Homocystein

Homocystein je neproteinogenní alfa-aminokyselina obsahující síru, která se vytvoří jako meziprodukt z methioninu uvolněním methylové skupiny (-CH3).

Pro další zpracování homocysteinu je nezbytný dostatečný přísun vitamínů B12 a B6 a kyseliny listové nebo betainu jako dodavatele methylových skupin. Zvýšená koncentrace homocysteinu v krevní plazmě je spojena s poškozením stěn krevních cév, demencí a depresí.

Co je to homocystein?

Homocystein v jeho bioaktivní L-formě je neproteinogenní aminokyselina. Nemůže to být stavební blok proteinu, protože má sklon tvořit heterocyklický kruh, který neumožňuje stabilní peptidovou vazbu kvůli jeho další skupině CH2 ve srovnání s cysteinem.

Začlenění homocysteinu do proteinu by proto způsobilo, že by se protein brzy rozpadl. Chemický vzorec C4H9NO2S ukazuje, že aminokyselina sestává výhradně z látek, které jsou hojně dostupné téměř všude. Stopové prvky, vzácné minerály a kovy nejsou pro jejich strukturu vyžadovány. Homocystein je zwitterion, protože má dvě funkční skupiny, každá s kladným a záporným nábojem, které jsou celkově elektricky vyvážené.

Při pokojové teplotě je homocystein krystalická pevná látka s teplotou tání přibližně 230 až 232 stupňů Celsia. Tělo může odbourat zvýšenou hladinu homocysteinu v krvi dvěma molekulami homocysteinu, které tvoří disulfidový můstek za vzniku homocystinu, který může být vylučován ledvinami.

Funkce, efekt a úkoly

Nejdůležitějším úkolem a funkcí L-homocysteinu je podporovat syntézu proteinů a ve spolupráci s některými koenzymy přeměnit na S-adenosylmethionin (SAM). SAM se třemi methylovými skupinami (-CH3) je nejdůležitějším dárcem methylové skupiny v buněčném metabolismu.

SAM se podílí na mnoha biosyntézních a detoxikačních reakcích. Metylové skupiny určitých neurotransmiterů, jako je adrenalin, cholín a kreatin, pocházejí ze SAM. Po uvolnění methylové skupiny se SAM převede na S-adenosylmethionin (SAH), který se hydrolýzou opět převede na adenosin nebo L-homocystein. Jak důležitá je podpůrná funkce homocysteinu pro určité metabolické procesy, je také důležité, aby se homocystein, jako meziprodukt těchto biochemických reakčních a syntetických řetězců, nevyskytoval v abnormálních koncentracích v krvi, protože se pak vyvíjí škodlivé účinky.

Nadbytek homocysteinu, který není nutný pro podporu výše popsaných reakcí v metabolismu methioninu, se proto normálně dále štěpí za účasti vitaminu B6 (pyridoxin) a vylučuje se ledvinami po vytvoření homocystinu. Aby homocystein mohl plnit své metabolické úkoly, je důležité tělu dodávat dostatečné množství vitamínů B6, B12 a kyseliny listové.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Homocystein je v těle produkován jako krátkodobý meziprodukt v rámci komplexního metabolismu methioninu. Alternativní označení kyseliny (S) -2-amino-4-merkaptobutanové naznačuje strukturu homocysteinu. Jde tedy o monokarboxylovou kyselinu s charakteristickou karboxylovou skupinou (-COOH) a zároveň o jednoduchou mastnou kyselinu. Homocystein se neabsorbuje potravou, ale v těle se produkuje pouze dočasně.

Ačkoli bioaktivní L-cystein hraje důležitou roli při syntéze proteinů a při tvorbě SAM, optimální a současně tolerovatelná koncentrace v krvi je v úzkých mezích pouze 5 až 10 umol / litr. Vyšší hladiny homocysteinu naznačují určité metabolické poruchy a vedou k klinickému obrazu hyperhomocysteinémie. Optimální koncentrace aminokyseliny bude pravděpodobně záviset na příslušné mentální a fyzické aktivitě a je obtížné ji definovat. Definice přípustné horní meze hladiny homocysteinu, která by měla být kolem 10 µmol / litr, se jeví jako rozumnější.

Nemoci a poruchy

Pokud koncentrace homocysteinu přesáhne přijatelnou mez, vyskytují se v metabolické rovnováze většinou získané nebo geneticky stanovené metabolické poruchy.

V biochemickém konverzním řetězci často chybí pouze potřebné vitaminy B6 (pyridoxin), B9 (kyselina listová) a B12 (kobalamin), které jsou potřebné jako koenzymy nebo katalyzátory. Celkem je známo asi 230 - i když jen zřídka se vyskytujících - genových mutací, které vedou k narušení metabolismu methioninu. Patologické zvýšení homocysteinu se nazývá homocystinurie. Nejběžnější genová mutace, která způsobuje onemocnění, je lokalizována na genovém lokusu 21q22.3. Mutace je autozomálně recesivní a způsobuje tvorbu defektního enzymu, který je nutný pro proces rozkladu a přeměny homocysteinu.

Dříve známé mutace jsou vynechání (delece) nebo přidání (inzerce) nukleobáz na odpovídající řetězce DNA. Nepříznivé životní podmínky a návyky mohou také způsobit zvýšení hladiny homocysteinu. Patří mezi ně nadměrná konzumace alkoholu, zneužívání nikotinu, nadváha a sedavý životní styl. Nadměrná hladina homocysteinu může poškodit endotel, vnitřní stěnu krevních cév a B. Propagujte arteriosklerózu. Žíly se stanou nepružnými a způsobují řadu sekundárních onemocnění, jako je vysoký krevní tlak. Rovněž nesou riziko vzniku trombů, které způsobují ischemickou chorobu srdeční a mozkové příhody.

Neurologická onemocnění, jako je deprese a senilní demence, jsou také spojena se zvýšenou hladinou homocysteinu. Příznaky nemoci jsou velmi odlišné u dětí, které trpí genetickou homocystinurií. Spektrum symptomů sahá od stěží detekovatelných charakteristik onemocnění až po výskyt téměř všech možných symptomů. První příznaky se obvykle objevují až po dosažení věku dvou let. Během prvních dvou let života lze nanejvýš pozorovat zpomalení psychomotorického vývoje. V mnoha případech je prvním příznakem genetické homocystinurie prolaps oční čočky.