Tłumaczone przez: Dorota Lisowska

Suplement zawierający kwas foliowy Obrazek dzięki uprzejmości Olaf Brust

Eleanor Hayes, Holger Maul i Nele Freerksen starają dowiedzieć się, dlaczego kwas foliowy jest tak istotnym składnikiem diety twoich uczniów – w odniesieniu do ich obecnego życia jak i przyszłego zdrowia zakładanych przez nich rodzin.

Tragedii tej najprawdopodobniej można byłoby uniknąć, gdyby już wcześniej zaczęła przyjmować suplementy diety. Martwiącym faktem jest jednak to, jak mało młodych ludzi zdaje sobie sprawę z ważności przyjmowania kwasu foliowego i z tego, że istotnym jest włączyć do swej diety kwas foliowy co najmniej na miesiąc przed planowaną ciążą.

Każdego roku ponad 4500 ciężarnych kobiet w Unii Europejskiej dotyka dramat rozszczepu kręgosłupa i związanych z nim zaburzeń, zwanymi zbiorczo wadami cewy nerwowej (Busby et al. 2005). W samej Wielkiej Brytanii przerywa się około 85% ciąż po zdiagnozowaniu tej wady a około 150 dzieci przychodzi na świat co roku poważnie obciążonych niepełnosprawnością wywołaną rozszczepem kręgosłupa^w1.

Szacuje się, że w 75% przypadkach można byłoby uniknąć rozszczepu kręgosłupa, gdyby matka wystarczająco wcześnie zaczęła przyjmować odpowiednie dawki suplementu zawierającego kwas foliowy. Badania przeprowadzone w Europie pokazują, iż we wszystkich 18 krajach branych pod uwagę w badaniach jedynie mały procent kobiet przyjmował kwas foliowy przez zajściem w ciążę. Najwięcej kobiet przyjmujących kwas foliowy przed zapłodnieniem okazało się być w Holandii, Wielkiej Brytanii, Irlandii i Norwegii: 30-46%. We Francji, Hiszpanii, Niemczech i Włoszech znalazło się takich kobiet tylko 5% (Eurocat Folic Acid Working Group, 2005).

Obrazek dzięki uprzejmości rphotos / iStockphoto

Kwas foliowy mógłby zapobiec 75% przypadków rozszczepu kręgosłupa. Jednakże w przypadku pozostałych 25% dotkniętych ciąż sytuacja jest o wiele bardziej skomplikowana: ryzyko jest wyższe u kobiet, u których w rodzinie wystąpiły wady cewy nerwowej, również u tych , które cierpią z powodu cukrzycy jak i tych z nadwagą. Rozszczep kręgosłupa kojarzony jest z pewnymi lekami, na przykład ze środkami stosowanymi w trakcie chemioterapii lub przepisywanymi w leczeniu niektórych chorób autoimmunologicznych. Jednak niektóre z tych powikłań wiążą się z niedostatkiem kwasu foliowego w organizmie, gdyż pewne genetyczne mutacje zmniejszają zdolność przemiany kwasu foliowego, tak jak z resztą niektóre leki (np. methotrexat stosowany w kuracji reumatoidalnym zapaleniu stawów i niektórych odmianach raka).

Kwas foliowy i jego funkcja biologiczna

Kwas foliowy stanowi rozpuszczalną w wodzie witaminę B. Znany jest też pod nazwą witaminy B9. Sam kwas lub jego występująca w środowisku naturalnym postać, folacyna, są niezbędnymi składnikami w licznych procesach umysłowych. Zatem zarówno dzieci jak i dorośli potrzebują określoną ilość kwasu foliowego. Jego brak może spowodować anemię i poważne powikłania w trakcie ciąży. (Terminu „folacyna” używa się w odniesieniu do postaci kwasu występujących w organizmie a „kwasu foliowego” dla określenia form bardziej stałych, składników suplementów diety.)

Kwas foliowy. Kliknij, by powiększyć obrazek Tetrahydrofolian (THF) Obrazki za zgodą Nicoli Graf

Duże ilości folacyny możemy znaleźć w owocach, warzywach, zwłaszcza tych liściastych (takich jak szpinak i sałata), ale również w soczewicy, groszku i drożdżach piekarskichw2. Człowiek nie jest zdolny do syntezowania folacyny w swoim organizmie, co oznacza, iż zmuszony jest polegać na wystarczającym jego poziomie uzupełnianym w ramach swojej diety. Choć niedostatek folacyny może być powodowany przez wiele czynników biologicznych, które zmniejszają zdolność organizmu do pochłaniania folacyny, najczęstszą przyczyną jest jego niedostateczna ilość w diecie. W organiźmie folacyna zostaje zredukowana do postaci tetrahydrofolianu, biologicznie czynnej postaci kwasu foliowego. Tetrahydrofolian i jego pochodne są ważnymi ko-enzymami różnych reakcji wymiany węgla, w wyniku których otrzymujemy jednostki jednowęglowe, takie jak grupa metylowa (CH3).

Wiele reakcji biochemicznych wykorzystuje tetrahydrofolian, by uzyskać metylo-tetrahydrofolian, ważny substrat w syntezie nukleotydów. Na przykład, razem z witaminą B12 metylo-tetrahydrofolian jest niezbędny w uzyskiwaniu pirymidynowej tyminy, zasady pirymidynowej wchodzącej w skład DNA, jak i adeniny i guaniny, zasad purynowych w kwasach DNA i RNA.

Tetrahydrofolian jest również istotnym składnikiem syntezy kilku ważnych aminokwasów. Na przykład, jest koenzymem w metylacji homocysteiny na metioninę, aminokwasu niezbędnego w licznych reakcjach biochemicznych, takich jak metylacja DNA i RNA.

Zatem wystarczająca ilość dostarczanej folacyny konieczna jest w syntezie DNA i RNA a w rezultacie w procesie tworzenia i regeneracji komórek. Szczególnie ważne jest to, aby komórki każdego rodzaju przeszły szybki podział i wzrost – procesy zachodzące w szczególności podczas ciąży i okresu niemowlęcego, ale też w ciągu całego życia w szpiku kostnym. Ze względu na to, że w tkankach rakowatych również zachodzi gwałtowny podział komórek, fakt ten można wykorzystać w walce z rakiem: niektóre leki stosowane w chemioterapii (np. metotrexat) oddziałują na przemianę folacyny ograniczając poziom wzrostu guza.

Obrazek dzięki uprzejmości rphotos / iStockphoto

Niedobór kwasu foliowego

Podczas pierwszych trzech miesięcy ciąży niedobór kwasu foliowego może doprowadzić do deformacji centralnego systemu nerwowego embrionu – to powoduje wady cewy nerwowej, takie jak rozszczep kręgosłupa lub deformacje mózgu czy czaszki. Wykazano, iż dzienne zapotrzebowanie na kwas foliowy równe 400 µg zmniejsza występowanie wad cewy nerwowej o 70%. Inne badania ujawniły, iż suplementy zawierające kwas foliowy są bardzo ważne dla rozwoju pozostałych narządów embrionu. Kwas foliowy zmniejsza też ryzyko wystąpienia wad serca i kończyn czy rozszczepu podniebienia.

Dlatego też, zażywanie kwasu foliowego stało się standardem w wielu krajach; w Niemczech i kilku innych państwach zaleca się również, by kobiety przyjmowały kwas foliowy już podczas planowania ciąży. Obecnie zalecana dzienna dawka kwasu dla kobiety ciężarnej lub planującej zajście w ciążę to 400 µg. Niektórzy naukowcy sugerują, aby również mężczyźni, którzy chcą zostać ojcami zwiększyli swoją dzienną dawkę kwasu foliowego, gdyż wykazano, iż substancja ta redukuje występowanie wad chromosomowych w spermie.

Fotografia mikroskopowa krwinek z krwi obwodowej. Zwróć uwagę na krwinkę białą z wielopłatowym jądrem, charakterystyczną dla niedokrwistości megaloblastycznej Fotografia za zgodą the Wellcome Photo Library

Kolejnym objawem niedoboru kwasu foliowego może być niedokrwistość (anemia) megaloblastyczna dotykająca ludzi w każdym wieku i obu płci. Niedostateczna ilość kwasu foliowego w organizmie przyczynia się do spowolnienia tempa podziału komórek w szpiku kostnym, co z kolei powoduje, iż wytwarzana jest mniejsza ilości czerwonych krwinek (erytrocytów). Są one jednak o wiele większe. Erytrocyty te wykazują mniejszą zdolność transportu tlenu do tkanek, A osoba cierpiąca na tę chorobę czuje się zmęczona, osłabiona i ma trudności z oddychaniem. Inne objawy to bladość i powikłania żołądkowo-jelitowe, takie jak wrzody żołądka. Niedokrwistość spowodowaną niedoborem kwasu foliowego można leczyć preparatami zawierającymi kwas foliowy; by kuracja przyniosła efekty musi potrwać w przybliżeniu 120 dni a to ze względu na to, że przeciętne życie czerwonej krwinki to 40 dni a wszystkie one muszą zostać zastąpione zdrowymi krwinkami.

Niedobór witaminy B12 objawia się w bardzo podobny sposób ze względu na współzależność kwasu foliowego i witaminy B12 w procesie syntezy DNA. Jednak w odróżnieniu do niedokrwistości jest również powiązany z wieloma problemami natury neurologicznej, których skutki mogą okazać się nieodwracalne. Dlatego też, by skutecznie leczyć anemię należy dokładnie rozpoznać niedobór którego czynnika wywołał chorobę. We wczesnych stadiach (jeszcze przed wystąpieniem komplikacji neurologicznych) należy zbadać poziom obu witamin we krwi.

Kolejnym, potencjalnym symptomem niedoboru kwasu foliowego jest nagromadzenie się homocysteiny (zwykle zmieniana w procesie metylacji do postaci metioniny pod wpływem tetrahydrofolianu). Wyższy poziom we krwi tego aminokwasu zawierającego siarkę często łączy się z podwyższonym ryzykiem wystąpienia chorób układu krążenia.

Kwas foliowy na lekcji

Zatem, kwas foliowy stanowi temat, na który warto zwrócić uwagę uczniom – nie tylko aby upewnić się, iż wykorzystają wiedzę dla własnego zdrowia, ale również by pomóc im zapobiec przyszłym problemom. By pomóc naszym czytelnikom we wprowadzeniu tematu na lekcji i aby zmotywować uczniów, Science in School stworzył zespół z grupą badaczy z instytutu medycznego Uniwersytetu im. Otta von Guericke w Magdeburgu, w Niemczech. W roku 2004 dr Simone Pötzsch wraz ze swoim zespołem przeprowadzili ankietę wśród uczniów szkolnych z Niemiec w celu zbadania ich poziomu wiedzy na temat ważności witamini minerałów, a w szczególności kwasu foliowego (Pötzsch et al., 2006).

Obrazek dzięki uprzejmości Stefanie Timmermann / iStockphoto

Specjalnie dla Science in School, przetłumaczyliśmy i dostosowaliśmy tę ankietę, by w ten sposób nauczyciele mogli ocenić też zakres wiedzy z tego tematu u swoich uczniów, może jeszcze przed wykorzystaniem artykułu na lekcji. Nauczyciele powinni zachować niezwykłą wrażliwość decydując, czy w ogóle zastosować tę ankietę, a jeśli tak to z którymi uczniami. Zalecamy również przed ankietą poprosić uczniów o pozwolenie od rodziców tłumacząc, iż zdobyte w ten sposób informacje zostaną wykorzystane w ankiecie ogólnoeuropejskiej.

Można ściągnąć ankietę ze strony^w3 Science in School lub uzupełnić ją online^w4. Wyniki uzyskane przed 31 grudnia 2010 zostaną przekazane do dr Pötzsch. Jeżeli wystarczająca liczba szkół weźmie udział w naszym badaniu badaczka i jej zespół wykorzystają informacje w dalszym badaniu przeprowadzonym już na skalę europejską. Oczywiście wyniki zostaną opublikowane też na stronie Science in School. Wszystkie ankiety wypełnione online zostaną automatycznie włączone do badania. Wszystkie wydrukowane ankiety powinny zostać odesłane na adres (pocztowy lub emailowy):

Dr Eleanor Hayes
Editor-in-Chief of Science in School
European Molecular Biology Laboratory
Meyerhofstrasse 1
69117 Heidelberg
Germany
Email: editor@scienceinschool.org

Podziękowania

Autorzy pragną podziękować Friedlinde Krotscheck za jej pomoc w przygotowaniu artykułu i wyszukaniu przydatnych źródeł.

Referencje

Busby A, et al. (2005) Preventing neural tube defects in Europe: population based study. British Medical Journal 330: 574-575. doi:10.1136/bmj.330.7491.574. Artykuł jest dostępny za darmo na stronie magazynu (www.bmj.com).

Pötzsch S et al. (2006). Knowledge among young people about folic acid and its importance during pregnancy: a survey in the Federal State of Saxony-Anhalt (Germany). Journal of Applied Genetics 47: 187–190. Artykuł ten można pobrać za darmo ze strony Journal of Applied Genetics (http://jag.igr.poznan.pl) lub poprzez bezpośredni link: http://tinyurl.com/yde6dyw

Można pobrać niemieckojęzyczną wersję ankiety (Einige Untersuchungen zum Ernährungsverhalten von Schülerinnen und Schülern Sachsen-Anhalts unter besonderer Berücksichtigung des Kenntnisstandes der Fehlbildungsprotektion durch Folsäure) ze strony Angeborene Fehlbildung website: www.angeborene-fehlbildungen.com

Eurocat Folic Acid Working Group (2005) Prevention of Neural Tube Defects by Periconceptional Folic Acid Supplementation in Europe. Raport specjalny Eurocat (European Surveillance of Congenital Anomalies). Można go pobrać ze strony Eurocatu (www.eurocat-network.eu/) or via the direct link: http://tinyurl.com/3htd2tk

Zasoby informacji w sieci

w1 – strona Brytyjskiego Towarzystwa do Walki z Rozszczepem Kręgosłupa i Hydrocefalią zawiera wiele artykułów na temat kwasu foliowego jak i sporo informacji o współczesnych badaniach nad tym zagadnieniem. Zobacz: www.asbah.org

w2 – tabela zawierająca różnorodne produkty żywnościowe i ich zawartość kwasu foliowego na stronie Amerykańskiego Departamentu Rolnictwa, narodowa baza danych substancji odżywczych: www.ars.usda.gov/Services/docs.htm?docid=17477

w3 – Ankieta sprawdzająca wiedzę twoich uczniów na temat kwasu foliowego.

w4 – ankieta do uzupełnienia również na stronie: www.scienceinschool.org/folicacidsurvey

w5 – Diagram ukazujący w jaki sposób ten artykuł można dopasować do programu nauczania biologii (zobacz poniższą recenzję).

Źródła

Niemieckojęzyczna prezentacja na temat znaczenia kwasu foliowego na stronie Angeborene Fehlbildung: www.angeborene-fehlbildungen.com

Pełna lista artykułów o tematyce medycznej opublikowanych na Science in School: www.scienceinschool.org/medicine

Dr Holger Maul jest naczelnym lekarzem ginekologiem-położnikiem w szpitalu Marienkrankenhaus w Hamburgu.

Dr Nele Freerksen jest młodszym lekarzem ginekologiem-położnikiem w szpitalu Marienkrankenhaus w Hamburgu.

Dr Eleanor Hayes jest naczelnym wydawcą Science in School.

Recenzja

Bardzo niewiele podręczników do biologii podkreśla znaczenie folacyny w rozwoju płodu czy jakimkolwiek innym kontekście. Artykuł ten można wykorzystać jako element wzbogacający dla istniejącego już programu nauczania biologii. Będzie stanowić znakomity przykład w trakcie powtarzania całego materiału z zakresu biologii człowieka (zobacz poniższy diagram). Temat związany z przemianą folacyny może posłużyć jako łącznik pomiędzy głównymi zagadnieniami nawiązującymi do metabolizmu. Umożliwi też uczniom lepsze i bardziej praktyczne zrozumienia własnego ciała. Przykładowo, temat może zostać wdrożony do lekcji o ważnych regułach panujących w dziedzinie biologii: reakcje łańcuchowe w metabolizmie człowieka zachodzące w przypadku niedoboru jednej z witamin.

Przykładowe pytania sprawdzające zrozumienie tematu:

1. Dlaczego niedobór folacyny może w określonych warunkach zagrażać życiu?


2. Opisz rolę tetrahydrofolianu jako koenzymu


3. Niedokrwistość to niewystarczająca ilość erytrocytów transportujących tlen; w jaki sposób niedobór folacyny oddziałuje na wytwarzanie czerwonych krwinek?


4. Wiemy, że poziom homocysteiny we krwi jest wyższy u osób starszych narażając ich na choroby układu krążeniowego. Dlaczego tak się dzieje i co można zrobić, by obniżyć poziom homocysteiny.


5. Korzystając z poniższego diagramu (który można też pobrać ze strony Science in School^w5), dopasuj poniższe niedoczynności lub wady do odpowiednich odcinków:
   • Wady cewy nerwowej, serca i rozszczep podniebienia
   • Chromosomowe wady spermy i jaja
   • Anemia megaloblastyczna
   • Choroba układu krążenia
   • Utrata pamięci

Znaczenie przemiany folacyny w programie nauczania biologii. Zewnętrzny okrąg: główne dziedziny biologii; Wewnętrzny okrąg: tematy obejmujące zagadnienie kwasu foliowego. Kliknij, by powiększyć obrazek Obrazek dzięki uprzejmości Nicoli Graf

Tematy do dyskusji, która może wyniknąć po przeczytaniu artykułu: planowanie rodziny, tryb życia, składniki żywieniowe w przetworzonej żywności, zagrażające życiu stany spowodowane niedoborem folacyny. Ważne, by podkreślić, że znając i dostarczając organizmowi odpowiednie składniki odżywcze można wyeliminować lub złagodzić syndromy i choroby metaboliczne. Załączony kwestionariusz umożliwi uczniom udział w bieżącym badaniu: uczestnictwo w zbieraniu danych, codzienna praca naukowca. Z odpowiednim podejściem kwestionariusz może posłużyć do zmotywowania klasy o profilu ścisłym.

Uczniowie powinni zapoznać się z tematem jeszcze przed okresem dojrzewania, by mogli zrozumieć, jak duże znaczenie ma zdrowy tryb życia. W starszych klasach należy przypominać o znaczeniu kwasu foliowego: kwas foliowy – czy na pewno dostarczasz wystarczającą jego ilość swemu organizmowi?

Friedlinde Krotschek, Niemcy