Vitamin b12 là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa và cấu trúc hóa học của vitamin B12

Vitamin B12, còn gọi là cobalamin, là một loại vitamin tan trong nước thuộc nhóm B-complex, đóng vai trò thiết yếu trong chuyển hóa tế bào, tạo máu, duy trì hệ thần kinh và tổng hợp DNA. Đây là loại vitamin duy nhất trong cơ thể chứa nguyên tử kim loại cobalt ở trung tâm phân tử.

Cấu trúc hóa học của vitamin B12 rất đặc biệt, với vòng corrin bao quanh ion cobalt. Từ đó hình thành nên các dẫn xuất như methylcobalamin hoặc adenosylcobalamin. Cấu trúc phân tử điển hình như sau:

$\text{C}_{63}\text{H}_{88}\text{CoN}_{14}\text{O}_{14}\text{P}$

Phân tử này có trọng lượng phân tử khoảng 1.355 g/mol và được coi là một trong những phân tử vitamin lớn và phức tạp nhất. Bản thân sự tổng hợp nhân tạo của vitamin B12 là một trong những kỳ tích trong lịch sử hóa học hữu cơ hiện đại.

Bảng tóm tắt đặc điểm hóa học chính:

Đặc điểm	Giá trị
Công thức phân tử	C63H88CoN14O14P
Nguyên tử trung tâm	Cobalt (Co)
Khối lượng phân tử	~1355 g/mol
Dạng tồn tại phổ biến	Cyanocobalamin, methylcobalamin, hydroxocobalamin

Các dạng tồn tại và sinh học hoạt động của vitamin B12

Vitamin B12 tồn tại trong tự nhiên và trong thực phẩm bổ sung ở nhiều dạng hóa học khác nhau. Trong số đó, chỉ có bốn dạng có hoạt tính sinh học được sử dụng trong cơ thể người: methylcobalamin, adenosylcobalamin, hydroxocobalamin và cyanocobalamin. Hai dạng đầu tiên là dạng hoạt động chính trong các phản ứng enzyme.

Methylcobalamin tham gia vào quá trình methyl hóa trong tế bào chất, trong khi adenosylcobalamin hoạt động trong ty thể để chuyển hóa acid béo chuỗi lẻ và một số acid amin. Hydroxocobalamin thường được sử dụng trong tiêm tĩnh mạch do khả năng lưu giữ lâu hơn trong huyết tương. Cyanocobalamin là dạng tổng hợp phổ biến trong viên uống và thực phẩm bổ sung.

Các dạng này có thể được chuyển đổi qua lại tùy theo yêu cầu sinh học. Quá trình chuyển hóa xảy ra chủ yếu ở gan, nơi vitamin B12 được tích trữ và tái phân phối. Theo Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH), khoảng 50–90% lượng B12 được dự trữ ở gan dưới dạng adenosylcobalamin hoặc hydroxocobalamin.

• Methylcobalamin: Dạng hoạt tính trong quá trình tổng hợp methionine
• Adenosylcobalamin: Dạng hoạt tính trong quá trình chuyển hóa acid béo
• Hydroxocobalamin: Dạng được sử dụng phổ biến trong tiêm B12
• Cyanocobalamin: Dạng tổng hợp bền, thường dùng trong thực phẩm chức năng

Chức năng sinh lý và cơ chế hoạt động

Vitamin B12 là đồng yếu tố cho hai enzyme quan trọng trong cơ thể người: methionine synthase (hoạt động trong tế bào chất) và methylmalonyl-CoA mutase (hoạt động trong ty thể). Những enzyme này tham gia vào các quá trình trao đổi chất cốt lõi.

Một trong những vai trò sinh học then chốt là chuyển đổi homocysteine thành methionine, một amino acid thiết yếu cần thiết cho tổng hợp protein và DNA. Đồng thời, B12 còn giúp tái tạo tetrahydrofolate từ 5-methyltetrahydrofolate – một bước trung gian quan trọng trong chu trình folate.

Vai trò sinh học nổi bật:

• Tổng hợp DNA trong tế bào phân chia nhanh như tế bào tủy xương
• Biến dưỡng homocysteine và duy trì mức methionine ổn định
• Ổn định hệ thần kinh, tạo bao myelin quanh dây thần kinh
• Tham gia chu trình Krebs qua phản ứng chuyển hóa succinyl-CoA

Khi thiếu vitamin B12, chu trình methyl hóa bị gián đoạn, gây tích tụ homocysteine – một yếu tố nguy cơ của bệnh tim mạch. Đồng thời, DNA không được tổng hợp hiệu quả dẫn đến thiếu máu hồng cầu khổng lồ (megaloblastic anemia).

Hấp thu, vận chuyển và lưu trữ trong cơ thể

Quá trình hấp thu vitamin B12 đòi hỏi một chuỗi phản ứng sinh hóa tinh vi. Trước tiên, B12 được giải phóng khỏi protein thực phẩm nhờ acid dạ dày và pepsin. Sau đó, nó liên kết tạm thời với haptocorrin (R-protein) rồi chuyển sang gắn với yếu tố nội tại (intrinsic factor – IF) tiết ra bởi tế bào thành dạ dày.

Phức hợp B12–IF đi qua dạ dày đến hồi tràng (ileum) nơi nó được hấp thu vào tế bào ruột thông qua thụ thể chuyên biệt. Bên trong tế bào ruột, B12 tách khỏi IF, liên kết với transcobalamin II và được đưa vào máu để phân phối đến mô và các cơ quan.

Bảng tổng hợp quá trình hấp thu:

Giai đoạn	Vị trí	Chất mang
Giải phóng khỏi thực phẩm	Dạ dày	Acid HCl + Pepsin
Gắn tạm thời	Dạ dày	Haptocorrin (R-protein)
Gắn với yếu tố nội tại	Dạ dày – ruột non	Intrinsic Factor
Hấp thu	Hồi tràng (ileum)	Thụ thể IF tại màng tế bào

Sau khi vào máu, vitamin B12 được phân bố đến tủy xương, hệ thần kinh và chủ yếu dự trữ tại gan. Tổng lượng B12 trong cơ thể người dao động khoảng 2–5 mg, trong đó 50–80% tập trung tại gan. Cơ thể có thể dự trữ B12 đủ dùng trong 3–5 năm mà không cần nạp thêm nếu dự trữ ban đầu đầy đủ.

Nguyên nhân và hậu quả của thiếu hụt vitamin B12

Thiếu hụt vitamin B12 là tình trạng phổ biến nhưng dễ bị bỏ qua do triệu chứng diễn biến âm thầm. Nguyên nhân chính thường không phải do thiếu trong khẩu phần ăn, mà là do rối loạn hấp thu ở đường tiêu hóa. Đặc biệt ở người cao tuổi và bệnh nhân mắc các bệnh lý dạ dày – ruột.

Một số nguyên nhân cụ thể bao gồm:

• Thiếu yếu tố nội tại (intrinsic factor) do viêm teo niêm mạc dạ dày hoặc bệnh Biermer
• Phẫu thuật cắt dạ dày hoặc hồi tràng
• Hội chứng kém hấp thu (bệnh Crohn, Celiac)
• Dùng thuốc kéo dài như metformin hoặc thuốc ức chế proton
• Chế độ ăn thuần chay không bổ sung B12

Hậu quả của thiếu vitamin B12 có thể nghiêm trọng và không hồi phục nếu kéo dài. Các biểu hiện lâm sàng bao gồm:

• Thiếu máu hồng cầu khổng lồ (megaloblastic anemia)
• Viêm dây thần kinh ngoại biên, tê bì, yếu cơ
• Suy giảm trí nhớ, lú lẫn, trầm cảm
• Tổn thương tủy sống hậu bên (subacute combined degeneration)

Một số nghiên cứu còn cho thấy mối liên hệ giữa thiếu B12 và tăng nồng độ homocysteine – yếu tố nguy cơ độc lập của bệnh tim mạch và đột quỵ.

Nhu cầu khuyến nghị và nguồn cung cấp

Nhu cầu vitamin B12 thay đổi theo độ tuổi và tình trạng sinh lý. Theo Dịch vụ Y tế Quốc gia Vương quốc Anh (NHS) và NIH, nhu cầu trung bình mỗi ngày là:

Đối tượng	Nhu cầu B12 (mcg/ngày)
Trẻ em 1–8 tuổi	0.9–1.2
Thanh thiếu niên và người lớn	2.4
Phụ nữ mang thai	2.6
Phụ nữ cho con bú	2.8

Các nguồn cung cấp B12 chủ yếu có nguồn gốc động vật. Vitamin B12 gần như không tồn tại trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật, trừ khi được tăng cường nhân tạo.

• Thịt đỏ, gan, nội tạng động vật
• Hải sản như cá hồi, cá ngừ, ngao
• Trứng và các sản phẩm từ sữa
• Ngũ cốc ăn sáng tăng cường B12
• Viên uống bổ sung B12, viên sủi, thuốc tiêm

Đối tượng nguy cơ cao thiếu hụt vitamin B12

Một số nhóm dân số có nguy cơ thiếu vitamin B12 cao hơn người bình thường. Việc nhận diện đúng nhóm đối tượng nguy cơ có ý nghĩa quan trọng trong công tác dự phòng và sàng lọc.

Các đối tượng nguy cơ bao gồm:

• Người cao tuổi: Giảm tiết acid dạ dày và yếu tố nội tại theo tuổi
• Người ăn chay trường và thuần chay: Không tiêu thụ nguồn động vật
• Bệnh nhân dạ dày – ruột: Sau phẫu thuật bariatric, viêm dạ dày tự miễn, cắt hồi tràng
• Người dùng thuốc: Metformin, thuốc kháng acid, thuốc ức chế bơm proton (PPI)
• Người nghiện rượu: Giảm hấp thu và tăng mất vitamin qua thận

Theo Mayo Clinic, khoảng 10–20% người trên 60 tuổi có biểu hiện thiếu B12 ở mức độ từ nhẹ đến trung bình.

Chẩn đoán và điều trị thiếu vitamin B12

Chẩn đoán thiếu hụt vitamin B12 thường bắt đầu từ định lượng B12 huyết thanh. Tuy nhiên, chỉ số này có thể không phản ánh đúng tình trạng chức năng. Do đó, xét nghiệm methylmalonic acid (MMA) và homocysteine được dùng bổ sung để xác định thiếu B12 ở cấp tế bào.

Những xét nghiệm hỗ trợ khác bao gồm:

• MCV (Mean Corpuscular Volume): Tăng trong thiếu máu hồng cầu khổng lồ
• Xét nghiệm yếu tố nội tại và kháng thể kháng tế bào thành dạ dày

Điều trị thiếu B12 tùy theo nguyên nhân:

• Thiếu do hấp thu kém: Tiêm B12 dưới da hoặc tĩnh mạch (hydroxocobalamin 1 mg/lần, mỗi tuần 1–2 lần)
• Thiếu do ăn uống: Viên uống cyanocobalamin (500–1000 mcg/ngày) hoặc viên ngậm dưới lưỡi
• Thiếu kéo dài: Có thể điều trị duy trì bằng liều uống định kỳ suốt đời

Đáp ứng điều trị được đánh giá qua lâm sàng (hết tê tay, cải thiện máu, giảm mệt mỏi) và xét nghiệm (giảm homocysteine, tăng B12 huyết thanh).

Ngộ độc và tác dụng phụ khi dùng liều cao

Vitamin B12 là vitamin tan trong nước, phần dư sẽ được bài tiết qua nước tiểu nên nguy cơ tích lũy gây độc là rất thấp. Chưa có mức ngưỡng trên (UL – Upper Intake Level) nào được thiết lập cho B12 bởi NIH.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp cá biệt, người dùng có thể gặp phản ứng phụ nhẹ như:

• Mẩn đỏ tại chỗ tiêm
• Đau đầu, buồn nôn
• Tăng nhẹ mức acid uric hoặc kali huyết

Việc tự ý tiêm B12 liều cao hoặc dùng bổ sung không kiểm soát không được khuyến khích nếu không có chỉ định y khoa rõ ràng. Tốt nhất nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi dùng dài hạn.

Tài liệu tham khảo

• National Institutes of Health – Office of Dietary Supplements. (2022). Vitamin B12 Fact Sheet for Health Professionals.
• National Health Service (UK). (2023). Vitamins and Minerals - Vitamin B.
• Mayo Clinic. (2024). Vitamin B12: Overview, Dosage, and Side Effects.
• MedlinePlus, U.S. National Library of Medicine. (2023). Vitamin B12.
• Allen, L. H. (2008). Causes of vitamin B12 and folate deficiency. Food and Nutrition Bulletin, 29(2_suppl1), S20–S34.