The role of active vitamin B12 (holotranscobalamin) in the development of anemia of pregnancy

Full Text

Анемия во время беременности согласно определению ВОЗ является состоянием, обусловленным снижением уровня гемоглобина, независимо от причины, ниже 110 г/л и ниже 100 г/л в послеродовом периоде [30, 31]. В настоящее время анемия является проблемой, которая представляет высокую значимость для общественного здоровья [11]. По данным ВОЗ, в мире анемией страдает 24,8 % населения, что составляет около 1600 миллионов человек. По данным МЗ РФ, за последние 10 лет в России частота анемии увеличилась в 6,3 раза [4]. Среди беременных анемии подвержены 56,4 миллиона женщин - 41,8 % в мире [16]. История изучения анемии во время беременности насчитывает не одно десятилетие. Несмотря на многолетнее изучение данной проблемы, до сих пор остается открытым вопрос о патогенезе анемического синдрома у беременных. По данным разных авторов, до 95 % анемий беременных являются железодефицитными, однако лишь 50 % всех анемий во время беременности поддаются коррекции с помощью препаратов железа [11, 15]. В последние годы в литературе обсуждается форма анемии, связанная с хроническими заболеваниями, где важную роль играет белок острой фазы воспаления - гепсидин, который, взаимодействуя с ферропортином, блокирует транспорт ионов железа из клетки. Полагают, что анемия хронических болезней у беременных может быть связана с очагами хронической инфекции, заболеваниями аутоиммунного характера и курением [2, 12]. Помимо железодефицита, в патогенезе развития анемии у беременных может играть роль недостаточность фолиевой кислоты и/или витамина В12. Отечественным ученым В. В. Ефремовым еще в 1926 году была открыта мегалобластическая анемия беременных, а наиболее частые факторы развития данного вида анемии были выявлены позже - фолиевая кислота выделена в 1941 году, витамин В12 - в 1948 году [7, 9, 29]. Мегалобластная анемия встречается у 3-4 из 100 беременных с анемией [13]. При этой форме анемии нарушается нормальное созревание клеток красного ряда, обусловленное дефицитом фолиевой кислоты или витамина В12. Фолиевая кислота требуется для реакций, имеющих место при синтезе нуклеопротеидов и метаболизме аминокислот, в то время как витамин В12 представляет собой кофермент, необходимый для метаболизма фолатов. Дефицит этих витаминов приводит к нарушению метаболизма нуклеиновых кислот, что влияет на эритропоэз. Установлено, что в период беременности и лактации потребность в фолатах и кобаламине увеличивается в несколько раз, а их содержание прогрессивно снижается [3, 14]. Растущий плод требует от матери большого расхода фолиевой кислоты. При нормальной беременности фолаты крови снижаются от уровня более 5 нг/мл до 3-5 нг/мл перед родами [13]. Частота возникновения дефицита фолатов значительно колеблется в различных популяциях, однако при отсутствии добавочного приема фолатов их дефицит имеет место у 2-4 % беременных (у 17-25 % женщин при многоплодной беременности). У беременных, получающих нормальное питание, дефицита витамина В12 обычно не наблюдается. Однако вероятность его развития необходимо иметь в виду у женщин, соблюдающих строгую вегетарианскую диету, а также при нарушении абсорбции из кишечника: при заболеваниях желудка, подвздошной кишки или поджелудочной железы [13]. Обычно дефицит витамина В12 обусловлен нарушением синтеза внутреннего фактора Кастла или нарушением всасывания. Первое встречается, например, после операций на желудке или при аутоиммунном гастрите (пернициозная анемия) и редко бывает у женщин детородного возраста. Нарушение всасывания наблюдается при неспецифическом язвенном колите, болезни Крона и кишечных гельминтозах, а также после резекции желудка или подвздошной кишки. Сочетание беременности и мегалобластной анемии встречается преимущественно у женщин из местностей географического распространения гиперхромных анемий. Мегалобластная фолиеводефицитная анемия чаще всего развивается в III триместре беременности, редко бывает выраженной (гемоглобин в пределах 80-100 г/л) и не поддается лечению препаратами железа [13]. Если исходить только из определения содержания гемоглобина, то ранний диагноз недостаточности фолатов и/или витамина В12 поставить трудно. Снижение гемоглобина может быть поздним ее проявлением. Однако быстрое снижение уровня гемоглобина может явиться первым указанием на наличие дефицита фолатов и/или витамина В12. Чтобы поставить диагноз до развития полной клинической картины анемии необходимо адекватное изучение эритроцитарных показателей и применение специальных диагностических тестов: выявление макроцитоза, связанного с мегалобластическими изменениями. В настоящее время имеются рутинные методы демонстрации распределения эритроцитов по их размеру с помощью автоматических гематологических анализаторов; увеличение гиперсегментации нейтрофилов, поскольку нарушается не только эритропоэз, но и миелопоэз; гиперхромия по цветовому показателю, повышение содержания железа в крови, хотя дефициту фолатов может сопутствовать и недостаточность железа; снижение количества эритроцитов более выражено, чем снижение концентрации гемоглобина; уменьшение числа ретикулоцитов; снижение уровня фолатов в сыворотке и в эритроцитах при исследовании натощак; изучение эритроцитарного фолата у беременных дает более точную картину, поскольку в отличие от сывороточного фолата, снижающегося при нормальной беременности, эритроцитарный фолат практически не снижается в течение нормальной беременности по сравнению с небеременными (160-640 нг/мл); концентрация витамина В12 в сыворотке ниже 50 пг/мл; при мегалобластной анемии, вызванной недостатком витамина В12, может наблюдаться также снижение количества лейкоцитов, прежде всего за счет нейтрофилов, и тромбоцитопения. Клиническая картина складывается из симптомов, присущих анемии, диспепсических расстройств, обусловленных атрофическими изменениями в слизистой оболочке языка, пищевода, желудка, кишечника и изменений нервной системы в виде онемения конечностей, ползания мурашек, нарушения глубокой чувствительности, спастического парапареза [13]. Сходство механизма действия и морфологических изменений красных и белых кровяных клеток при дефиците фолиевой кислоты и витамина В12, а также тот факт, что при анемии, обусловленной дефицитом одного из витаминов, положительный эффект может быть достигнут при применении другого, не способны скрыть фундаментальных различий между двумя указанными процессами. Они заключаются в том, что дефицит витамина В12 вызывает прогрессирующую демиелинизацию, тогда как недостаток производных фолиевой кислоты не оказывает подобного действия. Поэтому неправильное лечение анемии, обусловленной дефицитом витамина В12, препаратами фолиевой кислоты не останавливает прогрессирующего развития неврологических поражений. Лечение мегалобластной анемии, вызванной недостатком витамина В12, состоит в парентеральном введении 100-200 мкг витамина В12 в сутки до нормализации состояния [13]. Дополнительное назначение витамина В12 при отсутствии клинических показаний нецелесообразно. Витамин В12 (кобаламин) является уникальным соединением, которое не синтезируется в организме животных и растений, воспроизводить его способны лишь микроорганизмы [7, 9]. Источниками витамина являются кишечная микрофлора, а также продукты животного происхождения (дрожжи, молоко, мясо, печень, почки, рыба и яичный желток). Норма потребления витамина В12 для взрослого человека составляет 2-3 мкг в сутки, при беременности увеличивается до 5-10 мкг [10, 14]. По некоторым данным, с недостаточным содержанием витамина В12 у беременных женщин связаны такие неблагоприятные исходы беременности, как развитие дефектов нервной трубки плода, задержка внутриутробного развития, привычное невынашивание и риск преждевременных родов [23]. В широком смысле к витаминам B12 относят группу биологически активных веществ, называемых кобаламинами. Структура кобаламина отличается от строения других витаминов наличием иона металла - кобальта. Кобаламины могут встречаться в различных формах - цианокобаламин, метилкобаламин, аденозилкобаламин, гидроксикобаламин (рис. 1). В более узком смысле витамином B12 называют цианокобаламин, так как именно в этой форме в организм человека поступает основное количество витамина B12. Цианокобаламин в организме легко преобразуется в коферменты метилкобаламин и аденозилкобаламин, необходимые для важнейших метаболических превращений [9, 28]. Метаболизм витамина В12 начинается в верхней части желудочно-кишечного тракта (рис. 2), где кобаламин высвобождается из пищевых продуктов под действием желудочного сока и пепсина и затем связывается с гаптокоррином - гликопротеидом, присутствующим в слюне и желудочном соке, единственным белком, способным связывать все аналоги витамина В12. В двенадцатиперстной кишке гаптокоррин расщепляется панкреатическими протеазами, после чего свободный кобаламин связывается с внутренним фактором Кастла - гликопротеином, вырабатываемым обкладочными клетками желудка. В желудке витамин В12 не может связаться с внутренним фактором, так как эта связь возможна лишь в щелочной среде. Комплекс кобаламин - внутренний фактор очень стойкий, он совершенно не переваривается ферментами кишечника. В дистальном отделе подвздошной кишки этот комплекс связывается со специальным рецептором внутреннего фактора кубулином, расположенным во впадине микроворсинок энтероцитов. Далее происходит интернализация комплекса витамин В12 - внутренний фактор - кубулин путем эндоцитоза, после чего комплекс распадается, внутренний фактор разрушается, а кобаламин поступает в кровеносное русло [6, 9, 20]. После приема внутрь 10-20 мкг меченого кобаламина он начинает появляться в крови через 3-4 часа, и уровень его достигает пика через 8-12 часов. У человека путем активного транспорта может единовременно всосаться не более 1,5 мкг витамина В12, или 6-9 мкг в сутки. Незначительная часть витамина В12 - около 1 % - может проникнуть в кровь без внутреннего фактора путем пассивной диффузии на протяжении всего кишечного тракта. Этот механизм срабатывает лишь после приема большой дозы витамина В12. В плазме крови витамин В12 связывается с двумя белками - транскобаламином и гаптокоррином с образованием комплексов холотранскобаламин и хологаптокоррин, соответственно. Гаптокоррин связывает большую часть витамина В12 - до 70-90 % и лишь в незначительном количестве присутствует в ненасыщенном состоянии. Полагают, что хологаптокоррин является биологически инертным, однако его функция еще до конца не выяснена [20, 25, 26, 33]. Холотранскобаламин несет в себе от 10 до 30 % витамина В12. Данный комплекс необходим для транспорта кобаламина в печень и другие ткани и является единственной формой витамина В12, которая усваивается клетками, именно по этой причине его называют активной формой витамина В12 [20, 25, 26]. Основным местом депонирования витамина В12 является печень. Поступая в кровь, он в виде белкового комплекса откладывается в печени, откуда мобилизуется в костный мозг для осуществления нормального эритропоэза. Однако кобаламин влияет на процессы кроветворения не непосредственно, а через фолиевую кислоту, переводя последнюю в активную форму - тетрагидрофолиевую кислоту, которая и обеспечивает нормальный эритропоэз. Большое количество витамина В12 поглощается также селезенкой и почками, несколько меньше - мышцами. Метаболизм витамина происходит очень медленно. Следует отметить, что значительное количество витамина В12, связанного с гаптокоррином, с желчью попадает в кишечник. Под влиянием протеолитических ферментов гаптокоррин разрушается, витамин В12 освобождается и связывается с внутренним фактором Кастла, имеющимся в двенадцатиперстной кишке. В результате 65-75 % выделившегося с желчью витамина В12 повторно всасывается, т. е. ему свойственна энтерогепатическая циркуляция. Общие запасы кобаламина в организме взрослого человека составляют около 2-5 мг. Запасы витамина В12 в печени настолько велики, что требуется 3-6 лет для развития дефицита этого витамина после внезапного прекращения его всасывания. Потери витамина В12 с мочой и калом составляют 2-5 мкг в сутки. Так как из пищи всасывается не весь витамин В12, человек должен получать 3-7 мкг витамина В12 в сутки. После проникновения в клетку транскобаламин расщепляется и витамин В12 функционирует как коэнзим в двух ферментативных реакциях. 1. Изомеризация метилмалонил-коэнзима А (КoA) в сукцинил-КоА, которая требует участия витамина В12 в виде коферментной формы аденозилкобаламина. Данная реакция играет важную роль в метаболизме холестерола и пропионовой кислоты, образующейся в реакциях окисления жирных кислот. При нарушениях в процессе превращения метилмалонила-КоА в сукцинил-КоА в организме накапливается избыток метилмалоновой кислоты, таким образом, ее повышение является чувствительным функциональным маркером низкого содержания кобаламина. Предполагают, что о дефиците витамина В12 возможно говорить при повышении уровня метилмалоновой кислоты в крови выше 271-280 нмоль/л [19, 20]. Однако в ряде исследований отмечалось спорадическое повышение содержания метилмалоновой кислоты во время беременности, не связанное со снижением содержания витамина В12 [23]. Недостатком определения данного показателя является низкая специфичность незначительно повышенных значений [25]. 2. Метилирование гомоцистеина в метионин при участии метил-кобаламина (кофермент метионин-синтазы), которое сопровождается переносом метильной группы с метилтетрагидрофолата на гомоцистеин с образованием тетрагидрофолата и метионина [6, 9, 20]. В этой реакции прослеживается тесная связь метаболизма витамина В12 с фолиевой кислотой и гомоцистеином. Фолиевая кислота (витамин В9 или Вс) в организме человека также не синтезируется, а поступает с пищей, одним из ее источников является нормальная микрофлора кишечника [5, 21]. Суточная потребность взрослого человека в фолиевой кислоте составляет до 400 мкг в сутки. Во время беременности и кормления грудью рекомендуется употреблять 400-800 мкг фолатов в сутки [5, 10]. При дефиците фолатов снижается метилирование нуклеиновых кислот, в том числе и в плацентарной ткани, вследствие чего замедляется рост плаценты, что закономерно приводит к развитию плацентарной недостаточности и гипотрофии плода. Также увеличивается частота таких пороков развития плода, как дефекты развития нервной трубки и пороки сердца [3, 14, 21]. Фолиевая кислота всасывается в тонком кишечнике и восстанавливается в энтероцитах до тетрагидрофолиевой кислоты и 5-метил-тетрагидрофолиевой кислоты. В крови фолиевая кислота переносится в виде 5-метил-тетрагидрофолата, при поступлении ее в клетку происходит реакция реметилирования с участием фермента метионин-синтазы и витамина В12 (в форме метилкобаламина) для синтеза метионина (рис. 3). Также тетрагидрофолат принимает участие в синтезе пуриновых нуклеотидов и в метаболизме еще двух аминокислот - серина и глицина [5, 7, 9]. Гомоцистеин - не кодируемая серосодержащая аминокислота, которая образуется из незаменимой аминокислоты метионина [1, 8]. В плазме крови свободный гомоцистеин присутствует в небольших количествах, большая его часть связана с белками плазмы крови, преимущественно с альбумином. В метаболизме гомоцистеина важную роль играют энзимы - метилтетрагидрофолатредуктаза и цистатионин-β-синтаза. Помимо названных ферментов, важную роль играют витамины В12, В6 и фолиевая кислота. Возможны три пути метаболизма гомоцистеина: путь реметилирования с превращением в метионин, включение в цикл синтеза цистеина (превращение сначала в цистатионин, а затем в цистеин) и диффузия в неизмененном виде во внеклеточную среду, в результате чего развивается гипергомоцистеинемия [1, 8, 25]. Подобное состояние может быть обусловлено генетическими дефектами ферментов метаболизма гомоцистеина либо приобретенными состояниями, связанными с недостатком поступления кофакторов ферментов, участвующих в метаболизме гомоцистеина (витаминов В12, В6), а также фолиевой кислоты, которая является переносчиком метильных групп [1, 21, 25]. Накопление гомоцистеина имеет низкую специфичность для определения снижения кобаламина, поскольку его концентрация также увеличивается при дефиците фолиевой кислоты, витамина В6 и при генетических дефектах ферментов, участвующих в метаболизме гомоцистеина [25]. Многие авторы указывают на большую клиническую значимость определения активной формы витамина В12 или холотранскобаламина, поскольку фракция кобаламина, связанная с транскобаламином, является наиболее доступной и будет снижаться в первую очередь [20, 23, 25, 26, 33]. Таким образом, холотранскобаламин можно назвать наиболее ранним и оптимальным маркером снижения витамина В12. Nexo E. et al. [25, 26] сообщают о том, что во время беременности гаптокоррин уменьшается, в связи с чем снижается концентрация общего витамина В12, при этом концентрация холотранскобаламина остается неизменной. В рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании было показано, что после терапии кобаламином холотранскобаламин увеличивался, а общий витамин В12, напротив, снижался, что связывают со скоростью клиренса холотранскобаламина [26]. По этой причине холотранскобаламин более информативен для контроля витамин В12 статуса пациентов, в частности, после терапии. В РФ существует единственный автоматизированный метод определения холотранскобаламина - с использованием иммунохемилюминесцентного анализатора «Architect i1000» и наборов реактивов «Active-B12» (Holotranscobalamin) (Abbott, США) методом хемилюминесцентного иммуноанализа на микрочастицах. На первом этапе анализа смешиваются проба и парамагнитные микрочастицы, покрытые антителами к холотранскобаламину, при этом присутствующий в пробе холотранскобаламин связывается с микрочастицами. На втором этапе, после промывки, к микрочастицам добавляются антитела к холотранскобаламину, меченные хемилюминесцентным акридином. После второй промывки к реакционной смеси добавляются растворы пре-триггера и триггера, инициирующие хемилюминесцентную реакцию. Поскольку существует прямая взаимосвязь между количеством холотранскобаламина в пробе и детектируемой в относительных единицах хемилюминесценцией, содержание холотранскобаламина высчитывается при помощи калибровочной кривой. Автоматизированный метод Architect Active-B12 хорошо коррелирует с предшествующим ему автоматизированным методом (иммуноферментный анализ на микрочастицах) того же производителя - «AxSYM Active-B12» [22]. Также показана достаточно высокая корреляция метода Architect Active-B12 с неавтоматизированными методами других производителей, в частности иммуноферментным методом Active-B12 («Axis-Shield Diagnostics», UK) [22]. По данным ВОЗ, уровень фолатов в сыворотке или плазме должен соответствовать 6-20 нг/мл или 13,5-45,3 нмоль/л, при этом показатели 3-5,9 нг/мл (6,8-13,4 нмоль/л) расцениваются как возможный дефицит, а уровень менее 3 нг/мл или менее 6,8 нмоль/л свидетельствует о дефиците фолатов [3]. Верхняя граница нормы содержания гомоцистеина в сыворотке у беременных во многих источниках варьирует от 8 до 14 мкмоль/л, нижняя граница, напротив, определяется четко на уровне 5 мкмоль/л и не имеет важного диагностического значения [8, 17]. Референсные показатели нормы общего витамина В12 для общей популяции колеблются в широких пределах - 156-672 пмоль/л [20], при этом референсные интервалы могут сильно варьировать в зависимости от приборного парка лаборатории и выбранной тест-системы. Многие исследователи предлагают установить «серую зону» для этого показателя, поскольку результаты, находящиеся в пределах нормы, но в «серой зоне», могут быть интерпретированы неверно, границы этой зоны варьируют от 75 до 300 пмоль/л [20, 23, 25]. Референсные значения для активного витамина В12 различаются в разных странах, в РФ таких исследований не проводилось. Показатели нормы варьируют от 19 до 220 пмоль/л, однако наиболее приемлемым является диапазон 40-200 пмоль/л [17, 25]. В таблице 1 представлены референcные интервалы показателей, используемые авторами публикации для дифференциальной диагностики анемий у беременных. В таблице 2 показаны интервалы значений содержания активного витамина В12 и связанных с ним показателей в крови беременных по данным нескольких международных исследований. Метаболизм витамина В12, его активной формы холотранскобаламина, фолиевой кислоты и гомоцистеина неразрывно связаны. Такие показатели, как метилмалоновая кислота, гомоцистеин, общий уровень витамина В12 в крови, могут служить маркерами снижения содержания кобаламина. Однако наиболее ранним и точным показателем снижения содержания витамина В12 следует считать снижение в крови уровня активной формы витамина - холотранскобаламина. Необходим дифференцированный подход к диагностике анемии беременных, который, помимо определения уровня гемоглобина, сывороточного железа и ферритина будет включать определение содержания фолиевой кислоты, витамина В12, а также его активной формы - холотранскобаламина, как наиболее чувствительного маркера дефицита витамина В12.

About the authors

Gleb Olegovich Kerkeshko

D. O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, RAMS

Email: gkerkeshko@yandex.ru
PhD, senior research scientist

Vladimir Vladimirovich Dorofeykov

D. O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, RAMS

Email: vdorofeykov@ya.ru
MD, PhD, head of department of biochemistry

Nataliya Aleksandrovna Patrukhina

V. A. Almazov Northwest Federal Medical Research Center

Email: patrukhina@mail.ru
MD, obstetrician-gynecologist. Perinatal Center

Elena Vital’evna Mozgovaya

D. O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, RAMS

Email: elmozg@mail.ru
MD, PhD, professor, obstetrician-gynecologist of highest category, head of III prenatal department

References

Supplementary files