วิตามินที่ละลายในน้ำ

วิตามินที่ละลายในน้ำประกอบด้วยวิตามินบีรวมและวิตามินซี เนื่องจากวิตามินเหล่านี้ละลายในน้ำ จึงโดยทั่วไปไม่ถูกเก็บสะสมไว้ในปริมาณมาก จะถูกขับออกเมื่อมีปริมาณเกิน และต้องได้รับอย่างสม่ำเสมอจากอาหาร วิตามินบีส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของโคเอนไซม์ที่ขับเคลื่อนปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมหลัก ในขณะที่วิตามินซีทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระและโคแฟกเตอร์ของเอนไซม์ในการสังเคราะห์คอลลาเจนและปฏิกิริยาไฮดรอกซิเลชันอื่นๆ

Definition

วิตามินที่ละลายในน้ำคือจุลธาตุที่ชอบน้ำในกลุ่มวิตามินบีรวมและวิตามินซี ซึ่งส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของโคเอนไซม์หรือโคแฟกเตอร์ในการเผาผลาญอาหาร โดยทั่วไปจะไม่ถูกเก็บสะสมไว้ในปริมาณมาก และจะถูกขับออกทางปัสสาวะเมื่อได้รับในปริมาณที่เกิน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงเคมีและหน้าที่ของโคเอนไซม์ของวิตามินบีรวม (ไทอามีน, ไรโบฟลาวิน, ไนอะซิน, กรดแพนโทเทนิก, ไพริดอกซีน, ไบโอติน, โฟเลต และโคบาลามิน) และวิตามินซี รวมถึงการดูดซึม การเก็บสะสมที่จำกัด และผลกระทบทางเมแทบอลิซึมจากการขาดสารอาหารนี้ โดยถือว่าวิตามินเหล่านี้เป็นหัวข้อทางชีวเคมีและไม่ใช่แนวทางการรักษาทางคลินิก

Core questions

• วิตามินบีทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ในการเผาผลาญพลังงานและการเผาผลาญคาร์บอนเดี่ยวได้อย่างไร?
• วิตามินซีมีบทบาททางชีวเคมีอะไรบ้างนอกเหนือจากฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ?
• เหตุใดวิตามินที่ละลายในน้ำจึงต้องได้รับบ่อยกว่าวิตามินที่ละลายในไขมัน?

Key concepts

• สารตั้งต้นของโคเอนไซม์ (TPP, FAD/FMN, NAD/NADP, CoA, PLP)
• การเผาผลาญคาร์บอนเดี่ยว (โฟเลตและวิตามินบี 12)
• วิตามินซีในฐานะสารต้านอนุมูลอิสระและโคแฟกเตอร์ในการไฮดรอกซิเลชัน
• การเก็บสะสมที่จำกัดและการขับออกทางปัสสาวะ
• ปัจจัยภายใน (intrinsic factor) และการดูดซึมวิตามินบี 12
• โคเอนไซม์เอและการถ่ายโอนหมู่เอซิล

Mechanisms

วิตามินบีส่วนใหญ่จะถูกเปลี่ยนเป็นโคเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในขั้นตอนทางเคมีที่กำหนด: ไทอามีนจะกลายเป็นไทอามีนไพโรฟอสเฟตสำหรับการดีคาร์บอกซิเลชัน; ไรโบฟลาวินให้ FAD และ FMN สำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์; ไนอะซินให้ NAD และ NADP สำหรับการถ่ายโอนไฮไดรด์; กรดแพนโทเทนิกสร้างโคเอนไซม์เอสำหรับการถ่ายโอนเอซิล; ไพริดอกซีนกลายเป็นไพริดอกซาลฟอสเฟตสำหรับการเผาผลาญกรดอะมิโน; ไบโอตินนำหมู่คาร์บอกซิล; และโฟเลตกับวิตามินบี 12 ทำงานร่วมกันในการถ่ายโอนคาร์บอนเดี่ยวซึ่งเป็นพื้นฐานของการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์และเมไทโอนีน วิตามินซีบริจาคอิเล็กตรอนในฐานะสารรีดิวซ์ เพื่อสร้างสารต้านอนุมูลอิสระอื่นๆ ขึ้นใหม่ และทำหน้าที่เป็นโคแฟกเตอร์สำหรับโพรลิลและไลซิลไฮดรอกซิเลสในการเจริญของคอลลาเจน เนื่องจากวิตามินเหล่านี้ละลายในน้ำ ส่วนเกินจึงถูกขับออกไปเป็นส่วนใหญ่แทนที่จะถูกเก็บสะสม

Clinical relevance

การขาดวิตามินที่ละลายในน้ำแต่ละชนิดทำให้เกิดกลุ่มอาการทางชีวเคมีที่สามารถระบุได้ เช่น โรคเหน็บชา (ไทอามีน), โรคเพลลากรา (ไนอะซิน), ภาวะโลหิตจางเม็ดเลือดแดงใหญ่ (โฟเลตหรือวิตามินบี 12) และโรคลักปิดลักเปิด (วิตามินซี) ข้อมูลนี้อธิบายความสัมพันธ์เหล่านี้เพื่อการอ้างอิงและการศึกษา และไม่ได้เสนอเกณฑ์การวินิจฉัย ปริมาณยา หรือคำแนะนำในการรักษา

Epidemiology

การขาดโฟเลตและวิตามินบี 12 เป็นสาเหตุสำคัญของภาวะโลหิตจาง และสำหรับโฟเลตยังเป็นสาเหตุของความบกพร่องของท่อประสาท ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้นโยบายการเสริมสร้างอาหารในหลายประเทศ; การขาดไทอามีนและไนอะซินยังคงมีอยู่ภายใต้บริบททางโภชนาการและทางคลินิกที่เฉพาะเจาะจง การกระจายตัวของโรคจะกล่าวถึงในหัวข้อการขาดและพิษ

Evidence & guidelines

ปริมาณอ้างอิงสำหรับวิตามินบีถูกกำหนดภายใต้กรอบการบริโภคอ้างอิงทางโภชนาการ (IOM, 1998) และสำหรับวิตามินซีพร้อมกับสารต้านอนุมูลอิสระอื่นๆ (IOM, 2000) บัญชีชีวเคมีแบบบูรณาการปรากฏในตำรามาตรฐาน (Ross et al., 2014)

History

วิตามินบีถูกแยกออกจากสิ่งที่เคยคิดว่าเป็นปัจจัยที่ละลายในน้ำเพียงชนิดเดียวอย่างต่อเนื่อง เมื่อโรคเหน็บชาและโรคเพลลากราถูกระบุว่าเกิดจากการขาดไทอามีนและไนอะซินในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 วิตามินซีถูกระบุผ่านปัญหาโรคลักปิดลักเปิดในลูกเรือที่มีมานาน และถูกแยกออกมาเป็นกรดแอสคอร์บิก ซึ่งเป็นการเติมเต็มแผนที่ชีวเคมีเบื้องต้นของวิตามินที่ละลายในน้ำ

Debates

การเสริมวิตามินที่ละลายในน้ำในปริมาณสูงให้ประโยชน์นอกเหนือจากการป้องกันการขาดสารอาหารหรือไม่?

เนื่องจากส่วนเกินส่วนใหญ่ถูกขับออกไป คุณค่าของการบริโภคที่สูงกว่าความต้องการสำหรับวิตามินซีและวิตามินบีหลายชนิดในประชากรที่ได้รับสารอาหารครบถ้วนอยู่แล้วยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน โดยหลักฐานจากการทดลองมักไม่สอดคล้องกัน

Seminal works

• iom-bvit-1998
• iom-vitc-2000

Frequently asked questions

เหตุใดวิตามินที่ละลายในน้ำจึงต้องบริโภคบ่อยกว่าวิตามินที่ละลายในไขมัน?

เนื่องจากวิตามินเหล่านี้ไม่ถูกเก็บสะสมไว้ในปริมาณมากและส่วนเกินจะถูกขับออกทางปัสสาวะ ร่างกายจึงมีปริมาณสำรองน้อยกว่า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องได้รับจากอาหารอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาสถานะที่เพียงพอ

วิตามินบีส่วนใหญ่มีอะไรที่เหมือนกันทางชีวเคมี?

วิตามินบีส่วนใหญ่เป็นสารตั้งต้นของโคเอนไซม์ที่ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเฉพาะในการเผาผลาญพลังงานและการถ่ายโอนคาร์บอนเดี่ยว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการขาดวิตามินเหล่านี้จึงรบกวนเส้นทางเมแทบอลิซึมหลัก