Betaïne

Betaïne is een quaternaire ammoniumverbinding met drie methylgroepen en wordt in veel planten aangetroffen. Het dient als hulpmiddel bij tal van biologische processen. Het medicijn gebruikt betaïne onder andere om hartaandoeningen en bepaalde vetstofwisselingsstoornissen te behandelen.

Wat is betaïne?

Betaïne is een quaternaire ammoniumverbinding met de empirische formule C5H11NO2. Een quaternaire ammoniumverbinding wordt gekenmerkt door het feit dat vier organische stoffen binden aan een centraal stikstofatoom, dat chemie identificeert als residuen.

Dit heeft het maximale aantal bindingen voor het stikstofatoom bereikt. De residuen kunnen anders worden ingedeeld, waardoor het molecuul zijn uiteindelijke eigenschappen krijgt. In het geval van betaïne worden drie van de plaatsen ingenomen door methylgroepen.

Methylgroepen zijn de eenvoudigste verbindingen op basis van koolstof; chemie verwijst naar groepen als organische verbindingen. De methylgroepen in betaïne dienen als methyldonor: ze geven de methylgroepen af ​​aan andere moleculen, bijvoorbeeld in het kader van de synthese van bepaalde aminozuren. Omdat methylgroepen van nature erg inert zijn, versnellen enzymen of andere biochemische hulpmiddelen deze reactie in het menselijk lichaam.

Betaïne is niet identiek aan de groep stoffen die betaïnen worden genoemd, maar hun structuur is vergelijkbaar. Betaïne is ook bekend onder de namen glycylbetaine, glycine-betaïne, N, N, N-trimethylglycine en N, N, N-trimethylammonioacetaat. Het is gemakkelijk oplosbaar in water en is in zijn zuivere vorm in de vaste toestand van aggregatie. Betaïne smelt pas bij 301 ° C.

Functie, effect en taken

Betaïne speelt een rol bij verschillende biologische processen in het menselijk lichaam. Omdat het drie methylgroepen heeft, dient het bijvoorbeeld als methyldonor. Zo'n stof geeft een of meer methylgroepen af ​​aan een ander molecuul. Deze stap komt bijvoorbeeld voor bij de synthese van verschillende aminozuren. Biologie beschrijft het proces ook als het transmethyleringsproces.

Tijdens transmethylering geeft betaïne ten minste een van zijn methylgroepen af ​​aan een ander molecuul. Dit molecuul heeft een biologische functie in het organisme; daarom spreekt biologie ook van natuurlijke stoffen of biomoleculen. Omdat methylgroepen erg inert zijn, moet een enzym helpen bij de reactie: methyltransferasen katalyseren de overdracht van de methylgroepen. Betaïne fungeert niet alleen als methyldonor, maar ook als methylacceptor. Het ontvangt ook methylgroepen tijdens zijn synthese voordat het deze later kan doorgeven. Naast betaïne kunnen ook choline, creatine, methionine en anderen worden gebruikt als methyldonor.

Betaïne lijkt niet alleen nuttig in de geneeskunde; sommige onderzoeken tonen aan dat de extra inname van betaïne leidt tot een verbetering van de prestaties van atleten. Betaïne kan effecten hebben op het vetmetabolisme. De exacte mechanismen hierachter zijn nog grotendeels onbekend.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Betaïne dankt zijn naam aan het Latijnse woord "beta", wat "biet" betekent: Betaïne wordt niet alleen in grote hoeveelheden in deze planten aangetroffen, wetenschappers isoleerden het ook voor het eerst uit suikerbieten. Betaïne komt echter ook voor in andere planten. Met een uitgebalanceerd dieet consumeren mensen meestal voldoende betaïne met het gebruikelijke dieet.

Mensen met een verhoogde behoefte aan betaïne kunnen de stof als voedingssupplement gebruiken. Studies tonen aan dat de opname van betaïne uit voedingssupplementen even goed is als uit natuurlijke voeding. Betaïne kan echter in grote hoeveelheden giftig zijn. Bij dierproeven was de LD50 voor muizen 830 mg per kg lichaamsgewicht. De LD50 geeft de dosis aan waarbij de helft van de dieren stierf. Volgens Cholewa, Guimarães-Ferreira en Zanchi werden doses van 500 - 9000 mg per dag gebruikt als onderdeel van medische behandelingen. Mensen met bepaalde vetstofwisselingsstoornissen hebben vaak abnormale betaïneconcentraties in hun urine.

Ziekten en aandoeningen

Artsen gebruiken betaïne onder andere om leveraandoeningen te behandelen, maar ook om hartaanvallen en enkele andere hart- en vaatziekten. Bacteriën kunnen de stof ook vormen. Er zijn aanwijzingen dat de tuberculoseverwekker betaïne gebruikt om menselijke cellen te infecteren.

In de vorm van betaïnehydrochloride wordt betaïne ook gebruikt bij de behandeling van hyperlipemie. Bij hyperlipemie wordt de hoeveelheid triglyceriden in het bloed verhoogd. Triglyceriden worden ook wel neutraal vet of triacylglycerine genoemd. Deze verbindingen van glycerine en vetzuren kunnen arteriosclerose veroorzaken: de vetten zetten zich af in de bloedbaan en vernauwen de bloedvaten. Volledige sluiting is mogelijk. Door het bloed dat langs stroomt, kan de afzetting loskomen en door het lichaam bewegen. Als het niet oplost, bestaat het risico dat de vetafzetting aan bottlenecks of in kleinere slagaders blijft plakken. Het bloed kan het zegel niet passeren.

Achterliggende cellen kunnen geen of onvoldoende voedingsstoffen en ademhalingsgassen opnemen. Atherosclerose kan leiden tot een hartaanval, beroerte of longembolie, afhankelijk van waar de afzetting zich bevindt. Andere complicaties zijn ook mogelijk; ze zijn minder ernstig en vormen mogelijk geen onmiddellijke bedreiging, maar ze moeten serieus worden genomen en kunnen ook weefsels en organen beschadigen. Hetzelfde klinische beeld als bij hyperlipemie wordt ook gezien bij hypertriglyceridemie. Betaïne is ook gekoppeld aan andere stoornissen van het vetmetabolisme.

Mensen die te weinig maagzuur maken, kunnen mogelijk profiteren van geneesmiddelen die betaïne bevatten om het ontbrekende zuur aan te vullen. De regelmaat van inname en de exacte dosis kunnen in individuele gevallen sterk variëren; de behandelende arts moet daarom zorgvuldig de optimale hoeveelheid betaïne inschatten. Mogelijke bijwerkingen zijn onder meer verlies van eetlust, haaruitval, huidveranderingen, hersenoedeem, rusteloosheid, slaapstoornissen en psychologische veranderingen.