הומוציסטאין הוא לא חלבון גופרית- המכילה חומצת אלפא-אמינו הנוצרת על ידי שחרור קבוצת המתיל (-CH3) כמתווך מ מתיונין. להמשך עיבוד של הומוציסטאין, אספקה מספקת של ויטמינים B12 ו- B6 כמו גם חומצה פולית או בטאין כספק של קבוצות מתיל הוא הכרחי. מוגבה ריכוז of הומוציסטאין in דם פלזמה קשורה לפגיעה ב כלי דם קירות, דמנציה, ו דכאון.
מהו הומוציסטאין?
הומוציסטאין, בצורתו L ביו-אקטיבית, היא חומצת אמינו שאינה חלבונית. הוא אינו מסוגל להיות אבן בניין של חלבון בגלל נטייתו ליצור טבעת הטרוציקלית עקב קבוצת CH2 נוספת בהשוואה ל ציסטאין, שאינו מאפשר הצמדת פפטיד יציבה. לכן, שילוב הומוציסטאין בחלבון יביא להתפרקות החלבון בקרוב. הנוסחה המולקולרית הכימית C4H9NO2S מראה כי חומצת האמינו מורכבת אך ורק מחומרים הזמינים בכמויות בשפע כמעט בכל מקום. יסודות קורט, נדיר מינרלים ומתכות אינן נחוצות לבנייתו. הומוציסטאין הוא zwitterion מכיוון שיש לו שתי קבוצות פונקציונליות, כל אחת עם מטען חיובי ושלילי, המאוזנות באופן חשמלי באופן כללי. בטמפרטורת החדר, הומוציסטאין קיים כמוצק גבישי עם נקודת המסה של כ -230 עד 232 מעלות צלזיוס. הגוף יכול לפרק רמה גבוהה של הומוציסטאין ב דם בכך שהוא מאפשר שני הומוציסטאין מולקולות להצטרף יחד ליצירת הומוציסטין באמצעות היווצרות גשר דיסולפיד, וניתן להפריש בצורה זו על ידי הכליות.
פונקציה, אפקטים ותפקידים
התפקיד העיקרי והתפקיד של L-homocysteine הוא לסייע בסינתזה של חלבונים ולהפוך ל- S-adenosylmethionine (SAM) בשיתוף פעולה עם כמהאנזימים. SAM, עם שלוש קבוצות מתיל (-CH3), הוא התורם העיקרי לקבוצת המתיל לחילוף החומרים בתאים. SAM מעורב בביוסינתזות רבות וב- דטוקסיפיקציה תגובות. קבוצות המתיל של נוירוטרנסמיטרים מסוימים כגון אדרנלין, כולין ו קריאטין מקורם ב- SAM. לאחר שחרור קבוצת מתיל, SAM מוליד S-adenosylmethionine (SAH), המומר חזרה ל אדנוזין או בחזרה ל- L-homocysteine על ידי הידרוליזה. חשוב ככל שתפקודו התומך של הומוציסטאין הוא לתהליכים מטבוליים מסוימים, חשוב גם שההומוציסטאין, כתוצר ביניים של שרשראות התגובה והסינתזה הביוכימיים הללו, אינו מופיע בריכוזים לא תקינים ב דם, כי אז הוא משפיע על השפעות מזיקות. עודף הומוציסטאין שאין צורך לתמוך בהמרות ב מתיונין מטבוליזם שתואר לעיל מתפרק לכן בדרך כלל בהשתתפות ויטמין B6(פירידוקסין) ומופרש דרך הכליות לאחר היווצרות הומוציסטין. על מנת שההומוציסטאין יבצע את מטלותיו המטבוליות, חשוב לספק לגוף כמויות מספקות של ויטמינים B6, B12 ו- חומצה פולית.
גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים
הומוציסטאין נוצר בגוף כמתווך קצר מועד בתוך חילוף החומרים המורכב של מתיונין. השם החלופי (S) -2-amino-4-mercaptobutanoic acid מציין את מבנה ההומוציסטאין. בהתאם, זוהי חומצה מונוקרבוקסילית עם קבוצת הקרבוקסי האופיינית (-COOH) ובו זמנית חומצת שומן פשוטה. הומוציסטאין אינו נספג דרך המזון, אלא מיוצר באופן זמני אך ורק בגוף. למרות ש- L- ביואקטיביציסטאין ממלא תפקיד חשוב בסינתזת החלבון וביצירת SAM, האופטימלי ובו בזמן נסבל ריכוז בדם הוא בגבולות צרים של 5 עד 10 מיקרומול / ליטר בלבד. רמות הומוציסטאין גבוהות יותר מצביעות על הפרעות מטבוליות מסוימות עוֹפֶרֶת לתמונה הקלינית של היפרהומוציסטינמיה. אופטימלי ריכוז של חומצת האמינו עשוי להיות תלוי בפעילות הנפשית והגופנית בהתאמה וקשה להגדיר אותה. נראה יותר הגיוני להגדיר גבול עליון נסבל של רמות הומוציסטאין, שאמור להיות 10 מיקרומול / ליטר.
מחלות והפרעות
כאשר ריכוז ההומוציסטאין עולה על הגבול הנסבל, הפרעות מטבוליות נרכשות או נקבעות גנטית במתיונין לאזן בדרך כלל נמצאים. לעתים קרובות, פשוט חסר את הצורך ויטמינים B6(פירידוקסין), B9 (חומצה פולית) ו- B12 (קובלאמין), הנחוצים כקואנזימים או כזרזים בתוך שרשרת ההמרה הביוכימית. סך של כ -230 - אם כי לעיתים נדירות מתרחשים - גֵן מוטציות ידועות עוֹפֶרֶת להפרעה של חילוף החומרים של מתיונין. הגידול הפתולוגי בהומוציסטאין נקרא הומוציסטינוריה. הנפוץ ביותר גֵן המוטציה הגורמת למחלה ממוקמת במקום הגן 21q22.3. המוטציה היא רצסיבית אוטוזומלית וגורמת להיווצרות אנזים פגום הדרוש לתהליך ההשפלה וההמרה של הומוציסטאין. המוטציות הידועות עד כה כוללות השמטה (מחיקה) או הוספה (הכנסה) של גרעין בסיסים על גדילי ה- DNA המתאימים. תנאי חיים והרגלים לא טובים יכולים גם לגרום לעלייה ברמות ההומוציסטאין. אלה כוללים מוגזם כּוֹהֶל צְרִיכָה, ניקוטין התעללות, השמנה וחוסר פעילות גופנית. רמות מוגזמות של הומוציסטאין יכולות עוֹפֶרֶת לפגוע ב אנדותל, הדופן הפנימית של הדם כלי, ולקדם טרשת עורקים, לדוגמה. הוורידים הופכים לא אלסטיים וגורמים למספר מחלות משניות כגון לחץ דם גבוה. הם גם נושאים את הסיכון להיווצרות תרומבי, הגורמים לכליליות לֵב מחלות ושבץ מוחי. מחלות נוירולוגיות כגון דכאון וסנילי דמנציה קשורים גם לרמות הומוציסטאין גבוהות. אצל ילדים הסובלים מהומוציסטינוריה גנטית, תסמיני המחלה משתנים מאוד. טווח הסימפטומים נע בין מאפייני מחלה בקושי לזיהוי לבין הופעת כמעט כל הסימפטומים האפשריים. התסמינים הראשונים מופיעים בדרך כלל לאחר שהגיעו לשנת החיים השנייה. לכל היותר ניתן לראות האטה בהתפתחות הפסיכו-מוטורית בשנתיים הראשונות לחיים. במקרים רבים, התסמין הראשון להומוציסטינוריה גנטית הוא צניחת העדשה הגבישית.
