Homocystein – málo známá látka, která může škodit při vysokoproteinové dietě, díl 1.

Homocystein je neesenciální aminokyselina, která je zároveň ne-proteinogenní. To znamená, že není vázaná v bílkovinách a nepodílí se na proteosyntéze. Homocystein vzniká jako vedlejší produkt při metabolizování aminokyseliny methionin. Ta se do těla dostává přirozenou cestou – stravou, je obsažená například v mase, oříšcích, fazolích nebo sóji. Jde o jediný způsob, jakým homocystein v lidském těle vzniká.

Přeměna methioninu na homocystein zahrnuje 3 kroky se 3 rozdílnými enzymy. Jsou pak dvě hlavní enzymatické cesty, kterými se homocystein dále rozkládá - remetylace na methionin nebo transsulfurace na cystein. Folát, vitamíny B6, B12 a riboflavin jsou esenciální komponenty těchto dvou procesů. Nahromadění homocysteinu v těle signalizuje, že někde v tomto procesu dochází k selhání.

Proces metabolizace homocysteinu

(The Methionine-Homocysteine Cycle - RupaHealth, 2023)

Normální hladiny homocysteinu se pohybují od 5 do 15 μmol/l, zatímco mírně zvýšená hladina je 15 až 30 μmol/l, střední od 30 do 100 μmol/l a hodnota > 100 μmol/l je klasifikována jako těžká hyperhomocysteinémie.

Co může způsobit zvýšenou hladinu homocysteinu?

• Nadměrný příjem bílkovin typický pro fitness populaci a kulturisty při vysokoproteinové dietě
• Ketodieta
• Nestřídmý životní styl
• Genetický defekt
• Nedostatečná funkce ledvin

Genetický defekt způsobující neúčinnost enzymů při zpracování methioninu nebo nedostatek folátu, B6, B12 a riboflavinu ve stravě mohou vést ke zvýšení koncentrace homocysteinu v plazmě, známé také jako hyperhomocysteinémie. Bylo prokázáno, že je spojen s různými patologiemi u dospělé i dětské populace. Nadměrná hladina homocysteinu může být spoje s:

• Nemocemi srdce a cév
• Parkinsonem
• Alzheimerem
• Zhoršením kognitivních funkcí

Genetické predispozice

Mezi příčiny hyperhomocysteinémie patří genetické predispozice a enzymové deficity v 5, 10-methylentetrahydrofolát reduktáze (MTHFR), methionin syntáze (MS) a cystathionin β-syntáze. Hyperhomocysteinémie může být také způsobena nedostatkem folátu, vitaminu B12 a vitaminu B6, které všechny ovlivňují metabolismus methioninu. Kromě toho je potenciálně způsobena stravou bohatou na potraviny obsahující methionin a poruchou funkce ledvin nebo onemocněním ledvin.

Existují dvě mutace genu MTHFR – C667T a A1298C. Problém je hlavně u heterozygotní mutace C667T a homozygotní mutace C667T, kde je funkce enzymu snížena zhruba na 10 %. V ČR má homozygotní formu mutace genu cca 12% obyvatel a heterozygotní 40 % obyvatel (!), v Evropě je to nejméně 40 %.

Závěrem

Zvýšená hladina homocysteinu může být způsobená nadměrným příjmem vysokoproteinové stravy a nebo také genetickou predispozicí. V příštím díle se podrobně podíváme na přírodní složky, které mohou homocystein přirozeně odbourat.

Autor článku: Tomáš Kouřil

Zdroje:

• 1. Hermann, A., Sitdikova, G. Homocysteine: Biochemistry, Molecular Biology and Role in disease, Biomolecules, 11(5), 737. https://doi.org/10.3390/biom11050737
• 2. Aleman, G., Tovar, A., Torres, N. 2001. Homocysteine metabolism and risk of cardiovascular diseases: importance of the nutritional status on folic acid, vitamins B6 and B12, Rev invest clin, 53(2), pp141-51.
• 3. Miller, A. 2003. The methionine-homocysteine cycle and its effects on cognitive diseases, Alternative medicine review: a journal of clinical therapeutics, 8(1), pp7-19.
• 4. Mutairi, F. 2020. Hyperhomocysteinemia: Clinical Insights, Journal of central nervous system disease, 12. doi:10.1177/1179573520962230
• 5. Thomas, B., Beal, F. 2007. Parkinsons Disease, Human Molecular Genetics, 16(R2), ppR183. https://doi.org/10.1093/hmg/ddm159
• 6. Sampedro et al. 2022. Increased homocysteine levels correlate with cortical structural damage in Parkinson’s disease, Journal of the Neurological sciences, 434. https://doi.org/10.1016/j.jns.2022.120148
• 7. Chadwick, W., Auinger, P., Joslin, A., Yelpaala, Y., Green, R. 2018. Vitamin b12 and Homocysteine levels predict different outcomes in early parkinson’s disease, Journal of international Parkinson and movement disorder society, 33(5), pp762.
• 8. Jager, C. 2014. Critical levels of brain atrophy associated with homocysteine and cognitive decline, Neurobiology of Aging, 35 (2), pps35-s39. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2014.03.040
• 9. O’Brein, J., Thomas, A. 2015. Vascular Dementia, The Lancet, 286(10004), pp1698.
• 10. Wang, Q., Zhao, J., Chang, H., Liu, X., Zhu, R. 2021. Homocysteine and Folic Acid: risk factors for alzheimers disease- an updated meta-analysis, Alzheimer’s Disease and Related Dementias, 13, https://doi.org/10.3389/fnagi.2021.665114
• 11. Al-kuraishy, H., Al-Gareeb, A., Elewa, Y., Zahran, M., Alexiou, A., Papadakis, M., Batiha, G. 2023. Parkinson’s disease risk and hyperhomocysteinemia: The possible link, Cellular and Molecular Neurobiology, 43, pp2759. https://doi.org/10.1007/s10571-023-01350-8
• 12. Bajic, Z., Sobot, T., Skrbic, R., Stojiljkovic, M., Ponorac, N., matavulj, A., Djuric, D. 2022. Homocysteine, Vitamins B6 and Folic acid in experimental models of myocardial infarction and heart failure- how strong is the link? Biomolecules, 12(4) pp536. https://doi.org/10.3390/biom12040536
• 13. Kataria, N., Yadav, P., Kumar, N., Singh, M., Kant, R., Kalyani, V. 2021. Effect of vitamin B6, B9 and B12 supplementation on homocysteine level and cardiovascular outcomes in stroke patients: a meta-analysis of randomized controlled trials, Cureus, 13(5). doi: 10.7759/cureus.14958
• 14. Wang, C., Chen, Z., Zhang, T., Liu, J., Chen, S., Liu, S., Han, L., Hui, Z., Chen, Y. 2014. Elevated plasma homocysteine level is associated with ischemic stroke in Chinese hypertensive patients, European Journal of Internal Medicine, 25(6), pp538. https://doi.org/10.1016/j.ejim.2014.04.011
• 15. Arumugam, M., Paal, M., Jr, Terrence., Ganesan, M., Osna, N., Kharbanda, K. 2021. Beneficial effects of betaine: A comprehensive review, Biology (Basel), 10(6), 456. doi: 10.3390/biology10060456
• 16. Lu, X., Wang, Y., Mo, Q., Huang, B., Wang, Y., Huang, Z., Luo, Y., Maierhaba, W., He, T., Li , S., Huang, R., Yang, M., Liu, X., Liu, Z., Chen, S., Fang, A., Zhang, X., Zhu, H. 2023. Effects of low-dose B vitamins plus betaine supplementation on lowering homocysteine concentrations among Chinese adults with hyperhomocysteinemia: a randomized, double-blind, controlled preliminary clinical trial, European journal of nutrition, 62(4), pp1599-1610.
• 17. Flicker, L., Vasikaran, S., Thomas, J., Acres, J., Norman, P., Jamrozik, K., Hankey, G., Almeida, O. 2005. Efficacy of B vitamins in lowering homocysteine in older men, Stroke, 37(2), pp547-549. https://doi.org/10.1161/01.STR.0000198815.07315.68
• 18. Smith, D., Refsum, H., Bottiglieri, T., Fenech, M., Hooshmand, B., McCadden, A., Miller, J., Rosenberg. I., Obeid, R. 2018. Homocysteine and Dementia: An international consensus statement, Journal of Alzheimer’s Disease, 62(2), pp561.
• 19. Brouwer, I., van Dusseldorp, M., Thomas, C., Duran, M., Hautvast, J., Eskes, t., Steegers-Theunissen, R. 1999. Low-dose folic acid supplementation decreases plasma homocysteine concentrations: a randomized trial, The American journal of clinical nutrition, 69(1), pp99. https://doi.org/10.1093/ajcn/69.1.99
• 20. Prasad, A. 2014. Zinc: An antioxidant and anti-inflammatory agent: Role of zinc in degenerative disorders of aging, Journal of trace elements in medicine and biology, 28(4), pp364. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2014.07.019
• 21. Heidarian, E., Amini, M., Parham, M., Aminorroaya, A. 2009. Effect of zinc supplementation on serum homocysteine in type 2 diabetic patients with microalbuminuria, Rev Diabet Stud, 6(1), pp64-70. doi: 10.1900/RDS.2009.6.64