Dołącz do czytelników
Brak wyników

Zapobieganie chorobom

6 czerwca 2019

NR 2 (Kwiecień 2019)

Metylacja a homocysteina – kwestie praktyczne

0 113

Na początku była… metylacja

Metylacja to proces biochemiczny, który zachodzi w naszym organizmie w każdej sekundzie życia, a który wpływa na strukturę cząsteczek, w szczególności zaś – sekwencji DNA. Z kolei wszelka zmiana struktury sekwencji DNA, wpływa na aktywność danego genu. Wspomniana właściwość sprawia, że metylacja to kluczowy czynnik, decydujący o naszym zdrowiu oraz długości życia.

Sama metylacja to nic innego jak przekazywanie grupy metylowej (-CH3) pomiędzy molekułami. Polega na podstawieniu u tzw. biorcy atomu wodoru przez trzy atomy wodoru oraz jeden atom węgla, którą oddaje cząsteczka nazywana donorem. Białko lub cząsteczka DNA, do której przyłącza się grupa metylowa, ulega aktywacji i może pełnić w ten sposób przynależną im funkcję. Metylacja jest nieodłącznie związana z ekspresją lub wyciszaniem naszych genów [28, 29].

Proces metylacji odpowiada w organizmie m.in. za:

  • dostarczanie nam bioaktywnej formy witaminy B12, czyli metylokobalaminy (metylacja aktywuje kobalaminę) [30],
  • dostarczanie nam bioaktywnej formy kwasu foliowego (kwas foliowy przekształca się w aktywne 5-MTHF, czyli kwas lewomefoliowy),
  • współregulację ekspresji genów,
  • współregulację syntezy DNA i RNA,
  • rozkład homocysteiny.

Homocysteina to aminokwas zawierający grupę siarkową i jest wytwarzana przez nasz organizm samodzielnie, jako pochodna metioniny [10]. Homocysteina bierze aktywny udział w procesie przemian związanych ze wspomnianą metylacją, a dokładniej z metabolizmem 5-metylotetrahydrofolianu (czyli bioaktywnej postaci kwasu foliowego) i aminokwasu metionina, przy czym jednocześnie wyróżniamy też dwa dodatkowe cykle przemian, które odpowiadają w organizmie człowieka za przetwarzanie homocysteiny (szlak przez cystationinę i cysteinę oraz szlak przez metioninę – rys. 1). 
 

Rys. 1. Trzy szlaki rozkładu homocysteiny. Źródło: Škovierová, H., Vidomanová E, Mahmood S.,
et al., The Molecular and Cellular Effect of Homocysteine Metabolism Imbalance on Human
Health, Int. J. Mol. Sci. 2016 17(10)


Co za dużo, to niezdrowo

Homocysteina odgrywa w naszym organizmie rolę pośrednika przy syntezie wielu aminokwasów (cysteina, metionina, glicyna), dlatego w odpowiednich ilościach jest nam niezbędna do życia. Jednocześnie substancja ta stanowi nieodłączny element złożonego i wieloetapowego procesu, jakim jest metylacja. Gdyby w naszym organizmie zabrakło homocysteiny, zaburzeniu uległby chociażby metabolizm metioniny, kwasu foliowego czy wreszcie produkcja różnych białek. Natomiast zbyt wysoki poziom homocysteiny jest kojarzony z licznymi chorobami: korelację między poziomem tej niebiałkowej pochodnej aminokwasu metionina a miażdżycą udowodniono już w 1969 r. W kolejnych latach okazało się, że hiperhomocysteinemia to czynnik ryzyka takich schorzeń jak: choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, udar mózgu czy osteoporoza [4]. Nadmiar homocysteiny w organizmie jest kojarzony też z działaniem neurotoksycznym [6]. Zjawisko neurotoksyczności homocysteiny wiąże się ze zdolnością tej substancji do aktywacji receptorów NMDA i pobudzania dopływu jonów wapnia Ca2+ do wnętrza komórek mózgowych [14]. Oprócz tego naukowcy łączą obecność homocysteiny ze starzeniem komórek i skracaniem telomerów [17, 18]. Na tym nie koniec: zgodnie z badaniami, jakie opublikowano w 2018 r., podwyższony poziom homocysteiny towarzyszy też zespołowi policystycznych jajników (PCOS) [19]. W tym miejscu pojawia się pytanie:
 

Czy homocysteina jest toksyczna sama w sobie, czy też może stanowi niebezpośredni marker dla faktycznych przyczyn różnych chorób? Wygląda na to, że poniekąd jedno i drugie. 
dr Joseph Pizzorno, red. nacz. magazynu
„Integrative Medicine: A Clinician’s Journal” [7]


Wszystkie drogi prowadzą do Rzymu. Ale niektóre prowadzą do rozkładu homocysteiny

Podążając za sugestią dr. Pizzorno, możemy zastanowić się, o czym tak naprawdę informuje nas zbyt wysoki poziom homocysteiny w organizmie. W tym celu wróćmy na chwilę do rys. 1: zaprezentowane schematycznie trzy szlaki przetwarzania homocysteiny opierają się na trzech różnych filarach, są nimi kolejno:

1. W przypadku szlaku przez remetylację (tzw. remetylacja zależna od witaminy B12 i kwasu foliowego [11] kluczową rolę odgrywa sprawny proces metylacji, w tym wydajna metylacja kwasu foliowego oraz witaminy B12 (brak mutacji hetero- lub homozygotycznych odpowiednich genów kodujących odpowiednie enzymy, które uczestniczą w tej sekwencji przemian), ponadto istotna jest też wystarczająca ilość substratów: 5-metylotetrahydrofolianu (pierwotnie – folianów), metylokobalaminy (pierwotnie hydroksykobalaminy, jako formy witaminy B12, która występuje naturalnie w żywności [25]), S-adenozylometioniny, a także wystarczająca podaż kofaktorów (witamina B2, witamina B6) [3]. Aktywny enzym MTHFR, czyli reduktaza metylenotetrahydrofolianu, który przekształca 5,10-metylenotetrahydrofolian do 5-metylotetrahydrofolianu, nazywanego też kwasem lewomefoliowym (5-MTHF), to klucz do pełnej funkcjonalności tego szlaku przemian. Kofaktorem enzymu MTHFR jest FAD (pochodna witaminy B2, czyli ryboflawiny) oraz NAD(P)H (pochodna witaminy B3 – niacyny) [5]. Zależność tę warto zapamiętać. Jeszcze do niej wrócimy. Podsumowując, możemy powiedzieć, że remetylacja homocysteiny do metioniny stanowi ogniwo łączące metabolizm kwasu foliowego oraz kobalaminy [15]. Innymi istotnymi enzymami, które uczestniczą w remetylacji homocysteiny, są: adenozylotransferaza metioniny, czyli syntetaza SAM (S-adenosyl-l-methionine (SAM)synthetase) oraz hydrolaza S-adenozylohomocysteiny, czyli hydrolaza SAH (S-adenosyl-L-homocysteinehydrolase) [20].
 

Alkohol a homocysteina:

U człowieka aktywność adenozylotransferazy metioninowej jest hamowana przez etanol, dlatego spożywanie nadmiernych ilości alkoholu to istotny czynnik ryzyka hiperhomocysteinemii. Ponadto ze względu na to, że etanol ogranicza naszą zdolność do syntezy SAM (S-adenozylometioniny), z jego konsumpcją wiąże się też zakłócenie przebiegu procesu metylacji, wzrost poziomu homocysteiny, a także osłabienie funkcji odpornościowych organizmu [21].


2. W przypadku szlaku przez betainę (tzw. remetylacja niezależna od witaminy B12 i kwasu foliowego [11]) absolutnie niezbędna jest właśnie betaina. Substancję możemy syntetyzować sami – na bazie...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy