С момента открытия фолатов в 1940-х годах и по настоящее время идет накопление информации об их роли в формировании здоровья человека. Особое место отводится фолатам в поддержании здоровья женщин репродуктивного возраста и в профилактике пороков развития плода. Название «фолиевая кислота» (ФК) связано с тем, что активное вещество впервые было выделено из листьев шпината. В настоящее время этот термин объединяет группу соединений на основе птероилглутаминовой кислоты. Соединения, содержащие ядро птероевой кислоты, объединены термином «фолаты»; соединения, обладающие действием, подобным тетрагидроптероилглутаминовой кислоте – термином «фолацин» [1, 2].
ФК (витамин B9) является водорастворимым витамином группы B, который участвует в одноуглеродном обмене, функционируя как акцептор или донор одноуглеродных групп. 5-метилтетрагидрофолат (5-метилТГФ), (6S)-5-метилТГФ или 1-5-метилТГФ – наиболее распространенная форма фолатов в растениях [3], в плазме [4] и цельной крови человека [5]. В сыворотке крови или в эритроцитах фолат содержится на 95–98% в форме 5-метилТГФ [2, 5].
Различные формы фолатов и их биологическая роль
Фолаты играют решающую роль во время роста и деления клеток. Они участвуют в синтезе de novo тимидилата и пуриновых нуклеотидов, в доставке метильных групп. 5-метил-TГФ передает метильную группу гомоцистеину (ГМЦ), который превращается в метионин и далее в S-аденозилметионин – основной метильный донор в клетке. Метилирование ГМЦ опосредуется витамин B12-зависимым ферментом-метионин-синтазой. 5-метилТГФ образуется из восстановления метилен-ТГФ в реакции, протекающей при участии никотинамидадениндинуклеотидфосфата, которая катализируется метилентетрагидрофолатредуктазой (MTHFR) [2].
Дефицит фолата вызывает широкий спектр заболеваний, таких как анемия, депрессия, осложнения беременности и перинатальные потери. Дефицит фолата нарушает синтез и метилирование ДНК и приводит к гипергомоцистеинемии [6, 7].
Основными источниками фолата в пищевом рационе являются зеленые листовые растения. Рекомендуемое потребление фолатов для взрослых на уровне физиологической потребности составляет 400 мкг диетических эквивалентов фолата [8, 9]. Суточная доза потребления ФК для женщин репродуктивного возраста, для беременных с неотягощенным акушерским анамнезом, находится в интервале от 400 до 600 мкг в сутки; для кормящих женщин доза составляет 500 мкг [1]. Беременные и кормящие женщины имеют более высокую суточную потребность в ФК за счет активного транспорта фолатов к ребенку (через плаценту или молоко). Верхний физиологический допустимый уровень потребления – 1000 мкг/сутки. Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 400 мкг/сутки по данным НИИ питания РАН [10]. В соответствии с приказом Министерства здравоохранения РФ от 1 ноября 2012 г. N 572н «Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи по профилю «акушерство и гинекология» (за исключением использования вспомогательных репродуктивных технологий)», в процессе ведения беременности при ее физиологическом течении рекомендуется прием не более 400 мкг/сутки ФК на протяжении 1-го триместра беременности [11].
Фолаты как группа соединений химически неоднородна, они различаются наличием одноуглеродного заместителя, количеством полиглутаматных остатков и состоянием окисления химической структуры (природные фолаты находятся в восстановленной форме) [1].
ФК представляет собой синтетическую окисленную форму витамина, которая не встречается в свежей натуральной пище. ФК не имеет физиологической функции в организме, то есть не является метаболически активным соединением. Химически синтезированная ФК претерпевает в организме следующие изменения: восстановление до дигидрофолата, а затем до тетрагидрофолата. Последний встраивается в фолатный цикл и функционирует как сопутствующий кофактор и источник метильных групп в клетке. В отличие от естественных форм фолатов в рационе, ФК более устойчива при воздействии температуры, что и обусловливает ее широкое использование в составе биологически активных добавок и для обогащения пищевых продуктов [12]. В связи с тем, что 5-метилТГФ является биологически активной формой, при дополнительном экзогенном поступлении он легко абсорбируется и утилизируется организмом [13]. Для этого вещества не установлен верхний допустимый уровень потребления [12].
Метафолин – синтетическое производное, созданное на базе 5-метилТГФ. Единственное различие между метафолином и 5-метилТГФ – присутствие иона кальция. Метафолин представляет собой кальциевую соль 5-метилТГФ, которая в организме полностью диссоциирует на ионы кальция и 5-метилТГФ.
Следует отметить также роль других микронутриентов, которые принимают участие в функционировании цикла ФК/метионина: витамины B6, B1 и B2, бетаин и/или холин. Эти вещества взаимосвязаны с метаболизмом фолатов и могут влиять на риск формирования дефектов нервной трубки у плода [2].
Биомаркеры фолатного статуса.
Для оценки обеспеченности организма ФК применяются два показателя – концентрация фолатов в крови и концентрация фолатов в эритроцитах. Первый показатель зависит от недавнего потребления фолатов, которое может колебаться при изменении диеты, поэтому он относится к краткосрочным индикаторам. Концентрация фолата в эритроцитах является долгосрочным индикатором в связи с тем, что эритроциты, продолжительность жизни которых составляет 120 дней, накапливают фолат только в процессе эритропоэза [14]. По данным ВОЗ дефицит фолата может определяться по концентрации в сыворотке/плазме и соответствует уровню <10 нмоль/л в плазме или уровню в эритроцитах <340 нмоль/л. Также фактором, подтверждающим дефицит фолатов, может быть высокая концентрация ГМЦ.
Проведены исследования по изучению зависимости доза-ответ между потреблением фолатов (диетические фолаты плюс ФК) и уровнями биомаркеров фолатного статуса у женщин репродуктивного возраста, женщин во время беременности и кормления [15]. По данным Wald и соавт. [16], у женщин в возрасте 20–35 лет увеличение потребления фолатов (пищевых плюс ФК) на 100 мкг/день статистически значимо увеличивает концентрацию фолатов в сыворотке на 0,94 мкг /л. По данным Lamers и соавт. [17], добавление 100 мкг 5-метилTГФ к рациону в течение 24 недель приводит к повышению содержания фолата в плазме крови на 9,6 нмоль/л. Удвоение общего потребления фолатов (пищевых плюс ФК) увеличивает концентрацию фолата в сыворотке и эритроцитах на 47 и 23% соответственно и снижает концентрацию ГМЦ в плазме на 7% [15]. Таким образом, по результатам вышеприведенных исследований, прием 5-метил TГФ дает более значимый прирост сывороточной концентрации фолатов.
Витаминный статус матери является основным детерминантом витаминного статуса новорожденного. 5-метилТГФ является основной формой фолата в пуповинной крови (в среднем 89,4% общего фолата), концентрация которого примерно в два раза выше, чем в материнской сыворотке (средняя 35,8 против 15,6 нмоль/л). Предполагается, что экзогенное дополнительное поступление в организм матери именно 5-метилTГФ во время беременности может стать непосредственным источником фолата, который транспортируется к плоду [4].
Генетический полиморфизм в фолатном цикле
Полиморфизм одного нуклеотида 677C→T в гене MTHFR определяется у 10–22% популяции в Европе. Лица, гомозиготные по этому полиморфизму (генотип ТТ), имеют более высокие концентрации ГМЦ [1, 18] и более низкие концентрации фолатов (в плазме или цельной крови), а беременные женщины имеют повышенный риск рождения ребенка с дефектами нервной трубки [19]. Более высокий фолатный статус стабилизирует мутированный фермент и увеличивает его активность за счет увеличения сродства фермента к его коферменту – аденин динуклеотид флавину [20].
Молодые женщины с генотипом MTHFR 677TT более склонные к фолатному истощению, что было показано как в краткосрочных [18], так и в долгосрочных исследованиях (3 месяца) [21]. Лица с генотипом ТТ также демонстрируют меньший отклик на дополнительный прием фолатов по сравнению с лицами, имеющими генотип CC [18, 21]. Концентрации ГМЦ оставались выше, а уровень фолатов ниже в плазме крови у женщин с ТТ генотипом по сравнению с генотипом CC после приема ФК в равном количестве [21], что указывает на то, что генотип MTHFR играет определяющую роль в получении результата при дополнительном назначении ФК.
В совокупности полиморфизмы (полиморфизм дигидрофолатредуктазы (DHFR) 19-bp делеции; полиморфизм 1958G→A в MTHFD1; полиморфизм в серингидроксиметилтрансферазе) в фолатном цикле [1, 18] предрасполагают к более высокому риску врожденных дефектов, особенно при низком фолатном статусе матери. Вероятно, эффект полиморфизмов снижается при более высокой обеспеченности организма матери фолатами. Имеющиеся данные убедительно свидетельствуют, что дефицит фолата и дополнительный прием ФК могут иметь различные метаболические эффекты в генетически восприимчивом подмножестве населения (например, носители MTHFR TT) [18, 21]. Этот эффект может быть связан с ограниченной доступностью активного фолата. Прямое введение 5-метилTГФ имеет определенные преимущества, поскольку данное вещество физиологично и не нуждается в метаболических превращениях в организме.
Фармакокинетические преимущества 5-метилТГФ
Доза, форма и продолжительность приема фолатов для профилактики дефектов нервной трубки является предметом дискуссии в течение нескольких лет. Активно развивается медицинское применение оральных контрацептивов в сочетании с 5-метилТГФ. Такая лекарственная форма в том числе снижает риск развития дефектов нервной трубки у детей, рожденных женщинами, забеременевшими вскоре после отмены контрацептива [22].
Проведено сравнительное изучение динамики содержания фолатов в плазме и эритроцитах у пациенток при дополнительном экзогенном добавлении в рацион в течение 16 недель различных экзогенных форм фолатов: 453 нмоль/день диетического фолата, или эквимолярной дозы экзогенной ФК, или биологически активного 5-метилТГФ. Увеличение концентрации ФК в плазме и эритроцитах, наблюдаемое на фоне повышения экзогенного поступления диетического фолата, было меньше, чем на фоне приема ФК в виде препарата или 5-метилТГФ. Именно 5-метилТГФ, а не ФК, рекомендуется в качестве эталона для оценки биодоступности диетических (пищевых) фолатов [23].
Lamers и соавт. [24] провели сравнительное исследование у 144 молодых женщин с назначением в сутки 400 мкг ФК, 416 мкг 5-метилTГФ, 208 мкг 5-метилТГФ или плацебо в течение 24 недель. Концентрации ГМЦ плазмы и ФК измеряли через 4-недельные интервалы. Увеличение общего уровня фолатов и снижение уровня ГМЦ в плазме наблюдалось через 4 недели после начала исследования. Плазменный уровень фолата через 8 недель продемонстрировал дальнейший рост, при этом уровень ГМЦ не снижался. Величина снижения уровня ГМЦ в плазме в группах, получавших 208 мкг 5-метилТГФ или 400 мкг ФК, была сопоставимой. Снижение уровня ГМЦ на фоне применения 400 мкг ФК и 416 мкг 5-метилТГФ относительно группы плацебо после корректировки по базовой концентрации составило соответственно 15 и 19% (P>0,05) [24].
Особый интерес представляет исследование, проводившееся в течение 16 недель у лактирующих женщин, которым назначался 5-метилТГФ в дозе 416 мкг/день, или ФК в дозе 400 мкг/день, или плацебо. Средняя концентрация ФК в эритроцитах на фоне приема 5-метилTГФ (2178 нмоль/л) была выше, чем при приеме собственно ФК (1967 нмоль/л, P<0,05) или плацебо (1390 нмоль/л, P<0,002). После родов все женщины во всех трех группах находились в стадии истощения фолатного статуса, который измерялся по содержанию ФК в эритроцитах. Установлено, что в группе приема 5-метилТГФ определялись более высокие концентрации фолата в плазме [25], что способствовало улучшению фолатного статуса в организме после родов.
Таким образом, по результатам фармакокинетических исследований 5-метилТГФ обладает большей биодоступностью по сравнению с ФК, поскольку является природным веществом, которое не нуждается в дополнительном метаболическом превращении для активации и функционирования в организме.
В сравнительном исследовании у пациентов с различными генотипами изучали фармакокинетические параметры при приеме в равных дозах ФК и 5-метилТГФ (рисунок). Оказалось, что величина значения максимальной концентрации, площадь под фармакокинетической кривой при приеме 5-метилТГФ была выше, чем при приеме ФК у пациентов с генотипом ТТ. Но кроме этого, аналогичные результаты были получены и у пациентов с генотипом СС. Наряду с этим скорость достижения максимальной концентрации как у пациентов с генотипом ТТ, так и у пациентов с генотипом СС была выше при приеме 5-метилТГФ. Таким образом, результаты исследования показали, что вне зависимости от генотипа 5-метилТГФ в однократной дозировке обладает большей биодоступностью, чем ФК в такой же дозировке [26].
Фолатный статус и риск неонатальных дефектов нервной трубки
Низкое потребление диетического фолата является основным фактором, определяющим низкие концентрации ФК в сыворотке или эритроцитах и высокие концентрации ГМЦ в плазме. Дефицит фолата является причиной целого ряда врожденных пороков развития плода [27]. Риск дефектов нервной трубки имеет прямую корреляцию с низким потреблением фолатов [28], низкой плазменной концентрацией ФК, низкой концентрацией ФК в эритроцитах у беременных женщин. Высокая плазменная концентрация ФК≥16,0 нмоль/л (или ФК в эритроцитах >906 нмоль/л) коррелирует с минимальным риском пороков развития плода [29]. Известно, что во время физиологической беременности концентрация фолата в плазме и эритроцитах снижается [30].
В проспективном исследовании были отобраны образцы материнской крови у 81 женщины, беременность которых закончилась рождением плода с дефектом нервной трубки, и у 247 беременных женщин в качестве контроля. По сравнению с контрольной группой у женщин, родивших детей с дефектом нервной трубки, были обнаружены более низкие концентрации фолата в плазме во время беременности (7,9 против 10,4 нмоль/л, P=0,002) [31].
Согласно рекомендациям L.E. Daly и соавт. [31], в прегравидарный период целевой уровень сывороточного фолата должен быть выше, чем 16,0 нмоль/л. Установлено, что средний уровень фолатов сыворотки на фоне дополнительного приема 400 мкг ФК или 5-метилТГФ в течение 12 недель составляет приблизительно 50 нмоль/л [24], что оптимально для профилактики дефекта нервной трубки [16].
Из-за ограниченного временного окна для профилактики дефектов нервной трубки во время беременности для обеспечения целевого уровня фолатов в плазме крови/эритроцитах необходим дополнительный прием фолатов женщинами в период прегравидарной подготовки. Женщины детородного возраста должны получать по меньшей мере 400 мкг фолатов в форме ФК либо 5-метилТГФ в сутки в течение как минимум 4 недель до и в течение 12 недель после зачатия, чтобы снизить риск рождения ребенка с дефектом нервной трубки [32].
Фолатный статус и риск других врожденных аномалий
Адекватная обеспеченность организма матери фолатами приводит к снижению частоты рождения детей с пороками сердца [33] и орофациальными расщелинами [34]. Например, частота тяжелых врожденных пороков сердца снизилась на 6,2% в год после начала программы по повышению фолатного статуса женщин детородного возраста в Канаде [35]. Однако не все исследования выявили связь между снижением риска орофациальных расщелин дополнительным применением ФК женщинами в период беременности [36]. Предупреждение орофациальных расщелин может иметь дозозависимый характер, поскольку исследования с использованием более высоких доз ФК (5–10 мг) обнаружили профилактический эффект [37], тогда как исследования с использованием более низких доз такого эффекта не выявили [38]. Также выявлена значимая дозозависимая взаимосвязь между потреблением ФК и профилактикой рождения маловесных детей [39]. Повышенная концентрация в плазме крови ГМЦ коррелировала с низкой концентрацией фолатов во время беременности и ассоциировалась с преждевременными родами и низким весом детей при рождении, а также с осложнениями беременности или спонтанным абортом [40–42]. В ряде исследований продемонстрировано, что дополнительный прием ФК положительно связан с весом ребенка при рождении и в случае наступления преждевременных родов недоношенные дети могут рождаться с большим весом [1, 2].
Рекомендуемое суточное потребление фолатов. Стратегии предотвращения неонатальных дефектов нервной трубки
Среднее пищевое потребление фолата в европейских популяциях колеблется от 180 до 280 мкг/сутки [1, 43], что недостаточно для предотвращения фолатзависимых случаев дефектов нервной трубки. Низкое пищевое потребление фолатов связано со следующим: недостаточное употребление богатых фолатами продуктов, длительное хранение продуктов питания, снижение содержания витамина во время кулинарной обработки [1]. Кроме того, такие факторы, как курение, молодой возраст и недостаточная осведомленность о важности дополнительного приема фолатов в предгравидарной подготовке могут неблагоприятно влиять на статус фолата и повышать риск развития дефектов нервной трубки у новорожденного.
Согласно международным рекомендациям, все женщины детородного возраста должны получать 0,4–0,8 мг ФК в день, с целью снижения риска рождения ребенка с дефектом нервной трубки. Из-за ограниченного временного окна для профилактики и низкой приверженности к рекомендациям данные показатели не достигнуты в большинстве стран [44].
Для проведения рациональной предгравидарной подготовки с использованием фолатов следует учитывать фоновое потребление фолата, помолиморфизм MTHFR, фактор курения и доступное временное окно для достижения профилактических уровней сыворотки.
Имеющийся в США опыт по обогащению зерновых продуктов ФК (100 мкг на 100 г зерновых продуктов) показывает, что это приводит к повышению потребления фолатов примерно на 200 мкг/день [1]. Такая мера позволяет улучшить обеспеченность фолатами всего населения, однако желаемый уровень содержания фолатов, гарантирующий профилактику дефектов нервной трубки, в целевой группе молодых женщин не достигается [45]. Кроме того, увеличение экзогенного потребления ФК вызывает появление неметаболизированной ФК в крови [46].
Риски применения высоких доз ФК
При экзогенном поступлении высоких доз ФК возрастает количество неметаболизированной ФК в плазме крови, которая снижает цитотоксичность клеток натуральных киллеров (NK-клеток) [47]. NK-клетки считаются первой линией защиты при профилактике канцерогенеза и вирусных инфекций.
В исследованиях по изучению концентрации неметаболизированной ФК у женщин, принимающих более высокие дозы ФК (4–5 мг/день) для профилактики повторных дефектов нервной трубки, фиксировались и более высокие концентрации неметаболизированной ФК в пуповинной крови. Появления неметаболизированной ФК в пуповинной крови можно избежать, применяя не ФК, а 5-метилТГФ.
Серьезной опасностью при применении высоких доз ФК является маскировка дефицита витамина B12, что вызвано наличием общих метаболических путей этих микронутриентов. Затруднение диагностики дефицита B12 отдаляет постановку диагноза, тем самым повышая риск развития неврологических осложнений. Сравнительные характеристики имеющихся ограничений и преимуществ пищевых фолатов, 5-метилTГФ и ФК представлены в таблице [48].
Заключение
Целенаправленное применение витаминных добавок является наиболее эффективным способом увеличения потребления фолатов в целевой группе женщин детородного возраста до и во время беременности, что особенно важно в странах, которые не применяют обогащения продуктов питания фолатами, к числу которых относится и наша страна. Прием фолата как в форме ФК, так и в форме 5-метилТГФ приводит к нормализации фолатного статуса и снижению риска дефектов нервной трубки.
Метафолин (кальциевая соль L-5-метилтетрагидрофолиевой кислоты) является биологически активной формой фолата. Результаты многочисленных фармакокинетических исследований продемонстрировали, что метафолин обладает более высокой биодоступностью и, с учетом контроля биомаркеров, более эффективно, чем ФК, повышает фолатный статус у пациентов как с наличием, так и при отсутствии полиморфизма генов фолатного цикла.
