Metabolizm folianów – rola i znaczenie w opiece okołokoncepcyjnej. Aktywny folian vs. syntetyczna forma kwasu foliowego

Foliany mają kluczowe znaczenie dla życia jako składnik i katalizator niezbędnych reakcji biochemicznych, w szczególności poprzez ich centralną rolę w metabolizmie nukleotydów w syntezie DNA i procesach metylacji związanych z imprintingiem i epigenezą [1]. Foliany są niezbędne dla prawidłowego rozwoju ciąży. Niedobór witaminy B9 u kobiety w ciąży może skutkować poronieniem, przedwczesnym porodem, małą masą urodzeniową dziecka lub też prowadzić do rozwoju wad cewy nerwowej [2]. 
Powszechnie uznaną praktyką jest stosowanie syntetycznego kwasu foliowego u kobiet w okresie przedkoncepcyjnym. Występują jednak pewne różnice w metabolizowaniu kwasu foliowego u różnych osób, wynikające z indywidualnych predyspozycji genetycznych i środowiskowych.

Programowanie epigenetyczne i metylacja

Nutrigenomika jest nauką zajmującą się badaniem wpływu składników pokarmowych na ekspresję genów oraz przemiany metaboliczne. Bada ona różnice genetyczne, które mogą wpływać na procesy trawienia, wchłaniania, metabolizmu czy odpowiedzi komórkowej na składniki odżywcze [3].
Epigenetyka jest nauką, która wyjaśnia wpływ czynników zewnętrznych na ekspresję genów. Analiza molekularnych mechanizmów działania bioaktywnych składników diety wskazuje, że są one metabolizowane w zróżnicowany sposób ze względu na występowanie różnych polimorfizmów genetycznych [5]. Epigenetyka to badanie dziedzicznych i stabilnych zmian w ekspresji genów, które zachodzą w wyniku zmian w chromosomie, a nie w sekwencji DNA. Mimo że mechanizmy epigenetyczne nie zmieniają bezpośrednio sekwencji DNA, mogą regulować ekspresję genów poprzez chemiczne modyfikacje zasad DNA [6]. Jednym ze sposobów znakowania epigenetycznego jest metylacja.
Metylacja to uniwersalny proces biochemiczny, który polega na kowalencyjnym przyłączeniu grup metylowych do różnych celów molekularnych, w tym neuroprzekaźników, lipidów, białek i DNA. Jest procesem zaangażowanym m.in. w detoksykację organizmu, regulację ekspresji genów, wzrost, regenerację, rozkład neuroprzekaźników, tworzenie komórek odpornościowych, eliminację histaminy czy budowę ścian komórkowych. Enzymy przenoszące grupę metylową to metylotransferazy wykorzystujące S-adenozylometioninę (SAM) jako donor [7]. Dostępność S-adenozylometioniny i grup metylowych jest uzależniona od metabolizmu folianów [8].

Rola folianów i ich metabolizm

Foliany stanowią bardzo liczną grupę związków zaliczanych do witamin z grupy B. Różnią się między sobą stanem utlenienia pierścienia pirazynowego, rodzajem jednowęglowych fragmentów oraz liczbą reszt kwasu glutaminowego. Foliany występujące naturalnie w żywności to w większości związki pteroilopoliglutaminowe, podczas gdy najczęściej występujący w suplementach syntetyczny kwas foliowy jest pteroilomonoglutaminianem. 5-metylenotetrahydrofolian (5-MTHF), naturalnie występujący w żywności, również występuje w formie monoglutaminianu. Dodatkowo naturalne foliany to cząsteczki zredukowane, a syntetyczny kwas foliowy jest utlenioną formą folianów. Różnice w budowie chemicznej przedstawia rycina 2.

Foliany mają kluczowe znaczenie w rozwoju neurologicznym, są niezbędne do syntezy de novo puryn [9]. Niewystarczająca ilość puryn może powodować błędy w replikacji DNA, co prowadzi do mutacji i nieprawidłowości chromosomalnych. 
Puryny są również niezbędne do produkcji RNA. Guanozyna jest puryną potrzebną do produkcji GTP, prekursora tetrahydrobiopteryny BH4 [10]. BH4 z kolei jest niezbędny do produkcji wielu ważnych cząsteczek odpowiedzialnych za regulację i komunikację komórkową, w tym tlenku azotu i neuroprzekaźników monoaminowych takich jak dopamina, serotonina czy noradrenalina [11]. 
Adenozyna jest puryną, która jest prekursorem ATP (nośnik energii komórki) i jest niezbędna do funkcjonowania mitochondriów. ATP nie tylko przenosi energię wytwarzaną przez mitochondria, ale także reguluje ich funkcję. Zatem dostępność ATP jest niezbędna do metabolizmu komórkowego. Wykazano też, że suplementacja folianów może znacznie poprawić funkcję mitochondriów [12].
Głównym źródłem folianów dla człowieka jest pokarm, a ich niewielkie ilości potrafi syntezować mikroflora jelitowa [13]. Foliany są syntezowane głównie przez Bifidobacterium, Prevotella i niektóre szczepy z rodzaju Lactobacillus [14]. 
Komórki ssaków nie potrafią samodzielnie syntezować folian...