Homocistein

Homocistein je neproteinogena alfa-aminokislina, ki vsebuje žveplo, ki nastane kot intermediat iz metionina s sproščanjem metilne skupine (-CH3).

Za nadaljnjo predelavo homocisteina je potrebna oskrba vitaminov B12 in B6 ter folne kisline ali betaina kot dobavitelja metilnih skupin. Povečana koncentracija homocisteina v krvni plazmi je povezana s poškodbami sten krvnih žil, demenco in depresijo.

Kaj je homocistein?

Homocistein v svoji bioaktivni L-obliki je ne proteinogena aminokislina. Ne more biti gradnik beljakovin, saj teži k tvorbi heterocikličnega obroča, ki zaradi svoje dodatne CH2 skupine v primerjavi s cisteinom ne omogoča stabilne peptidne vezi.

Vključitev homocisteina v beljakovine bi torej povzročila, da se beljakovina kmalu razgradi. Kemijska formula C4H9NO2S kaže, da je aminokislina sestavljena izključno iz snovi, ki so v izobilju na voljo skoraj povsod. Elementi v sledovih, redki minerali in kovine niso potrebni za njihovo strukturo. Homocistein je zwitterion, ker ima dve funkcionalni skupini, vsaka s pozitivnim in negativnim nabojem, ki sta v celoti električno uravnotežena.

Pri sobni temperaturi je homocistein kristalna trdna snov s tališčem okoli 230 do 232 stopinj Celzija. Telo lahko razgradi povišano raven homocisteina v krvi, tako da tvori disulfidni most med dvema molekulama homocisteina, da tvori homocistin in ga v tej obliki izloči preko ledvic.

Funkcija, učinek in naloge

Najpomembnejša naloga in funkcija L-homocisteina je podpirati sintezo beljakovin in ga v sodelovanju z nekaterimi koenzimi pretvoriti v S-adenosilmetionin (SAM). S tremi metilnimi skupinami (-CH3) je SAM najpomembnejši darovalec metilne skupine v celični presnovi.

SAM je vključen v številne reakcije biosinteze in razstrupljanja. Metilne skupine nekaterih nevrotransmiterjev, kot so adrenalin, holin in kreatin, prihajajo iz SAM. Po sprostitvi metilne skupine se SAM pretvori v S-adenozilmetionin (SAH), ki se s hidrolizo ponovno pretvori v adenozin ali L-homocistein. Tako pomembna kot podporna funkcija homocisteina za nekatere presnovne procese je tudi pomembno, da se homocistein kot vmesni produkt teh biokemičnih reakcijskih in sinteznih verig ne pojavlja v nenormalnih koncentracijah v krvi, ker nato razvije škodljive učinke.

Presežek homocisteina, ki ni potreben za podporo zgoraj opisanih pretvorb v presnovi metionina, se običajno še naprej razgradi s sodelovanjem vitamina B6 (piridoksin) in se izloči preko ledvic po tvorbi homocistina. Da bi homocistein lahko izpolnil svoje presnovne naloge, je pomembno, da telo oskrbimo z zadostnimi količinami vitaminov B6, B12 in folne kisline.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Homocistein nastaja v telesu kot kratkotrajen vmesni produkt znotraj kompleksne presnove metionina. Alternativna oznaka (S) -2-amino-4-merkaptobutanojska kislina označuje strukturo homocisteina. Gre torej za monokarboksilno kislino z značilno karboksi skupino (-COOH) in hkrati preprosto maščobno kislino. Homocistein se ne absorbira s hrano, ampak se le začasno proizvaja v telesu.

Čeprav ima bioaktivni L-cistein pomembno vlogo pri sintezi beljakovin in tvorbi SAM-ja, je optimalna in hkrati dopustna koncentracija v krvi v ozkih mejah od samo 5 do 10 µmol / liter. Višje ravni homocisteina kažejo na določene presnovne motnje in vodijo v klinično sliko hiperhomocisteinemije. Optimalna koncentracija aminokisline je verjetno odvisna od ustrezne duševne in telesne aktivnosti in jo je težko določiti. Definicija dopustne zgornje meje za raven homocisteina, ki bi morala biti približno 10 µmol / liter, se zdi bolj smiselna.

Bolezni in motnje

Če koncentracija homocisteina presega dovoljeno mejo, so v metioninskem ravnovesju večinoma pridobljene ali genetsko določene presnovne motnje.

Pogosto primanjkuje le potrebnih vitaminov B6 (piridoksin), B9 (folna kislina) in B12 (kobalamin), ki jih potrebujemo kot koencime ali katalizatorje v biokemični pretvorbeni verigi. Znanih je približno 230 - čeprav redko pojavljenih genskih mutacij, ki vodijo v motnjo presnove metionina. Patološko povečanje homocisteina se imenuje homocistinurija. Najpogostejša mutacija genov, ki povzroča bolezen, se nahaja na genskem lokusu 21q22.3. Mutacija je avtosomno recesivna in povzroči nastanek okvarjenega encima, ki je potreben za proces razgradnje in pretvorbe homocisteina.

Prej znane mutacije so opuščanje (brisanje) ali dodajanje (vstavitev) nukleobaz na ustrezne verige DNK. Neugodne življenjske razmere in navade lahko povzročijo tudi povečano raven homocisteina. Sem spadajo prekomerno uživanje alkohola, zloraba nikotina, prekomerna teža in sedeči način življenja. Previsoka raven homocisteina lahko poškoduje endotel, notranjo steno krvnih žil in B. Spodbujajo arteriosklerozo. Žile postanejo neelastične in povzročijo številne sekundarne bolezni, kot je visok krvni tlak. Prav tako tvegajo nastanek trombov, ki povzročajo koronarno srčno bolezen in možgansko kap.

Nevrološke bolezni, kot sta depresija in senilna demenca, so povezane tudi s povišano ravnijo homocisteina. Simptomi bolezni so pri otrocih, ki trpijo za genetsko homocistinurijo, zelo različni. Spekter simptomov sega od komaj zaznavnih značilnosti bolezni do pojava skoraj vseh možnih simptomov. Prvi simptomi se navadno pojavijo šele po dopolnjenem dveh letih. V prvih dveh letih življenja lahko opazimo upočasnitev psihomotoričnega razvoja. V mnogih primerih je prvi simptom genetske homocistinurije prolaps očesne leče.