Homocysteïne

Homocysteïne is een niet-proteïnogeen zwavelhoudend alfa-aminozuur, dat wordt gevormd als tussenproduct uit methionine door de methylgroep (-CH3) vrij te geven.

Voor de verdere verwerking van homocysteïne is een voldoende aanvoer van vitamine B12 en B6 en foliumzuur of betaïne als leverancier van methylgroepen noodzakelijk. Een verhoogde homocysteïneconcentratie in het bloedplasma gaat gepaard met schade aan de bloedvatwanden, dementie en depressie.

Wat is homocysteïne?

Homocysteïne in zijn bioactieve L-vorm is een niet-proteïnogeen aminozuur. Het kan geen bouwsteen zijn van een eiwit omdat het de neiging heeft om een ​​heterocyclische ring te vormen die geen stabiele peptidebinding mogelijk maakt vanwege de extra CH2-groep in vergelijking met cysteïne.

De opname van homocysteïne in een eiwit zou er daarom voor zorgen dat het eiwit snel wordt afgebroken. De chemische formule C4H9NO2S laat zien dat het aminozuur uitsluitend bestaat uit stoffen die bijna overal in overvloed aanwezig zijn. Spoorelementen, zeldzame mineralen en metalen zijn niet nodig voor hun structuur. Homocysteïne is een zwitterion omdat het twee functionele groepen heeft, elk met een positieve en een negatieve lading, die over het algemeen elektrisch gebalanceerd zijn.

Bij kamertemperatuur is homocysteïne een kristallijne vaste stof met een smeltpunt van ongeveer 230 tot 232 graden Celsius. Het lichaam kan een verhoogd homocysteïnegehalte in het bloed afbreken door een disulfidebrug te vormen tussen twee homocysteïnemoleculen om homocystine te vormen en deze in deze vorm via de nieren uit te scheiden.

Functie, effect en taken

De belangrijkste taak en functie van het L-homocysteïne is het ondersteunen van de synthese van eiwitten en om te zetten in S-adenosylmethionine (SAM) in samenwerking met enkele co-enzymen. SAM is met drie methylgroepen (-CH3) de belangrijkste methylgroepdonor in het celmetabolisme.

SAM is betrokken bij veel biosynthese- en ontgiftingsreacties. De methylgroepen van bepaalde neurotransmitters zoals adrenaline, choline en creatine komen uit de SAM. Nadat een methylgroep is vrijgekomen, wordt SAM omgezet in S-adenosylmethionine (SAH), dat door hydrolyse weer wordt omgezet in adenosine of L-homocysteïne. Hoe belangrijk de ondersteunende functie van homocysteïne voor bepaalde metabolische processen ook is, het is ook belangrijk dat homocysteïne, als tussenproduct van deze biochemische reactie- en syntheseketens, niet in abnormale concentraties in het bloed voorkomt omdat het dan schadelijke effecten ontwikkelt.

Overtollig homocysteïne, dat niet nodig is om de hierboven beschreven reacties in het methioninemetabolisme te ondersteunen, wordt daarom normaal verder afgebroken met de deelname van vitamine B6 (pyridoxine) en uitgescheiden via de nieren na de vorming van homocystine. Om homocysteïne zijn metabolische taken te laten vervullen, is het belangrijk om het lichaam te voorzien van voldoende vitamine B6, B12 en foliumzuur.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Homocysteïne wordt in het lichaam geproduceerd als een kortstondig tussenproduct binnen het complexe methioninemetabolisme. De alternatieve aanduiding (S) -2-amino-4-mercaptobutaanzuur geeft de structuur van homocysteïne aan. Het is dus een monocarbonzuur met de karakteristieke carboxylgroep (-COOH) en tegelijkertijd een eenvoudig vetzuur. Homocysteïne wordt niet via de voeding opgenomen, maar wordt slechts tijdelijk in het lichaam aangemaakt.

Hoewel het bioactieve L-cysteïne een belangrijke rol speelt bij de eiwitsynthese en bij de vorming van SAM, ligt de optimale en tegelijkertijd toelaatbare concentratie in het bloed binnen nauwe grenzen van slechts 5 tot 10 µmol / liter. Hogere homocysteïnespiegels duiden op bepaalde stofwisselingsstoornissen en leiden tot het klinische beeld van hyperhomocysteïnemie. Een optimale concentratie van het aminozuur hangt waarschijnlijk af van de respectievelijke mentale en fysieke activiteit en is moeilijk te definiëren. De definitie van een toelaatbare bovengrens voor het homocysteïnegehalte, die rond de 10 µmol / liter zou moeten liggen, lijkt verstandiger.

Ziekten en aandoeningen

Als de concentratie homocysteïne de toelaatbare limiet overschrijdt, zijn er meestal verworven of genetisch bepaalde stofwisselingsstoornissen in de methioninebalans.

Vaak ontbreekt het alleen aan de noodzakelijke vitamines B6 (pyridoxine), B9 (foliumzuur) en B12 (cobalamine), die nodig zijn als co-enzymen of katalysatoren binnen de biochemische omzettingsketen. In totaal zijn ongeveer 230 - zij het zelden voorkomende - genmutaties bekend die leiden tot een verstoring van het methioninemetabolisme. De pathologische toename van homocysteïne wordt homocystinurie genoemd. De meest voorkomende genmutatie die de ziekte veroorzaakt, bevindt zich op genlocus 21q22.3. De mutatie is autosomaal recessief en veroorzaakt de vorming van een defect enzym dat nodig is voor het proces van afbraak en omzetting van homocysteïne.

De eerder bekende mutaties zijn het weglaten (schrappen) of het toevoegen (invoegen) van nucleobasen op de overeenkomstige DNA-strengen. Ongunstige leefomstandigheden en gewoonten kunnen ook leiden tot verhoogde homocysteïnespiegels. Deze omvatten overmatig alcoholgebruik, nicotinemisbruik, overgewicht en een zittende levensstijl. Een te hoog homocysteïnegehalte kan het endotheel, de binnenwand van de bloedvaten en B. Bevordering van arteriosclerose. De aderen worden onelastisch en veroorzaken een aantal secundaire ziekten, zoals hoge bloeddruk. Ze herbergen ook het risico op het vormen van trombi, die coronaire hartziekten en beroertes veroorzaken.

Neurologische ziekten zoals depressie en seniele dementie worden ook geassocieerd met een verhoogd homocysteïnegehalte. De symptomen van de ziekte zijn heel verschillend bij kinderen die aan genetische homocystinurie lijden. Het spectrum van symptomen varieert van nauwelijks detecteerbare ziektekenmerken tot het optreden van bijna alle mogelijke symptomen. De eerste symptomen verschijnen meestal pas na het bereiken van de leeftijd van twee jaar. Hooguit kan een vertraging van de psychomotorische ontwikkeling worden waargenomen tijdens de eerste twee levensjaren. In veel gevallen is het eerste symptoom van genetische homocystinurie een verzakking van de lens van het oog.