Homocysteina odkryta została w 1932 roku przez Butza i Du Vigneauda homocysteina, jest aminokwasem siarkowym, który nie wchodzi w skład białek. Po trzydziestu latach Carrson i Neil wykryli duże jaj ilości w moczu rodzeństwa z opóźnionym rozwojem umysłowym. Zainteresowanie metabolizmem homocysteiny i jej wpływem na szereg często występujących problemów zdrowotnych sięga lat 60. XX wieku. Jednak dopiero od początku lat 90. stał się on przedmiotem stale rosnącej liczby badań na całym świecie oraz tematem wiodącym wielu międzynarodowych konferencji. Przedmiotem głównego nurtu badań jest wpływ podwyższonego poziomu homocysteiny na układ sercowo-naczyniowy, wady cewy nerwowej, zaburzenia psychiczne i zaburzenia funkcji poznawczych.

Homocysteina powstaje we wszystkich komórkach organizmu człowieka, w wyniku przemian fizjologicznych metioniny- siarkowego aminokwasu egzogennego. Istota jej roli polega na tym, że chociaż nie jest wbudowywana w strukturę białek, stanowi ogniwo łączące pomiędzy głównymi aminokwasami białek ustroju: egzogenną metioniną a endogenną cysteiną.

Homocysteina uwolniona do osocza krąży głównie w formie utlenionej. W większości związana jest z białkami (80%), a pozostałe 20% występuje głównie w postaci dwusiarczku homocysteiny z cysteiną lub homocystyny . Jedynie ok. 1% homocysteiny występuje w wolnej, zredukowanej formie. Większość badań klinicznych opiera się na pomiarze w osoczu stężenia całkowitej homocysteiny, na którą składają się połączenia homocysteiny z białkiem, dwusiarczki homocysteiny oraz tiolakton homocysteiny.

Wartości prawidłowe homocysteiny we krwi mierzone na czczo wahają się od 5 do 15 µmol/l. Wykazano, ze już stężenia rzędu 10-13 µmol/l wywierają szkodliwe działanie na śródbłonek naczyń.

Według ekspertów stężenie homocysteiny we krwi jest zależne od:

• Wieku (stężenie wzrasta wraz z wiekiem)

• Płci (po okresie dojrzewania stężenie aminokwasu jest wyższe u mężczyzn o około 2 µmol/l

• Ciąży

• Czynników etnicznych

• Rodzaju diety

• Stylu życia

• Występujących schorzeń
  
  

Wzrost stężenia homocysteiny we krwi określa się jako hiperhomocystynemię. Może ona przybierać postać:

• Łagodną- stężenie homocysteiny wynosi od 15 do 30 µmol/l

• Umiarkowaną- stężenie homocysteiny wynosi od 31 do 100 µmol/l

• Ciężką- stężenie homocysteiny < 100 µmol/l

Co powoduje hiperhomocysteinemię?

Hiperhomocysteinemię powodują genetyczne uwarunkowane niedobory lub braki enzymów biorących udział w metabolizmie homocysteiny, nabyte niedobory koenzymów przemian homocysteiny a także choroby wtórne takie jak niewydolność nerek, cukrzyca, niedoczynność tarczycy, białaczka limfoblastyczna, niewydolność i marskość wątroby oraz choroba Cushinga.

Jak wykazały badania chorzy z przewlekła niewydolnością nerek cierpią na upośledzenie nerkowego metabolizmu, upośledzenie wydalania homocysteiny oraz hamowanie enzymów biorących udział w jej metabolizmie.

Zarówno w przebiegu cukrzycy insulinozależnej typu 1 jak i insulinoniezależnej typu 2 może wystąpić hiperholecysteinemia.

Nadmierne spożywanie alkoholu dwukrotnie podwyższa poziom homocytsteiny we krwi. Spowodowane jest to upośledzeniem wahania witamin i zahamowanie enzymu – syntetazy metioninowej, Zawarte w dymie papierosowym, tlenek i disiarczek węgla powodują dezaktywacje pirydoksyny (wit. B₆) w wątrobie, co powoduje zmniejszenie katabolizmu homocysteiny.

Jak wykazały badania, jeden papieros dziennie podnosi stężenia homocysteiny o około 1% u kobiet i 0,5% u mężczyzn.

Picie kawy, nawet w umiarkowanych ilościach, powoduje wzrost poziomu homocysteiny. Wypicie ponad 8 filiżanek kawy dziennie powoduje znaczne podwyższenie stężenia homocysteiny całkowitej o około 28% u kobiet i 19% u mężczyzn.

Działanie homocysteiny

Homocysteina działa przede wszystkim na komórki śródbłonka naczyń krwionośnych. Wpływ ten ujawnia się, gdy poziom homocysteiny we krwi przez wiele lat przekracza poziom 12-30 µmol/l. Badania dowodzą, ze w niektórych przypadkach homocysteina może samoistnie powodować zmiany naczyniowe mimo, iż uznawana jest za słaby czynnik ryzyka. Jednakże oddziaływanie homocysteiny na naczynia krwionośne jest dość skomplikowane i nie do końca jeszcze wyjaśnione.

Badania in vivo wykazują, że homocysteina ma zdolność do indukcji stresu oksydacyjnego. jej wolnorodnikowe działanie związane jest z nasileniem toksyczności reaktywnych form tlenu, przez co wykazuje działanie zapoczątkowujące proces utlenienia frakcji lipoprotein o małej gęstości (LDL), co z kolei zwiększa ich działanie promiażdżycowe. Autooksydacja homocysteiny powoduje powstawanie rodników zawierających w swej budowie siarkę, które mają zdolność do utleniania lipidów zawartych w LDL.

Istnieją liczne doniesienia naukowe mówiące o tym, że homocysteina przyczynia się do powstawania i nasilania procesów zapalnych, a także do powstawania zmian zwyrodnieniowych mózgu. Jak wykazano, zaburzenia krążenia mózgowego w tym przypadku prowadzą do obumierania neuronów i zaburzenia przekaźnictwa. Badania na szczurach wskazują, że homocysteina może niszczyć neurony poprzez zapoczątkowanie apoptozy i nadwrażliwości na ekscytotoksyczność. Powoduje to zmniejszenie objętości hipokampa zarówno w hodowlach tkankowych, jak i in vivo.

Jak podaje Gąsiorowska i in., podwyższony poziom homocysteiny podczas ciąży może stanowić czynnik ryzyka wystąpienia wad cewy nerwowej. W stanach obniżonego dowozu kwasu foliowego, aminokwas ten ma zdolność do gromadzenia się w komórkach zarodka, powodując liczne uszkodzenia. Obniżenie aktywności enzymu syntazy metioninowej boroącej udział w syntezie osłonki mielnowej jest przyczyna niezamknięcia cewy nerwowej.

Wyniki wielu badań wskazują na fakt, iż homocysteina przyczynia się do powstawania licznych nowotworów, w szczególności nowotworu jelita grubego oraz nowotworów indukowanych przez żeńskie hormony płciowe- estrogeny.

Profilaktyka:

Niezbędne w procesie metabolizmu homocysteiny są witaminy grupy B (kwas foliowy, kobalamina, pirydoksyna). Badania potwierdziły, że dowóz tych witamin z pożywieniem, daje taki sam efekt jak suplementacja samym kwasem foliowym, Dalsze badania dowiodły, ze około 60% siły działania wszystkich witamin ma kwas foliowy, mniejsze kobalamina, a prawie niezauważalne- witamina B6.

Kwas foliowy bierze udział jako donor grupy metylowej w reakcji metyzacji. Kobalamina i pirydoksyna są jedynie koenzymami i nie biorą bezpośredniego udziału w reakcji. Istotny jest również fakt, iż kobalamina ulega na ogół kumulacji i jest w organizmie w dostatecznej ilości. Z kolei nieznaczna rola witaminy B6 wynika ze zdolności organizmu do nasilania procesu ponownej metyzacji Ew przypadku jej niskiego stężenia we krwi.

Jak podają niektóre źródła, dostarczenie spożywanych folianów w ilości około 400 µg dziennie, kobalaminy – 3 µg i pirydoksyny- 2 mg.

Kwas foliowy występuje prawie we wszystkich produktach żywnościowych zarówno zwierzęcych, jak i roślinnych. Bogatym ich źródłem są: wątroba, ciemnozielone warzywa liściaste (surowe lub krótko gotowane) zwłaszcza szpinak, brukselka, bób, zielony groszek, kalafior, brokuły. Znaczne ilości występują również w wyciągu z drożdży, kiełkach zbóż, jajkach. Warto zaznaczyć, że niewielkie ilości folianów są syntetyzowane w przewodzie pokarmowym przez bakterie jelitowe. Zawartość folianów w wybranych produktach przedstawiono w poniższej tabeli.

Tabela 2. Zawartość kwasu foliowego w produktach żywnościowych w µg/100 g (Gawęcki 2000)

Źródłem witaminy B₁₂ dla ludzi są głównie produkty zwierzęce, zwłaszcza wątroba i nerki. Mniejsze ilości tej witaminy występują w rybach, jajkach i produktach mlecznych. Owoce i warzywa i produkty zbożowe są pozbawione tej witaminy. Dość duże ilości witaminy B₁₂ są syntetyzowane przez mikroflorę jelitową przewodu pokarmowego. Zawartość kobalaminy w poszczególnych produktach przedstawiono w tabeli poniżej:

Tabela 2. Zawartość kobalaminy w produktach żywnościowych w µg/100 g (Gawęcki 2000)

Z kolei witamina B6 występuje w wielu produktach żywnościowych, lecz nie ma szczególnie bogatych jej źródeł. Względnie duże ilości znajdują się mięsie, wątrobie i rybach, ale też i w produktach roślinnych, jak strączkowe, pełne ziarna zbóż czy warzywa liściaste. Zawartość pirydoksyny w produktach przestawiono w tabeli poniżej;

Tabela 2. Zawartość kobalaminy w produktach żywnościowych w µg/100 g (Gawęcki 2000)

Źródło: Dorota Gąsiorowska, Katarzyna Korzeniowska, Anna Jabłecka- Homocysteina. Farmacja Współczesna 2008; 1: 169-175; Małgorzata Fudala, Waldemar Brola, Wojciech Przybylski, Jan Czernicki. Is research in homocysteine and cyanocobalamine levels likely to become the key to diagnosting and treating Alzheimer disease. Studia Medyczne 2008; 10: 53-58; Jan Gawęcki Lech Hryniewiecki. Żywienie człowieka. podstawy nauki o żywieniu. PWN. Warszawa 2000 II; 263-272