בטאין היא תרכובת אמוניום רביעית עם שלוש קבוצות מתיל ונמצאת בצמחים רבים. הוא משמש ככלי עזר בתהליכים ביולוגיים רבים. הרפואה משתמשת בבטאין לטיפול לֵב מחלות והפרעות מסוימות בחילוף החומרים בשומנים, בין היתר.
מה זה בטאין?
בטאין היא תרכובת אמוניום רביעית עם הנוסחה המולקולרית C5H11NO2. תרכובת אמוניום רביעית מאופיינת בכך שארבעה חומרים אורגניים נקשרים למרכז חנקן אטום, שכימיה מאפיינת אותו כשאריות. זהו המספר המרבי של אגרות חוב עבור חנקן אָטוֹם. ניתן לתפוס את השאריות בדרכים שונות, מה שמקנה למולקולה את תכונותיה הסופיות. במקרה של בטאין, שלושה מהאתרים תפוסים על ידי קבוצות מתיל. קבוצות מתיל הן הפשוטות ביותר פַּחמָןתרכובות מבוססות; כימיה מתייחסת לקבוצות כמו תרכובות אורגניות. קבוצות המתיל של בטאין משמשות כתורמות מתיל: הן תורמות את קבוצות המתיל לאחרים מולקולות, למשל, כחלק מהסינתזה של מסוימים חומצות אמינו. מכיוון שקבוצות מתיל כשלעצמן אינרטיות מאוד, אנזימים או עזרים ביוכימיים אחרים מאיצים תגובה זו בגוף האדם. בטאין אינו זהה לקבוצת החומרים של בני המשפחה - אך המבנה שלהם דומה. Betaine ידוע גם בשם glycylbetaine, glycinebetaine, N, N, N-trimethylglycine ו- N, N, N-trimethylammonioacetate. זה מסיס מאוד ב מַיִם וקיים בצורתו הטהורה במצב מוצק. Betaine לא נמס עד 301 מעלות צלזיוס.
פונקציה, פעולה ומשימות
בטאין ממלא תפקיד בתהליכים ביולוגיים שונים בגוף האדם. לדוגמא, מכיוון שיש לו שלוש קבוצות מתיל, הוא משמש כתורם מתיל. חומר כזה תורם אחת או יותר מקבוצות מתיל למולקולה אחרת. שלב זה מתרחש, למשל, בסינתזה של שונים חומצות אמינו. ביולוגיה מתייחסת לתהליך גם כטרנסמיטילציה. בטרנסמיטילציה, בטאין מוותר על לפחות אחת מקבוצות המתיל שלה למולקולה אחרת. למולקולה זו יש תפקיד ביולוגי באורגניזם; זו הסיבה שביולוגיה מתייחסת גם לחומרים טבעיים או ביומולקולות. מכיוון שקבוצות מתיל אינרטיות מאוד, אנזים חייב לסייע בתגובה: מתילטרנספרז מזרז את העברת קבוצות המתיל. בטאין לא רק פועל כתורם מתיל, אלא גם כמקבל מתיל. הוא גם מקבל קבוצות מתיל במהלך הסינתזה שלו לפני שהוא מעביר אותן מאוחר יותר. בנוסף לבטאין, כולין, קריאטין, מתיונין, ואחרים עשויים להיחשב גם כתורמי מתיל. נראה כי בטאין מועיל יותר מאשר רק לתרופות; כמה מחקרים מראים שצריכה משלימה של בטאין מובילה לשיפור ביצועים אצל ספורטאים. יתכן שלבטאין יש השפעות על מטבוליזם של שומן. המנגנונים המדויקים מאחורי זה עדיין אינם ידועים ברובם.
גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות
בטיין חייבת את שמה למילה הלטינית "בטא", שפירושה "לפת". "לא רק שבטאין נמצא בכמויות גדולות יותר בצמחים אלה, המדענים בודדו אותו ממנו סוכר סלק בפעם הראשונה. עם זאת, בטאין נמצא גם בצמחים אחרים. דרך מאוזן דיאטה, אנשים בדרך כלל צורכים מספיק בטאין בתזונה הרגילה שלהם. אנשים עם דרישות מוגברות לבטאין יכולים לקחת את החומר כתזונה תוספת. מחקרים מראים כי קליטה של בטאין מהתזונה תוספים טוב בדיוק כמו ממזונות טבעיים. בכמויות גדולות, לעומת זאת, בטאין יכול להיות רעיל. במחקרים בבעלי חיים, LD50 לעכברים היה 830 מ"ג לק"ג משקל גוף. ה- LD50 מציין את מנה במחצית מהבעלי החיים מתו. לפי Cholewa, Guimarães-Ferreira ו- Zanchi, מינונים של 500 - 9000 מ"ג ליום שימשו בטיפולים רפואיים. אנשים עם הפרעות מסוימות בחילוף החומרים בשומנים לעיתים קרובות מורגשים ריכוז של בטאין בשתן.
מחלות והפרעות
רופאים משתמשים בטאין, בין היתר, לטיפול במחלות כבד - ממש כמו לֵב התקפים ועוד כמה מחלות לב וכלי דם. בַּקטֶרִיָה יכול גם לייצר את החומר. ישנן עדויות לכך שה- שחפת פתוגן משתמש בבטאין כדי להדביק תאים אנושיים. בצורה של בטאין הידרוכלוריד, בטאין משמש גם לטיפול בהיפרליפמיה. בהיפרליפמיה, כמות ה טריגליצרידים ב דם הוא גדל. טריגליצרידים נקראים גם שומן ניטרלי או טריאצילגליצרול. תרכובות אלה של גליצרול ו חומצות שומן יכול לגרום טרשת עורקים: השומנים מופקדים ב דם כלי ולהצר את הכלים. לְהַשְׁלִים סְפִיגָה זה אפשרי. ההעברה דם יכול לעקור את הפיקדון ולהעביר אותו דרך הגוף. אם הוא לא מתמוסס, קיים סיכון שההפקדה השומנית תיתקע בצווארי בקבוק או בעורקים קטנים יותר. הדם אינו יכול לעבור דרך ה- סְפִיגָה. תאים שמאחוריו אינם מסוגלים אפוא לקבל חומרים מזינים וגזים נשימתיים, או לפחות לא מספיק מהם. תלוי היכן נמצא הפיקדון, טרשת עורקים יכול עוֹפֶרֶת ל לֵב לִתְקוֹף, שבץ או ריאתי תסחיף. ייתכן גם סיבוכים אחרים; הם פחות רציניים ואולי אינם מהווים איום מיידי, אך הם רציניים ועלולים לפגוע גם ברקמות ובאיברים. נראה אותה תמונה קלינית כמו בהיפרליפמיה היפר-טריגליצרידמיה. בטאין קשור גם להפרעות אחרות של חילוף החומרים בשומנים. אנשים שמרוויחים מעט מדי בטן חומצה יכולה לנצל תרופות המכילות בטאין כדי תוספת החומצה החסרה. קביעות הצריכה והמדויק מנה עשוי להשתנות מאוד במקרים בודדים; לכן, על הרופא המטפל להעריך היטב את הכמות האופטימלית של בטאין. תופעות לוואי אפשריות כוללות אובדן תיאבון, אובדן שיער, שינויים בעור, בצקת מוחית, תסיסה, הפרעות שינה ושינויים פסיכולוגיים.
