COBALAMINES

La cobalamine, également appelée facteur extrinsèque, est une vitamine hydrosoluble impliquée dans le métabolisme.
Faisant partie des huit vitamines B, la cobalamine est un cofacteur essentiel à la synthèse de l'ADN et au métabolisme des acides gras et des acides aminés.
Elle joue un rôle crucial dans le système nerveux en participant à la synthèse de la myéline et est indispensable à la maturation des globules rouges dans la moelle osseuse.

CAS : 68-19-9
Formule de formule brute : C63H88CoN14O14P
Masse moléculaire : 1355,37
EINECS : 200-680-0

Synonymes :
hémomine ; hépacon-B12 ; hépagon ; hepavis ; hepcovite ; facteur de Dorner de Lactobacillus lactis ; facteur ILD ; macrabine

Alors que les animaux ont besoin de cobalamine, les plantes n'en ont pas besoin et utilisent des voies enzymatiques alternatives. La cobalamine est la vitamine la plus complexe chimiquement et est synthétisée exclusivement par certaines archées et bactéries.
On la trouve naturellement dans la viande, les fruits de mer, le foie, le poisson, la volaille, les œufs et les produits laitiers.
La cobalamine est également ajoutée à de nombreuses céréales de petit-déjeuner par enrichissement et est disponible sous forme de compléments alimentaires et de médicaments.
Les compléments sont généralement pris par voie orale, mais peuvent être administrés par injection intramusculaire pour traiter les carences.
Chez les adultes en bonne santé, la carence en cobalamine est rare, principalement parce que les réserves corporelles de cette vitamine sont importantes et que son renouvellement est lent, les besoins alimentaires étant relativement faibles.
La cause la plus fréquente dans les pays développés est une malabsorption due à une diminution du facteur intrinsèque gastrique (FI), nécessaire à l'absorption.

Une autre cause possible est la diminution de la production d'acide gastrique avec l'âge ou suite à une utilisation prolongée d'inhibiteurs de la pompe à protons, d'antagonistes des récepteurs H2 ou d'autres antiacides. Les personnes âgées, en raison d'une absorption intestinale altérée, les enfants, les femmes préménopausées et les femmes enceintes dont l'alimentation est pauvre en produits animaux, présentent un risque accru.
Une carence est particulièrement nocive pendant la grossesse, l'enfance et chez les personnes âgées.
Les cobalamines peuvent entraîner une neuropathie, une anémie mégaloblastique et une anémie pernicieuse, provoquant des symptômes tels que fatigue, paresthésies, dépression, déclin cognitif, ataxie et même des lésions nerveuses irréversibles.
Chez les nourrissons, une carence non traitée peut entraîner des troubles neurologiques et une anémie.
Une carence maternelle augmente le risque de fausse couche, d'anomalies du tube neural et de retards de développement chez l'enfant.
Le taux de folate peut modifier la présentation des symptômes et l'évolution de la maladie.
Les cobalamines sont des complexes de coordination du cobalt, qui occupe le centre d'un ligand corrine et est lié à un ligand benzimidazole et à un groupe adénosyle.
Plusieurs espèces apparentées ont un comportement similaire et fonctionnent comme des vitamines.
Cet ensemble de composés est parfois appelé « cobalamines ». Ces composés chimiques possèdent une structure moléculaire similaire et présentent chacun une activité vitaminique dans un organisme carencé en vitamines.
On les appelle vitamères, car ils agissent comme coenzymes, c'est-à-dire que leur présence est nécessaire à certaines réactions enzymatiques.

Adénosylcobalamine
Cyanocobalamine : le ligand adénosyle de la vitamine B12 est remplacé par du cyanure.
Hydroxocobalamine : le ligand adénosyle de la vitamine B12 est remplacé par un hydroxyde.
Méthylcobalamine : le ligand adénosyle de la vitamine B12 est remplacé par un méthyle.
La cyanocobalamine est une forme synthétique de vitamine B12.
La fermentation bactérienne produit l'AdoB12 et la MeB12, qui sont ensuite transformées en cyanocobalamine par l'ajout de cyanure de potassium en présence de nitrite de sodium et de chaleur.

Une fois ingérée, la cyanocobalamine est convertie en AdoB12 et MeB12, les formes biologiquement actives. Les deux formes bioactives de la vitamine B12 sont la méthylcobalamine, présente dans le cytosol, et l'adénosylcobalamine, présente dans les mitochondries.
La cyanocobalamine est la forme la plus couramment utilisée dans les compléments alimentaires et l'enrichissement des aliments, car le cyanure stabilise la molécule et la protège de la dégradation.
La méthylcobalamine est également proposée comme complément alimentaire.
L'utilisation de l'adénosylcobalamine ou de la méthylcobalamine ne présente aucun avantage pour le traitement d'une carence en vitamine B12.
L'hydroxocobalamine peut être administrée par voie intramusculaire pour traiter une carence en vitamine B12.
Les cobalamines peuvent également être administrées par voie intraveineuse pour traiter une intoxication au cyanure : le cyanure déplace le groupe hydroxyle, créant ainsi une cyanocobalamine non toxique qui est éliminée dans l'urine.

Pseudovitamines et antivitamines
La pseudovitamine B12 désigne des composés corrinoides dont la structure est similaire à celle de la vitamine, mais qui sont dépourvus d'activité vitaminique.
La pseudovitamine B12 est le corrinoide majoritaire de la spiruline, un complément alimentaire à base d'algues parfois présenté, à tort, comme possédant cette activité vitaminique.
Les composés antivitaminiques B12 (souvent des analogues synthétiques de la B12) sont non seulement dépourvus d'activité vitaminique, mais interfèrent également activement avec l'activité de la véritable vitamine B12.
La conception de ces composés repose principalement sur le remplacement de l'ion métallique par du rhodium, du nickel ou du zinc, ou peut inclure la fixation d'un ligand inactif, tel que le 4-éthylphényle.
Ces composés pourraient être utilisés pour analyser les voies métaboliques de la B12, voire pour cibler les agents pathogènes B12-dépendants.

La cobalamine, également appelée cobalamine, est un composé organique complexe appartenant au groupe des vitamines B.
La cobalamine contient du cobalt trivalent dans un plan de porphyrine (corrine) au centre de son cycle, ce qui en fait la molécule vitaminique la plus grande et la plus complexe.
La cobalamine est la seule vitamine contenant un ion métallique, ce qui lui confère son aspect cristallin rouge.
Les sources végétales ne contiennent pas de cobalamine ; elle ne peut donc pas être produite naturellement par les plantes.
Le foie est la meilleure source de vitamine B12, suivi du lait, de la viande, des œufs et du poisson.
La cobalamine joue un rôle essentiel de coenzyme dans la synthèse de l'ARN et de l'ADN.
Une carence en cobalamine peut entraîner des modifications pathologiques du système nerveux, affectant à la fois les nerfs périphériques et le système nerveux central.

La découverte de la cobalamine est liée aux recherches menées pour le traitement de l'anémie pernicieuse, une maladie auparavant incurable.
En 1926, Minot et Murphy découvrirent que de grandes quantités de foie cru pouvaient guérir la maladie, ce qui leur valut le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1934.
Cette découverte mena au traitement efficace de l'anémie pernicieuse par le concentré de foie.
En 1948, Smith et Parker isolèrent indépendamment un cristal rouge à partir du concentré de foie et le nommèrent cobalamines.
La même année, R. West confirma son efficacité dans le traitement de l'anémie pernicieuse par injections de vitamine B12.
La structure cristalline des cobalamines fut déterminée en 1955 par D. Hodgkin par analyse aux rayons X, ce qui lui valut le prix Nobel de chimie en 1964.
En 1972, Woodward réussit la synthèse complète de la vitamine B12.

Propriétés chimiques de la cobalamine
Point de fusion : > 300 °C
α : 23656 -59 ± 9° (solution aqueuse diluée)
Point d'ébullition : > 300 °C
Densité apparente : 450-600 kg/m³
Point d'ébullition : 9 °C
Température de stockage : 2-8 °C
Solubilité : Peu soluble dans l'eau et l'éthanol (96 %), pratiquement insoluble dans l'acétone. La substance anhydre est très hygroscopique.
Forme : Poudre cristalline ou cristaux
pKa : pKa 3,28 ± 0,04 (H₂O, D₂O, t = 23 ± 0,5, non spécifié) (Incertain)
Couleur : Rouge à rouge foncé
PH : 6,0 (20 °C, 1 g/L dans H₂O)
Odeur : Rouge foncé (cristaux) Poudre ou cristaux rouge foncé, inodore et insipide.
Source biologique : synthétique (organique).
Solubilité dans l’eau : soluble.
Hygroscopique.
Merck : 1410014
BRN : 4122889
Limites d’exposition NIOSH : IDLH 25 mg/m³.
Stabilité : hygroscopique. Conserver au frais et au sec.
Ingrédient cosmétique : soin de la peau.
InChIKey : RMRCNWBMXRMIRW-WZHZPDAFSA-L
LogP : 3,570 (est.)
Système d’enregistrement des substances de l’EPA : cobalamines (68-19-9).
Cristaux ou poudre rouge foncé, inodore et insipide, absorbe l’humidité.
Légèrement soluble dans l’eau et l’éthanol, insoluble dans le chloroforme et l’éther.
Résistant à la chaleur, mais peut perdre son efficacité au contact de substances oxydantes ou réductrices, de métaux lourds, d’acides forts ou de bases.

Utilisations
1. La cobalamine est un nutriment essentiel au bon fonctionnement de l'organisme.
Une carence en cobalamine peut entraîner une anémie et divers troubles du système nerveux.
2. La cobalamine est principalement utilisée dans le traitement de l'anémie mégaloblastique.
Elle est également utilisée pour traiter la malnutrition, l'anémie par hémorragie, les névralgies et les troubles obstructifs.
3. Dans l'organisme, la cobalamine joue un rôle crucial dans le métabolisme.
La quantité totale moyenne de cobalamine dans le corps est d'environ 2 à 5 mg, la majeure partie (50 à 90 %) étant stockée dans le foie.
4. La cobalamine, associée à l'acide folique, est essentielle à la synthèse des acides nucléiques lors de la division cellulaire.

Elle intervient dans la synthèse des purines, des pyrimidines, des acides nucléiques et de la méthionine. En résumé, la cobalamine est principalement utilisée pour traiter des affections telles que l'anémie pernicieuse, l'anémie mégaloblastique, l'anémie induite par les antifolates et la névrite multiple.
La cobalamine est un nutriment essentiel au bon fonctionnement de l'organisme, et sa carence peut entraîner divers problèmes de santé.
Il s'agit du prototype de la famille des composés de coordination du cobalt présents naturellement, appelés corrinoides.
Les analogues de la cobalamine qui diffèrent uniquement par le ligand β du cobalt sont appelés cobalamines.
On trouve de la cobalamine dans l'alimentation, notamment dans le poisson, la viande, le foie et les produits laitiers ; les plantes en contiennent peu ou pas.
Elle est transformée par l'organisme en ses formes bioactives, la méthylcobalamine et le cobamamide, qui servent de cofacteurs enzymatiques.
Une carence sévère peut entraîner une anémie mégaloblastique et/ou des troubles neurologiques.

1. Applications médicales et paramédicales
Utilisée dans le traitement de diverses carences en cobalamine, par exemple : l’anémie mégaloblastique, l’anémie d’origine toxique, l’anémie aplasique et la leucopénie psychotique ; en association avec l’acide pantothénique, qui peut prévenir l’anémie maligne, favorise l’absorption du Fe2+ et la sécrétion d’acide gastrique ; également utilisée dans le traitement de l’arthrite, de la paralysie faciale, de la névralgie du trijumeau, de l’hépatite, de l’herpès, de l’asthme et d’autres allergies, de la dermatite atopique, de l’urticaire, de l’eczéma et de la bursite ; la cobalamine peut aussi être utilisée pour traiter la nervosité, l’irritabilité, l’insomnie, les pertes de mémoire et la dépression.
De nouvelles recherches montrent qu’une carence en cobalamine peut également provoquer des troubles dépressifs.
La cobalamine, en tant qu’agent thérapeutique ou produit de santé, est très sûre ; même à des doses plus de mille fois supérieures aux AJR, aucun cas d’intoxication n’a été observé par voie intraveineuse ou intramusculaire.

2. Applications dans l'alimentation animale
Les cobalamines favorisent la croissance et le développement des volailles et du bétail, notamment des poussins et des jeunes animaux, améliorent l'utilisation des protéines alimentaires et peuvent donc être utilisées comme additifs alimentaires.
Le traitement des œufs et des alevins avec une solution de cobalamine permet d'améliorer la tolérance des poissons aux substances toxiques présentes dans l'eau, telles que le benzène et les métaux lourds, et de réduire la mortalité.
Depuis l'épisode de la « vache folle » en Europe, l'utilisation de la structure chimique des vitamines et autres compléments nutritionnels pour remplacer le lait de vache pur (MBM) présente un potentiel de développement important.
Actuellement, la production mondiale de cobalamine est principalement destinée à l'industrie de l'alimentation animale.

3. Autres applications
Dans les pays développés, la vitamine B12, associée à d'autres substances, est utilisée en cosmétique ; dans l'industrie alimentaire, la cobalamine est utilisée comme colorant pour le jambon, la saucisse, la crème glacée, le poisson, la viande et d'autres aliments. Dans la vie quotidienne, la cobalamine est adsorbée sur du charbon actif, des zéolites, des tissus non tissés ou du papier pour la fabrication de savons, de dentifrices, etc. Elle peut également servir de désodorisant pour les toilettes et les réfrigérateurs, éliminant les odeurs de sulfure et d'aldéhydes. La cobalamine est aussi utilisée pour la déshalogénation des sols et des polluants courants présents dans les eaux de surface, notamment les halogénures organiques.
Analyse de la teneur : Un échantillon d'environ 30 mg de cobalamine est pesé avec précision et transféré dans une fiole jaugée de 1000 ml. Compléter à 1000 ml avec de l'eau et homogénéiser.
Une solution de cobalamine de qualité pharmaceutique est pesée et dissoute dans de l'eau, puis diluée progressivement avec de l'eau jusqu'à une concentration d'environ 30 µg/ml.
Un essai à blanc est réalisé avec de l'eau. À l'aide d'un spectrophotomètre adapté, l'absorbance des deux solutions est mesurée à la longueur d'onde d'absorption maximale (environ 361 nm) dans un bassin colorimétrique de 1 cm. La formule suivante permet de calculer la teneur en cobalamines (C₆₃H₈₈CoN₄O₁₄P) (mg) d'un échantillon :
Teneur en vitamine B12 (mg) = C × Au/As
Où C représente la concentration de la solution étalon de référence, en μg/ml ; Au et As représentent respectivement l'absorbance de la solution échantillon et de la solution étalon de référence.

Méthode de production
1. De nombreuses cobalamines synthétiques peuvent être produites par des actinomycètes, tels que Streptomyces sp.
Les solutions de culture de ce type de bactéries sont utilisées dans l'industrie.
La synthèse complète des cobalamines a été réalisée en 1973 par R.B. Wood, ce qui constitue une avancée majeure en synthèse organique.
2.1) La cobalamine est préparée par fermentation en chaîne d'un bouillon de moisissure grise après acidification par adsorption sur une résine cationique acrylique échangeuse d'acides faibles (résine 122). Après élution, purification, transformation par extraction répétée au cyanure à 1 % par solvant et eau, analyse de la couche d'oxyde de plomb, cristallisation dans l'acétone pour obtenir le produit fini.
2) Le glucose et le sirop de maïs sont utilisés comme matières premières pour la fermentation de Propionibacterium shermarii. Du chlorure de cobalt et du 5,6-2-méthylbenzimidazole sont ajoutés au bouillon de fermentation. Après extraction et séchage, le produit est obtenu.