Methionine: Chức năng

Methionine đóng vai trò trong quá trình trao đổi chất với tư cách là nhà cung cấp các nhóm metyl (CH3), cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp thiết yếu. Để thực hiện chức năng này, axit amin thiết yếu trước tiên phải được kích hoạt bằng ATP (adenosine triphotphat). Các bước phản ứng của methionine sự hoạt hóa được xúc tác bởi methionine adenosyl transferase. Kết quả của sự phân cắt triphosphat, năng lượng được giải phóng mà transferase yêu cầu để chuyển adenosine dư lượng để methionine. S-adenosylmethionine, gọi tắt là SAM, được hình thành. S-adenosylmethionine là dạng methionine có hoạt tính chuyển hóa. Do nhóm methyl phản ứng cao trên nhóm sulfonium, S-adenosylmethionine có thể bắt đầu quá trình chuyển hóa metyl được xúc tác bởi enzyme methyltransferase. Do đó, SAM vừa là chất nền vừa là nhà tài trợ nhóm metyl cho methyltransferase. Trong bước đầu tiên, SAM vận chuyển nhóm metyl đến methyltransferase, trong bước thứ hai chuyển phần còn lại của CH3 đến các chất nền cụ thể, theo cách này sẽ trải qua các thay đổi cấu trúc. Trong quá trình trao đổi chất trung gian, quá trình chuyển hóa metyl là phản ứng quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp các chất nội sinh sau đây.

Adrenaline, một loại hormone được hình thành trong tủy thượng thận và được tiết vào máu trong những tình huống căng thẳng, được hình thành từ norepinephrine bằng cách chuyển nhóm methyl; như một catecholamine, adrenaline có tác dụng kích thích các thụ thể alpha và beta giao cảm của hệ thống tim mạch - nó làm tăng huyết áp và tăng nhịp tim; trong hệ thống thần kinh trung ương, adrenaline hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh - chất truyền tin hoặc chất dẫn truyền - và do đó chịu trách nhiệm truyền thông tin từ một tế bào thần kinh (tế bào thần kinh) sang tế bào tiếp theo thông qua các điểm tiếp xúc của các tế bào thần kinh, các khớp thần kinh.
Choline - được tổng hợp từ ethanolamine bằng cách chuyển nhóm CH3; như một monohydric chính rượu, choline là một phần tử cấu trúc của cả hai dẫn truyền thần kinh acetylcholine – A-xít a-xê-tíc ester của choline - và noan hoàng tố và phosphatidylcholine, tương ứng - axit photphoric este của choline - một thành phần thiết yếu của tất cả các màng sinh học; ngoài ra, choline còn hoạt động như một chất cho nhóm methyl trong quá trình chuyển hóa trung gian; trong trường hợp thiếu methionine, không đủ lượng choline để tổng hợp các chất quan trọng dẫn truyền thần kinh acetylcholine - sự thiếu hụt lâu dài của methionine cuối cùng có thể gây ra lo lắng và trầm cảm.
Creatine, một axit hữu cơ được hình thành do quá trình chuyển hóa metyl từ guanidinoacetat; ở dạng creatine phốt phát, creatine cần thiết cho sự co cơ và góp phần cung cấp năng lượng cho cơ.
Axit nucleic - ở dạng RNA (axit ribonucleic) và DNA (axit deoxyribonucleic), đóng vai trò là vật mang thông tin di truyền.
Polyamine - putrescine và SAM đã khử carboxyl hóa làm phát sinh tinh trùng và như một chất trung gian, tinh trùng; cả hai polyamine đều đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phân chia tế bào và giúp các tế bào đang phát triển tổng hợp axit nucleic và protein - do đó, polyamine có tác dụng ổn định DNA. Polyamine essenceidine có thể làm tăng đường ruột sức khỏe và do đó góp phần cải thiện khả năng miễn dịch. Các nghiên cứu trên mô hình tế bào cũng như động vật cho thấy rằng tinh trùng trong chế độ ăn uống hỗ trợ sự biệt hóa của tế bào T trợ giúp đối với tế bào T điều hòa (Tregs).
Glutathione - L-glutamyl-L-cysteinylglycine, viết tắt là GSH - một tripeptide được hình thành từ amino axit axit glutamic, cystein và glycine; như một chất nền của glutathione peroxidase, GSH có chất chống oxy hóa hoạt động và bảo vệ tế bào, DNA và các đại phân tử khác khỏi tác hại của quá trình oxy hóa, ví dụ như tổn thương do bức xạ.
L-carnitine - methionine cùng với lysine dẫn đến sự hình thành của L-carnitine, đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh chuyển hóa chất béo, carbohydrate và protein.
Melatonin - một loại hormone kiểm soát nhịp điệu ngày đêm của cơ thể con người; nó được hình thành từ quá trình methyl hóa N-acetylserotonin.
Dược chất metyl hóa - cai nghiện of thuốc.
Metyl hóa nucleic căn cứ của DNA và RNA - bảo vệ DNA khỏi bị thoái hóa.

methyl hóa DNA

S-adenosylmethionine cần thiết cho quá trình methyl hóa DNA.Trong quá trình này, các nhóm CH3 do SAM cung cấp được chuyển đến các vị trí cụ thể trong DNA sợi đôi với sự hỗ trợ của DNA methyltransferase trên nucleic căn cứ chẳng hạn như adenine, guanine, cytosine và thymine. Do đó, đây là một sửa đổi DNA hoặc một sự thay đổi hóa học trong cấu trúc cơ bản của DNA. Vì sự methyl hóa DNA không dẫn đối với sự thay đổi trong trình tự DNA - trình tự của các khối cấu tạo DNA - nó là chủ đề của biểu sinh hoặc di truyền biểu sinh. Biểu sinh là sự truyền các tính trạng cho con cái dựa trên những thay đổi di truyền trong gen điều chỉnh và biểu hiện, thay vì sai lệch trong trình tự DNA. Các thay đổi biểu sinh có thể được bắt đầu bằng hóa học hoặc vật lý yếu tố môi trường. Các vùng DNA có tầm quan trọng đặc biệt đối với quá trình methyl hóa được gọi là các đảo CpG. Trong các đoạn DNA này, dinucleotide cytosine-guanine hiện diện với tần số gấp XNUMX đến XNUMX lần so với phần còn lại của bộ gen. Trong nghiên cứu di truyền của con người, các đảo CpG thường được sử dụng để gán các gen cho bệnh di truyền. Sự methyl hóa DNA có nhiều chức năng sinh học. Ở sinh vật nhân sơ, sự methyl hóa DNA cung cấp sự bảo vệ chống lại DNA ngoại lai. DNA methyltransferase chịu trách nhiệm cho quá trình methyl hóa dẫn đến sự hình thành mẫu metyl hóa bằng cách chuyển các nhóm CH3 thành nucleic xác định căn cứ DNA của chính tế bào. Dựa trên mô hình metyl hóa này, hạn chế enzyme có khả năng phân biệt DNA của tế bào với DNA đã xâm nhập vào tế bào từ bên ngoài. DNA ngoại lai thường có kiểu methyl hóa khác với DNA của chính tế bào. Nếu DNA ngoại lai được nhận dạng, nó sẽ bị cắt và loại bỏ bằng cách hạn chế enzyme và các nuclease khác để DNA ngoại lai không thể tích hợp vào DNA của chính tế bào. Hơn nữa, sự methyl hóa DNA có lợi cho sinh vật nhân sơ để sửa lỗi trong quá trình sao chép DNA - sự nhân đôi giống hệt nhau của DNA. Để phân biệt sợi DNA ban đầu với sợi mới được tổng hợp trong quá trình sửa lỗi, các hệ thống sửa chữa DNA sử dụng mẫu methyl hóa của sợi ban đầu. Ở sinh vật nhân chuẩn, quá trình methyl hóa DNA có chức năng đánh dấu các vùng hoạt động và không hoạt động của DNA. Bằng cách này, một mặt, một số đoạn DNA nhất định có thể được sử dụng một cách chọn lọc cho các quá trình khác nhau. Mặt khác, quá trình metyl hóa làm im lặng hoặc bất hoạt các gen. Đối với RNA polymerase và các enzyme, các bazơ nucleic bị metyl hóa trên DNA hoặc RNA là một dấu hiệu cho thấy chúng không nên được đọc cho quá trình sinh tổng hợp protein. Sự methyl hóa DNA cuối cùng phục vụ để ngăn chặn sự hình thành của các vi khuẩn bị lỗi, gây bệnh protein hoặc để hủy bỏ sự tổng hợp của chúng. Một số gen được metyl hóa có chọn lọc, được gọi là gen điều hòa hoặc biểu hiện gen khác biệt. Các khu vực thượng nguồn của một gen có thể có một mức độ metyl hóa cụ thể khác với khu vực xung quanh và có thể thay đổi trong các tình huống khác nhau. Điều này cho phép tần số đọc có chọn lọc của gen đằng sau nó. Một ví dụ về các vị trí được methyl hóa chọn lọc nằm ở thượng nguồn của gen là các đảo CpG. Vì chúng phải chịu áp lực đột biến cao, quá trình methyl hóa như một cơ chế để ngăn chặn các gen ức chế khối u là điều tối quan trọng trong việc ngăn ngừa bệnh khối u. Nếu quá trình metyl hóa bị ngăn chặn, các cytosine của các đảo CpG có thể bị khử oxy hóa thành thymine và uracil, do tính chất không ổn định của chúng. Điều này dẫn đến sự trao đổi bazơ và do đó dẫn đến đột biến vĩnh viễn làm tăng đáng kể nguy cơ khối u. Một trường hợp đặc biệt của quy định gen là in dấu bộ gen. Vì tế bào mầm đực và tế bào mầm cái có các kiểu methyl hóa DNA khác nhau, nên có thể phân biệt được các alen của bố và các alen của mẹ. Trong trường hợp các gen chịu sự in dấu, chỉ có alen của mẹ hoặc bố được sử dụng để cho phép biểu hiện các tính trạng kiểu hình theo giới tính cụ thể. Sự methyl hóa quá mức hoặc không đủ các vùng DNA ngược dòng có thể dẫn dẫn đến sự phát triển của các bệnh do kết quả là làm giảm hoặc tăng hoạt động của gen và sự di truyền sang các tế bào con. Ví dụ, các tế bào khối u thường hiển thị các mô hình methyl hóa khác biệt đáng kể với các mô hình khỏe mạnh. protein và các enzym cũng có thể được sửa đổi bởi methyltransferase. Do đó, việc chuyển một nhóm metyl cho các enzym dẫn đến sự thay đổi tính chất của chúng, do đó hoạt động của enzym có thể bị ức chế hoặc được thúc đẩy.

Thoái hóa và tái tổng hợp methionine - chu trình methionine

Đặc biệt quan trọng, đối với sự trao đổi chất của con người và đối với thực hành lâm sàng, là sự thoái hóa của methionin. Axit amin thiết yếu methionine ăn vào thức ăn bị phân giải thành S-adenosylmethionine với sự tham gia của ATP. Do sự phân cắt của nhóm metyl, được lấy bởi methyltransferase và chuyển sang các chất nền khác, S-adenosylhomocysteine (SAH) trung gian được hình thành từ SAM, được thủy phân bởi SAH hydrolase thành homocysteine và adenosine. Vì SAH ức chế quá trình metyl hóa, sự phân hủy của nó thành homocysteine là cần thiết khẩn cấp để duy trì các phản ứng metyl hóa. Các lưu huỳnh- axit amin không chứa protein, không chứa protein homocysteine, là kết quả của chu trình methionine, có thể bị dị hóa theo một số cách. Một mặt, homocysteine bị phân hủy thông qua quá trình transsulfation với sự hình thành lưu huỳnh-chứa axit amin cystein. Mặt khác, homocysteine có thể được chuyển hóa bằng phản ứng tái methyl hóa. Sự chuyển hóa homocysteine dẫn đến tái tổng hợp methionine. Trong quá trình transsulfation, methionine phản ứng ở bước đầu tiên với serine thông qua cystathionine ß-synthase phụ thuộc vitamin B6 để tạo thành cystathionine với sự phân cắt của homocystine. Cystathionine được phân cắt ở bước thứ hai thành homoserine và lưu huỳnh-chứa axit amin cystein. Phản ứng này được xúc tác bởi cystathionase, cũng phụ thuộc vào vitamin B6. Do đó, khi methionine chứa lưu huỳnh bị phân hủy, axit amin chứa lưu huỳnh khác cysteine được hình thành, trong khi serine bị tiêu thụ. Cysteine có thể bị phân hủy trong quá trình chuyển hóa axit amin dị hóa thành sulfat và nướchoặc dẫn đến việc tổng hợp cystine bằng phản ứng với một phân tử cysteine khác. Ngoài ra, phân tử cysteine đóng vai trò là khối khởi đầu để hình thành taurine, axit ß-aminoethanesulfonic mang nhóm axit sulfonic thay vì nhóm cacboxyl điển hình của amino axit. Taurine không được sử dụng trong cơ thể để sinh tổng hợp protein, nhưng chịu trách nhiệm phần lớn trong việc ổn định chất lỏng cân bằng trong các ô. Nếu lượng methionine hấp thụ quá thấp, quá trình tổng hợp cysteine từ methionine hoặc homocysteine chỉ ở mức nhẹ, có nghĩa là axit amin bán thiết yếu cysteine có thể trở thành một axit amin thiết yếu và phải được cung cấp nhiều hơn thông qua chế độ ăn uống. Homoserine sinh ra từ sự phân cắt cystathionine được chuyển đổi bằng cách khử amin thành alpha-ketobutyrate, được phân giải thành propionyl-CoA và là kết quả của quá trình khử carbon và sau đó vitamin B12- Sự sắp xếp lại phụ thuộc của nhóm cacboxyl, thành succinyl-CoA. Chất thứ hai là một chất chuyển hóa của chu trình citrate, trong đó, trong số những thứ khác, năng lượng thu được dưới dạng GTP (guanosine triphosphate) và các chất tương đương khử NADH và FADH2, dẫn đến sản xuất năng lượng dưới dạng ATP (adenosine triphosphat) trong chuỗi hô hấp tiếp theo. Quá trình transsulfation chỉ có thể diễn ra trong một số mô nhất định. Bao gồm các gan, thận, tụy (tụy) và não. Trong quá trình tái methyl hóa, quá trình tổng hợp homocysteine từ methionine bị đảo ngược. Do đó, đầu tiên homocysteine phản ứng với adenosine để tạo thành S-adenosylhomocysteine (SAH) với sự phân cắt của nước. Sau đó, dưới ảnh hưởng của vitamin B12- methionine synthase phụ thuộc, chuyển nhóm metyl xảy ra với sự hình thành S-adenosylmethionine (SAM). Nhóm metyl được cung cấp bởi 5-metyl-tetrahydrofolat (5-MTHF), nhóm này chuyển nhóm CH3 thành coenzym của methionin synthase, vitamin B12 (cobalamin). Được nạp bằng methyl cobalamin, methionine synthase vận chuyển nhóm CH3 đến SAH, tổng hợp SAM. Cuối cùng, methionine có thể được giải phóng từ S-adenosylmethionine. 5-MTHF là dạng hoạt động được metyl hóa của axit folic (vitamin B9) và có chức năng nhận và dẫn truyền các nhóm metyl trong chuyển hóa trung gian. Việc giải phóng nhóm CH3 thành cobalamin của methionin tổng hợp dẫn đến axit tetrahydrofolic hoạt động, hiện có sẵn để chuyển nhóm metyl mới. Vitamin B12 hoạt động theo cách tương tự. Ở dạng metyl cobalamin, nó tham gia vào các phản ứng enzym và chịu trách nhiệm về việc hấp thu và giải phóng các nhóm metyl. Cuối cùng, chu trình methionine được liên kết trực tiếp với axit folic và chuyển hóa vitamin B12 Trong gan và thận, homocysteine cũng có thể được tái methyl hóa thành methionine thông qua betaine homocysteine methyltransferase (BHMT). Nhóm metyl cần thiết để tổng hợp methionin được cung cấp bởi betaine, một hợp chất amoni bậc bốn với ba nhóm metyl, và được chuyển đến methyltransferase. Do đó Betaine vừa là chất nền vừa là nhà tài trợ nhóm methyl cho BHMT. Methyltransferase bây giờ vận chuyển dư lượng CH3 vào homocysteine để tạo thành methionine và dimethylglycine. Con đường tái tổng hợp homocysteine hoặc methionine thông qua BHMT không phụ thuộc vào axit folic và vitamin B12. Do đó, nước-không hòa tan B vitamin axit folic, B12 và B6 tham gia vào quá trình chuyển hóa tổng thể của methionine và homocysteine. Nếu có sự thâm hụt thậm chí chỉ một trong số này vitamin, sự phân huỷ homocysteine bị ức chế. Kết quả là nồng độ homocysteine trong huyết tương tăng lên đáng kể. Do đó, đây có thể được sử dụng như một dấu hiệu để cung cấp axit folic, vitamin B6 và B12. Tăng mức homocysteine trong máu có thể được bình thường hóa bằng cách tăng lên quản lý của cả ba B vitamin kết hợp. Vì quản lý một mình axit folic có thể làm giảm đáng kể mức homocysteine huyết tương, việc cung cấp đầy đủ axit folic dường như là đặc biệt quan trọng.

Yếu tố nguy cơ homocysteine

Sự thiếu hụt vitamin B6, B9 và B12 dẫn đến không có khả năng tái methyl hóa homocysteine thành methionine và do đó tích tụ trong cả không gian ngoại bào và nội bào. Nồng độ Homocysteine 5-15 µmol / l được coi là bình thường. Giá trị trên 15 µmol / l cho biết tăng phospho máu - tăng nồng độ homocysteine. Một số nghiên cứu cho thấy mức homocysteine huyết tương trên 15 µmol / l là một yếu tố nguy cơ độc lập cho cả hai sa sút trí tuệ và bệnh tim mạch, đặc biệt là chứng xơ vữa động mạch (xơ cứng động mạch). Nguy cơ mạch vành tim bệnh (CHD) dường như gia tăng liên tục khi tăng homocysteine tập trung trong máu. Theo tính toán mới nhất, 9.7% số ca tử vong do tim bệnh ở Hoa Kỳ là do mức homocysteine quá mức. Tăng nồng độ homocysteine trong máu thường có thể được quan sát thấy khi tuổi tác ngày càng cao do lượng vitamin hấp thụ không đủ, bao gồm vitamin B6, B9 và B12. Trung bình, nam giới từ 50 tuổi và nữ giới từ 75 tuổi có mức homocysteine huyết tương trên 15µmol / l. Do đó, những người lớn tuổi có nguy cơ mắc bệnh tim mạch và mạch máu não đặc biệt cao. Để giảm nguy cơ này, những người ở độ tuổi cao nên ưu tiên ăn nhiều trái cây, rau và các sản phẩm ngũ cốc, cũng như các thực phẩm có nguồn gốc động vật, chẳng hạn như trứng, cá và sữa và các sản phẩm từ sữa, vì chúng cung cấp đủ lượng vitamin B B6, B9 và B12 nói riêng. Homocysteine có thể dẫn đến những thay đổi xơ vữa trong hệ thống mạch máu thông qua việc hình thành các gốc tự do. Tuy nhiên, bản thân homocysteine cũng có khả năng can thiệp trực tiếp vào quá trình xơ vữa động mạch. Dưới ảnh hưởng của ion kim loại chuyển tiếp đồng hoặc oxydase caeruloplasmin chứa đồng, homocysteine bị oxy hóa thành homocystine, tạo ra khinh khí peroxit (H2O2). H2O2 là một phản ứng ôxy các loài (ROS) phản ứng khi có ủi (Fe2 +) thông qua phản ứng Fenton để tạo thành gốc hydroxyl. Các gốc hydroxyl có phản ứng cao phân tử có thể làm hỏng, trong số những thứ khác, nội mạc máu tàu, protein, axit béovà axit nucleic (DNA và RNA). Homocysteine cũng có thể tự đảm nhận đặc tính cấp tiến do nhóm thiol ở cuối (nhóm SH) của nó. Với mục đích này, kim loại nặng ủi ở dạng Fe2 + rút một điện tử từ nhóm SH của homocysteine. Do đó, Homocysteine có hiệu ứng prooxidant và cố gắng giành lấy các điện tử từ một nguyên tử hoặc phân tử, dẫn đến sự hình thành các gốc tự do. Những chất này cũng lấy đi các electron từ các chất khác, và theo cách này, một phản ứng dây chuyền dẫn đến sự gia tăng liên tục số lượng các gốc trong cơ thể (oxy hóa căng thẳng). Oxy hóa căng thẳng thường là nguyên nhân của những thay đổi trong biểu hiện gen, ví dụ, do tăng tiết cytokine và các yếu tố tăng trưởng, tương ứng. Cytokine, chẳng hạn như giao thoa, interleukins và khối u hoại tử các yếu tố, được tiết ra từ hồng cầu (tế bào hồng cầu) và bạch cầu (Tế bào bạch cầu) cũng như các nguyên bào sợi và thúc đẩy sự di chuyển của các tế bào cơ trơn trong thành máu tàu từ phương tiện truyền thông tunica - lớp cơ nằm giữa các mạch máu - đến lớp cơ tunica - mô liên kết lớp với các tế bào nội mô lót bên trong huyết quản lớp về phía máu. Sau đó, tăng sinh các tế bào cơ trơn (tế bào cơ) sau đó xảy ra trong các cơ quan tunica. Sự tăng sinh của các tế bào cơ không chỉ được gây ra bởi các gốc tự do mà còn bởi chính homocysteine thông qua sự cảm ứng của cyclin D1 và cyclin A mRNA. Homocysteine cũng có thể tạo ra quá trình sinh tổng hợp collagen, là một thành phần của chất nền ngoại bào (chất nền ngoại bào, chất gian bào, ECM, ECM), trong tế bào cơ trơn được nuôi cấy ở cấp độ mRNA. Điều này dẫn đến tăng sản xuất chất nền ngoại bào. Oxy hóa căng thẳng làm hỏng thành tế bào và các thành phần của tế bào và theo cách này có thể kích hoạt quá trình apoptosis, chết tế bào theo chương trình. Điều này đặc biệt ảnh hưởng đến các tế bào nội mô của thành mạch. Sự đổi mới của các tế bào nội mô mạch máu bị ức chế bởi homocysteine, có lẽ là do giảm carboxymethyl hóa p21ras, do đó không thể ngăn chặn sự tiến triển của tổn thương tế bào. p21ras là một protein chịu trách nhiệm kiểm soát chu kỳ tế bào. Mạch máu bị hư hỏng nội mạc dẫn đến tăng độ kết dính (bám dính) của bạch cầu trung tính (Tế bào bạch cầu), nhu la bạch cầu đơn nhân, là một thành phần của hệ thống đông máu và đặc biệt "dính" vào các tế bào nội mô bị tổn thương để đóng lại vết thương. Sự kết dính tăng lên của bạch cầu trung tính kích hoạt chúng sản xuất khinh khí peroxide, làm tổn thương thêm các tế bào nội mô. Ngoài ra, tổn thương thành mạch dẫn đến việc đi qua bạch cầu đơn nhân và bị oxy hóa LDL từ dòng máu vào tunica inta, nơi các bạch cầu đơn nhân biệt hóa thành đại thực bào và hấp thụ không giới hạn LDL bị oxy hóa. Nồng độ liên quan đến sinh lý bệnh của homocysteine-50 đến 400 µmol / l giúp tăng cường sự kết dính của bạch cầu trung tính với nội mạc và sự di chuyển tiếp theo của chúng qua lớp nội mạc (diapedesis). Trong tunica Inta, các đại thực bào phát triển thành các tế bào bọt giàu lipid, nhanh chóng vỡ ra và chết do quá tải lipid. Nhiều phân đoạn lipid được giải phóng trong quá trình này, cũng như các mảnh vụn tế bào từ các đại thực bào, giờ đây được lắng đọng trong lớp thân. Cả tế bào cơ tăng sinh và tế bào bọt và lắng đọng dưới dạng chất béo, tế bào lympho, proteoglycan, collagen và elastin dẫn đến sự dày lên của lớp nội mạc hoặc bên trong huyết quản lớp. Trong quá trình xa hơn, các thay đổi mạch máu xơ vữa động mạch điển hình được hình thành - hình thành các vệt chất béo, hoại tử (chết tế bào), xơ cứng (cứng mô liên kết) và vôi hóa (lưu trữ canxi). Những hiện tượng này trong hệ thống mạch máu còn được gọi là các mảng xơ. Trong quá trình tiến triển của xơ vữa, các mảng xơ vữa có thể bị vỡ ra gây rách nội mạc. Tăng tiểu cầu (cục máu đông) tích tụ trên lớp nội mạc mạch máu bị tổn thương để đóng vết thương, gây ra sự hình thành huyết khối (cục máu đông). Thrombi hoàn toàn có thể xảy ra huyết quản, làm suy giảm đáng kể lưu lượng máu. Khi lớp màng tunica dày lên do sự phát triển của các mảng xơ vữa động mạch, lòng mạch của máu tàu ngày càng trở nên chật hẹp. Sự phát triển của huyết khối càng góp phần làm hẹp (chít hẹp). Các vụ trộm dẫn đến rối loạn tuần hoàn và đóng vai trò chính trong cơ chế bệnh sinh của các bệnh tim mạch. Các mô và cơ quan do người bệnh cung cấp động mạch chịu đựng ôxy thiếu hụt do suy giảm lưu lượng máu. Khi mà động mạch cảnh (lớn động mạch cổ) bị ảnh hưởng, não được cung cấp dưới mức ôxy, làm tăng nguy cơ bị mộng tinh (đột quỵ). Nếu động mạch vành bị ảnh hưởng bởi chứng hẹp, tim không được cung cấp đủ oxy và nhồi máu cơ tim (đau timTrong nhiều trường hợp, các mảng xơ phát triển trong động mạch chân, không thường xuyên liên quan đến bệnh tắc động mạch (pAVD), còn được gọi là bệnh cửa sổ, dẫn đến đau ở bắp chân, đùi, hoặc cơ mông sau khi đi bộ lâu. Nhiều nghiên cứu đã phát hiện ra rằng những bệnh nhân mắc bệnh tim mạch và bại não, đặc biệt là những người bị xơ vữa động mạch, đột quỵ, Bệnh Alzheimer, Bệnh Parkinson, và già yếu sa sút trí tuệ, có nồng độ homocysteine huyết tương tăng cao. Phát hiện này khẳng định rằng homocysteine là một yếu tố nguy cơ chính gây xơ vữa động mạch và các di chứng của nó. Ngoài việc tăng nồng độ homocysteine huyết tương, béo phì, không hoạt động thể chất, tăng huyết áp (cao huyết áp), tăng cholesterol máu, tăng rượu và cà phê tiêu dùng và hút thuốc lá cũng độc lập Các yếu tố rủi ro cho bệnh tim mạch và mạch máu não. Các chức năng khác của methionine.

Lipotrophic - methionine thể hiện đặc tính lipotrophic, có nghĩa là nó có tác dụng hòa tan chất béo và do đó giúp ngăn ngừa tích trữ quá nhiều chất béo trong gan; trong các nghiên cứu, thiếu methionine gây ra gan nhiễm mỡ ở chuột, nhưng điều này có thể được đảo ngược bằng cách bổ sung methionine - methionine hỗ trợ tái tạo mô gan và thận; methionine cũng được sử dụng trong việc tăng triglycerid máu, vì nó thúc đẩy sự phân hủy triglycerid
Sử dụng các chất dinh dưỡng quan trọng và các chất quan trọng - vì methionine cần thiết cho sự trao đổi chất của một số amino axit, chẳng hạn như glycine và serine, nhu cầu về methionine tăng lên ở một loại protein cao chế độ ăn uống; nồng độ methionine trong huyết tương đủ cao cũng rất quan trọng để đảm bảo việc sử dụng tối ưu nguyên tố vi lượng selen trong cơ thể.
Chất chống oxy hóa - như một chất khử gốc methionine làm cho các gốc tự do trở nên vô hại
Giải độc - kết hợp với nguyên tố vi lượng kẽm methionine làm tăng bài tiết kim loại nặng và do đó có thể ngăn ngừa, ví dụ, ngộ độc chì
Tái tạo cơ thể sau các giai đoạn đào tạo - trong các giai đoạn đồng hóa, ví dụ sau khi đào tạo, nhu cầu methionine đặc biệt cao do sự tái tạo hoặc phục hồi cần thiết của cơ thể bị căng thẳng.
Hạ thấp histamine mức huyết tương - thông qua sự methyl hóa histamine, methionine hoạt động như một chất kháng histamine tự nhiên - do đó giữ cho mức histamine trong máu thấp và do đó có lợi trong các phản ứng dị ứng - quá mẫn - hoặc dị ứng; Histamine được giải phóng trong các phản ứng dị ứng qua trung gian IgE thuộc “loại tức thời” - TypeI - hoặc bởi các yếu tố bổ thể từ tế bào mast hoặc bạch cầu hạt ưa bazơ và do đó có liên quan đến việc bảo vệ các chất ngoại sinh; Ngoài ra, histamine ở trung tâm hệ thần kinh điều chỉnh nhịp điệu ngủ-thức và kiểm soát sự thèm ăn.
Nhiễm trùng đường tiết niệu - methionine có thể được sử dụng trong nhiễm trùng đường tiết niệu để ngăn ngừa nhiễm trùng tái phát; axit amin thiết yếu làm thay đổi độ pH của nước tiểu thành phạm vi axit, điều này ngăn cản sự định cư của vi trùng và vi khuẩn gây bệnh và sự hình thành sỏi phốt phát trong thận
Cải thiện trí nhớ hiệu suất trong AIDS bệnh nhân - methionine có thể ức chế sự tiến triển của bệnh não liên quan đến HIV; lượng methionine trong chế độ ăn uống đầy đủ - lên đến 6 g mỗi ngày - bảo vệ bệnh nhân khỏi những tổn thương liên quan đến AIDS đối với hệ thần kinh, chẳng hạn như lũy tiến sa sút trí tuệvà do đó có thể cải thiện trí nhớ hiệu suất.

Hóa trị sinh học

Giá trị sinh học (BW) của protein là thước đo mức độ hiệu quả của protein trong chế độ ăn uống có thể được chuyển đổi thành protein nội sinh hoặc được sử dụng để sinh tổng hợp protein nội sinh. Đó là một câu hỏi về việc liệu nội dung của axit amin thiết yếu trong chế độ ăn uống, protein được kết hợp tối ưu với phổ của các khối cấu tạo protein trong cơ thể. Chất lượng protein trong khẩu phần càng cao thì lượng protein đó càng cần được tiêu thụ ít hơn để duy trì quá trình sinh tổng hợp protein và đáp ứng các yêu cầu của cơ thể - miễn là cơ thể được cung cấp đầy đủ năng lượng dưới dạng carbohydrates và chất béo, do đó protein trong chế độ ăn uống không được sử dụng để sản xuất năng lượng. Đặc biệt quan tâm là axit amin thiết yếu, rất quan trọng cho quá trình sinh tổng hợp protein nội sinh. Tất cả những thứ này phải có mặt đồng thời để hình thành protein tại vị trí tổng hợp trong tế bào. Nếu thiếu hụt nội bào chỉ một axit amin sẽ làm cho quá trình tổng hợp protein được đề cập đến bế tắc, điều đó có nghĩa là phụphân tử đã được xây dựng sẽ phải xuống cấp một lần nữa. Axit amin thiết yếu đầu tiên hạn chế sinh tổng hợp protein nội sinh do không đủ tập trung trong chế độ ăn uống protein được gọi là axit amin giới hạn đầu tiên. Methionine là axit amin giới hạn đầu tiên trong các loại đậu như đậu và lupin, trong men và trong sữa protein casein. Trong hạt lanh, thịt và gelatin, methionine là axit amin hạn chế thứ hai do hàm lượng thấp. Do đó, trong các loại thực phẩm này, methionine là axit amin hạn chế thứ hai. Giá trị sinh học là phương pháp phổ biến nhất để xác định chất lượng protein. Để xác định nó, hai nhà nghiên cứu dinh dưỡng Kofranyi và Jekat đã phát triển một phương pháp đặc biệt vào năm 1964. Theo phương pháp này, đối với mỗi protein thử nghiệm, lượng đủ để duy trì nitơ cân bằng được xác định - xác định cân bằng N. tối thiểu. Giá trị tham chiếu là protein toàn bộ trứng, giá trị sinh học được đặt tùy ý ở 100 hoặc 1-100%. Nó có BW cao nhất trong số tất cả các protein riêng lẻ. Nếu một loại protein được cơ thể sử dụng kém hiệu quả hơn so với protein của trứng, thì BW của protein này dưới 100. Protein từ thực phẩm động vật có BW cao hơn so với protein từ nguồn thực vật do hàm lượng protein cao (lòng trắng trứng), thường giàu có axit amin thiết yếu. Thực phẩm thực vật có lượng protein tương đối thấp so với trọng lượng. Do đó, protein động vật nói chung đáp ứng tốt hơn nhu cầu của con người. Để lấy ví dụ, thịt lợn có BW là 85, trong khi gạo chỉ có BW là 66. Bằng cách kết hợp khéo léo các chất mang protein khác nhau, các loại thực phẩm có giá trị sinh học thấp có thể được nâng cấp bằng cách cân bằng lẫn nhau giữa các amin hạn chế. axit. Đây được gọi là hiệu ứng bổ sung của các protein khác nhau. Trong hầu hết các trường hợp, sự kết hợp của protein thực vật và động vật giúp tăng cường sức khỏe. Do đó, BW thấp của gạo được nâng cấp đáng kể bằng cách ăn chung với cá. Cá chứa nhiều amin thiết yếu axit, chẳng hạn như methionine, và do đó có giá trị sinh học cao. Nhưng ngay cả sự kết hợp của các nguồn protein thực vật thuần túy, chẳng hạn như lượng ngô và đậu, đạt được giá trị sinh học gần 100. Với sự trợ giúp của tác dụng bổ sung của các protein riêng lẻ, có thể đạt được BW cao hơn so với protein toàn bộ trứng. Hiệu quả giá trị gia tăng lớn nhất đạt được là do sự kết hợp của 36% nguyên quả trứng với 64% protein khoai tây, đạt BW là 136.

Sự suy thoái methionine

Methionine và amino khác axit về nguyên tắc có thể được chuyển hóa và phân hủy ở tất cả các tế bào và cơ quan của sinh vật. Tuy nhiên, hệ thống enzym để dị hóa các axit amin thiết yếu được tìm thấy chủ yếu trong tế bào gan (gan ô). Khi methionine bị phân hủy, Ammonia (NH3) và một axit alpha-keto được giải phóng. Một mặt, axit alpha-keto có thể được sử dụng trực tiếp để sản xuất năng lượng. Mặt khác, vì methionine có bản chất là glucogenic, chúng đóng vai trò như một tiền chất cho sự hình thành gluconeogenes (sự hình thành mới của glucose) trong gan và cơ. Vì mục đích này, methionine bị phân giải qua một số bước trung gian thành homoserine để pyruvat và succinyl-CoA. Cả hai pyruvat và succinyl-CoA, là chất trung gian của chu trình citrate, có thể dùng làm chất nền cho quá trình tạo gluconeogenesis. Glucose đại diện cho nguồn năng lượng quan trọng cho cơ thể. Các hồng cầu (tế bào hồng cầu) và tủy thận hoàn toàn phụ thuộc vào glucose cho năng lượng. Các não chỉ một phần, bởi vì trong quá trình chuyển hóa đói, nó có thể lấy tới 80% năng lượng từ các thể xeton. Khi glucose bị phân hủy, ATP (adenosine triphosphate) được hình thành, là nguồn năng lượng quan trọng nhất của tế bào. Khi nó phốt phát các liên kết bị phân cắt thủy phân bởi các enzym, ADP (adenosine diphosphate) hoặc AMP (adenosine monophosphate) được hình thành. Năng lượng được giải phóng trong quá trình này cho phép các tế bào của cơ thể thực hiện các hoạt động thẩm thấu (quá trình vận chuyển qua màng), hóa học (phản ứng enzym) hoặc cơ học (cơ các cơn co thắt). Amoniac cho phép tổng hợp các axit amin không thiết yếu, purin, porphyrin, protein huyết tương và protein phòng chống nhiễm trùng. Vì NH3 ở dạng tự do là chất độc thần kinh dù chỉ với một lượng rất nhỏ, nên nó phải được cố định và đào thải ra ngoài.Amoniac có thể gây tổn thương tế bào nghiêm trọng bằng cách ức chế sự chuyển hoá năng lượng và sự thay đổi pH. Sự cố định amoniac xảy ra thông qua một glutamate phản ứng dehydrogenase. Trong quá trình này, amoniac được giải phóng vào các mô ngoài gan được chuyển thành alpha-ketoglutarate, dẫn đến glutamate. Sự chuyển nhóm amin thứ hai thành glutamate kết quả là sự hình thành của glutamine. Quá trình glutamine tổng hợp đóng vai trò là amoniac sơ bộ cai nghiện. Glutamine, chủ yếu được hình thành trong não, vận chuyển các liên kết và do đó NH3 vô hại đến gan. Các hình thức vận chuyển amoniac đến gan khác là axit aspartic (aspartate) và alanin. Axit amin thứ hai được hình thành bằng cách liên kết amoniac với pyruvat trong các cơ. Trong gan, amoniac được giải phóng từ glutamine, glutamate, alanin và aspartate. NH3 bây giờ được đưa vào tế bào gan (tế bào gan) để cai nghiện sử dụng carbamyl-phốt phát synthetase trong Urê sinh tổng hợp. Hai amoniac phân tử tạo thành một phân tử của Urê, không độc và thải trừ qua thận trong nước tiểu. Thông qua sự hình thành của Urê, 1-2 mol amoniac có thể được loại bỏ mỗi ngày. Mức độ tổng hợp urê phụ thuộc vào ảnh hưởng của chế độ ăn uống, đặc biệt là lượng protein thu nhận về số lượng và chất lượng sinh học. Trong một chế độ ăn uống trung bình, lượng urê trong nước tiểu hàng ngày nằm trong khoảng 30 gam.

Người bị khiếm khuyết thận không có khả năng đào thải urê dư thừa qua thận. Những người bị ảnh hưởng nên ăn một chế độ ăn ít protein để tránh tăng sản xuất và tích tụ urê trong thận do phân hủy axit amin.