homocysteín

homocysteín je neproteínová alfa-aminokyselina obsahujúca síru, ktorá sa vytvára ako medziprodukt z metionínu uvoľňovaním metylovej skupiny (-CH3).

Na ďalšie spracovanie homocysteínu je nevyhnutný dostatočný prísun vitamínov B12 a B6, ako aj kyseliny listovej alebo betaínu ako dodávateľa metylových skupín. Zvýšená koncentrácia homocysteínu v krvnej plazme je spojená s poškodením stien krvných ciev, demenciou a depresiou.

Čo je to homocysteín?

Homocysteín vo svojej bioaktívnej L-forme je neproteinogénna aminokyselina. Nemôže to byť stavebný blok proteínu, pretože má tendenciu vytvárať heterocyklický kruh, ktorý neumožňuje stabilnú peptidovú väzbu kvôli svojej ďalšej skupine CH2 v porovnaní s cysteínom.

Začlenenie homocysteínu do proteínu by preto spôsobilo, že by sa proteín čoskoro rozpadol. Chemický vzorec C4H9NO2S ukazuje, že aminokyselina pozostáva výlučne z látok, ktoré sú v hojnom množstve dostupné takmer všade. Stopové prvky, vzácne minerály a kovy sa pre svoju štruktúru nevyžadujú. Homocysteín je zwitterión, pretože má dve funkčné skupiny, z ktorých každá má kladný a záporný náboj, ktoré sú celkovo elektricky vyvážené.

Pri izbovej teplote je homocysteín kryštalická pevná látka s teplotou topenia približne 230 až 232 stupňov Celzia. Telo môže odbúravať zvýšenú hladinu homocysteínu v krvi vytvorením disulfidového mostíka medzi dvoma molekulami homocysteínu za vzniku homocystínu a ich vylučovaním v tejto forme obličkami.

Funkcia, účinok a úlohy

Najdôležitejšou úlohou a funkciou L-homocysteínu je podporovať syntézu proteínov a v spolupráci s niektorými koenzýmami prevádzať na S-adenosylmetionín (SAM). S tromi metylovými skupinami (-CH3) je SAM najdôležitejším donorom metylovej skupiny v bunkovom metabolizme.

SAM sa podieľa na mnohých biosyntéznych a detoxikačných reakciách. Metylové skupiny niektorých neurotransmiterov, ako sú adrenalín, cholín a kreatín, pochádzajú zo SAM. Po uvoľnení metylovej skupiny SAM produkuje S-adenozylmetionín (SAH), ktorý sa hydrolýzou znova premení na adenozín alebo L-homocysteín. Pretože je podporná funkcia homocysteínu pri určitých metabolických procesoch dôležitá, je tiež dôležité, aby sa homocysteín ako medziprodukt týchto biochemických reakčných a syntetických reťazcov nevyskytoval v abnormálnych koncentráciách v krvi, pretože sa potom vyvinú škodlivé účinky.

Nadbytok homocysteínu, ktorý sa nevyžaduje na podporu vyššie opísaných reakcií v metabolizme metionínu, sa preto zvyčajne ďalej štiepi účasťou vitamínu B6 (pyridoxín) a vylučuje sa obličkami po vytvorení homocystínu. Na to, aby homocysteín mohol vykonávať svoje metabolické úlohy, je dôležité zásobiť telo dostatočným množstvom vitamínov B6, B12 a kyseliny listovej.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Homocysteín sa v tele vytvára ako krátkodobý medziprodukt v rámci komplexného metabolizmu metionínu. Alternatívne označenie kyseliny (S) -2-amino-4-merkaptobutánovej naznačuje štruktúru homocysteínu. Je to teda monokarboxylová kyselina s charakteristickou karboxylovou skupinou (-COOH) a zároveň jednoduchá mastná kyselina. Homocysteín sa neabsorbuje potravou, ale v tele sa produkuje iba dočasne.

Aj keď bioaktívny L-cysteín hrá dôležitú úlohu pri syntéze proteínov a pri tvorbe SAM, optimálna a súčasne tolerovateľná koncentrácia v krvi je v úzkom rozmedzí iba od 5 do 10 umol / liter. Vyššie hladiny homocysteínu naznačujú určité metabolické poruchy a vedú k klinickému obrazu hyperhomocysteinémie. Optimálna koncentrácia aminokyseliny bude pravdepodobne závisieť od príslušnej mentálnej a fyzickej aktivity a je ťažké ju definovať. Definícia tolerovateľnej hornej hranice hladiny homocysteínu, ktorá by mala byť okolo 10 µmol / liter, sa zdá byť rozumnejšia.

Choroby a poruchy

Ak koncentrácia homocysteínu presiahne prípustný limit, v metabolickej rovnováhe metionínu sa vyskytnú väčšinou získané alebo geneticky stanovené metabolické poruchy.

V biochemickom konverznom reťazci je často nedostatok potrebných vitamínov B6 (pyridoxín), B9 (kyselina listová) a B12 (kobalamín), ktoré sú potrebné ako koenzýmy alebo katalyzátory. Je známych asi 230 - aj keď zriedkavo - génových mutácií, ktoré vedú k narušeniu metabolizmu metionínu. Patologické zvýšenie homocysteínu sa nazýva homocystinúria. Najbežnejšia génová mutácia, ktorá spôsobuje ochorenie, je lokalizovaná na génovom lokuse 21q22.3. Mutácia je autozomálne recesívna a spôsobuje tvorbu defektného enzýmu, ktorý je potrebný na proces rozkladu a premeny homocysteínu.

Doteraz známe mutácie sú vynechanie (delécia) alebo adícia (inzercia) nukleobáz na zodpovedajúce vlákna DNA. Nepriaznivé životné podmienky a zvyky môžu tiež spôsobiť zvýšenie hladiny homocysteínu. Medzi ne patrí nadmerná konzumácia alkoholu, zneužívanie nikotínu, nadváha a sedavý životný štýl. Nadmerná hladina homocysteínu môže poškodiť endotel, vnútornú stenu krvných ciev a B. Podporovať artériosklerózu. Žily sa stanú nepružnými a spôsobujú množstvo sekundárnych chorôb, ako je vysoký krvný tlak. Nesie tiež riziko vzniku trombov, ktoré spôsobujú ischemickú chorobu srdca a mozgovú príhodu.

Neurologické choroby, ako je depresia a senilná demencia, sú tiež spojené so zvýšenou hladinou homocysteínu. Príznaky tohto ochorenia sú veľmi odlišné u detí, ktoré trpia genetickou homocystinúriou. Spektrum príznakov siaha od ťažko zistiteľných charakteristík choroby po výskyt takmer všetkých možných príznakov. Prvé príznaky sa zvyčajne objavia až po dosiahnutí veku dvoch rokov. Počas prvých dvoch rokov života je nanajvýš možné pozorovať spomalenie psychomotorického vývoja. V mnohých prípadoch je prvým príznakom genetickej homocystinúrie prolaps šošovky oka.