Хомоцистеин е непротеиногенен сяра-съдържаща алфа-аминокиселина, която се образува чрез освобождаване на метиловата група (-СН3) като междинно съединение от метионин. За по-нататъшна обработка на хомоцистеин, адекватно предлагане на витамини B12 и B6, както и фолиева киселина или бетаин като доставчик на метилови групи е необходим. Повишен концентрация of хомоцистеин in кръв плазмата е свързана с увреждане на кръвоносен съд стени, деменция, и депресия.
Какво е хомоцистеин?
Хомоцистеинът в своята биоактивна L форма е непротеиногенна аминокиселина. Той не е в състояние да бъде градивен елемент на протеин поради неговата тенденция да образува хетероцикличен пръстен поради допълнителната си СН2 група в сравнение с цистеин, което не позволява стабилно пептидно свързване. Следователно, включването на хомоцистеин в протеин би причинило протеина да се разпадне скоро. Химичната молекулярна формула C4H9NO2S показва, че аминокиселината се състои изключително от вещества, които се предлагат в изобилие почти навсякъде. Трейс елементи, рядко полезни изкопаеми и металите не са необходими за изграждането му. Хомоцистеинът е цвиттерион, тъй като има две функционални групи, всяка с положителен и отрицателен заряд, които са електрически балансирани като цяло. При стайна температура хомоцистеинът съществува като кристално твърдо вещество с точка на топене от около 230 до 232 градуса по Целзий. Тялото може да разгради повишено ниво на хомоцистеин в кръв като позволява два хомоцистеина молекули да се обединят, за да образуват хомоцистин чрез образуването на дисулфиден мост и могат да се екскретират в тази форма чрез бъбреците.
Функция, ефекти и роли
Основната роля и функция на L-хомоцистеина е да подпомага синтеза на протеини и да се превърне в S-аденозилметионин (SAM) в сътрудничество с някоиензими. SAM, с три метилови групи (-CH3), е основният донор на метилова група на клетъчния метаболизъм. SAM участва в много биосинтези и в детоксикация реакции. Метиловите групи на някои невротрансмитери като адреналин, холин и креатин произхождат от SAM. След освобождаване на метилова група, SAM поражда S-аденозилметионин (SAH), който се превръща обратно в аденозин или обратно към L-хомоцистеин чрез хидролиза. Колкото и да е поддържащата функция на хомоцистеина за определени метаболитни процеси, важно е също така хомоцистеинът, като междинен продукт на тези вериги за биохимична реакция и синтез, да не се появява в необичайни концентрации кръв, защото след това оказва вредно въздействие. Излишък от хомоцистеин, който не е необходим за подпомагане на преобразуванията в метионин следователно метаболизмът, описан по-горе, обикновено се разгражда допълнително с участието на витамин В6 (пиридоксин) и се екскретира през бъбреците след образуването на хомоцистин. За да може хомоцистеинът да изпълнява метаболитните си задачи, е важно да осигурите на тялото достатъчно количество витамини В6, В12 и фолиева киселина.
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
Хомоцистеинът се образува в тялото като краткотраен междинен продукт в сложния метаболизъм на метионин. Алтернативното наименование (S) -2-амино-4-меркаптобутанова киселина показва структурата на хомоцистеина. Съответно това е монокарбонова киселина с характерната карбоксилна група (-COOH) и в същото време обикновена мастна киселина. Хомоцистеинът не се абсорбира чрез храната, но се произвежда изключително временно в тялото. Въпреки че биоактивният L-цистеин играе важна роля в синтеза на протеини и при образуването на SAM, оптималната и в същото време поносима концентрация в кръвта е в тесни граници от само 5 до 10 µmol / литър. По-високите нива на хомоцистеин показват някои метаболитни нарушения и олово към клиничната картина на хиперхомоцистеинемия. Оптимално концентрация на аминокиселината вероятно зависи от съответната умствена и физическа активност и е трудно да се определи. Изглежда по-разумно да се определи допустима горна граница на нивата на хомоцистеин, която трябва да бъде 10 µmol / литър.
Болести и разстройства
Когато концентрацията на хомоцистеин надвиши допустимата граница, придобити или генетично обусловени метаболитни нарушения в метионин баланс обикновено присъстват. Често просто липсва необходимото витамини В6 (пиридоксин), B9 (фолиева киселина) и B12 (кобаламин), които са необходими като коензими или катализатори във веригата на биохимичната конверсия. Общо около 230 - макар и рядко срещащи се - ген мутации са известни олово до нарушение на метаболизма на метионин. Патологичното повишаване на хомоцистеина се нарича хомоцистинурия. Най-често ген мутацията, причиняваща заболяването, се намира в генния локус 21q22.3. Мутацията е автозомно-рецесивна и причинява образуването на дефектен ензим, необходим за процеса на разграждане и превръщане на хомоцистеин. Досега известните мутации включват пропускане (заличаване) или добавяне (вмъкване) на нуклеинови бази върху съответните вериги на ДНК. Неблагоприятните условия на живот и навици също могат да причинят повишени нива на хомоцистеин. Те включват прекомерно алкохол консумация, никотин злоупотребяват, затлъстяване и липса на упражнения. Прекомерните нива на хомоцистеин могат олово да повреди на ендотел, вътрешната стена на кръвта съдове, и насърчаване артериосклероза, например. Вените стават нееластични и причиняват редица вторични заболявания като високо кръвно налягане. Те също така носят риск от образуване на тромби, които причиняват коронарни заболявания сърце болест и инсулти. Неврологични заболявания като депресия и сенилна деменция са свързани и с повишени нива на хомоцистеин. При деца, страдащи от генетична хомоцистинурия, симптомите на заболяването варират в широки граници. Спектърът от симптоми варира от едва забележими характеристики на заболяването до появата на почти всички възможни симптоми. Първите симптоми обикновено се появяват след достигане на втората година от живота. Най-много забавяне на психомоторното развитие може да се наблюдава през първите две години от живота. В много случаи първият симптом на генетичната хомоцистинурия е пролапс на кристалната леща.
