Znaczenie homocysteiny dla zdrowia układu sercowo-naczyniowego

Czy podwyższony poziom homocysteiny może być ukrytym sprawcą chorób serca? Od początku XX wieku naukowcy starają się rozwikłać tę zagadkę, łącząc ten siarkowy aminokwas z poważnymi schorzeniami układu krążenia. Co mówi najnowsza wiedza na temat roli homocysteiny i jak możemy chronić swoje naczynia przed jej szkodliwym działaniem?

Ewolucja wiedzy o homocysteinie na przestrzeni lat

Historia badań nad homocysteiną sięga lat 30. XX wieku. W 1932 r. Lewis W. Butz i Vincent du Vigneaud opisali związek będący homologiem cysteiny i cystyny, który nazwano odpowiednio homocysteiną i homocystyną. Kilka lat później Riegel i du Vigneaud uzyskali homocysteinę w postaci zredukowanej i opisali jej właściwości chemiczne. Początkowo była ona przedmiotem badań nad metabolizmem związków siarki, jednak w kolejnych dekadach odkryto jej znaczenie kliniczne. W latach 60. XX wieku opisano związek między bardzo wysokim stężeniem homocysteiny a rzadką chorobą metaboliczną – homocystynurią.

Współczesne zainteresowanie homocysteiną wynika przede wszystkim z obserwacji, że podwyższone stężenie całkowitej homocysteiny w osoczu (tHcy) często współwystępuje z zaburzeniami naczyniowymi, neurologicznymi i metabolicznymi. Należy jednak podkreślić istotną kwestię: homocysteina jest ważnym biomarkerem metabolizmu, ale samo jej podwyższenie nie oznacza automatycznie, że jest bezpośrednią przyczyną konkretnej choroby.

Czym jest homocysteina i skąd się bierze?

Homocysteina jest siarkowym aminokwasem niebiałkowym, który nie występuje naturalnie w pokarmach. Powstaje w organizmie w wyniku przemian metioniny, aminokwasu dostarczanego głównie z białkiem. Metionina pełni funkcję donora grup metylowych, a jej przekształcenie w homocysteinę jest kluczowym etapem w metabolizmie tego związku.

Proces ten rozpoczyna się od konwersji metioniny do S-adenozylometioniny, będącej jednym z najważniejszych donorów grup metylowych w organizmie. Po przekazaniu grupy metylowej S-adenozylometionina przekształca się w S-adenozylhomocysteinę, która następnie ulega przemianie do homocysteiny.

Homocysteina znajduje się więc w centrum tzw. cyklu metioninowego i jest punktem rozgałęzienia dwóch głównych szlaków metabolicznych:

1. remetylacji, w której homocysteina jest ponownie przekształcona w metioninę;
2. transsulfuracji, w której homocysteina jest nieodwracalnie degradowana do cysteiny.

W remetylacji kluczową rolę odgrywa enzym syntaza metioninowa, którego kofaktorem jest kobalamina (witamina B12). Do prawidłowego przebiegu reakcji potrzebny jest również 5-metylotetrahydrofolian (5-MTHF), będący aktywną formą folianu.

Drugi ważny szlak – zwany szlakiem transsulfuracji – obejmuje eliminację homocysteiny i jest wspomagany przez enzymy zależne od witaminy B6. W tym procesie homocysteina może zostać przekształcona w cystationinę dzięki działaniu enzymu β-syntazy cystationinowej, a następnie w cysteinę za pomocą γ-liazy cystationiny.

Dlaczego nadmiar homocysteiny może mieć znaczenie biologiczne?

Podwyższone stężenie homocysteiny, określane jako hiperhomocysteinemia, jest związane z szeregiem zmian biochemicznych.

Jednym z najlepiej opisanych mechanizmów jest zaburzenie funkcji śródbłonka – cienkiej warstwy komórek wyściełającej naczynia krwionośne. Homocysteina może wpływać na biodostępność tlenku azotu (NO), zwiększa produkcję reaktywnych form tlenu oraz zaburza równowagę antyoksydacyjną. Cytotoksyczne właściwości homocysteiny prowadzą do nasilenia degradacji elastyny obecnej w błonie wewnętrznej naczyń, co z kolei przyspiesza procesy włóknienia i wapnienia naczyń. Dysfunkcja śródbłonka powoduje jego aktywację i stany zapalne, inicjując rozwój miażdżycy poprzez rekrutację monocytów, tworzenie blaszki włóknisto-mięśniowej i jej niestabilność, co może prowadzić do zakrzepicy i zwężenia naczyń.

Badania obserwacyjne wskazują na związek pomiędzy podwyższonym stężeniem homocysteiny a ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych, takich jak choroba niedokrwienna serca, zakrzepica żył głębokich, zatorowość płucna oraz udar mózgu.

Wzrost poziomu homocysteiny jest również kojarzony z pogorszeniem funkcji poznawczych u osób starszych oraz różnymi zaburzeniami ośrodkowego układu nerwowego.

Homocysteina a metabolizm

Homocysteina jest integralnym elementem metabolizmu metioniny, a więc jej stężenie może dostarczać informacji o funkcjonowaniu określonych szlaków metabolicznych.

Na poziom homocysteiny wpływają m.in.:

• płeć,
• wiek,
• uwarunkowania genetyczne, w tym warianty genu reduktazy metylenotetrahydrofolianu (MTHFR),
• dieta,
• palenie tytoniu, spożywanie alkoholu oraz duże spożycie kawy,
• aktywność fizyczna,
• niektóre schorzenia, w tym niewydolność nerek i choroby wątroby,
• niektóre leki.

Należy więc traktować homocysteinę jako element większej sieci zależności metabolicznych.

Wpływ witamin z grupy B na poziom homocysteiny

Na prawidłowy metabolizm homocysteiny wpływa przede wszystkim odpowiednia podaż folianów oraz witamin B6 i B12, a także choliny – składników uczestniczących w przemianach jednowęglowych.

Badania randomizowane i ich metaanalizy wskazują, że suplementacja folianami odgrywa istotną rolę w obniżaniu poziomu homocysteiny we krwi., przy czym efekt ten jest większy u osób z wyższym wyjściowym stężeniem homocysteiny i niższym poziomem folianów. Średnia redukcja wyniosła około 25%.

Dodanie witaminy B12 dodatkowo nasilało ten efekt, aż o około 7%, natomiast rola witaminy B6 w bezpośrednim obniżaniu homocysteiny była mniej jednoznaczna. Pomimo iż B6 jest niezbędna w alternatywnym szlaku metabolizmu homocysteiny, w badaniach suplementacja B6 nie zawsze powodowała dalsze obniżenie jej stężenia.

Inne badania również potwierdzają, że odpowiednia suplementacja folianem, szczególnie w połączeniu z witaminami B6 i B12, może skutecznie wspierać prawidłowy poziom homocysteiny.

Cholina również uczestniczy w metabolizmie homocysteiny, ponieważ może być przekształcana do betainy, która dostarcza grup metylowych wykorzystywanych do remetylacji homocysteiny. W niewielkim randomizowanym, 2-tygodniowym badaniu suplementacja choliny w postaci fosfatydylocholiny zmniejszyła stężenie homocysteiny na czczo o 18%.

Oceniając zgromadzone dowody, Panel EFSA uznał, że istnieje związek przyczynowo-skutkowy między spożyciem choliny a wkładem w prawidłowy metabolizm homocysteiny.

Jak wspierać prawidłowy poziom homocysteiny?

Z punktu widzenia profilaktyki żywieniowej najrozsądniejsze jest podejście kompleksowe: dieta dostarczająca odpowiedniej ilości folianów, witaminy B6 i B12, eliminowanie niedoborów, aktywność fizyczna, niepalenie tytoniu oraz kontrolowanie innych czynników ryzyka chorób sercowo-naczyniowych.

Suplementacja może być wartościowym sposobem uzupełnienia diety w sytuacjach zwiększonego zapotrzebowania lub ryzyka niedoboru, ale jej dobór powinien uwzględniać indywidualne potrzeby organizmu.

Bibliografia

1. Musialik K., Hiperhomocysteinemia jako niezależny czynnik rozwoju miażdżycy. Forum Zaburzeń Metabolicznych. 2021; 12(1): 47–52
2. Butz L. W., du Vigneaud V., The formation of a homologue of cystine by the decomposition of methionine with sulfuric acid. Journal of Biological Chemistry. 1932; 99:135–142
3. Riegel B., du Vigneaud V., The isolation of homocysteine and its conversion to a thiolactone. Journal of Biological Chemistry. 1935;112:149–154
4. Mudd S. H., Finkelstein J. D. , Irreverre F., e al., Homocystinuria: an enzymatic defect. Science. 1964; 143(3613): 1443–1445
5. Smith A. D., Refsum H., Homocysteine – from disease biomarker to disease prevention. Journal of Internal Medicine. 2021; 290: 826–854
6. Foese D. S., Fowler B., Baumgartner M. R., Vitamin B12, folate, and the methionine remethylation cycle – biochemistry, pathways, and regulation. Journal of Inherited Metabolic Disease. 2019; 42(4): 673–685
7. Blom H. J., Smulders Y., Overview of homocysteine and folate metabolism. With special references to cardiovascular disease and neural tube defects. Journal of Inherited Metabolic Disease. 2011; 34(1): 75–81
8. Banecka-Majkutewicz Z., Gąsecki D., Jakóbkiewicz-Banecka, et al., Hiperhomocysteinemia – ważny czynnik ryzyka udaru mózgu. Udar mózgu. 2005; 7(2): 61–65
9. Perła-Kaján J., Twardowski T., Jakubowski H., Mechanisms of homocysteine toxicity in humans. Amino Acids. 2007; 32(4): 561-572
10. Wald D. S., Law M., Morris J. K., Homocysteine and cardiovascular disease: evidence on causality from a meta-analysis. British Medical journal. 2002; 325(7374): 1202
11. Setien-Suero E., Suarez-Pinilla M., Suarez-Pinilla P. et al., Homocysteine and cognition: A systematic review of 111 studies. Neuroscience&Biobehavioral. 2016; 69: 280–298
12. Kaye A. D., Jeha G. M., Pham A, D., et al., Folic Acid Supplementation in Patients with Elevated Homocysteine Levels. Advances in Therapy. 2020; 37(10): 4149–4164
13. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to choline and contribution to normal lipid metabolism (ID 3186), maintenance of normal liver function (ID 1501), contribution to normal homocysteine metabolism (ID 3090), maintenance of normal neurological function (ID 1502), contribution to normal cognitive function (ID 1502), and brain and neurological development (ID 1503) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA Journal. 2011;9(4): 2056
14. Olthof M. R., Brink E. J., Katan M. B., et al., Choline supplemented as phosphatidylcholine decreases fasting and postmethionine-loading plasma homocysteine concentrations in healthy men. American Journal of Clinical Nutrition. 2005; 82(1): 111–117

Celem wpisów na blogu jest przedstawienie informacji, poglądów, opinii opartych na wynikach prac badawczych i literaturze ogólnodostępnej. Substancji opisywanych na blogu nie należy traktować jako lekarstw lub produktów farmaceutycznych stosowanych w procesie leczenia chorób. Głównym celem wpisów jest propagowanie zdrowego trybu życia i zbilansowanej diety.

Wszelkie informacje zawarte na blogu objęte są prawami autorskimi majątkowymi. Prawa autorskie przysługują Pharmovit Dystrybucja Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością z siedzibą w Płocku przy ulicy Kostrogaj 9D. Wszelkie kopiowanie całości bądź części informacji zawartych na blogu bez uprzedniej pisemnej zgody Pharmovit Dystrybucja Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością jest zabronione.