ứng dụng của phức chất trong y học

Lời mở đầuPhức chất có ý nghĩa rất to lớn trong ngành dược phẩm.Nhiều kim loại Cu,Zn,Co,Pt,Au…có khả năng tạo dược được các phức chất có hoạt tính sinh học trên cơ thể người.Điều này đã

Lời mở đầu

Phức chất có ý nghĩa rất to lớn trong ngành dược phẩm.Nhiều kim loại Cu,Zn,Co,Pt,Au…có khả năng tạo dược được các phức chất có hoạt tính sinh học trên cơ thể người.Điều này đã làm cơ sở cho việc sản xuất thuốc chữa bệnh :

Insulin: Dẫn xuất phức của kẽm làm thuốc chữa đái tháo đường

Thuốc chống ung thư Cis platin: phức chất của platin gồm một nguyên tử platin với hai phân tử Clo,hai phân tử NH3 ở vị trí cis

Thuốc chống viêm khớp Arranopin:Arranopin là phức của vàng và các phosphin

Dẫn xuất của đồng là hợp phần quan trọng của một số men

Đặc biệt là phức Coban tạo nên VitaminB12 có vai trò rất quan trọng đối với

cơ thể con người

I Giới thiệu chung:

a) Nguồn gốc

Vitamin B12 (viết tắt là B12) đã được biết đến từ lâu Năm 1948, nhà khoa học Rickes và cộng sự đã phân lập được từ gan một chất kết tinh màu đỏ đặt tên là B12

Vitamin B12 là một trong số các thành viên được tranh cãi nhiều nhất của họ vitamin được gọi chung là vitamin “B-complex” Mặc dù cấu trúc hóa học đầy đủ của vitamin B12 chỉ mới được xác định vào những năm 1960, nhưng

đã có nhiều giải Nobel dành cho nghiên cứu liên quan đến loại vitamin này

Tất cả các loại vitamin B giúp cơ thể chuyển hóa thức ăn (carbohydrates) thành nhiên liệu (glucose), nhiên liệu này được dùng để sản sinh năng lượng Các vitamin B complex rất cần thiết cho da, tóc, mắt, và gan khỏe mạnh Chúng còn giúp hệ thống thần kinh hoạt động đúng chức năng

Vitamin B12 chứa cobalt và vì vậy được gọi là cobalamin Nó cũng là một thành viên của các vitamin tan trong nước nhóm B Đôi khi vitamin B12 còn được gọi là “yếu tố chống nguy hại” vì khả năng ngăn ngừa bệnh thiếu máu

ác tính của nó Sự hấp thu vitamin B12 phụ thuộc vào sự có mặt của một chất gọi là “yếu tố nội tại” trong dịch vị dạ dày

Tương tự với đa số các loại vitamin khác, vitamin B12 có thể xuất hiện dưới nhiều dạng và có thể có nhiều tên khác nhau, bao gồm: cobrynamide,

cobinamide, cobamide, cobalamin, hydroxcobalamin, aquocobalamin,

nitrotocobalamin, and cyanocobalamin Những tên này đều có chứa từ

“cobalt”, vì cobalt là một khoáng chất được tìm thấy ở trung tâm của loại vitamin này

Các công trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học đã phát hiện ra lượng B12 mà cơ thể cần tới hàng ngày, nó có ở những nguồn thức ăn nào và khi

cơ thể thiếu B12 thì có những triệu chứng gì Mấy năm gần đây lại có thêm những nghiên cứu mới bổ sung cho B12

Vitamin B12 đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp các nhóm methyl cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và DNA Vitamin B12 được liên kết với protein trong thực phẩm Axit clohyđric (Hydrochloric acid - HCl) trong dạ dày phóng thích vitamin B12 từ protein trong quá trình tiêu hóa Sau khi được phóng thích, vitamin B12 kết hợp với một chất được gọi

là yếu tố bên trong (intrinsic factor) trước khi nó được hấp thụ vào máu

b) Những thực phẩm rất giàu vitamin B12

Trong khi đa số các loại vitamin có thể được tạo ra bởi nhiều loại thực vật và động vật đặc biệt, thì không có loại thực vật hoặc động vật nào cho thấy có khả năng sản sinh vitamin B12, và nguồn độc quyền cho loại vitamin này lại xuất phát từ các loài vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, và tảo

Trong cơ thể các động vật ăn cỏ, B12 được tổng hợp bởi hệ vi khuẩn đường ruột, sau đó được hấp thu Hàm lượng B12 tính theo microgam (mcg) có trong 100 gam thực phẩm tươi như sau: thịt bò 2 -8, thận bò 20 -50, gan bò

30 -130, sữa bò 0,2 - 0,6, thịt lợn 0,1 - 5, lòng đỏ trứng 1,2 Trong thực phẩm, B12 đều ở dạng phức hợp với protein

Thực phẩm có nhiều vitamin B12 (3-10 mcg/100g trọng lượng ướt) là sữa bột không béo, một số hải sản (cua, cá hồi, cá sardine) và lòng đỏ trứng Những thực phẩm có vitamin B12 lượng vừa là các sản phẩm sữa lỏng, kem,

bơ Nguồn vitamin chính trong khẩu phần là thịt động vật (đặc biệt là gan), trứng và các thức ăn từ sữa

Thực phẩm có nhiều vitamin B12

Sữa tươi được khử trùng chứa 0,9 mcg mỗi ly và là một nguồn quan trọng chứa vitamin B12 cho một số người không ăn thịt Nhưng người không ăn thịt cần bổ sung vitamin B12 để đáp ứng nhu cầu của họ

Hàm lượng vitamin B12 trong phẩm

Nghêu, sò (hấp) 3 ounces (85 g) 84,0

Con trai (hấp) 3 ounces (85 g) 20,4

Cá hồi (nướng lò) 3 ounces (85 g) 2,4

Cá quân - rockfish

(nướng lò)

3 ounces (85 g) 1,0

Thịt bò (nấu chín) 3 ounces (85 g) 2,1

Thịt gà (quay) 3 ounces (85 g) 0,3

Thịt gà tây (quay) 3 ounces (85 g) 0,3

Sữa (không chất béo) 8 ounces (226 g) 0,9

Phó mát Brie 1 ounces (28 g) 0,5

II Cấu tạo hóa học và tính chất vitamin B12

Vitamin B12 là những hợp chất hữu

cơ có nguyên tử cobalt ở trung tâm, với tên gọi là những cobalamin và có hoạt tính sinh học trên cơ thể người

a) Cấu tạo:

- Tên quốc tế: cyanocobalamin và hydroxo-cobanamin

- Công thức hóa học là C63H90N14O14PCo

- Cấu trúc hóa học của vitamin B12 gồm 2 phần:

Phần cobamid gồm 4 nhân pyrol đã hydrogen hóa, giữa nhân là nguyên tử coban hóa trị 3; các nhân này đã bị thế bởi nhóm methyl, acetamid và

propionamid

Phần nucleotid gồm 5,6-dimethylbenzimidazol đã este hóa bởi acid

phosphoric và 2 phần này nối với nhau qua cầu isopropanol

Nguyên tử coban liên kết cộng hóa trị với 1 nitơ của một nhân pyrol, liên kết phối trí với 3 nitơ của 3 nhân pyrol còn lại và nitơ trong nhân benzimidazol; liên kết ion với acid phosphoric Hóa trị cuối cùng của coban liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo ra các vitamin B12 khác nhau Hai chế phẩm vững bền khi bảo quản và là chế phẩm dược dụng là cyanocobalamin có công thức cấu tạo như trên và hydroxocobalamin khi thay CN bằng nhóm OH

b) Tính chất:

- Vitamin B12 thường ở dạng kết tinh ,có kích thước rất nhỏ ,màu sẫm đỏ,không có mùi và vị

- Vitamin B12 hòa tan trong nước,trong các dung dịch trung tính,trong cồn

- Vitamin B12 không hòa tan trong eter, axeton,benzene,clorofoc

-Trong các loại thực vật cao cấp hầu như không có vitamin B12 Trong cơ thể

động vật, vitamin B12 được tổng hợp bởi hệ vi khuẩn đường ruột, sau đó được hấp thu

- Ổn định về nhiệt độ, nhưng không ổn định trong môi trường acid mạnh, kiềm mạnh và bị chiếu sáng, dễ bị phân hủy khi chịu tác dụng của các kim loại nặng, các chất oxy hoá mạnh hoặc chịu tác dụng của các chất khử, nhưng khi làm nóng cao áp (120oC) trong thời gian ngắn thì sự phân hủy không rõ ràng

-B12 khá bền vững với nhiệt độ trong nấu ăn, trừ khi trong môi trường kiềm

và nhiệt độ quá 100oC Sữa đun sôi 2 -5 phút mất 30% B12, thịt luộc 45 phút mất khoảng 30% B12

III Những biến đổi của vitamin B12 trong cơ thể

Vitamin B12 cũng khác thường ở đặc điểm là nó phụ thuộc vào một chất thứ hai, có tên là yếu tố bên trong (intrinsic factor), để tìm đường đi từ dạ dày và ruột đến các phần còn lại của cơ thể Nếu không có yếu tố cần thiết này, một loại protein được dạ dày sinh sản, thì vitamin B12 không thể đi đến những nơi cần đến nó trong cơ thể

a) Sự hấp thu Vitamin B12

Vitamin B12 được hấp thu qua ruột, chủ yếu ở hồi tràng theo hai cơ chế:

Cơ chế thụ động khi lượng dùng nhiều; và cơ chế tích cực, cho phép hấp thu những liều lượng sinh lý, nhưng cần phải có yếu tố nội tại là glycoprotein do tế bào thành niêm mạc dạ dày tiết ra

Vitamin B12 trong thức ăn khi vào cơ thể dưới tác dụng của acid gastric và các enzyme trong ruột, sẽ được phân ly từ trong các liên kết polypeptide và kết hợp với các chất trong dạ dày (một loại glucoprotein) để hình thành nên

hợp chất dimer chuyển đến ruột hồi thì được hấp thu Tỷ lệ hấp thu ở tình trạng cơ thể bình thường là khoảng 30 - 70%, trong đó sự khuếch tán giản đơn chỉ là 1 – 3%

Sau khi tiêm bắp, nồng độ đỉnh trong huyết tương đạt được sau 1 giờ Phức hợp vitamin B12- yếu tố nội xuống ruột tác động lên receptor đặc hiệu trên niêm mạc hỗng tràng và được chuyển vào máu Trong máu vitamin B 12 gắn vào β- globulin có nguồn gốc ở gan gọi là transcobalamin II Phức hợp vitamin B12- transcobalamin nhanh chóng được phân phối vào các mô đặc biệt là nhu mô gan Gan chính là kho dự trữ vitamin B12 cho các mô khác Khoảng 3 microgam cobalamin thải trừ vào mật mỗi ngày, trong đó 50 - 60% là các dẫn chất của cobalamin không tái hấp thu lại được

Hydroxocobalamin được hấp thu qua đường tiêu hóa tốt hơn, và có ái lực với các mô lớn hơn cyanocobalamin

b) Sự chuyển hóa:

IV Vai trò

a) Tác dụng với sức khỏe:

Vitamin B12 cần thiết cho tất cả các

mô có tốc độ sinh trưởng tế bào mạnh (mô tạo máu, ruột non, tử cung )

Các cobalamin đóng vai trò quan trọng là các coenzym đồng vận chuyển và tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa quan trọng, trong đó đáng chú ý là quá trình chuyển hóa acid folic và tổng hợp ADN nên rất cần cho sự tổng hợp sinh hồng cầu Ngoài ra còn tham gia vào quá trình chuyển hóa lipid và hoạt động bình thường của hệ thần kinh

Vitamin B12 thường dùng để điều trị các bệnh đau thần kinh (như thần kinh tọa, thần kinh vùng cổ, cánh tay ), các bệnh về máu như: thiếu máu ác tính hoặc thiếu máu sau khi cắt dạ dày

Vitamin B12 (Cyanocobalamin) là vitamin cần thiết cho việc sản xuất các tế bào máu đỏ Cùng với vai trò chính này, nó còn hỗ trợ chức năng của tế bào thần kinh và sản xuất myelin (chất xung quanh tế bào thần kinh và giúp tốc

độ truyền dẫn thần kinh tốt hơn) Vitamin B12 cũng rất cần thiết trong sự sao chép của DNA Sự thiếu hụt vitamin B12 có thể tác động trực tiếp tới trí nhớ và chức năng não

Vitamin B12 (Cyanocobalamin) là vitamin cần thiết cho việc sản xuất

các tế bào máu đỏ

- Vitamin B12 tham gia vào việc sinh tổng hợp enzym metyl malomye-CoA-mutase và rất nhiều enzyme quan trọng khác.Các enzyme này tham gia vào các phản ứng chuyển metyl và quá trình tổng hợp methionin,colin,timin

- Ngoài ra vitamin B12 tham gia vào việc đảm bảo hoạt đông của các cơ quan tạo ra máu và làm tăng cường các phản ứng bảo vệ cơ thể

- Cùng với methionin, vitamin B12 tham gia vào quá trình trao đổi nhóm metyl.vitamin B12 giúp cơ thể tổng hợp methionin từ homosistein

-Chuyển homocystein thành methionin và 5 –methyltetrahydrofolic thành acidtetrahydrofolic

- Chuyển L- methylmalonyl - CoA thành succinyl - CoA trong chuỗi các ph

ản ứng chuyển hóa lucid, lipid thông qua chu trình Krebs

- Duy trì nồng độ myelin bình thường trong các neuron của hệ thống thần kinh

Sinh tổng hợp purin: vitamin B12 giữ vai trò quan trọng trong cấu tạo và tổng hợp acid nucleic

Tổng hợp và vận chuyển các nhóm methyl: vitamin B12 tăng sinh tổng hợp methyl từ tiền thân của nó như: α-carbon của glycin và β-carbon của serine

Vitamin B12 còn ảnh hưởng tới chuyển hoá lipid và glucid, cụ thể là kích thích hoạt tính coenzyme A và tham gia vào quá trình chuyển hoá glucid thành lipid

b) Nhu cầu vitamin B12

Nhu cầu hàng ngày của vitamin B 12 phụ thuộc vào tuổi, giới, tình trạng bệnh lý và nằm trong khoảng từ 0,3- 2,6 μg.g

Tuổi Vitamin B12 (mcg/ngày) Lượng khuyên dùng

c) Thừa , thiếu vitamin B12

* Thiếu:

Khi thiếu vitamin B12 gây nên thiếu máu ưu sắc hồng cầu to (thiếu máu ác tính Biermer), tổn thương neuron hệ thần kinh: phù nề, mất myelin

Có thể gây chết neuron thần kinh ở tuỷ sống, vỏ não, gây rối loạn cảm giá c, vận động ở chi, rối loạn trí nhớ, rối loạn tâm thần Ở người cao tuổi có thể gặp tổn thương thần kinh do thiếu vitamin B 12 nhưng không có dấu hiệu thiếu máu

Khi thiếu vitamin B12 sẽ dẫn đến tình trạng thiếu máu hồng cầu to, viêm đa dây thần kinh, rối loạn cảm giác, rối loạn vận động khu trú ở chân

Thiếu hụt vitamin B12 chắc chắn dẫn đến bệnh thiếu máu ác tính (một loại thiếu máu nguyên hồng cầu khổng lồ), giảm số lượng tế bào hồng cầu

Những tế bào mới được tạo ra có kích thước bất thường và thường quá lớn

và không đảm bảo được chức năng như những tế bào hồng cầu bình thường Không may là các triệu chứng thiếu vitamin B12 thường bị che lấp bởi các triệu chứng của thiếu acid folic (vitamin B9) đi kèm Khi đó, thiếu vitamin B12 phát triển một các âm thầm và cuối cùng biểu hiện thành những tổn thương thần kinh vĩnh viễn không phục hồi

* Thiếu hụt vitamin B12 do:

- Những người không ăn thịt, sản phẩm từ sữa hoặc trứng – vitamin B12 chỉ có trong các sản phẩm từ động vật, người trưởng thành ăn chay trường trong nhiều năm hoặc đối với trẻ em thuộc gia đình ăn chay trường

- Những người bị rối loạn hấp thụ chất dinh dưỡng, do các chứng bệnh như bệnh Crohn, bệnh tuyến tụy, và những người tiếp nhận phẫu thuật giảm cân, giảm hấp thu do giảm yếu tố nội, viêm ruột, cắt hỗng tràng, bệnh tụy tạng gây thiếu protease, tự sinh kháng thể chống yếutố nội, rối loạn chu kỳ gan ruột hoặc do giảm số lượng, chất lượng transcobalamin II do di

- Những người bị nhiễm vi khuẩn Helicobacter pylori, một sinh vật cư trú trong ruột mà có thể gây viêm loét Vi khuẩn này hủy hoại các tế bào dạ dày tạo yếu tố bên trong (intrinsic factor), một chất mà cơ thể cần để hấp thụ vitamin B12

- Những người bị rối loạn về ăn uống

- Những người bị nhiễm HIV

- Những người cao tuổi những người trưởng thành có nhiều khả năng thiếu vitamin B12 hơn vì họ thiếu khả năng hấp thụ vitamin B12 chứ không phải họ không dung nạp đủ lượng cần thiết

* Thừa

Khi lạm dụng gây dư thừa vitamin B12 có thể gây tăng sản tuyến giáp, làm tăng hồng cầu quá mức, bệnh cơ tim Có khi xảy ra tác dụng thứ phát gây nôn nao, choáng váng, nổi mày đay

G ây hoạt hóa hệ đông máu có thể làm tăng sự đông máu gây tắc mạch

V Sản xuất vitamin B12

-Chiết rút từ động vật đặc biệt từ gan

-Phương pháp vi sinh:các vi sinh vật tham gia tổng hợp gồm: vi khuẩn

Prop.shermanii, xạ khuẩn Actinomyces

Để sản xuất vitamin B12 theo qui mô công nghiệp người ta thường sử dụng chủng Prop.shermanii Chủng này được giữ giốngtrong môi trường thạch nghiêng với glucose,

Trong môi trường người ta cho thêm cao ngô hoặc nước chiếttrái cây, nuôi

vi khuẩn ở điều kiện nhiệt độ 28-32 độ C trong thời gian 7-8 ngày, sau đó bảo quan lạnh,cấy truyền định kỳ mỗi thángmột lần

Một số sản phẩm B12 có trên thị trường

-Vitamin B12 có thể dùng dưới dạng đơn chất hoặc kết hợp v ới các vitamin

và các muối kim loại để uống hoặc tiêm bắp hay tiêm dưới da Hiện nay có 2 chế phẩm được dùng với hàm lượng khác nhau là cyanocobalamin và

hydroxycobalamin nhưng hydroxycobalamin được sử dụng nhiều hơn vì tồn tại trong cơ thể lâu hơn cyanoco balamin

Kết luận

VitaminB12 là nguồn dưỡng chất rất quan trọng đối với cơ thể người,thành phần của phân tử AND,góp phần vào quá trình phân chia tế bào và trưởng thành tế bào.Nhờ sự tạo phức này của kim loại Coban đã hình thành nên Cobanmin cần thiết cho sự sống

Vì vậy phức chất có vai trò rất quan trọng đối với sinh vật, dược phẩm sự tiến bộ của khoa học công nghệ đã góp phần khẳng định ứng dụng rất to lớn của sự tạo phức kim loại trong tổng hợp các loại thuốc

Mục lục

a) Nguồn gốc

b) Những thực phẩm rất giàu vitamin B12

a) Cấu tạo:

b) Tính chất:

III Những biến đổi của vitamin B12 trong cơ thể

a) Sự hấp thu Vitamin B12

b) Sự chuyển hóa:

IV Vai trò

a) Tác dụng với sức khỏe

b) Nhu cầu vitamin B12

c) Thừa , thiếu vitamin B12

V Sản xuất vitamin B12

Tài liệu tham khảo