Metionin: funkcije

Metionin igra vlogo pri presnovi kot dobavitelj metilnih skupin (CH3), ki so potrebne za bistvene biosinteze. Za izvajanje te funkcije je treba esencialno aminokislino najprej aktivirati z ATP (adenozin trifosfat). Reakcijski koraki metionin aktivacijo katalizira metionin adenozil transferaza. Kot posledica cepitve trifosfata se sprosti energija, ki jo transferaza potrebuje za prenos adenozin ostanek do metionin. Nastane S-adenozilmetionin ali na kratko SAM. S-adenozilmetionin je presnovno aktivna oblika metionina. Zaradi zelo reaktivne metilne skupine na sulfonijevi skupini lahko S-adenozilmetionin sproži procese transmetilacije, ki jih katalizira encim metiltransferaza. Posledično je SAM substrat in darovalec metilne skupine za metiltransferazo. V prvem koraku SAM transportira metilno skupino v metiltransferazo, ta pa v drugem koraku prenese ostanek CH3 na določene podlage, ki se na ta način strukturno spremenijo. V vmesnem metabolizmu so transmetilacije pomembne reakcije pri biosintezi naslednjih endogenih snovi.

  • Adrenalin, hormon, ki se tvori v možganski žlezi nadledvične žleze in se v stresnih situacijah izloča v kri, ki nastane iz noradrenalina s prenosom metilne skupine; kot kateholamin ima adrenalin stimulativni učinek na simpatične alfa in beta receptorje kardiovaskularnega sistema - zviša krvni tlak in poveča srčni utrip; v osrednjem živčnem sistemu deluje adrenalin kot nevrotransmiter - sel ali snov oddajnika - in je tako odgovoren za prenos informacij iz enega nevrona (živčnih celic) v drugega preko kontaktnih točk nevronov, sinaps.
  • Holin - sintetizira se iz etanolamina s prenosom skupine CH3; kot primarni monohidrat alkohol, holin je strukturni element obeh nevrotransmiter acetilholin - ocetna kislina estra holina - in lecitin in fosfatidilholin - fosforna kislina ester holina - ki je bistvena sestavina vseh biomembran; poleg tega holin v vmesnem metabolizmu deluje tudi kot darovalec metilne skupine; v primeru pomanjkanja metionina ni na voljo zadostnih količin holina za sintezo pomembnega nevrotransmiter acetilholin - dolgoročni primanjkljaj metionina lahko sčasoma povzroči tesnobo in depresija.
  • Kreatin, organska kislina, ki nastane kot posledica transmetilacije iz gvanidinoacetata; v obliki kreatina fosfat, kreatin je potrebna za krčenje mišic in prispeva k oskrbi mišic z energijo.
  • Nukleinska kislina - v obliki RNA (ribonukleinska kislina) in DNA (deoksiribonukleinska kislina), ki je nosilec genskih informacij.
  • Poliamini - putrescin in dekarboksilirani SAM povzročajo spermin in kot vmesni produkt spermidin; oba poliamina igrata ključno vlogo pri celični delitvi in ​​pomagata sintetizirati rastoče celice nukleinska kislina in beljakovin - posledično poliamini imajo stabilizirajoč učinek na DNA. Poliamin spermidin lahko poveča črevesje zdravje in tako prispevajo k izboljšanju imunosti. Študije na celičnih in živalskih modelih kažejo, da prehranski spermidin daje prednost diferenciaciji T pomožnih celic do regulatornih T celic (Tregs).
  • Glutation - L-glutamil-L-cisteinilglicin, na kratko GSH - tripeptid, ki nastane iz aminokisline glutaminska kislina, cisteina in glicin; kot substrat glutation peroksidaze ima GSH antioksidant dejavnost in ščiti celice, DNA in druge makromolekule pred oksidativnimi poškodbami, na primer pred poškodbami sevanja.
  • L-karnitin - metionin skupaj z lizin vodi do tvorbe L-karnitina, ki ima ključno vlogo pri uravnavanju presnove maščob, ogljikovih hidratov in beljakovin.
  • Melatonin - hormon, ki nadzoruje dnevno-nočni ritem človeškega telesa; tvori se iz metilacije N-acetilserotonina.
  • Metilirani farmakon - razstrupljanje of droge.
  • Metilirani nukleinski baze DNA in RNA - zaščita DNA pred razgradnjo.

DNA metilacija

S-adenozilmetionin je bistvenega pomena za metilacijo DNA. V tem procesu se skupine CH3, ki jih dobavlja SAM, prenesejo na določena mesta v dvoverižni DNA s pomočjo metiltransferaz DNA na nukleinskih baze kot so adenin, gvanin, citozin in timin. To je torej modifikacija DNA ali kemična sprememba osnovne strukture DNA. Ker metilacija DNA ne vodi do spremembe zaporedja DNA - zaporedja gradnikov DNA - je predmet Epigenetika ali epigenetsko dedovanje. Epigenetika je prenos lastnosti na potomce na podlagi dednih sprememb v gen regulacijo in izražanje, ne pa odstopanja v zaporedju DNA. Epigenetske spremembe lahko sprožijo kemične ali fizikalne okoljski dejavniki. DNK regije, ki so še posebej pomembne za metilacijo, se imenujejo otoki CpG. V teh segmentih DNA je dinukleotid citozin-gvanin prisoten pri deset- do dvajsetkrat večji frekvenci od preostalega genoma. Pri človeških genetskih raziskavah se otoki CpG pogosto uporabljajo za dodelitev genov genetske bolezni. Metilacija DNA ima več bioloških funkcij. Pri prokariontih metilacija DNA zagotavlja zaščito pred tujki DNA. DNA metiltransferaze, odgovorne za metilacijo vodi do tvorbe metilacijskega vzorca s prenosom skupin CH3 v definirane nukleinske baze lastne DNK celice. Na podlagi tega vzorca metilacije, omejitev encimi znajo razlikovati lastno DNA celice od DNA, ki je vstopila v celico od zunaj. Tuja DNA ima običajno drugačen metilacijski vzorec kot lastna DNA celice. Če prepoznamo tujo DNK, jo z omejitvijo razrežemo in odstranimo encimi in druge nukleaze, tako da tuje DNA ni mogoče integrirati v lastno DNA celice. Poleg tega je metilacija DNA koristna za prokarionte za odpravo napak med replikacijo DNA - enako podvajanje DNA. Za razlikovanje prvotne verige DNA od novo sintetizirane verige med popravljanjem napak sistemi za popravilo DNA uporabljajo vzorec metilacije prvotne verige. Meulacija DNA ima pri evkariontih funkcijo označevanja aktivnih in neaktivnih regij DNA. Na ta način lahko na eni strani nekatere segmente DNA selektivno uporabimo za različne procese. Po drugi strani metilacija utiša ali deaktivira gene. Za RNK polimeraze in drugo encimi, metilirane nukleinske baze na DNA ali RNA so znak, da jih ne smemo brati za biosintezo beljakovin. Metilacije DNA na koncu služijo za preprečevanje nastanka pomanjkljivih, patogenih beljakovin ali za prekinitev njihove sinteze. Nekateri geni so selektivno metilirani, kar se imenuje gen regulacija ali diferencialna ekspresija genov. Območja nad a gen lahko imajo določeno stopnjo metilacije, ki se razlikuje od okolice in se lahko razlikuje v različnih situacijah. To omogoča selektivno pogostost branja gena za njim. Primer selektivno metiliranih mest, ki se nahajajo gorvodno od gena, so otoki CpG. Ker so ti izpostavljeni visokemu mutacijskemu tlaku, je metilacija kot mehanizem za utišanje tumorskih supresorskih genov izrednega pomena pri preprečevanju tumorske bolezni. Če se metilacija zatre, lahko citozini otokov CpG zaradi svoje nestabilnosti oksidativno deaminiramo v timin oziroma uracil. To vodi do izmenjave baz in s tem do trajne mutacije, ki znatno poveča tveganje za nastanek tumorjev. Poseben primer genske regulacije je genomski odtis. Ker imajo moške in ženske zarodne celice različne vzorce metilacije DNA, lahko očetovske alele ločimo od materinih. V primeru genov, ki se odtisnejo, se uporablja samo materinski ali očetovski alel, ki omogoča spolno specifično izražanje fenotipskih lastnosti. Prekomerna ali nezadostna metilacija zgornjih regij DNA lahko vodi do razvoja bolezni zaradi posledično zmanjšane ali povečane genske aktivnosti in dedovanja hčerinskih celic. Na primer, tumorske celice pogosto kažejo vzorce metilacije, ki se bistveno razlikujejo od vzorcev zdravih tkiv. Poleg posameznih nukleinskih baz v DNA beljakovin in encime lahko modificirajo tudi metiltransferaze. Tako prenos metilne skupine na encime povzroči spremembo njihovih lastnosti, pri čemer lahko encimsko aktivnost bodisi zavremo bodisi pospešimo.

Razgradnja in ponovna sinteza metionina - metioninski cikel

Tako za človeški metabolizem kot za klinično prakso je še posebej pomembna razgradnja metionina. Esencialna aminokislina metionin, zaužita s hrano, se s sodelovanjem ATP razgradi v S-adenozilmetionin. Kot rezultat cepitve metilne skupine, ki jo metiltransferaza prevzame in prenese na druge podlage, iz SAM nastane vmesni S-adenozilhomocistein (SAH), ki ga hidrolizira SAH hidrolaze do homocisteina in adenozin. Ker SAH zavira procese metilacije, njegova razgradnja do homocisteina je nujno potrebno za vzdrževanje reakcij metilacije. The žveplo-vsebujoča, ne-proteinogena aminokislina homocisteina, ki je rezultat metioninskega cikla, je mogoče katabolizirati na več načinov. Po eni strani se homocistein razgradi s postopkom transsulfacije z nastankom žveplo-vsebujejo aminokislino cisteina. Po drugi strani pa se homocistein lahko presnovi z reakcijo remetilacije. Remetilacija homocisteina vodi do ponovne sinteze metionina. V procesu transsulfacije metionin v prvem koraku reagira s serinom preko cistationin ß-sintaze, odvisne od vitamina B6, in tvori cistationin s cepitvijo homocistina. Cistationin se v drugem koraku cepi na homoserin in žveplo-vsebujejo aminokislino cisteina. To reakcijo katalizira cistationaza, ki je tudi odvisna od vitamina B6. Tako se pri razgradnji metionina, ki vsebuje žveplo, tvori druga aminokislina, ki vsebuje žveplo, cistein, medtem ko se serin porabi. Cistein se lahko v presnovi kataboličnih aminokislin razgradi v sulfat in vode, ali vodijo do sinteze cistin z reakcijo z drugo molekulo cisteina. Poleg tega molekula cisteina služi kot izhodiščni gradnik za tvorbo tavrin, ß-aminoetansulfonska kislina, ki nosi skupino sulfonske kisline namesto karboksilne skupine, značilne za aminokisline. Tavrin se v telesu ne uporablja za biosintezo beljakovin, je pa v veliki meri odgovoren za stabilizacijo tekočine ravnovesje v celicah. Če je vnos metionina prenizek, je sinteza cisteina iz metionina ali homocisteina le obrobna, kar pomeni, da lahko pol-esencialna aminokislina cistein postane bistvena aminokislina in jo je treba več dovajati preko prehrana. Homoserin, ki je posledica cepitve cistationina, se z deaminacijo pretvori v alfa-ketobutirat, ki se razgradi v propionil-CoA in kot rezultat dekarboksilacije in poznejše vitamin B12-odvisno preurejanje karboksilne skupine v sukcinil-CoA. Slednji je presnovek citratnega cikla, pri katerem se med drugim pridobiva energija v obliki GTP (gvanozin trifosfat) in redukcijskih ekvivalentov NADH in FADH2, ki vodijo v proizvodnjo energije v obliki ATP (adenozin trifosfat) v nadaljnji dihalni verigi. Proces transsulfacije lahko poteka le v določenih tkivih. Tej vključujejo jetra, ledvice, trebušna slinavka (trebušna slinavka) in možganov. V procesu remetilacije se sinteza homocisteina iz metionina obrne. Tako homocistein najprej reagira z adenozinom in tvori S-adenosilhomocistein (SAH) s cepitvijo vode. Nato je pod vplivom vitamin B12Odvisno od metionin sintaze pride do prenosa metilne skupine s tvorbo S-adenozilmetionina (SAM). Metilno skupino oskrbuje 5-metil-tetrahidrofolat (5-MTHF), ki prenaša skupino CH3 v koencim metionin sintaze, vitamin B12 (kobalamin). Napolnjena z metil kobalaminom, metionin sintaza prenaša skupino CH3 v SAH in sintetizira SAM. Končno se lahko metionin sprosti iz S-adenozilmetionina. 5-MTHF je metilirana aktivna oblika folna kislina (vitamin B9) in ima funkcijo akceptorja in oddajnika metilnih skupin v posredni presnovi. Sproščanje skupine CH3 v kobalamin metionin sintaze povzroči aktivno tetrahidrofolno kislino, ki je zdaj na voljo za prenose novih metilnih skupin. Vitamin B12 deluje na podoben način. V obliki metil kobalamina sodeluje v encimskih reakcijah in je odgovoren za sprejem in sproščanje metilnih skupin. Končno je metioninski cikel neposredno povezan z folna kislina in presnovo vitamina B12 jetra in ledvice, homocistein se lahko ponovno metilira v metionin prek betain homocistein metiltransferaze (BHMT). Metilno skupino, potrebno za sintezo metionina, oskrbuje betain, kvaternarna amonijeva spojina s tremi metilnimi skupinami, in jo prenese v metiltransferazo. Betain je tako substrat kot darovalec metilne skupine za BHMT. Metiltransferaza zdaj prenaša ostanek CH3 na homocistein, da tvori metionin in dimetilglicin. Pot remetilacije homocisteina ali metionina preko BHMT ni odvisna od folna kislina in vitamin B12. Posledično vode-topen B vitamini folna kislina, B12 in B6 sodelujejo pri celotni presnovi metionina in homocisteina. Če je primanjkljaj vsaj enega od teh vitamini, zavira se razgradnja homocisteina. Rezultat je znatno povečana raven homocisteina v plazmi. To je torej mogoče uporabiti kot označevalec za oskrbo s folno kislino, vitaminom B6 in B12. Povišane ravni homocisteina v kri se lahko normalizira s povečanjem uprava vseh treh B vitamini v kombinaciji. Zaradi uprava samo folna kislina lahko bistveno zniža koncentracijo homocisteina v plazmi, zato je ustrezna zaloga folne kisline še posebej pomembna.

Faktor tveganja homocistein

Pomanjkanje vitaminov B6, B9 in B12 povzroči nezmožnost ponovnega metiliranja homocisteina v metionin in se posledično kopiči tako v zunajceličnem kot znotrajceličnem prostoru. Koncentracije homocisteina 5-15 µmol / l se štejejo za normalne. Vrednosti nad 15 µmol / l kažejo hiperhomocisteinemija - povišane ravni homocisteina. Številne študije kažejo, da je koncentracija homocisteina v plazmi nad 15 µmol / l neodvisen dejavnik tveganja za oba demenca in bolezni srca in ožilja, zlasti ateroskleroza (otrdelost arterij). Tveganje za koronarno bolezen srce Zdi se, da se bolezen (CHD) nenehno povečuje s povečevanjem homocisteina koncentracija v kri. Po najnovejših izračunih je 9.7% umrlih zaradi srce bolezni v ZDA so posledica prekomerne ravni homocisteina. Povišane koncentracije homocisteina v kri pogosto opazimo s starostjo zaradi nezadostnega vnosa vitaminov, vključno z vitamini B6, B9 in B12. V povprečju imajo moški od 50. leta in ženske od 75. leta ravni homocisteina v plazmi nad 15 µmol / l. V skladu s tem imajo starejši ljudje še posebej veliko tveganje za bolezni srca in ožilja. Da bi zmanjšali to tveganje, bi morali ljudje starejše starosti dati prednost veliko sadja, zelenjave in žitnih izdelkov, pa tudi živilom živalskega izvora, kot je jajca, ribe in mleko in mlečnih izdelkov, saj ti zagotavljajo zadostne količine zlasti vitaminov B B6, B9 in B12. Homocistein lahko privede do aterosklerotičnih sprememb v žilnem sistemu s tvorbo prostih radikalov. Vendar je tudi sam homocistein sposoben neposredno posegati v proces ateroskleroze. Pod vplivom iona prehodne kovine baker ali baker, ki vsebuje oksidazo keruloplazmin, homocistein oksidira v homocistin, pri čemer nastane vodik peroksid (H2O2). H2O2 je reaktiven kisik vrste (ROS), ki reagira v prisotnosti železo (Fe2 +) preko Fentonove reakcije, da nastane hidroksilni radikal. Hidroksilni radikali so zelo reaktivni molekule ki lahko med drugim poškoduje endotel krvi plovila, beljakovine, maščobne kislinein nukleinska kislina (DNA in RNA). Homocistein lahko tudi sam dobi radikalni značaj zaradi svoje terminalne tiolne skupine (SH skupina). V ta namen je težka kovina železo v obliki Fe2 + odvzame elektron iz skupine SH homocisteina. Homocistein tako prevzame prooksidativni učinek in si prizadeva ugrabiti elektrone iz atoma ali molekule, kar povzroči nastanek prostih radikalov. Ti odvzamejo tudi elektrone drugim snovem in na ta način verižna reakcija vodi do nenehnega povečevanja števila radikalov v telesu (oksidativni stres). Oksidativni stres je pogosto vzrok sprememb v izražanju genov, za katere je na primer značilno povečano izločanje citokinov oziroma rastnih faktorjev. Citokini, kot npr interferoni, interlevkini in tumor nekroza dejavniki, izločeni iz eritrocitov (rdeče krvne celice) in levkociti (bele krvničke), pa tudi fibroblasti in spodbujajo migracijo gladkih mišičnih celic v stenah krvi plovila od tunica media - mišična plast, ki leži sredi krvnih žil - do tunike intime - vezivnega tkiva plast z endotelijskimi celicami, ki obdaja notranjost krvna žila plast proti krvni strani. Nato se v intimi tunike pojavi proliferacija gladkih miocitov (mišičnih celic). Proliferacijo miocitov ne inducirajo samo prosti radikali, temveč tudi sam homocistein z indukcijo mRNA ciklina D1 in ciklina A. Homocistein lahko tudi spodbuja biosintezo kolagen, ki je sestavni del zunajceličnega matriksa (zunajcelični matriks, medcelična snov, ECM, ECM), v gojenih celicah gladkih mišic na ravni mRNA. Posledica tega je povečana proizvodnja zunajceličnega matriksa. Oksidativni stres poškoduje celične stene in celične komponente in na ta način sproži apoptozo, programirano celično smrt. To še posebej prizadene endotelijske celice žilnih sten. Obnavljanje vaskularnih endotelijskih celic zavira homocistein, verjetno z zmanjšano karboksimetilacijo p21ras, tako da napredovanja celičnih poškodb ni mogoče ustaviti. p21ras je beljakovina, odgovorna za nadzor celičnega cikla. Poškodovana žilja endotel vodi do večje adhezije (adhezije) nevtrofilcev (bele krvničke), kot naprimer monociti, ki so sestavni del sistema za strjevanje krvi in ​​se posebej "držijo" poškodovanih endotelijskih celic, da se zaprejo rane. Povečana adhezija nevtrofilcev aktivira njihovo tvorbo vodik peroksid, ki dodatno poškoduje endotelijske celice. Poleg tega poškodba žilne stene povzroči prehod skozi monociti in oksidira LDL iz krvnega obtoka v tunico intimo, kjer se monociti diferencirajo v makrofage in brez omejitev prevzamejo oksidirani LDL. Patofiziološko pomembne koncentracije homocisteina-50 do 400 µmol / l-povečajo oprijem nevtrofilcev na endotel in njihova nadaljnja migracija čez endotelij (diapedeza). V tunici intima se makrofagi razvijejo v penaste celice, bogate z lipidi, ki hitro počijo in odmrejo zaradi preobremenitve lipidov. Številne frakcije lipidov, sproščene v tem procesu, kot tudi celični ostanki iz makrofagov, se zdaj odlagajo v intimi. Tako proliferirajoče se mišične celice kot penaste celice in usedline v obliki lipidov, limfociti, proteoglikani, kolagen in elastin vodijo do zgoščevanja intime ali notranje krvna žila plast. V nadaljnjem toku nastanejo tipične aterosklerotične žilne spremembe - tvorba maščobnih prog, nekroza (celična smrt), skleroza (strjevanje vezivnega tkiva) in kalcifikacija (shranjevanje kalcij). Ti pojavi v žilnem sistemu so znani tudi kot vlaknati plaki. Med napredovanjem ateroskleroze lahko obloge počijo, zaradi česar se intima raztrga. Povečana trombociti (krvni strdki) se kopičijo na poškodovanem vaskularnem endoteliju, da zaprejo rano, kar povzroči nastanek trombov (krvnih strdkov). Trombi lahko popolnoma zaprejo krvna žila, kar znatno poslabša pretok krvi. Ker se tunica intima zgosti zaradi rasti aterosklerotičnih plakov, lumen krvi plovila postaja vse bolj ozek. Razvoj trombov dodatno prispeva k stenozi (zožitvi). Stenoze vodijo do motnje krvnega obtoka in imajo pomembno vlogo v patogenezi bolezni srca in ožilja. Tkiva in organi, ki jih oskrbujejo oboleli arterije trpeti za kisik pomanjkanje zaradi motenega pretoka krvi. Ko karotidna arterija (velik) arterije vratu), je možganov je premalo kisik, povečuje tveganje za apopleksijo (kap). Če je koronarne arterije prizadene stenoza, srce ni mogoče oskrbeti z dovolj kisika in miokardnega infarkta (srčni napad). V mnogih primerih se v arterijah nog razvijejo vlaknati plaki, ki niso redko povezani z arterijsko okluzivno boleznijo (pAVD), znano tudi kot bolezen izložb, kar vodi do bolečina v teletu, tesno, ali mišice zadnjice po dolgotrajni hoji. Številne študije so pokazale, da bolniki s srčno-žilnimi boleznimi in cerebralno paralizo, zlasti tisti z aterosklerozo, kap, Alzheimerjeva bolezen, Parkinsonova bolezenin senilno demenca, imajo povišane ravni homocisteina v plazmi. Ta ugotovitev potrjuje, da je homocistein glavni dejavnik tveganja za aterosklerozo in njene posledice. Poleg povišanih ravni homocisteina v plazmi debelost, telesna neaktivnost, hipertenzija (visok krvni tlak), hiperholesterolemija, povečala alkohol in kava poraba in kajenje so tudi neodvisni dejavniki tveganja za bolezni srca in ožilja. Druge funkcije metionina.

  • Lipotrofija - metionin ima lipotrofne lastnosti, kar pomeni, da deluje topilno v maščobah in tako pomaga preprečevati prekomerno shranjevanje maščob v jetrih; v študijah je pomanjkanje metionina povzročilo zamaščenost jeter pri podganah, vendar bi to lahko odpravili z dodatki metionina - metionin podpira regeneracijo jetrnega in ledvičnega tkiva; metionin uporablja tudi pri hipertrigliceridemiji, saj spodbuja razgradnjo trigliceridov
  • Uporaba pomembnih hranilnih snovi in ​​vitalnih snovi - saj je metionin potreben za presnovo nekaterih aminokisline, kot sta glicin in serin, se potreba po metioninu poveča pri beljakovinah z visoko vsebnostjo beljakovin prehrana; dovolj visoka raven metionina v plazmi je prav tako pomembna za zagotovitev optimalne uporabe elementa v sledovih selen v telesu.
  • Antioksidant - kot odstranjevalec radikalov metionin proste radikale naredi neškodljive
  • Razstrupljanje - v povezavi z elementom v sledeh cink metionin poveča izločanje težkih kovin in tako lahko na primer prepreči zastrupitev s svincem
  • Obnova telesa po fazah treninga - v anaboličnih fazah, na primer po treningu, je potreba po metioninu še posebej velika zaradi potrebne regeneracije ali okrevanja telesa pod stresom.
  • Spuščanje histamin plazemska raven - z metiliranjem histamina metionin deluje kot naravni antihistaminik - tako ohranja raven histamina v krvi nizko in je zato koristen pri atopijah - preobčutljivostnih reakcijah - ali alergijah; Histamin se sprošča pri IgE posredovanih alergijskih reakcijah "neposrednega tipa" - tipa I - ali s faktorji komplementa iz mastocitov ali bazofilnih granulocitov in je tako vključen v obrambo eksogenih snovi; poleg tega histamin v osrednji živčni sistem uravnava ritem spanja in budnosti in nadzor apetita.
  • Okužbe sečil - metionin se lahko uporablja pri okužbah sečil za preprečevanje ponavljajočih se okužb; esencialna aminokislina premakne pH urina v kislo območje, kar preprečuje usedanje patogenih mikrobov in bakterij ter tvorbo fosfatnih kamnov v ledvicah
  • Izboljšati spomin uspešnost v AIDS bolniki - metionin lahko zavira napredovanje encefalopatije, povezane z virusom HIV; ustrezen prehranski vnos metionina - do 6 g na dan - ščiti bolnike pred škodo, povezano z aidsom živčni sistem, na primer progresivno demenca, in se lahko tako izboljša spomin performance.

Biološka valenca

Biološka vrednost (BW) beljakovin je merilo, kako učinkovito lahko prehranske beljakovine pretvorimo v endogene beljakovine ali uporabimo za biosintezo endogenih beljakovin. Vprašanje je, ali vsebina esencialne aminokisline v prehranskih beljakovinah se optimalno ujema s spektrom gradnikov beljakovin v telesu. Višja kot je kakovost prehranskih beljakovin, manj jih je treba zaužiti, da se ohrani biosinteza beljakovin in izpolnijo telesne potrebe - pod pogojem, da je telo ustrezno oskrbljeno z energijo v obliki ogljikovi hidrati in maščob, tako da se prehranske beljakovine ne uporabljajo za proizvodnjo energije. Posebej zanimivi so esencialne aminokisline, ki so pomembni za endogeno biosintezo beljakovin. Vsi ti morajo biti hkrati prisotni za tvorbo beljakovin na mestu sinteze v celici. Znotrajcelični primanjkljaj samo ene aminokisline bi sintezo zadevnih beljakovin zaustavil, kar bi pomenilo, damolekule že zgrajeno bi bilo treba spet poslabšati. Esencialna aminokislina, ki prva omeji endogeno biosintezo beljakovin zaradi njene nezadostnosti koncentracija v prehranskih beljakovinah se imenuje prva omejujoča aminokislina. Metionin je prva omejujoča aminokislina v stročnicah, kot so fižol in volčji bob, v kvasu in v mleko beljakovinski kazein. V lanenem semenu, mesu in želatina, metionin je druga omejujoča aminokislina zaradi nizke vsebnosti. V teh živilih je torej metionin druga omejujoča aminokislina. Biološka vrednost je najpogostejša metoda za določanje kakovosti beljakovin. Da bi jo določili, sta raziskovalca prehrane Kofranyi in Jekat leta 1964 razvila posebno metodo. Po tej metodi je za vsako preskusno beljakovino količina, ki zadošča za vzdrževanje dušik ravnovesje je določena - določitev minimuma N-bilance. Referenčna vrednost so beljakovine celega jajca, katerih biološka vrednost je poljubno določena na 100 ali 1-100%. Ima najvišjo BW med posameznimi beljakovinami. Če telo beljakovine uporablja manj učinkovito kot jajčne beljakovine, je BW te beljakovine pod 100. Beljakovine iz živalske hrane imajo zaradi visoke vsebnosti beljakovin (jajčni beljak), ki imajo večjo vsebnost beljakovin kot rastlinski viri. ponavadi bogata z esencialne aminokisline. Rastlinska hrana ima glede na težo precej majhne količine beljakovin. Posledično živalske beljakovine na splošno bolje ustrezajo človeškim potrebam. Kot primer lahko navedemo, da ima svinjina BW 85, medtem ko ima riž BW samo 66. S pametnim kombiniranjem različnih nosilcev beljakovin lahko živila z nizko biološko vrednostjo nadgradimo z medsebojnim uravnoteženjem omejujoče amino kisline. kisline. To je znano kot komplementarni učinek različnih beljakovin. V večini primerov kombinacija rastlinskih in živalskih beljakovin izboljša. Tako nizko BW riža bistveno nadgradimo tako, da ga uživamo skupaj z ribami. Ribe vsebujejo veliko esencialnih amino kisline, kot je metionin, in ima zato visoko biološko vrednost. Toda tudi kombinacija povsem rastlinskih virov beljakovin, kot je skupni vnos koruza in fižola, doseže biološko vrednost skoraj 100. S pomočjo dopolnilnega učinka posameznih beljakovin je mogoče doseči BW, ki je višji od BW beljakovin. Največji učinek dodane vrednosti dosežemo s kombinacijo 36% celotnega jajca s 64% krompirjevih beljakovin, ki doseže 136 BW.

Razgradnja metionina

Metionin in drugi amino kisline se načeloma lahko presnovi in ​​razgradi v vseh celicah in organih organizma. Encimske sisteme za katabolizem esencialnih aminokislin pa najdemo pretežno v hepatocitih (jetra celice). Ko se metionin razgradi, amoniak Sproščata se (NH3) in alfa-keto kislina. Po eni strani lahko alfa-keto kisline uporabimo neposredno za proizvodnjo energije. Po drugi strani pa je metionin po svoji naravi glukogen, zato služi kot predhodnik glukoneogeneze (nova tvorba glukoze) v jetrih in mišicah. V ta namen se metionin v več vmesnih korakih razgradi v homoserin do piruvat in sukcinil-CoA. Oboje piruvat in sukcinil-CoA, ki je intermediat citratnega cikla, lahko služi kot substrat za glukoneogenezo. Glukoza predstavlja pomemben vir energije za telo. The eritrocitov (rdeče krvne celice) in ledvična medula so popolnoma odvisni od glukoze za energijo. The možganov le delno, ker lahko v metabolizmu stradanja pridobi do 80% svoje energije iz ketonskih teles. Ko se glukoza razgradi, nastane ATP (adenozin trifosfat), najpomembnejši vir energije celice. Kdaj je fosfat vezi se hidrolizno cepijo z encimi, nastane ADP (adenozin difosfat) ali AMP (adenozin monofosfat). Energija, ki se sprosti v tem procesu, telesnim celicam omogoča osmotsko (transportne procese skozi membrane), kemično (encimske reakcije) ali mehansko delo (mišice popadki). Amoniak omogoča sintezo nebistvenih aminokislin, purinov, porfirinov, beljakovin v plazmi in proteinov za zaščito pred okužbami. Ker je NH3 v prosti obliki nevrotoksičen tudi v zelo majhnih količinah, ga je treba fiksirati in izločiti.Amoniak lahko z zaviranjem povzroči resne poškodbe celic presnova energije in pH premika. Fiksacija amoniaka poteka preko a glutamat reakcija dehidrogenaze. Pri tem se amoniak, ki se sprosti v ekstrahepatična tkiva, prenese v alfa-ketoglutarat, kar ima za posledico glutamat. Prenos druge amino skupine v glutamat ima za posledico nastanek glutamin. Postopek glutamin sinteza služi kot predhodni amoniak razstrupljanje. Glutamin, ki se v glavnem tvori v možganih, prenese vezani in s tem neškodljiv NH3 v jetra. Druge oblike transporta amoniaka v jetra so aspartinska kislina (aspartat) in alanina. Slednja aminokislina nastane z vezavo amoniaka na piruvat v mišicah. V jetrih se amonijak sprošča iz glutamina, glutamata, alanina in aspartat. NH3 se zdaj dokončno vnese v hepatocite (jetrne celice) razstrupljanje z uporabo karbamil-fosfat sintetazo v sečnina biosinteza. Dva amoniaka molekule tvorijo molekulo sečnina, ki je nestrupen in se skozi ledvice izloči z urinom. Preko nastanka sečnina, 1-2 moli amoniaka lahko odstranimo dnevno. Obseg sinteze sečnine je odvisen od prehrana, zlasti vnos beljakovin v smislu količine in biološke kakovosti. V povprečni prehrani je količina sečnine v dnevnem urinu približno 30 gramov.

Osebe z okvarami ledvice funkcije ne morejo izločiti odvečne sečnine skozi ledvice. Prizadeti posamezniki naj se prehranjujejo z nizko vsebnostjo beljakovin, da se izognejo povečani proizvodnji in kopičenju sečnine v ledvicah zaradi razgradnje aminokislin.