homocystein är en icke-proteinogen svavelhaltig alfa-aminosyra, som bildas som en mellanprodukt från metionin genom att frisätta metylgruppen (-CH3).
För vidare bearbetning av homocystein är det nödvändigt med en adekvat tillförsel av vitaminer B12 och B6 samt folsyra eller betain som leverantör av metylgrupper. En ökad koncentration av homocystein i blodplasma är förknippad med skador på blodkärlsväggarna, demens och depression.
Vad är homocystein?
Homocystein i dess bioaktiva L-form är en icke-proteinogen aminosyra. Det kan inte vara ett byggsten av ett protein eftersom det tenderar att bilda en heterocyklisk ring som inte tillåter en stabil peptidbindning på grund av dess ytterligare CH2-grupp jämfört med cystein.
Införlivandet av homocystein i ett protein skulle därför få proteinet att brytas ner snart. Den kemiska formeln C4H9NO2S visar att aminosyran uteslutande består av ämnen som finns tillgängliga i överflöd nästan överallt. Spårelement, sällsynta mineraler och metaller krävs inte för deras struktur. Homocystein är en zwitterion eftersom den har två funktionella grupper, var och en med en positiv och en negativ laddning, som totalt sett är elektriskt balanserade.
Vid rumstemperatur är homocystein ett kristallint fast ämne med en smältpunkt på cirka 230 till 232 grader Celsius. Kroppen kan bryta ner en ökad homocysteinnivå i blodet av två homocysteinmolekyler som bildar en disulfidbro för att bilda homocystin, som sedan kan utsöndras av njurarna.
Funktion, effekt och uppgifter
Den viktigaste uppgiften och funktionen för L-homocystein är att stödja syntesen av proteiner och omvandlas till S-adenosylmetionin (SAM) i samarbete med vissa samenzymer. Med tre metylgrupper (-CH3) är SAM den viktigaste metylgruppsgivaren i cellulär metabolism.
SAM är involverat i många biosyntes- och avgiftningsreaktioner. Metylgrupperna för vissa neurotransmittorer som adrenalin, kolin och kreatin kommer från SAM. Efter det att en metylgrupp har släppts omvandlas SAM till S-adenosylmetionin (SAH), som omvandlas tillbaka till adenosin eller L-homocystein igen genom hydrolys. Så lika viktigt som homocysteins stödfunktion för vissa metaboliska processer är, är det också viktigt att homocystein, som en mellanprodukt av dessa biokemiska reaktions- och synteskedjor, inte uppstår i onormala koncentrationer i blodet eftersom det sedan utvecklar skadliga effekter.
Överskott av homocystein, som inte krävs för att stödja de ovan beskrivna reaktionerna i metioninmetabolismen, bryts därför normalt ytterligare ned med deltagande av vitamin B6 (pyridoxin) och utsöndras via njurarna efter bildandet av homocystin. Så att homocystein kan uppfylla sina metaboliska uppgifter är det viktigt att förse kroppen med tillräckliga mängder vitamin B6, B12 och folsyra.
Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden
Homocystein produceras i kroppen som en kortlivad mellanprodukt inom den komplexa metioninmetabolismen. Den alternativa beteckningen (S) -2-amino-4-merkaptobutansyra indikerar strukturen hos homocystein. Det är därför en monokarboxylsyra med den karakteristiska karboxigruppen (-COOH) och samtidigt en enkel fettsyra. Homocystein absorberas inte genom mat utan produceras endast tillfälligt i kroppen.
Även om den bioaktiva L-cysteinen spelar en viktig roll i proteinsyntesen och i bildningen av SAM, är den optimala och samtidigt tolererbara koncentrationen i blodet inom smala gränser på endast 5 till 10 umol / liter. Högre homocysteinnivåer indikerar vissa metaboliska störningar och leder till den kliniska bilden av hyperhomocysteinemia. En optimal koncentration av aminosyran beror sannolikt på respektive mental och fysisk aktivitet och är svår att definiera. Definitionen av en tolerabel övre gräns för homocysteinnivån, som borde vara cirka 10 umol / liter, verkar mer förnuftig.
Sjukdomar och störningar
Om koncentrationen av homocystein överskrider den tolererbara gränsen finns det mestadels förvärvade eller genetiskt bestämda metaboliska störningar i metioninbalansen.
Ofta saknas bara de nödvändiga vitaminerna B6 (pyridoxin), B9 (folsyra) och B12 (kobalamin), som krävs som koenzym eller katalysatorer inom den biokemiska omvandlingskedjan. Totalt är cirka 230 - om än sällan förekommande - genmutationer som leder till en störning av metioninmetabolismen kända. Den patologiska ökningen av homocystein kallas homocystinuria. Den vanligaste genmutationen som orsakar sjukdomen finns på gen locus 21q22.3. Mutationen är autosomal recessiv och orsakar bildandet av ett defekt enzym som krävs för processen att bryta ner och omvandla homocystein.
De tidigare kända mutationerna är utelämnandet (deletion) eller tillsatsen (infogningen) av nukleobaser på motsvarande DNA-strängar. Ogynnsamma levnadsförhållanden och vanor kan också orsaka ökade nivåer av homocystein. Dessa inkluderar överdriven alkoholkonsumtion, missbruk av nikotin, övervikt och stillasittande livsstil. En överdriven homocysteinnivå kan skada endotelet, innerväggen i blodkärlen och B. Främja arterioskleros. Venerna blir oelastiska och orsakar ett antal sekundära sjukdomar som högt blodtryck. De har också risken för att bilda tromber, som orsakar hjärtsjukdomar och stroke.
Neurologiska sjukdomar såsom depression och senil demens är också förknippade med en ökad homocysteinnivå. Symtomen på sjukdomen är mycket olika hos barn som lider av genetisk homocystinuri. Spektrumet av symtom sträcker sig från knappt detekterbara sjukdomskarakteristika till uppkomsten av nästan alla möjliga symptom. De första symtomen uppträder vanligtvis först när de fyllt två år. Högst kan en nedgång i psykomotorisk utveckling ses under de två första levnadsåren. I många fall är det första symptomet på genetisk homocystinuri en prolaps av ögat.
