הומוציסטאין היא חומצה אלפא-אמינית המכילה גופרית שאינה חלבונית, הנוצרת כחומר ביניים ממתיונין על ידי שחרור קבוצת המתיל (-CH3).
להמשך עיבוד ההומוציסטאין יש צורך באספקה מספקת של ויטמינים B12 ו- B6 כמו גם חומצה פולית או בטאין כספק של קבוצות מתיל. ריכוז מוגבר של הומוציסטאין בפלסמת הדם קשור לפגיעה בדפנות כלי הדם, דמנציה ודיכאון.
מה זה הומוציסטאין?
הומוציסטאין בצורתו L-ביו-אקטיבית היא חומצה אמינית שאינה חלבונית. זה לא יכול להיות אבן בניין של חלבון מכיוון שהוא נוטה ליצור טבעת הטרוציקלית שאינה מאפשרת קשר פפטיד יציב בגלל קבוצת ה- CH2 הנוספת שלו בהשוואה לציסטאין.
שילוב ההומוציסטאין בחלבון יגרום לפיכך להתפרק החלבון בקרוב. הנוסחה הכימית C4H9NO2S מראה כי חומצת האמינו מורכבת אך ורק מחומרים הקיימים בשפע כמעט בכל מקום. יסודות קורט, מינרלים ומתכות נדירים אינם נדרשים למבנה שלהם. הומוציסטאין הוא זוויטריון מכיוון שיש לו שתי קבוצות פונקציונליות, שלכל אחת מהן מטען חיובי ושלילי, אשר בסך הכל מאוזנות חשמלית.
בטמפרטורת החדר, הומוציסטאין הוא מוצק גבישי עם נקודת התכה של בערך 230 עד 232 מעלות צלזיוס. הגוף יכול לפרק רמה מוגברת של הומוציסטאין בדם על ידי שתי מולקולות הומוציסטאין היוצרות גשר דיסולפיד ליצירת הומוציסטין, אשר לאחר מכן ניתן להפריש על ידי הכליות.
פונקציה, אפקט ומשימות
המשימה והתפקיד החשוב ביותר של ה- L-homocysteine היא לתמוך בסינתזה של חלבונים ולהמרה ל- S-adenosylmethionine (SAM) בשיתוף עם כמה אנזימים משותפים. עם שלוש קבוצות מתיל (-CH3), SAM הוא התורם החשוב ביותר לקבוצת מתיל במטבוליזם התא.
SAM מעורב בתגובות ביוסינתזה וגמילה מרעלים רבות. קבוצות המתיל של נוירוטרנסמיטרים מסוימים כמו אדרנלין, כולין וקריאטין מגיעים מה- SAM. לאחר ששוחררה קבוצת מתיל, SAM מומר ל- S-adenosylmethionine (SAH), המומר בחזרה לאדנוזין או ל-הומוציסטאין שוב על ידי הידרוליזה. חשוב ככל שתפקודו התומך של הומוציסטאין לתהליכים מטבוליים מסוימים הוא, חשוב גם שההומוציסטאין, כתוצר ביניים של שרשרות התגובה והסינתזה הביוכימית הללו, לא יתרחש בריכוזים לא תקינים בדם מכיוון שהוא מפתח אז השפעות מזיקות.
עודף הומוציסטאין, שאינו נדרש לתמוך בתגובות המתוארות לעיל בחילוף החומרים של מתיונין, מתפרק בדרך כלל בהמשך בהשתתפות ויטמין B6 (פירידוקסין) ומופרש דרך הכליות לאחר היווצרות ההומוציסטין. כדי שההומוציסטאין יוכל למלא את המשימות המטבוליות שלו, חשוב לספק לגוף כמויות מספיקות של ויטמינים B6, B12 וחומצה פולית.
חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים
הומוציסטאין מיוצר בגוף כמוצר ביניים קצר מועד, בחילוף החומרים המתיונין המורכב. הייעוד האלטרנטיבי (S) -2-אמינו-4-מרקפטובוטנואית מצביע על מבנה ההומוציסטאין. על כן מדובר בחומצה מונוקארבוקסילית עם קבוצת הקרבוקסי האופיינית (-COOH) ובאותה עת גם חומצת שומן פשוטה. ההומוציסטאין אינו נספג דרך המזון, אלא מיוצר רק בגוף באופן זמני.
למרות שהלי-ציסטאין הביואקטיבי ממלא תפקיד חשוב בסינתזת החלבון ובהיווצרות SAM, הריכוז האופטימלי ובו זמנית נסבל בדם נמצא בגבולות צרים של 5 עד 10 מיקרול / ליטר בלבד. רמות הומוציסטאין גבוהות יותר מצביעות על הפרעות מטבוליות מסוימות ומובילות לתמונה הקלינית של היפרהומוציסטינמיה. ריכוז אופטימלי של חומצת האמינו עשוי להיות תלוי בפעילות הנפשית והפיזית בהתאמה וקשה להגדרה. ההגדרה של גבול עליון נסבל לרמת ההומוציסטאין, שצריכה להיות בערך 10 מיקרומול / ליטר, נראית הגיונית יותר.
מחלות והפרעות
אם ריכוז ההומוציסטאין עולה על המגבלה הנסבלת, ישנן בעיקר הפרעות מטבוליות נרכשות או נקבעות גנטית במאזן מתיונין.
לעתים קרובות יש רק מחסור בויטמינים B6 (פירידוקסין), B9 (חומצה פולית) ו- B12 (קובאלמין), הנדרשים כקואנזימים או כזרזים בתוך שרשרת ההמרה הביוכימית. ידועים בסך הכל כ -230 - אם כי לעתים רחוקות מתרחשות - מוטציות גנים המובילות להפרעה בחילוף החומרים של מתיונין. העלייה הפתולוגית בהומוציסטאין נקראת הומוציסטינוריה. המוטציה הגנטית השכיחה ביותר הגורמת למחלה נמצאת באתר הגן 21q22.3. המוטציה היא רצסיבית אוטוזומלית וגורמת להיווצרות אנזים פגום הנדרש לתהליך פירוק והמרת ההומוציסטאין.
המוטציות הידועות בעבר הן השמטה (מחיקה) או תוספת (החדרה) של נוקלאובאזים בגדילי ה- DNA המתאימים. תנאי חיים והרגלים לא טובים יכולים לגרום גם לעלייה ברמת ההומוציסטאין. אלה כוללים צריכת אלכוהול מוגזמת, שימוש לרעה בניקוטין, עודף משקל ואורח חיים בישיבה. רמת הומוציסטאין מוגזמת עלולה לפגוע באנדותל, בדופן הפנימית של כלי הדם ו לקדם טרשת עורקים. הוורידים הופכים לא-אלסטיים וגורמים למספר מחלות משניות כמו לחץ דם גבוה. הם גם מכילים את הסיכון להיווצרות פקקים הגורמים למחלות לב ושבץ מוחי.
מחלות נוירולוגיות כמו דיכאון ודמנציה סנילית קשורות גם לעלייה ברמת ההומוציסטאין. תסמיני המחלה שונים מאוד בקרב ילדים הסובלים מהומוציסטינוריה גנטית. קשת התסמינים נעה בין מאפייני מחלה שכמעט לא ניתנים לגילוי ועד להופעת כמעט כל הסימפטומים האפשריים. התסמינים הראשונים מופיעים לרוב רק לאחר גיל שנתיים. לכל היותר ניתן לראות האטה בהתפתחות הפסיכומוטורית במהלך השנתיים הראשונות לחיים. במקרים רבים, הסימפטום הראשון של הומוציסטינוריה גנטית הוא צניחה של עדשת העין.
