voivat olla muun muassa metyyli (–CH3), metyleeni (–CH2–), metenyyli (–CH=), formyyli (–CH=O) ja formimino (–CH=NH).[5] Myös folaatit voivat pelkistyä eli olla dihydro- tai tetrahydrofolaatteja. Jos THF:n typpi 5 sitoo metyylin, yhdistettä voidaan sanoa 5-metyylitetrahydrofoolihapoksi (5-metyyli-THF). Jos THF:n sitoma ryhmä on metyleeni, voi se olla silloittunut typpien 5 ja 10 kautta, jolloin aine on 5,10-metyleeni-THF (näistä on kuvat taulukossa alla).[1]

Esimerkkejä folaateista[1]
Nimi g/mol[26] N5 N10 Kuva

Tetrahydrofoolihappo

THF

FH4

445,4 –H –H

5-Metyylitetrahydrofoolihappo

Levomefoolihappo (L-(S)-enantiomeeri)

5-metyyli-THF

5-CH3-FH4

459,5 –CH3 –H  
5,10-Metenyylitetrahydrofoolihappo

5,10-metenyyli-THF

5,10-CH+-FH4

456,4 –CH+  
5,10-Metyleenitetrahydrofoolihappo

5,10-metyleeni-THF

5,10-CH2-FH4

457,5 –CH2  
5-Formyylitetrahydrofoolihappo

5-formyyli-THF

5-HCO-FH4

473,5 –CHO –H  
10-Formyylitetrahydrofoolihappo

10-formyyli-THF

10-HCO-FH4

473,5 –H –CHO  
5-Formiminotetrahydrofoolihappo

5-formimino-THF

5-HCNH-FH4

472,5 –CHNH –H  

Folaatit ovat foolihapon tapaan myös värillisiä niiden rengasrakenteiden fotoni-absorption vuoksi (katso kromofori). Absorbanssimaksimit ovat usein UV-säteilyn aallonpituusalueella 280–300 nm.[1]

Folaattien spektrofotometrisiä ominaisuuksia[26]
Aine Absorbanssi

-maksimi

(nm)

Molaarinen
absorptiokerroin

(mol−1 cm−1 dm3)

Fluoresenssi (nm)
Virittyminen Emissio
Foolihappo 282 27 000 363 450–460b
THF 297 27 000 305–310 360c
5-metyyli-THF 290 32 000
5,10-metenyyli-THF 352 25 000 370 470c
5,10-metyleeni-THF 294 32 000
5-formyyli-THF 287 31 500 314 365a
10-formyyli-THF 288 18 200 313 360a
5-formimino-THF 285 35 400 308 360a
a: neutraali pH, b: emäksinen pH, c: hapan pH

PolyglutamaatitMuokkaa

 
Foolihapon glutamaattien yleiskaava. n on glutamaattien lukumäärä, jotka ovat toisissaan isopeptidisidoksin.

Folaateissa on glutamiinihappo, joka on fysiologisessa pH-arvossa (pH ~7,4) oikeastaan glutamaatti-anionina. Glutamaatteja voi myös olla monia, jolloin ne ovat perättäin toisissaan sivuketjunsa γ-karboksyylihapoista amidisidoksin (isopeptidisidos). Luonnossa perättäisiä glutamaatteja on usein noin 7–8.[5] Bakteereista on tosin löydetty jopa 12 glutamaattia sisältäviä folaatteja.[1] Monen glutamaatin folaatteja sanotaan polyglutamaateiksi. Kun glutamaatteja on folaateissa 1, on niiden yleisnimi folyylimonoglutamaatit; jos niitä on 2, nimi on folyylidiglutamaatit jne. (katso numeerinen etuliite).[19]

ValmistusMuokkaa

Folaatteja tuotetaan teollisesti kemiallisella synteesillä ja lähinnä foolihapon muodossa. Mikrobien käymistä ei toistaiseksi (2019) käytetä. Osasyy tähän on synteesien halpuus ja folaattien maailmanlaajuisen kysynnän vähyys.[6]

Teollinen synteesi voidaan tehdä vaiheittain[21] tai vaikka yhdessä reaktioastiassa kondensaatioreaktiolla reagoimalla N-4-aminobentsoyyli-L-glutamiinihappoa (CAS-numero 4271-30-1), 2,4,5-triaminopyridimidin-4-olia (CAS 1004-75-7) ja 1,1,3-trikloroasetonia (CAS 921-03-9). Kaksi jälkimmäistä yhtyvät pteridiinirenkaaksi. Saatu foolihappo puhdistetaan monivaiheisesti. N-4-aminobentsoyyli-L-glutamiinihappoa saadaan vaikkapa reagoimalla 4-nitrobentsoyylikloridia (CAS 122-04-3) natriumglutamaatin kanssa N-4-nitrobentsoyyli-L-glutamiinihapoksi (CAS 6758-40-3). Tämän nitroryhmä pelkistetään katalyyttisesti amiiniksi.[2]

 
2,4,5-triaminopyridimidin-4-olin (vas. yllä), 1,1,3-trikloroasetonin (keskellä) ja N-4-aminobentsoyyli-L-glutamiinihapon (oik. yllä) kondensaatio foolihapoksi (alla, kuvassa laktiimi-tautomeeri).

Toiminta elimistössäMuokkaa

Folaatit sitovat eliöissä hiilen sisältävän atomiryhmän joltain aineelta ja siirtävät sen toiselle aineelle. Ryhmiä voivat olla muun muassa metyyli (–CH3), metyleeni (–CH2–), metenyyli (–CH=), formyyli (–CH=O) ja formimino (–CH=NH). Siirtymät tapahtuvat tietyillä entsyymeillä, joiden koentsyymeitä folaatit ovat. Folaatit eivät kuitenkaan siirrä esimerkiksi CO2-ryhmiä – biotiini- ja tiamiinipyrofosfaattiriippuvaiset entsyymit suorittavat usein näitä reaktioita.[5]

Esimerkkejä folaattientsyymeistä[9]
Osallinen

folaatti

Entsyymi EC-numero Rooli
5,10-metyleeni-THF Seriinihydroksimetyylitransferaasi

SHMT

2.1.2.1 THF ottaa hiilen formyylinä (–CH=O) L-seriiniltä, josta muodostuu glysiini.
Tymidylaattisyntaasi 2.1.1.45 Metyloi deoksiuridiinimonofosfaatin (dUMP) tymidiinimonofosfaatiksi (dTMP) valmistaen siten tymidiiniä mm. DNA:han.
10-formyyli-THF Fosforibosyyliglysinamidiformyylitransferaasi

GART

2.1.2.2 Luovuttaa formiaatin (HCOO) puriinisynteesissä.
Fosforibosyyliaminoimidatsolikarboksiamidiformyylitransferaasi

AICAR-transformylaasi

2.1.2.3 Luovuttaa formiaatin puriinisynteesissä.
Formyylitetrahydrofolaattidehydrogenaasi 1.5.1.6 Hapettaa formiaatin CO2:ksi osana histidiiniä hajottavaa reaktioreittiä.
5-metyyli-THF Metioniinisyntaasi 2.1.1.13 Metyloi homokysteiinistä metioniinia.
Glysiini-N-metyylitransferaasi 2.1.1.20 Siirtää metyylin S-adenosyylimetioniinilta glysiinille homokysteiinin tuotossa.
5-formimino-THF Glutamaattiformimidoyylitransferaasi 2.1.2.5 THF ottaa formiminoryhmän (–CH=NH) histidiiniä L-glutamaatiksi hajottavalla reaktioreitillä.[27]

Folaatit ovat osa S-adenosyylimetioniinin (SAM) tuottoa olemalla osa metioniinisyntaasia. SAM toimii koentsyyminä yli 100:n eri entsyymin metylaatioreaktiossa. SAM muodostuu metioniinista folaattiriippumattomalla metioniiniadenosyylitransferaasilla (EC 2.5.1.6), joskin metioniinia saadaan myös kehon ja ravinnon proteiineista folaattipuutoksessa.[5]

Muu biokemiaMuokkaa

ImeytyminenMuokkaa

Ruuissa yleiset folaattien polyglutamaatit hydrolysoituvat ihmisillä ohutsuolessa folaatti-γ-glutamyylihydrolaasilla (EC-numero 3.4.19.9) mono- ja diglutamaateiksi.[5]

Ihmisillä monoglutamaatit imeytyvät suolesta pääosin PCFT-kalvoproteiinien (eng. proton-coupled folate transporter) kautta, joiden geeni on SLC46A1. PCFT:t toimivat happamassa. Ohutsuolen sisäpinnalla Na+/H+-antiportterit pumppaavat H+-ioneita suolen puolelle happamoiden sen sisäpinnan alueen pH-arvoon 5,8–6. PCFT:n synnynnäiset mutaatiot voivat aiheuttaa perinnöllistä folaattien imeytymishäiriötä. Tällöin imeytyminen tapahtuu riittämättömissä määrin RFC-kalvoproteiinien (eng. reduced folate carrier) kautta, joiden geeni on SLC19A1. RFC:t eivät toimi hyvin happamassa, mutta niiden affineetti on folaateille heikkoa myös niiden pH-optimissa 7,4. Suolisoluista folaatit päätyvät porttilaskimon kautta maksaan ja muualle kehoon.[28]

Ihmisillä monoglutamaatteihin kuuluvan foolihapon, 5-metyyli-THF:n ja 5-formyyli-THF:n hyötyosuus nieltynä tyhjällä vatsalla on noin 100%. Ruuan luontaisista folaattien polyglutamaateista keskimäärin vain noin 50% imeytyy monien tekijöiden vuoksi. Taas yksittäisten ruokien imeytyvyys on 10–90% monien syiden vuoksi. Ero mono- ja polyglutamaattien välillä johtuu siitä, että ihmisillä niiden tulee hajota ennen imeytymistä suolistosta mono- tai diglutamaateiksi folaatti-γ-glutamyylihydrolaasilla (EC 3.4.19.9). Imeytyminen on keskimäärin huonompaa kasvi- kuin eläinperäisistä ruuista – syynä ovat muun muassa kasveissa yleiset hydrolaasia salpaavat aineet.[9] Esimerkiksi appelsiinimehun hydrolaasin estäjät voivat estää ihmisillä jopa 73% mehun folaateista imeytymästä, mutta muuten esto on kasviperäisissä ruuissa noin 30%. Kananmunissa esto on noin 5%.[29]

KuljetusMuokkaa

Ihmisillä folaatit kulkevat veressä pääosin 5-metyyli-THF:n muodossa, jonka pitoisuudet muuntuvat folaattisaannista riippuen. Veressä on myös 10-formyyli-THF:ää noin 80 ng/l. Tämä pitoisuus ei normaalisti muutu. Veriplasman kokonaisfolaattipitoisuus on noin 10–30 nanomoolia (nM). Tätä on kertynyt punasoluihin, joiden pitoisuudet ovat 50–100 nM. Nämä siirtyvät punasoluihin niiden kypsymisen eli erytropoieesin aikana. Kypsät punasolut taas eivät ota folaatteja sisäänsä. Loput veren folaateista valtaosa on vapaana, mutta osa on kiinni proteiineissa. Sitoutuminen esimerkiksi albumiiniin on löyhää. Tiukkaa sitoutumista ilmenee tiettyihin folaattispesifisiin proteiineihin.[9]

VarastoituminenMuokkaa

Ihmiskehon folaateista yli 99% on polyglutamaatteja.[10] Terveen kehossa noin 5–10 mg folaatteja. Nämä riittävät 6–8 viikkoa folaattisaannin loputtua, jonka jälkeen alkaa ilmetä puutosoireita. Näistä noin puolet on maksassa 5-metyyli-THF:n ja 10-formyyli-THF:n 4–7 glutamaatin polyglutamaatteina. Nopeasti jakautuvissa kudoksissa 10-formyyli-THF:n pitoisuudet ovat suurempia suhteessa 5-metyyli-THF:ään. Näitä kudoksia ovat esimerkiksi suoliston limakalvot, karsinoomat ja vaurioitunut maksa. Hitaasti jakautuvissa kudoksissa, kuten aivoissa ja terveessä maksassa, 5-metyyli-THF:n pitoisuudet ovat suurempia.[9]

Hajotus ja erittyminenMuokkaa

Ihmisillä veriproteiineihin sitoutumattomat folaatit erittyvät helposti ulos kehosta virtsassa. Normaaliannoksin syödyistä folaateista kuitenkin vain 1–2% päätyy virtsaan sellaisenaan. Virtsassa erittyy folaatteja lähinnä niiden hajoamistuotteina.[30] Folaatit hajoavat pteridiiniksi ja p-aminobentsoyylipolyglutamaateiksi ei-entsymaattisen hapettumisen kautta ohutsuolessa ja muissa kudoksissa. p-aminobentsoyylipolyglutamaateista irtoaa glutamaatteja entsymaattisesti. Tuotteet asetyloituvat p-asetaminobentsoyyliglutamaatiksi ja p-asetaminobentsoaatiksi (CAS-numero 556-08-1). Nämä erittyvät pois virtsassa ja sappinesteessä.[9] Osa sapen hajoamattomista folaateista imeytyy uudelleen. Loput päätyvät ulosteeseen.[5] Ulosteen folaatti- tai hajoamistuotepitoisuudet voivat olla suuria verrattuna virtsapitoisuuksiin, mutta niistä valtaosa on suolimikrobien valmistamia, eivätkä ravintoperäisiä.[9]

PelkistyminenMuokkaa

Dihydrofoolihappo (DHF) pelkistyy tetrahydrofoolihapoksi (THF) dihydrofolaattireduktaasilla (EC 1.5.1.3), jota ihmisillä on erityisesti maksassa, munuaisissa ja nopeasti jakautuvissa soluissa.[9] Reaktio on:[31][32]

5,6,7,8-THF + NADP+ ⇌ 7,8-DHF + NADPH + H+

Glutamaattiketjun kasvu ja lyhentyminenMuokkaa

Tetrahydrofolaattisyntaasi (EC 6.3.2.17) liittää glutamiinihappoja isopeptidisidoksin 5-metyyli-THF:ään muodostaen siitä polyglutamaatteja. Nämä eivät poistu soluista ennen ylimääräisten glutamiinihappojen poistoa. Syntaasi on elintärkeä ja sitä useimmissa soluissa pienin pitoisuuksin. Solut, joista se puuttuu, eivät pysty kerryttämään tarvitsemiaan folaatteja sisäänsä. Syntaasin synnynnäinen puutos on siten kuolettavaa.[9] Sen reaktio on:[33]

THF-Glun + L-glutamaatti + ATP ⇌ THF-Glu(n+1) + PO43- + ADP

Syntaasi tekee saman pidennysreaktion toistuvasti myös metotreksaatti-solusalpaajalle, jolloin se jää jumiin mm. syöpäsoluihin. Solujen sisäiset polyglutamaatit lyhentyvät lysosomeissa folaatti-γ-glutamyylihydrolaasien (EC 3.4.19.9) avulla.[9]

Historia ja nimetMuokkaa

1928 Lucy Wills (1888–1964) lähti Englannista Mumbaihin tutkimaan siellä havaittuja tapauksia raskauden aikaisesta makrosyyttisestä anemiasta ja niiden yhteyttä ruokavalioon. Anemiasta käytetään nykyään tarkempaa nimeä megaloblastinen anemia. 1930 Wills ja Maneck M. Mehta esittivät 4-osaisessa tutkimussarjassa havaintonsa siitä, että Marmite-hiivauuteruokinta esti huonoa ruokavaliota saaneilla rotilla makrosyyttistä anemiaa. He arvelivat puutoksen johtuvan A- tai C-vitamiinin tai jonkin tuntemattoman vitamiinin puutoksesta.[34][35][36] 1931 Wills havaitsi hiivauutteen syönnin parantavan makrosyyttisen anemian raskaana olevilla ihmisillä, mutta A- ja C-vitamiinilisistä ei ollut hyötyä.[37][36]

1938 L. Wills ja Barbara D. F. Evans havaitsivat maksauutepistosten tai hiivauutteen parantavan makrosyyttisen anemian rasvaripulia potevilla ihmisillä. Hyvin suodatinpuhdistettu maksauute ei parantanut anemiaa. Tämän ja muiden tutkijoiden tulosten perusteella Wills ja Evans esittivät maksassa ja hiivauutteissa olevan jokin pakollinen ja tuolloin tuntematon B-vitamiini.[38][36]

Nykyisin foolihapoksi ja folaateiksi kutsutuille aineille annettiin useita nimiä ennen niiden rakenteiden selviämistä. Esimerkiksi nimiä M-vitamiini, Bc-vitamiini, U-tekijä, S-tekijä ja R-tekijä ehdotettiin vastaavasti vuosina 1938, 1938, 1939, 1940 ja 1940 hypoteettisille aineille, joiden tiedetään nykyään olleen folaatteja tai niitä sisältäneitä seoksia.[39] M ja Bc tulivat vastaavasti englannin sanoista monkey ja chick, sillä aineet estivät makrosyyttistä anemiaa reesusapinoilla ja kananpojilla.[40][41] U tuli englannin sanasta uknown eli tuntematon, sillä ravintotekijä oli tuolloin hypoteettinen.[42] S- ja R-tekijät tulivat jakeiden nimistä.[43]

1941 Herschel K. Mitchell (1913–2000), Esmond E. Snell (1914–2003) ja Roger J. Williams (1893–1988) eristivät hyvin puhdasta foolihappoa neljästä tonnista pinaattia ja nimesivät aineen. Fooli- tulee latinan sanasta folium, lehti, sillä he esittivät ainetta olevan paljon muissakin pinaatin kaltaisissa lehtevissä vihanneksissa. He myös totesivat aineen olevan happo.[44]

1945 R. B. Angiers ja kollegat selvittivät foolihapon rakenteen ja syntetisoivat sen.[45][46]

1948 foolihapolle ehdotettiin nimeä folasiini.[47]

Katso myösMuokkaa

  • Foliinihappo, folaattimetaboliaa estävien solusalpaajien haittavaikutusten lievittäjä
  • Proguaniili, malariaparasiitin folaattimetabolian estäjä

LähteetMuokkaa

  • GF Combs et al: The vitamins: fundamental aspects in nutrition and health. 3. painos. Elsevier Academic Press, 2008. ISBN 9780121834937.

ViitteetMuokkaa

  1. a b c d e f g Combs, s. 57-59
  2. a b c d e Scientific Opinion on the safety and efficacy of folic acid as a feed additive for all animal species: Folic acid for all animal species. EFSA Journal, toukokuu 2012, 10. vsk, nro 5, s. 2674. doi:10.2903/j.efsa.2012.2674. Artikkelin verkkoversio.
  3. a b WM Haynes: ”3”, CRC handbook of chemistry and physics, s. 278. 95. painos. CRC Press, 2014. ISBN 9781482208689.
  4. a b c d e Folic acid Drugs.com. Viitattu 27.4.2019.
  5. a b c d e f g h i j k l m n o J Zempleni et al: Handbook of vitamins, s. 386-403. 4. painos. Taylor & Francis, 2007. ISBN 9780849340222.
  6. a b CG Acevedo-Rocha et al: Microbial cell factories for the sustainable manufacturing of B vitamins. Current Opinion in Biotechnology, 2019, 56. vsk, s. 18-29. doi:10.1016/j.copbio.2018.07.006. Artikkelin verkkoversio.
  7. M Rossi, A Amaretti, S Raimondi: Folate Production by Probiotic Bacteria. Nutrients, 18.1.2011, 3. vsk, nro 1, s. 118–134. PubMed:22254078. doi:10.3390/nu3010118. ISSN 2072-6643. Artikkelin verkkoversio.
  8. IHR Abbasi et al: Folate promotes S-adenosyl methionine reactions and the microbial methylation cycle and boosts ruminants production and reproduction. AMB Express, 23.4.2018, 8. vsk, nro 65. PubMed:29687201. doi:10.1186/s13568-018-0592-5. ISSN 2191-0855. Artikkelin verkkoversio.
  9. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x Combs, s. 355-379
  10. a b B Shane: Folate and Vitamin B12 Metabolism: Overview and Interaction with Riboflavin, Vitamin B 6, and Polymorphisms. Food and Nutrition Bulletin, kesäkuu 2008, 29. vsk, nro 2, s. S5–S16. doi:10.1177/15648265080292S103. ISSN 0379-5721. Artikkelin verkkoversio.
  11. a b c Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014, s. 49-51. 5. painos. Valtion ravitsemusneuvottelukunta, 2018. ISBN 9789524538015. Teoksen verkkoversio.
  12. Overview on Tolerable Upper Intake Levels as derived by the Scientific Committee on Food (SCF) and the EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA) (pdf) EFSA. 2018. Viitattu 3.5.2019.
  13. a b c R Pieroth et al: Folate and Its Impact on Cancer Risk. Current Nutrition Reports, 2018, 7. vsk, nro 3, s. 70–84. PubMed:30099693. doi:10.1007/s13668-018-0237-y. ISSN 2161-3311. Artikkelin verkkoversio.
  14. ESCO Report on Analysis of Risks and Benefits of Fortification of Food with Folic Acid. EFSA Supporting Publications, 2009, 6. vsk, nro 8. doi:10.2903/sp.efsa.2009.EN-3. ISSN 2397-8325. Artikkelin verkkoversio.
  15. RP Beliles: The influence of pregnancy on the acute toxicity of various compounds in mice. Toxicology and applied pharmacology, 1972, 23. vsk, nro 4, s. 537-540. PubMed:4674811. doi:10.1016/0041-008X(72)90094-4.
  16. S Hernández-Díaz et al: Folic acid antagonists during pregnancy and the risk of birth defects. The New England Journal of Medicine, 30.11.2000, 343. vsk, nro 22, s. 1608–1614. PubMed:11096168. doi:10.1056/NEJM200011303432204. ISSN 0028-4793. Artikkelin verkkoversio.
  17. AM Palmer et al: Folate rescues vitamin B12 depletion-induced inhibition of nuclear thymidylate biosynthesis and genome instability. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 16.5.2017, 114. vsk, nro 20, s. E4095–E4102. PubMed:28461497. doi:10.1073/pnas.1619582114. ISSN 0027-8424. Artikkelin verkkoversio.
  18. Y Li et al: Folic Acid Supplementation and the Risk of Cardiovascular Diseases: A Meta‐Analysis of Randomized Controlled Trials. Journal of the American Heart Association, 15.8.2016, 5. vsk, nro 8. PubMed:27528407. doi:10.1161/JAHA.116.003768. ISSN 2047-9980. Artikkelin verkkoversio.
  19. a b Combs, s. 528-560
  20. a b c d e ME Ensminger et al: ”Chapter 6 F”, The concise encyclopedia of foods & nutrition. CRC Press, 1995. ISBN 9780849344558.
  21. a b c M Eggersdorfer et al: ”Vitamins”, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, s. 139-146. American Cancer Society, 2000. ISBN 9783527306732. Teoksen verkkoversio.
  22. JA Blair, IT Johnson, AJ Matty: Aspects of intestinal folate transport in the rat.. The Journal of Physiology, maaliskuu 1976, 256. vsk, nro 1, s. 197–208. PubMed:933030. ISSN 0022-3751. Artikkelin verkkoversio.
  23. RL Kisliuk et al: Diastereoisomers of 5,10-methylene-5,6,7,8-tetrahydropteroyl-D-glutamic acid. Journal of Medicinal Chemistry, 1.11.1977, 20. vsk, nro 11, s. 1531–1533. doi:10.1021/jm00221a038. ISSN 0022-2623. Artikkelin verkkoversio.
  24. BM Rezk et al: Tetrahydrofolate and 5-methyltetrahydrofolate are folates with high antioxidant activity. Identification of the antioxidant pharmacophore. FEBS letters, 18.12.2003, 555. vsk, nro 3, s. 601–605. PubMed:14675781. doi:10.1016/S0014-5793(03)01358-9. ISSN 0014-5793. Artikkelin verkkoversio.
  25. M Soniat, CB Martin: Theoretical Study on the Relative Energies of Neutral Pterin Tautomers. Pteridines, 2008, 19. vsk, nro 1, s. 120-124. doi:10.1515/pteridines.2008.19.1.120. ISSN 2195-4720. Artikkelin verkkoversio.
  26. a b Combs, s. 40
  27. Histidine Catabolism qmul.ac.uk.
  28. M Visentin et al: The Intestinal Absorption of Folates. Annual review of physiology, 2014, 76. vsk, s. 251–274. PubMed:24512081. doi:10.1146/annurev-physiol-020911-153251. ISSN 0066-4278. Artikkelin verkkoversio.
  29. SD Bhandari, JF Gregory: Inhibition by selected food components of human and porcine intestinal pteroylpolyglutamate hydrolase activity. The American Journal of Clinical Nutrition, tammikuu 1990, 51. vsk, nro 1, s. 87–94. PubMed:2296933. doi:10.1093/ajcn/51.1.87. ISSN 0002-9165. Artikkelin verkkoversio.
  30. B Caballero et al: Encyclopedia of human nutrition, s. 266. 3. painos. Academic Press, 2013. ISBN 9780123848857. Teoksen verkkoversio.
  31. CM Czekster, A Vandemeulebroucke, JS Blanchard: Kinetic and Chemical Mechanism of the Dihydrofolate Reductase from Mycobacterium tuberculosis. Biochemistry, 25.1.2011, 50. vsk, nro 3, s. 367–375. PubMed:21138249. doi:10.1021/bi1016843. ISSN 0006-2960. Artikkelin verkkoversio.
  32. ENZYME entry 1.5.1.3 enzyme.expasy.org.
  33. ENZYME entry 6.3.2.17 enzyme.expasy.org.
  34. L Wills, MM Mehta: Studies in pernicious anaemia of pregnancy. part I. Preliminary report. Indian Journal of Medical Research, tammikuu 1930, 17. vsk, s. 777-792. Artikkelin verkkoversio.
  35. L Wills, MM Mehta: Studies in pernicious anaemia of pregnancy. part IV. The production of pernicious anaemia (bartonella anaemia) in intact albino rats by deficient feeding. Indian Journal of Medical Research, lokakuu 1930, 18. vsk, s. 663-683. Artikkelin verkkoversio.
  36. a b c AV Hoffbrand, DG Weir: The history of folic acid. British Journal of Haematology, kesäkuu 2001, 113. vsk, nro 3, s. 579–589. PubMed:11380441. doi:10.1046/j.1365-2141.2001.02822.x. ISSN 0007-1048. Artikkelin verkkoversio.
  37. L Wills: Treatment of "Pernicious Anaemia of Pregnancy" and "Tropical Anaemia". Br Med J, 20.6.1931, 1. vsk, nro 3676, s. 1059–1064. doi:10.1136/bmj.1.3676.1059. ISSN 0007-1447. Artikkelin verkkoversio.
  38. BDF Evans, L Wills: Tropical macrocytic anæmia: its relation to pernicious anæmia. Lancet, 20.8.1938, 232. vsk, nro 5999, s. 416–421. doi:10.1016/S0140-6736(00)41615-6. ISSN 0140-6736. Artikkelin verkkoversio.
  39. IH Rosenberg, HA Godwin: The digestion and absorption of dietary folate. Gastroenterology, maaliskuu 1971, 60. vsk, nro 3, s. 445–463. PubMed:4928811. doi:10.1016/S0016-5085(71)80126-9. ISSN 0016-5085. Artikkelin verkkoversio.
  40. PL Day, WC Langston, WJ Darby: Failure of Nicotinic Acid to Prevent Nutritional Cytopenia in the Monkey. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine, 1.6.1938, 38. vsk, nro 5, s. 860-863. doi:10.3181/00379727-38-10041. ISSN 0037-9727. Artikkelin verkkoversio.
  41. EM Parrott, AG Hogan: Anemia in Chicks Caused by a Vitamin Deficiency. Journal of Biological Chemistry, 1.2.1940, 132. vsk, nro 2, s. 507–517. ISSN 0021-9258. Artikkelin verkkoversio.
  42. PDV Manning, ELR Stokstad: Evidence of a New Growth Factor Required by Chicks. Journal of Biological Chemistry, 1.10.1938, 125. vsk, nro 2, s. 687–696. ISSN 0021-9258. Artikkelin verkkoversio.
  43. LC Norris, GF Heuser, AE Schumacher: The Complex Nature of the Alcohol Precipitate Factor Required by the Chick. Journal of Biological Chemistry, 1.8.1940, 135. vsk, nro 1, s. 313–320. ISSN 0021-9258. Artikkelin verkkoversio.
  44. HK Mitchell, EE Snell, RJ Williams: The concentration of "folic acid". Journal of the American Chemical Society, elokuu 1941, 63. vsk, nro 8, s. 2284–2284. doi:10.1021/ja01853a512. ISSN 0002-7863. Artikkelin verkkoversio.
  45. RB Angier et al: Synthesis of a compound identical with the L. casei factor isolated from liver. Science, 31.8.1945, 102. vsk, nro 2644, s. 227–228. PubMed:17778509. doi:10.1126/science.102.2644.227. ISSN 0036-8075. Artikkelin verkkoversio.
  46. RB Angier et al: The Structure and Synthesis of the Liver L. casei Factor. Science, 31.5.1946, 103. vsk, nro 2683, s. 667–669. PubMed:17759224. doi:10.1126/science.103.2683.667. ISSN 0036-8075. Artikkelin verkkoversio.
  47. Proceedings of the Twelfth Annual Meeting of the American Institute of Nutrition: Haddon Hall and Municipal Convention Hall, Atlantic City, New Jersey, March 14–19, 1948. The Journal of Nutrition, 1.6.1948, 35. vsk, nro 6, s. 733–741. doi:10.1093/jn/35.6.733. ISSN 0022-3166. Artikkelin verkkoversio.

Aiheesta muuallaMuokkaa