La cobalamine est une vitamine hydrosoluble impliquée dans le métabolisme.
La cobalamine est l'une des huit vitamines B.
La cobalamine est nécessaire aux animaux, qui l'utilisent comme cofacteur dans la synthèse de l'ADN et dans le métabolisme des acides gras et des acides aminés.
La cobalamine est importante dans le fonctionnement normal du système nerveux via son rôle dans la synthèse de la myéline, et dans le système circulatoire dans la maturation des globules rouges de la moelle osseuse.
Les plantes n'ont pas besoin de cobalamine et effectuent des réactions avec des enzymes qui n'en dépendent pas.
Numéro CAS : 68-19-9
Numéro CE : 200-680-0
Nom IUPAC : α-(5,6-Diméthylbenzimidazolyl)cobamidcyanure
Formule moléculaire : C63H88CoN14O14P
Autres noms : cobalamine, vitamine B12, cyanocobalamine, 68-19-9, AKOS040732488
La cobalamine est la plus chimiquement complexe de toutes les vitamines et, pour les humains, la seule vitamine qui doit provenir d'aliments ou de suppléments d'origine animale.
Seules certaines archées et bactéries peuvent synthétiser la cobalamine.
La carence en cobalamine est une maladie répandue, particulièrement répandue dans les populations ayant une faible consommation d'aliments d'origine animale.
Cela peut être dû à diverses raisons, telles qu'un faible statut socio-économique, des considérations éthiques ou des choix de mode de vie tels que le véganisme.
Les aliments contenant de la cobalamine comprennent la viande, les palourdes, le foie, le poisson, la volaille, les œufs et les produits laitiers.
De nombreuses céréales pour petit-déjeuner sont enrichies de vitamine.
Des suppléments et des médicaments sont disponibles pour traiter et prévenir la carence en cobalamine.
Ils sont généralement pris par voie orale, mais pour le traitement d'une carence, ils peuvent également être administrés par injection intramusculaire.
Les carences en cobalamine ont un effet plus important sur les femmes enceintes, les jeunes enfants et les personnes âgées, et sont plus fréquentes dans les pays moyennement et faiblement développés en raison de la malnutrition.
La cause la plus fréquente de carence en cobalamine dans les pays développés est une altération de l'absorption due à une perte de facteur intrinsèque gastrique (FI) qui doit être lié à une source alimentaire de cobalamine pour que l'absorption se produise.
Une deuxième cause majeure est le déclin de la production d’acide gastrique (achlorhydrie) lié à l’âge, car l’exposition à l’acide libère les vitamines liées aux protéines.
Pour la même raison, les personnes qui suivent un traitement antiacide à long terme, utilisant des inhibiteurs de la pompe à protons, des anti-H2 ou d'autres antiacides, courent un risque accru.
Le régime alimentaire des végétariens et des végétaliens peut ne pas fournir suffisamment de cobalamine à moins qu'un complément alimentaire ne soit pris.
Une carence peut être caractérisée par une neuropathie des membres ou un trouble sanguin appelé anémie pernicieuse, un type d'anémie dans lequel les globules rouges deviennent anormalement gros.
Cela peut entraîner de la fatigue, une diminution de la capacité de réflexion, des étourdissements, un essoufflement, des infections fréquentes, un manque d'appétit, un engourdissement des mains et des pieds, une dépression, une perte de mémoire, une confusion, des difficultés à marcher, une vision floue, des lésions nerveuses irréversibles et bien d'autres. .
Si elle n’est pas traitée chez les nourrissons, une carence peut entraîner des lésions neurologiques et une anémie.
Les niveaux de folate chez l'individu peuvent affecter l'évolution des changements pathologiques et la symptomatologie d'une carence en cobalamine.
La carence en cobalamine chez les femmes enceintes est fortement associée à un risque accru d'avortement spontané, de malformations congénitales telles que des anomalies du tube neural et de problèmes de croissance du cerveau chez l'enfant à naître.
La cobalamine a été découverte à la suite d'une anémie pernicieuse, une maladie auto-immune dans laquelle le sang contient un nombre de globules rouges inférieur à la normale, en raison d'une carence en cobalamine.
La capacité d’absorption de la vitamine diminue avec l’âge, surtout chez les personnes de plus de 60 ans.
Définition
La cobalamine est un complexe de coordination du cobalt, qui occupe le centre d'un ligand corrine et est en outre lié à un ligand benzimidazole et à un groupe adénosyle.
Un certain nombre d’espèces apparentées sont connues et celles-ci se comportent de manière similaire, en particulier toutes fonctionnent comme vitamines.
Cet ensemble de composés est parfois appelé « cobalamines ».
Ces composés chimiques ont une structure moléculaire similaire, chacun d'entre eux présentant une activité vitaminique dans un système biologique déficient en vitamines. Ils sont appelés vitamères.
L'activité de la vitamine est celle d'un coenzyme, ce qui signifie que sa présence est requise pour certaines réactions catalysées par des enzymes.
adénosylcobalamine
la cyanocobalamine, le ligand adénosyle de la cobalamine, est remplacé par le cyanure.
l'hydroxocobalamine, le ligand adénosyle de la cobalamine est remplacé par de l'hydroxyde.
la méthylcobalamine, le ligand adénosyle de la cobalamine, est remplacé par le méthyle.
La cyanocobalamine est une forme manufacturée de cobalamine. La fermentation bactérienne crée de l'AdoCobalamine et de la MeCobalamine, qui sont converties en cyanocobalamine par l'ajout de cyanure de potassium en présence de nitrite de sodium et de chaleur. Une fois consommée, la cyanocobalamine est convertie en AdoCobalamine et MeCobalamine biologiquement actives. Les deux formes bioactives de la vitamine B
12 sont la méthylcobalamine dans le cytosol et l’adénosylcobalamine dans les mitochondries.
La cyanocobalamine est la forme la plus couramment utilisée dans les compléments alimentaires et l'enrichissement des aliments, car le cyanure stabilise la molécule contre la dégradation. La méthylcobalamine est également proposée comme complément alimentaire.
Il n’y a aucun avantage à utiliser les formes d’adénosylcobalamine ou de méthylcobalamine pour le traitement de la carence en cobalamine.
L'hydroxocobalamine peut être injectée par voie intramusculaire pour traiter une carence en cobalamine.
Il peut également être injecté par voie intraveineuse dans le but de traiter une intoxication au cyanure, car le groupe hydroxyle est déplacé par le cyanure, créant ainsi une cyanocobalamine non toxique qui est excrétée dans l'urine.
« Pseudocobalamine » fait référence à des composés qui sont des corrinoïdes avec une structure similaire à la vitamine mais sans activité vitaminique.
La pseudocobalamine est le corrinoïde majoritaire dans la spiruline, un aliment santé à base d'algues parfois prétendu à tort comme ayant cette activité vitaminique.
Carence
Une carence en cobalamine peut potentiellement causer des dommages graves et irréversibles, notamment au cerveau et au système nerveux.
Une carence à des niveaux légèrement inférieurs à la normale peut provoquer une série de symptômes tels que fatigue, sensation de faiblesse, étourdissements, étourdissements, essoufflement, maux de tête, aphtes, maux d'estomac, diminution de l'appétit, difficultés à marcher (problèmes d'équilibre stupéfiants), faiblesse musculaire, dépression. , mauvaise mémoire, mauvais réflexes, confusion et peau pâle, sensations anormales, entre autres, surtout chez les personnes de plus de 60 ans.
Une carence en cobalamine peut également provoquer des symptômes de manie et de psychose.
Entre autres problèmes, un affaiblissement de l'immunité, une diminution de la fertilité et une interruption de la circulation sanguine chez les femmes peuvent survenir.
Le principal type d’anémie par carence en cobalamine est l’anémie pernicieuse, caractérisée par une triade de symptômes :
Anémie avec promégaloblastose médullaire (anémie mégaloblastique).
Cela est dû à l’inhibition de la synthèse de l’ADN (en particulier les purines et la thymidine).
Symptômes gastro-intestinaux : altération de la motilité intestinale, telle qu'une légère diarrhée ou constipation, et perte de contrôle de la vessie ou des intestins.
On pense que ceux-ci sont dus à une synthèse défectueuse de l’ADN qui inhibe la réplication dans les sites tissulaires présentant un renouvellement cellulaire élevé.
Cela peut également être dû à l’attaque auto-immune des cellules pariétales de l’estomac en cas d’anémie pernicieuse. Il existe une association avec l'ectasie vasculaire gastrique et antrale (que l'on peut appeler estomac de pastèque) et l'anémie pernicieuse.
Symptômes neurologiques : déficiences sensorielles ou motrices (absence de réflexes, diminution des vibrations ou sensation de toucher doux) et dégénérescence combinée subaiguë de la moelle épinière.
Les symptômes de carence chez les enfants comprennent un retard de développement, une régression, une irritabilité, des mouvements involontaires et une hypotonie.
La carence en cobalamine est le plus souvent causée par une malabsorption, mais peut également résulter d'un faible apport, d'une gastrite immunitaire, d'une faible présence de protéines de liaison ou de l'utilisation de certains médicaments.
Les végétaliens, c'est-à-dire les personnes qui choisissent de ne consommer aucun aliment d'origine animale, sont à risque car les aliments d'origine végétale ne contiennent pas de vitamine en quantité suffisante pour prévenir les carences en vitamines.
Les végétariens, c'est-à-dire les personnes qui consomment des sous-produits animaux tels que des produits laitiers et des œufs, mais pas la chair d'un animal, sont également à risque. Une carence en cobalamine a été observée chez 40 à 80 % de la population végétarienne qui ne prend pas également de supplément de cobalamine ou ne consomme pas d'aliments enrichis en vitamines.
À Hong Kong et en Inde, une carence en cobalamine a été constatée chez environ 80 % de la population végétalienne.
Comme pour les végétariens, les végétaliens peuvent éviter cela en consommant un complément alimentaire ou en mangeant des aliments enrichis en cobalamine tels que des céréales, des laits végétaux et de la levure nutritionnelle dans le cadre de leur alimentation.
Les personnes âgées courent un risque accru car elles ont tendance à produire moins d’acide gastrique à mesure qu’elles vieillissent, une condition connue sous le nom d’achlorhydrie, augmentant ainsi leur probabilité de carence en cobalamine en raison d’une absorption réduite.
Un surdosage ou une surutilisation de protoxyde d’azote convertit la forme monovalente active de cobalamine en forme bivalente inactive.
Grossesse, allaitement et petite enfance
L’apport alimentaire recommandé (AJR) aux États-Unis pour la grossesse est de 2,6 μg/j, pour l’allaitement de 2,8 μg/j. La détermination de ces valeurs était basée sur un AJR de 2,4 μg/j pour les femmes non enceintes, plus ce qui sera transféré au fœtus pendant la grossesse et ce qui sera délivré dans le lait maternel.
Cependant, en s'appuyant sur les mêmes preuves scientifiques, l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) fixe l'apport adéquat (AS) à 4,5 μg/j pour la grossesse et à 5,0 μg/j pour l'allaitement.
Un faible taux de cobalamine maternelle, défini comme une concentration sérique inférieure à 148 pmol/L, augmente le risque de fausse couche, d'accouchement prématuré et d'insuffisance pondérale à la naissance du nouveau-né.
Pendant la grossesse, le placenta concentre la cobalamine, de sorte que les nouveau-nés ont une concentration sérique plus élevée que celle de leur mère.
Comme c'est la teneur en vitamines récemment absorbées qui atteint plus efficacement le placenta, la vitamine consommée par la future maman est plus importante que celle contenue dans son tissu hépatique.
Les femmes qui consomment peu d’aliments d’origine animale, ou qui sont végétariennes ou végétaliennes, courent un risque plus élevé de carence en vitamines pendant la grossesse que celles qui consomment davantage de produits d’origine animale.
Cet épuisement peut entraîner une anémie, ainsi qu'un risque accru que les nourrissons allaités présentent une carence en vitamines.
La cobalamine ne fait pas partie des suppléments recommandés par l'Organisation mondiale de la santé pour les femmes enceintes en bonne santé. Cependant, la cobalamine est souvent suggérée pendant la grossesse dans une multivitamine avec de l'acide folique, en particulier pour les femmes enceintes qui suivent un régime végétarien ou végétalien.
De faibles concentrations de vitamines dans le lait maternel surviennent dans les familles à faible statut socio-économique ou à faible consommation de produits d'origine animale.
Seuls quelques pays, principalement en Afrique, ont des programmes obligatoires d’enrichissement des aliments pour la farine de blé ou la farine de maïs ; L'Inde a un programme volontaire de fortification.
Ce que consomme la mère qui allaite est plus important que le contenu de ses tissus hépatiques, car il s'agit de vitamines récemment absorbées qui atteignent plus efficacement le lait maternel.
Lait maternel La cobalamine diminue au fil des mois d'allaitement, tant chez les mères bien nourries que chez les mères déficientes en vitamines.
L’allaitement exclusif ou quasi-exclusif au-delà de six mois est un indicateur fort d’un faible statut vitaminique sérique chez les nourrissons allaités.
Cela est particulièrement vrai lorsque le statut vitaminique était médiocre pendant la grossesse et si les aliments introduits précocement chez le nourrisson encore allaité sont végétaliens.
Le risque de carence persiste si l’alimentation post-sevrage est pauvre en produits d’origine animale.
Les signes d’un faible taux de vitamines chez les nourrissons et les jeunes enfants peuvent inclure l’anémie, une mauvaise croissance physique et des retards de développement neurologique.
Les enfants diagnostiqués avec un faible taux de cobalamine sérique peuvent être traités par des injections intramusculaires, puis passer à un complément alimentaire oral.
Chirurgie de pontage gastrique
Diverses méthodes de pontage gastrique ou de chirurgie de restriction gastrique sont utilisées pour traiter l'obésité morbide. Le pontage gastrique Roux-en-Y (RYGB), mais pas le pontage gastrique en manchon ou l'anneau gastrique, augmente le risque de carence en cobalamine et nécessite un traitement postopératoire préventif avec une supplémentation injectée ou orale à forte dose.
Pour une supplémentation orale postopératoire, 1 000 μg/j peuvent être nécessaires pour prévenir une carence en vitamines.
Diagnostic
Selon une revue : « À l'heure actuelle, il n'existe aucun test de référence pour le diagnostic du déficit en cobalamine et, par conséquent, le diagnostic nécessite de prendre en compte à la fois l'état clinique du patient et les résultats des investigations ».
La carence en vitamines est généralement suspectée lorsqu'une formule sanguine complète de routine montre une anémie avec un volume corpusculaire moyen (VGM) élevé. De plus, sur le frottis sanguin périphérique, des macrocytes et des leucocytes polymorphonucléaires hypersegmentés peuvent être observés.
Le diagnostic est étayé par des taux sanguins de cobalamine inférieurs à 150-180 pmol/L (200-250 pg/mL) chez les adultes.
Cependant, les valeurs sériques peuvent être maintenues pendant que les réserves tissulaires de cobalamine s'épuisent. Par conséquent, les valeurs sériques de cobalamine supérieures au seuil de carence ne confirment pas nécessairement un statut adéquat en cobalamine.
Pour cette raison, une homocystéine sérique élevée supérieure à 15 micromoles/L et un acide méthylmalonique (MMA) supérieur à 0,271 micromoles/L sont considérés comme de meilleurs indicateurs d’une carence en cobalamine, plutôt que de se fier uniquement à la concentration de cobalamine dans le sang.
Cependant, un taux élevé de MMA n'est pas concluant, car il est observé chez les personnes présentant un déficit en cobalamine, mais également chez les personnes âgées souffrant d'insuffisance rénale et un taux élevé d'homocystéine n'est pas concluant, car il est également observé chez les personnes présentant un déficit en folate.
De plus, des taux élevés d’acide méthylmalonique peuvent également être liés à des troubles métaboliques tels que l’acidémie méthylmalonique.
Si des lésions du système nerveux sont présentes et que les analyses de sang ne sont pas concluantes, une ponction lombaire peut être effectuée pour mesurer les niveaux de cobalamine dans le liquide céphalo-rachidien.
Utilisations médicales
Traitement de la carence
Une carence sévère en cobalamine est initialement corrigée par des injections intramusculaires quotidiennes de 1 000 μg de vitamine, suivies d'un entretien via des injections mensuelles de la même quantité ou une administration orale quotidienne de 1 000 μg.
La dose quotidienne est bien supérieure aux besoins en vitamines car l'absorption normale médiée par la protéine transporteuse est absente, ne laissant qu'une absorption passive intestinale très inefficace.
Les effets secondaires de l’injection comprennent des éruptions cutanées, des démangeaisons, des frissons, de la fièvre, des bouffées de chaleur, des nausées et des étourdissements. Le traitement d'entretien oral évite ce problème et réduit considérablement le coût du traitement.
Empoisonnement au cyanure
En cas d'intoxication au cyanure, une grande quantité d'hydroxocobalamine peut être administrée par voie intraveineuse et parfois en association avec du thiosulfate de sodium.
Le mécanisme d'action est simple : le ligand hydroxyde de cobalamine est déplacé par l'ion cyanure toxique et la cyanocobalamine non toxique qui en résulte est excrétée dans l'urine.
Recommandations diététiques
Certaines recherches montrent que la plupart des habitants des États-Unis et du Royaume-Uni consomment suffisamment de cobalamine.
Cependant, d’autres recherches suggèrent que la proportion de personnes ayant des niveaux faibles ou marginaux de cobalamine atteint 40 % dans le monde occidental.
Les aliments à base de céréales peuvent être enrichis en y ajoutant de la vitamine.
Les suppléments de cobalamine sont disponibles sous forme de comprimés simples ou multivitaminés.
Les préparations pharmaceutiques de cobalamine peuvent être administrées par injection intramusculaire.
Puisqu'il existe peu de sources non animales de cette vitamine, il est conseillé aux végétaliens de consommer un complément alimentaire ou des aliments enrichis pour l'apport en cobalamine, sous peine de graves conséquences sur la santé.
Les enfants de certaines régions des pays en développement sont particulièrement exposés à des risques accrus en raison de leurs besoins accrus au cours de la croissance, associés à une alimentation pauvre en aliments d'origine animale.
L'Académie nationale de médecine des États-Unis a mis à jour les besoins moyens estimés (EAR) et les apports nutritionnels recommandés (ANR) pour la cobalamine en 1998.
Le BME pour la cobalamine pour les femmes et les hommes âgés de 14 ans et plus est de 2,0 μg/jour ; la RDA est de 2,4 μg/j. RDA est supérieur à EAR afin d'identifier les montants qui couvriront les personnes ayant des besoins supérieurs à la moyenne. L’AJR pour la grossesse est de 2,6 μg/jour.
L’AJR pour la lactation est de 2,8 μg/j. Pour les nourrissons jusqu’à 12 mois, l’apport adéquat (AS) est de 0,4 à 0,5 μg/jour.
(Les IA sont établis lorsqu’il n’y a pas suffisamment d’informations pour déterminer les EAR et les RDA.)
Pour les enfants âgés de 1 à 13 ans, l’AJR augmente avec l’âge de 0,9 à 1,8 μg/jour.
Étant donné que 10 à 30 pour cent des personnes âgées peuvent être incapables d'absorber efficacement la cobalamine naturellement présente dans les aliments, il est conseillé aux personnes âgées de plus de 50 ans d'atteindre leur AJR principalement en consommant des aliments enrichis en cobalamine ou un supplément contenant de la cobalamine.
En ce qui concerne la sécurité, des niveaux d’apports supérieurs tolérables (appelés UL) sont fixés pour les vitamines et les minéraux lorsque les preuves sont suffisantes.
Dans le cas de la cobalamine, il n’y a pas d’UL, car il n’existe aucune donnée humaine sur les effets indésirables liés à des doses élevées.
Collectivement, les BME, les RDA, les AI et les UL sont appelés apports alimentaires de référence (ANREF).
L'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) fait référence à l'ensemble collectif d'informations sous le nom de « valeurs alimentaires de référence », avec un apport de référence pour la population (PRI) au lieu de RDA et un besoin moyen au lieu de BME.
L'IA et l'UL sont définis par l'EFSA de la même manière qu'aux États-Unis.
Pour les femmes et les hommes de plus de 18 ans, l’apport adéquat (AS) est fixé à 4,0 μg/jour.
L'IA pour la grossesse est de 4,5 μg/jour, pour l'allaitement de 5,0 μg/jour.
Pour les enfants âgés de 1 à 14 ans, les IA augmentent avec l’âge de 1,5 à 3,5 μg/jour. Ces IA sont supérieures aux RDA américaines.
L'EFSA a également examiné la question de sécurité et est parvenue à la même conclusion qu'aux États-Unis : il n'y avait pas suffisamment de preuves pour fixer une UL pour la cobalamine.
L'Institut national japonais de la santé et de la nutrition a fixé l'AJR pour les personnes âgées de 12 ans et plus à 2,4 μg/jour.
L’Organisation mondiale de la santé utilise également 2,4 μg/jour comme apport nutritionnel recommandé pour cette vitamine par les adultes.
Aux fins de l'étiquetage des aliments et des compléments alimentaires aux États-Unis, la quantité contenue dans une portion est exprimée en « pourcentage de la valeur quotidienne » (% DV).
Aux fins de l'étiquetage de la cobalamine, 100 % de la valeur quotidienne était de 6,0 μg, mais le 27 mai 2016, elle a été révisée à la baisse à 2,4 μg.
La conformité aux réglementations mises à jour en matière d'étiquetage était requise d'ici le 1er janvier 2020 pour les fabricants dont les ventes annuelles de produits alimentaires s'élevaient à 10 millions de dollars ou plus, et d'ici le 1er janvier 2021 pour les fabricants dont les ventes de produits alimentaires étaient inférieures.
Un tableau des anciennes et nouvelles valeurs quotidiennes pour adultes est fourni sous Apport journalier de référence.
Masse molaire : 1355,388 g·mol−1
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 9
Nombre d’accepteurs de liaison hydrogène : 21
Nombre de liaisons rotatives : 26
Masse exacte : 1354,567399 g/mol
Masse monoisotopique : 1354,567399 g/mol
Surface polaire topologique : 476Ų
Nombre d'atomes lourds : 93
Complexité : 3220
Nombre de stéréocentres atomiques définis : 13
Nombre de stéréocentres atomiques non définis : 1
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 3
Nombre d'unités liées de manière covalente : 3
Le composé est canonisé : oui
Sources
Bactéries et archées
La cobalamine est produite dans la nature par certaines bactéries et archées.
Il est synthétisé par certaines bactéries du microbiote intestinal des humains et d’autres animaux, mais on a longtemps pensé que les humains ne pouvaient pas l’absorber car il est produit dans le côlon, en aval de l’intestin grêle, où se produit l’absorption de la plupart des nutriments.
Les ruminants, comme les vaches et les moutons, sont des fermenteurs de l'intestin antérieur, ce qui signifie que les aliments végétaux subissent une fermentation microbienne dans le rumen avant de pénétrer dans le véritable estomac (caillette), et absorbent ainsi la cobalamine produite par les bactéries.
D'autres espèces de mammifères (exemples : lapins, pikas, castors, cobayes) consomment des plantes riches en fibres qui transitent par le tractus gastro-intestinal et subissent une fermentation bactérienne dans le caecum et le gros intestin.
Dans cette fermentation de l'intestin postérieur, les matières du caecum sont expulsées sous forme de « cécotropes » et sont réingérées, une pratique appelée cécotrophie.
La réingestion permet l'absorption des nutriments rendus disponibles par la fermentation bactérienne, ainsi que des vitamines et autres nutriments synthétisés par les bactéries intestinales, dont la cobalamine.
Les herbivores non ruminants et autres que l'intestin postérieur peuvent avoir un estomac antérieur et/ou un intestin grêle hypertrophié pour fournir un endroit pour la fermentation bactérienne et la production de vitamines B, y compris la cobalamine.
Pour que les bactéries intestinales produisent de la cobalamine, l’animal doit consommer des quantités suffisantes de cobalt.
Un sol déficient en cobalt peut entraîner une carence en cobalamine, et des injections de cobalamine ou une supplémentation en cobalt peuvent être nécessaires pour le bétail.
Aliments d'origine animale
Les animaux stockent la cobalamine issue de leur alimentation dans leur foie et leurs muscles et certains la transmettent dans leurs œufs et leur lait. La viande, le foie, les œufs et le lait sont donc des sources de vitamines pour d'autres animaux, y compris les humains.
Pour les humains, la biodisponibilité des œufs est inférieure à 9 %, contre 40 à 60 % pour le poisson, la volaille et la viande.
Les insectes sont une source de cobalamine pour les animaux (y compris d'autres insectes et les humains).
Les sources alimentaires d'origine animale avec une concentration élevée de cobalamine comprennent le foie et d'autres abats d'agneau, de veau, de bœuf et de dinde ; également des crustacés et de la chair de crabe.
Plantes et algues
Il existe des preuves que la fermentation bactérienne des aliments végétaux et les relations symbiotiques entre les algues et les bactéries peuvent fournir de la cobalamine. Cependant, l'Académie de nutrition et de diététique considère les sources de plantes et d'algues comme « peu fiables », affirmant que les végétaliens devraient plutôt se tourner vers des aliments enrichis et des suppléments.
Les sources naturelles de cobalamine à base de plantes et d'algues comprennent des aliments végétaux fermentés tels que le tempeh et des aliments dérivés d'algues tels que le nori et le pain de laverbe.
La méthylcobalamine a été identifiée dans Chlorella vulgaris.
Étant donné que seules les bactéries et certaines archées possèdent les gènes et les enzymes nécessaires à la synthèse de la cobalamine, les sources de plantes et d'algues obtiennent toutes la vitamine secondairement par symbiose avec diverses espèces de bactéries ou, dans le cas d'aliments végétaux fermentés, par fermentation bactérienne.
Aliments fortifiés
Les aliments pour lesquels des versions enrichies en cobalamine sont disponibles comprennent les céréales pour petit-déjeuner, les substituts du lait d'origine végétale tels que le lait de soja et le lait d'avoine, les barres énergétiques et la levure nutritionnelle.
L’ingrédient fortifiant est la cyanocobalamine. La fermentation microbienne produit de l'adénosylcobalamine, qui est ensuite convertie en cyanocobalamine par addition de cyanure ou de thiocyanate de potassium en présence de nitrite de sodium et de chaleur.
En 2019, dix-neuf pays exigent l'enrichissement alimentaire de la farine de blé, de la farine de maïs ou du riz avec de la cobalamine.
La plupart d’entre eux se trouvent en Afrique du Sud-Est ou en Amérique centrale.
Les organisations de défense des végétaliens, entre autres, recommandent à chaque végétalien de consommer de la cobalamine à partir d'aliments enrichis ou de suppléments.
Suppléments
La cobalamine est incluse dans les pilules multivitaminées ; dans certains pays, les aliments à base de céréales comme le pain et les pâtes sont enrichis en cobalamine.
Aux États-Unis, des produits sans ordonnance peuvent être achetés contenant jusqu'à 5 000 µg chacun, et c'est un ingrédient courant dans les boissons énergisantes et les shots énergisants, généralement plusieurs fois l'apport alimentaire recommandé en cobalamine.
La vitamine peut également être fournie sur ordonnance et administrée par injection ou par d’autres moyens.
La méthylcobalamine sublinguale, qui ne contient pas de cyanure, est disponible en comprimés de 5 mg.
Le devenir métabolique et la distribution biologique de la méthylcobalamine devraient être similaires à ceux d’autres sources de cobalamine présentes dans l’alimentation.
La quantité de cyanure présente dans la cyanocobalamine n'est généralement pas préoccupante, même à la dose de 1 000 µg, puisque la quantité de cyanure présente (20 µg dans un comprimé de 1 000 µg de cyanocobalamine) est inférieure à la consommation quotidienne de cyanure provenant des aliments, et donc la cyanocobalamine est pas considéré comme un risque pour la santé.
Injection intramusculaire ou intraveineuse
L'injection d'hydroxycobalamine est souvent utilisée si l'absorption digestive est altérée, mais cette ligne de conduite peut ne pas être nécessaire avec des suppléments oraux à forte dose (tels que 0,5 à 1,0 mg ou plus), car avec de grandes quantités de vitamine prises par voie orale, même le 1 % à 5 % de cobalamine cristalline libre absorbée dans tout l’intestin par diffusion passive peut suffire à fournir la quantité nécessaire.
Une personne atteinte d'une maladie à cobalamine C (qui entraîne une acidurie méthylmalonique et une homocystinurie combinées) peut nécessiter un traitement par hydroxocobalamine intraveineuse ou intramusculaire ou par cobalamine transdermique, car la cyanocobalamine orale est inadéquate dans le traitement de la maladie à cobalamine C.
Nanotechnologies utilisées dans la supplémentation en cobalamine
L'administration conventionnelle ne garantit pas une distribution spécifique et une libération contrôlée de la cobalamine.
De plus, les protocoles thérapeutiques impliquant l'injection nécessitent du personnel soignant et le déplacement des patients vers l'hôpital augmentant ainsi le coût du traitement et nuisant au mode de vie des patients.
L’administration ciblée de cobalamine est un objectif majeur des prescriptions modernes.
Par exemple, transmettre la vitamine à la moelle osseuse et aux cellules nerveuses aiderait à la récupération de la myéline.
Actuellement, plusieurs stratégies de nanoporteurs sont en cours de développement pour améliorer l'administration de cobalamine dans le but de simplifier l'administration, de réduire les coûts, d'améliorer la pharmacocinétique et d'améliorer la qualité de vie des patients.
Pseudovitamine-Cobalamine
La pseudovitamine-cobalamine fait référence à des analogues de type cobalamine qui sont biologiquement inactifs chez l'homme.
La plupart des cyanobactéries, y compris la spiruline, et certaines algues, telles que Porphyra tenera (utilisées pour fabriquer un aliment à base d'algues séchées appelé nori au Japon), contiennent principalement de la pseudovitamine cobalamine au lieu de cobalamine biologiquement active.
Ces composés pseudo-vitaminiques peuvent être trouvés dans certains types de crustacés, dans des insectes comestibles et parfois sous forme de produits de dégradation métabolique de la cyanocobalamine ajoutée aux compléments alimentaires et aux aliments enrichis.
La pseudovitamine-cobalamine peut apparaître comme cobalamine biologiquement active lors d'un test microbiologique avec Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis est utilisé, car les bactéries peuvent utiliser la pseudovitamine même si elle n'est pas disponible pour les humains.
Pour obtenir une lecture fiable du contenu de Cobalamine, des techniques plus avancées sont disponibles.
Une de ces techniques implique une pré-séparation par gel de silice, puis une évaluation avec des bactéries E. coli dépendantes de la cobalamine.
Un concept connexe est celui des anticobalamines, des composés (souvent des analogues synthétiques de la cobalamine) qui non seulement n'ont aucune action vitaminique, mais qui interfèrent également activement avec l'activité de la véritable cobalamine.
La conception de ces composés implique principalement le remplacement de l’ion métallique par du rhodium, du nickel ou du zinc ; ou la fixation d'un ligand inactif tel que le 4-éthylphényle.
Ces composés ont le potentiel d’être utilisés pour analyser les voies d’utilisation de la cobalamine ou même pour attaquer les agents pathogènes dépendants de la cobalamine.
Interactions médicamenteuses
Antagonistes des récepteurs H2 et inhibiteurs de la pompe à protons
L'acide gastrique est nécessaire pour libérer la cobalamine des protéines et l'absorber.
La sécrétion réduite d'acide gastrique et de pepsine, due à l'utilisation de médicaments anti-H2 ou d'inhibiteurs de la pompe à protons (IPP), peut réduire l'absorption de la cobalamine liée aux protéines (alimentaire), mais pas de la cobalamine supplémentaire.
Les exemples d'antagonistes des récepteurs H2 comprennent la cimétidine, la famotidine, la nizatidine et la ranitidine.
Les exemples d'IPP comprennent l'oméprazole, le lansoprazole, le rabéprazole, le pantoprazole et l'ésoméprazole.
Une carence en cobalamine cliniquement significative et une anémie mégaloblastique sont peu probables, à moins que ces traitements médicamenteux ne soient prolongés pendant deux ans ou plus, ou si en outre l'apport alimentaire de la personne est inférieur aux niveaux recommandés.
Une carence symptomatique en vitamines est plus probable si la personne est rendue achlorhydrique (absence totale de sécrétion d'acide gastrique), ce qui se produit plus fréquemment avec les inhibiteurs de la pompe à protons qu'avec les anti-H2.*
Metformine
Des taux sériques réduits de cobalamine surviennent chez jusqu'à 30 % des personnes prenant de la metformine antidiabétique à long terme.
La carence ne se développe pas si l'apport alimentaire en cobalamine est adéquat ou si une supplémentation prophylactique en cobalamine est administrée.
Si une carence est détectée, la metformine peut être poursuivie pendant que la carence est corrigée avec des suppléments de cobalamine.
Autres médicaments
Certains médicaments peuvent diminuer l'absorption de la cobalamine consommée par voie orale, notamment la colchicine, les produits potassiques à libération prolongée et les antibiotiques tels que la gentamicine, la néomycine et la tobramycine.
Les médicaments antiépileptiques, le phénobarbital, la prégabaline, la primidone et le topiramate, sont associés à une concentration sérique de vitamines inférieure à la normale. Cependant, les taux sériques étaient plus élevés chez les personnes ayant reçu du valproate.
De plus, certains médicaments peuvent interférer avec les tests de laboratoire pour la vitamine, comme l'amoxicilline, l'érythromycine, le méthotrexate et la pyriméthamine.
Chimie
La cobalamine est la vitamine la plus complexe chimiquement.
La structure de la cobalamine est basée sur un anneau corrin, similaire à l’anneau porphyrine trouvé dans l’hème.
L'ion métallique central est le cobalt. Isolé sous forme de solide stable à l'air et disponible dans le commerce, le cobalt contenu dans la cobalamine (cyanocobalamine et autres vitamines) est présent dans son état d'oxydation +3.
Biochimiquement, le centre du cobalt peut participer à des processus réducteurs à deux et à un électron pour accéder aux formes « réduites » (Cobalaminer, état d'oxydation +2) et « super-réduites » (Cobalamines, état d'oxydation +1).
La capacité de faire la navette entre les états d'oxydation +1, +2 et +3 est responsable de la chimie polyvalente de la cobalamine, lui permettant de servir de donneur de radical désoxyadénosyle (source d'alkyle radical) et d'équivalent de cation méthyle (alkyle électrophile). source).
Quatre des six sites de coordination sont fournis par le cycle corrin et un cinquième par un groupe diméthylbenzimidazole.
Le sixième site de coordination, le centre réactif, est variable, étant un groupe cyano (-CN), un groupe hydroxyle (-OH), un groupe méthyle (-CH3) ou un groupe 5′-désoxyadénosyle.
Historiquement, la liaison covalente carbone-cobalt est l’un des premiers exemples de liaisons carbone-métal découvertes en biologie.
Les hydrogénases et, par nécessité, les enzymes associées à l’utilisation du cobalt impliquent des liaisons métal-carbone.
Les animaux ont la capacité de convertir la cyanocobalamine et l'hydroxocobalamine en formes bioactives adénosylcobalamine et méthylcobalamine en remplaçant par voie enzymatique les groupes cyano ou hydroxyle.
Méthodes d'analyse de la cobalamine dans les aliments
Plusieurs méthodes ont été utilisées pour déterminer la teneur en cobalamine des aliments, notamment des analyses microbiologiques, des analyses par chimiluminescence, des procédés polarographiques, spectrophotométriques et de chromatographie liquide haute performance.
Le test microbiologique est la technique de test la plus couramment utilisée pour les aliments, utilisant certains micro-organismes nécessitant de la cobalamine, tels que Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis ATCC7830.
Cependant, ce n’est plus la méthode de référence en raison de la forte incertitude de mesure de la Cobalamine.
De plus, ce test nécessite une incubation pendant une nuit et peut donner de faux résultats si des analogues inactifs de la cobalamine sont présents dans les aliments.
Actuellement, le test de dilution des radio-isotopes (RIDA) avec de la cobalamine marquée et de l'IF de porc (porcs) a été utilisé pour déterminer la teneur en cobalamine des aliments.
Des rapports antérieurs suggèrent que la méthode RIDA est capable de détecter des concentrations plus élevées de cobalamine dans les aliments par rapport à la méthode d'analyse microbiologique.
Biochimie
Fonction coenzyme
La cobalamine fonctionne comme une coenzyme, ce qui signifie que sa présence est requise dans certaines réactions catalysées par des enzymes.
Voici la liste des trois classes d’enzymes qui nécessitent parfois la cobalamine pour fonctionner (chez les animaux).
Isomérases
Réarrangements dans lesquels un atome d'hydrogène est directement transféré entre deux atomes adjacents avec échange concomitant du deuxième substituant, X, qui peut être un atome de carbone avec des substituants, un atome d'oxygène d'un alcool ou une amine.
Ceux-ci utilisent la forme adoCobalamine (adénosylcobalamine) de la vitamine.
Méthyltransférases
Le groupe méthyle (–CH3) est transféré entre deux molécules. Ceux-ci utilisent la forme MeCobalamine (méthylcobalamine) de la vitamine.
Déshalogénases
Certaines espèces de bactéries anaérobies synthétisent des déshalogénases dépendantes de la cobalamine, qui ont des applications commerciales potentielles pour dégrader les polluants chlorés.
Les micro-organismes peuvent soit être capables de biosynthèse de corrinoïdes de novo, soit dépendre de la cobalamine exogène.
Chez l'homme, on connaît deux grandes familles d'enzymes coenzyme-dépendantes correspondant aux deux premiers types de réactions.
La méthylmalonyl coenzyme A mutase (MUT) est une enzyme isomérase qui utilise la forme AdoCobalamine et le type de réaction 1 pour convertir la L-méthylmalonyl-CoA en succinyl-CoA, une étape importante dans la dégradation catabolique de certains acides aminés en succinyl-CoA, qui ensuite entre dans la production d’énergie via le cycle de l’acide citrique.
Cette fonctionnalité est perdue en cas de déficit en cobalamine et peut être mesurée cliniquement par une augmentation de la concentration sérique d'acide méthylmalonique (MMA).
La fonction MUT est nécessaire à la bonne synthèse de la myéline.
Sur la base de recherches animales, on pense que l'augmentation du méthylmalonyl-CoA s'hydrolyse pour former du méthylmalonate (acide méthylmalonique), un acide dicarboxylique neurotoxique, provoquant une détérioration neurologique.
La méthionine synthase, codée par le gène MTR, est une enzyme méthyltransférase qui utilise la MeCobalamine et la réaction de type 2 pour transférer un groupe méthyle du 5-méthyltétrahydrofolate à l'homocystéine, générant ainsi du tétrahydrofolate (THF) et de la méthionine.
Cette fonctionnalité est perdue en cas de carence en cobalamine, ce qui entraîne une augmentation du taux d'homocystéine et le piégeage du folate sous forme de 5-méthyl-tétrahydrofolate, à partir duquel le THF (la forme active du folate) ne peut pas être récupéré.
Le THF joue un rôle important dans la synthèse de l'ADN, donc une disponibilité réduite du THF entraîne une production inefficace de cellules à renouvellement rapide, en particulier les globules rouges, ainsi que les cellules de la paroi intestinale qui sont responsables de l'absorption.
Le THF peut être régénéré via MTR ou peut être obtenu à partir de folate frais présent dans l’alimentation.
Ainsi, tous les effets de synthèse de l’ADN dus à une carence en cobalamine, y compris l’anémie mégaloblastique de l’anémie pernicieuse, disparaissent si suffisamment de folate alimentaire est présent.
Ainsi, la « fonction » la plus connue de la cobalamine (celle qui est impliquée dans la synthèse de l’ADN, la division cellulaire et l’anémie) est en réalité une fonction facultative médiée par la cobalamine : la conservation d’une forme active de folate qui est nécessaire à l’efficacité de l’ADN. production.
D'autres enzymes méthyltransférases nécessitant de la cobalamine sont également connues chez les bactéries, telles que Me-H4-MPT, coenzyme M méthyltransférase.
Physiologie
Absorption
La cobalamine alimentaire est absorbée par deux processus.
Le premier est un mécanisme intestinal spécifique à la cobalamine utilisant un facteur intrinsèque par lequel 1 à 2 microgrammes peuvent être absorbés toutes les quelques heures, par lequel la majeure partie de la consommation alimentaire de la vitamine est absorbée. Le second est un processus de diffusion passive.
La physiologie humaine de l’absorption active de la cobalamine provenant des aliments est complexe.
La cobalamine liée aux protéines doit être libérée des protéines par l'action des protéases digestives dans l'estomac et l'intestin grêle.
L'acide gastrique libère la vitamine des particules alimentaires ; par conséquent, les médicaments antiacides et bloquant les acides (en particulier les inhibiteurs de la pompe à protons) peuvent inhiber l'absorption de la cobalamine.
Une fois que la cobalamine a été libérée des protéines alimentaires par la pepsine présente dans l'estomac, la protéine R (également connue sous le nom d'haptocorrine et de transcobalamine-1), une protéine liant la cobalamine produite dans les glandes salivaires, se lie à la cobalamine.
Cela protège la vitamine de la dégradation dans l’environnement acide de l’estomac.
Le schéma de transfert de cobalamine vers une protéine de liaison spéciale sécrétée lors d’une étape digestive précédente est répété une fois de plus avant l’absorption.
La prochaine protéine de liaison à la cobalamine est le facteur intrinsèque (IF), une protéine synthétisée par les cellules pariétales gastriques qui est sécrétée en réponse à l'histamine, à la gastrine et à la pentagastrine, ainsi qu'à la présence d'aliments.
Dans le duodénum, les protéases digèrent les protéines R et libèrent la cobalamine liée, qui se lie ensuite à l'IF pour former un complexe (IF/Cobalamine).
La cobalamine doit être attachée à l'IF pour qu'elle soit absorbée efficacement, car les récepteurs des entérocytes de l'iléon terminal de l'intestin grêle ne reconnaissent que le complexe Cobalamine-IF ; de plus, le facteur intrinsèque protège la vitamine du catabolisme par les bactéries intestinales.
L'absorption des aliments par la cobalamine nécessite donc un estomac, un pancréas exocrine, un facteur intrinsèque et un intestin grêle intacts et fonctionnels.
Des problèmes avec l’un de ces organes rendent possible une carence en cobalamine.
Les personnes dépourvues de facteur intrinsèque ont une capacité réduite à absorber la cobalamine.
Dans l'anémie pernicieuse, il existe un manque d'IF dû à une gastrite atrophique auto-immune, dans laquelle des anticorps se forment contre les cellules pariétales.
Des anticorps peuvent alternativement se former contre l'IF et se lier à celui-ci, l'empêchant d'exercer sa fonction protectrice contre la cobalamine.
En raison de la complexité de l'absorption de la cobalamine, les patients gériatriques, dont beaucoup sont hypoacides en raison d'une fonction cellulaire pariétale réduite, présentent un risque accru de carence en cobalamine.
Cela se traduit par une excrétion de 80 à 100 % des doses orales dans les selles, contre 30 à 60 % de l'excrétion dans les selles, comme on l'observe chez les individus ayant une FI adéquate.
Une fois que le complexe IF/Cobalamine est reconnu par les récepteurs iléaux spécialisés, il est transporté dans la circulation porte.
La vitamine est ensuite transférée vers la transcobalamine II (TC-II/Cobalamine), qui sert de transporteur plasmatique.
Des défauts héréditaires dans la production des transcobalamines et de leurs récepteurs peuvent produire des déficits fonctionnels en cobalamine et une anémie mégaloblastique infantile, ainsi qu'une biochimie anormale liée à la cobalamine, même dans certains cas avec des taux sanguins normaux de cobalamine.
Pour que la vitamine puisse servir à l’intérieur des cellules, le complexe TC-II/Cobalamine doit se lier à un récepteur cellulaire et être endocytosé.
La transcobalamine II est dégradée au sein d'un lysosome, et la cobalamine libre est finalement libérée dans le cytoplasme, où elle peut être transformée en coenzyme propre, par certaines enzymes cellulaires (voir ci-dessus).
Les enquêtes sur l'absorption intestinale de la cobalamine montrent que la limite supérieure d'absorption par dose orale unique, dans des conditions normales, est d'environ 1,5 µg.
Le processus de diffusion passive de l'absorption de la cobalamine - normalement, une très petite partie de l'absorption totale de la vitamine provenant de la consommation alimentaire peut dépasser l'absorption médiée par la protéine R et l'IF lorsque les doses orales de cobalamine sont très importantes (un millier ou plus de µg par dose) comme cela se produit généralement dans le cadre d’une supplémentation orale en cobalamine avec une pilule dédiée.
Cela permet de traiter l'anémie pernicieuse et certains autres défauts d'absorption de la cobalamine avec des mégadoses orales de cobalamine, même sans aucune correction des défauts d'absorption sous-jacents.
Stockage et excrétion
La rapidité avec laquelle les niveaux de cobalamine changent dépend de l’équilibre entre la quantité de cobalamine obtenue à partir de l’alimentation, la quantité sécrétée et la quantité absorbée.
La quantité totale de cobalamine stockée dans l’organisme est d’environ 2 à 5 mg chez l’adulte.
Environ 50 % de cette quantité est stockée dans le foie.
Environ 0,1 % de cette quantité est perdue chaque jour par les sécrétions intestinales, car toutes ces sécrétions ne sont pas réabsorbées.
La bile est la principale forme d’excrétion de la cobalamine ; la majeure partie de la Cobalamine sécrétée dans la bile est recyclée via la circulation entérohépatique.
L'excès de cobalamine au-delà de la capacité de liaison du sang est généralement excrété dans l'urine.
Grâce à la circulation entérohépatique extrêmement efficace de la cobalamine, le foie peut stocker 3 à 5 ans de cobalamine ; par conséquent, la carence nutritionnelle de cette vitamine est rare chez l'adulte en l'absence de troubles de malabsorption.
En l’absence de réabsorption entérohépatique, seuls quelques mois à un an de cobalamine sont stockés.
Reprogrammation cellulaire
La cobalamine, grâce à son implication dans le métabolisme monocarboné, joue un rôle clé dans la reprogrammation cellulaire, la régénération tissulaire et la régulation épigénétique. La reprogrammation cellulaire est le processus par lequel les cellules somatiques peuvent être converties vers un état pluripotent.
Les niveaux de cobalamine affectent la modification de l'histone H3K36me3, qui supprime la transcription illégitime en dehors des promoteurs génétiques.
Il a été constaté que les souris subissant une reprogrammation in vivo étaient épuisées en cobalamine et présentaient des signes de manque de méthionine, tandis que la supplémentation des souris et des cellules en reprogrammation avec de la cobalamine augmentait l'efficacité de la reprogrammation, indiquant un effet intrinsèque aux cellules.
La synthèse
Biosynthèse
La cobalamine est dérivée d'une structure structurelle tétrapyrrolique créée par les enzymes désaminase et cosynthétase qui transforment l'acide aminolévulinique via le porphobilinogène et l'hydroxyméthylbilane en uroporphyrinogène III.
Ce dernier est le premier intermédiaire macrocyclique commun à l'hème, à la chlorophylle, au sirohème et à la cobalamine elle-même.
Les étapes ultérieures, en particulier l'incorporation des groupes méthyles supplémentaires de sa structure, ont été étudiées en utilisant la S-adénosylméthionine marquée au 13C méthyle.
Ce n’est qu’après l’utilisation d’une souche génétiquement modifiée de Pseudomonas denitrificans, dans laquelle huit des gènes impliqués dans la biosynthèse de la vitamine avaient été surexprimés, que la séquence complète de méthylation et d’autres étapes a pu être déterminée, établissant ainsi pleinement tous les intermédiaires. dans le chemin.
Les espèces des genres suivants et les espèces individuelles suivantes sont connues pour synthétiser la cobalamine : Propionibacterium shermanii, Pseudomonas denitrificans, Streptomyces griseus, Acetobacterium, Aerobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Azotobacter, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Flavobacterium, Lactobacillus, Micromonospora, Mycobacterium, Nocardia. , Proteus, Rhizobium, Salmonella, Serratia, Streptococcus et Xanthomonas.
Industriel
La production industrielle de cobalamine est réalisée par fermentation de micro-organismes sélectionnés.
Streptomyces griseus, une bactérie autrefois considérée comme un champignon, a été la source commerciale de cobalamine pendant de nombreuses années.
Les espèces Pseudomonas denitrificans et Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii sont plus couramment utilisés aujourd’hui.
Ceux-ci sont cultivés dans des conditions spéciales pour améliorer le rendement. Rhône-Poulenc a amélioré le rendement grâce au génie génétique P. denitrificans.
Propionibacterium, les autres bactéries couramment utilisées, ne produisent ni exotoxines ni endotoxines et sont généralement reconnues comme sûres (elles ont obtenu le statut GRAS) par la Food and Drug Administration des États-Unis.
La production mondiale totale de cobalamine en 2008 était de 35 000 kg (77 175 lb).
Laboratoire
La synthèse complète en laboratoire de la cobalamine a été réalisée par Robert Burns Woodward et Albert Eschenmoser en 1972.
Le travail a nécessité les efforts de 91 boursiers postdoctoraux (pour la plupart à Harvard) et de 12 doctorants (à l'ETH Zurich) issus de 19 pays.
La synthèse constitue une synthèse totale formelle, puisque les groupes de recherche n'ont préparé que l'acide cobyrique intermédiaire connu, dont la conversion chimique en cobalamine a été rapportée précédemment.
Cette synthèse de cobalamine n'a aucune conséquence pratique en raison de sa longueur, nécessitant 72 étapes chimiques et donnant un rendement chimique global bien inférieur à 0,01 %.
Bien qu'il y ait eu des efforts de synthèse sporadiques depuis 1972, la synthèse d'Eschenmoser-Woodward reste la seule synthèse totale (formelle) achevée.
Histoire
Descriptions des effets de carence
Entre 1849 et 1887, Thomas Addison a décrit un cas d'anémie pernicieuse, William Osler et William Gardner ont été les premiers à décrire un cas de neuropathie, Hayem a décrit dans cette affection de gros globules rouges dans le sang périphérique, qu'il a appelés « globules sanguins géants » (maintenant appelés macrocytes), Paul Ehrlich a identifié des mégaloblastes dans la moelle osseuse et Ludwig Lichtheim a décrit un cas de myélopathie.
Identification du foie comme aliment anti-anémique
Au cours des années 1920, George Whipple a découvert que l’ingestion de grandes quantités de foie cru semblait guérir le plus rapidement l’anémie due à la perte de sang chez les chiens et a émis l’hypothèse que manger du foie pourrait traiter l’anémie pernicieuse.
Edwin Cohn a préparé un extrait de foie 50 à 100 fois plus puissant pour traiter l'anémie pernicieuse que les produits naturels à base de foie.
William Castle a démontré que le suc gastrique contenait un « facteur intrinsèque » qui, combiné à l'ingestion de viande, entraînait l'absorption de la vitamine dans cette condition.
En 1934, George Whipple partagea le prix Nobel de physiologie ou médecine avec William P. Murphy et George Minot pour la découverte d'un traitement efficace contre l'anémie pernicieuse utilisant un concentré de foie, qui contenait plus tard une grande quantité de cobalamine.
Identification du composé actif
Alors qu'elle travaillait au Bureau de l'industrie laitière du ministère américain de l'Agriculture, Mary Shaw Shorb s'est vu confier des travaux sur la souche bactérienne Lactobacillus lactis Dorner (LLD), utilisée pour fabriquer du yaourt et d'autres produits laitiers de culture.
Le milieu de culture pour le LLD nécessitait un extrait de foie. Shorb savait que le même extrait de foie était utilisé pour traiter l'anémie pernicieuse (son beau-père était décédé de la maladie) et a conclu que la LLD pourrait être développée comme méthode de test pour identifier le composé actif.
Alors qu'elle était à l'Université du Maryland, elle a reçu une petite subvention de Merck et, en collaboration avec Karl Folkers de cette société, a développé le test LLD.
Cela a identifié le « facteur LLD » comme étant essentiel à la croissance de la bactérie.
Shorb, Folker et Alexander R. Todd, de l'Université de Cambridge, ont utilisé le test LLD pour extraire le facteur d'anémie anti-pernicieuse des extraits de foie, le purifier et le nommer Cobalamine.
En 1955, Todd a contribué à élucider la structure de la vitamine.
La structure chimique complète de la molécule a été déterminée par Dorothy Hodgkin sur la base de données cristallographiques et publiée en 1955 et 1956, pour laquelle, ainsi que d'autres analyses cristallographiques, elle a reçu le prix Nobel de chimie en 1964.
Hodgkin a ensuite déchiffré la structure de l'insuline.
George Whipple, George Minot et William Murphy ont reçu le prix Nobel en 1934 pour leurs travaux sur cette vitamine. Trois autres lauréats du prix Nobel, Alexander R. Todd (1957), Dorothy Hodgkin (1964) et Robert Burns Woodward (1965), ont apporté d'importantes contributions à son étude.
Production commerciale
La production industrielle de cobalamine est réalisée par fermentation de micro-organismes sélectionnés.
Comme indiqué ci-dessus, la synthèse en laboratoire entièrement synthétique de la cobalamine a été réalisée par Robert Burns Woodward et Albert Eschenmoser en 1972, bien que ce procédé n'ait aucun potentiel commercial, nécessitant plus de 70 étapes et ayant un rendement bien inférieur à 0,01 %.
La cobalamine est un composé de coordination contenant du cobalt généré par les microbes intestinaux et une vitamine naturelle hydrosoluble de la famille du complexe B qui doit se combiner avec le facteur intrinsèque pour être absorbée par l'intestin.
La cobalamine est nécessaire à l'hématopoïèse, au métabolisme neuronal, à la production d'ADN et d'ARN ainsi qu'au métabolisme des glucides, des graisses et des protéines.
La cobalamine améliore les fonctions du fer dans le cycle métabolique et aide l'acide folique à synthétiser la choline.
Le métabolisme de la cobalamine est interconnecté avec celui de l’acide folique.
Une carence en cobalamine provoque une anémie pernicieuse, une anémie mégaloblastique et des lésions neurologiques.
La cobalamine est un nutriment essentiel et une vitamine naturelle hydrosoluble de la famille des complexes B qui doit se combiner avec un facteur intrinsèque d'absorption par l'intestin.
La cobalamine est nécessaire à l'hématopoïèse, au métabolisme neuronal, à la production d'ADN et d'ARN ainsi qu'au métabolisme des glucides, des graisses et des protéines.
La cobalamine améliore les fonctions du fer dans le cycle métabolique et aide l'acide folique à synthétiser la choline.
Le métabolisme de la cobalamine est interconnecté avec celui de l’acide folique.
Une carence en cobalamine provoque une anémie pernicieuse, une anémie mégaloblastique et des lésions neurologiques.
La cobalamine est un composé de coordination contenant du cobalt, produit par des micro-organismes intestinaux et présent également dans le sol et l'eau.
Les plantes supérieures ne concentrent pas la cobalamine du sol et constituent donc une mauvaise source de substance par rapport aux tissus animaux.