Metabolizam

Apsorpcija

Manja količina vitamina B2 se u hrani nalazi u obliku slobodnog  riboflavina i flavin mononukleotida (eng. Flavine Mononucleotide, FMN), dok je veći dio prisutan u obliku flavin adenin dinukleotida (eng. Flavine Adenine Dinucleotide, FAD). U mlijeku i jajima se nalaze značajne količine slobodnog (nefosforiliranog) riboflavina vezanog za specifične proteine, dok su FAD i FMN obično nekovalentno vezani za enzime (proteine). Uz pomoć proteolize u želucu i crijevima, FAD i FMN se otpuštaju iz proteina i tada se hidroliziraju u riboflavin, pirofosfatazama i fosfatazama u crijevima. Slobodan riboflavin se apsorbira u tankom crijevu aktivnim transportom, koji je reguliran odnosom kalcija i kalmodulina i koji se može zasititi (15-20 mg). Dio se apsorbira i u debelom crijevu, mehanizmom sličnim onom u tankom crijevu, dok pri većim dozama, vitamin B2 se apsorbira pasivnom difuzijom. Apsorpcija vitamina B2 se pospješuje ako je uziman s hranom, točnije, oko 15 % ovog vitamina B2 se apsoprbira ako je uziman sam (dodaci prehrani), a oko 60 % ako se uzima s hranom. Žučne soli povećavaju apsorpciju riboflavina tako što pojačavaju njegovu topljivost i propusnost membrane crijeva.[1-10]

Transport

Dio vitamina B2 se nakon apsorpcije u enterocite fosforilira uz pomoć enzima, flavokinaze, i uz utrošak ATP-a, pri čemu nastaje FMN. Vitamin B2 može ući u krvnu plazmu u slobodnom obliku ili upravo u obliku FMN. Prenosi se krvlju vezan slabim vezama za albumin ili vezan čvrstim vezama za globuline do jetre, gdje se fosforilira u FAD i veže za specifične proteine, flavoproteine. Gotovo sav vitamin B2 u tkivima je vezan za enzime, a nevezani fosforiliran oblik vitamina je jako nestabilan i brzo se hidrolizira u slobodan riboflavin koji se izlučuje. Stoga je intracelularna fosforilacija način na koji se održava homeostaza vitamina B2.[1-10]

Stanični metabolizam

U našem oragnizmu riboflavin se primarno nalazi u obliku flavin mononukleotida (eng. Flavin Mononucleotide, FMN) i flavin adenin dinukleotida (eng. Flavin Adenine Dinucleotide, FAD). Koenzimi koji potječu od riboflavina se nazivaju flavokoenzimi, a enzimi kojima su potrebni ti koenzimi za djelovanje se nazivaju flavoproteini.

Vitamin B2 se pretvara u svoje koenzime u većini tkiva, no većinom u tankom crijevu, jetri, srcu i bubrezima. Ulaskom u stanice vitamin B2, odnosno riboflavin, se fosforilira u riboflavin fosfat, koji se još naziva i flavin mononukleotid (FMN). Reakcija pretvorbe je ireverzibilna i katalizirana flavokinazom uz utrošak adenozin trifosfata (eng. Adenosine Triphosphate, ATP) pri čemu nastaje FMN i adenozin difosfat (eng. Adenosine Diphosphate, ADP). FMN se tada spaja u komplekse sa specifičnim apoenzimima pri čemu nastaju mnogi flavoproteini. Međutim, većina se reverzibilno fosforilira u  FAD. Reakciju katalizira FAD-sintetaza uz utrošak ATP-a, pri čemu nastaje i anorganski fosfat (PPi, P2O74-). FAD je dominantan flavokoenzim u tkivima, a njegova proizvodnja je kontrolirana posebnim mehanizmom, inhibicijom povratnom spregom, dakle, FAD inhibira svoju daljnju proizvodnju. Sinteza FMN i FAD je pod utjecajem i kontrolom hormona koji povećavaju djelovanje flavokinaze (kortikotropin, aldosteron, hormoni štitnjače).[1-6,11]

Flavini (FMN i FAD) koji su vezani za proteine se ne razgrađuju, ali kada se ti proteini zasite s flavinima, nevezani oblici flavina se razgrađuju. FAD se tako pretvara natrag u FMN FAD-pirofosfatazom, pri čemu se oslobađa adenozin monofosfat (eng. Adenosine Monophosphate, AMP). Slijedi pretvorba FMN u slobodni (nefosforilirani) riboflavin FMN-fosfatazom, pri čemu nastaje i anorganski fosfat (Pi). Daljnja razgradnja riboflavina uključuje hidroksilaciju na mjestima 7α– i 8α– izoaloksazinskog prstena jetrenim mikrosomalnim procesima ovisnim o citokromu p450 uz mogućnost stvaranja riboflavin α-glikozida.[1-6,11]

Skladištenje

Jetra je glavno skladište ovog vitamina koje sadrži oko 1/3 ukupne količine flavina u tijelu,  od čega je 70 do 90 % u obliku flavin adenin dinukleotida, dok se slobodnog riboflavina skladišti manje od 5 %. Druga mjesta skladištenja su slezena, bubrezi i srčani mišić koja zadržavaju veće količine vitamina B2 čak i u stanju nedostatka istog.[1-6,11]

Izlučivanje

U bubrezima vitamin B2 se reapsorbira ili izlučuje. Nevezani flavini su relativno labilni i brzo se hidroliziraju u riboflavin, koji difundira iz stanica i izlučuje se. Oko 40 % ukupnog riboflavina u ljudi nije vezano za proteine, prema tome potrebna je reapsorpcija u bubrezima da bi se spriječio gubitak vitamina urinom. Intracelularna fosforilacija riboflavina je stoga važna u smislu zadržavanja riboflavina u organizmu i održavanju njegove homeostaze. Riboflavin i njegovi metaboliti se izlučuju primarno urinom, dok se vrlo male količine izlučuju fecesom. Vitamin B2 se većim dijelom izlučuje u nemetaboliziranom, izvornom obliku (60 % do 70 %). Metaboliti prisutni u većim koncentracijama u urinu su 7α-hidroksimetil riboflavin (10 do 15 %), 8α-hidroksimetil riboflavin (4 do 7 %), 8α-sulfonil riboflavin (5 do 10 %), 10-hidroksietil flavin (1 do 3 %), riboflavinil peptidni esteri (5 %) i u manjim količinama riboflavin-5-α-D-glukozid i lumikrom. Riboflavin je žute, fluorescentne, boje, pa pri unosima od 1,7 mg (ili većim) urin može promijeniti boju, iz svijetlo žute u jače žutonarančastu boju.[1-6,11]

"Literatura"

1. Grooper, S.S., Smith, J.L., Groff, J.L. (2009) Advanced nutrition and human metabolism, Wadsworth Cengage Learning, Belmont.

2. Combs, G.F.  (2008) The vitamins: fundamental aspects in nutrition and health, Elsevier Academic Press, Burlington.

3. Ball, G.F.M.(1998) Bioavailability and Analysis of Vitamins in Foods, Chapman & Hall, London.

4. Institute of Medicine (U.S.). Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes,Institute of Medicine (U.S.). Panel on Folate, Other B Vitamins, and Choline, Institute of Medicine (U.S.). Subcommittee on Upper Reference Levels of Nutrients (1998)Dietary reference intakes for thiamin, riboflavin, niacin, vitamin B6, folate, vitamin B12, pantothenic acid, biotin and choline, National Academy Press, Washington.

5. Bender, D.A. (2003) Nutritional biochemistry of the vitamins, Cambridge University Press, Cambridge.

6. Shils, M., Olson, J.A., Shike, M., Ross, A.C. (1999) Modern Nutrition in Health and Disease, Williams & Wilkins, Baltimore.

7. Zempleni, J., Galloway, J.R., McCormick, D.B. (1996) Pharmacokinetics of orally and intravenously administered riboflavin in healthy humans. Am. J. Clin. Nutr. 63, 54-66.

8. Said, H.M., Ortiz, A., Moyer, M.P., Yanagawa, N. (2000) Riboflavin uptake by human-derived colonic epithelial NCM460 cells. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 278, C270-C276.

9. Said, H.M., Mohammed, Z.M. (2006)  Intestinal absorption of water-soluble vitamins: an update. Curr. Opin. Gastroenterol. 22, 140–146.

10. Halsted, C.H. (2003) Absorption of water-soluble vitamins. Curr. Opin. Gastroenterol. 19, 113–117.

11. Powers, H.J. (2003) Riboflavin (vitamin B-2) and health. Am. J. Clin. Nutr.  77, 1352-1360.