Deficitul cerebral de folat
Disclaimer: Acest articol este un articol extrem de tehnic, cu detalierea reactiilor enzimatice si a cailor metabolice ce apartin metabolismului folatilor.
Introducere
Deficitul cerebral de folat (Cerebral Folate Deficiency CFD) este un sindrom neurologic ce include orice tulburare neuropsihiatrica sau tulburare de dezvoltare asociate cu un nivel scazut de metilfolat (5 MTHF) in lichidul cefalorahidian si un status al metabolismului folatilor normal in afara sistemului nervos.
Pentru stabilirea diagnosticului si pentru monitorizarea terapiei este nevoie de punctie spinala cu prelevare de lichid cefalo-rahidian (LCR) si masurarea concentratiei de 5MTHF (metilfolat) in acesta.

La copii, dezvoltarea este de obicei normala in primele 4-6 luni de viata, dar dupa aceasta varsta cand rezervele intrauterine de folati se epuizeaza, apare retardul de dezvoltare, eventual pierderea unor capacitati motorii sau mentale (regresie psihomotorie). Unele din simptomele precoce sunt disfunctii intelectuale, dificultati de limbaj, dezvoltarea de convulsii recurente la aproximativ o treime din copiii afectati, tulburari vizuale, autism infantil cu deficit neurologic. Tulburarile motorii ca tremurul sau lipsa controlului muscular sau coordonarea miscarilor voluntare (ataxie) pot deveni severe. (Ref. 1) Deficitul cerebral de folat este o conditie tratabila cu folat bio-activ de tip acid folinic, deci recunoasterea prompta a defectelor metabolice innascute si initierea tratamentului adecvat este de maxima importanta.
La adulti, se prezinta suplimentar cu boli mitocondriale, calcificari primare cerebrale, afectiuni neurologice asociate cu hipomielinizare, in general cu un fenotip heterogen, insa o conditie tratabila cu acid folinic. (Ref. 2)
Deficitul cerebral de folat se poate asocia cu un deficit sistemic de folat.
Deficitul de folat cerebral apare ca urmare a deficitului de folati la nivel cerebral caracterizat de un nivel scazut de tipului de folat cel mai important si anume metilfolat (5 MTHF) in lichidul cefalorahidian. Concentratia scazuta de metilfolat in lichidul cefalorahidian poate fi cauzata de multipli factori. (Ref. 3). De obicei, deficitul de folati este multifactorial.
Cauze de deficit sistemic de folat:
- malnutritie
- dieta deficitara in folat: abuz de alcool, diete restrictive
- deprivare alimentara
- malabsorbtie – reducerea absorbtiei de folati la nivelul jejunului
- enteropatie glutenica (boala celiaca)
- boala Crohn si alte boli inflamatorii jejunale
- rezectii intestinale
- malabsorbtie congenitala prin mutatie bialelica in gena transportorului de folat SLC46A1 (Ref. 4)
- consum crescut de folati
- boli mieloproliferative cronice
- dermatite exfoliative
- anemii hemolitice cronice
- medicamente cu rol de antifolat
- chemoterapie (metotrexat) – blocheaza transportorul SLC19A1/RFC1 si inhiba DHFR
- isoniazida – medicament tuberculostatic
- sulfonamide – analogi de acid para aminobenzoic PABA, interfera sinteza de THF la nivel bacterian
- medicamente anticonvulsivante – interfera cu uptakeul celular de folat
- carbidopa – inhiba aminoacid decarboxilaza si creste consumul de SAMe si metilfolat
- pseudo MTHFR – deficit de functionare al enzimei MTHFR secundar administrarii de acid folic
- defecte metabolice innascute in metabolismul folatilor
- mutatii DHFR – DiHidroFolat Reductaza cu deficit de sinteza de THF
- mutatii MTHFS – MetilenTetraHidroFolat Sintetaza cu deficit de sinteza de metilfolat
- mutatia MTHFR 677 – MetilenTetraHidroFolat Reductaza cu deficit de sinteza de metilfolat
- mutatii FTCD – FormiminoTransferaza CicloDeaminiaza cu deficit de transfer grupare metil de la histidina la THF
Cauze de deficit cerebral de folat:
- proteina cu rol de receptor de folat FOLR1 nefunctionala (Ref. 5) prin:
- prezenta de autoanticorpi fata de receptorul de folat FOLR1, ce blocheaza site-ul unde are loc legarea cu metilfolat, asociata cu CFD cu debut infantil, autism cu IQ scazut si deficit neurologic, sindrom CFD cu debut tardiv spastic-ataxic, tulburari in spectrul autist, distonie
- mutatii in gena receptorului de folat FOLR1 pe ambele alele cu pierderea functiei genei FOLR1
- antagonisti de folat cu legare ireversibila
- defecte post-translationale de N-glicozilare ale proteinei cu rol de FOLR1
- deficit de functie pentru enzima DHPR (DiHidroPterinReductaza) cu mecanism necunoscut de CFD secundar
- deficit de functie pentru enzima aminoacid decarboxilaza cu supraconsum de SAMe si metilfolat
- deficitele de functie mitocondriala obligatorie pentru o functionare normala a receptorului de folat
- sindromul Kearns-Sayre
- alte encefalopatii mitocondriale
- sindromul Rett – un procentaj include CFD si prezenta variabila de autoanticorpi fata de FOLR1
- sindromul Aicardi-Goutieres – un procentaj include CFD
- deficit de functie pentru enzima 3fosfoglicerat dehidrogenaza PHGDH cu deficit de sinteza de serina (care este convertita de SHMT1 in glicina si metilen THF) si deficit de metilen THF.
Cauze de deficit prenatal de folat:
- defecte de tub neural
- deficit sever de folat matern si embrionic
- prezenta la mama de autoanticorpi anti receptor de folat ce blocheaza transferul folatilor la nivel placentar catre embrion
- tulburari din spectrul autist
- prezenta la mama de autoanticorpi anti receptor de folat ce blocheaza transferul folatilor la nivel placentar
- prezenta la tata de autoanticorpi anti receptor de folat
- aport deficitar de folat cu 3 luni inainte si dupa conceptie
Sursa foto – Ref. 6
Detalii foto
- receptor de folat FRα sau FOLR1 (receptor pentru folat la adult)
- receptor de folat FRβ sau FOLR2 (receptor pentru folat fetal)
- transportor de folat – reduced folate carrier RFC-1
- transportor de folat – proton-coupled folate transporter/heme carrier protein 1 PCFT
- transportor de folat mitocondrial – Mitochondrial Folate Transporter / MFTC
- Brush border – epiteliu intestin subtire matern
- enzima Gama Glutamil Hidroxilaza sau FOLH1
Tipuri de folati, cicluri metabolice, roluri biologice
Folatii sunt un grup de molecule ce au o structura compusa din acid glutamic, pterina si acid para amino benzoic (PABA).
Termenul generic de folati include mai multe tipuri de molecule:
- acid folic (acid pteroil monoglutamic)
- metilfolat (5 metil tetrahidrofolat / 5 MTHF)
- acid folinic (5 formil tetrahidrofolat / 5 formil THF)
- DHF (dihidrofolat)
- THF (tetrahidrofolat)
- 10 formil THF (10 formil tetrahidrofolat)
- 5,10 metenil THF (5,10 metenil tetrahidrofolat)
- 5,10 metilen THF (5.10 metilen tetrahidrofolat)
Mai jos este o imagine care compara biochimic structura celor trei tipuri de folati ce se administreaza in practica:
- acid folic
- metilfolat (5 metil THF) si
- acid folinic (5 formil THF).
Sursa foto – Ref. 7
Dupa cum se poate observa, singura diferenta intre acidul folic si metilfolat este prezenta unei grupari metil (CH3), ceea ce permite acidului folic:
- sa fie transportat de acelasi transportor seric SLC19A1 ca si molecula de metilfolat,
- sa se lege (ineficient) de acelasi receptor celular de folat FOLR1 ca si molecula de metilfolat, avand efect de blocare functionala a receptorului FOLR1.
Aceste tipuri de folati se pot testa in laborator prin masurarea parametrilor:
1. folati serici:
- testul masoara toate tipurile de folati din circulatia sanguina (inclusiv acidul folic nemetabolizat UMFA), prin masurarea globala a tuturor moleculelor cu o componenta centrala de tip pteroil
- la unele laboratoare, testul se mai numeste si acid folic seric
- dupa administrarea de acid folic, acest tip de test va arata nivele crescute de folat seric per global, prin cresterea in special a concentratiei de acid folic seric, fara sa tina cont de masurarea folatilor biologic activi si
- nu are relevanta clinica din moment ce nu arata un status fiziologic (acidul folic este inert si fara efect biologic) (Ref. 8)
- este un test care se efectueaza de catre majoritatea laboratoarelor din Romania
2. folati eritrocitari (RBC folate):
- testul masoara doar tipurile de folati intracelulari (fara acid folic);
- acest test se efectueaza in Romania, la multe laboratoare (Synlab, Medlife, Bioclinica, Clinica Sante etc.)
- este un test mult mai relevant din punct de vedere clinic, fiind folosit ca marker de nivel de aprovizionare celulara cu folati bio-disponibili si avand rol de prognostic pentru aparitia NTD (neural tube defects) conform ghidului OMS (Ref. 9)
3. masurarea separata a concentratiei fiecarui tip de folat intracelular si seric (Methylation Panel):
- parametri inclusi:
- dozare separata folati intracelulari si serici: metilfolat (5 metil THF), 10 formil THF, 5 formil THF, folic acid (plasma), acid folinic (sange integral), folati activi (RBC), THF
- parametri de metilare: SAMe (RBC), SAH (RBC), glutation oxidat, glutation redus
- acest test se bazeaza pe cromatografie de masa
- dozeaza concentratia separata a fiecarui tip de folat,
- informatia obtinuta este de utilitate clinica ideala, acest test ar trebui folosit in practica pentru a determina statusul fiziologic al folatilor;
- se efectueaza de ex. la WHL in Olanda sau la HDRI in USA.
Functiile folatilor
Folatii bio-activi (toti cu exceptia acidului folic) sunt implicati in multiple reactii enzimatice, esentiale pentru viata, dintre care mentionez:
1. pornind de la molecula de folat de tip 10 formil THF are loc sinteza acizilor nucleici de tip purine (baze purinice guanina si adenina) cu multiple roluri biologice:
- vor intra in componenta acizilor nucleici ADN si ARN (nucleotide guanilat si adenilat), cu rol esential pentru sinteza de celule noi si crestere tisulara
- sunt esentiale pentru transferul si stocarea energiei celulare (ATP, GTP) si pentru functia mitocondriala
- GTP reprezinta molecula de baza pentru sinteza de BH4, cu rol de cofactor esential pentru sinteza de neurotransmitatori:
- enzima Fenil Alanin Hidroxilaza converteste fenilalanina in tirozina in prezenta cofactorului BH4 care este factorul limitativ pentru sinteza de neurotransmitatori, melanina, hormoni tiroidieni; absenta de BH4 sau deficitul de BH4 va conduce la un deficit de functionare a conversie a fenilalaninei in tirozina, cu acumulare de fenilalanina
- enzima Tirozin Hidroxilaza coverteste tirozina in L-DOPA in prezenta cofactorului BH4; din L-DOPA se vor sintetiza ulterior
- neurotransmitatori de tip catecolamine (Dopamina, Norepinefrina, Epinefrina)
- DOPA-quinonele din care se formeaza eu-melaninele si feo-melaninele, ce determina culoarea pentru melanocitele din piele si firul de par
- enzima Triptofan hidroxilaza TPH2 converteste triptofanul in 5 hidroxi Triptofan in prezenta cofactorului BH4; din 5 hidroxi Triptofan se sintetizeaza serotonina si melatonina
- enzima Nitric Oxid Sintetaza converteste arginina in prezenta a doua molecule de BH4, NADPH si O2, in citrulina si oxid nitric [NO·]
- reprezinta molecula de baza pentru sinteza de vitamina B2 (GTP) etc.
Sursa foto – Ref. 10
2. molecula de folat de tip 5,10 metilen THF doneaza o grupare metil catre baza azotata Uracil ce devine astfel Timina, care este esentiala pentru sinteza nucleotidului de tip timidina monofosfat dTMP, cu rol in sinteza de ADN (replicare) si repararea a ADN:
- in prezenta enzimei TYMS, baza azotata pirimidinica Uracil primeste o grupare metil de la molecula de folat de tip 5,10 metilen THF si devine astfel Timina, din care se va sintetiza nucleotidul Timidina
- deficitul de conversie a uracilului in timina va conduce la deficit de timidina
- Uracilul este o baza azotata specifica pentru lantul ARN (nucleotid deoxiuridine monofosfat U/dUMP), iar Timina este specifica pentru lantul ADN (deoxitimidina monofosfat dTMP)
Sursa foto – Ref. 11
- astfel, folatii intra predominant in reactiile de sinteza de nucleotide (T/Timidilat, A/Adenilat, G/Guanilat) ce sunt folosite in replicarea si repararea ADN, fiind astfel de interes in situatiile in care exista un proces de diviziune celulara intensa:
- suport pentru maduva hematogena in anemie, trombocitopenie, leucopenie
- refacere tisulara – arsuri cutanate, post-operator
- disponibilul de folat este extrem de important in sarcina precoce, deficitul de folati va duce la modificari de neurodezvoltare si functionare placentara (Ref. 8)
3. molecula de folat de tip 5 MTHF (metilfolat)
- este esentiala pentru functionarea ciclului metilarii, realizand conversia homocisteinei in metionina
- metilfolatul remetileaza homocisteina pentru a forma metionina, din care se va sintetiza S-Adenozil Metionina SAMe, al doilea cel mai utilizat cofactor in toate reactiile metabolice de transmetilare – detaliate la pct.4 mai jos, ce nu se vor putea efectua optim
- deficitul de metilfolat va conduce la un deficit de metilare a homocisteinei in metionina, cu deficit de sinteza de SAMe si la aparitia hiperhomocisteinemiei, homocisteina fiind toxica si reprezentand un factor independent de tromboza
Sursa foto – Ref. 12
4. molecula de folat de tip 5 MTHF (metilfolat) sustine ciclul metilarii ce produce SAMe (S-Adenozil Metionina) necesar pentru:
- reglarea expresiei genice prin metilarea nucleotidelor din lantul ADN:
- metilare lant ADN embrion/fat cu actiune epigenetica in dezvoltarea normala fetala (Ref. 13); hipometilarea embrionara este asociata cu modificari epigenetice de dezvoltare la embrion (Ref. 14), risc de sindrom Down(Ref. 15)
- metilare lant ADN adult cu actiune inhibitorie pe genele oncogenice (Ref. 16), (Ref. 17), (Ref. 18), hipometilarea la adult ca hipometilare generala a genomului apare in cancer si aging (Ref. 14), (Ref. 19), (Ref. 20)
- metilare lant ADN viral inserat in genomul uman cu actiune inhibitorie si supresie pe replicarea virala (Ref. 17), (Ref. 21); hipometilarea la nivel de ADN viral inserat in genom, cu activarea expresiei secventelor virale inserate in genom si astfel re-activarea acestor infectii latente (Ref. 20), (Ref. 22), (Ref. 23)
- deficitul de folat afecteaza stabilitatea ADN, cu profunde consecinte in reactiile metabolice in aval (Ref. 24)
Sursa foto – Ref. 25
- in procesele de imprinting embrionar, prin adaugarea unei grupari metil la nivel nuclear (metilare ADN la nivelul citozinei 5mC si metilare histone la nivel de arginina sau lizina), proces esential pentru determinarea caracteristicilor genomului masculin si feminin (Ref. 8)
- sinteza de mielina
- in sinteza de neurotransmitatori, proteine in prezenta cofactorului SAMe (transmetilare):
- enzima PEMT converteste Fosfatidil-etanolamina in Fosfatidil-colina (lecitina)
- enzima GAMT converteste Guanidinacetat in Creatina
- enzima GNMT converteste Glicina in Sarcozina
- enzima PNMT converteste Norepinefrina in Epinefrina
- enzima HIOMT converteste N Acetil-serotonina in Melatonina
- in degradarea neurotransmitatorilor, hormonilor (O-metilare, N-metilare):
- Norepinefrina este O-metilata de COMT la normetanefrina
- Epinefrina este O-metilata de COMT la metanefrina
- Dopamina este O-metilata de COMT la 3 metoxitiramina 3MT
- 2-hidroxi Estradiol este O-metilat de COMT la 2-metoxi estradiol
- 4-hidroxi Estradiol este O-metilat de COMT la 4-metoxi estradiol
- L-DOPA este O-metilat de COMT in 3-O-metil DOPA
- histamina este metilata de enzima HNMT in N-metil-histamina
- sinteza si functionarea leucocitelor sanguine, deficitul de metilare induce scaderea functiei imune (Ref. 29)
- controleaza raspunsul organismului la stresul oxidativ, prin controlul cantitatii de homocisteina care va merge pe calea transulfurarii si va sintetiza glutation, avand astfel un rol in detoxifierea toxinelor din mediu
- detoxifierea de metale grele (arsenic).
Folatii, dezvoltarea fetala, efecte cerebrale
Acidul folic administrat ca supliment nutritional este un compus sintetic, al carui metabolism necesita transformare secventiala in DHF si apoi in THF prin enzima DHFR hepatica, care are o activitate enzimatica foarte slaba (Ref. 30) la om.
In plus intrucat exista si mutatii genetice in gena DHFR, efectul cumulativ va fi de scadere marcata a conversiei acidului folic in folati bioactivi si acumularea acestuia in circulatia sanguina, sindromul recunoscut in prezent UMFA (UnMetabolized Folic Acid).
La ingestia a peste 200 micrograme de acid folic sunt detectate nivele de UMFA in circulatia sanguina, cu nivele proportional crescute cu doza de acid folic administrata.
Acidul folic a fost detectat in circulatia sanguina si ombilicala la nou nascutul de 4 zile (Ref. 31), ceea ce reprezinta un motiv de ingrijorare.
Consumul matern de acid folic determina:
- excretia in laptele matern de acid folic nemetabolizat UMFA cu scaderea proteinelor ce leaga folatul (FBP folate binding protein), ceea ce se traduce printr-un aport scazut de metilfolat catre nou-nascut/sugar si procese de metilare deficiente la nou-nascut (Ref. 32)
- UMFA a fost detectat in laptele matern, in sangele din cordonul ombilical si in serul nou-nascutului (Ref. 31) si din moment ce:
- atat acidul folic cat si 5MTHF folosesc acelasi receptor transmembranar,
- iar acidul folic scade preluarea de 5MTHF in celulele endoteliale vasculare ombilicale (Ref. 33)
- administrarea de ac.folic constituie o problema importanta referitoare la impactul potential al UMFA asupra metilarii si epigeneticii la nou nascut.
Sursa foto – Ref. 34
Efecte negative cerebrale la administrarea de acid folic in doza crescuta
Dozele crescute de acid folic administrat ca supliment (5 mg sau mai mult) duc la o inhibarea/saturarea enzimei DHFR cu acumulare de UMFA, si in plus acidul folic:
- poate fi transportat de acelasi transportor seric RFC-1 ca si molecula de metilfolat si de acid folinic, cu care va competitiona la transport in circulatie
- acidul folic nemetabolizat din circulatie se cupleaza preferential fata de metilfolat pe receptorul de folat de pe suprafata celulelor si metilfolatul seric disponibil nu se va putea atasa de receptorii de folat cerebrali intrucat acestia sunt ocupati (Ref. 35)
- se poate lega (ineficient) de acelasi receptor celular de folat FOLR1 ca si molecula de metilfolat si de acid folinic, avand efect de blocare functionala a receptorului FOLR1, si ducand la o scadere a concentratiei de folati bio-identici intracelular si afectarea ciclurilor lor metabolice
- acidul folic inhiba competitiv atasarea moleculei de metilfolat la nivelul receptorului FR1 (Ref. 36)
- administrarea de acid folic in doze crescute inhiba transportul 5MTHF la nivelul membranei hematoencefalice prin efectul antagonist la nivelul plexului coroid (din sistemul nervos central) ce exprima FR1, acidul folic blocand receptorul de folat FR1 (Ref. 37)
- afinitatea acidului folic pentru FR1 este de aproximativ 10 ori mai mare decat cea a 5MTHF pentru FR1 (cu Kd = 0.4 nmol/l pentru acid folic si 3 nmol/l pentru 5-MTHF (Ref. 36), (Ref. 38)
- celalalt transportor de folat PCFT/SLC46A1 (proton-coupled folate transporter) responsabil de transportul folatilor la nivel intestinal la pH acid nu este functional/detectat la embrionul de varsta mica, intrucat la aceasta varsta a sarcinii toate fluidele embrionare au pH alcalin mediat de bicarbonat; acest transportor este detectat dupa varsta de 10 saptamanii in tesuturile fetale si placentare (Ref. 8)
- un nivel crescut de acid folic (10x nivel standard) conduce la aparitia sindromului de pseudo-deficienta MTHFR la pacienti sanatosi (Ref. 39), (Ref. 40) unde administrarea de acid folic la animale de laborator a dus la
- modificarea profilelor metabolice (steatoza hepatica non-alcoolica, inhibarea activitatii enzimei MTHFR, scaderea concentratiei serice de proteina MTHFR, concentratia de SAMe, metilfolat, fosfatidilcolina mai mici fata de grupul etalon, modificarea expresiei genelor metabolismului lipidic si lipogeneza crescuta)
- concentratia crescuta de acid folic la nivelul lichidului cefalorahidian nu este nici utila biologic, ci dimpotriva va inhiba sinteza proprie de metilfolat (Ref. 40)
- un nivel crescut de acid folic duce la aparitia in:
- circulatia sanguina a concentratiei de 5MTHF de numai 2-6% din totalul folatilor serici, restul fiind reprezentat de UMFA
- lichidul cefalorahidian a concentratiei de 5MTHF de numai 15%-24% din totalul folatilor din LCR, restul fiind reprezentat de acid folic nemetabolizat UMFA in lichidul cefalo-rahidian (Ref. 37)
- ca urmare a suplimentarii cu acid folic, acidul folic din lichidul cefalorahidian fiind inactiv nu va putea fi folosit ca atare si nici nu va putea fi convertit in 5MTHF, intrucat enzima DHFR are o functie extrem de redusa la om in a-l converti in DHF.
Acidul folinic (5 formil tetrahidrofolat / 5 formil THF) este un folat bio-identic, care este rapid convertit in 5,10 metilen THF si in metilfolat, fara a fi necesara enzima DHFR cu activitate scazuta (Ref. 8). Acidul folinic este folosit de multi ani pentru reducerea toxicitatilor asociate cu folosirea de antagonisti ai caii metabolice de sinteza de folati, cum este metotrexatul. Prin refacerea rezervei intracelulare de folati redusi, acidul folinic poate contraataca efectele toxice produse de antifolati (metotrexat) care actioneaza prin inibitia enzimei DHFR. Metabolismul lui include sinteza de THF si de 5,10 metilen THF, cai metabolice implicate in sinteza de timidilat si a ADN. Sinteza purinelor (adenina, guanina) implica utilizarea de formil THF.
Molecula de metilfolat este principalul tip de folat alimentar si reprezinta forma fiziologica de folat din circulatia sanguina si din cordonul ombilical. (Ref. 8) Molecula de metilfolat este esentiala pentru functionarea ciclului metilarii. Donorul universal de grupare metil SAMe (S-Adenozin Metionina) este sintetizat din metionina, la randul ei produsa din homocisteina, metilfolat, metilcobalamina (vitamina B12), cu reciclarea unei molecule de tetrahidrofolat (THF), conectand astfel metabolismul folatilor la metabolismul metioninei. Tetrahidrofolatul ce rezulta astfel din conversia homocisteinei in metionina va fi folosit de enzima TYMS (Timidilat Sintetaza) pentru a sintetiza Timina, ce va fi folosita in sinteza si repararea lantului de ADN. Astfel metilfolatul se afla la intersectia a trei metabolisme: ciclul folatilor, sinteza ADN, ciclul metilarii cu sinteza de metionina si SAMe.
In timpul sarcinii, necesarul de folati creste de 5-10 ori pentru a asigura nevoile in crestere ale fetusului (Ref. 41).
Intrucat la mamifere si om nu se poate sintetiza folat de novo, aprovizionarea cu folati catre embrionul in dezvoltare este dependenta de aportul de folati prin alimentatie si prin suplimente nutritionale al femeii gravide, ce depinde de o serie de proteine cu rol de transport matern si fetal de folati.
Mentinerea unui aport adecvat de folati pentru dezvoltarea fetala se bazeaza pe un aport, sinteza si transport normale de folati la femeia gravida, in placenta si in celulele embrionare-fetale. (Ref. 41).
Datorita necesarului obligator de metilfolat in ciclul metilarii pentru sinteza de timina si ADN, existenta unui deficit de metilfolat sau de metilcobalamina si hiperhomocisteinemia la conceptie pot avea influente negative asupra produsului de conceptie (Ref. 42) si sunt asociate cu sarcina oprita in evolutie si alte defecte congenitale (Ref. 43). Deficitul de folati in perioada embrionara creaza o predispozitie la aparitia de defecte de tub neural (NTD), ce implica o inchidere deficitara a tubului neural in primul trimestru, cu manifestari variabile, de la anencefalie la spina bifida. (Ref. 44)
Au fost descrise multiple mutatii in genele implicate in metabolismul folatilor si proteinele de transport pentru folati. Aceste mutatii induc afectiuni la nivelul sistemului nervos central si sunt asociate cu simptome clinice care se manifesta in copilaria precoce. (Ref. 8)
Folatii consumati de femeia gravida sunt absorbiti la nivelul intestinului subtire, intra in circulatia materna si sunt distribuiti preferential catre placenta pentru a ajunge la embrionul in evolutie, printr-o serie de transportori si receptori de folat, cu :
- la nivel placentar, expresie genetica crescuta pentru FOLR1 si gena transportorului RFC-1 (SLC19A1) pe durata sarcinii (Ref. 45), ca raspuns la necesarul crescut de folati pentru placenta si fetus
- la nivel placentar, expresie genetica scazuta pentru CBS (ARNm scazut de Cistation Beta Sintetaza) si expresie genetica absenta pentru BHMT (Betain H Metil Transferaza), cuplate cu expresie genetica normala pentru MS (Metionin Sintetaza) si MTHFR (5,10 metilen THF Reductaza) (Ref. 46) ceea ce indica:
- o remetilare a homocisteinei pe calea lunga a ciclului metilarii de catre enzima MS, folosind metilfolat (produs de MTHFR) si metilB12, cu sinteza de SAMe
- absenta conversiei homocisteinei pe calea scurta a ciclului metilarii de catre enzima BHMT, fara sinteza de SAMe
- este evident necesarul crescut de metilfolat in sarcina, pentru a sustine ciclul metilarii si sinteza de SAMe ce va fi folosit in reactiile de transmetilare, epigenetica si imprinting embrionar.
Folatii vegetali din alimentatie sunt derivati de 7,8 DHF (ca poli- si mono-glutamati). Poliglutamatii sunt hidrolizati enzimatic in monoglutamati (5 MTHF, 5 formil THF, DHF) la nivelul celulele epiteliale din duoden si jejun, hidroliza poliglutamatilor fiind mediata de catre enzimele: Glutamat Carboxi-Peptidaza II GCPII si exo-peptidaza Gama Glutamil Hidrolaza GGH. Enzima GGH permite absorbtia la nivel intracelular a monoglutamatilor si transportul in circulatia enterohepatica, de unde se reabsorb 100 microgr/zi.

Monoglutamatii sunt transportati intracelular prin cuplare cu transportorul membranar SLC19A1 si receptorul de folat FOLR1 (la adult). Natura anionica (sarcina electrica negativa) a oligomerilor de folat ii impiedica sa paraseasca celula astfel poliglutamatii de folati redusi se acumuleaza in celula. Doar monoglutamatii se pot transporta prin membrana celulara.
Folatii sunt preluati ulterior din circulatia porta de catre ficat unde are loc principala sinteza de folati:
- DHF (DiHidroFolat) este convertit in THF (TetraHidroFolat) de catre enzima DHFR (DiHidroFolat Reductaza)
- THF (Tetrahidrolfat) care se gaseste doar intracelular, ajungand pas cu pas la sinteza de folat bio-activi
- 5 MTHF (metilfolat / 5 metil THF), ce este eliberat in circulatia sanguina.
- ficatul de asemenea va stoca in depozite folatii ca poliglutamati de metilfolat.
- metilfolatul este sintetizat de enzima MTHFR (5,10 metilen THF Reductaza NADPH dependenta) (Ref. 47), insa in prezenta mutatiilor genetice de tip MTHFR de tip 677 heterozigot sau homozigot sinteza de metilfolat se va reduce la 70% respectiv la 30% din capacitatea normala
- prezenta mutatiei MTHFR 677 se va corela cu un nivel sistemic si spinal scazut de metilfolat care se corecteaza strict cu folat de tip metilfolat (5MTHF), iar acidul folic este contraindicat
Sursa foto – Ref. 48
Teste de laborator in metabolismul folatilor
- 5MTHF metilfolat in LCR
- Synlab – 5-METILTETRAHIDROFOLAT (5MTHF) IN LCR* (cod 3025)
- Medlife – 5-metiltetrahidrofolat (5MTHF) in LCR
- folat seric
- folat eritrocitar
- autoanticorpi anti receptor de folat alfa (FOLR1) FRAT – FRATNOW USA
- anticorpi de tip blocking and binding
- doar daca folatul eritrocitar este scazut
- se vor testa ulterior testarii folatilor intracelulari
- dozare tipuri de folati intracelulari in cadrul Panel Methylation (World Health Laboratories)
- glutation oxidat
- glutation redus
- S-Adenozil-Metionina SAM (RBC) intracelular,
- S-Adenozil Homocisteina SAH (RBC) intracelular,
- tetrahidrofolat (THF),
- 5-methl-THF (metilfolat)
- 10-formil-THF
- 5-formil-THF (acid folinic)
- folic acid,
- adenozina.
Sistemele de transport pentru folati
Sistemele de transport seric si transmembranar pentru folati sunt reprezentate de:
- familia de receptori de folat FR (Ref. 49):
- FRα sau FOLR1 (receptor pentru folat la adult)
- FRβ sau FOLR2 (receptor pentru folat fetal)
- FRγ sau FOLR3 forma secretata, nelegata de membrana de receptor de folat
- transportor de folat ubiquitar – reduced folate carrier 1 – RFC-1
- transportor de folat cuplat cu H+ – proton-coupled folate transporter/heme carrier protein – PCFT1/HCP1
- transportor de folat mitocondrial – Mitochondrial Folate Transporter / MFTC
Sursa foto – Ref. 6
Familia FR
- are afinitate inalta pentru 5MTHF (Km aprox. 1 nmol/L)
- realizeaza endocitoza mediata de receptor in sens unidirectional prin membrana celulara la pH neutru (Ref. 49),
- transporta 5MTHF la nivelul barierei hemato-encefalice printr-un proces de endocitoza mediata de receptor
- consuma energie provenita de la adenozin trifosfat ATP, de aceea apare CFD in bolile mitocondriale cu deficit de ATP.
FRα sau FOLR1
FOLR1
- FOLR1 este receptorul de folati la adult
- este o glicoproteina membranara cu rol specific in internalizarea celulara a moleculei de metilfolat, insa poate cupla si acidul folic
- este atasat de membrana celulara prin ancore de glicozilfosfatidilinozitol (GPI)
- FOLR1 functioneaza in intervalul fiziologic nanomolar de concentratie de folat extracelulara
- acidul folic are o capacitate de legare de FOLR1 mai mare decat a metilfolatului si ca urmare va competitiona cu metilfolatul pentru FOLR1 in vederea transportului si stocarii folatilor redusi (Ref. 4), cu Kd = 0.4 nmol/l pentru acid folic si 3 nmol/l pentru 5-MTHF (Ref. 38)
- in creier, transportul 5 MTHF se face prin intermediul barierei hemato-encefalice, unde FOLR1, ancorat de celulele epiteliale din plexul coroid, va realiza endocitoza, stocarea si livrarea catre compartimentul lichidian de unde va fi transportat catre neuroni (Ref. 5)
- deficitele de functionare FOLR1 sunt asociate cu defecte de tub neural / neurodegenerare datorita transportului deficitar de folat la nivel cerebral.
FRα (FOLR1) este exprimat cu precadere in celulele epiteliale din:
- placenta
- la nivel placentar, expresie genetica crescuta pentru FOLR1 si RFC-1/SLC19A1 (Ref. 45), (Ref. 46), ca raspuns la necesarul crescut de folati pentru placenta si fetus
- in sarcina, necesarul de folati creste de 5-10 ori (Ref. 50, Ref. 51) – clearance-ul placentar de 5MTHF in perfuzatul maternal este non saturabil in intervalul 50-500 nanomolar, independent de albumina sau de fluxul sanguin
- molecula de metilfolat ajunsa in circulatia fetala este internalizata prin intermediul receptorilor FOLR1 si FOLR2, cu afinitate crescuta pentru folati prin endocitoza
- plexul choroid (suprafata basolaterala endoteliala a plexului coroid, in sistemul nervos central) (Ref. 52),
- ceea ce arata ca ruta majora de aprovizionare cu metilfolat la nivelul creierului se face prin intermediul barierei hemato-encefalice (Ref. 5)
- in plexul coroid expresia genica pentru FOLR1 are cea mai mare valoare
- in rinichi, plamani, tiroida (Ref. 52)
- NU a fost gasit in cerebrum, cerebellum, maduva spinarii, ficat, muschi, ficat splina (Ref. 45)
Sursa foto – (Ref. 52)
FOLR1 este verificat de kiturile genetice metabolice extinse disponibile online:
Kit genetic metabolic extins saliva/swab | FOLR1 rs2071010 |
Ancestry | DA |
MyHeritage | DA |
MaxGen | NU |
Genomix | DA |
23andMe v4 | DA |
23andMe v5 (versiunea curenta) | NU |
FOLR1 rs2071010 este inclus in raportul mthfrsupport.com variant ver 2.12.
Disfunctiile FOLR1 pot aparea prin multiple mecanisme:
- anticorpi de tip blocking si binding fata de FOLR1 (Ref. 53), (Ref. 5)
- mutatii genetice la nivelul genei FOLR1 (Ref.38), (Ref. 54), (Ref. 55), (Ref. 56), (Ref. 57)
- boli mitocondriale cu deficit de sinteza de ATP (Ref. 58), (Ref. 59) ; sindrom Kearns-Sayre (Ref. 60).
FRβ sau FOLR2
FOLR2
- este principalul receptor fetal pentru folat (Ref. 61), insa este prezent si la adult
- prezinta o homologie structurala de 70% cu FOLR1 (Ref. 52), si astfel poate compensa partial deficitele de functionare ale FOLR1, de aceea este posibil ca manifestarile neurologice sa apara dupa cateva luni de la nastere
- este exprimat
- are afinitate crescuta pentru metilfolat si acid folic la pH neutru.
FOLR2 este verificat de kiturile genetice metabolice extinse disponibile online:
Kit genetic metabolic extins saliva/swab | FOLR2 rs651933 |
Ancestry | DA |
MyHeritage | DA |
MaxGen | DA |
Genomix | DA |
23andMe v4 | DA |
23andMe v5 (versiunea curenta) | DA |
FOLR2 rs651933 nu este inclus in raportul mthfrsupport.com variant ver 2.12.
FRγ sau FOLR3
-
- este receptorul de folat produs de celulele de origine hematopoetica
- are afinitate mult mai scazuta pentru folat comparativ cu FRα si FRβ.
Transportorii de folat: RFC-1, PCFT, MFTC, FOLH1
a) RFC-1 (codificat de gena SLC19A1)
- transportorul de folat redus (Reduced Folat Carrier) transporta folatii redusi metilfolat si acid folinic (Ref. 62)
- reprezinta un sistem de transport cu afinitate scazuta pentru folati, dar bidirectionala de-a lungul membranei celulare (Ref. 52)
- este responsabil simultan si cu transportul folatilor in citoplasma
- este exprimat
- ubiquitar in celule si tesuturi
- este metoda predominanta de transport pentru folati la nivel intestinal
- se gaseste pe suprafata apicala a plexului coroid (Ref. 63), mediind secretia folatilor redusi in lichidul cefalo-rahidian, care ajunge la o concentratie de pana la 4 ori mai mare decat cea serica (Ref. 64)
- are o afinitate mai mare pentru 5MTHF decat pentru acidul folic si transporta folati la un pH optimal de 7.5 (usor alcalin) (Ref. 65)
- RFC-1 se leaga de 5MTHF la concentratii serice mult mai inalte decat FOLR1
- mutatiile genei SLC19A1 care codifica transportul redus de folati RFC-1 sunt asociate cu:
- absenta malformatiilor, doar cu deficit de folat eritrocitar (RBC) (Ref. 66) si anemie, ceea ce poate fi explicat prin transportul folatilor pe cai alternative ce compenseaza deficitul functional al RFC-1, prin cresterea expresiei genice de 7-14 ori fata de normal pentru SLC46A1 (PCFT1) si FOLR2
- defecte de tub neural (rs1051266-mielomeningocel) (Ref. 41).
Avantajele administrarii de acid folinic in tratamentul deficitului cerebral de folat

- acidul folinic este o forma redusa de folat care poate intra in sistemul nervos central prin intermediul RFC-1 (Ref. 5) care se gaseste pe suprafata apicala (spre lichidul cefalo-rahidian) a plexului coroid din celulele epiteliale
- acidul folinic poate creste nivelul de 5MTHF in lichidul cefalorahidian la persoanele cu deficit cerebral de folat (Ref. 53)
- disponibilul de folat cerebral este influentat la nivel celular (Ref. 5) de:
- disponibilitatea de folat in sine
- eficienta transportului de folat
- turnover-ul metabolismului folatilor – influentat de catabolismul folatilor
- prezenta de poliglutamati sau monoglutamati, doar monoglutamatii se absorb
- prezenta de forme de folat oxidate degradativ sau forme stabile biochimic (acid folinic)
- acidul folinic este absorbit la nivel intestinal si transportat de-a lungul membranei intestinale prin intermediul RFC-1, intra in circulatia sanguina si ajunge la nivelul celulelor epiteliale la nivelul suprafetei apicale din plexul coroid unde va trece in lichidul cefalo-rahidian prin intermediul RFC-1 (afinitate scazuta) si ulterior la ajunge in celulele neuronale, prin RFC-1, localizat in axoni si dendrite
- dozele per kg corp de acid folinic sunt crescute, (Ref. 5), strict dupa obtinerea consimtamantului informat parental si EEG, intrucat administrarea se poate asocia cu aparitia de convulsii, iritabilitate, tulburari de somn, hiperactivitate
- administrarea de acid folinic intravenos in doze crescute (45-120 mg) poate induce convulsii generalizate (Ref. 5), de aceea trebuie luate masuri pentru evitarea supradozarii si evitarea neurotoxicitatii
- raspunsul terapeutic
- acidul folinic este tipul de folat in general folosit in tratamentul deficitului cerebral de folat, cu rare exceptii cum este deficitul sever de functie a MTHFR prin mutatii MTHFR, cu sinteza <1% fata de control, unde doar aportul de metilfolat (5MTHF) poate creste nivelul de 5MTHF in lichidul cefalorahidian (Ref. 70)
b) Proton-Coupled Folate Transporter – PCFT
Transportorul de folat PCFT (Ref. 71)
- este codificat de gena SLC46A1
- este exprimat
- cu precadere in intestinul subtire in duoden si jejun proximal (in membrana apicala si citoplasma), unde folatii sunt absorbiti in microclimatul epiteliului intestinal la pH acid optim de 4.5-5.5 (Ref. 72)
- si in alte tesuturi, inclusiv in creier si in plexul coroid, unde poate exporta folatii din endozomii acidifiati ulterior endocitozei mediate de FOLR1 la adult (Ref. 73) sau FOLR2 la fat
- este esential pentru absorbtia si transportul folatilor de-a lungul barierei hemato-lichid cefalo-rahidian
- intrucat inchiderea tubului neural fetal are loc inainte de dezvoltarea intestinului fetal, expresia PCFT nu este implicata in dezvoltarea/malformatiile de tub neural
- mutatiile genei SLC46A1 sunt asociate cu
- anemie prin deficit de folat
- mutatia bialelica autosomal recesiva in SLC46A1 duce la instalarea malabsorbtiei intestinale congenitale de folat (Hereditary folate malabsorption – HFM) (Ref. 4)
- defectele genetice duc la un deficit sistemic de folat simultan cu deficit cerebral de folat
- sugarii cu aceste mutatii nu pot absorbi folat adecvat din laptele matern /formule de lapte si pot deveni deficienti in folat dupa ce consuma rezervele de folati dobandite in viata intra-uterina (Ref. 74), (Ref. 75)
c) Mitochondrial Folate Transporter / MFTC
Transportorul mitocondrial de folat MFTC (Ref. 76)
- este codificat de gena SLC25A32
- are rol de transport pentru folati si/sau FAD prin membrana mitocondriala interna pentru a lua parte la metabolismul folatilor din mitocondrie
- realizeaza transferul THF din citoplasma in mitocondrie din care se va sintetiza format THF
- mutatile genei SLC25A32 care codifica MFTC sunt asociate cu defecte de tub neural (Ref. 77)
Disfunctia mitocondriala este o comorbiditate medicala frecventa in tulburarile de spectru autist, cu studii care arata ca 30-50% din persoanele cu TSA au biomarkeri de disfunctie mitocondriala (Ref. 78), (Ref. 79).
Anticorpi anti receptor de folat FOLR1 (FRAA / test FRAT)
Sunt publicate un numar crescut de studii clinice care au:
- aratat o prevalenta inalta a anticorpilor anti FRAlfa (FRAA) de la 58% la 75% in autism: (Ref. 80), (Ref. 81), (Ref. 82), (Ref. 83), (Ref.84), Ref.85), (Ref.86), (Ref.87), (Ref.88)
- corelatie inversa intre anticorpii FRAA de tip blocking cu nivele serice crescute si concentratia scazuta de 5MTHF in lichidul cefalorahidian:(Ref.89), (Ref.80)
- nivelul de anticorpi FRAA de tip blocking scad cu varsta (Ref. 80)
- anticorpii FRAA de tip blocking au avut o concetratie in crestere simultana cu consumul de lapte de vaca pe o durata de 2ani (Ref.89)
- copiii cu TSA au caracteristici fiziologice si de devzoltare diferite in functie de tipul de FRAA (blocking sau binding) (Ref. 76):
-
- FRAA binding erau asociati cu concentratii de vitamina B12 serica mai mare
- FRAA blocking erau asociati cu un metabolism redox mai bun, markeri de inflamatie mai buni, comunicare mai buna.
Deficitul cerebral de folat, tulburarile de spectru autist si tratamentul cu acid folinic
- o prevalenta globala a tulburarilor din spectrul autist (TSA) in deficitul cerebral de folat de 44%
- o prevalenta globala a a deficitului de folat cerebral in TSA de 38%, cauzat de anticorpi FRAA in 83% din cazuri
- prevalenta globala a anticorpilor FRAA de tip blocking, binding, sau ambele tipuri in TSA idiopatic a fost de 46%, respectiv 49% 71%
- copiii cu TSA nivelul de anticorpi FRAA blocking era semnificativ mai crescut decat cel al parintilor sau fratilor lor, iar nivelul de anticorpi binding era mai mare doar fata de parinti, dar nu si fata de frati
- copiii cu TSA aveau un risc de 19 ori mai mare sa aiba anticorpi de tip FRAA comparativ cu copiii neurotipici fara frati cu TSA
- pentru copiii cu TSA si CFD, meta analiza a aratat progrese clinice la administrarea de acid folinic astfel:
- simptome generale TSA la 67%
- iritabilitate la 58%
- ataxie la 88%
- semne piramidale la 76%
- tulburari de miscare 47%
- epilepsie 75%
- sunt publicate multiple studii care arata eficienta tratamentului cu acid folinic la copiii cu TSA si CFD prin FRAA,
- acidul folinic este eficient in tratamentul schizofreniei asociate cu prezenta FRAA (Ref. 94)
Profilaxie si Tratament in Deficitul nutritional de folat
Recomandari nutritionale pentru profilaxia si tratamentul deficitului cerebral de folati:
a) Pentru profilaxia sarcinilor oprite in evolutie, defectelor de tub neural, malformatiilor embrionare:
- aport zilnic de alimente cu folat vegetal, in cantitati adecvate si crescute in preconceptie, sarcina (si alaptare), pentru a avea un aport zilnic de poliglutamati de DHF din care se vor sintetiza toate tipurile de folati biologic activi,
- la aportul de alimente ce contin folat vegetal se va asocia suplimentarea de folati bio-activi, cu ambele tipuri folati bio-identici de tip
- metilfolat – pentru suport metilare, mentinere nivel homocisteina normal, preventia NTD – prin legare pe FOLR1 , RFC-1
- acid folinic – pentru sustinere diviziune celulara, crestere tisulara si folat de rezerva in caz de blocaje a FOLR1 matern (anticorpi, mutatii) prin legare pe RFC-1
- monitorizarea regulata a nivelurilor de folat eritrocitar (optim si de folati intracelulari), in preconceptie si sarcina in special in primul trimestru, cand are loc organogeneza si inchiderea tubului neural
- pentru sarcina planificata se va astepta pana se ajunge la nivele maximale superioare ale folatului eritrocitar
- evitarea completa a acidului folic, mai ales in preconceptie, sarcina (si alaptare) indiferent de prezenta sau absenta a diverselor mutatii MTHFR, intrucat acidul folic induce o deficienta functionala a enzimei MTHFR (pseudo-deficienta MTHFR)
- supliment de acid folic separat
- suplimente combinate de acid folic cu metilfolat
- suplimente combinate de fier cu acid folic
- teste complete de metilare, folati, vitamina B12 la ambii parteneri conceptuali in preconceptie
- planificarea conceptiei strict dupa atingerea nivelurilor optime de folat eritrocitar, vitamina B12, homocisteina serica la ambii parteneri
- planificarea embrio-transferului strict dupa atingerea nivelurilor optime de folat eritrocitar, vitamina B12, homocisteina serica la mama
- testare genetica metabolica extinsa la cuplurile cu sarcini oprite in evolutie, sindrom de deficit cerebral de folat in familie, sarcini anterioare cu defecte de tub neural
b) Pentru tratamentul deficitului cerebral / sistemic de folat
- testarea prezentei de anticorpi anti receptor de folat alfa FRAA la copiii cu TSA/suspiciune de TSA si a parintii si fratilor lor
- teste complete de metilare, folati, vitamina B12
- testare concentratie metilfolat in lichidul cefalorahidian
- testare concentratie folat eritrocitar
- optim si testare separata a folatilor intracelulari (DHF, THF, metilfolat, acid folinic, etc)

- testare genetica metabolica extinsa pentru evidentierea mutatiilor relevante din ciclul folatilor, ciclul metilarii, metabolismul vitaminei B12
- evitarea administrarii de acid folic in caz de deficit cerebral de folat, care poate agrava depletia de folat activ intracerebral, intrucat acidul folic are o capacitate de legare de FOLR1 mai mare decat a metilfolatului si ca urmare va competitiona cu metilfolatul pentru FOLR1 in vederea transportului si stocarii folatilor redusi:
- suplimente combinate de acid folic cu metilfolat – multivitamine
- suplimente combinate de fier cu acid folic
- formule de lapte praf cu acid folic
- administrarea de acid folinic pentru tratamentul cazurilor de deficit cerebral de folat, recomandare inca valabila de la diagnosticul acestui sindrom in 2004 de dr. Ramaekers Vincent Th, MD PhD, Division of Paediatric Neurology, University Hospital Aachen, Germany. (Ref. 5)
Referinte
Read MoreSolicitare de Consiliere nutritionala personalizata

Pentru a va programa la o consultatie nutritionala online cu primirea unui tratament nutritional personalizat pe baza profilului genetic , puteti lua legatura cu mine prin:
- pagina de Contact.
- e-mail la office@nutrigenomic.ro
- telefon la numarul in reteaua Orange 0756 129 223
- formularul de mai jos.
Leave a Reply