Homocystein je neproteinogenní síra-obsahující alfa-aminokyselinu, která se tvoří uvolněním methylové skupiny (-CH3) jako meziproduktu z methionin. Pro další zpracování homocystein, přiměřený přísun vitamíny B12 a B6 stejně jako kyselina listová nebo betain jako dodavatel methylových skupin je nezbytný. Vyvýšený koncentrace of homocystein in krev plazma je spojena s poškozením cévy stěny, demence, a deprese.
Co je homocystein?
Homocystein ve své bioaktivní L formě je neproteinogenní aminokyselina. Není schopen být stavebním kamenem proteinu kvůli jeho tendenci tvořit heterocyklický kruh díky své další skupině CH2 ve srovnání s cystein, což neumožňuje stabilní peptidovou vazbu. Proto by začlenění homocysteinu do proteinu způsobilo, že by se protein brzy rozpadl. Chemický molekulární vzorec C4H9NO2S ukazuje, že aminokyselina se skládá výhradně z látek, které jsou v hojném množství dostupné téměř všude. Stopové prvky, vzácné minerály a kovy nejsou pro jeho konstrukci nutné. Homocystein je zwitterion, protože má dvě funkční skupiny, každá s kladným a záporným nábojem, které jsou celkově elektricky vyvážené. Při pokojové teplotě existuje homocystein jako krystalická pevná látka s a bod tání asi 230 až 232 stupňů Celsia. Tělo může rozbít zvýšenou hladinu homocysteinu v krev povolením dvou homocysteinů molekuly spojit se a vytvořit homocystin prostřednictvím tvorby disulfidového můstku a v této formě se může vylučovat ledvinami.
Funkce, efekty a role
Hlavní rolí a funkcí L-homocysteinu je pomoc při syntéze Proteinů a být převeden na S-adenosylmethionin (SAM) ve spolupráci s některýmienzymy. SAM se třemi methylovými skupinami (-CH3) je hlavním donorem methylové skupiny buněčného metabolismu. SAM je zapojen do mnoha biosyntéz a do detoxikace reakce. Methylové skupiny určitých neurotransmiterů, jako je adrenalin, cholin a kreatin pocházejí ze SAM. Po uvolnění methylové skupiny vede SAM k S-adenosylmethioninu (SAH), který se převede zpět na adenosin nebo zpět na L-homocystein hydrolýzou. Jak důležitá je podpůrná funkce homocysteinu pro určité metabolické procesy, je také důležité, aby se homocystein, jako meziprodukt těchto biochemických reakčních a syntetických řetězců, neobjevoval v abnormálních koncentracích v krev, protože pak má škodlivé účinky. Přebytek homocysteinu, který není nutný k podpoře přeměny methionin výše popsaný metabolismus se proto normálně dále rozkládá za účasti vitamín B6(pyridoxin) a vylučovány ledvinami po tvorbě homocystinu. Aby mohl homocystein plnit své metabolické úkoly, je důležité poskytnout tělu dostatečné množství vitamíny B6, B12 a kyselina listová.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Homocystein se tvoří v těle jako krátkodobý meziprodukt v rámci komplexního metabolismu methionin. Alternativní název (S) -2-amino-4-merkaptobutanová kyselina označuje strukturu homocysteinu. V souladu s tím je to monokarboxylová kyselina s charakteristickou karboxylovou skupinou (-COOH) a zároveň jednoduchá mastná kyselina. Homocystein se nevstřebává potravou, ale v těle se vytváří pouze dočasně. Ačkoli bioaktivní L-cystein hraje důležitou roli při syntéze bílkovin a při tvorbě SAM, optimální a zároveň přijatelné koncentrace v krvi je v úzkých mezích pouze 5 až 10 µmol / litr. Vyšší hladiny homocysteinu naznačují určité metabolické poruchy a vést na klinický obraz hyperhomocysteinémie. Optimální koncentrace aminokyseliny pravděpodobně závisí na příslušné duševní a fyzické aktivitě a je obtížné ji definovat. Zdá se rozumnější definovat přijatelnou horní hranici hladin homocysteinu, která by měla být 10 µmol / litr.
Nemoci a poruchy
Když koncentrace homocysteinu překročí přípustnou hranici, získané nebo geneticky podmíněné metabolické poruchy methioninu vyvážit jsou obvykle přítomny. Často prostě chybí potřebné věci vitamíny B6(pyridoxin), B9 (kyselina listová) a B12 (kobalamin), které jsou potřebné jako koenzymy nebo katalyzátory v biochemickém konverzním řetězci. Celkem asi 230 - i když zřídka se vyskytujících - gen mutace jsou známy vést k poruše metabolismu methioninu. Patologické zvýšení homocysteinu se nazývá homocystinurie. Nejčastější gen mutace způsobující onemocnění je lokalizována na genovém lokusu 21q22.3. Mutace je autosomálně recesivní a způsobuje tvorbu defektního enzymu potřebného pro proces degradace a přeměny homocysteinu. Dosud známé mutace zahrnují vynechání (delece) nebo přidání (vložení) nukleové základy na odpovídajících řetězcích DNA. Nepříznivé životní podmínky a návyky mohou také způsobit zvýšené hladiny homocysteinu. Patří mezi ně nadměrné alkohol spotřeba, nikotin zneužívání, obezita a nedostatek pohybu. Nadměrné hladiny homocysteinu mohou vést k poškození endothelium, vnitřní stěna krve plavidla, a propagovat arterioskleróza, například. Žíly se stávají nepružnými a způsobují řadu sekundárních onemocnění, jako je vysoký krevní tlak. Rovněž s sebou nesou riziko tvorby trombů, které způsobují koronární onemocnění srdce nemoci a mrtvice. Neurologická onemocnění jako např deprese a senilní demence jsou také spojeny se zvýšenými hladinami homocysteinu. U dětí trpících genetickou homocystinurií se příznaky onemocnění velmi liší. Spektrum příznaků sahá od sotva zjistitelných chorobných znaků až po výskyt téměř všech možných příznaků. První příznaky se obvykle objevují po dosažení druhého roku života. Nanejvýš zpomalení psychomotorického vývoje lze pozorovat během prvních dvou let života. V mnoha případech je prvním příznakem genetické homocystinurie výhřez krystalické čočky.
