I processi metabolici della carenza di acido folico e vitamina B12 Mahmood L – J Health Res Rev
REVIEW ARTICLE
Anno : 2014 | Volume : 1 | Numero : 1 | Pagina : 5-9
I processi metabolici della carenza di acido folico e vitamina B12
Lubna Mahmood
Dipartimento di Scienze della Salute, Qatar University, Doha, Qatar
| Data della pubblicazione sul web | 21-Ott-2014 |
Indirizzo di corrispondenza:
Lubna Mahmood
Dipartimento di Scienze della Salute, Qatar University, Doha
Qatar
Fonte del supporto: Nessuno, Conflitto di interessi: Nessuno
DOI: 10.4103/2394-2010.143318
| Abstract |
Le vitamine sono i composti organici richiesti dal corpo umano e sono considerati nutrienti vitali necessari in quantità specifiche. Non possono essere sintetizzate in quantità sufficiente dal corpo umano, quindi devono essere ottenute dalla dieta. Si conoscono tredici diversi tipi di vitamine, classificate in base alla loro attività biologica e chimica. Ognuna di esse ha un ruolo specifico nel nostro corpo. L’acido folico ha un ruolo vitale nella crescita e nello sviluppo delle cellule attraverso molte reazioni e processi che avvengono nel corpo, per esempio il ciclo dell’istidina, il ciclo della serina e della glicina, il ciclo della metionina, il ciclo del timidilato e il ciclo della purina. Quando il corpo diventa carente di acido folico, tutti i cicli sopra menzionati diventano inefficaci e portano a molti problemi, oltre ad altri problemi come l’anemia megaloblastica, il cancro e i difetti del tubo neurale. La vitamina B12 ha un ruolo vitale nella crescita e nello sviluppo delle cellule attraverso molte reazioni e processi che avvengono nel corpo. Quando il livello diventa elevato o inferiore al normale, l’intero processo crolla perché ogni processo è collegato a un altro. Le carenze possono essere trattate aumentando il loro consumo nella dieta o con l’assunzione di integratori.
Parole chiave: Carenza, folato, acido folico, metabolismo, vitamina B12
Come citare questo articolo:
Mahmood L. I processi metabolici di acido folico e vitamina B12 carenza. J Health Res Rev 2014;1:5-9
Come citare questo URL:
Mahmood L. I processi metabolici di acido folico e carenza di vitamina B12. J Health Res Rev 2014 ;1:5-9. Disponibile da: https://www.jhrr.org/text.asp?2014/1/1/5/143318
| Introduzione |  |
Le vitamine sono i composti organici richiesti dal corpo umano che sono considerati come nutrienti vitali necessari in quantità specifiche. Non possono essere sintetizzate in quantità sufficiente dal corpo umano, e quindi devono essere ottenute dalla dieta. Si conoscono tredici tipi diversi di vitamine, classificate in base alla loro attività biologica e chimica; ognuna di esse ha un ruolo specifico nel nostro corpo.
Le vitamine sono classificate come idrosolubili o liposolubili. Delle 13 vitamine, 4 sono liposolubili (A, D, E e K) e le altre 9 sono idrosolubili (8 vitamine B e la vitamina C). Le vitamine idrosolubili si sciolgono facilmente in acqua e vengono espulse dal corpo rapidamente perché non vengono immagazzinate per molto tempo, tranne la vitamina B12. D’altra parte, le vitamine liposolubili sono assorbite nell’intestino in presenza di lipidi e hanno maggiori probabilità di essere immagazzinate nel corpo. Essendo immagazzinate per molto tempo, possono portare a ipervitaminosi più delle vitamine idrosolubili; alcune vitamine sono vitali per la crescita e lo sviluppo delle cellule del corpo (per esempio l’acido folico e la B12). L’acido folico è conosciuto come vitamina B9 che ha funzioni vitali. Il nostro corpo ha bisogno di acido folico per la sintesi, la riparazione e la metilazione del DNA. Inoltre, agisce come cofattore in molte reazioni biologiche vitali. Il folato ha un ruolo importante nella divisione cellulare ed è particolarmente necessario durante l’infanzia e la gravidanza. Il corpo umano richiede il folato per produrre globuli rossi sani e prevenire l’anemia, mentre la vitamina B12 gioca un ruolo importante nel fornire gruppi metilici essenziali per la sintesi delle proteine e del DNA. La vitamina B12 è legata alle proteine del cibo e l’acido cloridrico nello stomaco rilascia la B12 dalle proteine durante la digestione. Una volta rilasciata, la B12 si combina con una sostanza chiamata fattore intrinseco.
| Revisione della letteratura | |
Acido folico
Cosa si intende per “acido folico”? Il corpo umano ha bisogno di acido folico, specialmente le donne che possono rimanere incinte. Ottenere abbastanza acido folico prima e durante la gravidanza può prevenire importanti difetti di nascita del cervello o della spina dorsale del bambino. È anche conosciuto come vitamina B9, folato o acido folico. Tutte le vitamine B aiutano il corpo a convertire il cibo (carboidrati) in carburante (glucosio), che viene utilizzato per produrre energia. Queste vitamine B, spesso indicate come vitamine del complesso B, aiutano il corpo a utilizzare i grassi e le proteine. Le vitamine del complesso B sono necessarie per la salute di pelle, capelli, occhi e fegato. Inoltre, aiutano il sistema nervoso a funzionare correttamente. L’acido folico è la forma sintetica di B9 che si trova negli integratori e negli alimenti fortificati, mentre il folato si trova naturalmente negli alimenti.
L’acido folico è fondamentale per il corretto funzionamento del cervello e gioca un ruolo importante nella salute mentale ed emotiva. Aiuta nella produzione di DNA e RNA, il materiale genetico del corpo, soprattutto quando le cellule e i tessuti crescono rapidamente, come durante l’infanzia, l’adolescenza e la gravidanza. L’acido folico lavora a stretto contatto con la vitamina B12 nella produzione di globuli rossi e aiuta il ferro a funzionare correttamente nel corpo. La vitamina B9 lavora con le vitamine B6 e B12 e altri nutrienti nel controllo dei livelli ematici dell’aminoacido omocisteina. Alti livelli di omocisteina sono associati a malattie cardiache, anche se alcuni ricercatori non sono sicuri che l’omocisteina sia una causa di malattie cardiache o solo un marcatore che indica la presenza di malattie cardiache.
Fonti ricche di folato includono spinaci, verdure a foglia scura, asparagi, rape, barbabietole e senape, cavolini di Bruxelles, fagioli di Lima, soia, fegato di manzo, lievito di birra, verdure a radice, cereali integrali, germe di grano, grano bulgur, fagioli di rene, fagioli bianchi, fagioli di Lima, salmone, succo d’arancia, avocado e latte. Inoltre, tutti i prodotti di grano e cereali negli Stati Uniti sono fortificati con acido folico. Le raccomandazioni giornaliere per l’acido folico nella dieta sono: Neonati 0-6 mesi: 65 mcg (assunzione adeguata), neonati 7-12 mesi: 80 mcg (assunzione adeguata), bambini 1-3 anni: 150 mcg (RDA), bambini 4-8 anni: 200 mcg (RDA), bambini 9-13 anni: 300 mcg (RDA), adolescenti 14-18 anni: 400 mcg (RDA), 19 anni e più: 400 mcg (RDA), donne incinte: 600 mcg (RDA), e donne che allattano: 500 mcg (RDA).
Metabolismo dell’acido folico e meccanismo d’azione
Quanto l’acido folico è biochimicamente inattivo, viene convertito dalla diidrofolato reduttasi in acido tetraidrofolico e metiltetraidrofolato. Questi congeneri dell’acido folico sono trasportati dall’endocitosi mediata dai recettori attraverso le cellule dove sono necessari per mantenere la normale eritropoiesi, interconvertire gli aminoacidi, metilare il tRNA, generare e usare il formiato e sintetizzare gli acidi nucleici purinici e timidilati. Usando la vitamina B12 come cofattore, l’acido folico può normalizzare alti livelli di omocisteina attraverso la rimetilazione dell’omocisteina in metionina tramite la metionina sintetasi.
Cicli di carenza di acido folico
L’acido folico ha un ruolo vitale nel corpo umano, nella crescita cellulare e nello sviluppo attraverso molte reazioni e processi che avvengono al suo interno, tra cui il ciclo dell’istidina, il ciclo della serina e della glicina, il ciclo della metionina, il ciclo del timidilato e il ciclo delle purine. Poiché il corpo diventa carente di acido folico, tutti i cicli diventano inefficaci e portano a molti problemi come l’anemia megaloblastica, il cancro e i difetti del tubo neurale.
Ciclo dell’istidina
Questo ciclo comporta la deaminazione dell’istidina in presenza di acido folico, che si traduce nella generazione di acido urocanico. L’acido urocanico è coinvolto in molti processi metabolici per generare formiminoglutammato che è conosciuto come “FIGLU” ed è coinvolto nella generazione di glutammato con l’aiuto della formiminotransferasi. Nella carenza di acido folico, il catabolismo di FIGLU è compromesso e il glutammato non può essere generato dal formiminoglutammato; pertanto, il formiminoglutammato si accumula nel sangue e viene escreto in quantità elevate nelle urine. Questo processo può essere utilizzato per valutare la carenza di acido folico, poiché la carenza di acido folico è coinvolta nella bassa formazione di glutammato dalle sostanze formiminoglutammato “FIGLU”. L’acido glutammico è una sostanza importante nei processi metabolici degli zuccheri e dei grassi ed è coinvolto nel processo di trasporto del potassio; aiuta nel trasporto del K+ nel liquido spinale e attraverso la barriera emato-encefalica.
Il glutammato è un neurotrasmettitore che gioca un ruolo vitale nel processo di apprendimento e memorizzazione nel cervello. Un basso livello di glutammato aumenta la probabilità di avere schizofrenia, disturbi cognitivi, neuropsichiatrici e d’ansia. Inoltre, il glutammato gioca un ruolo importante nello smaltimento da parte del corpo dell’azoto in eccesso o di scarto. Il glutammato subisce la deaminazione, una reazione ossidativa catalizzata dalla glutammato deidrogenasi.
Serina e ciclo della glicina
La serina è un aminoacido non essenziale che può essere derivato dal glucosio o dalla dieta. Alcuni tessuti sono considerati produttori di glicina, mentre altri, per esempio il rene, producono serina dalla glicina. Sia la serina che la glicina sono trasportate rapidamente attraverso la membrana mitocondriale. L’acido folico gioca un ruolo vitale in questo percorso; il 5,10-metilene tetraidrofolato fornisce un gruppo idrossimetilico ai residui di glicina per produrre serina che è nota per essere la fonte principale di un’unità di carbonio che viene utilizzata nelle reazioni dei folati. In caso di carenza di acido folico, la glicina perde la sua capacità di produrre serina; questo porta a molti problemi, per esempio il funzionamento improprio del cervello e del sistema nervoso centrale. Inoltre, molti processi all’interno del corpo sono compromessi, come la funzione compromessa di RNA e DNA, il metabolismo dei grassi e degli acidi grassi e la formazione dei muscoli. La serina è necessaria nella produzione di triptofano, l’aminoacido coinvolto nella produzione di serotonina, una sostanza chimica del cervello che determina l’umore. Un basso livello di serotonina o triptofano è stato collegato a depressione, confusione, insonnia e ansia. Inoltre, un basso livello di serina porta a una diminuzione delle prestazioni del sistema immunitario, poiché la serina è coinvolta nella formazione degli anticorpi.
Ciclo della metionina
Il folato gioca un ruolo vitale nel ciclo della metionina. È coinvolto come metionina 5-metil tetraidrofolato nel processo di metilazione dove il gruppo metile è trasferito all’omocisteina per formare metionina in presenza dell’enzima metionina sintasi. La metionina sintasi è uno degli unici due enzimi noti per essere B12-dipendenti. Questo processo dipende sia dall’acido folico che dalla vitamina B12. L’omocisteina non si trova nella dieta, e può essere ottenuta dalla metionina attraverso un processo che inizia con la conversione della metionina in S-adenosil metionina che è conosciuta anche come prodotto “SAM”. Questa reazione necessita di ATP e vitamina B12 e anche della presenza della metionina adenosil transferasi. In caso di carenza di acido folico, il corpo non ha la capacità di produrre metionina, il che porta a molti problemi come la bassa produzione di antiossidante naturale (glutatione) e di aminoacidi contenenti zolfo (ad esempio taurina e cisteina), che sono coinvolti nell’eliminazione delle tossine all’interno del corpo, nella costruzione di tessuti forti e sani e anche nella promozione della salute cardiovascolare. Un basso livello di metionina porta al deterioramento della funzione epatica come risultato dell’accumulo di grasso all’interno del fegato e al deterioramento della produzione di creatina nei muscoli che fornisce l’energia di cui il corpo ha bisogno. La metionina è anche nota per essere essenziale per la formazione del collagene che è coinvolto nella formazione di pelle, unghie e tessuti connettivi, e un basso livello di metionina ha effetti negativi in questi processi e funzioni.
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Figura 1: Il processo per ottenere L-metilmalonil CoA da succinil CoA in presenza di metilmalonil CoA mutasi (Glatz JF, et al. 2010) Clicca qui per vedere |
Ciclo del timidilato
Tuttavia, il folato non è coinvolto nella sintesi de novo della pirimidina, ma è comunque coinvolto nella formazione del timidilato. La timidilato sintasi è coinvolta nel catalizzare il trasferimento di formaldeide dal folato al dUMP per formare il dTMP. Timidilato sintasi È un enzima che svolge un ruolo nella replicazione delle cellule e dei tessuti. Gli antagonisti del folato inibiscono questo enzima e sono stati utilizzati come agenti antitumorali. Da questo ciclo, il ruolo del folato può essere collegato al cancro. La timidilato sintasi è un veleno metabolico che è coinvolto nel causare una carenza funzionale di folato, e le cellule del corpo crescono rapidamente come risultato dell’aumento della sintesi del DNA. Ecco perché il folato è conosciuto come “agente di prevenzione del cancro”. Il tetraidrofolato può essere rigenerato dal prodotto della reazione timidilato sintasi; poiché le cellule non hanno la capacità di rigenerare il tetraidrofolato, soffrono di sintesi difettosa del DNA e alla fine muoiono. Molti farmaci anticancro agiscono indirettamente inibendo la DHFR o direttamente inibendo la timidilato sintasi.
Ciclo della purina
I derivati del tetraidrofolato sono usati in due fasi di reazione della biosintesi de novo della purina; le posizioni C8 e C2 nell’anello della purina sono anche derivate dal folato. La purina ha molti ruoli importanti nella crescita, divisione e sviluppo delle cellule, poiché è considerata insieme alla base pirimidina dell’elica del DNA. In caso di carenza di folato, c’è un’alterazione delle funzioni della purina, il che significa un’alterazione della produzione di DNA, e porta a molti problemi all’interno del corpo, poiché il DNA è la base di ogni processo. I difetti del DNA colpiscono ogni parte del corpo, cioè la pelle, le ossa, i muscoli, e possono portare al morbo di Alzheimer, al deterioramento della memoria, alle malattie cardiache e muscolari, ai tumori al seno e alle ovaie, e al deterioramento del sistema immunitario.
Gli effetti della carenza di acido folico sulla salute
La carenza di acido folico colpisce il corpo in modo negativo; le malattie più comuni che sono causate come risultato della carenza di B9 sono l’anemia megaloblastica e i difetti di nascita. L’anemia megaloblastica è descritta come presenza di globuli rossi di grandi dimensioni rispetto al normale. Risulta dall’inibizione della sintesi del DNA nella produzione di globuli rossi. Il 5-metil tetraidrofolato può essere metabolizzato solo dalla metionina sintasi; quindi, la mancanza di coenzima folato porterà a un’alterazione dell’RBC. Poiché la sintesi del DNA viene compromessa, il ciclo cellulare non può progredire e la cellula continua a crescere senza divisione, il che si presenta come macrocitosi. Può essere il risultato di una carenza di vitamina B12 e anche dovuto all’intrappolamento del folato, impedendogli di svolgere la sua normale funzione. Questo difetto è causato da una sintesi di timidilato difettosa con allargamento del trifosfato di deossiuridina. L’anemia megaloblastica porta a un’alterazione della RBC, formicolio doloroso alle mani e ai piedi, problemi gastrointestinali (per esempio diarrea), la sensazione di essere stanchi, cambiamenti nella percezione del gusto, stanchezza e debolezza, perdita di coordinazione, diminuzione dell’appetito e perdita di peso. Le ricerche mostrano il legame tra la carenza di folati e i difetti del tubo neurale nei neonati; la carenza di omocisteina è stata proposta come meccanismo. Inoltre, è stato dimostrato che la formiltetraidrofolato sintetasi, nota come dominio del gene C1 tetraidrofolato sintetasi, è legata a un alto rischio di avere difetti del tubo neurale.
La carenza di vitamina B12 è anche considerata come una causa indipendente di difetti del tubo neurale. Il tipo più noto di questo difetto è la “spina bifida”, che può portare a molti problemi e questioni, ad esempio debolezza del corpo o paralisi, e perdita di sensibilità, intelligenza, apprendimento e compromissione della memoria. Secondo l’associazione della spina bifida, può anche portare a difficoltà di apprendimento, disturbi gastrointestinali, obesità, depressione, disfunzioni urinarie e intestinali, tendiniti e allergie.
Vitamina B12
Cosa si intende per “vitamina B12”?
La vitamina B12 (comunemente nota come cianocobalamina) è la più complessa chimicamente di tutte le vitamine. La struttura della vitamina B12 si basa su un anello di corrina, che è simile all’anello di porfirina che si trova nell’eme, nella clorofilla e nel citocromo e ha due degli anelli di pirrolo direttamente legati. La cianocobalamina non può essere prodotta da piante o animali; batteri e archei sono gli unici tipi di organismi che hanno gli enzimi necessari per la sintesi della cianocobalamina. Le piante superiori non concentrano la cianocobalamina dal suolo, e quindi sono povere fonti di questa sostanza, rispetto ai tessuti animali. La vitamina B12 si trova naturalmente in alimenti che includono carne (specialmente fegato e crostacei), uova e latticini.
Dietary Reference Intake per la vitamina B12: Neonati (assunzione adeguata) 0-6 mesi: 0,4 μg al giorno (mcg/giorno), neonati 7-12 mesi: 0,5 mcg/giorno, bambini 1-3 anni: 0,9 mcg/giorno, bambini 4-8 anni: 1,2 mcg/giorno, bambini 9-13 anni: 1,8 mcg/giorno, adolescenti e adulti dai 14 anni in su: 2,4 mcg/giorno, adolescenti e donne incinte: 2,6 mcg/giorno, e adolescenti e donne che allattano: 2,8 mcg/giorno.
Metabolismo della vitamina B12 e meccanismo d’azione
La vitamina B12 è utilizzata dal corpo in due forme, sia come metilcobalamina che come 5-deossiadenosil cobalamina. L’enzima metionina sintasi ha bisogno della metilcobalamina come cofattore. Questo enzima è normalmente coinvolto nella conversione dell’aminoacido omocisteina in metionina, mentre la metionina, a sua volta, è necessaria per la metilazione del DNA. La 5-deossiadenosil cobalamina è un cofattore necessario all’enzima che converte l-metilmalonil CoA in succinil CoA. Questa conversione è un passo importante nell’estrazione di energia dalle proteine e dai grassi. Inoltre, il succinil CoA è necessario per la produzione di emoglobina che è la sostanza che trasporta l’ossigeno nei globuli rossi.
Cicli di carenza di vitamina B12
La vitamina B12 gioca un ruolo vitale nella crescita e nello sviluppo delle cellule del corpo umano attraverso molte reazioni e processi che avvengono nel corpo; poiché il corpo diventa carente di acido folico, tutti i cicli che sono menzionati sopra diventeranno inefficaci e porteranno a molti problemi, oltre ad altri problemi come l’anemia megaloblastica, il cancro e i difetti del tubo neurale.
Ciclo della metionina
La vitamina B12 (cobalamina) gioca un ruolo vitale nella conversione dell’omocisteina in metionina nel ciclo della metionina, poiché prende il gruppo metile dal 5-metil tetraidrofolato (acido folico) e forma la cobalamina metile che poi rilascia questo gruppo metile per convertire l’omocisteina in metionina. Inoltre, la cobalamina è necessaria nella conversione della metionina in omocisteina, dove la metionina viene convertita in prodotto “SAM” in presenza di ATP dalla metionina adenosil transferasi. In caso di carenza di vitamina B12, il corpo non ha la capacità di produrre metionina, il che porta a molti problemi. Inoltre, il corpo non ha la capacità di produrre la S-adenosil metionina che è conosciuta come prodotto “SAM”. La produzione difettosa del prodotto SAM porta a una compromissione della sintesi della carnitina, alla compromissione della funzione neurale, al mantenimento della mielina e alla mancanza di metilazione del DNA e dell’RNA.
Methylmalonyl CoA mutase
Due molecole di adenosil cobalamina sono necessarie per convertire il methylmalonyl CoA in succinyl CoA, che è un intermedio del ciclo TCA, attraverso l’enzima methylmalonyl CoA mutase, mentre il propionyl CoA viene convertito in d-methylmalonyl CoA. In caso di carenza di vitamina B12, l’attività della metilmalonil CoA mutasi è compromessa e c’è un accumulo di acido metilmalonico nel corpo. Queste alterazioni portano a molti problemi e problemi. Il corpo perde la sua capacità di produrre l’intermedio del ciclo TCA, il succinil CoA, che porterà a un’alterazione del ciclo TCA in quanto c’è una ridotta conversione del succinato in fumarato, malato e al prodotto finale del ciclo, che è responsabile di fornire una piccola quantità di energia prima di andare alla catena di trasporto degli elettroni che è responsabile della produzione di alta energia. Inoltre, c’è una compromissione della gluconeogenesi, che è la via metabolica responsabile della generazione di glucosio da sostanze non-carboidrate, ad esempio glicerolo, aminoacido glucogenico e lattato, e aiuta nel mantenimento della normoglicemia durante il digiuno. Quando l’acido grasso viene ossidato in propionil CoA, appare il ruolo di succinil CoA che è noto come precursore di succinil CoA, che viene poi convertito in piruvato ed entra nel ciclo della gluconeogenesi.
Gli effetti della carenza di acido folico sulla salute
La carenza di vitamina B12 può influenzare il corpo in modo negativo. La malattia più comune causata come risultato della carenza di B12 è l’anemia perniciosa.
Anemia perniciosa
L’anemia perniciosa è un tipo di anemia con il termine “anemia” che di solito si riferisce a una condizione in cui il sangue ha un numero di globuli rossi inferiore al normale. Nell’anemia perniciosa, il corpo non ha la capacità di produrre abbastanza globuli rossi sani perché non ha abbastanza vitamina B12. Senza abbastanza vitamina B12, i globuli rossi non si dividono normalmente e sono troppo grandi, e possono avere problemi ad uscire dal midollo osseo. Non avere abbastanza globuli rossi per trasportare l’ossigeno al corpo può dare la sensazione di essere stanchi e deboli. L’anemia perniciosa grave o di lunga durata può danneggiare il cuore, il cervello e altri organi del corpo. L’anemia perniciosa può anche causare altri problemi come danni ai nervi, problemi neurologici (come la perdita di memoria), e problemi al tratto digestivo. Le persone che hanno l’anemia perniciosa possono anche essere a più alto rischio di indebolimento delle ossa e di cancro allo stomaco.
Gli studi dimostrano che il livello di omocisteina diventa elevato in caso di anemia perniciosa, come risultato dell’inibizione dell’attività della metionina sintasi. L’iperomocisteinemia è una condizione medica caratterizzata da un livello anormalmente elevato di omocisteina nel sangue. Aumenta il rischio di sviluppare malattie delle vene e delle arterie. Questa malattia può portare ad anomalie dei vasi sanguigni, trombosi con restringimento e indurimento dei vasi sanguigni, infiammazione vascolare, malattia coronarica, aterosclerosi, perdita ossea asintomatica e rabbiosa. Livelli elevati di omocisteina potrebbero anche essere un fattore di rischio per lo sviluppo di molte altre malattie come infarto e ictus, osteoporosi, malattia di Alzheimer, colite ulcerosa e malattia di Crohn. La carenza di vitamina B12 può anche essere coinvolta nell’anemia megaloblastica e nei difetti del tubo neurale, come menzionato sopra in relazione all’acido folico.
| Conclusione | |
Le vitamine sono vitali per la crescita e lo sviluppo cellulare. I loro livelli normali all’interno del corpo aiutano il processo di mantenimento del corpo e una migliore performance. Livelli di vitamine più alti o più bassi del normale provocano il collasso dell’intero processo perché ogni processo è collegato all’altro. Le carenze possono essere trattate aumentando il consumo nella dieta o con l’assunzione di integratori.
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