Studier på kobalaminmetabolisme in vitro og in vivo. Farmakologisk modulering med lystgass og kombinerte østrogen-gestagen-preparater

Basale og kliniske aspekter ved transport og omsetning av vitamin B12Vitamin B12 er nødvendig for normal cellevekst, og mangel på vitaminet kan føre til alvorlige skader. Omsetning av vitamin B12 i kroppen er en omfattende prosess, og forholdene er ikke kartlagt fullstendig. Ved hjelp av det aktuelle prosjektet avdekkes mekanismer som gir økt innsikt i hvordan vitaminets funksjon kan vurderes.Vitamin B12 (kobalamin) er kjent som kofaktor hos mennesker i kun to enzymatiske reaksjoner. Metioninsyntasereaksjonen bruker metylkobalamin og fører til omdannelse av homocystein (Hcy) til den essensielle aminosyren metionin. Den andre enzymatiske reaksjonen trenger adenosylkobalamin og omdanner L-metylmalonyl-CoA til suksinyl-CoA vha metylmalonyl-CoA mutase (MCM). Kofaktorene metylkobalamin og adenosylkobalamin dannes vha et komplekst intracellulært enzymsystem. Mangel på vitamin B12 kan hemme begge vitamin B12-avhengige enzymer, og økte konsentrasjoner av substratene Hcy eller metylmalonsyre (MMA) i blodet er følsomme markører for dette. Vitamin B12 transporteres i blodbanen bundet til to forskjellige proteiner, haptokorrin (HC) og transkobalamin (TC). Vitamin B12 bundet til TC (holoTC) er blitt oppfattet som den biologisk aktive fraksjonen, siden det er kun denne som kan tas opp i cellene via en reseptor-mediert prosess. Lav holoTC har blitt foreslått til å være en tidlig markør for vitamin B12-mangel. I arbeidet presenteres en kromatografisk metode som muliggjør en fullautomatisk analyse av enzymaktiviteten til MCM i celleekstrakter. Ved hjelp av en cellemodell viser vi hvordan vitamin B12 omsettes i cellen og hvilke reguleringsmekanismer som har betydning for aktiviteten til begge vitamin B12-avhengige enzymer under betingelser som fremkaller metabolsk stress både i form av lystgass-indusert vitamin B12-mangel og høy konsentrasjon av Hcy. I et klinisk arbeid vurderes effekten av preventiv og terapeutisk behandling med kvinnelige kjønnshormoner på transport og funksjon av vitamin B12. Våre funn avdekker et regulatorisk nettverk, der mangel på vitamin B12 ledsaget av enten høy intracellulær Hcy konsentrasjon eller lav metionin konsentrasjon trigget en økning i aktiviteten av vitamin B12-reseptorene på celleoverflaten og stimulerte cellulært vitamin B12-opptak. Samtidig økte aktiviteten av enzymet som syntetiserer forstadier til de respektive kofaktorene. Dette indikerer at intracellulære metabolittkonsentrasjoner kan regulere proteinsyntese og muligens genekspresjon av både reseptor og enzymer knyttet til intracellulær vitamin B12-metabolisme. Aktiviteten til begge kobalamin-avhengige enzymer er avhengig av kofaktor tilgjengelighet. Adenosylkobalamin og metylkobalamin lages av felles forstadier, og våre funn tyder på at fordelingen av kofaktor er underlagt visse lovmessigheter. Både under og etter lystgasseksponering avtegnet det seg et bilde på en koordinert omfordeling av kobalamin-kofaktorer mellom MS og MCM, der MS reaksjonen ble prioritert såfremt selve enzymet hadde evne til katalytisk aktivitet. Data fra det kliniske arbeidet støtter opp under en slik fortolkning. Kjønnshormoner påvirker vitamin B12-bindingsproteiner, og det er kjent at spesielt p-piller reduserer den totale konsentrasjonen av vitamin B12 i plasma. Resultatene fra vår studie viser at bruk av p-piller eller hormonell substitusjonsterapi ikke fører til funksjonell vitamin B12-mangel, og at lave konsentrasjoner av kobalamin og holoTC i plasma hos p-pille brukere heller tyder på en generell omfordeling av vitamin B12 i kroppen. Til sammen viser våre funn at vi må utvide vårt syn på hvordan aktiviteten av de to vitamin B12-avhengige enzymene reguleres. Samtidig har vi avdekket faktorer som kan påvirke plasmakonsentrasjoner av MMA, Hcy og holoTC og som vil kunne være til hjelp ved diagnostiske vurderinger av vitamin B12-status.