Metioninas: funkcijos

Metioninas vaidina metabolizmo vaidmenį kaip metilo grupių (CH3), reikalingų būtinoms biosintezėms, tiekėjas. Norint atlikti šią funkciją, būtiniausia aminorūgštis pirmiausia turi būti aktyvuota naudojant ATPadenozino trifosfatas). Reakcijos etapai metioninas aktyvaciją katalizuoja metionino adenoziltransferazė. Dėl trifosfato skilimo išsiskiria energija, kurios reikia transferazei pernešti adenozino likučių iki metioninas. Susidaro S-adenosilmetioninas arba trumpiau SAM. S-adenosilmetioninas yra metaboliškai aktyvi metionino forma. Dėl labai reaktyvios sulfonio grupės metilo grupės S-adenosilmetioninas sugeba inicijuoti transmetilinimo procesus, kuriuos katalizuoja fermentas metiltransferazė. Taigi SAM yra ir metiltransferazės substratas, ir metilo grupės donoras. Pirmajame etape SAM metilo grupę perneša į metiltransferazę, kuri antrame etape CH3 liekanas perkelia į specifinius substratus, kurie tokiu būdu patiria struktūrinius pokyčius. Tarpiniame metabolizme transmetilinimas yra svarbi šių endogeninių medžiagų biosintezės reakcija.

  • Adrenalinas, hormonas, susidaręs antinksčių smegenyse ir stresinių situacijų metu išsiskiriantis į kraują, kuris susidaro iš norepinefrino perduodant metilo grupę; kaip katecholaminas, adrenalinas stimuliuojančiai veikia širdies ir kraujagyslių sistemos simpatinius alfa ir beta receptorius - padidina kraujospūdį ir padidina širdies ritmą; centrinėje nervų sistemoje adrenalinas veikia kaip neuromediatorius - pasiuntinys arba medžiaga - todėl atsakingas už informacijos perdavimą iš vieno neurono (nervų ląstelių) į kitą per neuronų kontaktinius taškus, sinapses
  • Cholinas - sintetinamas iš etanolamino perduodant CH3 grupę; kaip pirminis vienhidris alkoholis, cholinas yra struktūrinis abiejų elementų elementas neurotransmiteris acetilcholino - acto rūgštis esteris cholino - ir lecitinas fosfatidilcholinas - fosforo rūgštis cholino esteris, kuris yra esminis visų biomembranų komponentas; be to, cholinas tarpiniame metabolizme taip pat veikia kaip metilo grupės donoras; metionino trūkumo atveju yra nepakankamas cholino kiekis svarbaus sintezei neurotransmiteris acetilcholinas - ilgalaikis metionino deficitas ilgainiui gali sukelti nerimą ir Depresija.
  • Kreatinasorganinė rūgštis, susidariusi dėl transmetilinimo iš guanidinoacetato; kreatino pavidalu fosfatas, kreatino reikalingas raumenų susitraukimui ir prisideda prie raumenų energijos tiekimo.
  • Nukleino rūgštys - RNR pavidalu (ribonukleino rūgštis) ir DNR (Deoksiribonukleorūgštis), kuris yra genetinės informacijos nešėjas.
  • Poliaminai - putrescinas ir dekarboksilintas SAM sukelia sperminą ir, kaip tarpinį produktą, spermidiną; abu poliaminai vaidina lemiamą vaidmenį dalijantis ląstelėmis ir padeda augančioms ląstelėms sintetinti nukleorūgštys ir baltymai - todėl poliaminai turi stabilizuojantį poveikį DNR. Poliaminas spermidinas gali padidinti žarnyno kiekį sveikatai ir taip prisidėti prie pagerėjusio imuniteto. Ląstelių tyrimai ir gyvūnų modeliai rodo, kad maistinis spermidinas palaiko T pagalbinių ląstelių diferenciaciją link reguliuojančių T ląstelių (Tregs).
  • Glutationas - L-glutamil-L-cisteinilglicinas, trumpai GSH - tripeptidas, susidaręs iš amino rūgštys glutamo rūgštis, cisteinas ir glicinas; GSH kaip glutationo peroksidazės substratas turi antioksidantas apsaugo ląsteles, DNR ir kitas makromolekules nuo oksidacinių pažeidimų, pavyzdžiui, nuo radiacijos pažeidimų.
  • L-karnitinas - metioninas kartu su lizinas susidaro L-karnitinas, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį reguliuojant riebalų, angliavandenių ir baltymų apykaitą.
  • Melatoninas - hormonas, kontroliuojantis žmogaus kūno dienos ir nakties ritmą; jis susidaro metilinant N-acetilserotoniną.
  • Metilintas farmakonas - detoksikacijos of narkotikai.
  • Metilintas nukleinas bazės DNR ir RNR - DNR apsauga nuo skilimo.

DNR metilinimas

S-adenozilmetioninas yra būtinas DNR metilinimui. Šiame procese SAM tiekiamos CH3 grupės yra perkeliamos į konkrečias dvigubos grandinės DNR vietas, naudojant DNR metiltransferazes nukleino bazės tokie kaip adeninas, guaninas, citozinas ir timinas. Todėl tai yra DNR modifikacija arba cheminis pagrindinės DNR struktūros pokytis. Kadangi DNR metilinimas nėra vadovauti į DNR sekos pasikeitimą - DNR statybinių blokų seką - tai yra tema epigenetics arba epigenetinis paveldėjimas. Epigenetika yra bruožų perdavimas palikuonims, atsižvelgiant į paveldimus pokyčius genas reguliavimas ir ekspresija, o ne nukrypimai DNR sekoje. Epigenetinius pokyčius gali sukelti cheminiai ar fiziniai pokyčiai aplinkos veiksniai. Ypač svarbūs metilinimui DNR regionai vadinami CpG salomis. Šiuose DNR segmentuose dinukleotidas citozinas-guaninas yra dešimtis ar dvidešimt kartų didesnis už likusio genomo dažnį. Atliekant žmogaus genetinius tyrimus, genams priskirti dažnai naudojamos CpG salos genetinės ligos. DNR metilinimas turi kelias biologines funkcijas. Prokariotuose DNR metilinimas suteikia apsaugą nuo svetimos DNR. DNR metiltransferazės, atsakingos už metilinimą vadovauti metilinimo modelio formavimui perduodant CH3 grupes į apibrėžtą nukleino grupę bazės pačios ląstelės DNR. Remiantis šiuo metilinimo modeliu, ribojimas fermentai (enzimai) sugeba atskirti pačios ląstelės DNR nuo DNR, patekusios į ląstelę iš išorės. Svetimos DNR metilinimo schema paprastai skiriasi nuo pačios ląstelės DNR. Jei svetima DNR yra atpažįstama, ji yra supjaustoma ir pašalinama ribojant fermentai (enzimai) ir kitų nukleazių, kad svetimos DNR nebūtų galima integruoti į pačios ląstelės DNR. Be to, DNR metilinimas yra naudingas prokariotams taisyti klaidas DNR replikacijos metu - identiškas DNR dubliavimasis. Norint atskirti pradinę DNR grandinę nuo naujai susintetintos grandinės klaidų taisymo metu, DNR taisymo sistemos naudoja pradinės grandinės metilinimo schemą. Eukariotuose DNR metilinimas atlieka aktyvių ir neaktyvių DNR sričių žymėjimo funkciją. Tokiu būdu, viena vertus, tam tikrus DNR segmentus galima selektyviai naudoti skirtingiems procesams. Kita vertus, metilinimas nutildo arba inaktyvina genus. RNR polimerazėms ir kt fermentai (enzimai), metilintos DNR ar RNR nukleorinės bazės yra ženklas, kad jų negalima skaityti atliekant baltymų biosintezę. DNR metilinimas galiausiai padeda užkirsti kelią trūkumams, patogenams baltymai arba nutraukti jų sintezę. Kai kurie genai yra selektyviai metilinami, o tai vadinama genas reguliavimas arba diferencinė genų ekspresija. Teritorijos prieš a genas gali būti specifinis metilinimo lygis, kuris skiriasi nuo aplinkinių ir gali skirtis įvairiose situacijose. Tai leidžia selektyviai skaityti už jo esantį geną. Selektyviai metilintų vietų, esančių prieš geną, pavyzdys yra CpG salos. Metilinimas kaip naviko slopinimo genų nutildymo mechanizmas yra ypač svarbus siekiant užkirsti kelią naviko ligos. Jei metilinimas slopinamas, dėl nestabilumo CpG salų citozinos gali būti oksidiškai deaminuotos atitinkamai iki timino ir uracilo. Tai veda prie bazės mainų ir taip į nuolatinę mutaciją, kuri žymiai padidina naviko riziką. Ypatingas genų reguliavimo atvejis yra genomo atspaudas. Kadangi vyriškos ir moteriškos lytinių ląstelių DNR metilinimo modeliai skiriasi, tėvo alelius galima atskirti nuo motinos alelių. Genų, kuriems taikomas įspaudas, atveju naudojamas tik motinos ar tėvo alelis, kuris leidžia fenotipinius požymius išreikšti pagal lytį. Pernelyg didelis arba nepakankamas aukštesnių DNR sričių metilinimas gali vadovauti ligų vystymuisi dėl dėl to sumažėjusio ar padidėjusio genų aktyvumo ir dukterinių ląstelių paveldėjimo. Pavyzdžiui, naviko ląstelėse dažnai būna metilinimo modelių, kurie žymiai skiriasi nuo sveikų audinių. Be atskirų DNR nukleorinių bazių, baltymai o fermentus taip pat galima modifikuoti metiltransferazėmis. Taigi, metilo grupės perkėlimas į fermentus lemia jų savybių pasikeitimą, todėl fermento aktyvumas gali būti arba slopinamas, arba skatinamas.

Metionino skaidymas ir sintezė - metionino ciklas

Ypač svarbus žmogaus metabolizmui ir klinikinei praktikai yra metionino skilimas. Esminė aminorūgštis metioninas, suvalgytas su maistu, dalyvaujant ATP, skaidomas į S-adenosilmetioniną. Skilus metilo grupei, kurią metiltransferazė paima ir perkelia į kitus substratus, iš SAM susidaro tarpinis S-adenosilhomocisteinas (SAH), kurį hidrolizuoja SAH hidrolazė į homocisteinas ir adenozino. Kadangi SAH slopina metilinimo procesus, jo irimas iki homocisteinas yra skubiai reikalinga metilinimo reakcijoms palaikyti. The sieraturinčios neproteinogeninės amino rūgšties homocisteinas, kuris yra metionino ciklo rezultatas, galima katabolizuoti keliais būdais. Viena vertus, homocisteinas skaidomas per sulfatacijos procesą, susidarant sieraturinčios aminorūgšties cisteinas. Kita vertus, homocisteinas gali būti metabolizuojamas remetilinimo reakcijos būdu. Remiantis homocisteino remetilinimu, gaunama metionino sintezė. Transsulfatacijos procese metioninas pirmajame etape reaguoja su serinu per vitamino B6 priklausomą cistationino ß-sintazę, kad susidarytų cistationinas su skilimo homocistinu. Antruoju etapu cistationinas skaidomas su homoserinu ir sieraturinčios aminorūgšties cisteinas. Šią reakciją katalizuoja cistationazė, kuri taip pat priklauso nuo vitamino B6. Taigi, skaidant sieros turinčią metioniną, susidaro kita sieros turinti aminorūgštis cisteinas, tuo tarpu vartojamas serinas. Cisteinas gali būti suskaidytas dėl metabolizuojamų aminorūgščių katabolizmo į sulfatą ir vanduoarba sukelti sintezę cistinas reaguojant su kita cisteino molekule. Be to, cisteino molekulė tarnauja kaip pradinė statybinė medžiaga Taurinas, ß-aminoetanosulfonrūgštis, turinti sulfonrūgšties grupę, o ne tipinę karboksilo grupę amino rūgštys. Taurinas nėra naudojamas organizme baltymų biosintezei, tačiau iš esmės yra atsakingas už skysčio stabilizavimą subalansuoti kamerose. Jei metionino suvartojama per mažai, cisteino sintezė iš metionino ar homocisteino yra tik nedidelė, o tai reiškia, kad pusiau nepakeičiama aminorūgštis cisteinas gali tapti nepakeičiama aminorūgštimi ir turi būti tiekiama daugiau per dieta. Homoserinas, atsirandantis dėl cistationino skilimo, deamininant paverčiamas alfa-ketobutiratu, kuris skaidomas į propionil-CoA ir dėl dekarboksilinimo ir vėlesnio vitamino B12- priklausomas karboksilo grupės pertvarkymas į sukcinil-CoA. Pastarasis yra citrato ciklo metabolitas, kurio metu, be kita ko, gaunama energija GTP (guanozino trifosfato) ir redukcijos ekvivalentų NADH ir FADH2 pavidalu, kurie lemia energijos gamybą ATP (adenozino) pavidalu. trifosfatas) kitoje kvėpavimo grandinėje. Transsulfatacijos procesas gali vykti tik tam tikruose audiniuose. Jie apima kepenys, inkstas, kasa (kasa) ir smegenys. Remetilinimo procese homocisteino sintezė iš metionino yra atvirkštinė. Taigi homocisteinas pirmiausia reaguoja su adenozinu ir sudaro S-adenosilhomocisteiną (SAH), vanduo. Vėliau, veikiama vitamino B12-priklausoma metionino sintazė, metilo grupės perkėlimas vyksta susidarant S-adenosilmetioninui (SAM). Metilo grupę tiekia 5-metiltetrahidrofolatas (5-MTHF), perduodantis CH3 grupę į metionino sintazės kofermentą, vitamino B12 (kobalaminas). Pakrauta metilkobalamino, metionino sintazė perneša CH3 grupę į SAH, sintetindama SAM. Galiausiai, metioninas gali išsiskirti iš S-adenosilmetionino. 5-MTHF yra metilinta aktyvioji forma folio rūgštis (vitaminas B9) ir atlieka tarpinio metabolizmo metilo grupių akceptoriaus ir perdavimo funkciją. Išleidus CH3 grupę į metionino sintazės kobalaminą, gaunama aktyvi tetrahidrofolio rūgštis, kurią dabar galima naudoti naujiems metilo grupės perkėlimams. Vitaminas B12 veikia panašiai. Metilkobalamino pavidalu jis dalyvauja fermentinėse reakcijose ir yra atsakingas už metilo grupių pasisavinimą ir išsiskyrimą. Galiausiai, metionino ciklas yra tiesiogiai susijęs su folio rūgštis ir vitamino B12 apykaita kepenys ir inkstas, homocisteinas taip pat gali būti remetilinamas į metioniną per betaino homocisteino metiltransferazę (BHMT). Metionino sintezei reikalingą metilo grupę tiekia betainas, ketvirtinis amonio junginys, turintis tris metilo grupes, ir pernešamas į metiltransferazę. Taigi betainas yra BHMT substratas ir metilo grupės donoras. Metiltransferazė perduoda CH3 liekanas ant homocisteino, kad susidarytų metioninas ir dimetilglicinas. Homocisteino ar metionino sintezės per BHMT remetilinimo kelias yra nepriklausomas nuo folio rūgštis ir vitaminas B12. Vadinasi, vanduo- tirpus B vitaminai folio rūgštis, B12 ir B6 dalyvauja bendrame metionino ir homocisteino metabolizme. Jei yra net tik vieno iš šių deficitas vitaminai, homocisteino skaidymas yra slopinamas. Rezultatas yra žymiai padidėjęs homocisteino kiekis plazmoje. Todėl tai gali būti naudojama kaip folio rūgšties, vitamino B6 ir B12 tiekimo žymeklis. Padidėjęs homocisteino kiekis kraujas galima normalizuoti padidėjus administracija visų trijų B vitaminai kartu. Nes administracija vien folio rūgštis gali žymiai sumažinti homocisteino kiekį plazmoje, atrodo, kad pakankamas folio rūgšties kiekis yra ypač svarbus.

Rizikos faktorius homocisteinas

Vitaminų B6, B9 ir B12 trūkumas lemia tai, kad nesugebama remetilinti homocisteino iki metionino ir dėl to kauptis tarpląstelinėje ir tarpląstelinėje erdvėse. Homocisteino koncentracija 5-15 µmol / l laikoma normalia. Vertės, viršijančios 15 µmol / l, rodo hiperhomocisteinemija - padidėjęs homocisteino kiekis. Keletas tyrimų rodo, kad homocisteino koncentracija plazmoje, viršijanti 15 µmol / l, yra nepriklausomas abiejų rizikos veiksnys demencija širdies ir kraujagyslių ligos, ypač aterosklerozė (arterijų sukietėjimas). Koronarijos rizika širdis liga (CHD), atrodo, nuolat didėja didėjant homocisteinui koncentracija viduje kraujas. Naujausiais skaičiavimais, 9.7 proc širdis liga JAV atsiranda dėl per didelio homocisteino kiekio. Padidėjusi homocisteino koncentracija kraujas dažnai pastebimas didėjant amžiui dėl nepakankamo vitaminų, įskaitant vitaminus B6, B9 ir B12, suvartojimo. Vidutiniškai vyrų nuo 50 metų ir moterų nuo 75 metų homocisteino koncentracija plazmoje yra didesnė nei 15 μmol / l. Atitinkamai vyresnio amžiaus žmonėms yra ypač didelė širdies ir smegenų kraujagyslių ligų rizika. Norėdami sumažinti šią riziką, vyresnio amžiaus žmonės turėtų teikti pirmenybę daugybei vaisių, daržovių ir grūdų produktų, taip pat gyvūninės kilmės maisto produktams, tokiems kaip: kiaušiniai, žuvis ir pieno ir pieno produktai, nes jie suteikia pakankamą kiekį B grupės vitaminų B6, B9 ir B12, visų pirma. Homocisteinas gali sukelti aterosklerozinius kraujagyslių sistemos pokyčius, susidarant laisviesiems radikalams. Tačiau pats homocisteinas taip pat gali tiesiogiai įsikišti į aterosklerozės procesą. Veikiant pereinamojo metalo jonui varis arba vario turinčios oksidazės caeruloplazmino, homocisteinas oksiduojamas iki homocistino, gaminant vandenilis peroksidas (H2O2). H2O2 yra reaktyvus deguonis rūšys (ROS), kurios reaguoja esant geležies (Fe2 +) per Fentono reakciją, kad susidarytų hidroksilo radikalas. Hidroksilo radikalai yra labai reaktyvūs molekulės kad, be kita ko, gali pakenkti endotelis kraujo laivai, baltymai, riebalų rūgštys, ir nukleorūgštys (DNR ir RNR). Homocisteinas taip pat gali įgauti radikalų pobūdį dėl savo galutinės tiolio grupės (SH grupės). Šiuo tikslu sunkusis metalas geležies Fe2 + pavidalu ištraukia elektroną iš homocisteino SH grupės. Taigi homocisteinas įgauna prooksidacinį poveikį ir stengiasi išplėšti elektronus iš atomo ar molekulės, todėl susidaro laisvieji radikalai. Tai taip pat pašalina elektronus iš kitų medžiagų ir tokiu būdu grandinės reakcija veda prie nuolatinio radikalų skaičiaus padidėjimo organizme (oksidacinės stresas) .Oksidantas stresas dažnai yra genų raiškos pokyčių priežastis, kuriai būdinga, pavyzdžiui, padidėjusi citokinų ir augimo faktorių sekrecija. Citokinai, tokie kaip interferonai, interleukinai ir navikas nekrozė veiksniai, yra išskiriami eritrocitai (raudonieji kraujo kūneliai) ir leukocitai (baltieji kraujo kūneliai), taip pat fibroblastai ir skatina lygiųjų raumenų ląstelių migraciją kraujo sienose laivai nuo tunikos terpės - raumenų sluoksnio, glūdinčio kraujagyslių viduryje - iki tunica intima - jungiamasis audinys vidinių sluoksnių sluoksnis su endotelio ląstelėmis kraujagyslė sluoksnis link kraujo pusės. Tada tunica intima atsiranda lygiųjų miocitų (raumenų ląstelių) dauginimasis. Miocitų dauginimąsi sukelia ne tik laisvieji radikalai, bet ir pats homocisteinas, indukuodamas ciklino D1 ir ciklino A MRNR. Homocisteinas taip pat gali sukelti biosintezę Kolageno, kuris yra tarpląstelinės matricos komponentas (tarpląstelinė matrica, tarpląstelinė medžiaga, ECM, ECM), kultivuotose lygiųjų raumenų ląstelėse, esant iRNR. Dėl to padidėja tarpląstelinės matricos gamyba. Oksidatorius stresas pažeidžia ląstelių sieneles ir ląstelių komponentus ir tokiu būdu gali sukelti apoptozę, užprogramuotą ląstelių mirtį. Tai ypač veikia kraujagyslių sienelių endotelio ląsteles. Kraujagyslių endotelio ląstelių atsinaujinimą slopina homocisteinas, greičiausiai dėl sumažėjusio p21ras karboksimetilinimo, todėl negalima sustabdyti ląstelių pažeidimo progresavimo. p21ras yra baltymas, atsakingas už ląstelių ciklo kontrolę. Pažeista kraujagyslė endotelis padidina neutrofilų sukibimą (sukibimą) (baltieji kraujo kūneliai), toks kaip monocitai, kurie yra kraujo krešėjimo sistemos komponentas ir specialiai „prilimpa“ prie pažeistų endotelio ląstelių, kad užsidarytų žaizdos. Padidėjęs neutrofilų sukibimas suaktyvina jų gamybą vandenilis peroksidas, kuris dar labiau pažeidžia endotelio ląsteles. Be to, dėl kraujagyslių sienelių pažeidimo praeina monocitai ir oksiduotas MTL iš kraujotakos į tunica intima, kur monocitai diferencijuojasi į makrofagus ir be apribojimų paima oksiduotą MTL. Patofiziologiškai reikšmingos homocisteino-50–400 µmol / l koncentracijos padidina neutrofilų sukibimą su endotelis ir tolesnė jų migracija per endotelį (diapedezė). Tunica intimoje iš makrofagų išsivysto daug lipidų turinčios putplasčio ląstelės, kurios greitai pertrūksta ir žūva dėl per didelio lipidų kiekio. Daugybė proceso metu išsiskiriančių lipidų frakcijų, taip pat ląstelių liekanos iš makrofagų, dabar yra nusėdusios intimoje. Tiek dauginančios raumenų ląstelės, tiek putplasčio ląstelės ir nuosėdos lipidai, limfocitai, proteoglikanai, Kolageno o elastinas veda prie intimos ar vidinės dalies sustorėjimo kraujagyslė sluoksnis. Tolesnėje eigoje susidaro tipiški ateroskleroziniai kraujagyslių pokyčiai - riebalinių dryžių susidarymas, nekrozė (ląstelių mirtis), sklerozė jungiamasis audinys) ir kalkėjimas ( kalcis). Šie kraujagyslių sistemos reiškiniai taip pat žinomi kaip pluoštinės plokštelės. Aterosklerozės progresavimo metu plokštelės gali plyšti, dėl ko plyšta intima. Padidėjo trombocitai (kraujo krešuliai) kaupiasi ant pažeisto kraujagyslių endotelio, kad uždarytų žaizdą, sukeldami trombų (kraujo krešulių) susidarymą. Trombai gali visiškai užkimšti kraujagyslė, žymiai sutrikdanti kraujotaką. Kai tunika intima sutirštėja dėl aterosklerozinių plokštelių augimo, kraujo spindis laivai tampa vis siauresnė. Trombų vystymasis dar labiau prisideda prie stenozės (susiaurėjimo). Stenozės veda kraujotakos sutrikimai ir vaidina svarbų vaidmenį širdies ir kraujagyslių ligų patogenezėje. Audiniai ir organai, kuriuos tiekia liga arterija kentėti nuo deguonis trūkumas dėl sutrikusios kraujotakos. Kai miego arterija (didelis kaklo arterijos) yra paveiktas, smegenys yra nepakankamai aprūpinta deguonis, padidinanti apopleksijos riziką (insultas). Jei vainikinės arterijos yra paveikti stenozės, širdis negalima aprūpinti pakankamu deguonies ir miokardo infarktu (širdies priepuolis) gali sukelti. Daugeliu atvejų kojų arterijose atsiranda pluoštinių plokštelių, kurios nedažnai susijusios su arterine okliuzine liga (pAVD), dar vadinama vitrinos liga, sukeliančia skausmas blauzdoje, šlaunis, arba sėdmenų raumenys po ilgesnio vaikščiojimo. Daugybė tyrimų parodė, kad pacientai, sergantys širdies ir kraujagyslių ligomis bei cerebriniu paralyžiumi, ypač sergantys ateroskleroze, insultas, Alzheimerio liga, Parkinsonizmasir senatvė demencija, yra padidėjęs homocisteino kiekis plazmoje. Ši išvada patvirtina, kad homocisteinas yra pagrindinis aterosklerozės ir jos pasekmių rizikos veiksnys. Be padidėjusio homocisteino kiekio plazmoje, nutukimas, fizinis neveiklumas, hipertenzija (aukštas kraujo spaudimas), hipercholesterolemija, padidėjo alkoholis ir kava vartojimas ir rūkymas taip pat yra nepriklausomi rizikos veiksniai sergant širdies ir smegenų kraujagyslių ligomis. Kitos metionino funkcijos.

  • Lipotrofija - metioninas pasižymi lipotrofinėmis savybėmis, o tai reiškia, kad jis veikia riebalus tirpinantį poveikį ir taip padeda išvengti per didelio riebalų kaupimosi kepenyse; atliekant tyrimus, dėl metionino trūkumo žiurkės sukėlė riebias kepenis, tačiau tai galėjo pakeisti metionino papildai - metioninas palaiko kepenų ir inkstų audinių regeneraciją; metioninas taip pat naudojamas hipertrigliceridemijai gydyti, nes jis skatina trigliceridų skaidymąsi
  • Svarbių maistinių medžiagų ir gyvybiškai svarbių medžiagų naudojimas - kadangi metioninas reikalingas kai kurių medžiagų apykaitai amino rūgštys, pvz., glicino ir serino, daug baltymų turinčio metionino poreikis padidėja dieta; pakankamai didelė metionino koncentracija plazmoje taip pat yra svarbi norint užtikrinti optimalų mikroelemento panaudojimą selenas organizme.
  • Antioksidantas - kaip radikalų valiklis metioninas daro laisvuosius radikalus nekenksmingus
  • Detoksikacija - kartu su mikroelementu cinko metioninas padidina sunkiųjų metalų išsiskyrimą ir taip gali užkirsti kelią, pavyzdžiui, apsinuodijimui švinu
  • Kūno regeneracija po treniruočių fazių - anabolinėse fazėse, pavyzdžiui, po treniruotės, metionino poreikis yra ypač didelis dėl būtino įtempto kūno atsinaujinimo ar atsistatymo.
  • Nuleidimas histamino plazmos lygis - metilinant histaminą, metioninas veikia kaip natūralus antihistamininis preparatas - todėl jis mažina histamino kiekį kraujyje ir todėl yra naudingas atopijos - padidėjusio jautrumo reakcijų - ar alergijos atveju; Histaminas išsiskiria dėl IgE sukeltų „tiesioginio tipo“ - I tipo - alerginių reakcijų arba dėl putliųjų ląstelių arba bazofilinių granulocitų komplemento faktorių ir todėl dalyvauja ginant egzogenines medžiagas; be to, histaminas centrinėje nervų sistema reguliuoja miego-budėjimo ritmą ir apetito kontrolę.
  • Šlapimo takų infekcijos - metioninas gali būti naudojamas šlapimo takų infekcijose, siekiant išvengti pasikartojančių infekcijų; nepakeičiama aminorūgštis perkelia šlapimo pH į rūgščią ribą, o tai neleidžia nusėsti patogeniniams mikrobams ir bakterijoms bei susidaryti fosfatiniams akmenims inkstuose.
  • Pagerinti atmintis spektaklis AIDS pacientai - metioninas sugeba slopinti su ŽIV susijusios encefalopatijos progresavimą; pakankamas metionino suvartojimas per parą - iki 6 g per parą - apsaugo pacientus nuo su AIDS susijusios žalos nervų sistema, pavyzdžiui, progresyvus demencijair taip gali tobulėti atmintis veiklos.

Biologinis valentingumas

Biologinė baltymo vertė (BW) yra matas, kaip efektyviai maistinius baltymus galima paversti endogeniniais arba panaudoti endogeninių baltymų biosintezei. Kyla klausimas, ar amino rūgštys baltymai yra optimaliai suderinti su baltymų statybinių blokų kūne spektru. Kuo aukštesnė maistinių baltymų kokybė, tuo mažiau jų reikia suvartoti, kad būtų palaikoma baltymų biosintezė ir patenkinti organizmo reikalavimai - su sąlyga, kad kūnas būtų pakankamai aprūpintas energija baltymų pavidalu. angliavandenių ir riebalai, kad maistiniai baltymai nebūtų naudojami energijos gamybai. Ypač įdomūs yra amino rūgštys, kurie yra svarbūs endogeninio baltymo biosintezei. Visi šie elementai turi būti tuo pačiu metu, kad susidarytų baltymai ląstelės sintezės vietoje. Tik vienos aminorūgšties ląstelių deficitas sustabdytų atitinkamo baltymo sintezę, o tai reikštų, kadmolekulės jau pastatytą reikėtų vėl degraduoti. Esminė aminorūgštis, kuri pirmoji riboja endogeninio baltymo biosintezę dėl nepakankamo koncentracija maiste esantys baltymai vadinami pirmiausia ribojančiomis amino rūgštimis. Metioninas yra pirmoji ribojanti ankštinių augalų, tokių kaip pupos ir lubinai, mielėse ir pieno baltymų kazeino. Sėmenyse, mėsoje ir želatina, metioninas yra antroji aminorūgštis, ribojanti dėl mažo jo kiekio. Taigi šiuose maisto produktuose metioninas yra antra ribojanti amino rūgštis. Biologinė vertė yra labiausiai paplitęs baltymų kokybės nustatymo metodas. Norėdami tai nustatyti, du mitybos tyrėjai Kofranyi ir Jekatas 1964 m. Sukūrė specialų metodą. Pagal šį metodą kiekvienam bandomajam baltymui kiekis, pakankamas palaikyti azotas subalansuoti yra nustatytas - N balanso minimumo nustatymas. Etaloninė vertė yra viso kiaušinio baltymas, kurio biologinė vertė yra savavališkai nustatyta 100 arba 1–100%. Jis turi didžiausią BW tarp visų atskirų baltymų. Jei baltymą organizmas panaudoja mažiau efektyviai nei kiaušinio baltymą, šio baltymo BW yra mažesnis nei 100. Gyvūninio maisto baltymų BW yra didesnis nei baltymų iš augalinių šaltinių dėl didelio baltymų (kiaušinio baltymo) kiekio, kuris yra paprastai turtingas amino rūgštys. Augalinis maistas turi gana mažą baltymų kiekį, palyginti su svoriu. Todėl gyvūniniai baltymai paprastai geriau tenkina žmogaus poreikius. Pavyzdžiui, kiaulienos BW yra 85, o ryžių - tik 66. Sumaniai derinant skirtingus baltymų nešėjus, maistas, turintis mažą biologinę vertę, gali būti patobulintas abipusiai subalansuojant ribojančią amino rūgštys. Tai vadinama papildomu skirtingų baltymų poveikiu. Daugeliu atvejų augalinių ir gyvūninių baltymų derinys pagerina. Taigi mažas ryžių BW yra žymiai padidintas valgant juos kartu su žuvimi. Žuvyje yra daug būtinų amino rūgštys, pavyzdžiui, metioninas, todėl turi didelę biologinę vertę. Bet net grynai augalinių baltymų šaltinių derinys, pavyzdžiui, bendras jų vartojimas kukurūzai ir pupelių, pasiekia beveik 100 biologinę vertę. Naudojant atskirų baltymų papildymo efektą, galima pasiekti didesnį BW nei viso kiaušinio baltymo. Didžiausias pridėtinės vertės efektas pasiekiamas derinant 36% viso kiaušinio ir 64% bulvių baltymų, kurių BW yra 136.

Metionino skaidymas

Metioninas ir kiti aminogrupiai rūgštys iš esmės gali būti metabolizuojamas ir skaidomas visose organizmo ląstelėse ir organuose. Tačiau fermentų sistemos būtinų aminorūgščių katabolizmui daugiausia yra hepatocituose (kepenys ląstelės). Kai metioninas suskaidomas, amoniakas Išsiskiria (NH3) ir alfa-keto rūgštis. Viena vertus, alfa-keto rūgštys gali būti naudojamos tiesiogiai energijos gamybai. Kita vertus, kadangi metioninas yra gliukogeninio pobūdžio, jie tarnauja kaip gliukoneogenezės (naujo gliukozė) kepenyse ir raumenyse. Šiuo tikslu metioninas yra skaidomas keliais tarpiniais etapais iki homoserino piruvatas ir sukcinil-CoA. Tiek piruvatas ir sukcinil-CoA, kuris yra citrato ciklo tarpinis produktas, gali tarnauti kaip gliukoneogenezės substratas. Gliukozė yra svarbus kūno energijos šaltinis. The eritrocitai (raudonieji kraujo kūneliai) ir inkstų smegenys yra visiškai priklausomi nuo gliukozė energijai. The smegenys tik iš dalies, nes bado apykaitos metu jis gali gauti iki 80% savo energijos iš ketoninių kūnų. Skaldant gliukozę, susidaro ATP (adenozino trifosfatas) - svarbiausias ląstelės energijos šaltinis. Kai tai fosfatas ryšius hidroliziškai skaido fermentai, susidaro ADP (adenozino difosfatas) arba AMP (adenozino monofosfatas). Šiame procese išsiskyrusi energija leidžia kūno ląstelėms atlikti osmosinį (transportavimo procesus per membranas), cheminį (fermentines reakcijas) ar mechaninį (raumenų) darbą susitraukimai). Amoniakas įgalina sintezuoti nebūtinas aminorūgštis, purinus, porfirinus, plazmos baltymus ir infekcijos baltymus. Kadangi laisva forma NH3 net labai mažais kiekiais yra neurotoksinis, jis turi būti fiksuojamas ir išskiriamas.Amoniakas slopindamas gali sukelti rimtų ląstelių pažeidimų energijos apykaita o pH pakinta. Amoniako fiksacija vyksta per a glutamatas dehidrogenazės reakcija. Šiame procese į ekstepepatinius audinius išsiskyręs amoniakas yra perduodamas į alfa-ketoglutaratą, todėl susidaro glutamatas. Antrosios aminogrupės perkėlimas į glutamatas susidaro glutaminas. Procesas glutaminas sintezė tarnauja kaip išankstinis amoniakas detoksikacijos. Glutamino produktai, kuris daugiausia susidaro smegenyse, perneša surištą ir tokiu būdu nekenksmingą NH3 į kepenis. Kitos amoniako gabenimo į kepenis formos yra asparto rūgštis (aspartatas) ir alanino. Pastaroji aminorūgštis susidaro jungiantis amoniaką su piruvatas raumenyse. Kepenyse amoniakas išsiskiria iš glutamino, glutamato, alanino ir aspartatas. Dabar NH3 yra įvedamas į hepatocitus (kepenų ląsteles), kad būtų galima juos gauti detoksikacijos naudojant karbamiląfosfatas sintetazė karbamido biosintezė. Du amoniakas molekulės sudaro molekulę karbamido, kuris nėra toksiškas ir išsiskiria per inkstus su šlapimu. Per formavimąsi karbamido, Kasdien galima pašalinti 1-2 molius amoniako. Karbamido sintezės apimtis priklauso nuo dieta, ypač baltymų kiekio ir biologinės kokybės požiūriu. Laikantis vidutinės dietos, šlapalo kiekis paros šlapime yra maždaug 30 gramų.

Asmenys, turintys negalią inkstas inkstai negali išskirti šlapalo pertekliaus. Pažeisti asmenys turėtų valgyti mažai baltymų turinčią dietą, kad būtų išvengta padidėjusio karbamido gamybos ir kaupimosi inkstuose dėl aminorūgščių skilimo.