Роль метилирования ДНК и состояния фолатного обмена в развитии патологических процессов в организме человека Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 616-057.7:577.213/.217

роль метилирования днк и состояния фолатного обмена в развитии

патологических процессов в организме человека

Т.А. Шуматова, Н.Г. Приходченко, Л.А. Оденбах, И.В. Ефремова

Тихоокеанский государственный медицинский университет (690950, г. Владивосток, пр-т Острякова, 2) Ключевые слова: эпигенетика, онтогенез, фолатный цикл, гомоцистеин.

Обзор литературы, посвященный роли метилирования ДНК в физиологии и патологии человека. Рассмотрены влияние эпи-генотипа на генотип, факторы, активирующие и подавляющие процессы метилирования ДНК и деацетилирование гистонов, роль состояния фолатного обмена в развитии патологических процессов.

Особое внимание уделено роли генов, кодирующих ферменты фолатного цикла, поскольку дефицит метильных групп напрямую связан с их полиморфизмами. Показано, что полиморфные варианты генов MTHFR, MTRR и MTR, обусловливая различную функциональную значимость белковых продуктов, влияют на широкий спектр биохимических реакций в ходе фолатного цикла и, по мнению ряда авторов, могут рассматриваться как фактор риска развития целого ряда заболеваний.

Развитие значимых с клинической и социальной точек зрения форм сердечно-сосудистых, аллергических, гастроинтестинальных и онкологических заболеваний определяется сложным взаимодействием факторов внешней среды с генетически обусловленными особенностями метаболизма конкретного индивидуума. В настоящее время традиционное представление о том, что восприимчивость к заболеваниям детерминируется лишь взаимодействием между генами и окружающей средой, дополняется и расширяется новыми данными о ключевой роли эпигенетического репрограммиро-вания [1, 7, 10, 12, 19].

Под эпигенетикой обычно понимают наследуемые изменения в генной экспрессии, не связанные с изменениями последовательности ДНК как в митозе, так и между поколениями [26]. Первые знания и опыт в области эпигенетики показали, что генетическая основа в реализации распространенных (мультифакториаль-ных) заболеваний имеет очень большое значение. Не менее важную роль играет и эпигенетический статус, предоставленный человеческим организмом также за счет приобретенного влияния факторов внешней среды. И только во взаимодействии всех данных факторов обеспечивается здоровье генома [10, 21]. Этим и объясняются индивидуальные колебания и возникновение уникальности клеток, тканей и органов, несмотря на идентичность генетической информации. Главными эпигенетическими медиаторами принято считать модификации гистонов, метилирование ДНК и некодирующие РНК [3, 5, 34].

Известно, что человеческий геном содержит 23 000 генов, которые должны быть экспрессированы в клетках разных специфичностей точно в определенное время. Последнее во многом зависит от структуры хроматина,

Приходченко Нелли Григорьевна — канд. мед. наук, доцент кафедры педиатрии ФПК и ППС, иммунологии и аллергологии ТГМУ; e-mail: [email protected]

организованного из нуклеосом ДНК и гистонов: если хроматин конденсирован, то гены находятся в инак-тивированном состоянии, если хроматин открыт (де-кондесирован) и активен, то это определяет активацию экспрессии генов. В свою очередь динамика состояния хроматина определяется (контролируется) такими обратимыми процессами, как метилирование ДНК и модификация гистонов. Считается, что изменение активности этих процессов обусловливает дерегулирование экспрессии генов и является индуктором развития большинства патологических процессов [23, 29, 38].

Исследование последних лет свидетельствуют о важности процессов метилирования в этиологии и патогенезе многих заболеваний, что открывает новые возможности их лечения [1, 4, 36]. В общебиологическом плане феномен метилирования является элементом системы распознавания, выполняя защитную функцию, направленную на предохранение организма от чужеродной ДНК и избытка эндогенных повторяющихся последовательностей. Показано, что генетической инактивации путем метилирования подвержены ДНК из внешней среды вирусного происхождения или введенные в клетку с помощью трансфекции. Получены данные о том, что интеграция ДНК аденовирусов и гепатита B в геном клетки сопровождается их постепенным метилированием [33]. В нормальных клетках ДНК метилирование в основном имеет место в повторяющихся геномных областях, включая сател-литные ДНК и паразитирующие элементы, такие как длинные (LINES) и короткие (SINES) разбросанные транспозиции, а также эндогенные ретровирусы [2, 31]. В глобальном плане метилирование ДНК регулирует фундаментальные биологические феномены: экспрессию генов, геномный импритинг и инактивацию Х-хромосомы [8, 37].

Описаны возрастные характеристики процесса метилирования ДНК [4, 14]. После оплодотворения яйцеклетки происходит тотальное деметилирование генома, устраняющее профиль, сформированный в исходных половых клетках. В дальнейшем тотальное деметилирование является одним из основных признаков эмбриональных стволовых клеток, являющихся составной частью внутренней массы бластоцисты, обусловливая тотипотентность последних возможной работой генов, ответственных за потенциальную диф-ференцировку стволовых элементов. После имплантации бластоцисты в клетках запускается процесс метилирования de novo, профиль которого в целом сохраняется в соматических клетках взрослого индивидуума.

В зрелом организме определенный уровень метиляции ДНК в клетках базируется на определенном уровне баланса процессов метиляции и деметиляции. Тотальное гипометилирование генома, по-видимому, является характерной чертой процесса старения организма, как это было показано на примере стареющих в культуре фибробластов человека. Установлено, что в стареющих нормальных клетках, как и в опухолевых, имеются гиперметилированые СрО-островки в промоторных участках некоторых генов [16].

Наступление старения и истощение пролиферативного потенциала мезен-химальных стволовых клеток человека в процессе культивирования связывают с возрастанием метилирования гена р161ЫК4Л [13, 30].

В целом феномен тотального гипометилирования ДНК с явлениями гиперметилирования отдельных генов в процессе старения организма, обусловливая возможность хромосомной нестабильности и ре-аранжировки, уже сам по себе становится причиной повышения риска развития в процессе старения таких патологий, как иммунокомпрометированные и нейродегенеративные заболевания, атеросклероз и, естественно, рак.

В этом отношении представляют интерес данные о разной роли ДНК-метилтрансфераз в клетках, находящихся на разной стадии дифференцировки [28]. Если отсутствие ДНК-метилтрансфераз 3а и 3Ь в эмбриональных стволовых клетках не влияет на их способность реплицироваться, но ингибирует их дифференцировоч-ную активность, то в стволовых гемопоэтических клетках, наоборот, страдает пролиферативная активность, но сохраняется способность к дифференцировке [9, 31].

Следует предположить, что на разных стадиях дифференцировки клеток в зрелом организме и в тех же клетках старого организма чувствительность одних и тех же генов (их СрО-островков) к эффекту метилтрансферазы изменяется, что, по-видимому, вносит весомый вклад в изменение функциональной активности клеточных элементов с возрастом. Изменение чувствительности к метилированию характерно и для клеток разных опухолей, когда в условиях гиперметилирования на определенной стадии развития опухоли часть генов одинаково метилируется во многих опухолях (например, гены опухолевой супрессии), а по другим генам имеется некая специализация чувствительности к метилированию СрО-островков в зависимости от вида опухоли [2, 20]. Более того, условия гипометиляции ДНК могут стать индуктором не только опухолевой трансформации, но и клеточной трансдифференцировки. Было показано, что на фоне блокады метилирования ДНК олигодезоксинук-леотидным комплексом с 2Н-пиримидином происходила морфологическая трансформация миобластов линии С2С12 в гладкомышечные клетки с ингибированием митотической активности [22]. Можно предположить, что трансформация (трансдифференцировка) клетки на фоне тотального гипометилирования ДНК является одним из существенных этапов (фаз, путей, направлений) регенераторных процессов, происходящих в организме

в процессе онтогенеза в норме и при действии каких-либо повреждающих факторов. В первую очередь на роль клеток, способных к регенераторной трансформации, будут претендовать стволовые кроветворные клетки, мезенхимальные стволовые клетки, пластичность которых доказана в многочисленных экспериментах in vivo и in vitro.

По-видимому, источником метильных групп для ДНК-метилтрансферазы являются молекулы S-адено-зилтионина, производство которых осуществляется через фолатный и метиониновый пути с использованием метионина, холина, фолиевой кислоты и витамина В12 из перерабатываемой пищи [15, 18, 35].

Имеются данные, свидетельствующие об участии в процессах нарушения метилирования ДНК гомо-цистеина — аминокислоты, содержащей серу и происходящей из метионина. Как участник метионинового цикла, гомоцистеин может быть реметилирован назад в метионин. В этом цикле метионин используется для синтеза S-аденозилметионина (SAM), который превращается в гомоцистеин и S-аденозилгомоцистеин (SAH), потенциальный ингибитор процесса метилирования. Именно SAM является одним из ведущих доноров метильных групп для метилирования ДНК, а SAH — конкурентным ингибитором SAM-зависимой метилтрансферазы [25].

Метионин — незаменимая аминокислота, которая играет исключительно важную роль во внутриклеточном метаболизме. Он необходим для инициации трансляции и синтеза белковых молекул, а также является единственным субстратом для синтеза S-аде-нозилметионина (AdoMet), универсального донора метильных групп и предшественника в синтезе полиаминов. AdoMet-зависимое метилирование лежит в основе регуляции важнейших внутриклеточных процессов, включая экспрессию генов, активность ферментов и т.п. [4, 17]. Воспроизводство метионина из гомоцистеина в метионинсинтазной реакции сопряжено с превращением 5-метилтетрагидрофолата (циркулирующей формы фолиевой кислоты) в тетра-гидрофолат, необходимый для синтеза ДНК. В ряде клеток и тканей (в том числе в печени) метионин может использоваться для синтеза цистеина, который, в свою очередь, является субстратом для синтеза основного внутриклеточного антиоксиданта — глютатиона. Таким образом, метаболизм метионина тесно связан с окислительно-восстановительным метаболизмом. Независимое функционирование метаболических систем, связанных с обменом метионина, требует эффективной и жесткой регуляции. Неудивительно, что нарушения в метаболизме метионина связаны с целым рядом серьезных патологий, таких как дефекты развития нервной трубки, онкологические, сердечно-сосудистые и нейродегенеративные заболевания [15, 17, 24, 25, 32, 34, 36]. Многие нарушения в метаболизме метионина приводят к росту концентрации гомоцистеина (промежуточного продукта метаболизма метионина) в плазме крови. Показано, что повышение концентрации

гомоцистеина в плазме крови является независимым и достоверным фактором риска осложнений беременности, патологий развития плода, в частности синдрома Дауна и дефектов развития нервной трубки, смертности при сердечно-сосудистых заболеваниях, нейродегенеративных заболеваний, в первую очередь болезней Альцгеймера и Паркинсона [6, 17, 18, 25, 27, 32]. Однако механизмы, обеспечивающие связь высокого уровня гомоцистеина с перечисленными патологиями, остаются невыясненными.

Важным источником информации для анализа патологий, связанных с нарушениями в метаболизме метионина, являются дефициты ферментов метаболизма метионина у человека [5, 38]. Правильная интерпретация последствий дефицита ферментов метаболизма метионина также требует понимания нормальной регуляции этого метаболизма. Большинство раковых клеток демонстрирует метиониновую зависимость, гибель или снижение скорости деления при замене метионина его непосредственным предшественником, гомоцистеином [6, 11]. Причина такой ауксотрофии не вполне ясна. Разработано несколько терапевтических стратегий, использующих явление метиониновой зависимости для избирательного подавления роста опухолевых клеток [27]. Исследование регуляции метаболизма метионина в нативных и раковых клетках может привести к повышению эффективности существующих методик, а также к разработке новых стратегий в противоопухолевой терапии, использующих различия в метаболизме мети-онина между нормальными и опухолевыми клетками. Актуальность исследования регуляции метаболизма метионина также связана с результатами программы обязательного обогащения (фортификации) продуктов питания фолиевой кислотой, запущенной в 1998 году в США (U.S. Food and Drug Administration, 1996). По данным рандомизированных исследований, проведенных в начале 90-х годов прошлого века в Европе [4], увеличение потребления фолиевой кислоты женщинами в период зачатия значительно снижает вероятность дефекта нервной трубки у ребенка. Значительное снижение частоты рождения детей с дефектами нервной трубки, зарегистрированное после начала действия программы фортификации в США [11], является первым примером эффективной профилактики врожденного заболевания. Однако все большее количество исследований показывает, что повышение потребления фолиевой кислоты могло спровоцировать рост абсолютного числа случаев рака толстой кишки, совпавший с началом действия программы [36]. Несмотря на многочисленные исследования, последствия фортификации и целесообразность обязательного обогащения продуктов питания всего населения фолиевой кислотой до сих пор остаются предметом дискуссии. Таким образом, изучение метаболизма метионина имеет большое значение для понимания нормальной регуляции внутриклеточного метаболизма, для понимания молекулярных

механизмов развития многих патологий, а также для решения целого ряда медицинских проблем.

Ключевая роль в регуляции уровня метионина в крови принадлежит печени [15]. Метаболизм метионина в этом органе характеризуется уникальным тка-неспецифическим ферментным профилем. В клетках печени одновременно экспрессируются две изоформы метионинаденозилтрансферазы (МАТ), МАТ1 и МАТ3, в то время как в других органах и тканях экспрессиру-ется МАТ2. Зависимость скорости реакции МАТ3 от концентрации продукта (AdoMet) противоположна той, которую демонстрируют МАТ1 и МАТ2, AdoMet ингибирует МАТ1, МАТ2 и активирует МАТ3. Для печени также характерно исключительно высокое содержание глицин-М-метилтрансферазы (фермента, который катализирует бесполезную, на первый взгляд, реакцию), бетаин-гомоцистеин-Б-метилтрансферазы и цистатионин-в-синтазы. Таким образом, интересной особенностью обмена метионина в печени является существование параллельных путей превращения метаболитов на нескольких участках метаболического пути. Физиологическая роль такого дублирования до сих пор оставалась неясной. Согласно данным Т.К. Ко-рендясевой (2011), метаболизм метионина в клетках печени функционирует в двух режимах. При его низких концентрациях работают в основном ферменты, которые обеспечивают воспроизводство и сохранение метионина в клетке. При концентрациях метионина выше физиологической уровень метаболитов и скорость метаболических процессов резко меняются, и клетка переключается на превращение избытка мети-онина в цистеин и глютатион. Было предположено, что такая регуляция обеспечивает гомеостаз метионина -поддержание его концентрации в крови на примерно постоянном уровне.

Следует подчеркнуть особую роль генов, кодирующих ферменты фолатного цикла, поскольку дефицит метильных групп напрямую связан с полиморфизмами в данных генах. Полиморфные варианты генов MTHFR, MTRR и MTR, обусловливая различную функциональную значимость белковых продуктов, влияют на широкий спектр биохимических реакций в ходе фолатного цикла и, по мнению ряда авторов, могут рассматриваться как фактор риска развития целого ряда заболеваний [6, 27].

Существует ряд аллельных вариантов гена MTHFR, вызывающих тяжелую недостаточность фермента, но большинство из них являются редкими. Наиболее изучен полиморфизм C677T: точковая замена (мис-сенс-мутация) цитозина (C) на тимин (T) в позиции 677, приводящая к замене аминокислотного остатка аланина на валин (Ala222Val) в сайте связывания фо-лата [6, 15]. У лиц, гетерозиготных по данной мутации, отмечается термолабильность фермента и снижение его активности примерно до 35 %, у гомозигот — до 70 %. Наличие этой мутации может сопровождаться повышением уровня гомоцистеина в крови. Другим полиморфизмом гена MTHFR является точковая

замена аденина (A) на цитозин (C) в позиции 1298, приводящая к замене аминокислотного остатка глу-тамина на аланин (Glu429Ala) в регуляторном домене фермента [25]. Аллель А1298С незначительно снижает активность фермента. В отличие от полиморфизма C677T, гетерозиготность и гомозиготность по мутации А1298С не сопровождается повышением концентрации общего гомоцистеина и снижением уровня фолата в плазме. Однако компаунд-гетерозиготность по двум аллелям — 677T и 1298C — сопровождается снижением активности фермента на 40-50 %, повышением концентрации гомоцистеина в плазме и снижением уровня фолата, как это бывает при гомозиготном носительстве аллели 677T.

В гене метионинсинтазы, катализирующем ре-метилирование гомоцистеина в метионин, описан полиморфизм в позиции A2756G в сайте связывания фермента MTR, приводящий к замене аспарагиновой кислоты на глицин [15, 35]. Большинство исследований свидетельствуют о сниженном уровне гомоцис-теина в плазме, чаще при гомозиготном носительстве полиморфизма A2756G, чем при гетерозиготном [23, 28, 30]. Полиморфизмом гена MTRR является A66G -точковая замена аденина (A) на гуанин (G) в позиции 66, приводящая к замене аминокислотного остатка изолейцин на метионин (Ile22Met). Данный полиморфизм в 4 раза снижает активность фермента MTRR [6]. Таким образом, на эпигенетическом статусе гена могут отразиться изменения локусов, которые тем или иным способом вовлечены в регуляцию структуры хроматина, т.е. полиморфные варианты гена 5,10-MTHFR могут оказывать влияние на характер метилирования ДНК, изменяя уровень SAM. Было показано, что наличие гомозиготной замены 677Т в гене MTHFR у женщины увеличивает риск рождения ребенка с синдромом Энгельмана и эпимутацией в центрах импринтинга [19].

Таким образом, метилирование ДНК в геноме является специфической формой клеточной памяти (эпигенетическая память), которая играет ключевую роль в развитии благодаря специфическому кодированию генной экспрессии в разных клетках. Несмотря на единый геном клетки организма имеют разные эпигеномы, что обеспечивает дифференциальную экспрессию, разные клеточные фенотипы и функции. Также установлено, что метилирование цитозиновых оснований ДНК предопределяет взаимодействие между ДНК и белками, входящими в состав хроматина, и такое взаимодействие через механизм компактизации-декомпактизации хроматина регулирует экспрессию генов. Генетические и эпигенетические механизмы регуляции генной активности тесно взаимосвязаны. Нуклеотидная последовательность гена определяет локализацию потенциальных сайтов метилирования (CpG-островков) и кодирует ферменты, вовлеченные в процесс генной регуляции. В то же время сама экспрессия генов, записанных в генетическом коде, регулируется процессом метилирования.

По настоящее время остается неясной природа тотального деметилирования ДНК и, что еще важнее, природа возвратного метилирования определенных генов при разных опухолях, ряде аутоиммунных и аллергических заболеваний и, более того, у разных индивидов. Пожалуй, четко показано только одно: имеются гены резистентные и гены, склонные к отклоняющемуся от нормы метилированию. Причем наличие этих генов обозначено как в нормальных клетках, так и в клетках с повышенной активностью ДНК-метилтрансферазы 1. В последнем случае даже несмотря на увеличенную экспрессию данного фермента, на возросшее число метилированных генов, большая часть генов оставалась резистентной к метилированию. Это может свидетельствовать о наличии у большинства генов защитных механизмов против аберрантной метиляции. Предполагается, что СрО-островки различаются между собой по их внутренней чувствительности к ненормальному метилированию, возможно, основанному на содержании последовательности [16].

И все же, несмотря на недостаточность четких данных по отдельным патологиям, входящим в группу основных заболеваний современного человека (рак, атеросклероз, аутоиммунные и аллергические заболевания), несмотря на ясно обозначенные различия в иммунопатогенезе данных заболеваний и в их этиологии, имеются основания говорить о базисной тождественности их патогенеза. Последняя заключается в нестабильности генома различных клеток при данных патологиях, индуцированных такими механизмами, как метилирование ДНК и деацетилирование гистонов, обусловливающих эпигенетическое «замолкание» генов; тотальное демети-лирование ДНК и ацетилирование гистонов. В первом случае хроматин конформационно характеризуется как релаксированный эухроматин, во втором — как компактный гетерохроматин. По всей вероятности, тотальное гипометилирование ДНК может быть условием для усиленного влияния генотипа, выражающееся в потенциальном повышении интенсивности мутационного процесса. Здесь будет проявляться влияние эпигенотипа на генотип. Литература

1. Ванюшин Б.Ф. Метилирование ДНК и эпигенетика // Генетика. 2006. Т. 42, № 9. С. 1186-1199.

2. Голышев С.А., Вихрева П.Н., Шеваль Е.В. и др. Роль метилирования ДНК и посттрансляционных модификаций гистонов в организации и поддержании структуры гетерохроматиновых доменов (хромоцентров) // Цитология. 2008. Т. 50, № 11. С. 972-982.

3. Гречанина Е.Я., Маталон Р., Гречанина Ю.Б. и др. Наследственные нарушения обмена серосодержащих аминокислот // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2009. № 54. С. 53-61.

4. Козлов В.А. Метилирование ДНК клетки и патология организма // Медицинская иммунология. 2008. Т. 10, № 4-5. С. 307-318.

5. Лебедев И.Н., Саженова Е.А. Эпимутации импринтирован-ных генов в геноме человека: классификация, причины воз-

никновения, связь с наследственной патологией // Генетика. 2008. Т. 44, № 10. С. 1356-1373.

6. Фетисова И.Н., Добролюбов А.С., Липин М.А. и др. Полиморфизм генов фолатного обмена и болезни человека // Вестник новых медицинских технологий. 2007. Т. Х, № 1. С. 23-28.

7. Юров И.Ю., Ворсанова С.Г., Воинова-Улас В.Ю. и др. Эпигенетические исследования синдрома Ретта как адекватной модели аутистических расстройств // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2005. Т. 105, № 7. С. 4-11.

8. Юров И.Ю., Виллард Л., Ворсанова С.Г. и др. Особенности инактивации хромосомы Х у женщин старше 70 лет // Цитология и генетика. 2004. Т. 4. С. 49-54.

9. Balada E., Ordi-Ros J., Serrano-Acedo S. et al. Transcript overexpression of the MBD2 and MBD4 genes in CD4+ T cells from systemic lupus erythematosus patients // J. Leukoc. Biol. 2007. Vol. 81, No. 6. P. 1609-1619.

10. Bird A. DNA methylation patterns and epigenetic memory // Genes Dev. 2002. Vol. 16. P. 6-21.

11. Blom H.J., Shaw G.M., Finnell R.H. Neural tube defects and folate: case far from closed // Nat. Rev. Neurosci. 2006. Vol. 7. P. 724-731.

12. Bruce K.D., Cagampang F.R. Epigenetic priming of the metabolic syndrome // Toxicol. Mech. Methods. 2011. Vol. 21, No. 4. P. 353-361.

13. Castel S.E., Martienssen R.A. RNA interference in the nucleus: roles for small RNAs in transcription, epigenetics and beyond // Nat. Rev. Genet. 2013. Vol. 14, No. 2. P. 100-112.

14. Craig J.M. Heterochromatin — many flavours, common themes // Bioessays. 2004. Vol. 27. P. 17-28.

15. Crider K.S., Yang T.P., Berry R.J., Bailey L.B. Folate and DNA methylation: a review of molecular mechanisms and the evidence for folate’s role // Adv. Nutr. 2012 . Vol. 3, No. 1. P. 21-38.

16. Feltus F.A., Lee E.K., Costello J.F. et al. Predicting aberrant CpG island methylation // PNAS. 2003. Vol. 100, No. 21. P. 12253-12258.

17. Grechanina E., Matalon R.K., Holmse B.B. Genetic Polymorphisms of Methylenetetrahydrofolate Reductase (MTHFR), Methionine Synthase Reductase (MTRR), and Reduced Folate Carrier-1 (RFC-1) in a High Neural Tube Defect Risk Population // J. Inherit. Metab. Dis. 2007. Vol. 30, No. 1. P. 30.

18. Herrmann W., Lorenzl S., Obeid R. Review of the role of hy-perhomocysteinemia and B-vitamin deficiency in neurological and psychiatric disorders—current evidence and preliminary recommendations // Fortschr Neurol Psychiatr. 2007. Vol. 75, No. 9. P. 515-527.

19. Hogg K., Price E.M., Hanna C.W., Robinson W.P. Prenatal and perinatal environmental influences on the human fetal and pla-cental epigenome // Clin. Pharmacol. Ther. 2012. Vol. 92, No. 6. P. 716-726.

20. Kankirawatana P., Leonard H., Ellaway C. et al. Early progressive encephalopathy in boys and MECP2 mutations // Neurology. 2006. Vol. 67, No. 1. P. 164-166.

21. Kellermayer R. Epigenetics and the developmental origins of inflammatory bowel disease // Canadian J. Gastroenterol. 2012. Vol. 26, No. 12. P. 909-915.

22. Lee W.J., Kim H.J. Inhibition of DNA methylation is involved in transdifferentiation of myoblasts into smooth muscle cells // Mol. Cells. 2007. Vol. 24, No. 3. P. 441-444

23. Miltenberger-Miltenyi G., Laccone F. Mutations and polymorphisms in the human methyl CpG-binding protein MECP2 // Hum. Mutat. 2003. Vol. 22, No. 2. P. 107-115.

24. Moog U., Smeets E.E., van Roozendaal K.E. et al. Neurodevel-opmental disorders in males related to the gene causing Rett syndrome in females (MECP2) // Europ. J. Paediat. Neurol. 2003. Vol. 7. P. 5-12.

25. Müller T., Jugel C., Muhlack S. et al. Methyl group-donating vitamins elevate 3-o-methyldopa in patients with Parkinson disease // Clin Neuropharmacol. 2013. Vol. 36, No. 2. P. 52-54.

26. Rodenhiser D., Mann M. Epigenetics and human disease: translating basic biology into clinical application // CMAJ. 2006. Vol. 174, No. 3. P. 341-348.

27. Sabbagh A.S., Mahfoud Z. High Prevalence of MTHFR Gene A1298C Polymorphism in Lebanon // Genetic Testing. 2008. Vol. 12, No. 1. P. 75-80.

28. Scarano M.I., Strazzullo M., Matarazzo R. DNA methylation 40 years later: its role in human health and disease // J. Cell. Physiol. 2005. Vol. 204, No. 1. P. 21-35.

29. Sharp L., Little J. Polymorphisms in genes involved in folate metabolism and colorectal neoplasia: A HuGE Review // Am. J. Epidemiol. 2004. Vol. 159. Р. 423-443.

30. Shibata K.R., Aoyama T., Shima Y. et al. Expression of the p161N-K4A gene is associated closely with senescence of human mesenchymal stem cells and is potentially silenced by DNA methylation during in vitro expansion // Stem. Cells. 2007. Vol. 25, No. 9. P. 2371-2382.

31. Tadokoro Y., Ema H., Okano M. et al. De novo DNA methyl-transferase is essential for self-reneval, but not for differentiation, in hematopoietic stem cells // J. Exp. Med. 2007. Vol. 204, No. 4. P. 715-722.

32. Topcu M., Akyerli C., Sayi A. et al. Somatic mosaicism for a MECP2 mutation associated with classic Rett syndrome in a boy // Europ. J. Hum. Genet. 2002. Vol. 10. P. 77-81.

33. Vivekanandan P., Thomas D., Torbenson M. Hepatitis B viral DNA is methylated in liver tissues // J. Viral. Hepat. 2008. Vol. 15, No. 2. P. 103-107.

34. Vliet J., Oates N.A., Whitelaw. Epigenetic mechanisms in context in the complex diseases // Cell. Mol. Life Sci. 2007. Vol. 64. P. 1531-1538.

35. Vogel S., Meyer K., Fredriksen A. et al. Serum folate and vitamin B12 concentrations in relation to prostate cancer risk — a Norwegian population-based nested case-control study of 3000 cases and 3000 controls within the JANUS cohort // Int. J. Epidemiol. 2013. Vol. 42, No. 1. P. 201-210.

36. Waggoner D. Mechanisms of disease: epigenesist // Semin. Pediatr. Neurol. 2007. Vol. 14. P. 7-14.

37. Weaving L.S., Williamson S.L., Bennetts B. et al. Effects of MECP2 mutation type, location and X-inactivation in modulating Rett syndrome phenotype // Am. J. Med. Genet. 2003. Vol. 118A. P. 103-114.

38. Yang I.V., Schwartz D.A. Epigenetic mechanisms and the development of asthma // J. Allergy Clin. Immunol. 2012. Vol. 130, No. 6. P. 1243-1255.

Поступила в редакцию 26.03.2013. ROLE OF DNA METHYLATION AND FOLATE METABOLIsM

in the development of pathological processes

IN THE HUMAN body

T.A. Shumatova, N.G. Prikhodchenko, L.A. Odenbakh, I.V. Efremova

Pacific State Medical University (2 Ostryakova Av. Vladivostok 690950 Russian Federation)

Summary — The review was devoted the current understanding of the role of DNA methylation in the physiology and pathology of the human body. It was revealed the influence of genotype on epigenotype, the factors that trigger and suppress the processes of DNA methylation and histone deacetylation, the role of the state of folate metabolism in the development of pathological processes. Special attention was paid to the role of genes encoding enzymes of folate cycle, since lack of methyl groups directly linked to polymorphisms in these genes. It was shown that polymorphic variants of genes MTHFR, MTRR and MTR, causing different functional significance of protein products affect a wide range of biochemical reactions in the folate cycle, and, according to some authors, can be regarded as a risk factor for a number of diseases

Key words: epigenetics, ontogenesis, folate cycle, homocysteine.

Pacific Medical Journal, 2013, No. 4, p. 39-43.

Метилирование и болезнь Альцгеймера

Исследования последних лет свидетельствуют о важности процесса метилирования в этиологии и патогенезе многих заболеваний и открывают новые перспективы их терапии. Метилирование белков определяет их функциональную активность, а метилирование фосфолипидов — структуру мембран и обеспеченность организма незаменимыми жирными кислотами 8. Метилирование ДНК играет ведущую роль в формировании и поддержании эпигенетического кода — динамического наследственного процесса, определяющего спектр активности генов, помимо генетической последовательности нуклеотидов, и лежит в основе многих, если не большинства, соматических заболеваний 83. Так, например, было показано, что делеция генов метилтрансфераз ДНК, отвечающих за процесс эпигенетического метилирования, смертельна для эмбрионов 31.

Гомоцистеин (Нсу) — серосодержащая аминокислота, являющаяся промежуточным продуктом ферментативного распада S-аденозилгомоцистеина (S-AH) в реакциях трансметилирования с участием основного донора метальных групп — S-аденозилметионина (S-AM). В недавних исследованиях было установлено, что основную роль в патогенезе многих заболеваний играют гомоцистеин и нарушение процессов трансметилирования 73. Повышение его концентрации, или гипергомоцистеинемия, цитотоксично в силу активации нескольких механизмов воздействия Нсу на клетку: активации оксидантного стресса вследствие подавления ферментов-антиоксидантов (супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы) и участие в процессе «разобщения» NO синтазы (NOS) 47,78; ингибирования метилтрансфераз (равновесие реакции с участием S-AH гидроксилазы при избытке Нсу смещено в сторону образования S-аденозилгомоцистеина — ингибитора метилтрансфераз) 9,32; активации стресса эндоплазматической сети (ER-стресс) и накопления незрелых белков в эндоплазматической сети, ведущего к апоптозу 33.

Клетка старается избавиться от токсичного метаболита путем либо реметилирования его в метионин (при участии витаминов В9 — фолата, В12 — кобаламина, бетаина и цинка), либо транссульфурирования в цистеин (при участии витамина В6 — пиридоксина). Метаболическая карта событий одноуглеродного обмена состоит из двух сопряженных циклов — обмена метионина и обмена фолатов (см. рисунок) и зависит как от внешних (обеспеченность витаминами и микроэлементами, присутствие бактериальных, фармакологических и токсических агентов), так и внутренних (мутации генов, эпигенетическая регуляция) факторов.

Примечание.

• AMP — аденозинмонофосфат;

• ВНМТ — бетаин-гомоцистеин метилтрансфераза;

• CBS — цистатионин-b-синтаза;

• СТН — цистатионин g-лиаза;

• DHF — дигидрофолат;

• DHFR — дигидрофолат редуктаза;

• dТМР — дезокситимидинмонофосфат;

• GNMT — глицин N-метилтрансфераза;

• Gly — глицин;

• GSH — глутатион;

• DMG — диметилглицин;

• MTHFR — метилентетрагидрофолат редуктаза;

• МТА — метилтиоаденозин;

• MS — метионин синтаза;

• S-AM — S-аденозилметионин;

• S-AH — S-аденозилгомоцистеин;

• SAHH — S-аденозилгомоцистеин гидроксилаза;

• Ser — серин;

• SHMT — серин гидрокси метилтрансфераза;

• TS — тимидин синтаза;

• THF — тетрагидрофолат;

• B2, B6, B12 — витамины.

В данном обзоре рассматривается участие процессов метилирования в этиопатогенезе болезни Альцгеймера (БА), характерным нейрогистологическим признаком которой является присутствие в пораженных нейронах аргирофильных белковых клубков. Долгое время исследования были сосредоточены на изучении их состава и условий формирования. Результатом этих работ было обнаружение белка мембран эндоплазматической сети — пресенелина-1 (PS1), участвующего в формировании синаптических связей, долговременной памяти и жизнеобеспечения нейронов. Установлено, что РS1 повышает активность g-секретазы, которая совместно с b-секретазой (ВАСЕ, b-secretase) регулирует наработку b-амилоидного пептида (Аb) из пептида предшественника амилоида (amyloid precursor protein, APP) 20, 59, играющих ключевую роль в формировании патологических процессов, приводящих к БА.

Предпринимались активные поиски специфических генетических мутаций этих белков как этиологического фактора заболевания. В экспериментах на культуре нейронов было показано, что нарушение протеолитического процессинга пептида предшественника амилоида приводило к увеличению наработки нейротоксической формы b-амилоида (Аb) — Аb 1—42, снижению секреции нейропротекторной формы АРР и повышению чувствительности нейронов к гибели от воздействия возбуждающих факторов — эксайтотоксичности (excitotoxicity) 28. Предполагается, что нейроны, имеющие подобные мутации, отличаются повышенным выбросом Ca2+ в ответ на активацию глутаматных рецепторов, дисфункцией митохондрий и повышенной наработкой свободных радикалов 29. Причем активации глутаматных рецепторов (их выраженным агонистом являются производные гомоцистеина) отводится ведущая роль в инициации нейродегенеративных процессов при БА.

Если роль специфических мутаций остается под вопросом, то участие процессов метилирования в продукции амилоида в настоящее время не вызывает сомнений. Работы последних лет показали, что недостаток в инкубационной среде фолата⊘витамина B12 и связанное с этим снижение уровня S-AM повышают наработку пресенелина и секретина и соответственно Аb 20. Интересно, что внесение экзогенного S-АМ и вызванная этим активация метилирования ДНК в участках промоторов генов этих белков способно подавлять их активность и снижать наработку Аb 20, 29. Если учесть, что при БА довольно часто встречается гипергомоцистеинемия и низкий уровень в крови фолата и кобаламина, то подобная смоделированная на клеточной культуре ситуация вполне допустима и в организме больного. Тем более, что в специфических участках гена АРР коры мозга человека, содержащих специальную метилируемую последовательность — динуклеотид цитидин-гуанозин (CpG), отмечается отрицательная корреляция между возрастом и уровнем их метилирования, так называемое «физиологическое гипометилирование» 77, что характерно и для БА.

В недавно проведенном исследовании 10 была предпринята попытка доказать, что экзогенный S-AM потенцирует массовую экспрессию генов. Однако из 588 генов, проанализированных в культуре клеток нейробластомы (SK-N-BE), только 7 ответили на внесение донора метильных групп — S-AM. Очень важно, что среди них оказался ген PS1, кодирующий белок пресенелин. Внесение в среду S-AM приводило к метилированию его промотора и подавлению экспрессии этого гена 29. Этот эффект предлагается использовать в терапии БА. В пользу эпигенетической гипотезы также свидетельствует достоверное снижение уровня аденозина и повышение уровня гомоцистеина и S-AН в крови у больных БА 61, 62. Недавно проведенные исследования показали, что у больных БА значительно повышенный уровень S-AH в крови коррелирует с уровнем гомоцистеина (r=0,74, p<0,001), pc=»» 0=»» 001=»» dha=»» 60=»» 62=»» s-ah=»» -n-=»» s-am=»» hcy=»» sam=»» b=»» span=»»>

Определенную роль в этом процессе могут играть нарушения энергетического обмена у больных БА 67, 81, что, естественно способно отразиться на уровне синтеза донора метильных групп — S-AM (АТФ — источник аденина в этом соединении). В связи с этим стоит отметить, что снижение активности митохондриальной цитохромоксидазы в дендритах нейронов, тромбоцитах и фибробластах является наиболее ранним проявлением болезни 26, 81. Однако метилирование ДНК в силу жизненной важности процесса имеет сложную систему контроля, где уровень субстрата является лишь одним из триггеров, запускающих всю систему.

Кроме Аb, важную роль в развитии БА играет и небетаамилоидный пептид (NAC) — нейротоксичный гидрофобный белок, производное пресинаптического полипептида a-синуклеина 6. Многие исследователи считают, что их накопление в сенильных бляшках нервных окончаний гиппокампа служит маркером болезни Альцгеймера 1, хотя амилоидные бляшки являются также «физиологическими» образованиями у пожилых людей 79. Оба белка активно участвуют в генерации свободных радикалов кислорода, активируют в клетках как оксидантный, так и нитрозидантный стрессы (супероксид быстро связывается с оксидом азота с образованием весьма реакционного соединения — пероксинитрита, NO+О2–®ONOО–), что, по современным представлениям, является основным ведущим фактором повреждения нейронов и их гибели 17, 35, 74, 76. Образование свободных радикалов кислорода, чему способствует также гомоцистеин, вызывает повреждение ДНК и активацию поли(АДФ-рибоза)полимеразы (РАRР) — фермента, при длительной активации либо массивном повреждении молекулы ДНК приводящем к энергетическому истощению клетки и запускающем клеточную программу некроза (процесс, инициирующий воспалительное повреждение тканей) 39, 75. Стоит подчеркнуть, что белки NAC и Аb активируют PARP только в агрегированном состоянии (NAC — на 20%, Аb — на 87%), а в растворенном виде они неэффективны 1.

Основным компонентом клубков в нейронах является также белок tau, что позволяет некоторым исследователям отнести эти заболевания к тауапатиям 12, 23, 56. Кроме БА, к ним относятся еще около двадцати заболеваний, среди которых болезнь Пика, синдром Дауна, прогрессирующий супрануклеарный паралич, миотоническая дистрофия, подострый склерозирующий панэнцефалит, постэнцефалический паркинсонизм, старческая деменция. Все они имеют различные комбинации клинических, нейропатологических, биохимических и генетических свойств, связанных с дисфункцией бeлкa tаu 12. Например, при БА происходит гиперфосфорилирование всех шести известных изоформ белка tau 12, что при участии ионов меди 50 приводит к нарушению образования микротубул нейронов и инициирует агрегацию белка с образованием парных спиралевидных филаментов (paired helical filament) 15, 23, 24, 63. Кроме того, наряду с tau NAC способствует агрегации Аb и активации нуклеарного фактора каппа Б (NF-kВ), контролирующего транскрипцию и апоптоз клеток 76. И хотя большинство исследователей склонны считать причиной тауапатий генетические нарушения, существуют данные в пользу эпигенетической концепции, т.е. значительной роли процессов метилирования в данном заболевании 44. Достаточно сказать, что в случае недостаточности фолата и кобаламина и при гипергомоцистеинемии двукратно возрастает риск возникновения БА 64, 82.

Как уже подчеркивалось, тауапатии характеризуются гиперфосфорилированием белка tau. В клетках эукариотов найдена фосфосерин⊘треонин фосфатаза белка 2А (РР2А) — гетеротример, обслуживающий многие сигнальные пути в клетке, в том числе необходимый для эффективного регулирования микротубулярного цитоскелета путем дефосфорилирования tau 40, 48, 69, 80. В свою очередь ее активность регулируется за счет ковалентных модификаций определенных участков белковой цепи путем их фосфорилирования и метилирования 21, 55. Карбоксильное метилирование С-концевого лейцина каталитической С-субъединицы фермента РР2А — РР2А(С) — важнейший этап активации фермента, осуществляется за счет специфической РР2А метилтрансферазы (РРМТ) 22, 48, 69. Проведенный иммунологический анализ показал, что экспрессия белка РРМТ и уровень метилирования РР2А(С) значительно снижены в поврежденных отделах мозга при БА, хотя в норме фермент имеет значительное представительство в нейронах коры головного мозга. Интересно, что у больных также наблюдаются локальные потери иммунореактивности РРМТ, что находится в прямой зависимости с уровнем нарушений белка tau в этих же отделах мозга, но не коррелирует с количеством амилоидных бляшек 69. Авторы считают, что именно нарушение регуляции цикла метилирование⊘деметилирование РР2А также принимает участие в патогенезе БА.

Клинические наблюдения показали, что сывороточный уровень Нсу у пациентов с БА значительно повышен, а концентрация фолата и кобаламина (критических витаминов его обмена) в крови достоверно снижена 13, 46, 63. При этом отмечается четкая обратная зависимость между уровнем гомоцистеина и уровнем фолата и кобаламина в плазме крови 4, 46. По данным некоторых авторов 64, увеличение уровня гомоцистеина крови на 5 мкм увеличивает риск БА на 40%. Повышенный уровень гомоцистеина найден также в спинномозговой жидкости и тканях мозга больных 19, 62. Данный факт чрезвычайно важен, поскольку Нсу может повышать чувствительность нейронов к токсинам и способствует апоптозу и некрозу 5, 11, 43, 45.

Электронная микроскопия показала, что индуцированная гипергомоцистеинемия у крыс приводит к ультраструктурным изменениям мозга, характерным для БА, болезни Паркинсона и старения, причем эти изменения более выражены при недостатке фолата, чем витамина B12 37, 77. Было также установлено, что нейроны гиппокампа более чувствительны к токсическому действию гомоцистеина, чем нейроны коры мозга 43. БА очень часто сопровождается кардиососудистой патологией, что, по мнению исследователей 71, говорит об их общем патогенетическом механизме, в том числе об участии в нем гомоцистеина, который считают фактором риска развития атеросклероза и сердечно-сосудистой патологии, и связанного с ним недостатка витаминов В6, В9 и В12.

В некоторых эпидемиологических исследованиях 57 именно недостаток фолата и кобаламина (в меньшей степени) считается ведущим фактором в развитии деменции и БА, а гипергомоцистеинемия — лишь следствием активации синтеза креатинина, которое имеет место при данной патологии. Другие исследователи полагают «виновником» гипергомоцистеинемий никотинамид N-метилтрансферазу (NNMT) — фepмeнт, присутствующий у человека и отсутствующий у обезьян, активность которого и характер питания (избыточное потребление мяса), по данным генетических исследований, определяют уровень гомоцистеина в организме человека 70, 84.

Интересные данные были получены при исследовании влияния уровня фолата в сыворотке крови на развитие сосудистой патологии мозга и влияние этих факторов на нейродегенеративные процессы. Оказалось 68, что имеется выраженная положительная корреляция между низким уровнем фолата и выраженностью атрофии новой коры (посмертные наблюдения). Следует подчеркнуть, что корреляция была более выражена в группе с минимальными проявлениями атеросклероза и отсутствием участков инфарктов мозга.

В экспериментах на трансгенных мышах с повышенным синтезом белка предшественника амилоида было показано, что недостаток фолата приводит к нейродегенеративным процессам в гиппокампе 44 и способствует гибели дофаминергических нейронов у мышей при моделировании болезни Паркинсона 16. Некоторые исследователи считают, что сниженный уровень заинтересованных витаминов (В9, В12) является следствием окислительного стресса при хронической иммунной активации (хронические очаги инфекции; скрытая инфекция), способствующей их разрушению и как следствие гипергомоцистеинемии. Эти данные являются аргументом в пользу необходимости использования противовоспалительной терапии при БА18, 42, 53.

При воздействии гомоцистеина на нейроны характерно быстрое повреждение ДНК и активация PARP и фактора транскрипции — белка р53 43, в функции которого входит индукция синтеза и транслокация в митохондрии проапоптозных белков — Вах и блокирование активности другого фактора транскрипции — NF-kB, индуцирующего синтез белков антиапоптозного семейства— Вс1-2 и Мn-супероксиддисмутазы 11, 52. Следует учитывать, что гипергомоцистеинемия способна потенцировать образование свободных радикалов и по иному пути, кроме подавления активности ферментов-антиоксидантов. Асимметричный диметиларгинин (aDMA) является эндогенным ингибитором NO синтетаз 54, приводящим к функциональному разобщению фермента, который становится дополнительным источником супероксида в клетке. Дополнительным аргументом в пользу этой гипотезы служат эксперименты с внесением в инкубационную среду культуры нейронов гомоцистеина (на 24 ч), что приводило к ингибированию фермента диметиларгинин диметиламиногидролазы (DDAH) (за счет взаимодействия с цистеином активного центра), тормозило распад и дозозависимо повышало уровень аDМА 62.

Необходимо подчеркнуть, что нейроны значительно более чувствительны к недостатку фолата, чем астроциты 44. Это важный факт, поскольку многие считают, что в основе гибели нейронов при БА лежит опосредованная глутаматными рецепторами нейротоксичность. Было показано 41, что белок Аb, входящий в состав бляшек, значительно повышает чувствительность нейронов к возбуждающему повреждению глутамата, N-метил-D-аспартата и каиновой кислоты. Если учесть, что выраженными агонистами метаботропных глутаматных рецепторов (mGluRs) и NMDA-рецепторов являются производные гомоцистеина — гомоцистеиновая (НСА) и гомоцистеинсульфиновая (НСSА) кислоты, синтезируемые in vivo 14, 38, 66, и, кроме того, НСА является ингибитором цистеинсульфинат декарбоксилазы и препятствует образованию гипотаурина (предшественника таурина) 14, то это может служить весомым доказательством важной роли гипергомоцистеинемии в патогенезе заболевания.

Веским аргументом в пользу ведущей роли нарушений процессов метилирования в патогенезе БА является то, что изменения уровня гомоцистеина и S-AH — более ранние признаки развития заболевания по сравнению с уровнем Аb в мозге, который повышается уже при развившейся патологии 36. Следует подчеркнуть, что гомоцистеинзависимый протеин эндоплазматической сети — Неrр, уровень которого возрастает при ER-стpecce, способен связываться с пресенелином и активировать наработку Аb 58. Совершенно неожиданную связь между уровнем Аb и состоянием процессов одноуглеродного обмена при БА обнаружили Kruman и соавт. 44. Ими было установлено, что одним из ведущих механизмов при БА является повреждение ДНК нейронов, приводящее в конечном итоге к их апоптозу⊘некрозу 2, 30, 49. При этом заболевание можно отнести к системным, так как во всех клетках организма находят нарушение систем репарации ДНК 7. Эксперименты с культурой ткани гиппокампа крыс и на трансгенных мышах с избыточным синтезом Аb показали, что недостаток в ткани фолата⊘метионина в инкубационной среде (диете) либо присутствие в ней гомоцистеина способствуют развитию апоптоза и некроза нейронов, но этот процесс значительно усиливается в инкубируемой ткани, если при этом присутствует Аb 44. Причем недостаток фолата⊘метионина не влиял на уровень наработки Аb у мышей.

Эти данные свидетельствуют, что гомоцистеин является активатором нейродегенеративных изменений при БА и может занимать ведущее место среди нарушений метаболизма одноуглеродных компонентов, участвующих в развитии этого заболевания. Кстати, именно наличие агонистов mGluRs (HCSA и НСА) при гипергомоцистеинемии хорошо дополняет картину патологических процессов при БА. На морских свинках было показано, что активация mGluRs индуцирует в нейронах внутриклеточную наработку Аb с явлениями дегенерации пирамидальных нейронов в гиппокампе 72. Более того, показано, что агрегаты Аb активируют mGluRs и вызывают внутриклеточное образование интермедиата сигнального пути — инозитолфосфата — процесса, характерного для апоптоза нейронов в опытах in vitro 3, 34.

Не менее важным фактором, участвующим в патогенезе БА, является активность различных метилтрансфераз мозга, которая у больных значительно подавлена, что находит отражение в снижении утилизации меченой S-AM в тканях мозга при БА 25. Скорее всего это следствие увеличения концентрации S-АН (ингибитора метилтрансфераз), однако существуют также данные о низкой активности некоторых метилтрансфераз (per se), взятых из тканей больных. Например, в гомогенатах фронтальной коры пациентов найдено снижение активности РЕМТ — фермента, способствующего синтезу фосфатидилхолина 27. Активность фенилэтаноламин-N-метилтрансферазы (PNMT), превращающего норэпинефрин (норадреналин) в эпинефрин (адреналин), и катехол-О-метилтрансферазы (СОМТ), катаболизирующей биологически активные и токсические катехолы и катехоламины, снижена у больных примерно на 30% по сравнению с контрольной группой, а концентрация S-АН в префронтальной коре была выше на 26%, чем у здоровых 36. Интересно, что активность PNMT регулирует уровень дофамина и норэпинефрина в мозге 51, положительно коррелирует с когнитивными функциями и длительностью болезни и негативно — с уровнем внутринейрональных клубков при БА. Активность СОМТ, важнейшего фермента метаболизма нейромедиаторов, также положительно коррелирует с когнитивными способностями, длительностью заболевания и негативно — с уровнем клубков в поврежденных нейронах 36.

Таким образом, результаты исследований, проведенных в последние годы, свидетельствуют о том, что процессы метилирования играют чрезвычайно важную, если не ключевую, роль в этиологии и патогенезе БА. Прогресс, достигнутый за последнее время в разработке данной проблемы, открывает широкие перспективы в плане профилактики и лечения этой патологии.

 

статья взята с сайта 

http://finzim.ru/dlya-cheloveka/metilirovanie-i-bolezn-altsgeimera/

 

 

 

Роль фолатов в репродукции uMEDp

Фолатный цикл представляет собой сложный каскадный процесс, контролируемый ферментами, которые в качестве коферментов имеют производные фолиевой кислоты. Фолиевая кислота является сложной молекулой, состоящей из птероидной кислоты и одного или нескольких остатков глутаминовой кислоты (моно- и полиглутаматы). Глутаматы в основном содержатся в свежей зелени, печени, дрожжах, некоторых фруктах. В кровь фолаты поступают в виде 5-метилтетрагидрофолата, который внутри клетки служит донором метильных групп и основным источником тетрагидрофолата — соединения, обладающего биологической активностью. Тетрагидрофолат в клетке превращается в разные виды фолатов, которые являются специфическими коферментами в целом ряде внутриклеточных реакций, в частности, в фолатном цикле [8]. В этом цикле происходит перенос метильных групп и осуществляется метаболизм гомоцистеина, избыток которого превращается в незаменимую аминокислоту метионин. Метионин является в клетке основным донором метильных групп, необходимых для синтеза и метилирования ДНК, РНК, белков и фосфолипидов. Дефицит фолиевой кислоты и витаминов группы В, связанный с особенностями диеты, а также дефекты в генах фолатного обмена, обусловливающие сниженную активность соответствующих ферментов, приводят к избыточному накоплению гомоцистеина в крови и нарушению процессов метилирования в клетке.

Гомоцистеин обладает выраженным токсическим действием, механизм которого в значительной степени связан с нарушением эндотелиальной функции. Есть сведения о том, что повышение уровня гомоцистеина в крови имеет выраженный атерогенный и тромбофилический эффект, поскольку способствует повреждению эндотелия, обнажению субэндотелиального матрикса и гладкомышечных клеток [10]. В плазме крови гомоцистеин, соединяясь с липопротеинами низкой плотности, захватывается близлежащими макрофагами, которые объединяются в так называемые «пенистые клетки» внутри зарождающейся атеромной бляшки. Кроме того, гомоцистеин является сильным мутагеном для гладкомышечных клеток и спе­цифически участвует в формировании атеросклероза благодаря усиленной пролиферации гладкомышечных клеток [6]. Избыток гомоцистеина способствует активации XII и V факторов, а также экспрессии тканевого фактора; при этом нарушается высвобождение естественных ингибиторов свертывания и антиагрегантов: протеина С, ингибитора внешнего пути свертывания крови; снижается гликозаминогликанзависимая активация антитромбина III, подавляется активность тромбомодулина [6]. Наряду с этим наблюдается повышенная агрегация тромбоцитов вследствие снижения синтеза эндотелием релаксирующего фактора и NO, а также усиленного высвобождения поврежденными эндотелиоцитами фактора Виллебрандта [6, 27]. Снижение синтеза эндотелиальной окиси азота обусловлено уменьшением экспрессии синтазы азота за счет действия продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), инициируемого гомоцистеином. Обозначенные атерогенные и тромбофилические эффекты в совокупности определяют хроническую эндотелиальную дисфункцию при гипергомоцистеинемии [10].  Частота выявления гипергомоцистеинемии в общей популяции составляет 5%; этот показатель существенно увеличивается среди пациентов с различной патологией [4, 6, 10]. Причины, приводящие к нарушению метаболизма гомоцистеина и развитию гипергомоцистеинемии, очень разнообразны. Определенную роль играет алиментарный дефицит фолиевой кислоты, витаминов В12 и В6. По данным литературы, до 2/3 всех случаев гипергомоцистеинемии связано с недостатком одного или более вышеназванных витаминов [4]. Снижение концентрации указанных кофакторов ферментов метаболизма гомоцистеина может быть обусловлено приемом ряда лекарственных препаратов: цитостатиков (метотрексата), противоэпилептических средств (фенитоина и карбамазепина), метилксантинов (теофиллина) и эстрогенсодержащих оральных контрацептивов [20]. Уровень содержания в крови гомоцистеина зависит от пола и возраста: он выше у мужчин и лиц старших возрастных групп [20].

Гипергомоцистеинемия может быть обусловлена наличием ряда приобретенных и мультифакториальных заболеваний: хронической почечной недостаточности, анемии, карциномы молочной железы, яичников и поджелудочной железы, гипотиреоза, псориаза [20]. На сегодняшний день показана возможность возникновения гипергомоцистеинемии и связанных с ней патологических состояний в результате нарушения функции ферментов, участвующих в фолатном обмене: MTHFR, MTRR, MTR [5, 10].  Ключевым ферментом фолатного цикла является 5,10-метилентетрагидрофолат-редуктаза (MTHFR), которая переводит фолиевую кислоту в ее активную форму – 5-метилтетрагидрофолат. Мутация, связанная с замещением цитозина на тимин в положении 677, вызывает замену аланина на валин в каталитическом домене белка-фермента. У гомозигот по полиморфному аллелю активность фермента in vitro снижена на 70%, а у гетерозигот – на 35% [28]. В России у жителей Московского региона частота встречаемости аллеля 677Т составляет 0,29 [5], у жителей Сибири – 0,32 [13]. В Ивановской области, по данным И.Н. Фетисовой (2009 г.), у лиц с ненарушенной репродуктивной функцией частота аллеля MTHFR 677T составляет 0,18 у женщин и 0,34 у мужчин [14].

Непосредственное метилирование гомоцистеина происходит под действием фермента метионин-синтазы (MTR), который активен в присутствии цианокобаламина и витамина В12.  При замене аденина на гуанин в положении 2756 в белковой молекуле аспарагиновая кислота заменяется на глицин, что приводит к снижению активности фермента. Частота низкофункционального аллеля MTR 2756G у лиц с нормальной репродукцией в Ивановской области составляет 0,16 [3].

Фермент метионин-синтаза-редуктаза (MTRR) участвует в восстановлении активности метионин-синтазы (MTR) – фермента, непосредственно осуществляющего метилирование гомоцистеина [25]. Полиморфизм A66G в 4 раза снижает активность фермента MTRR. Этот полиморфизм очень распространен в популяции, частота гетерозиготных носителей аллеля 66G составляет около 45,0–50,0%, а гомозиготных ~ 25,0% [14, 21].

Полиморфные варианты генов MTHFR и MTRR, обусловливая различную функциональную значимость белковых продуктов, влияют на широкий спектр биохимических преобразований в ходе фолатного цикла и, по мнению ряда авторов, могут рассматриваться как фактор риска развития некоторых заболеваний [10, 20]. Большое число исследований посвящено взаимосвязи полиморфизма С667Т гена MTHFR с риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Ряд авторов гипергомоцистеинемию, вызванную рассматриваемой мутацией, относят к независимым факторам риска развития коронарного атеросклероза [10, 12].

Описана взаимосвязь полиморфизма С667Т с венозными и артериальными тромбозами, риск развития которых особенно возрастает у гомозигот по мутантному аллелю [10, 23].

Ряд авторов сообщает, что генотип ТТ в сочетании с низким уровнем фолата может выступать как потенциальный фактор риска развития состояний, связанных со снижением метилирования ДНК, в частности, неопластических процессов [16]. Результаты исследования, проведенного в ФГБУ «ИвНИИ МиД им. В.Н. Городкова» МЗ РФ в 2010–2012 гг., свидетельствуют о значимом увеличении частоты встречаемости низкофункциональных полиморфизмов в генах фолатного цикла у женщин с быстрорастущей миомой матки [3, 7]. По мнению авторов, данная особенность генотипа женщины способствует усилению процесса перекисного окисления липидов, развитию гипергомоцистеинемии, что, в свою очередь, является фактором риска роста миоматозного узла [3, 7].

Особый интерес представляет вопрос о причастности полиморфизмов генов фолатного обмена к патологии репродукции: бесплодию [26], невынашиванию беременности [2, 5, 14], формированию фетоплацентарной недостаточности и гестозов [1, 9], задержке развития и формированию пороков развития плода [21, 24]. Среди целого спектра механизмов нарушения фертильности можно обозначить как эффекты гипергомоцистеинемии, так и нарушения процессов метилирования ДНК в соматических и половых клетках. Эндотелиальная дисфункция, наблюдаемая при гипергомоцистеинемии, сопровождаемая развитием атероза сосудов, десинхронизацией процессов фибринолиза и фибринообразования, вазоконстрикцией, возможно, способствует нарушению нидации плодного яйца, инвазии трофобласта и плацентации, что и обусловливает развитие акушерской патологии.

В литературе накоплены сведения о причастности низкофункциональных полиморфизмов генов фолатного цикла к развитию привычного невынашивания беременности (ПНБ) [14, 15, 18, 22]. Одной из главных причин ПНБ первого триместра является наличие геномных мутаций у плода, возникновение которых в большинстве случаев обусловлено нерасхождением хромосом в гаметогенезе у родителей. В литературе высказывается предположение, что наличие низкофункциональных аллелей генов фолатного обмена вследствие изменения профиля метилирования ДНК в клетке может приводить к нарушению расхождения хромосом в процессе формирования гамет и возникновению поли- и анеуплоидии у плода. Кроме того, дефицит метильных групп в быстро делящихся клетках эмбриона приводит к повышенному включению уридилового нуклеотида вместо тимидилового в синтезируемую цепь ДНК. В результате образуется аномально легко фрагментируемая ДНК, синтез ее резко замедляется. Это ведет к нарушению клеточного цикла быстро делящихся клеток плода и, возможно, способствует запусканию механизмов апоптоза [19]. Исследование, проведенное на базе ФГБУ «ИвНИИ МиД им. В.Н. Городкова» МЗ РФ, показало, что у пациенток с ПНБ ранних сроков по сравнению со здоровыми женщинами имеет место статистически значимое увеличение частоты встречаемости аллеля 677Т в гене MTHFR (34,5 и 18,3% соответственно, р = 0,007, OR = 2,3 (1,3 – 4,3)), а также одновременного носительства низкофункциональных аллелей в генах MTHFR и MTRR (46,6 и 26,0% соответственно, р = 0,027, OR = 2,4 (1,1 – 5,3)) [14].

Большое число исследований посвящено взаимосвязи полиморфизма генов фолатного обмена с пороками развития плода, в частности, с дефектами нервной трубки (анэнцефалия, spina bifida), незаращением верхней губы и неба, анэмбрионией [14, 17, 24]. Негативное влияние на гисто- и органогенез мутантных вариантов генов фолатного обмена может быть связано как с прямым эмбриотоксическим действием гомоцистеина, так и с нарушением процессов пролиферации и дифференцировки клеток вследствие дефицита метильных групп. Снижение метилирования в клетке, связанное с недостаточной активностью ферментов фолатного обмена или с дефицитом метильных групп, приводит к изменению профиля метилирования центромерных районов хромосом, нарушению расхождения хромосом в оогенезе и повышает риск рождения ребенка с хромосомной патологией [21].

С учетом высокого показателя распространенности низкофункциональных аллелей в генах фолатного цикла среди населения и проблем, связанных с пониженной активностью соответствующих ферментов, в рамках периконцепционной профилактики при планировании беременности и ходе гестации необходимо рекомендовать прием препаратов фолиевой кислоты. К таким препаратам относится, в частности, Фемибион Наталкер – поливитаминный и минеральный комплекс, содержащий метафолин. Поскольку метафолин является активной формой фолиевой кислоты с высокой биодоступностью, в организме он усваивается лучше, чем фолиевая кислота, что крайне важно при дефиците ферментов фолатного цикла. Актуальной проблемой питания беременных женщин является достаточное содержание в пище витаминов и минеральных веществ (нут­риентов). Невозможность обеспечения необходимого уровня нутриентов у беременных за счет питания общепризнанна. Поэтому в период беременности женщины нуждаются в коррекции нутриентного статуса за счет регулярного приема комплекса витаминов и минералов. Фемибион Наталкер содержит 9 жизненно важных витаминов (В₁, В₂, В₆, В₁₂, С, Е, пантотенат, биотин, никотинамид), микроэлемент йод, что крайне важно для обеспечения сбалансированного гисто- и органогенеза. Особое значение имеет присутствие в препарате омега-3 ненасыщенных жирных кислот (ДГК), необходимых для нормального развития центральной нервной системы и органа зрения плода. В литературе есть сведения о том, что частота пороков развития у новорожденных, матери которых при беременности принимали фемибион, в пять раз ниже, чем у новорожденных, матери которых употребляли при беременности другие витаминно-минеральные комплексы [11].

Таким образом, по нашему мнению, целесообразно использовать результаты тестирования генов фолатного цикла в практике медико-генетического консультирования для формирования групп повышенного риска развития как соматической, так и акушерско-гинекологической патологии с целью своевременного проведения лечебно-профилактических мероприятий. Для профилактики акушерских и перинатальных осложнений целесообразно в период предгравидарной подготовки, гестации и лактации применять витаминно-минеральные комплексы, содержащие активную форму фолиевой кислоты.

значение профилактики в снижении частоты перинатальных и соматических осложнений у женщин

Авторы: Ю.В. Давыдова

Статья в формате PDF

За последние двадцать лет получены неоспоримые данные о том, что наличие недостаточного или избыточного диетического фактора у женщины может влиять на эмбриональное развитие, фенотип потомства посредством эпигенетического программирования. В связи с этим значение имеют фолаты, действующие как кофактор в реакциях, которые являются определяющими в клеточном делении и поддержании клеток, а также в регуляции экспрессии генов через эпигенетические механизмы. Так, фолаты являются источником s-аденозилметионина – ​основного клеточного донора, который модулирует геномное метилирование, таким образом регулируя экспрессию генов. Считается, что это процесс, которым фолаты влияют на программирование плода. Кроме того, фолаты играют важную роль в повторном метилировании гомоцистеина плазмы до метионина‑2, при этом уровень фолата крови отрицательно коррелирует с уровнями гомоцистеина в крови [1, 9].

Гомоцистеин является продуктом внутриклеточного деметилирования аминокислоты метионина. Он метаболизи­руется в процессе ­реметилирования и транссульфирования, где фолиевая (птероилглутаминовая) кислота и витамины В₆ и В₁₂ используются в качестве кофакторов. Повышенный уровень этого метаболита напрямую связан со снижением уровней фолиевой кислоты (ФК), кобаламина и пиридоксина [3, 4, 5].

Кроме того, гомоцистеин имеет про­атерогенный и протромбогенный эффект, увеличивает риск развития сосудистых заболеваний, а также оказывает значительное нейротоксическое действие вследствие развития нейродегенерации, поскольку вещества, которые синтезируются в мозгу при участии ФК, обеспечивают своевременную передачу нервных импульсов и выработку особых гормонов, которые позволяют эффективно защищаться от стрессов. При нехватке ФК прежде всего страдает нервная система и иммунитет [3, 4, 5, 11].

При условии достаточности ФК в организме в необходимом количестве вырабатывается серотонин, более известный как гормон радости. Нехватка ФК приводит к недостатку выработки серотонина, а это, в свою очередь, является одной из причин повышенной частоты депрессий и неврозов, в том числе и у женщин репродуктивного возраста [3, 4].

Во многих странах практикуется обязательное обогащение зерновых продуктов ФК как политика общественного здравоохранения, а некоторые страны ЕС поддерживают добровольное обогащение ФК различных продуктов питания.

Также Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предписывает назначение ФК в преконцепционном периоде, так как, по заключениям экспертов ВОЗ, профилактика дефектов нервной трубки эффективна, если обеспечение ФК происходит до 4-й недели гестации. Тем не менее получение адекватных доз ФК в течение всего периода беременности будет полезным в отношении других проблем здоровья матери и плода, таких как преэклампсия и преждевременные роды, и профилактикой недоношенности и задержки роста плода [1, 5].

Стоит обратить особое внимание на то, что ограниченное поступление ФК, как и чрезмерное добавление, приводят к эпигенетическим нарушениям, что связано с индуцированием непредвиденных изменений в метилировании и, следовательно, в фенотипе матери и потомства в короткий или долгосрочный период.

Передозировка ФК при употреблении только овощей и фруктов невозможна, а вот бесконтрольное применение биологически активных добавок, в которых трудно определить истинное содержание ФК, может привести к «перегрузке» ФК и негативно отразиться на здоровье и матери, и плода. Что касается лекарственных средств, содержащих ФК, то считается, что для возникновения токсического эффекта нужно на 25-35 таблеток превысить прописанную дозу (с учетом эффекта накопления).

Необходимо остановиться на таком важном осложнении течения гестационного процесса, как преэклампсия (ПЭ). На сегодняшний день гипертензивные осложнения при беременности, особенно ПЭ, являются ведущими причинами материнской и неонатальной заболеваемости и смертности.

А поскольку единственным методом, позволяющим обеспечить реабилитацию пораженных органов беременной с тяжелой ПЭ, является родоразрешение, возникает высокий риск преждевременных родов – ​до 15%, а также рождения детей с задержкой внутриутробного развития, что ведет к увеличению младенческой смертности и заболеваемости [2, 4, 5].

В течение двух последних десятилетий созданы две гипотезы патогенеза ПЭ. Первая гипотеза была основана на дифференциации раннего и позднего начала ПЭ – ​двухступенчатая модель. Вторая ­гипотеза гласит, что ПЭ связана с плацентарной недостаточностью из-за васкулопатии, ассоциированной с гипер­гомоцистеинемией, поскольку у бере­менных с повышенным уровнем гомо­цистеина в 3,2-7,7 раза выше риск раз­вития ПЭ (табл.) [9, 10, 11]. Назначение ФК способствовало снижению гомоцистеина плазмы у пациенток с ПЭ, что было доказано у беременных с гестационной гипертензией и подтвердило значительный профилактический эффект данного метода [12, 13].

Кроме этого, в промышленно развитых странах ПЭ не только занимает второе место среди причин смертей, связанных с беременностью, но рассматривается как весомый фактор риска раннего развития ишемической болезни сердца, артериальной гипертензии, инфарктов и инсультов в дальнейшей жизни женщин.

Вследствие высокого риска необратимых изменений функции таргетных для ПЭ органов матери возникает необходимость досрочного родоразрешения, что в 25% случаев приводит к рождению детей с очень низкой массой тела, а 60% этих детей имеют проблемы в обучении и низкий IQ [2]. У детей от матерей с ПЭ увеличивается риск развития сердечно-сосудистых заболеваний вследствие эмбрионального происхождения заболеваний взрослых [1, 2].

В результате проведенных масштабных исследований на животных моделях, ­когортных исследований получены данные о защитном эффекте ФК в отношении ПЭ. Так, на сегодняшний день имеются сведения о шести когортных исследованиях, двух исследованиях по контролю за состоянием заболевания и двух рандомизированных контролируемых исследованиях (РКИ).

В трех ранних когортных исследованиях оценивалось влияние препарата, содержащего поливитамины (включая ФК) на гестационную гипертензию (включая ПЭ), все они продемонстрировали защитный эффект добавок ФК в отношении ПЭ. Недавнее большое когортное исследование в Дании также показало, что регулярное употребление ФК во время беременности было связано со снижением риска развития ПЭ среди женщин с нормальной массой тела [6, 7, 8, 12].

В крупном исследовании по контролю над заболеванием в Венгрии, в котором участвовали 1017 беременных с зарегистрированной ПЭ и 37 134 беременных без ПЭ, обнаружено, что риск прежде­временных родов у женщин с ранними проявлениями ПЭ снижается после приема ФК в І триместре беременности [1].

Merchant и соавт. изучили влияние поливитаминного комплекса, содержащего 0,8 мг ФК, на развитие гипертензии во время беременности (систолическое артериальное давление ≥140 мм рт. ст. или диастолическое артериальное давление ≥90 мм рт. ст. в любом сроке беременности) у 955 ВИЧ-инфици­рованных женщин [7]. Обнаружено, что у женщин, получавших поливитамины, содержащие 0,8 мг ФК, на 38% меньше вероятность развития гипертонии во время беременности, чем у тех, кто получал плацебо (относительный риск 0,62, 95% доверительный интервал 0,40-0,94). Результат этого РКИ у ВИЧ-поло­жи­тельных пациенток, получавших фолиевую кислоту (в составе поливитаминного комплекса) в качестве средства поддержки для профилактики гестационной гипертензии (включая ПЭ) согласуется с данными обсервационных исследований, полученных ранее. Схема возможного влияния дефицита ФК и гипергомо­цистеинемии на развитие ПЭ представлена на рисунке.

Применение поливитаминного комплекса, содержащего 0,8 мг ФК (например, Элевит^® Пронаталь), представляется наиболее обоснованным, поскольку для профилактики ряда осложнений беременности необходимы не только ФК, но и синергичные витамины и микро­элементы [1, 2, 3, 5, 7, 12].

Выводы

1.     Одним из наиболее тяжелых осложнений беременности, связанных с гипергомоцистеинемией, является ПЭ, что приводит к увеличению частоты материнской заболеваемости, смертности, а также к повышению частоты рождения недоношенных детей и детей с задержкой внутриутробного развития.
2.     Необходимо признать, что адек­ватное обеспечение эссенциальными ­витаминами и микроэлементами, особенно ФК в дозе 0,8 мг в сутки, на этапе прегравидарной подготовки и в І триместре способствует снижению риска развития гестационной гипертензии.
3.     Для достижения комплексного эффекта преконцепционной профилактики в группах риска необходимо применение лекарственного средства с полным регистрационным досье, содержащего точные количества витаминов и микроэлементов, так как синергичность действия коб­аламина, ФК, витаминов В2 и В6 способствует включению данных составляющих в метаболизм ­матери на самых ранних этапах беременности, что позволяет гармонизировать этапы хориогенеза и органогенеза, минимизировать дисбаланс клеточного обмена для обеспечения физиологического течения беременности и рождения здорового ребенка.
4.     Всем вышеописанным требованиям отвечает Элевит® Пронаталь – ​единственный витаминно-минеральный комплекс с высоким уровнем безопасности и эффективности, что доказывают результаты масштабных клинических исследований.

Литература

1.    Banhidy F., Dakhlaoui A., Dudas I., Czeizel A.E. Birth Outcomes of Newborns after Folic Acid Supplementation in Pregnant Women with Early and Late Pre-Eclampsia: A Population-Based Study. Adv Prev Med. 2011.
2.    Charles D.H.M., Ness A.R., Campbell D., Smith G.D., Whitley E., Hall M.H. Folic acid supplements in pregnancy and birth outcome: re-analysis of a large randomised controlled trial and update of Cochrane review. Paediatric and Perinatal Epidemiology. 2005; 19 (2): 112-124.
3.    Clarke R., Halsey J., Lewington S. et al. Effects of lowe­ring homocysteine levels with B vitamins on cardiovascular disease, cancer, and cause-specific mortality: meta-analysis of 8 randomized trials involving 37 485 individuals. Archives of Internal Medicine. 2010; 170 (18): 1622-1631.
4.    Laskowska M., Laskowska K., Terbosh M., Oleszczuk J. A comparison of maternal plasma levels of endothelial nitric oxide synthase, asymmetric dimethylarginine, and Hcy in normal and preeclamptic pregnancies.Med Sci Monit. 2013; 19: 430-437.
5.    Lindblad B., Zaman S., Malik A. et al. Folate, vitamin B12, and homocysteine levels in South Asian women with growth-retarded fetuses. Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. 2005; 84 (11): 1055-1061.
6.    Payne B.A., Hutcheon J.A., Ansermino J.M., Hall D.R., Bhutta Z.A., Bhutta S.Z. et al. A Risk Prediction Model for the Assessment and Triage of Women with Hypertensive Disorders of Pregnancy in Low-Resourced Settings: The miniPIERS (Pre-eclampsia Integrated Estimate of Risk) Multi-country Prospective Cohort Study. PLoS Med. 2014; 11.
7.    Merchant A.T., Msamanga G., Villamor E. et al. Multivitamin supplementation of HIV-positive women during pregnancy reduces hypertension. Journal of Nutrition. 2005.
8.    Oakley G.P., Mandel J.S. Commentary: Folic acid fortification remains an urgent health priority. British Medical Journal. 2004; 329 (7479): p. 1376.
9.    Ormesher L., Simcox L., Tower C., Greer I. Management of inherited thrombophilia in pregnancy. Womens Health (Lond). 2016 Jul; 12 (4): 433-441.
10.    Rey E., Khan S.R., David M. et al. Thrombophilic disorders and fetal loss: a meta-analysis. Lancet 2003; 361 (9361): 901-908.
11.    Robertson L., Wu O., Langhome P. et al. Thrombophilia in pregnancy: a systematic review. Br J Haematol 2006; 132 (2): 171-196.
12.    Rodger M.A., Betancourt M.T., Clark P. et al. The association of factor V Leiden and prothrombin gene mutation and placenta-mediated pregnancy complications: a systematic review and meta-analysis of prospective cohort studies. PLoS Med 2010; 7 (6).
13.    Wen S.W., Chen X.K., Rodger M., White R.R., Yang Q., Smith G.N. et al. Folic acid supplementation in early second trimester and the risk of pre-eclampsia. Am J Obstet Gynecol. 2008; 198: 45.

---

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ МЕДИЦИНСКОЙ СФЕРЫ И ФАРМАЦИИ

Элевит^® Пронаталь – ​лекарственное средство, содержащее 12 витаминов, 7 макро- и микроэлементов в оптимальном для беременных количестве (А – ​1,2 мг, В₁ – 1,6 мг, В₂– 1,8 мг, В⁶ – 2,6 мг, В₁₂ – 4 мкг, С – ​100 мг, D₃ – 12,5 мкг, Е – ​15 мг, биотин – ​0,2 мг, пантотенат кальция – ​10 мг, никотинамид – ​19 мг, кальций – ​125 мг, магний – ​100 мг, фосфор – ​125 мг, железо – ​60 мг, медь – ​1 мг, марганец – ​1 мг, цинк – ​7,5 мг, фолиевая кислота – ​800 мкг).

Преимущества поливитаминного комплекса Элевит^® Пронаталь заключаются в том, что это единственный на сегодняшний день препарат с доказанной эффективностью в отношении профилактики возникновения врожденных дефектов. В составе препарата содержится фолиевая кислота в оптимальной дозе – ​800 мкг, что предупреждает развитие дефектов нервной трубки на 92%.
Элевит^® Пронаталь рекомендуется применять по 1 таблетке в сутки женщинам до беременности (при принятии решения о зачатии), на протяжении всей беременности и во время кормления грудью.

Регулярный прием витаминно-минерального комплекса Элевит^® Пронаталь способствует благоприятному протеканию беременности, хорошему самочувствию будущей матери.

Тематичний номер «Гінекологія, Акушерство, Репродуктологія» № 2 (30), червень 2018 р.

 

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Акушерство/гінекологія

23.01.2021 Акушерство/гінекологія Терапія та сімейна медицина Профілактична роль фолієвої кислоти в запобіганні вродженим вадам розвитку плода

На сьогодні єдиним шляхом зниження рівня вродженої та спадкової патології є профілактичні заходи, що поділяються поетапно на: а) преконцепційна профілактика, котра включає, крім санації сім’ї при плануванні вагітності, заходи, спрямовані на зменшення дії керованих чинників довкілля; б) пренатальна діагностика вродженої та спадкової патології плода, що забезпечує виявлення плодів, які мають вроджені вади розвитку (ВВР) і спадкові хвороби; в) скринінгові масові й селективні програми серед новонароджених, які дають змогу виявити деякі патологічні стани та забезпечити адекватну медичну допомогу хворим дітям; г) рання хірургічна корекція ВВР [1]….

05.01.2021 Акушерство/гінекологія Сучасні підходи в терапії пацієнтів із дефіцитом VII фактора згортання крові

Вроджені порушення згортання крові є рідкісними захворюваннями, з якими лікарю майже ніколи не доводиться стикатися. Тому зустріч із таким пацієнтом, особливо на первинному етапі медичної допомоги, може стати цілковитою несподіванкою. Щоби підвищити обізнаність лікарів щодо цієї патології, компанія «Ново Нордіск» продовжує цикл онлайн-вебінарів, присвячених проблемам діагностики та лікування рідкісних порушень системи гемостазу. Цього разу про стан, пов’язаний із дефіцитом VII фактора згортання крові, розповіла голова Асоціації гематологів України, завідувачка центру гематології та трансплантації кісткового мозку КНП КОР «Київський обласний онкологічний диспансер», кандидат медичних наук Ірина Радомирівна Гартовська….

04.01.2021 Акушерство/гінекологія Онкологія та гематологія Стратегія ведення пацієнток із вперше виявленим раком яєчника

Циторедуктивна хірургія та хіміотерапія (ХТ) є невід’ємними складовими лікування пацієнток із раком яєчника (РЯ). Однак ХХІ сторіччя ознаменувалося появою в онкології сучасних таргетних та імунних препаратів, таргетні препарати зайняли свою нішу, зокрема, і в терапії РЯ. Проте успішний результат лікування при РЯ можливий за умови урахування низки факторів, розглянутих у рамках онлайн-заходу «Школа циторедуктивної хірургії у пацієнток з раком яєчників. Досвід клініки Lisod»….

30.12.2020 Акушерство/гінекологія Фолати: прегравідарна битва за гравідарний результат

Раціонально спланована прегравідарна підготовка дозволяє забезпечити фізіологічний перебіг вагітності, а також попередити ймовірність народження дітей із вродженими вадами розвитку, не пов’язаними зі спадковими дефектами, однак зумовленими мікронутрієнтним статусом жінки. Про основні положення прегравідарної підготовки, зокрема про доцільність призначення деяких діагностичних та лікувально-профілактичних заходів під час планування вагітності, а також про важливість профілактики та корекції дефіциту поживних речовин у жінок фертильного віку докладно розповіла завідувач кафедри акушерства та гінекології № 2 Вінницького національного медичного університету ім. М. І. Пирогова, доктор медичних наук, професор Ольга Василівна Булавенко. Ключові слова: прегравідарна підготовка, невиношування вагітності, вроджені вади розвитку, фолієва кислота….

Метионин синтаза (MTR). Выявление мутации A2756G (Asp919Gly)

Метионин синтаза (MTR). Выявление мутации A2756G (Asp919Gly)

Название гена — MTR

OMIM *156570

Локализация гена на хромосоме – 1q43

Функция гена

Ген MTR кодирует цитоплазматический фермент метионин синтазу (альтернативное название – 5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин S-метилтрансфераза). Катализирует повторное метилирование гомоцистеина с образованием метионина, в качестве кофактора выступает кобаламин (предшественник витамина В12).

Генетический маркер A2756G

Участок ДНК гена MTR, в котором происходит замена аденина (А) в позиции 2756 на гуанин (G), обозначается как генетический маркер A2756G. Следовательно, изменяются и биохимические свойства фермента, в котором происходит замена аспарагиновой кислоты на глицин.

A2756G – замена нуклеотида аденина (А) в позиции 2756 на гуанин (G) в последовательности ДНК гена MTR.

Asp919Gly – замена аспарагиновой кислоты на глицин в аминокислотной последовательности белка MTR. 

Возможные генотипы

Ассоциация маркера с заболеваниями

• Гипергомоцистеинемия
• Сердечно-сосудистые заболевания
• Невынашивание беременности и другая акушерская патология
• Аномалии развития плода: нарушение развития нервной трубки у плода (расщелина позвоночника), хромосомные перестройки (синдром Дауна), изолированные расщелины губы и неба
• Прогноз при онкопатологии

Общая информация об исследовании

Метионин – незаменимая аминокислота, однако она может регенерироваться из гомоцистеина. Следовательно, незаменим именно гомоцистеин. В пище гомоцистеина крайне мало, поэтому потребности человека в метионине и гомоцистеине обеспечиваются только метионином пищи.

Фермент МТR (метионин синтаза) – внутриклеточный фермент, катализирующий повторное метилирование гомоцистеина с образованием метионина. Промежуточным переносчиком метильной группы в этой реакции служит производное витамина В12 – метилкобаламин, выполняющий роль кофермента.

Известно несколько вариантов гена, влияющих на изменение функции кодируемого им фермента. Активность фермента может снижаться в результате нуклеотидных замен в кодирующем ее гене.

Наиболее распространен полиморфизм гена MTR, проявляющийся в замене аденина (А) в позиции 2756 на гуанин (G), – генетический маркер A2756G. Следовательно, изменяются и биохимические свойства фермента, в котором происходит замена аспарагиновой кислоты на глицин. В результате этого наблюдается снижение активности фермента, что приводит к нарушению метаболического пути превращения гомоцистеина, и его содержание в плазме крови увеличивается (гипергомоцистеинемия).

Гипергомоцистеинемия увеличивает вероятность атеросклероза и тромбоза. Накапливаясь в организме, гомоцистеин повреждает внутреннюю стенку артерий, что приводит к разрывам эндотелия. На поврежденную поверхность осаждаются холестерин и кальций, образуя атеросклеротическую бляшку, вследствие чего просвет сосуда сужается, а иногда закупоривается. Это грозит тромбозом или разрывом сосуда. Гипергомоцистеинемия может явиться причиной таких осложнений беременности, как преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты, прерывание беременности, хроническая внутриутробная гипоксия плода и преэклампсия. Риск их развития увеличивается в сочетании с другими формами тромбофилии (мутация протромбина, фактора V Лейден и др.).

Аллель G ассоциирован с врождёнными аномалиями развития сердечно-сосудистой системы у плода.

Аллель G гена MTR может являться причиной злокачественного преобразования клеток из-за нарушения в процессах метилирования ДНК (особенно это выражено у пациентов с генотипом G/G).

Гипергомоцистеинемия как этиологический фактор репродуктивной недостаточности при тромбофилии

В последние годы появились данные о важной роли гипергомоцистеинемии в патогенезе микроциркуляторных и тромботических осложнений при различных заболеваниях, в том числе и в акушерской практике. Гипергомоцистеинемия рассматривается в настоящее время как фактор повышенного риска целого ряда акушерских осложнений, таких, как привычное невынашивание беременности, бесплодие в результате дефектов имплантации зародыша, гестозы, преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты, антенатальная смерть плода, тромбозы и тромбоэмболии. Наряду с некоторыми другими нарушениями обмена, гипергомоцистеинемия является независимым фактором риска развития, как атеросклероза, так и различных тромбоассоциированных осложнений.

Гомоцистеин представляет собой серосодержащую аминокислоту, синтезируемую в организме из незаменимой аминокислоты метионина путем реакции трансметилирования – при этом метионин сначала переходит в «активный» метионин. Далее метильная группа от метионина передается соединению, которое подвергается метилированию с образованием S-аденозилгомоцистеина. Образующийся далее гомоцистеин способен конвертироваться обратно в метионин — по пути реметилирования, либо по пути транссульфурирования в цистеин.

Гомоцистеин не является структурным элементом белков, а потому не поступает в организм с пищей. Единственный его источник — метионин. Пути метаболизма гомоцистеина требуют участия витаминов (фолатов, витаминов В₆ и В₁₂, флавинадениндинуклеотидов) в качестве кофакторов или субстратов ферментов. Для превращения избытка гомоцистеина в метионин нужны высокие концентрации активной формы  фолиевой  кислоты —  5-метилтетрагидрофолата.  Основным  ферментом, обеспечивающим превращение фолиевой кислоты в ее активную форму, является 5,10 метилентетрагидрофолат-редуктаза. Для превращения гомоцистеина в цистеин путем реакции транссульфурирования необходим фермент цистатионин-синтетаза (СВS). Кофактором СВS служит пиридоксальфосфат (витамин В₆).

 

Внутриклеточный обмен гомоцистеина.

При невозможности полноценного реметилирования гомоцистеина или его превращения в цистеин, развивается состояние гипергомоцистеинемии.

Гипергомоцистеинемия сама по себе является мультифакториальным процессом, с вовлечением генетических и негенетических аспектов метаболизма гомоцистеина. Нормальное содержание гомоцистеина в плазме крови составляет 5-12 мкмоль/л. Легкой степенью гипергомоцистеинемии считается 15-30 мкмоль/л, средней степенью — 31-100 мкмоль/л. а тяжелой более 100 мкмоль/л.

В течение жизни концентрация гомоцистеина в крови постепенно повышается. До периода полового созревания уровни гомоцистеина у мальчиков и девочек примерно одинаковы (около 5 мкмоль/л). В период полового созревание уровень гомоцистеина повышается до 6-7 мкмоль/л, у мальчиков это повышение более выражено, чем у девочек. У взрослых уровень гомоцистеина колеблется в районе 10-11 мкмоль/мл, у мужчин этот показатель обычно выше, чем у женщин. С возрастом уровень гомоцистеина постепенно возрастает, причем у женщин скорость этого нарастание выше, чем у мужчин. Постепенное нарастание уровня гомоцистеина с возрастом объясняют снижением функции почек, а более высокие уровни гомоцистеина у мужчин — большей мышечной массой.

Уровень гомоцистеина в крови может повышаться по многим причинам. Одним из факторов является повышенное поступление метионина с пищей. Поэтому во время беременности дополнительное назначение метионина в таблетках, до сих пор практикуемое некоторыми врачами, следует проводить с осторожностью и под контролем уровня гомоцистеина. Самыми частыми причинами повышения уровня гомоцистеина являются витаминодефицитные состояния. Особенно чувствителен организм к недостатку фолиевой кислоты и витаминов В₆, В₁₂ и В₁. Повышенную склонность к гипергомоцистеинемиии имеют курящие. Потребление больших количеств кофе является одним из самых мощных факторов, способствующих повышению уровня гомоцистеина в крови. У лиц, выпивающих более 6 чашек кофе в день, уровень гомоцистеина на 2-3 мкмоль/л выше, чем у не пьющих кофе. Предполагается, что негативное действие кофеина на уровень гомоцистеина связано с изменением функции почек, а с другой стороны, через взаимодействие с витамином В₆ (снижая его уровень). Уровень гомоцистеина часто повышается при сидячем образе жизни. Умеренные физические нагрузки способствуют снижению уровня гомоцистеина при гипергомоцистеинемии. Потребление небольших количеств алкоголя может снижать уровень гомоцистеина, а большие количества спиртного способствуют росту гомоцистеина в крови (ингибиция метионин-синтетазы ацетальдегидом, снижение уровня фолатов, витамина В₁₂ и/или В₆).

На уровень гомоцистеина влияет прием целого ряда лекарств. Механизм их действия может быть связан с влиянием на действие витаминов, на продукцию гомоцистеина, на функцию почек, и на уровень гормонов. Особенное значение имеют метотрексат (антагонист фолиевой кислоты, часто применяется для лечения псориаза), противосудорожные препараты (фенитоин и др., опустошают запасы фолиевой кислоты в печени), закись азота (препарат, использующийся при наркозе и при обезболивании родов, инактивирует витамин В₁₂), метформин (препарат, использующийся для лечения сахарного диабета и синдрома поликистозных яичников) и антагонисты Н₂-рецепторов (влияют на всасывание витамина В₁₂), эуфиллин (подавляет активность витамина В₆, часто применяется в акушерских стационарах для лечения гестозов). На уровень гомоцистеина может неблагоприятно влиять прием гормональных контрацептивов, но это бывает не всегда. Еще одним фактором, способствующим повышению уровня гомоцистеина, являются некоторые сопутствующие  заболевания.  Самыми  важными  из  них являются витаминодефицитные состояния и почечная недостаточность. Заболевания щитовидной железы, сахарный диабет, псориаз и лейкозы могут способствовать значительному росту уровня гомоцистеина в крови. Одной из главных причин витаминодефицитных состояний, приводящих к гипергомоцистеинемии,    являются   заболевания   желудочно-кишечного    тракта, сопровождающиеся нарушением всасывания витаминов (синдром мальабсорбции). Это объясняет более высокую частоту сосудистых осложнений при наличии хронических заболеваний ЖКТ, а также то, что при В₁₂-витаминодефиците частой причиной смерти служит не анемия, а инсульты и инфаркты.

 

Участие гомоцистеина в запуске тромбозов

При функциональной недостаточности фермента или снижении количества витамина В₁₂ гомоцистеин еще не элиминируется за пределы клетки, а подвергается воздействию фермента СВS при каталитическом участии витамина В₆ и через промежуточный продукт цистатионин необратимо трансформируется в цистеин. Если обе реакции не протекают внутри клетки, то гомоцистеин элиминируется в межклеточное пространство и кровоток. Это своеобразная защитная реакция от токсического влияния гомоцистеина на клетку. Повышенный уровень гомоцистеина вызывает повреждение сосудистой ткани, нарушая коагулянтный баланс. При этом гомоцистеин может оказывать как непосредственное цитотоксическое влияние на эндотелий, так и повреждать его посредством других молекул. Одновременно усиливается потребление оксида азота, который используется для нейтрализации   гомоцистеина.    Неутилизироваиный    гомоцистеин   подвергается аутоокислению с образованием Н₂О₂, супероксидных и гидроксильных радикалов, повреждающих эндотелий. Кроме того, под влиянием гомоцистеина происходит чрезмерная пролиферация гладкомышечных клеток сосудистой системы.

Повышенный уровень гомоцистеина вызывает активацию и гиперагрегацию тромбоцитов. Характерным является повышение уровня агониста агрегации тромбоцитов и вазоконстриктора тромбоксана А₂.

Гомоцистеин сам по себе обладает прокоагулянтный свойствами, вызывая активацию XII фактора, V фактора и тканевого фактора. Другими возможными механизмами является снижение активности антитромбина III и эндогенного гепарина, как в циркуляции, так и на эндотелии, а также уменьшение содержания на поверхности внутренней выстилки сосуда тромбомодулина.

Учитывая особенности физиологической адаптации системы гемостаза к беременности, абсолютное большинство генетических и приобретенных форм тромбофилии клинически проявляются именно в течение гестационного процесса, и как оказалось, не только в форме тромбозов, но и в форме типичных акушерских осложнений. Процесс имплантации, инвазии трофобласта и дальнейшее функционирование плаценты представляется многоступенчатым процессом эндотелиально-гемостазиологических взаимодействий со сложной регуляцией, который объективно нарушается при тромботической тенденции и в случае генетических дефектов свертывания. И проявляться эти нарушения могут на всех сроках беременности, начиная с момента зачатия. Микротромбообразование и нарушения микроциркуляции при гипергомоцистеинемии приводят к целому ряду акушерских осложнений. Нарушение плацентарной функции при этом возникает в результате микротромбозов в межворсинчатом пространстве и сосудах плаценты и сопутствующего тромбофилии дисбаланса между тромбоксаном А₂ и простациклином, приводящим к спазму спиральных артерий и резкому повышению резистентности сосудистого русла матки.

Нарушение плацентации и фетоплацентарного кровообращения (изменение качества спиральных артерий и нарушение процесса инвазии их в трофобласт) могут быть причиной репродуктивной недостаточности на ранних сроках: невынашивания беременности и бесплодия в результате дефектов имплантации зародыша. На более поздних стадиях беременности  гипергомоцистеинемия  является  причиной  развития  хронической фетоплацентарной недостаточности и хронической внутриутробной гипоксии плода. Это приводит к рождению детей с низкой массой тела и снижению функциональных резервов всех жизнеобеспечивающих систем новорожденного и развития целого ряда осложнений периода новорожденности.

Гипергомоцистеинемия может быть одной из причин развития генерализованной микроангиопатии во второй половине беременности, проявляющейся в виде позднего токсикоза (гестоза): нефропатии, преэкламсии и экламсии. Для гипергомоцистеинемии характерно развитие тяжелых, часто неуправляемых состояний, которые могут приводить к досрочному прерыванию  беременности  по  медицинским  показаниям.  Рождение  незрелого недоношенного ребенка в таких случаях сопровождается высокой детской летальностью и большим процентом неонатальных осложнений.

Гомоцистеин свободно переходит через плаценту и может оказывать тератогенное и фетотоксическое действие. Было доказано, что гипергомоцистеинемия является одной из причин анэнцефалии и незаращения костномозгового канала. Анэнцефалия приводит к стопроцентной летальности, а «spina bifida» — к развитию серьезных неврологических проблем у ребенка, включая моторный паралич, пожизненную инвалидность и преждевременную смерть. Нельзя исключить прямое токсическое действие избыточного уровня гомоцистеина на нервную систему плода. Часто   наблюдается   сочетание   наследственных   или   приобретенных   форм гипергомоцистеинемии с повышением уровня антител к фосфолипидам (кардиолипину). В этом случае образование таких антител может рассматриваться как вторичная аутоиммунная реакция. В части случаев образование антител к фосфолипидам (кардиолипину) не связано с гипергомоцистеинемией   (заболевания  соединительной  ткани,  прием   некоторых лекарственных  средств,  вирусная  и  бактериальная  инфекция,  злокачественные новообразования). Показана роль гомоцистеина в нарушении репродуктивной функции у женщин, а также влияние гипергомоцистеинемии сочетанной с повышением уровня антител к фосфолипидам (кардиолипину), на увеличение риска проявления плацентарной недостаточности по сравнению с воздействием собственно гипергомоцистеинемии или антифосфолипидного синдрома. Это говорит о возможном потенцировании патологического воздействия гомоцистеина и антител к кардиолипину. Таким образом, гипергомоцистеинемия является самостоятельным многофакторным состоянием риска развития осложнений беременности с элементами каскадного самоусиления. Учитывая серьезность возможных последствий гипергомоцистеинемии, рекомендуется проверять уровень гомоцистеина всем женщинам, готовящимся к беременности. В обязательном порядке следует проверять уровень гомоцистеина у пациенток с бывшими ранее акушерскими осложнениями и у женщин, у родственников которых были инсульты, инфаркты и тромбозы в возрасте до 45-50 лет. Традиционные методики ведения тромбофилических состояний при беременности (в том числе и снижение уровней гомоцистеина) значительно улучшают прогноз беременности у женщин с факторами риска невынашивания беременности. Наши исследования показывают, что своевременная коррекция гипергомоцистеинемии позволяет резко снизить агрессию организма беременной женщины по отношению к плацентарной функции и в ряде случаев полностью устранить тромбофилическое состояние. Профилактическое назначение дополнительных доз фолиевой кислоты и витаминов группы В позволяет повысить порог активации системы гемостаза и снизить риск нарушения плацентарной функции. Это показывает, что необходимость и качество исследования гомоцистеинового профиля больных с клиникой сосудистой патологии является реальным шансом диагностического, лечебного и прогностического успеха в борьбе с акушерскими осложнениями, а также с большинством сосудистых патологий.

Сдавайте анализы постоянно в одной и той же лаборатории – и вашему врачу будут примерно известны Ваши личные показатели нормы и любое отклонение от нормы будет сразу им замечено.

Анализ: Гомоцистеин | Целди

Описание

Описание: Гомоцистеин образуется в организме (в пище он не содержится) в ходе метаболизма незаменимой аминокислоты метионина. Им богаты продукты животного происхождения, прежде всего мясо, молочные продукты (особенно творог), яйца. Гомоцистеин в плазме находится преимущественно в связанной с белками форме. Общий гомоцистеин плазмы представляет собой сумму свободного и связанного гомоцистеина. Большая его часть подвергается обратному метилированию с образованием метионина. Альтернативно, он может подвергаться необратимому превращению в цистеин и глютатион. В метаболизме гомоцистеина участвуют витамины В12, B6, фолиевая кислота. С возрастом уровень гомоцистеина в крови увеличивается. При нарушениях метаболизма гомоцистеин накапливается внутри клеток в повышенных количествах и поступает во внеклеточное пространство, а затем — в плазму. Повышенные концентрации гомоцистеина являются цитотоксичными. Гомоцистеин может повреждать стенки сосудов, делая их поверхность рыхлой. На поврежденную поверхность осаждаются холестерин и кальций, образуя атеросклеротическую бляшку. Повышенный уровень гомоцистеина усиливает тромбообразование. Повышение уровня гомоцистеина крови на 5 мкмоль/л приводит к увеличению риска атеросклеротического поражения сосудов на 80% у женщин и на 60% у мужчин. У людей с повышенным уровнем гомоцистеина повышается риск возникновения болезни Альцгеймера и старческого слабоумия, чаще возникают сосудистые осложнения — заболевания периферических сосудов, нефропатия, ретинопатия (как осложнения сахарного диабета) и др. Во время беременности повышенные уровни гомоцистеина могут быть причиной таких осложнений, как спонтанные аборты, преэклампсия и эклампсия, венозная тробэмболия. Некоторые препараты (например, пеницилламин, циклоспорин, метотрексат, карбамазепин, фенитоин, 6-азауридин, закись азота), определенные заболевания (гипотиреоз, гиперпролиферативные заболевания, почечная недостаточность), факторы, связанные с неправильным образом жизни (курение, алкоголь, большие количества кофе) могут повышать уровень гомоцистеина. Механизм действия этих факторов обусловлен либо прямым, либо непрямым антагонизмом с ферментами или кофакторами, участвующими в метаболизме гомоцистеина. Самой частой причиной ГГЦ яляется дефицит фолиевой кислоты. Нехватка витамина В12, даже при адекватном поступлении фолиевой кислоты, также может вести к накоплению гомоцистеина. Следует отметить, что, дефицит как фолиевой кислоты, так и витамина B12 может и независимо от гомоцистеина увеличивать риск сердечно-сосудистых заболеваний. Определение гомоцистеина в плазме в настоящее время применяют для оценки риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, наряду с определением уровня холестерина, липопротеидов высокой и низкой плотности, фибриногена, С-реактивного белка чувствительным методом. По данным клинических исследований, увеличение концентрации гомоцистеина в плазме на 5 мкмоль/л увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний и общей смертности в 1,3-1,7 раза. Сроки исполнения: 1 день. Подготовка к исследованию: Взятие крови натощак (спустя 8-12 часов после приема пищи).

Метилирование и гомоцистеин — пища для мозга

Что такое гомоцистеин?

Гомоцистеин — это встречающаяся в природе аминокислота, вырабатываемая в процессе метилирования организма. Уровень гомоцистеина в плазме все чаще признается фактором риска заболевания и рассматривается как предиктор потенциальных проблем со здоровьем, таких как сердечно-сосудистые заболевания и болезнь Альцгеймера.

Сложный метаболизм гомоцистеина в организме в значительной степени зависит от кофакторов, полученных из витаминов, а дефицит витамина B12, фолиевой кислоты и витамина B6 связан с повышенным уровнем гомоцистеина.Другие факторы, которые, как считается, повышают уровень, — это плохое питание, плохой образ жизни — особенно курение и обильное употребление кофе и алкоголя, некоторые лекарства, отпускаемые по рецепту (например, ингибиторы протонной помпы), диабет, ревматоидный артрит и плохая функция щитовидной железы.

Нет единого мнения о верхних контрольных пределах концентраций гомоцистеина в плазме, хотя «нормальный» диапазон для здоровых людей считается между 5 и 15 мкмоль / л. Однако считается, что такие низкие уровни, как 6,3 мкмоль / л, представляют повышенный риск, а каждые 5 мкмоль / л могут увеличивать риск ишемической болезни сердца примерно на 20%.

Хорошая новость заключается в том, что уровни гомоцистеина можно проверить, а высокий уровень гомоцистеина во многих случаях можно нормализовать с помощью диеты и приема витаминов. Наиболее важными питательными веществами, которые помогают снизить уровень гомоцистеина, являются фолиевая кислота, витамины B12, B6 и B2, цинк и триметилглицин (TMG).

В этой статье обсуждаются причины и последствия высоких уровней гомоцистеина, а также важность измерения гомоцистеина, а также подчеркиваются некоторые ограничения, связанные с обработкой образцов и тестированием на гомоцистеин, а также с добавлением витаминов для нормализации уровней гомоцистеина.

Измерение гомоцистеина

написано доктором Джиллиан Харт Бакалавр (с отличием), доктор философии, Cert Mgmt (открытый), MIBMS

Фон

Нам все больше становится известно о важности гомоцистеина как фактора риска. Было опубликовано постоянно увеличивающееся количество исследований, показывающих, что гомоцистеин является предиктором потенциальных проблем со здоровьем. Теперь ясно, что повышенные концентрации гомоцистеина в плазме как предсказывают, так и предшествуют развитию сердечно-сосудистых заболеваний, включая инсульт.Исследование, опубликованное в British Medical Journal, ясно показало, что уровень гомоцистеина в плазме крови предсказывает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей даже лучше, чем любые традиционные меры риска, включая холестерин, артериальное давление или курение.

Повышенный уровень гомоцистеина также связан с болезнью Альцгеймера, деменцией, ухудшением памяти, плохой концентрацией внимания и рассудительности, а также пониженным настроением. Женщинам с высоким уровнем гомоцистеина труднее зачать ребенка, и они подвержены риску повторных ранних выкидышей.Высокий уровень гомоцистеина также связан с мигренью, а люди с такими состояниями, как диабет и остеопороз, подвергаются повышенному риску повышенного уровня гомоцистеина. Таким образом, было показано, что гомоцистеин играет решающую роль в качестве ключевого маркера развития болезни, определяющего продолжительность жизни и здоровье на протяжении всей жизни человека.

Чем вреден гомоцистеин?

Гомоцистеин — это встречающаяся в природе аминокислота, вырабатываемая в процессе метилирования.Он имеет формулу C4H9NO2S и является производным белка, который содержится в плазме крови, когда химический состав тела нарушен. Это гомолог аминокислоты цистеина, отличающийся дополнительной метиленовой (-CH ₂ -) группой. Гомоцистеин не получается с пищей, вместо этого он биосинтезируется из метионина посредством многоступенчатого процесса, который, вероятно, происходит в каждой клетке тела (рис. 1).

Рисунок 1: Метаболизм метионина

Метионин — это аминокислота, которая попадает в организм как компонент пищевого белка и содержится в основном в мясе, яйцах, молочных продуктах, рыбе, курице, семенах, орехах и некоторых овощах.Метионин активируется до S-аденозилметионина (SAM) ферментом метионин аденозилтрансферазой. Уровни циркулирующего гомоцистеина обычно низкие из-за его быстрого метаболизма по одному из двух путей: кобаламин (витамин B12) и фолат-зависимый путь повторного метилирования, регенерирующий метионин, или пиридоксаль-5′-фосфатный (PLP, витамин B6) транс- Путь сульфирования, который превращает гомоцистеин в цистеин.

Сложный метаболизм гомоцистеина в организме в значительной степени зависит от кофакторов, полученных из витаминов, а дефицит витамина B12, фолиевой кислоты и витамина B6 связан с гипергомоцистеинемией.Причина, по которой гомоцистеин накапливается в организме, вызывая повреждение клеток и начало серьезного заболевания, заключается в том, что процесс биохимической трансформации не работает должным образом, обычно из-за нехватки этих необходимых витаминов. Если этим путям не хватает необходимых витаминов и минералов, это может привести к опасному уровню гомоцистеина и потенциальному ухудшению здоровья.

Предложенные механизмы, с помощью которых гипергомоцистеинемия может причинить вред, например повреждение сосудов, когнитивные нарушения, неврологические осложнения, врожденные дефекты и осложнения беременности, являются общими для всех этих состояний.Подробный обзор этих механизмов выходит за рамки данной статьи, однако повышенный уровень гомоцистеина связан с повреждением артерий, и один из механизмов, с помощью которого, как считается, гомоцистеин вызывает это повреждение, заключается в вмешательстве в то, как клетки используют кислород, что приводит к увеличению -повреждение свободных радикалов. Окисление вызывает множество заболеваний, включая сердечные заболевания, инсульты, рак и аутоиммунные заболевания.

Реактивные химические формы, такие как свободные радикалы, могут окислять липопротеины низкой плотности, производя оксихолестерины и окисленные жиры и белки в развивающихся артериальных бляшках.Это окислительное повреждение, наряду с изменениями метаболизма оксида азота, важного регулятора и посредника многочисленных процессов в нервной, иммунной и сердечно-сосудистой системах, и снижение метилирования, по-видимому, вносят свой вклад в причиненный ущерб. Действительно, предполагается, что дефекты метилирования и нарушение репарации ДНК, вызванные нарушением метаболизма фолиевой кислоты, вносят вклад в канцерогенез.

Гомоцистеин также стимулирует рост гладкомышечных клеток, вызывая отложение внеклеточного матрикса и коллагена, что вызывает утолщение и уплотнение стенок артерий.В целом, тем не менее, точные механизмы, участвующие в повышенном риске ухудшения здоровья при повышенном уровне гомоцистеина, по-прежнему остаются загадкой во многих отношениях, и необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить точные ассоциации.

Что вызывает повышенный уровень гомоцистеина?

Считается, что многие факторы повышают уровень гомоцистеина; К ним относятся плохое питание, плохой образ жизни, особенно курение, большое количество кофе и алкоголя, некоторые лекарства, отпускаемые по рецепту, диабет, ревматоидный артрит и плохая функция щитовидной железы.Повышенные уровни также связаны с хроническими воспалительными заболеваниями в целом и некоторыми кишечными расстройствами, такими как целиакия и болезнь Крона. Уровни повышаются с возрастом, и более высокие уровни чаще встречаются у мужчин, чем у женщин. Уровень гомоцистеина может повышаться при дефиците эстрогена и при приеме некоторых долгосрочных лекарств, включая кортикостероиды. Строгие вегетарианцы и веганы также могут подвергаться риску и люди, страдающие от стресса. Как и в случае с холестерином, семейный анамнез и генетический состав могут играть определенную роль в повышении его уровня, как ожирение и недостаток физических упражнений.Даже люди, ведущие активный и здоровый образ жизни, могут по-прежнему подвергаться риску, если в семейном анамнезе высокий уровень гомоцистеина или заболевания.

Идентифицировано быстро увеличивающееся количество вариаций генов, регулирующих ферменты, участвующие в метаболизме метионина. Снижение активности генов, таких как тот, который регулирует фермент метил-ентетрагидрофолатредуктазу (MTHFR), увеличивает средний уровень гомоцистеина. Этот ген присутствует в гомозиготной форме примерно в 10% большинства европейских популяций, но частота широко варьируется географически и между различными этническими популяциями.

Тест на гомоцистеин

Измерение гомоцистеина или, точнее, измерение общего гомоцистеина, которое включает сумму концентраций свободного и связанного гомоцистеина в плазме крови, технологически сложно. После забора крови клетки крови продуцируют и высвобождают гомоцистеин, что приводит к увеличению измеренных уровней, что составляет примерно 10% в час при комнатной температуре. Таким образом, жизненно важно собрать плазму крови (используя ЭДТА или гепарин для предотвращения коагуляции) и центрифугировать образец для удаления клеток крови из плазмы в течение 30 минут после сбора; даже самый эффективный транспорт из клиники или врачебной практики до лабораторной центрифуги редко делает это возможным.Сбор сыворотки крови нецелесообразен из-за относительно длительного времени свертывания. После отделения от клеток крови гомоцистеин стабилен в плазме в течение по крайней мере 4 дней при комнатной температуре и гораздо дольше в охлажденном или замороженном виде.

Некоторые производители теперь предоставляют вакутейнеры для сбора крови, которые содержат раствор стабилизатора, который может помочь отсрочить острую необходимость центрифугирования. Однако наиболее эффективным устройством на рынке для сбора и немедленного разделения плазмы крови для измерения гомоцистеина является уникальная запатентованная система разделения плазмы, произведенная одной лабораторией в Великобритании; единственное в своем роде устройство на рынке.Это устройство обеспечивает немедленное отделение плазмы крови, а это означает, что образец крови укола пальца можно собрать с помощью ланцета, не выходя из клиники или даже дома. Устройство для сбора легко использовать, оно немедленно отделяет клетки крови и собирает плазму в абсорбирующую подушечку, которую можно отправить обратно в лабораторию для тестирования. Также имеется видимый встроенный индикатор, который определяет собранный объем, чтобы собрать необходимое количество крови (всего несколько капель).Лаборатория утверждает, что при использовании устройства сепарации плазмы для сбора образцов не происходит разложения гомоцистеина в течение 10 дней, даже при хранении при 37 ° C.

Есть несколько других важных факторов, которые следует учитывать при заборе крови. Поскольку метионин, поступающий в виде белка с пищей, является единственным источником гомоцистеина, можно ожидать, что прием пищи вызовет повышение концентрации гомоцистеина в плазме. Действительно, пища, богатая белком, может значительно повысить общий уровень гомоцистеина, поэтому обычно рекомендуется, чтобы человек, проходящий тест, голодал в течение ночи во время забора крови.

Измерение гомоцистеина в моче бесполезно, поскольку почечная экскреция не является важным путем его выведения. Только около 1% гомоцистеина, отфильтрованного клубочками, обычно обнаруживается в моче. Остальное реабсорбируется и метаболизируется. При этом некоторые терапевты предлагают измерение уровня гомоцистеина в моче, поскольку его легко собрать, однако результаты следует интерпретировать с осторожностью, поскольку они могут выявить только крайнюю гипергомоцистеинемию.

Методы испытаний

Возросшая потребность лабораторий клинической химии в методах определения гомоцистеина в корреляции с сердечно-сосудистыми заболеваниями и недостаточным питанием привела к разработке различных аналитических методов измерения.

Методы включают аминокислотный анализ, высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ), капиллярный электрофорез, газовую хроматографию-масс-спектрометрию (ГХ-МС) и иммуноанализ; ВЭЖХ является золотым стандартным эталонным методом. Различные методы измерения общего гомоцистеина обычно дают сопоставимые результаты, однако существуют различия между методами и между лабораториями, поэтому следует проявлять осторожность при сравнении значений, полученных в разных лабораториях. При этом исследования показали, что отдельные измерения гомоцистеина могут достаточно хорошо классифицировать людей по их среднему уровню гомоцистеина в плазме.Однако из-за межметодовой и межлабораторной вариабельности важно, чтобы любой мониторинг концентраций гомоцистеина с течением времени и с лечением проводился с использованием одного и того же метода и в той же лаборатории. Выбор услуг лабораторного тестирования — критический процесс.

«Нормальные» диапазоны задания

Нет единого мнения относительно верхних контрольных пределов концентраций гомоцистеина в плазме. У практически здоровых людей «нормальные» концентрации обычно колеблются от 5 до 15 мкмоль / л.Однако исследования целевых групп населения показали, что верхний предел в 15 мкмоль / л слишком высок для хорошо питающихся популяций без очевидного дефицита витаминов. Теперь ясно, что каждое повышение уровня гомоцистеина на 5 мкмоль / л увеличивает риск ишемической болезни сердца примерно на 20%, независимо от традиционных факторов риска ишемической болезни сердца. Кроме того, хорошо задокументировано, что риск ишемической болезни сердца представлен континуумом концентраций гомоцистеина со значительным риском между 10 и 15 мкмоль / л.Некоторые сообщают, что любое измерение гомоцистеина выше 6,3 мкмоль / л представляет повышенный риск.

Нет сомнений в том, что измерение уровня гомоцистеина станет рутинным инструментом скрининга для оценки риска в будущем, но текущие контрольные пределы изменятся с основанных на значениях от предполагаемой нормальной здоровой популяции к исходному уровню, где « нормальный » является оптимальным уровнем. . В целом рекомендуется тщательный мониторинг уровня гомоцистеина во время лечения.

Лечение

Хорошая новость заключается в том, что высокий уровень гомоцистеина во многих случаях может быть нормализован, а рекомендации относительно диеты и приема витаминов оказались очень эффективными в снижении уровня гомоцистеина в плазме.Однако очевидно, что добавление витаминов может нормализовать уровень гомоцистеина, даже если уровень витаминов в сыворотке находится в пределах нормы или даже в пределах высокого диапазона. Метаболические, экологические и генетические факторы делают практически невозможным определение индивидуальных потребностей в питании без предварительного проведения теста на гомоцистеин; затем результат теста может определить требуемый режим питания и добавок. Наиболее важными питательными веществами, которые помогают снизить уровень гомоцистеина, являются фолиевая кислота, витамины B12, B6 и B2, цинк и триметилглицин (TMG).

Заключение

В этой статье представлен обзор важности измерения гомоцистеина, а также выделены некоторые ограничения, связанные с обработкой образцов и тестированием на гомоцистеин. Всегда будут люди с высоким риском повышенного уровня гомоцистеина, но единственный способ выяснить это окончательно — это выполнить проверенный тест на гомоцистеин, а затем контролировать уровни во время лечения.

Д-р Гилл Харт — биохимик с более чем двадцатипятилетним опытом разработки и оценки стандартных тестов и услуг по тестированию в больницах.Гилл присоединилась к команде YorkTest в 2005 году и применила свои научные и нормативные знания во всех услугах YorkTest.

Список литературы

1. de Ruijter, W. et al, «Использование шкалы риска Framingham и новых биомаркеров для прогнозирования смертности от сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей: популяционное наблюдательное когортное исследование». Британский медицинский журнал , 2009 г., 338: a3083.

2. Сешадри, С. и др., «Гомоцистеин плазмы как фактор риска деменции и болезни Альцгеймера». Медицинский журнал Новой Англии , 2002, 346: 476-483.

3. Руголо, С. и др., «Гипергомоцистеинемия: связано с акушерским диабетом и пороками развития плода». Минерва Ginecologica , 2005, 57: 619-25.

4. Сэвидж, Д. и др. «Определение чувствительности сывороточного метилмалоновой кислоты и общего гомоцистеина для диагностики дефицита кобаламина и фолиевой кислоты». Американский журнал медицины , 1994, 96: 239-46.

5. Klee, G. «Оценка кобаламина и фолиевой кислоты; измерение метилмалоновой кислоты и гомоцистеина по сравнению с витамином B12 и фолиевой кислотой ». Клиническая химия , 2000, 46: 1277-83.

6. Боландер-Гуай, К. В «Сосредоточении внимания на гомоцистеине и витаминах, участвующих в его метаболизме». Опубликовано Springer-Verlag, Франция, 2002 г., глава 3, стр. 33.

7. Апчерч, Г. и др., «Гомоцистеин, EDRF и функция эндотелия». Журнал питания , 1996, 126: 1290S-1294S.

8. Cortelezzi, A. et al, «Гипергомоцистеинемия при миелодиспластических синдромах: специфическая связь с аутоиммунитетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями». Лейкемия и лимфома , 2001, 41: 147-50.

9. Mutus, B и др., «Ингибирование выработки оксида азота в тромбоцитах, индуцированное гомоцистеином: исследование на здоровых и диабетических субъектах». Диабетология , 2001, 44: 979-82.

10. Дути, С. «Дефицит фолиевой кислоты и рак: механизмы нестабильности ДНК». Британский медицинский бюллетень , 1999, 55: 578-92.

11. Робертсон К. «Метилирование ДНК, метилтрансферазы и рак». Онкоген , 2001, 20: 3139-55

12.Кармоди Б. и др. «Фолиевая кислота ингибирует индуцированную гомоцистеином пролиферацию гладкомышечных клеток артерий человека». Журнал сосудистой хирургии , 1999, 30: 1121-8.

13. Майорс А. и др. «Гомоцистеин как фактор риска сосудистых заболеваний. Повышенная выработка и накопление коллагена гладкомышечными клетками ». Артериосклероз, тромбоз и сосудистая биология , 1997, 17: 2074-81.

14. Bolander-Gouaille, C. и Bottiglieri, T. В «Витамины, связанные с гомоцистеином, и психоневрологические расстройства».Опубликовано Springer-Verlag, Франция, 2003 г., стр. 58-108.

15. Розен Р. «Генетическая модуляция гомоцистеинемии». Семинары по тромбозу и гемостазу , 2000, 26: 255-61.

16. Вилкен, Б. и др., «Географические и этнические вариации аллеля 677C> T 5,10-метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR): данные, полученные от более 7000 новорожденных из 16 регионов мира». Журнал медицинской генетики , 2003; 40: 619-625.

17. Европейский патент EP 1518118

18.Расмуссен К. и Мёллер Дж. «Измерение общего гомоцистеина в клинической практике». Annals of Clinical Biochemistry , 2000, 37: 627-648.

19. Рефсум, Х. и др., «Факты и рекомендации по определению общего гомоцистеина: мнение экспертов». Клиническая химия , 2004, 50: 3–32.

20. Гарг, У. и др., «Краткосрочная и долгосрочная изменчивость измерения гомоцистеина в плазме». Клиническая химия , 1997, 43: 141-145.

21. Харт, Г. «Основы, на которые следует обратить внимание при выборе услуг лабораторных исследований». Практикующий диетолог , 2008, Весна / Лето.

22. Bolander-Gouaille, C. В «В центре внимания гомоцистеин и витамины, участвующие в его метаболизме». Опубликовано Springer-Verlag, Франция, 2002 г., глава 8, стр. 206.

23. Nygard, O. et al, «Основные факторы, определяющие образ жизни в распределении общего гомоцистеина в плазме: исследование гомоцистеина Hordaland». Американский журнал клинического питания , 1998, 67: 263-70.

24. Уббинк, Дж. И др., «Результаты исследования добавок витамина B, использованные в модели прогнозирования для определения референсного диапазона гомоцистеина в плазме». Клиническая химия , 1995,41: 1033-7.

25. Хамфри, Л. и др., «Уровень гомоцистеина и заболеваемость ишемической болезнью сердца: систематический обзор и метаанализ». Mayo Clinic Proceedings , 2008, 83: 1203-12.

26. Робинсон, К. и др., «Гипергомоцистеинемия и низкий уровень пиридоксальфосфата: общие и независимые обратимые факторы риска ишемической болезни сердца». Журнал обращения , 1995, 92: 2825-30.

27. Холфорд П. и Брэйли Дж. (2003) «H-фактор». Издательство Piatkus, Великобритания.

28. Нильссон, К. и др., «Гомоцистеин в плазме по отношению к кобаламину и фолату крови в психогериатрической популяции». Европейский журнал клинических исследований , 1994, 24: 600-6.

29. Faurshou, M. и др., «Высокая распространенность гипергомоцистеинемии из-за маргинального дефицита кобаламина или фолиевой кислоты при хронических миелопролиферативных заболеваниях». Американский журнал гематологии , 2000, 65: 136-40.

Гомоцистеин и метилирование ДНК: обзор литературы по животным и людям

Основные моменты

•

Гипергомоцистеинемия у животных связана с высоким уровнем САК и низким соотношением САМ / САК, но изменения САК не были последовательными.

•

Отношение SAM: SAH не является хорошим показателем для уровней метилирования ДНК в моделях животных с гипергомоцистеинемией.

•

И диета, и генетически индуцированные модели животных с гипергомоцистеинемией изменили метилирование, что указывает на гомоцистеин в качестве ключевого игрока.

•

Глобальное метилирование ДНК не всегда изменялось у людей с гипергомоцистеинемией.

•

В большинстве исследований исследования по снижению уровня гомоцистеина не привели к явному улучшению паттернов метилирования ДНК.

Реферат

Гомоцистеин (Hcy) — серосодержащая небелковая аминокислота, которая синтезируется из метионина в качестве важного промежуточного соединения в одноуглеродном пути.Высокие концентрации Hcy в состоянии, называемом гипергомоцистеинемией (HHcy), являются независимым фактором риска для ряда заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания и остеопоротические переломы. Поскольку Hcy продуцируется как побочный продукт реакции метилтрансферазы, изменение метилирования ДНК изучается как один из основных механизмов нарушений, связанных с HHcy. В моделях на животных повышенные концентрации Hcy индуцируются либо диетой (высокий уровень метионина, низкий уровень витаминов группы B, либо обоими), нокаутом генов ( Mthfr , Cbs , Mtrr или Mtr ) или комбинацией обоих для исследования. их влияние на метилирование ДНК или его маркеры.В отношении людей большая часть литературы включает исследования пациентов с использованием метода случай-контроль. Основное внимание в этом обзоре уделяется изучению существующей литературы по HHcy и его роли в отношении метилирования ДНК. Помимо этого, в нескольких исследованиях изучалось влияние испытаний по снижению Hcy на восстановление паттернов метилирования ДНК с помощью диеты с добавлением фолиевой кислоты или витамина B. Эти исследования, которые проводились как на животных моделях, так и на людях, были включены в этот обзор.

Аббревиатуры

SAH

S-аденозилгомоцистеин

B12D

дефицит витамина B12

MSP

ПЦР, специфичная для метилирования

Ключевые слова

Гомоцистеин

Гипергомоцистеин

000-A000200020002000200070002000700020007000200070007000200070002000200020007000700070002000700020002000700020002000200070002000200070002000700020007000200020002000200070002

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2014 Elsevier Inc.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Гомоцистеин — обзор | Темы ScienceDirect

7.10.3.2.3 Цистатионин-β-синтаза

CBS катализирует реакцию β-замещения, конденсирующую гомоцистеин и серин с образованием цистатионина. Эта реакция является обязательной стадией синтеза цистеина из метионина путем транссульфурации. CBS является наиболее распространенным локусом мутаций, связанных с гомоцистинурией, наследственным нарушением обмена веществ.У людей накопление гомоцистеина коррелирует с рядом различных патологий, таких как сердечно-сосудистые заболевания, дефекты нервной трубки и болезнь Альцгеймера. ^313–315 Он тесно связан с другими членами складчатого типа II, OASS и β-субъединицей TRPS. CBS человека представляет собой уникальный гем, содержащий PLP-зависимый фермент, связывающий один гем и один PLP на субъединицу. Это гомотетрамер с отдельными мономерами, демонстрирующими модульную организацию: N-концевой гемовый домен, за которым следует каталитическое ядро, в котором находится кофактор PLP, и С-концевой регуляторный домен. ³¹⁶ Гем в CBS млекопитающих проявляет необычные электронные свойства, так как он представляет собой шестикоординированный низкоспиновый железный гем с гистидином и цистеином в качестве аксиальных лигандов. ^{317 318} Нарушение окружения гема, несмотря на высокое насыщение PLP, отрицательно сказывается на каталитической активности. ³¹⁹ Информация о степени окисления гема передается в PLP на удаленном участке. Роль гема у млекопитающих — открытый вопрос. Отсутствие гема в гомологичном дрожжевом ферменте указывает на регуляторную роль этого кофактора.Была предложена роль регулятора окислительно-восстановительного потенциала. ^320–323

CBS человека демонстрирует сложную регуляцию. Он аллостерически активируется SAM, ³²⁴ , который стехиометрически связывается с каждой субъединицей. Предполагается, что сайт связывания находится в C-концевом домене, поскольку удаление этой области предотвращает связывание SAM и приводит к потере чувствительности SAM. ³¹⁶ Он частично снимает внутрибрюшинное ингибирование N-концевого каталитического ядра белка, оказываемое С-концевым доменом.Таким образом, полноразмерный фермент проявляет «базальный» уровень активности, который может стимулироваться SAM, чтобы придать ферменту «активированное» состояние. Удаление ингибирующего С-концевого домена приводит к увеличению по сравнению с базальным уровнем и дает фермент «суперактивированное» состояние. ³¹⁴ Аллостерическая активация SAM в дополнение к присутствию гемового кофактора отличает ортологи CBS от высших и низших эукариот. CBS дрожжей и T. cruzi не реагирует на SAM. ^325–327 С-концевой домен также важен для поддержания олигомерного состояния белка. Дрожжевой фермент представляет собой гомооктамер, и удаление С-концевого регуляторного домена приводит к образованию высокоактивных димерных ферментов. ³²⁶ Мутации в этой области коррелируют с наследственными заболеваниями. ^323,328

PLP находится в виде внутреннего альдимина, образуя основание Шиффа с остатком Lys в активном центре. Предполагается, что этот механизм включает образование PLP-связанных частиц по аналогии с другими ферментами, катализирующими реакции β-замещения.Добавление серина приводит к образованию внешнего альдимина, который подвергается отщеплению протонов на α-углероде PLP-связывающим Lys с последующим отщеплением гидроксильной группы l-серина с образованием промежуточного аминоакрилата. ³²⁹ В человеческом ферменте аминоакрилатный промежуточный продукт, по-видимому, не накапливается в значительной степени. ^316,317,330 В дрожжевом ферменте не было обнаружено промежуточного хиноноида, что позволяет предположить, что превращение аминоакрилата в цистатионин является лимитирующей стадией в общей реакции. ³³⁰ Нуклеофильная атака тиолатом гомоцистеина на аминоакрилат и репротонирование на Cα генерируют внешний альдимин цистатионина. Конечная реакция трансальдиминирования высвобождает конечный продукт, цистатионин. ³²³ Реакция обратима, но образование l-цистатионина сильно поддерживается in vivo . Подобно другим родственным β-замещающим ферментам, предложенный механизм представляет собой пинг-понг, в котором связывание серина и высвобождение воды сопровождаются связыванием гомоцистеина и высвобождением цистатионина. ³²⁶

Аминоакрилат стабилен в усеченном дрожжами CBS и не разлагается на Nh4 и пируват. Остатки Thr81, Ser82, Thr85, Gln157 и Tyr158 способствуют подавлению конкурирующей реакции β-элиминирования, поддерживая правильное расположение остатков активного центра и стабилизируя замкнутую конформацию. ³³¹ Хотя CBS успешно ограничивает химию кофактора PLP реакцией β-замещения, субстратная специфичность фермента строго не контролируется. ^315,332 l-цистеин, 3-хлор-1-аланин, S -гидроксиэтил-1-цистеин, l-Ser- O -сульфат и l-аллотреонин принимаются CBS вместо l-серина, тогда как β-меркаптоэтанол и H ₂ S могут заменять нуклеофильный 1-гомоцистеин. ^333–335

Понимание болезни Альцгеймера по метилированию ДНК

Болезнь Альцгеймера (БА) — хроническое нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы, имеющее сложный патогенез у пожилых людей.Текущий обзор посвящен эпигенетическим механизмам БА, согласно последним данным. Одной из наиболее хорошо охарактеризованных модификаций хроматина в эпигенетических механизмах является метилирование ДНК. Данные с высокой степенью воспроизводимости показывают, что возникновение БА часто сопровождается изменениями уровня метилирования гена, связанного с БА. Гомоцистеин (Hcy) является не только промежуточным продуктом одноуглеродного метаболизма, но также важным независимым фактором риска БА; он может влиять на когнитивные функции мозга, изменяя одноуглеродный метаболизм и вмешиваясь в процесс метилирования ДНК, что приводит к цереброваскулярным заболеваниям.В общем, Hcy может быть фактором окружающей среды, который влияет на AD через путь метилирования ДНК с рядом изменений в веществе, связанном с AD. Этот обзор сконцентрируется на связи между метилированием ДНК и Hcy и попытается выяснить их правила в патофизиологии БА.

1. Введение

Рост числа пациентов с деменцией в последние годы представляет собой серьезную проблему, из которых болезнь Альцгеймера (БА) является наиболее распространенным типом, на который, по оценкам, приходится 70% случаев деменции [1].Данные показывают, что распространенность БА у людей старше 65 лет составляет приблизительно 10-30%, а оценочная частота — 1-3% [2]. Более того, около 9,5 миллионов человек страдают от БА в Китае, что, по оценкам, составляет 20% в мире в 2015 году [3].

AD — хроническое нейродегенеративное заболевание, которое проявляется прогрессирующей потерей памяти и когнитивными нарушениями [4, 5]. Старческие бляшки (SP), образованные внеклеточным отложением пептида амилоид- β (A β ), и нейрофибриллярные клубки (NFT), образованные чрезмерным фосфорилированием внутриклеточного тау-белка, являются отличительными признаками AD [6, 7], что также сопровождается массивной потерей нейронов и синапсов, а также структурными и функциональными аномалиями мозга [8–10].Метилирование ДНК является важной частью эпигенетики и становится очень привлекательной темой для исследователей, поскольку может пролить свет на неизвестные аспекты патофизиологии сложных заболеваний, таких как БА. Кроме того, гомоцистеин (Hcy) является фактором окружающей среды, который, по-видимому, связан с БА через пути метилирования ДНК.

2. Механизмы

2.1. Болезнь Альцгеймера

В настоящее время взаимодействие различных факторов, таких как генетика и окружающая среда, влияет на этиологию и патофизиологические изменения БА [11, 12].С патогенезом БА связаны многочисленные гипотезы, такие как гипотеза амилоидного каскада [13-15], гипотеза тау-белка [16-18], холинергическая гипотеза [19], гипотеза нарушения липидного обмена [20], гипотеза нейровоспаления [21]. и гипотеза окислительного стресса [22], среди которых гипотеза амилоидного каскада и гипотеза тау-белка обеспечивают преимущественно теоретическую конструкцию для AD.

Гипотеза амилоидного каскада показывает, что белок-предшественник β -амилоида (APP) генерирует пептид A β при расщеплении β -секретазы и γ -секретазы, что в конечном итоге формирует SP [23].Предыдущие исследования показали, что чрезмерное накопление A β вызывает синаптическое повреждение, гиперактивацию глиальных клеток [24] и воспалительную реакцию [25, 26], за которой следует образование SP (Рисунок 1) [27]. В серии знаковых исследований утверждается, что роль нацеливания на пептид A β в лечении AD будет задерживать прогрессирование заболевания [28, 29] за счет ингибирования агрегации мономеров и предотвращения образования токсичных видов [30]. Исследование Zhai et al. [31] показало, что структурное происхождение β -листа и отложение бляшек, следовательно, блокирование и ингибирование передачи A β из источника может эффективно ингибировать отложение A β , что может быть важным методом предотвращения образования AD.

Фосфатсодержащий тау-белок является частью важнейших компонентов цитоскелета. В нормальных клетках мозга одна молекула тау с 2-3 фосфатными группами связана со стабильностью микротрубочек и аксонным транспортом нервных клеток [32]. Аномальное гиперфосфорилирование тау-белка и внутринейральная агрегация являются отличительными признаками раннего развития нейрофибриллярной патологии, связанной с БА. Связывающая способность гиперфосфорилированного тау-белка и тубулина снижена, спаренные спиральные филаменты (PHF) агрегированы; в то время как его способность к преобразованию и очищению снижена, сформированные NFT являются ранними маркерами AD [33–35].Степень фосфорилирования тау-белка является следствием взаимодействия различных протеинкиназ (PK) и протеинфосфатаз (PP) в головном мозге (Рисунок 1) [36–38]. Нарушение регуляции активности PP и PK снижает способность связывания и стабильность тау-белка с микротрубочками, что приводит к дисфункции нейронов и нейродегенерации, а также к функциональным дефектам [39–41]. Заметным исключением является исследование того, что фосфорилирование тау-специфических сайтов защищает мозг на ранних стадиях БА, ингибируя токсичность A β [42].Гиперфосфорилирование тау считается независимым от A β , но окончательное распространение тау по неокортексу управляется A β [7]. БА — это взаимодействие множества факторов и механизмов, оказывающих множественные эффекты на разных стадиях прогрессирования заболевания, что невозможно приписать изменениям одного фактора. Спорный вопрос, полностью ли существующая гипотеза объясняет патогенез БА. Следовательно, для его идентификации необходимы дальнейшие исследования.

2.2. Гомоцистеин

В 1933 году Винсент дю Виньо выделил серосодержащую небелковую аминокислоту под названием Hcy из камней мочевого пузыря. Метионин (Met) метаболизируется до S-аденозинметионина (SAM) под действием метионин-аденозилтрансферазы ( MAT ). SAM является одним из основных доноров метила, который может превращаться в S-аденозин-гомоцистеин (SAH), метил, удаляемый в этом процессе, который участвует в эпигенетических модификациях под действием метилтрансферазы [43]. SAH удаляет аденозин с помощью S-аденозин-гомоцистеингидролазы (SAHH) с образованием Hcy [44], веществ, хорошо связанных с метиониновым циклом и энергетическим метаболизмом (рис. 1) [45, 46].Клинические испытания показывают, что пероральная нагрузка Met увеличивает Hcy в плазме с до микромоль · л (-1) через 4 часа [47]. Следовательно, избыток Met может повышать уровень Hcy, что в конечном итоге приводит к гипергомоцистеинемии (HHcy) [48, 49].

Впоследствии преобладающий метаболизм Hcy происходит тремя путями (рис. 1): (1) цикл Met — под действием метионинсинтазы метаболизм тетрагидрофолата обеспечивает метильную группу, и Hcy реметилируется в Met с помощью витамина B12 (VitB12). [50, 51]; (2) путь транссульфурации — с витамином B6 (VitB6) в качестве кофермента, Hcy и серин конденсируются в цистатионин при катализе цистатионин β синтазы (CBS), затем цистатионин, катализируемый γ -цистатионинлиазой с образованием цистатионинлиазы , который окисляется до сульфата после серии ферментативного катализа и выводится с мочой в виде неорганических солей [52]; и (3) прямое высвобождение во внеклеточную жидкость — считается, что избыточный Hcy выделяется из внутриклеточной жидкости во внеклеточную жидкость через разницу во внутренней и внешней концентрациях, а затем выводится в системный кровоток, чтобы предотвратить его внутриклеточное накопление [53–55 ].VitB6, VitB12 и фолиевая кислота являются основными путями метаболизма Hcy в цикле метилирования и пути транссульфурации, недостаток которых приводит к продукции HHcy. Следовательно, баланс производства и метаболизма Hcy необходим для поддержания гомеостаза организма. Генетические факторы, факторы питания, уровни эстрогенов и возраст влияют на уровень Hcy в плазме [56–58]. Несколько недавних фундаментальных открытий подчеркивают важную патологическую роль HHcy во многих заболеваниях [59–62]. Исследования показывают, что HHcy индуцировал гипертензию, способствуя вызванному TLR-4 хроническому воспалению сосудов и опосредованной митохондриями гибели клеток [63].Более того, HHcy усугубляет атеросклероз с повышенным окислительным стрессом и сниженным уровнем S-нитрозилирования окислительно-восстановительных остатков чувствительных белков в сосудистой сети [64], что также как параметр метаболического нарушения независимо связано с тяжестью ишемической болезни сердца [65]. Повышенный уровень общего Hcy в плазме связан с повышенным риском нейродегенеративного заболевания [66].

2.3. Метилирование ДНК

Эпигенетика — это изучение генетических изменений в экспрессии генов, которые не вызваны изменениями последовательности ДНК [67].Среди них метилирование ДНК — одна из наиболее охарактеризованных эпигенетических модификаций, которая играет важную роль в поддержании функции клеток, генетическом импринтинге и экспрессии генов [68, 69]. Метилирование ДНК происходит в фундаментальной последовательности цитозин-фосфат-гуанина (CPG) при катализе ферментов ДНК-метилтрансферазы (DNMT). Специфические основания в последовательности ДНК и кофакторные белки совместно участвуют в поддержании и регулировании паттерна метилирования [70–72]. Для метилирования ДНК необходим ряд DNMTs [73], таких как поддерживающая метилтрансфераза DNMT1 и de novo метилтрансферазы DNMT3a и DNMT3b [74–77].DNMT1 поддерживает статус непрерывного метилирования ДНК, который отвечает за повторное метилирование во время деления клеток [78], а DNMT3a и DNMT3b метилируют нити ДНК, которые не были метилированы, что отвечает за синтез метилирования ДНК de novo [79].

В геноме метилированные сайты CpG составляют примерно 70% генов человека [80]. Сайты CpG расположены в области первого экзона, области промотора гена или области интрона и регулируют экспрессию нижележащих генов [81], где ковалентное связывание метильной группы с 5-м атомом углерода цитозина считается наиболее стабильным. эпигенетический маркер [82].

3. Метилирование ДНК при болезни Альцгеймера

Эпигенетические исследования обнаружили связь между метилированием ДНК и БА [83], которая участвует в прогрессировании нейродегенеративного заболевания [84]. Самое раннее накопление A β снижает общий уровень 5-гидроксиметилцитозина in vitro [85], что приводит к гипометилированию ДНК и влияет на патологическое развитие БА [86]. Более того, метилирование ДНК связано с A β и NFT [87].PS1 является компонентом секретазы γ , который расщепляет АРР с образованием различных A β [88]. Повышенная экспрессия APP и индукция гипометилирования промоторов генов APP и PS1 увеличивают продукцию A β в клетках BV-2 [89]. Более того, β -secretase-1 (BACE1) также гипометилирован, что влияет на накопление A β и ускоряет патологию AD [87], а также значительно снижает экспрессию DNMT1 в клеточных экспериментах [90]. Короче говоря, метилирование или деметилирование ключевых ферментов будет увеличивать синтез A β и уменьшать деградацию A β , что в конечном итоге приводит к развитию AD.

Реакции фосфорилирования и дефосфорилирования тау-белка катализируются киназой гликогенсинтазы 3 β (GSK3 β ) и протеинфосфатазой 2A (PP2A) соответственно; GSK3 β и PP2A — два основных типа ферментов, регулирующих гиперфосфорилированный тау-белок. Исследование Sonawane и Chinnathambi [91] показало усиление экспрессии деметилирования промотора GSK3 β и подавление метилирования промотора PP2A в головном мозге с БА, оба из которых ускоряли фосфорилирование тау (рис. 1).Кроме того, снижение экспрессии гиперметилирования промотора нетрин-1 может быть связано с потерей памяти [92].

Метилирование ДНК тесно связано с БА [93, 94]. Изменения в метилировании ДНК связаны с нейронной дифференцировкой гиппокампа [95], а также между несколькими областями мозга. До сих пор метилирование ДНК играет центральную роль в производстве амилоида, фиброгенезе, воспалении и окислительных путях. Все вышеперечисленные исследования предполагают, что метилирование ДНК участвует в молекулярном механизме БА [96].

4. Гомоцистеин при болезни Альцгеймера

С возрастом риск БА увеличивается из-за взаимодействия генетических факторов и факторов окружающей среды (ожирение, курение и нездоровый образ жизни) [97], из которых Hcy является фактором риска БА. . Несколько исследований показывают, что высокие концентрации Hcy вызывают когнитивную дисфункцию [98] и могут быть связаны с деменцией [99–101].

HHcy может способствовать развитию деменции посредством различных механизмов, включая церебральную микроангиопатию, эндотелиальную дисфункцию, окислительный стресс, повреждение нейронов и усиление сосудистой токсичности, нейротоксичности и апоптоза, опосредованное A β [102].Головной мозг пациентов с БА сопровождается цереброваскулярными заболеваниями [103], и исследования показывают, что длительная диета с высоким содержанием Hcy серьезно вызывает микрокровотечение, которое может быть причиной дефицита памяти [104]. Хотя повышенный уровень Hcy не вызывает перекисное окисление липидов во всем мозге крыс, аналогичные физиологические изменения в уровнях наблюдаются как для малонового диальдегида (MDA), так и для супероксид-аниона (SOA), что приводит к окислительному стрессу [105]. Hcy может не только увеличивать активность MMP-9 и MMP-2, но также снижать активность аргиназы.Между тем, это сопровождается реакцией на нитрозативный стресс, нарушающей целостность гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), что приводит к цереброваскулярной проницаемости и нейродегенерации [106, 107]. Исследование Lin et al. [108] предполагает, что Hcy может влиять на пролиферацию нервных клеток и образование депозита A β , индуцируя увеличение внутриклеточной SAH [109–111]. Кроме того, гены, связанные с повреждением ДНК, значительно активируются и вызывают окислительный и генотоксический стресс [112]. Поскольку высокие уровни Hcy являются метаболическим фактором риска нейродегенеративных заболеваний, уровни Hcy, вызванные диетой, не только усиливают невропатологию тау-белка у мышей H-TAU, но также влияют на синаптическую целостность, нейровоспаление и когнитивные функции [113].Более того, модель трансгенных мышей с AD показывает, что содержание A β в церебральных кровеносных сосудах значительно увеличилось, нейроны погибли, а повреждение ДНК нейронов гиппокампа еще больше снизило когнитивные способности [114]. Избыточное отложение гиперфосфорилированного тау-белка и нейропатия, вызванная повреждениями синаптической инактивации, также связаны с повышенным уровнем Hcy [115–117].

Уровень Hcy изменяет развитие БА, вызывая повреждение нейрональной ДНК, нейровоспаление, апоптоз и аномалии аутофагии [117–119].Генетическая изменчивость влияет на соответствующие гены, что увеличивает возраст начала заболевания и ускоряет снижение когнитивной функции [120, 121].

5. Метилирование ДНК и гомоцистеин при болезни Альцгеймера

Симптомы, подобные деменции, вызванные HHcy, связаны с аномальным метилированием и нарушениями экспрессии генов [122]. Одно исследование показало, что HHcy может снижать уровень метилирования и увеличивать повреждение клеток путем ингибирования экспрессии белка и ферментативной активности DNMT1, DNMT3A и DNMT3B в нервных стволовых клетках гиппокампа сырых крыс [123].Другое исследование также показывает, что HHcy усиливает повреждение ДНК, вызывая дефицит доноров метильных групп и нарушая репарацию ДНК, что приводит к гибели нейрональных клеток [124]. Кроме того, активация пути фермента 5lo приводит к гипометилированию 5loDNA и способствует образованию A β [125]. HHcy может снижать активность метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR) и экспрессию плотного коннексина, в то время как экспрессия SAHH, проницаемость BBB и окислительный стресс повышаются при активации ДНК-метилтрансферазы, что приводит к нейродегенерации и синаптической токсичности [126].Наиболее важно то, что цикл Met и путь транссульфурации связаны с фолиевой кислотой семейства VitB [127, 128].

Фолиевая кислота участвует в регуляции одноуглеродного метаболизма и метилирования. В дополнение к этому, активной формой фолиевой кислоты является 5-метилтетрагидрофолат, который является донором метила для реметилирования Hcy. HHcy вызывается низким содержанием фолиевой кислоты, которая повреждает нейроны гиппокампа и является важным фактором высокой частоты деменции у пожилых людей [129]. Кроме того, фолиевая кислота не только положительно связана с уровнем метилирования ДНК пожилых людей с когнитивными нарушениями, но также связана с интенсивностью метилирования ДНК [130].MTHFR участвует в метаболизме фолиевой кислоты, а высокий уровень Hcy, вызванный дефицитом MTHFR, снижает уровень экспрессии и метилирования PP2A и лейцинкарбоксилметилтрансферазы 1 (LCMT1), что приводит к дефосфорилированию тау [131].

HHcy является фактором риска БА, а также ассоциирован с дефицитом VitB12 [132]. Накопление Hcy, вызванное дефицитом VitB, может нарушать «потенциал метилирования», что приводит к усилению регуляции PS1, BACE и увеличению A β [133, 134].Несколько исследований показали, что уровень Hcy в плазме в группе AD увеличился, в то время как уровни фолиевой кислоты и VitB12 снизились [135–138]. Более того, аномальный метаболизм Hcy вызывает дефицит фолиевой кислоты и VitB12 в плазме [139–142], что, в свою очередь, влияет на уровень метилирования генов, связанных с AD, через участие в развитии AD [143]. Мыши, лишенные фолиевой кислоты и рациона VitB, будут иметь повышенные уровни Hcy, уровни A β и фосфорилирование тау-белка, которое также сопровождается гипометилированием промотора Alox5 [144].SAH, индуцированный высоким Hcy, увеличивается [123, 124], а соотношение SAM / SAH снижается, что связано с ингибированием метилтрансферазы [145]. Анализ метилирования также дополнительно демонстрирует корреляцию между циклом SAM / Hcy и метилированием ДНК, участвующим в метилировании PS1 и BACE1 [141]. SAM является преобладающим донором метила; Scarpa et al. [145] проанализировали влияние введения SAM на экспрессию 588 генов центральной нервной системы в нервных клетках и показали, что среди семи генов, обработанных SAM, три гена имели повышенную регуляцию метилирования ДНК и четыре гена имели пониженную регуляцию метилирования ДНК [146].SAM может регулировать свои продукты, чтобы принимать участие в статусе метилирования генов APP, что влияет на образование A β [147] за счет увеличения экспрессии белков APP и PS1; он также может вызывать гипометилирование промоторов генов APP и PS1 и увеличивать продукцию A β в клетках BV-2 [148]. Короче говоря, Hcy может изменять уровни метилирования ДНК ключевых метаболических ферментов и вызывать повреждение мозга [149].

6. Будущие направления

Возможные механизмы для Hcy, чтобы вызвать AD, показаны на рисунке 1; высокие уровни потребления Met производят чрезмерное количество Hcy в организме, которое метаболизируется в течение цикла Met, во время которого образованный метил присоединяется к пятибитовому атому углерода цитозина под действием DNMT, вызывая уровни метилирования генов, связанных с AD. изменить.Изменения в уровнях метилирования, в свою очередь, влияют на экспрессию гена, что приводит к возникновению AD. В то же время избыточное накопление Hcy представляет собой регенерацию до метионина под действием фермента синтеза метионина и VitB12, в результате чего образуется Hcy. В результате высокие уровни Hcy могут вызывать AD наряду с изменениями уровней метилирования генов, связанных с AD.

Несбалансированное потребление пищи не только увеличивает уровень Hcy, но также влияет на метилирование ДНК и экспрессию генов.В настоящее время большинство исследователей сосредотачиваются на влиянии Hcy на симптомы БА, а не на молекулярных механизмах. На молекулярном уровне изучение регулирующего механизма Hcy и его метаболитов на экспрессию родственных генов у пациентов с БА помогает определить соответствующие потребности в питании. Предотвращение повышения уровня Hcy, вызванного дисбалансом приема пищи, может либо предотвратить, либо остановить возникновение и обострение AD.

По мере прогрессирования БА лечение становится трудным с небольшим эффектом [150, 151]; исследования и разработки лекарств также требуют больших человеческих и материальных ресурсов [152].До сих пор основными препаратами, используемыми для лечения БА, являются донепезил, ривастигмин, галантамин и мемантин, которые могут только облегчить симптомы, но не могут вылечить и обратить вспять развитие БА [153–156]. Кроме того, некоторые препараты необходимо использовать в комбинации для достижения наилучшего терапевтического эффекта, что также сопровождается повышением риска различных побочных реакций [157]. С 2003 г. FDA не одобряло новый препарат для лечения БА [158]. Поэтому важны ранняя диагностика и лечение.Текущий клинический ранний диагноз зависит от клинического наблюдения, а когнитивное тестирование — это первый шаг к диагностике сложных характеристик болезни при БА, который требует много времени и имеет ограничения. Для более точного диагноза требуется визуализация (МРТ или ПЭТ) или инвазивная люмбальная пункция для измерения маркеров спинномозговой жидкости, что является дорогостоящим. Таким образом, эффективные методы диагностики и ранние биомаркеры заболевания необходимы для профилактики и лечения ранней БА [159].

Несколько исследователей сообщили, что уровни Hcy в плазме обычно повышены у пациентов с БА [160].HHcy тесно связан с корковой атрофией и более тяжелым когнитивным снижением [161, 162]. Высокие концентрации Hcy в плазме достоверно связаны с умеренными когнитивными нарушениями (MCI) и AD, которые сильнее коррелируют с пациентами с AD по сравнению с пациентами с MCI [163]. Метаанализ включал 34 исследования с участием 9397 субъектов и продемонстрировал причинную связь между общим Hcy в плазме и фактором риска БА [164]. Более 40% пациентов с БА связаны с высоким уровнем Hcy в плазме, что связано с более быстрой нервной атрофией, чем у пациентов с нормальным уровнем Hcy [165].Более того, уровни HHcy могут предсказывать снижение когнитивных функций у здоровых пожилых пациентов [166, 167]. Следовательно, HHcy также может прогнозировать AD, а предотвращение нейротоксичности, вызванной Hcy, может стать новой стратегией профилактики и лечения AD.

Изменение метилирования ДНК в гиппокампе пациентов с БА происходит в определенных регуляторных регионах, которые имеют решающее значение для нейродифференцировки; это поддерживает идею, что нейрогенез гиппокампа может играть роль в AD через эпигенетические механизмы [168].Текущие результаты показывают, что эпигенетическая модуляция ДНК уязвима для состояния нейродегенеративных заболеваний [169]. Более того, метилирование ДНК мозга связано с патологией AD во множестве локусов AD, и результаты дополнительно доказывают, что разрушение метилирования ДНК участвует в патологическом процессе AD [170]. Многие исследования показали, что метилирование ДНК является полезным маркером для скрининга людей с риском БА [171]. Следовательно, уровни метилирования генов, связанных с БА, являются удобным и полезным биомаркером для диагностики БА [172–174].

Правильное питание не только изменяет уровень Hcy, но также предотвращает развитие АД и снижает когнитивные нарушения. Уровни Hcy могут превращаться в биомаркеры AD для диагностики; более того, факторы, которые влияют на продукцию и метаболизм Hcy, не только повышают уровни Hcy, но также влияют на уровни метилирования ДНК генов, связанных с БА. Изучение механизмов метилирования ДНК при БА может помочь изучить этиологию и патогенез БА, что также может быть очень полезным инструментом для исследователей для выявления биомаркеров БА и даже сыграть важную роль в раннем скрининге пациентов в будущем.Между тем, эффективные меры по снижению уровней Hcy и метилирования ДНК дадут новые идеи для профилактики и лечения БА.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Вклад авторов

Тинтин Пи написал статью, а Цзин-Шань Ши просмотрел черновики статьи.

Выражение признательности

Эта работа была поддержана Репетиторской студией фармакологии Шицзиншаня [GZS-2016 (07)] и фондами для создания национальной аптечной дисциплины первого класса [GESR (2017-85)].

Как снизить уровень гомоцистеина с помощью диеты и витамина B

Витамины группы B являются основными терапевтическими средствами, используемыми для лечения высокого уровня гомоцистеина. уровни. Многие исследования подтверждают их способность по отдельности и в комбинации более низкие уровни гомоцистеина, и некоторые испытания показывают клинические преимущества в форма снижения риска инсульта и деменции. В общем, комбинированный использование витамина B ₁₂ и фолиевой кислоты более эффективно, чем один. Преимущества включения витаминов B ₆ и B ₂ в Сообщалось также о лечении, снижающем уровень гомоцистеина. ^12,24

Витамин B

₉ : фолиевая кислота

Фолат, иногда называемый витамином B ₉ , содержится во многих растительная пища, но часто теряется или разлагается в процессе приготовления и обработки. ⁵⁶ Кроме того, потребление часто низкое, особенно у пожилых частные лица. ⁵⁷ Дефицит фолиевой кислоты связан с когнитивными упадок, депрессия и невропатия. ^58,59 Есть также свидетельства связь плохого статуса фолиевой кислоты с эпигенетическими нарушениями, связанными с Болезнь Альцгеймера. ⁶⁰

Адекватный статус фолиевой кислоты необходим для повторного метилирования гомоцистеина в метионин. Добавки с фолиевой кислотой в количестве 0,5–5 мг в день. было обнаружено, что снижает уровень гомоцистеина примерно на 25%. Из-за тесная связь между дефицитом фолиевой кислоты и врожденными дефектами нервной трубки, в США введена обязательная фортификация зерновых продуктов. Штаты в 1998 году. С тех пор уровни гомоцистеина у взрослых среднего возраста упала примерно на 7%. ⁶¹

В нескольких исследованиях было обнаружено, что добавление фолиевой кислоты улучшает когнитивные функции, особенно у людей с высоким уровнем гомоцистеина. ⁶² Метаанализ клинических испытаний показал, что снижение уровень гомоцистеина при терапии фолиевой кислотой снижает риск инсульта за счет в среднем 10% и все сердечно-сосудистые события на 4%. Эти преимущества коррелируют со степенью восстановления гомоцистеина и более очевидны в те, у кого базовый уровень фолиевой кислоты ниже. ^61,63 Мета-анализ В 49 рандомизированных контролируемых испытаниях принимали фолиевую кислоту и кровь лекарства для снижения давления были более эффективны, чем кровь только лекарство, снижающее давление, для снижения артериального давления и снижения риск сердечно-сосудистых событий и инсульта у пациентов с высоким уровнем крови давление. Польза была наибольшей у тех, кто принимал фолиевую кислоту для большего более 12 недель и те, у кого уровень гомоцистеина упал более чем на 25%. ⁶⁴ Фолиевая кислота может быть менее полезной для людей с метаболическими нарушениями. болезнь с момента метаанализа испытаний с участием участников с диабетом 2 типа и другие метаболические расстройства обнаружили, что фолиевая кислота улучшает инсулин чувствительность, но не влияла на артериальное давление, уровень глюкозы натощак, контроль уровня глюкозы в крови или уровня липидов. ^65,66

Витамин B

₁₂ : Кобаламин

Витамин B ₁₂ , или кобаламин, содержится в различных формах в продуктах питания и добавки, все из которых расщеплены, чтобы высвободить свободный кобаламин. Кобаламин транспортируется в клетки, где он может превращаться в метилкобаламин, активная форма, необходимая для метаболизма гомоцистеина. ⁷⁷ B ₁₂ , в форме цианокобаламина, гидроксокобаламин или метилкобаламин часто назначают в виде внутримышечные инъекции из-за низкого всасывания в пищеварительном тракте; тем не менее, есть некоторые свидетельства того, что пероральные дозы 1000–2000 мкг на день может быть эффективным для нормализации низкого уровня витамина B в крови ₁₂ . ^78,79

Наиболее распространенным тестом на статус B ₁₂ является общий уровень сыворотки B ₁₂ ; однако, поскольку только ~ 6–20% B ₁₂ в крови метаболически активен, даже люди с общим уровнем B ₁₂ в норме диапазон может иметь неадекватный активный B ₁₂ . ^25,80,81 В то время как нормальный диапазон обычно составляет 160–950 пикограмм / мл (или 118–701 пикограмм / мл). пикомоль / л), ⁸² a B ₁₂ уровень не менее 540 пикограмм / мл (400 пикомоль / л) необходимо для поддержания уровня гомоцистеина от поднимается.Комбинация уровня B ₁₂ в нижней половине нормальный диапазон плюс повышенный уровень гомоцистеина указывает на метаболизм B ₁₂ дефицит. ²⁵

Тесная связь между витамином B ₁₂ и фолиевой кислотой делает его сложно различить их самостоятельные недостатки и терапевтические последствия. Дефицит витамина B ₁₂ вызывает функциональный фолат дефицит фолиевой кислоты в виде 5-метилтетрафолата, предотвращая его использование для других функций.С другой стороны, добавление фолиевой кислоты может «Замаскировать» дефицит B ₁₂ за счет нормализации изменений красной крови клетки, которые часто являются ранним признаком дефицита B ₁₂ . ⁸³

Клинические данные свидетельствуют о добавлении B ₁₂ в дозах до 1000 мкг в день могут безопасно снизить уровень гомоцистеина у субъектов с дефицитом B ₁₂ , и эффект усиливается по мере увеличения дозы. ^84,85 Низкий уровень B в сыворотке ₁₂ артериальное давление и неврологические расстройства, тогда как поддержание более высоких уровней B ₁₂ , по-видимому, защищает от атрофии ткани мозга (усадка) и может помочь предотвратить депрессию, особенно у пожилых людей. ^86,87 В том числе B ₁₂ в терапии, снижающей уровень гомоцистеина повышает эффективность лечения и снижает риск инсульта. ^12,25 Это Важно отметить, что некоторые свидетельства указывают на многократное повторение высоких доз цианокобаламин может быть вредным для людей с заболеванием почек; следовательно, метилкобаламин и гидроксокобаламин являются предпочтительными формами для терапии витамином B ₁₂ . ²⁵

Витамин B

₆ : Пиридоксин

Витамин B ₆ (пиридоксин) является кофактором более чем в 140 реакциях. в клетках, включая как повторное метилирование, так и транссульфурацию гомоцистеин.Хотя витамин B ₆ широко доступен в пищевых продуктах, потребление оказалось низким в 31% неинституционализированных пожилые люди в западных странах. ⁵⁷ Низкий B ₆ статус может вызвать накопление гомоцистеина и снизить доступность SAMe для реакции метилирования, приводящие к снижению синтеза нейромедиаторов и связанные с настроением и неврологические проблемы. ⁸⁸ Немногие исследования изучили роль витамина B ₆ в связанном с гомоцистеином расстройства независимо от фолиевой кислоты и B ₁₂ , но метаанализ определенное более высокое потребление B ₆ коррелирует с более низким риском ишемическая болезнь сердца. ⁸⁹

Витамин B ₆ активен только в фосфорилированной форме, пиридоксале. 5-фосфат (P5P), и добавление этой формы может быть более эффективным. для улучшения статуса B6 в некоторых случаях. ⁹⁰ Большинство добавок содержат пиридоксин, который легко переносится через клеточные мембраны и фосфорилированный. ⁷⁷ Прием чрезмерно высоких доз витамина B6 в течение длительных периодов может вызвать нервные симптомы, напоминающие недостаточность, но некоторые данные свидетельствуют о том, что только форма пиридоксина связана с этим токсичным эффект. ⁹¹

Витамин B

₂ : Рибофлавин

Потребление витамина B ₂ (рибофлавин) и уровни в крови часто низкий у пожилых людей. ^57,92 B ₂ — кофактор для многочисленные клеточные ферменты, включая два фермента, участвующих в повторном метилировании гомоцистеина: метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR, которая помогает активировать фолат, чтобы действовать как донор метила) и редуктаза метионинсинтазы (MTRR, который работает с витамином B ₁₂ , чтобы способствовать гомоцистеину повторное метилирование). ¹ Уровни гомоцистеина повышаются с понижением потребление рибофлавина и уровни в крови. ⁸⁵ Добавка рибофлавина может оказывать положительное влияние на метаболизм гомоцистеина, особенно в люди с генетическим вариантом MTHFR , который влияет на фолиевую кислоту цикл. ^4,53 Кроме того, лечение высоких уровней гомоцистеина с помощью один фолат может истощить запас витамина B ₂ независимо от MTHFR генотип, снижающий потенциальную эффективность терапии фолиевой кислотой. ⁹³

Комбинации витаминов группы B

Витамины B ₂ , B ₆ , B ₁₂ и фолиевая кислота неразрывно связаны через свои взаимозависимые роли в метаболизме гомоцистеина и подпитке пути метилирования. Их тесная функциональная взаимосвязь иллюстрируется тот факт, что их синдромы дефицита имеют много общих симптомов. Невзирая на их взаимосвязь, большинство исследований изучали гомоцистеинснижающие способности витаминов группы В самостоятельно, с наибольшее внимание уделяется фолиевой кислоте, за ней следуют B ₁₂ и B ₆ соответственно, при этом очень мало внимания уделяется B ₂ .Потенциальные преимущества приема полного набора витамина B витамины в значительной степени не исследованы. ⁸⁵

В одном рандомизированном контролируемом исследовании добавление 500 мкг B ₁₂ , 800 мкг фолиевой кислоты и 20 мг B ₆ ежедневно для двоих лет уменьшил атрофию серого вещества (ткань мозга, наиболее уязвимая для Патология Альцгеймера) в семь раз у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями. нарушение и высокий исходный уровень гомоцистеина. ⁹⁴

Одно контролируемое испытание продемонстрировало превосходство комбинации B витаминная добавка вместо только фолиевой кислоты.В испытании 104 участника при высоком артериальном давлении и высоком уровне гомоцистеина получали либо 5 мг фолиевая кислота в день или ежедневная добавка, обеспечивающая 400 мкг фолиевой кислоты (в виде 5-метилтетрагидрофолат), 5 мкг B ₁₂ , 3 мг B ₆ и 2,4 мг B ₂ , а также 12,5 мг цинка и 250 мг бетаина. Средний уровень гомоцистеина упал с 22,6 до 14,3 мкмоль / л в группе фолиевой кислоты и от 21,5 до 10,0 мкмоль / л в комбинированной группе. Кроме того, больше более 55% тех, кто принимал комбинированную добавку, достигли уровня гомоцистеина уровни <10 мкмоль / л, что авторы исследования считают идеальным. ⁹⁵

Умеренное истощение запасов фолиевой кислоты увеличивает уровень гомоцистеина в плазме и снижает метилирование ДНК лимфоцитов у женщин в постменопаузе | Журнал питания

Аннотация

Чтобы определить потребность человека в фолиевой кислоте на основе изменений в биохимических путях, мы изучили влияние контролируемого потребления фолиевой кислоты на гомоцистеин в плазме, метилирование ДНК лимфоцитов и содержание дезоксинуклеотидов у здоровых женщин в постменопаузе. Восемь женщин (49–63 года) были размещены в отделении обмена веществ и получали диету с низким содержанием фолиевой кислоты, содержащую 56 мкг / день фолиевой кислоты, в течение 91 дня.Потребление фолиевой кислоты варьировалось путем добавления в рацион 55–460 мкг фолиевой кислоты (птероилглутаминовой кислоты) в день, чтобы обеспечить периоды общего потребления фолиевой кислоты в течение 5 недель при 56 мкг / сутки, 4 недель при 111 мкг / сутки и 3 недель при 286–286–3 516 мкг / сут. Субклинический дефицит фолиевой кислоты с пониженным содержанием фолиевой кислоты в плазме был создан в течение первых двух периодов. Это привело к значительному повышению уровня гомоцистеина в плазме и малонового диальдегида в моче, а также к гипометилированию ДНК лимфоцитов. Истощение фолиевой кислоты также привело к увеличению соотношения dUTP / dTTP в митоген-стимулированной ДНК лимфоцитов и снижению NAD лимфоцитов, что указывает на неправильное включение урацила в ДНК и повышение активности репарации ДНК.Гипометилирование ДНК было обращено с 286-516 мкг / день пополнения запасов фолиевой кислоты, тогда как повышенный уровень гомоцистеина снизился с 516, но не 286 мкг / день фолиевой кислоты. Результаты показывают, что маргинальный дефицит фолиевой кислоты может изменить состав ДНК и что текущая суточная норма потребления 180 мкг / день может оказаться недостаточной для поддержания низких концентраций гомоцистеина в плазме у некоторых женщин в постменопаузе.

Анемия и другие гематологические меры традиционно были критериями для оценки адекватности фолиевой кислоты.Однако недавние данные предполагают, что повышение уровня гомоцистеина в плазме (Hcy) ⁶ и нарушения состава ДНК могут обеспечить более чувствительные функциональные показатели дефицита фолиевой кислоты (Blount et al. 1997, Jacob et al. 1994, James et al. 1997) , O’Keefe et al. 1995, Pogribny et al. 1995). Эти новые данные поднимают вопрос о том, является ли текущая рекомендуемая диета (RDA) для фолиевой кислоты достаточной для удовлетворения путей метаболизма Hcy и синтеза дезоксинуклеотидов. Фолат необходим для обеспечения одноуглеродных единиц для более чем ста биохимических процессов, включая метилирование Hcy с образованием метионина и биосинтез дезоксинуклеотидов dTMP, dAMP и dGMP, необходимых для репликации ДНК (Selhub and Rosenberg 1996).Повышение Hcy было связано с преждевременным сосудистым заболеванием (Boushey et al. 1995), а нарушение синтеза дезоксинуклеотидов было связано с аберрантным синтезом ДНК и пролиферацией клеток (James et al. 1993 и 1994b).

Недавние исследования связали умеренно повышенный Hcy в плазме (> 14 мкмоль / л) с повышенным риском коронарных, церебральных и периферических сосудистых заболеваний (Boushey et al. 1995). Даже умеренный дефицит фолиевой кислоты был связан с повышением концентрации Hcy в плазме как у женщин, так и у мужчин.Здоровые небеременные женщины, получавшие диету, содержащую 200 мкг / день фолиевой кислоты (немного больше, чем текущая суточная суточная норма 180 мкг / день), имели значительно более высокий уровень Hcy в плазме (12,6 ± 3,7 мкмоль / л), чем женщины, получавшие такую ​​же диету с 400 мкг. / день потребления фолиевой кислоты (7,7 ± 1,6 мкмоль / л) (O’Keefe et al. 1995). У здоровых взрослых мужчин 84% текущей суточной нормы не нормализовали концентрацию Hcy в плазме, повышенную экспериментальным истощением фолиевой кислоты, что позволяет предположить, что текущая суточная суточная норма фолиевой кислоты для взрослых мужчин не может обеспечить ожидаемый запас защиты (Jacob et al.1994).

Исследования на клетках, а также исследования in vivo на животных моделях показали, что дефицит фолиевой кислоты нарушает нормальный биосинтез дезоксирибонуклеотидов, которые используются для репликации и репарации ДНК. Клетки селезенки крыс, получавших диеты с низким содержанием фолиевой кислоты, холина и / или метионина, имели пониженное количество dTMP и dTTP, что согласуется с нарушением фолат-зависимого превращения уридилата в тимидилат (James et al. 1992). Стимулированные митогеном лимфоциты крысы, культивированные в среде с низким содержанием фолиевой кислоты, показали значительное снижение уровней dTMP, dGTP, dATP и dCTP (James et al.1993). Кроме того, Погрибный и др. (1995) сообщили, что дефицит фолиевой кислоты / метила у крыс вызывает разрывы цепи ДНК и гипометилирование внутри печеночного гена-супрессора опухоли p53. Аналогичные результаты были получены Kim et al. (1997) с изолированным дефицитом фолиевой кислоты у крыс. В соответствии с приведенными выше результатами недавние исследования на людях показали, что у людей с дефицитом фолиевой кислоты повышенное включение урацила в ДНК сопровождается увеличением частоты клеточных микроядер, что является показателем повреждения ДНК и хромосом (Blount et al.1997 г., MacGregor et al. 1997).

Эти новые данные предполагают, что потребность человека в фолиевой кислоте должна быть переоценена путем оценки молекулярных, а также клинических конечных точек дефицита фолиевой кислоты, включая Hcy и метилирование ДНК в плазме, а также содержание дезоксинуклеотидов. Цели этого исследования состояли в том, чтобы изучить эти переменные у здоровых женщин в постменопаузе во время контролируемого приема фолиевой кислоты и определить количество фолиевой кислоты с пищей, необходимое для поддержания их целостности.

ПРЕДМЕТЫ И МЕТОДЫ

Протокол и предметы.

Десять здоровых некурящих женщин-добровольцев в постменопаузе в возрасте 49–63 лет были госпитализированы в метаболическое отделение Западного исследовательского центра питания человека (WHNRC) Министерства сельского хозяйства США после медицинского и психологического обследования. Предварительный скрининг включал в себя сбор анамнеза, физикальное и стоматологическое обследование, гематологические и клинические биохимические тесты, психологическое тестирование, электрокардиограмму в покое, а также тесты на гепатит, сифилис, туберкулез, вирус папилломы человека (мазок PAP) и тесты на антитела к ВИЧ.Также были проведены тесты на содержание фолиевой кислоты и витамина B-12 в плазме, употребление алкоголя, табака и наркотиков. Все субъекты имели вес в пределах 90–130% от желаемого (Metropolitan Life Insurance Company, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк), за исключением одного субъекта, у которого был 145% желаемого веса. Другие конкретные критерии для выбора субъектов включали следующее: некурящие, непотребляющие витамины или пищевые добавки, содержащие фолиевую кислоту, гемоглобин> 115 г / л и гематокрит> 0,34. Трое субъектов, которые получали заместительную терапию эстрогенами, когда они вошли в исследование, продолжали все время по тому же режиму.

Протокол исследования и информированное согласие были одобрены Комитетом по обзору человеческих субъектов Калифорнийского университета в Дэвисе (протокол № 95–805) и Комитетом по обзору исследований на людях Службы сельскохозяйственных исследований Департамента США Сельское хозяйство (протокол № 95–013). Подписанное информированное согласие было получено от каждого добровольца после прочтения протокола и обсуждения цели, процедур, рисков и преимуществ исследования. В течение 91 дня исследования испытуемые жили и ели всю пищу в метаболической единице WHNRC, и находились под постоянным наблюдением, когда находились за ее пределами.

Схема эксперимента и диета.

Субъекты употребляли ту же экспериментальную диету с низким содержанием фолиевой кислоты в 4-дневном чередовании меню в течение всего 91 дня. Диета также была разработана для ограничения потребления холина как источника экзогенных метильных групп. Диета обеспечивала в среднем 56 мкг / день фолиевой кислоты; различные количества синтетической фолиевой кислоты (птероилглутаминовая кислота) были добавлены в рацион, чтобы обеспечить периоды потребления фолиевой кислоты от 56 до 516 мкг / день, как показано в таблице 1 и на рисунках 1 и 2. В течение первых 5 дней всего 195 мкг. / сут фолиевой кислоты (56 мкг / сут из рациона плюс 139 мкг / сут добавленной фолиевой кислоты) были предоставлены для поддержания адекватного статуса фолиевой кислоты во время проведения исходных измерений.Последующий 5-недельный период истощения фолиевой кислоты (дни 6–41) был разработан для уменьшения запасов фолиевой кислоты в организме и создания умеренного, но не тяжелого дефицита фолиевой кислоты, аналогично свободноживущим женщинам с хронически низким потреблением и запасами фолиевой кислоты в организме, но без макроцитоза или анемия.

Таблица 1.

Фолиевая кислота в плазме и биохимические показатели у женщин в постменопаузе с различным потреблением фолиевой кислоты с пищей ^1-1

± 259 *

Переменная .	Учебный день .
.	1–5 .	6–20 .	21–41 .	42–69 .	70–80 .	81–91 .
Потребление фолиевой кислоты, 1-2 мкг / день	195	56	56	111	286	516
Плазма 9 Плазма	19.5 ± 4,2	10,5 ± 2,3 *	9,3 ± 1,8 *	8,1 ± 1,2 *	12,5 ± 1,4 *	16,6 ± 1,6 ρ
Гомоцистеин в плазме, мкмоль / л 9,824 ± 0,4	—	12,5 ± 1,0 *	12,6 ± 0,5 *	12,6 ± 0,5 *	11,8 ± 0,2 * , ρ
Мада MDA, 1-3 мкмоль / день	3,56 ± 0,10	—	3.67 ± 0,13	4,29 ± 0,08 *	—	3,66 ± 0,12 ρ
Акцепция метила ДНК, имп / мин / 0,5 мкг	795 ± 41	—	1041 ± 115	—	1084 ± 158 ρ
НАД, пмоль / 10 1-6 ячеек	217 ± 37	110 ± 18 *	108 ± 17 *	126 ± 17 *	—	120 ± 21 *
разрывы цепей ДНК, 1-4 32 P имп / мин / мкг	665 ± 242	—	247 ± 19 *	220 ± 10 *	—	219 ± 7 *
dUTP / dTTP 1-5	2.24 ± 0,40	2,90 ± 0,38	2,33 ± 0,24	3,03 ± 0,40 *	—	2,81 ± 0,57
[ 1-3 H] Поглощение dU, 1-6 имп / мин 10 1-6 ячеек	4116 ± 872	2841 ± 599	2881 ± 317	2218 ± 266 *	—	2078 ± 231 *

. ± 259 *

3
Учебный день .
.	1–5 .	6–20 .	21–41 .	42–69 .	70–80 .	81–91 .
Потребление фолиевой кислоты, 1-2 мкг / день	195	56	56	111	286	516
Плазма 9 Плазма	19.5 ± 4,2	10,5 ± 2,3 *	9,3 ± 1,8 *	8,1 ± 1,2 *	12,5 ± 1,4 *	16,6 ± 1,6 ρ
Гомоцистеин в плазме, мкмоль / л 9,824 ± 0,4	—	12,5 ± 1,0 *	12,6 ± 0,5 *	12,6 ± 0,5 *	11,8 ± 0,2 * , ρ
Мада MDA, 1-3 мкмоль / день	3,56 ± 0,10	—	3.67 ± 0,13	4,29 ± 0,08 *	—	3,66 ± 0,12 ρ
Акцепция метила ДНК, имп / мин / 0,5 мкг	795 ± 41	—	1041 ± 115	—	1084 ± 158 ρ
НАД, пмоль / 10 1-6 ячеек	217 ± 37	110 ± 18 *	108 ± 17 *	126 ± 17 *	—	120 ± 21 *
разрывы цепей ДНК, 1-4 32 P имп / мин / мкг	665 ± 242	—	247 ± 19 *	220 ± 10 *	—	219 ± 7 *
dUTP / dTTP 1-5	2.24 ± 0,40	2,90 ± 0,38	2,33 ± 0,24	3,03 ± 0,40 *	—	2,81 ± 0,57
[ 1-3 H] Поглощение dU, 1-6 имп / мин 10 1-6 клеток	4116 ± 872	2841 ± 599	2881 ± 317	2218 ± 266 *	—	2078 ± 231 *

Таблица 1.

Плазмохимия индексы у женщин в постменопаузе с различным потреблением фолиевой кислоты с пищей ^1-1

± 259 *

переменная .	Учебный день .
.	1–5 .	6–20 .	21–41 .	42–69 .	70–80 .	81–91 .
Потребление фолиевой кислоты, 1-2 мкг / день	195	56	56	111	286	516
Плазма 9 Плазма	19.5 ± 4,2	10,5 ± 2,3 *	9,3 ± 1,8 *	8,1 ± 1,2 *	12,5 ± 1,4 *	16,6 ± 1,6 ρ
Гомоцистеин в плазме, мкмоль / л 9,824 ± 0,4	—	12,5 ± 1,0 *	12,6 ± 0,5 *	12,6 ± 0,5 *	11,8 ± 0,2 * , ρ
Мада MDA, 1-3 мкмоль / день	3,56 ± 0,10	—	3.67 ± 0,13	4,29 ± 0,08 *	—	3,66 ± 0,12 ρ
Акцепция метила ДНК, имп / мин / 0,5 мкг	795 ± 41	—	1041 ± 115	—	1084 ± 158 ρ
НАД, пмоль / 10 1-6 ячеек	217 ± 37	110 ± 18 *	108 ± 17 *	126 ± 17 *	—	120 ± 21 *
разрывы цепей ДНК, 1-4 32 P имп / мин / мкг	665 ± 242	—	247 ± 19 *	220 ± 10 *	—	219 ± 7 *
dUTP / dTTP 1-5	2.24 ± 0,40	2,90 ± 0,38	2,33 ± 0,24	3,03 ± 0,40 *	—	2,81 ± 0,57
[ 1-3 H] Поглощение dU, 1-6 имп / мин 10 1-6 ячеек	4116 ± 872	2841 ± 599	2881 ± 317	2218 ± 266 *	—	2078 ± 231 *

. ± 259 *

3
Учебный день .
.	1–5 .	6–20 .	21–41 .	42–69 .	70–80 .	81–91 .
Потребление фолиевой кислоты, 1-2 мкг / день	195	56	56	111	286	516
Плазма 9 Плазма	19.5 ± 4,2	10,5 ± 2,3 *	9,3 ± 1,8 *	8,1 ± 1,2 *	12,5 ± 1,4 *	16,6 ± 1,6 ρ
Гомоцистеин в плазме, мкмоль / л 9,824 ± 0,4	—	12,5 ± 1,0 *	12,6 ± 0,5 *	12,6 ± 0,5 *	11,8 ± 0,2 * , ρ
Мада MDA, 1-3 мкмоль / день	3,56 ± 0,10	—	3.67 ± 0,13	4,29 ± 0,08 *	—	3,66 ± 0,12 ρ
Акцепция метила ДНК, имп / мин / 0,5 мкг	795 ± 41	—	1041 ± 115	—	1084 ± 158 ρ
НАД, пмоль / 10 1-6 ячеек	217 ± 37	110 ± 18 *	108 ± 17 *	126 ± 17 *	—	120 ± 21 *
разрывы цепей ДНК, 1-4 32 P имп / мин / мкг	665 ± 242	—	247 ± 19 *	220 ± 10 *	—	219 ± 7 *
dUTP / dTTP 1-5	2.24 ± 0,40	2,90 ± 0,38	2,33 ± 0,24	3,03 ± 0,40 *	—	2,81 ± 0,57
[ 1-3 H] Поглощение dU, 1-6 имп / мин 10 1-6 ячеек	4116 ± 872	2841 ± 599	2881 ± 317	2218 ± 266 *	—	2078 ± 231 *

Рис. 1.

Фолат и гомоцистеин в плазме ( нижняя панель, ) и прием метила ДНК лимфоцитов ( верхняя панель ) для восьми женщин в постменопаузе, получающих различное потребление фолиевой кислоты с пищей, показано внизу в мкг / день (значения потребления фолиевой кислоты на 96 мкг / день выше, если используются результаты трехферментного анализа пищевого фолата, Tamura et al.1997). Графические значения представляют собой средние значения ± SEM. Средние значения в конце периодов приема фолиевой кислоты различны: * от d 5 или ^ρ от d 84 (d 69 для теста приемки метила), P <0,05 по парному тесту t . Нижний предел нормального диапазона содержания фолиевой кислоты в плазме показан внизу в виде горизонтальной пунктирной линии при 6,8 нмоль / л.

Рис. 1.

Фолат и гомоцистеин в плазме ( нижняя панель, ) и прием метила ДНК лимфоцитов ( верхняя панель, ) для восьми женщин в постменопаузе, получающих различное потребление фолиевой кислоты с пищей, показано внизу в мкг / день (потребление фолиевой кислоты значения на 96 мкг / сут выше, если используются результаты трехферментного анализа пищевого фолата, Tamura et al.1997). Графические значения представляют собой средние значения ± SEM. Средние значения в конце периодов приема фолиевой кислоты различны: * от d 5 или ^ρ от d 84 (d 69 для теста приемки метила), P <0,05 по парному тесту t . Нижний предел нормального диапазона содержания фолиевой кислоты в плазме показан внизу в виде горизонтальной пунктирной линии при 6,8 нмоль / л.

Рис. 2.

Концентрация фолиевой кислоты в эритроцитах в общей популяции молодых и старых эритроцитов восьми женщин в постменопаузе, получающих различное потребление фолиевой кислоты с пищей, показано внизу в мкг / сут (значения потребления фолиевой кислоты на 96 мкг / сут выше, если результаты используется процедура трехферментного анализа пищевого фолата, Tamura et al.1997). Нанесенные на график значения — это средние значения + SEM. Нижний предел нормального диапазона фолиевой кислоты эритроцитов показан горизонтальной пунктирной линией при 317 нмоль / л. Все средние значения для молодых эритроцитов больше, чем для старых, P <0,05. Средние значения в конце периода приема фолиевой кислоты различны: * от d 6 или ^ρ от d 42, P <0,05 по парному тесту t .

Рис. 2.

Концентрации фолиевой кислоты в эритроцитах в общей популяции молодых и старых эритроцитов у восьми женщин в постменопаузе, получающих различное потребление фолиевой кислоты, показаны внизу в мкг / сут (значения потребления фолиевой кислоты на 96 мкг / сут выше, если результаты из процедуры анализа триферментного пищевого фолата, Tamura et al.1997). Нанесенные на график значения — это средние значения + SEM. Нижний предел нормального диапазона фолиевой кислоты эритроцитов показан горизонтальной пунктирной линией при 317 нмоль / л. Все средние значения для молодых эритроцитов больше, чем для старых, P <0,05. Средние значения в конце периода приема фолиевой кислоты различны: * от d 6 или ^ρ от d 42, P <0,05 по парному тесту t .

Состав четырех ежедневных меню, подаваемых по ротационному циклу на протяжении всего исследования, показан в таблице 2. Все пункты меню были взвешены с точностью до грамма, за исключением растворов добавок фолиевой кислоты, взвешенных до 0.01 г; яблочное пюре, содержащее добавку фолиевой кислоты, и тушеные помидоры, содержащие аминокислоты, взвешивали до 0,1 г. Дополнительные продукты, доступные ad libitum, включали воду, соль, газированные напитки без сахара и подсластитель (аспартам), а также кофе без кофеина. Запрещено употребление чая и перца, а также курение, алкогольные напитки и наркотики, за исключением разрешенных для медицинского применения. При необходимости назначали ибупрофен в виде анальгетика, антацидов или препарата салицилата висмута при желудочно-кишечном дискомфорте, а также глицериновые свечи или смягчитель стула при запорах.

8 Яблочное пюре ^{-2-228 2-2 ​​8 Яблочное пюре -2} Соевые бобы 2-332 Макаронные изделия LP ^2-3 9081 9 Жареная индейка ^{2-4 2-2} Сухие яблоки начинка

Еда .	День 1 .	День 2 .	День 3 .	День 4 .
Завтрак	Хеш-коричневые	Желе	Хеш-коричневые	Желе
	Яблочное пюре -2-22	Яблочное пюре 2-2
		Хлеб LP 2-3		Хлеб LP 2-3
		Соевый маргарин
Обед	Фруктовый коктейль	Клюквенный сок	Груши	Персики
	Лапша Сомен	LP печенье
	Маржа сои арин	Белый рис	Соевый маргарин	Кабачок из кабачков
	Кабачок из кабачков	Оливковое масло	Вареная курица 2-4	Вареная курица	курица 2-4	Ветчина 2-4	Зеленая фасоль 2-4	Тушеные помидоры 2-5
	Тушеные помидоры 2-5	2-4	Соевый майонез	Оливковое масло
	Оливковое масло		Итальянская заправка	Куриный бульон
Паста	Паста	LP Макаронные изделия LP 2-3	Жаркое из индейки 2-4
	Макароны LP 2-3	Ветчина гастроном 2-4	Белый рис
	Морковь 2-4	Кабачки кабачков	Грибы
	Итальянская заправка	Жаркое из индейки 2-4	Тушеные помидоры 2-5	LP печенье 2-3
	Оливковое масло	Оливковое масло	Оливковое масло
	Яблочное пюре 2-2	Тушеные помидоры 2-5	Говяжий бульон	Яблочный соус 2-2	Яблочное пюре 2-2
Ужин	Морковь 2-4	Крекер LP 2-3	Персики	Сушеный чернослив
	Соевый маргарин	Соевый маргарин	Желатин	Желатин
	Немолочная начинка

8 Яблочное пюре ^{-2-228 2-2 ​​8 Яблочное пюре -2} Соевые бобы 2-332 Макаронные изделия LP ^2-3 9081 9 Жареная индейка ^{2-4 2-2} Сухие яблоки начинка

Еда .	День 1 .	День 2 .	День 3 .	День 4 .
Завтрак	Хеш-коричневые	Желе	Хеш-коричневые	Желе
	Яблочное пюре -2-22	Яблочное пюре 2-2
		Хлеб LP 2-3		Хлеб LP 2-3
		Соевый маргарин
Обед	Фруктовый коктейль	Клюквенный сок	Груши	Персики
	Лапша Сомен	LP печенье
	Маржа сои арин	Белый рис	Соевый маргарин	Кабачок из кабачков
	Кабачок из кабачков	Оливковое масло	Вареная курица 2-4	Вареная курица	курица 2-4	Ветчина 2-4	Зеленая фасоль 2-4	Тушеные помидоры 2-5
	Тушеные помидоры 2-5	2-4	Соевый майонез	Оливковое масло
	Оливковое масло		Итальянская заправка	Куриный бульон
Паста	Паста	LP Макаронные изделия LP 2-3	Жаркое из индейки 2-4
	Макароны LP 2-3	Ветчина гастроном 2-4	Белый рис
	Морковь 2-4	Кабачки кабачков	Грибы
	Итальянская заправка	Жаркое из индейки 2-4	Тушеные помидоры 2-5	LP печенье 2-3
	Оливковое масло	Оливковое масло	Оливковое масло
	Яблочное пюре 2-2	Тушеные помидоры 2-5	Говяжий бульон	Яблочный соус 2-2	Яблочное пюре 2-2
Ужин	Морковь 2-4	Крекер LP 2-3	Персики	Сушеный чернослив
	Соевый маргарин	Соевый маргарин	Желатин	Желатин
	Немолочная начинка

8 Яблочное пюре ^{-2-228 2-2 ​​8 Яблочное пюре -2} Соевые бобы 2-332 Макаронные изделия LP ^2-3 9081 9 Жареная индейка ^{2-4 2-2} Сухие яблоки начинка

Еда .	День 1 .	День 2 .	День 3 .	День 4 .
Завтрак	Хеш-коричневые	Желе	Хеш-коричневые	Желе
	Яблочное пюре -2-22	Яблочное пюре 2-2
		Хлеб LP 2-3		Хлеб LP 2-3
		Соевый маргарин
Обед	Фруктовый коктейль	Клюквенный сок	Груши	Персики
	Лапша Сомен	LP печенье
	Маржа сои арин	Белый рис	Соевый маргарин	Кабачок из кабачков
	Кабачок из кабачков	Оливковое масло	Вареная курица 2-4	Вареная курица	курица 2-4	Ветчина 2-4	Зеленая фасоль 2-4	Тушеные помидоры 2-5
	Тушеные помидоры 2-5	2-4	Соевый майонез	Оливковое масло
	Оливковое масло		Итальянская заправка	Куриный бульон
Паста	Паста	LP Макаронные изделия LP 2-3	Жаркое из индейки 2-4
	Макароны LP 2-3	Ветчина гастроном 2-4	Белый рис
	Морковь 2-4	Кабачки кабачков	Грибы
	Итальянская заправка	Жаркое из индейки 2-4	Тушеные помидоры 2-5	LP печенье 2-3
	Оливковое масло	Оливковое масло	Оливковое масло
	Яблочное пюре 2-2	Тушеные помидоры 2-5	Говяжий бульон	Яблочный соус 2-2	Яблочное пюре 2-2
Ужин	Морковь 2-4	Крекер LP 2-3	Персики	Сушеный чернослив
	Соевый маргарин	Соевый маргарин	Желатин	Желатин
	Немолочная начинка

8 Яблочное пюре ^{-2-228 2-2 ​​8 Яблочное пюре -2} Соевые бобы 2-332 Макаронные изделия LP ^2-3 9081 9 Жареная индейка ^{2-4 2-2} Сухие яблоки начинка

Еда .	День 1 .	День 2 .	День 3 .	День 4 .
Завтрак	Хеш-коричневые	Желе	Хеш-коричневые	Желе
	Яблочное пюре -2-22	Яблочное пюре 2-2
		Хлеб LP 2-3		Хлеб LP 2-3
		Соевый маргарин
Обед	Фруктовый коктейль	Клюквенный сок	Груши	Персики
	Лапша Сомен	LP печенье
	Маржа сои арин	Белый рис	Соевый маргарин	Кабачок из кабачков
	Кабачок из кабачков	Оливковое масло	Вареная курица 2-4	Вареная курица	курица 2-4	Ветчина 2-4	Зеленая фасоль 2-4	Тушеные помидоры 2-5
	Тушеные помидоры 2-5	2-4	Соевый майонез	Оливковое масло
	Оливковое масло		Итальянская заправка	Куриный бульон
Паста	Паста	LP Макаронные изделия LP 2-3	Жаркое из индейки 2-4
	Макароны LP 2-3	Ветчина гастроном 2-4	Белый рис
	Морковь 2-4	Кабачки кабачков	Грибы
	Итальянская заправка	Жаркое из индейки 2-4	Тушеные помидоры 2-5	LP печенье 2-3
	Оливковое масло	Оливковое масло	Оливковое масло
	Яблочное пюре 2-2	Тушеные помидоры 2-5	Говяжий бульон	Яблочный соус 2-2	Яблочное пюре 2-2
Ужин	Морковь 2-4	Крекер LP 2-3	Персики	Сушеный чернослив
	Соевый маргарин	Соевый маргарин	Желатин	Желатин
	Немолочная начинка

Фолиевая кислота была добавлена ​​в рацион путем смешивания навески раствора добавки фолиевой кислоты (0.80–2,00 г) известной концентрации в яблочное пюре, подаваемое на каждый завтрак и ужин. Растворы добавок фолиевой кислоты готовили растворением навески фолиевой кислоты USP (90% фолиевой кислоты / 7,9% воды по результатам анализа партии производителя, Roche, Hoffmann-La Roche, Belvidere, NJ) в 0,1 моль / л NaOH и корректировке конечной pH до 7–8 с 0,1 моль / л HCl. Растворы хранили в холодильнике в контейнерах, покрытых алюминиевой фольгой, и аликвоты этих растворов добавляли к порциям яблочного пюре каждый день.Концентрации фолиевой кислоты в растворах добавок были рассчитаны с использованием проанализированного значения чистоты 90%; их проверяли путем разбавления аликвоты в 4 или 10 раз 0,1 моль / л PBS (pH 7,0) и определения концентрации фолиевой кислоты спектрофотометрически при 282 нм с молярным коэффициентом экстинкции 27 600 л / (моль · см) (Blakley 1969). Определенные таким образом концентрации фолиевой кислоты находились в пределах 6% от значений, рассчитанных гравиметрически. Еженедельные спектрофотометрические проверки охлажденных растворов добавок фолиевой кислоты не показали ухудшения содержания фолиевой кислоты в течение 5 недель.

Согласно расчетам из таблиц состава пищевых продуктов (USDA 1991), диета с низким содержанием фолиевой кислоты при 8,79 МДж (2100 ккал) обеспечивала 61% энергии из углеводов, 9,6% из белков и 29,4% из жиров. Из 50 г / день потребления белка 35 г приходилось на диету и 15 г белкового эквивалента из кристаллических аминокислот (18 г аминокислот в день), как описано в сноске ⁵ таблицы 2. Диета обеспечивала среднесуточную 780 мг метионина и 420 мг цистеина, 132% от расчетной потребности взрослого человека в 910 мг / день в Met + Cys (NRC 1989).Пять продуктов (зеленая фасоль, морковь, курица, индейка и ветчина) кипятили три раза по 7 минут каждый, а воду сбрасывали, чтобы снизить содержание фолиевой кислоты. Анализ общего содержания фолиевой кислоты в вареных и неотваренных пищевых продуктах с помощью микробиологического анализа с использованием Lactobacillus casei ( L. casei , ATCC 7469) в качестве исследуемого организма (Tamura et al. 1997) показал, что эта процедура снижает содержание фолиевой кислоты в них на ∼50%. Приблизительно 5 г / день добавки с неперевариваемой клетчаткой (Alphacel, ICN Biomedicals, Aurora OH) добавляли к рациону путем смешивания с яблочным пюре из расчета 2 г / 100 г.

Композиции каждого из четырех ежедневных меню, использованных на протяжении всего исследования, были подготовлены для определения фолиевой кислоты и холина. Пищевые композиты для анализа фолиевой кислоты были приготовлены так же, как и для испытуемых (включая продукты, сваренные тройным способом), за исключением того, что продукты, о которых известно, что они не содержат заметного фолиевой кислоты (соевый маргарин, сахар, оливковое масло, аминокислоты и недневниковая начинка), не включались в состав смеси. . Четыре ежедневных композитных материала для анализа фолиевой кислоты гомогенизировали в смесителе с равным объемом холода 0.1 моль / л калий-фосфатный буфер (pH 6,3), содержащий 57 ммоль / л аскорбиновой кислоты для сохранения фолиевой кислоты. Аликвоты гомогената замораживали при -70 ° C до оттаивания для определения общего фолата путем обработки фолатной конъюгазой и микробиологического анализа с использованием L. casei в качестве исследуемого организма (Tamura et al. 1997). Среднее содержание фолиевой кислоты в четырех ежедневных меню составляло 56 мкг / день (диапазон 39–71). Это по сравнению со средним значением 31 мкг / день (диапазон 28–34), рассчитанным по таблицам состава пищевых продуктов (USDA 1991).Расчетное значение может быть ниже, поскольку значения фолиевой кислоты для 13 из 40 продуктов питания отсутствовали в базе данных о питательных веществах, включая значения для продуктов с низким содержанием белка и углеводов, специй и пищевых добавок. Хотя обработка одной только фолатной конъюгазой является традиционным методом анализа пищевого фолата, использование нового метода триферментных (обработка гомогената α-амилазой, протеазой и фолат-конъюгазой) привело к среднему суточному потреблению 152 мкг / d, почти в три раза больше, чем при использовании одной фолатной конъюгазы (Tamura et al.1997). Чтобы интерпретировать результаты этого исследования, мы использовали значение 56 мкг / день, полученное с помощью традиционного метода анализа с использованием только фолатной конъюгазы, поскольку это обеспечивает сопоставимость с предыдущими исследованиями (Jacob et al. 1994, O’Keefe et al. 1995, Sauberlich et al. 1987) и данные, на которых основывается текущий RDA. Использование более высокого значения трифермента, равного 152 мкг / день, увеличит потребление фолиевой кислоты в каждый период на 96 мкг / день, как указано в сноске 2 таблицы 1 и в подписях к рисункам.

Отдельные аликвоты гомогенатов замороженных диет, приготовленные, как описано выше, анализировали на общий холин (свободный и связанный с липидами) с помощью процедуры газовой хроматографии / масс-спектрометрии (Freeman et al.1975). Среднее содержание холина в четырех ежедневных меню составляло 147 мг / сут (диапазон 132–171 мг / сут). В рацион ежедневно добавляли три разные витаминно-минеральные таблетки, чтобы обеспечить не менее 80% дневной нормы для каждого необходимого микронутриента (кроме 75% дневной нормы витамина D). Субъекты получали одну таблетку витаминов / минералов без фолиевой кислоты в день во время завтрака (Fosfree, Mission Pharmacal, Сан-Антонио, Техас), по одной мультиминеральной таблетке на каждый из трех ежедневных приемов пищи (хелатные соламины, витамины Solgar, Lynbrook NY) и одну таблетку кальция / магния. таблетка на каждом ужине (Bronson Calcium Complex & Magnesium, Bronson, St.Луи МО). Этот режим обеспечивал следующие суточные количества витаминов группы B (диета плюс добавки) в% от суточной суточной нормы (NRC 1989): 234% B-6, 124% B-12, 200% рибофлавина, 556% тиамина и 214% ниацина (21,1 эквивалента ниацина из предварительно полученного ниацина и 8,6 эквивалента ниацина из 516 мг триптофана).

Индивидуальное потребление энергии было первоначально оценено на основе веса, роста и возраста с использованием уравнения Харриса-Бенедикта для расчета базального расхода энергии и добавления 40% к дневной активности.Масса тела измерялась ежедневно, и корректировки потребляемой энергии производились, если субъекты отклонялись более чем на ± 5% от исходного веса, принятого как средний вес за d 5–7. Все продукты питания были скорректированы пропорционально при изменении потребления энергии. Индивидуальные энергозатраты варьировались от 7,12 до 9,63 МДж / сут. Исходная масса тела варьировалась от 55,9 до 93,9 кг и снизилась в среднем на 5% (в среднем с 69,3 до 65,7 кг) с 5-7 дней до 91 дня. Все субъекты совершали одну или две прогулки с сопровождающими каждый день, в сумме 3,2-6 дней.4 км / д. Кроме того, испытуемым разрешалось выполнять упражнения на добровольной основе до 90 минут в неделю на беговой дорожке с метаболическим блоком или велотренажере.

Сбор образцов и аналитические методы.

Образец крови натощак был взят в 07:00–0800 путем венепункции 13 раз для биохимических определений, связанных с исследованием, а также для общего анализа крови и панелей клинической химии для мониторинга здоровья субъектов (не все тесты были выполнены 13 раз). Кровь собирали в вакуумированные стеклянные пробирки и сразу же обрабатывали на сыворотку, ЭДТА, гепарин и цитратную плазму.Фолат в плазме и витамин B-12, а также фолат эритроцитов (из крови с антикоагулянтом EDTA) определяли с помощью наборов для радиоанализа конкурентного связывания белков (Quantaphase II B-12 / Folate Radioassay, BioRad, Hercules CA). Образцы готовили в соответствии с инструкциями набора и хранили при -70 ° C до анализа.

Молодые и старые фракции эритроцитов были разделены методом центрифугирования Мерфи (1973), который основан на более низкой плотности молодых и старых эритроцитов. После определения гематокрита и разделения фракций эритроцитов к 1 мл 22 добавляли аликвоты по 100 мкл от общих, молодых и старых эритроцитов плюс плазма.7 ммоль / л аскорбиновой кислоты, хорошо перемешать и заморозить при -70 ° C для определения фолиевой кислоты. После оттаивания гемолизаты цельной крови, которые включали добавленную обратную плазму, инкубировали в течение 90 минут перед радиоанализом для гидролиза полиглутамилфолата в эритроцитах. Фолиевая кислота в эритроцитах рассчитывалась как разница между фолатом плазмы и цельной крови с использованием гематокрита для корректировки разницы в объеме эритроцитов. Определение фолиевой кислоты в шести образцах плазмы и цельной крови в течение трех дней подряд дало среднюю вариацию ото дня к дню (CV%), равную 4.0 и 6,7% для анализов фолиевой кислоты в плазме и эритроцитах соответственно.

Для определения общей Hcy плазмы кровь с ЭДТА держали на льду до отделения плазмы от эритроцитов в течение 2 часов после сбора. Плазму обрабатывали три- n -бутилфосфином в диметиформамиде для высвобождения и уменьшения связанного Hcy. Затем определяли общий Hcy с помощью обнаружения флуоресценции ВЭЖХ после дериватизации с помощью флуоресцентного реагента сульфоновой кислоты (Araki and Sako, 1987). Малоновый диальдегид (MDA) определяли в плазме EDTA с помощью модифицированной процедуры Chirico (1994), включающей разделение HPLC и определение флуоресценции аддукта MDA-тиобарбитуровой кислоты (TBA), MDA [TBA] ₂ .Результаты рассчитывали по калибровочной кривой, основанной на MDA, полученном in vitro гидролизом 1,1,3,3-тетраметоксипропана (TMP), и выражали в микромолярных эквивалентах MDA. Ежедневное изменение замороженных аликвот контрольной плазмы в течение 10 прогонов составляло 15% (0,242 ± 0,036 мкмоль / л эквивалента MDA).

На протяжении всего исследования брали полные суточные сборы мочи с замороженными образцами. Семидневные пулы мочи готовили путем взятия постоянной объемной доли каждого из семи ежедневных сборов мочи и смешивания.Аликвоты суточной и объединенной мочи были взяты для определения креатинина модифицированным методом Яффе (Kroll et al. 1986).

MDA в моче определяли в 7-дневных пулах мочи с помощью ручного анализа, модифицированного из Halliwell and Chirico (1993), который использует дериватизацию TBA и флуорометрическое определение при возбуждении 525 нм / эмиссии 547 нм. Результаты были рассчитаны на основе среднего наклона калибровочных кривых, полученных при гидролизе ТМП в течение 26 анализов. Ежедневное изменение аликвот замороженной мочи при низких и высоких концентрациях по 26 анализам составило 10.9 и 5,1%, соответственно (вариации внутри цикла составляли 3% и менее).

Сегментация нейтрофилов оценивалась путем подсчета числа ядерных долей в популяции из 100 нейтрофилов и вычисления среднего числа долей (Herbert 1959). Полный анализ крови, включая дифференциальный подсчет лейкоцитов, производился еженедельно с помощью автоматического счетчика клеток, который вычисляет гематокрит по количеству эритроцитов и среднему корпускулярному объему (MCV) и определяет гемоглобин по реакции цианметгемоглобина (System 9000 Diff, Serono Baker Diagnostics, Аллентаун, Пенсильвания).

Выделение и анализ мононуклеарных клеток периферической крови.

Выделение мононуклеарных клеток (в первую очередь Т- и В-лимфоцитов) было основано на методе Boyum (1968). Histopaque-1077 (12 мл) (Sigma Chemical, Сент-Луис, Миссури) наслаивали на дно пробирок, содержащих 8 мл гепаринизированной крови и 20 мл PBS. После центрифугирования, удаления плазмы и промывки PBS выделенные лимфоциты затем обрабатывали на метилирование ДНК, разрывы цепей, дезоксинуклеотиды и тесты поглощения меченного тритием дезоксиуридина.Для тестов на метилирование ДНК и разрыв цепи супернатант PBS удаляли после центрифугирования, а осадок клеток хранили при -70 ° C до экстракции ДНК (Ausebel et al. 1989).

Для тестов на поглощение дезоксинуклеотидов и меченного тритием дезоксиуридина клетки инкубировали в фолат-положительной (1 мг / л фолиевая кислота) и отрицательной среде в течение 72 часов при 37 ° C с 5% CO. ₂ . Приготовленная культуральная среда представляла собой фолат-отрицательный RPMI-1640, содержащий 25 ммоль / л буфера HEPES (Irvine Scientific, Santa Ana CA).К 500 мл этой среды добавляли 5,1 мл Glutamine Pen-Strep (Life Technologies, Grand Island NY), содержащего 29,2 г / л L-глутамина, 1 × 10 ⁷ единиц / л пенициллена-G и 10 г / л сульфата стрептомицина. В среду также добавляли 1,1 мл 10 г / л гентамицина (Life Technologies) и 25 мл фетальной бычьей сыворотки (Sigma Chemical). В каждую колбу для культуры ткани было добавлено 15 мл раствора 1 × 10 ⁹ клеток / л. Полученные осадки клеток хранили при -70 ° C для последующего определения дезоксинуклеотидов.

Количество фолат-зависимого синтеза тимидилата de novo измеряли по включению [6- ³ H] дезоксиуридина в клеточную ДНК и выражали в имп / млн клеток. Метка ³ H в положении номер 6 дезоксиуридинмонофосфата сохраняется после метилирования до дезокситимидинмонофосфата посредством пути de novo и включается в ДНК как [6- ³ H] тимин. Следовательно, присутствие радиоактивной метки ³ H в экстрактах ДНК лимфоцитов после стимуляции митогена является мерой относительной скорости синтеза тимидилата de novo, а также способности клеток к пролиферации in vitro (Джеймс и Инь, 1989). .Для теста на поглощение меченного тритием дезоксиуридина клетки добавляли в концентрации 10 ⁵ на лунку в шести повторяющихся лунках, содержащих 100 мкл среды. Среда содержала фолиевую кислоту (1 г / л) для контрольных лунок и лунок с положительным содержанием фолиевой кислоты. В положительные и отрицательные по фолату, но не в контрольные лунки, добавляли PHA-P до конечной концентрации 10 мкг / мл для стимуляции митогена. Клетки инкубировали при 37 ° C в течение 48 ч; затем в каждую лунку добавляли 50 мкл [6- ³ H] меченного тритием дезоксиуридина [1,48 ГБк (40 мКи) / л] (Dupont NEN Research Products, Бостон, Массачусетс), и клетки возвращали в инкубатор еще на 24 часа.Клетки собирали на фильтры из стекловолокна и измеряли радиоактивность, используя прямой бета-счетчик Matrix 9600 (Packard Instrument, Downers Grove, IL).

Модификация анализа, описанного Balaghi и Wagner (1993), была использована для оценки статуса метилирования ДНК лимфоцитов. Этот анализ отражает способность геномной ДНК принимать ³ H-меченных метильных групп, а радиоактивность ДНК обратно пропорциональна уровню метилирования ДНК. Геномная ДНК (0.5 мкг), экстрагированного из лимфоцитов, инкубировали с 3,0 мкмоль / л [ ³ H-метил] S -аденозил-L-метионином (Dupont NEN), содержащим 74 кБк и 3 единицы Sss I CpG-метилазы (New England Biolabs, Beverly, MA) в 1X буфере Sss I при 30 ° C в течение 1 часа. Затем образцы наносили на ионообменные фильтры Whatman DE-81 и промывали натрий-фосфатным буфером 0,5 моль / л, а затем 70% этанолом для удаления невключенного предшественника. Высушенные воздухом фильтры помещали в сцинтилляционные флаконы, и радиоактивность определяли количественно в счетчике Packard 1900 TR, используя Ultima Gold Scintillant (Packard, Meriden, CT).Для сравнения относительных изменений в статусе метилирования результаты выражаются как число импульсов в минуту для ³ включения H-метила / 0,5 мкг ДНК.

Разрывы цепи геномной ДНК определяли с помощью анализа случайного олигонуклеотид-примированного синтеза, который обнаруживает низкочастотные разрывы цепи 3’OH в ДНК. Как подробно описано в другом месте (Basnakian and James 1996), 3’OH фрагменты ДНК в высокомолекулярной ДНК первоначально разделяются на отдельные цепи посредством тепловой денатурации. После повторной ассоциации эти фрагменты служат праймерами, а избыток высокомолекулярной ДНК служит матрицей в реакции с ДНК-полимеразой.В результате включение [ ³² P] dCTP (Dupont NEN), инициированное фрагментом Кленова ДНК-полимеразы I, пропорционально количеству присутствующих разрывов 3’OH. Поскольку в анализ включен этап денатурации ДНК, обнаруживаются как одно-, так и двухцепочечные разрывы ДНК.

НАД лимфоцитов и дезоксинуклеотиды dTMP, dGTP, dATP, dTTP, dCTP, dUMP и dUTP были определены в ДНК, выделенной из нестимулированных (контроль) и митоген-стимулированных (положительный фолат и отрицательный фолат) лимфоцитов в культуре с помощью ВЭЖХ с обращенной фазой с УФ-обнаружение после экстракции трихлоруксусной кислотой, как описано ранее (James et al.1994b).

Статистика.

Результаты для переменных плазмы, лимфоцитов и мочи были проанализированы на предмет различий, связанных с потреблением фолиевой кислоты с пищей. Описательная статистика была рассчитана для конца каждого периода приема фолиевой кислоты и показана в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего в таблице 1. Корреляции исследуемых переменных с потреблением фолиевой кислоты или фолиевой кислоты в плазме у отдельных лиц были изучены путем расчета коэффициентов произведения-момента Пирсона или коэффициентов Спирмена, если данные не распределялись нормально.Модель ANOVA с повторными измерениями была проведена для проверки любых эффектов потребления фолиевой кислоты с пищей на прием фолиевой кислоты, гомоцистеина и ДНК-метила в плазме. Если были обнаружены значимые взаимосвязи, для определения различий между исходным уровнем, периодами восполнения и истощения фолиевой кислоты использовали парные статистические данные t или статистику знаковых рангов Уилкоксона (данные не распределяются нормально) (Glantz 1992). Статистический анализ проводился с использованием SAS версии 6.12 (SAS Institute, Кэри, Северная Каролина) и SigmaStat версии 1.02 (Jandel Scientific Software, Сан-Рафаэль, Калифорния) статистические программы. Различия считались значимыми при P <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Из общей группы из 10 субъектов данные двух субъектов были исключены из анализа из-за аномальных значений, связанных с путем Hcy. Один субъект начал исследование с аномально высоким значением Hcy в плазме, 19 мкмоль / л на 5 день по сравнению с 8–11 мкмоль / л для остальной группы (на 2,6 стандартного отклонения выше среднего значения для всей группы из 10).У второго исключенного субъекта развилась легкая анемия неизвестного происхождения на 56 день, и затем ему ежедневно до конца исследования вводили 325 мг / сут сульфата железа. После этого у субъекта развился значительно повышенный уровень Hcy в плазме, т.е. 31 мкмоль / л на 84-й день по сравнению с 10-15 мкмоль / л для остальной группы.

Фолиевая кислота и витамин B-12 в крови.

ANOVA с повторными измерениями с использованием значений в конце периодов приема фолиевой кислоты показал сильную связь между концентрацией фолиевой кислоты в плазме и потреблением фолиевой кислоты с пищей ( P <0.001). Фолиевая кислота в плазме значительно снизилась в течение 5-недельного периода истощения, когда субъекты употребляли диету с низким содержанием фолиевой кислоты (56 мкг / день) без добавления фолиевой кислоты (рис. 1 и таблица 1). После 5-недельного периода истощения фолиевой кислоты общее потребление фолиевой кислоты 111 мкг / день было недостаточным для повышения уровня фолиевой кислоты в плазме выше низких уровней, достигнутых во время истощения (на 63 день у пяти из восьми субъектов уровень фолиевой кислоты в плазме был ниже нормы, < 6,8 нмоль / л). Последующего приема 286 мкг / сут было достаточно для повышения концентрации фолиевой кислоты в плазме у всех субъектов.Фолиевая кислота в плазме продолжала расти при потреблении фолиевой кислоты до 516 мкг / день, и среднее значение группы существенно не отличалось от исходного уровня в конце исследования, d 92.

Концентрация фолиевой кислоты в красных клетках не изменялась при потреблении фолиевой кислоты с пищей, как в плазме. фолиевой кислоты, но произошло значительное снижение с 56 дня до 84, вероятно, из-за низкого потребления фолиевой кислоты в течение предшествующих 6 недель (рис. 2). Однако индивидуальные концентрации фолиевой кислоты в эритроцитах оставались в пределах нормы 317–1422 нмоль / л (Tietz 1995), за исключением одного субъекта, который начал и оставался низким (239–253 нмоль / л).Концентрация фолиевой кислоты в молодых эритроцитах всегда была значительно выше, чем в фракции старых эритроцитов; однако они не больше отражали изменения в потреблении фолиевой кислоты с пищей, чем общие или старые фракции эритроцитов.

Концентрация витамина B-12 в плазме крови значительно снизилась по сравнению с исходным уровнем до 27 дня (с 317 ± 45 до 275 ± 38 пмоль / л) и оставалась неизменной с 27 дня до конца исследования (291 ± 34 пмоль / л). Однако индивидуальные концентрации витамина B-12 существенно не снизились, и все они оставались в пределах нормального диапазона 148–616 пмоль / л (Tietz 1995).

Гомоцистеин плазмы.

Все субъекты начали в нормальном диапазоне и увеличились выше исходного уровня на 56 дней; в этот момент пять из восьми субъектов были выше верхнего предела нормы для этой популяции, 12 мкмоль / л (Rasmussen et al. 1996), со средним увеличением на 3,3 мкмоль / л. ANOVA показал значительную обратную связь между Hcy и потреблением фолиевой кислоты ( P = 0,001), а увеличение Hcy по сравнению с исходным уровнем было значительным, начиная с 27 дня ( P <0.02 парным тестом т ).

Повышенные концентрации Hcy в плазме существенно не снижались до последнего периода, когда вводили 516 мкг / день диетического фолата. В течение этого периода значения Hcy у семи из восьми субъектов снизились, а значения всех четырех, которые были выше 12 мкмоль / л, снизились. Однако на 92 день среднее значение по группе все еще значительно увеличилось по сравнению с исходным уровнем. Концентрации фолиевой кислоты и Hcy в плазме существенно не различались на протяжении всего исследования у женщин, получавших заместительную терапию эстрогенами, по сравнению с теми, кто ее не лечил.

Гематологические меры.

В целом гематологические показатели субъектов существенно не изменились на протяжении всего исследования. От начала до конца гемоглобин немного снизился, с 129 ± 3 до 123 ± 2 г / л [норма = 117–160 г / л (Tietz et al. 1995)], гематокрит с 0,37 ± 0,01 до 0,36 ± 0,01 объемной доли ( 0,35–0,47 объемной доли), а MCV не изменилась и составила 89 ± 2 фл (81–101 фл). Индивидуальные значения этих гематологических показателей оставались в пределах или близки к нормальному диапазону на всем протяжении.Среднее ядерное количество нейтрофилов значительно увеличилось во время истощения фолиевой кислоты с 6 до 42 дней (от 2,13 ± 0,09 до 2,37 ± 0,09 доли на клетку) и оставалось неизменным до конца исследования (2,44 ± 0,08 доли на клетку). Средние значения всех индивидуальных долей были <3, что значительно ниже значения 3,5, указывающего на дефицит фолиевой кислоты (Herbert and Das 1994).

Метилирование ДНК лимфоцитов и концентрации дезоксинуклеотидов.

Групповые средние для четырех временных точек, в которых проводился анализ акцепции метила ДНК лимфоцитов, показаны на рисунке 1 и в таблице 1.Показанное акцептирование метила ДНК обратно пропорционально степени метилирования ДНК. Гипометилирование ДНК по всему геному было обратно пропорционально диетическому фолату (ANOVA, P <0,001), а также обратно пропорционально фолату плазмы, как показано на рисунке 1. Все испытуемые, кроме одного (чье поглощение метила ДНК не изменялось на всем протяжении), показали метилирование ДНК. пиковые значения приема на 69 день после приема фолиевой кислоты 111 мкг / день и последующее снижение при восполнении фолиевой кислоты от 286 до 516 мкг / день.

Средние значения остальных показателей лимфоцитов показаны в таблице 1.Концентрации NAD в клетках, разрывы цепей ДНК и захват [ ³ H] -деоксиуридина значительно снизились на 20, 41 или 69 день по сравнению с исходным уровнем и после этого оставались неизменными. Относительно исходного уровня отношение уридилата к тимидилату, dUTP / dTTP, значительно увеличилось на 69 день, что совпало с самыми низкими концентрациями фолиевой кислоты в плазме, и после этого не изменилось. Паттерны для дезоксинуклеотидов были одинаковыми, независимо от того, культивировали ли клетки в среде с добавлением фолиевой кислоты или в среде с низким содержанием фолиевой кислоты.Существенных изменений концентраций других дезоксинуклеотидов не наблюдалось.

МДА и креатинин.

Групповые средние для MDA в моче, определенные в пулах мочи, собранных в течение 7 дней, приведены в таблице 1. Значения для всех субъектов увеличились на 67 день (средняя точка 7-дневного пула) по сравнению с исходным уровнем и снизились с 67 дней до 88 после восполнения запасов фолиевой кислоты. Значения всех испытуемых достигли пика на дне 67, что аналогично модели восприятия метила ДНК.

Экскреция креатинина с мочой, основной источник потери метильных групп в организме, значительно снизилась с 25 до 39 дней (средние значения 7-дневных пулов мочи), но не показала четкой связи с потреблением фолиевой кислоты и не изменилась от начала до конца. исследования (0.89 ± 0,03 до 0,86 ± 0,04 г / сут). Среднее суточное изменение креатинина в моче (CV%) внутри субъекта на протяжении всего исследования составляло 16,7% и варьировалось от 14,1 до 18,8% среди людей. MDA в плазме значительно снизился по сравнению с исходным уровнем до 27 дней (от 0,45 ± 0,04 до 0,34 ± 0,03 мкмоль / л эквивалента MDA) и практически не изменился на протяжении оставшейся части исследования.

ОБСУЖДЕНИЕ

Состояние фолиевой кислоты и потребность в поддержании концентрации фолиевой кислоты в плазме.

В течение 5 недель приема фолиевой кислоты 56 мкг / день, а затем 4 недель приема 111 мкг / день субъекты достигли состояния умеренного истощения фолиевой кислоты, характеризуемого низким содержанием фолиевой кислоты в плазме и повышенным Hcy. Однако, поскольку концентрация фолиевой кислоты в эритроцитах, гематологические показатели и сегментация нейтрофилов оставались нормальными на протяжении всего исследования, не наблюдалось заметного истощения фолиевой кислоты в тканях или дефицита фолиевой кислоты в крови. Хотя фолиевая кислота и Hcy в плазме реагируют на изменения в потреблении фолиевой кислоты в течение нескольких недель, пулы фолиевой кислоты в тканях не достигли бы устойчивого состояния в течение относительно коротких периодов диетического лечения данного исследования (Stites et al.1997). Следовательно, изменения (или отсутствие изменений) в некоторых показателях зависимости от фолиевой кислоты, предпринятые в этом исследовании, могли быть другими при более длительных периодах диетического лечения.

Низкие концентрации фолиевой кислоты в плазме, достигнутые после приема фолиевой кислоты 56 мкг / день, не изменились при последующем приеме 111 мкг / день и восстановились до нормального уровня, когда субъекты получили 286 мкг / день фолиевой кислоты. Это согласуется с выводом Sauberlich et al. (1987), что 200–250 мкг фолиевой кислоты в день восстанавливали низкие концентрации фолиевой кислоты в плазме у истощенных фолиевой кислотой женщин в пременопаузе.

Необходимость в фолиевой кислоте для поддержания концентрации гомоцистеина в плазме.

Наблюдаемая обратная зависимость между Hcy плазмы и потреблением фолиевой кислоты у здоровых женщин в постменопаузе согласуется с аналогичными отношениями, описанными для здоровых женщин в пременопаузе, взрослых мужчин и пожилых людей (Jacob et al. 1994, O’Keefe et al. 1995, Selhub et al. 1993). Хотя все испытуемые следовали общей обратной зависимости, величина ответа Hcy на истощение запасов фолиевой кислоты была различной у разных людей.Значения Hcy для трех субъектов изменились только в пределах нормы, тогда как у пяти субъектов наблюдалось небольшое повышение, от 12 до 18 мкмоль / л. Эти результаты аналогичны результатам предыдущего исследования контролируемого потребления фолиевой кислоты у здоровых мужчин, которое также показало четкие межиндивидуальные различия в ответе Hcy на истощение запасов фолиевой кислоты (Jacob et al. 1994). Это указывает на то, что даже при точно контролируемом питании различные генетические факторы и факторы окружающей среды могут влиять на концентрацию циркулирующего Hcy.

Необходимость в фолиевой кислоте для поддержания низких концентраций Hcy в плазме важна, поскольку высокие концентрации Hcy были независимо связаны с повышенным риском сосудистых заболеваний (Boushey et al. 1995). Отсутствие снижения повышенных значений Hcy на 70–83 день при потреблении фолиевой кислоты> 286 мкг / день (рис. 1) предполагает, что для снижения повышенного Hcy у этих женщин требовалось> 286 мкг / день фолиевой кислоты. 14-дневный период потребления фолиевой кислоты 286+ мкг / день в течение 70-83 дня должен был быть достаточным временем для того, чтобы Hcy в плазме, по крайней мере, начал снижаться, потому что высокие значения значительно снизились в течение 8 дней в последний период, когда 516 мкг / день кормили, и в течение 9 дней, когда мужчины в предыдущем исследовании получали 440 мкг / день (Jacob et al.1994). Концентрации Hcy не вернулись к исходному уровню, возможно, из-за того, что 8-дневный окончательный период восполнения не был достаточно продолжительным, чтобы увидеть дополнительное снижение. Возникает вопрос, почему 286+ мкг / день не снижали повышенный уровень Hcy в плазме, когда все женщины начинали с исходных уровней Hcy <12 мкмоль / л, а их среднее потребление свободноживущего фолата можно было оценить как 272 мкг / день по данным NHANES II. белых женщин в возрасте 51–65 лет (Субар и др., 1989). Разница может быть связана с низким содержанием холина в экспериментальной диете, поскольку холин может метилировать Hcy через бетаин (Selhub and Rosenberg 1996).Для сравнения, O'Keefe et al. (1995) сообщили, что повышенные уровни Hcy (> 16 мкмоль / л) наблюдались у женщин в пременопаузе, принимавших 200 мкг / день, но не 300 или 400 мкг / день фолиевой кислоты. Взятые вместе, данные этих двух исследований показывают, что некоторым женщинам требуется потребление фолиевой кислоты 300 мкг / день или более для поддержания уровня Hcy <12 мкмоль / л.

Метилирование ДНК и содержание дезоксинуклеотидов.

Повышенное акцептирование метила ДНК, наблюдаемое на дне 69 (рис. 1, таблица 1), точка низкого уровня фолиевой кислоты в плазме и повышенного Hcy, указывает на то, что истощение фолиевой кислоты привело к гипометилированию ДНК по всему геному, которое было обратимо в течение 3 недель за счет восполнения запасов фолиевой кислоты. при 286–516 мкг / сут.Несмотря на хорошо известную роль фолиевой кислоты как поставщика одноуглеродных единиц для реакций метилирования in vivo, никакие предыдущие исследования не показали, что потребление фолиевой кислоты влияет на метилирование ДНК у людей. Наше открытие гипометилирования ДНК аналогично открытию Погрибного и др. (1995), которые обнаружили, что хронический тяжелый дефицит фолиевой кислоты / метила у крыс вызывает геномное и специфичное для гена р53 гипометилирование в пренеопластической печени, наряду с увеличением разрывов цепей ДНК. В других исследованиях дефицита фолиевой кислоты у крыс Balaghi и Wagner (1993) обнаружили геномное гипометилирование ДНК печени после 4 недель дефицита фолиевой кислоты, Kim и Christman (1995) не обнаружили гипометилирования ДНК печени и толстой кишки во время умеренной недостаточности фолиевой кислоты, а Kim et al. .(1997) обнаружили гипометилирование гена-супрессора опухолей p53 (но не гипометилирование всего генома) и разрывы цепей ДНК из-за дефицита изолированного фолата. Хотя в данном исследовании в лимфоцитах человека наблюдалось гипометилирование ДНК по всему геному, разрывы цепей ДНК были уменьшены, а не увеличены, с краткосрочным умеренным дефицитом фолиевой кислоты.

В нашем предыдущем исследовании умеренного истощения фолиевой кислоты у здоровых мужчин мы не обнаружили дефицита метилирования при низком потреблении фолиевой кислоты, метионина и холина (Jacob et al.1995). Разные результаты могут быть связаны с повышенной чувствительностью анализа приема метила ДНК по сравнению с тестами на метаболическое метилирование, используемыми в предыдущем исследовании (измерение метилированных метаболитов ниацина после перорального приема дозы никотинамида и экскреции с мочой богатых метилом соединений креатинина и карнитина). или к повышенной чувствительности путей метилирования к дефициту фолиевой кислоты у женщин в постменопаузе по сравнению с более молодыми мужчинами. Хотя потребление метионина женщинами было адекватным (780 мг / сут), относительно низкое количество холина в рационе (147 мг / сут) могло способствовать чувствительности наблюдаемой обратной зависимости между потреблением фолиевой кислоты и гипометилированием ДНК.

Гипометилирование ДНК может объяснить некоторые из сообщенных ассоциаций между дефицитом фолиевой кислоты, повышенным хромосомным повреждением и пренеопластическими повреждениями в эпителиальной ткани (Blount et al. 1997, Glynn and Albanes 1994, MacGregor et al. 1997). Недавно Fang et al. (1997) сообщили о гипометилировании геномной ДНК рака желудка по сравнению с нормальной тканью и о связи между гипометилированием и низкими концентрациями фолиевой кислоты в сыворотке у больных раком.

Фолат необходим для метилирования урацила до тимидина в процессе синтеза и репарации ДНК.Наблюдаемое увеличение соотношения dUTP / dTTP ДНК лимфоцитов и снижение захвата ³ H-дезоксиуридина на 69 день, точка низкого уровня фолиевой кислоты в плазме (таблица 1), соответствует блоку фолат-зависимой конверсии урацила de novo. на тимидин и неправильное включение урацила в ДНК. Предполагается, что последнее приводит к увеличению повреждений ДНК, связанных с репарацией, и последующей хромосомной нестабильности (Blount et al. 1997, MacGregor et al. 1997). Наши результаты аналогичны выводам Blount et al.(1997), которые сообщили, что повышенное включение урацила в ДНК у людей с дефицитом фолиевой кислоты было отменено добавлением фолиевой кислоты. Однако соотношение dUTP / dTTP у наших субъектов не уменьшалось при восполнении запасов фолиевой кислоты. Это может быть связано с гораздо более коротким и меньшим восполнением запасов фолиевой кислоты в нашем исследовании (20 дней из 286–516 мкг / день) по сравнению с данными Blount et al. (6-8 недель по 5 мг / сут).

Повышение активности репарации ДНК из-за неправильного включения урацила может объяснить значительное падение концентраций НАД в лимфоцитах по сравнению с исходным уровнем, поскольку НАД является субстратом для фермента репарации ядерной ДНК, поли (АДФ-рибоза) полимеразы (PARP).Джеймс и Инь (1989) обнаружили, что снижение синтеза НАД и тимидилата de novo сопровождается увеличением разрывов цепей ДНК в клетках селезенки крыс с дефицитом фолата и метилдонора фолиевой кислоты. Henning et al. (1997) недавно показали, что в печени самцов крыс, получавших диету с дефицитом метил- и фолиевой кислоты с или без ниацина, активность PARP была изменена, а концентрации NAD значительно снизились. Снижение НАД лимфоцитов, наблюдаемое в этом исследовании, произошло, несмотря на потребление ниацина 29,7 мг эквивалента ниацина в день, что составляет 214% от текущей суточной суточной нормы для взрослых женщин (NRC 1989).

Ожидается, что неправильное включение урацила в ДНК при хроническом дефиците фолиевой кислоты вызовет стрессовые механизмы репарации ДНК и, таким образом, приведет к последующему увеличению разрывов цепей ДНК и хромосомной нестабильности. Однако мы обнаружили, что краткосрочный умеренный дефицит фолиевой кислоты был связан с ранним снижением разрывов цепей ДНК и отсутствием дальнейших изменений на протяжении всего исследования. Уменьшение разрывов цепей ДНК с лишением фолиевой кислоты может отражать повышающую регуляцию активности репарации ДНК и поддерживается параллельным снижением концентраций NAD в лимфоцитах.С другой стороны, уменьшение разрывов цепей ДНК может отражать когорту выживших клеток после ранней апоптотической элиминации поврежденных ДНК клеток. Раннее увеличение апоптотической гибели клеток ранее наблюдалось в клетках яичников китайского хомячка с дефицитом фолиевой кислоты in vitro (James et al. 1994a), а также в печени крыс, которые постоянно получали фолат / метил-дефицитную диету (James et al. 1997). . В последнем исследовании повышенный апоптоз клеток сопровождался повышенным уровнем PARP в печени и значительным снижением концентраций NAD.Снижение по сравнению с исходным уровнем поглощения [ ³ H] дезоксиуридина митоген-стимулированными лимфоцитами (таблица 1) указывает на снижение способности клеток к пролиферации in vitro при приеме экспериментальной диеты и следует той же схеме, что и концентрации НАД и ДНК. разрывы нитей, в том смысле, что кратковременное восполнение запасов фолиевой кислоты не повлияло на снижение.

Состояние фолиевой кислоты и перекисное окисление липидов.

Наблюдаемая обратная зависимость эквивалентов MDA в моче, показателя перекисного окисления липидов, от потребления фолиевой кислоты очень похожа на картину поглощения метила Hcy плазмы и ДНК лимфоцитов (таблица 1).Повышенное перекисное окисление липидов во время дефицита фолиевой кислоты может быть следствием увеличения циркулирующего Hcy, который, как предполагается, действует как прооксидант. Olszewski и McCully (1993) предположили, что высокие уровни Hcy могут способствовать окислительному повреждению, потому что сульфгидрильная группа Hcy действует каталитически с ионами трехвалентного или двухвалентного железа с образованием перекиси водорода, кислородных радикалов и гомоцистеинильных радикалов. Sparrow и Olszewski (1993) показали, что окисление ЛПНП может происходить за счет взаимодействия сульфгидрильных групп клеток с ионами переходных металлов, а Jones et al.(1994) сообщили, что перекисное окисление липидов сопровождается токсичностью Hcy для эндотелиальных клеток в культуре. Однако Dudman et al. (1993) обнаружили, что содержание гидроперекисей сложного эфира холестерина ЛПВП не было повышено у четырех пациентов с гипергомоцистеинемией, и пришли к выводу, что Hcy не вызывает значительного окислительного стресса. Недавно сообщалось, что дефицит фолиевой кислоты у крыс увеличивает содержание Hcy в плазме и продуктов перекисного окисления липидов наряду со снижением ненасыщенности жирных кислот в плазме и тромбоцитах (Durand et al. 1996).Хотя не было обнаружено связи между содержанием MDA в плазме и потреблением фолиевой кислоты, наши результаты MDA в моче согласуются с предыдущими исследованиями, предполагающими прооксидантный эффект липидов повышенных концентраций Hcy.

В заключение, маргинальный дефицит фолиевой кислоты, индуцированный у здоровых женщин в постменопаузе, привел к повышенному Hcy плазмы и гипометилированию ДНК лимфоцитов, состояниям, которые связаны с повышенным риском развития сосудистых заболеваний, повреждений ДНК и хромосом, а также некоторых предопухолевых поражений. Хотя гипометилирование ДНК было обращено при приеме 286–516 мкг / сут фолиевой кислоты, повышенный уровень Hcy снизился при приеме 516, но не 286 мкг / сут фолиевой кислоты.Это говорит о том, что текущая суточная норма 180 мкг / день может быть недостаточной для поддержания низких концентраций Hcy в плазме у некоторых женщин в постменопаузе, соблюдающих диету, аналогичную той, которую получали в этом эксперименте.

Анализ отзывов о 24-часовом приеме пищи из NHANES II показал, что 42% взрослых женщин потребляли <200 мкг / день фолиевой кислоты в заданный день; 18% белых и 26% афроамериканок потребляли <100 мкг / день (Subar et al. 1989). Используя последние цифры, увеличенное потребление фолиевой кислоты, оцениваемое на уровне ~ 100 мкг / день в результате ожидаемого обогащения обогащенных зерновых продуктов (USDHHS 1996), все равно оставит около 15% U.S. женщины потребляют меньше текущей суточной нормы. У 310 женщин в возрасте 67–74 лет, участвовавших в исследовании Framingham Heart Study, у 20% был повышенный Hcy в плазме, что было тесно связано с низким статусом фолиевой кислоты в общей исследованной популяции (Selhub et al. 1993). Таким образом, настоящие результаты могут иметь отношение к значительной части американских женщин в постменопаузе с низким потреблением фолиевой кислоты. Эти результаты подчеркивают необходимость дальнейших исследований молекулярных и функциональных последствий недостаточного питания фолиевой кислотой.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарят Вирджинию Гилденгорин за помощь в статистическом анализе результатов исследования, корпорацию Bionetics Corporation из Хэмптона, штат Вирджиния, и персонал WHNRC Human Nutrition Suite за поддержку в работе метаболического отделения и за предоставление медсестер и диетических услуг. Также выражаем благодарность персоналу Биоаналитической лаборатории WHNRC за обработку образцов и различные химические анализы, а также Марку Кутнинку из WHNRC за определение MDA в плазме.Мы также благодарим Рассела Окоджи из Школы общественного здравоохранения Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Дональда Джендена и сотрудников Медицинской школы Калифорнийского университета за обработку и анализ диетических гомогенатов на холин. Наконец, мы выражаем признательность участникам исследования за самоотверженность и щедрость, которые они проявили при завершении исследования.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1

Араки

А.

Сако

Ю.

Определение свободного и общего гомоцистеина в плазме человека с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с детектированием флуоресценции.

J. Chromatogr.

442

1987

43

52

2

Ausebel

,

F. M.

,

Brent

,

R.

,

Kingston

,

R. E.

,

Moore

,

D. D.

Seidman

,

J. G.

и

Smith

,

J. A.

(

1989

)

1, 3.5.9 (а) и 2.2.3 (б)

. В:

Current Protocols in Molecular Biology,

Wiley-Interscience

,

New York, NY

,3

Балаги

м.

Вагнер

С.

Метилирование ДНК при дефиците фолиевой кислоты — использование CpG-метилазы.

Biochem. Биофиз. Res. Commun.

193

1993

1184

1190

4

Баснакян

А. Г.

Джеймс

С.J.

Количественная оценка разрывов 3′-ОН ДНК методом случайного олигонуклеотид-примированного синтеза (ROPS).

ДНК Cell Biol.

15

1996

255

262

5

Blakley

,

R. L.

(

1969

)

Биохимия фолиевой кислоты и родственных птеридинов,

стр.

92

—

94

.

Wiley

,

New York, NY

,6

Блаунт

Б. С.

Мак

м. М.

Вер

К. М.

МакГрегор

Дж.Т.

Hiatt

Р. А.

Ван

г.

Викрамасингхе

S. N.

Эверсон

р. Б.

Эймс

Б.№

Дефицит фолиевой кислоты вызывает неправильное включение урацила в ДНК человека и разрыв хромосом: последствия для рака и повреждения нейронов.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

94

1997

3290

3295

7

Боуши

С.J.

Бересфорд

S.A.A.

Omen

г. С.

Мотульский

А. Г.

Количественная оценка гомоцистеина плазмы как фактора риска сосудистых заболеваний.

J. Am. Med. Доц.

274

1995

1049

1057

8

Boyum

А.

Выделение мононуклеарных клеток и гранулоцитов из крови человека.

Сканд. J. Clin. Лаборатория. Вкладывать деньги.

97

1968

77

89

9

Кирико

С.

Тесты с тиобарбитуровой кислотой на основе высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Methods Enzymol.

233

1994

314

318

10

Дудман

N.P.B.

Вилькен

Д.E.L.

Stocker

р.

Уровни циркулирующего гидропероксида липидов при гипергомоцистеинемии человека — значение для развития артериосклероза.

Артериосклер. Тромб.

13

1993

512

516

11

Дюран

стр.

Прост

м.

Blache

Д.

Протромботические эффекты диеты с дефицитом фолиевой кислоты на тромбоциты и макрофаги крыс, связанные с повышенным уровнем гомоцистеина и пониженным содержанием n-3 полиненасыщенных жирных кислот.

Атеросклероз

121

1996

231

243

12

Клык

Дж.Y.

Сяо

С. Д.

Чжу

С. С.

юаней

Дж. М.

Цю

Д. К.

Цзян

С.J.

Взаимосвязь фолиевой кислоты плазмы и статуса метилирования ДНК при раке желудка человека.

J. Gastroenterol.

32

1997

171

175

13

Фриман

Дж. Дж.

Цой

р.Л.

Jenden

Д. Дж.

Холин плазмы: его оборот и обмен с холином мозга.

J. Neurochem.

24

1975

729

734

14

Гланц

,

С.А.

(

1992

)

Учебник по биостатистике,

3-е изд.

McGraw Hill, Inc.

,

New York, NY

,15

Глинн

С.А.

Альбаны

Д.

Фолиевая кислота и рак: обзор литературы.

Nutr. Рак

22

1994

101

119

16

Halliwell

,

B.

и

Chirico

,

S.

(

1993

)

Перекисное окисление липидов: механизм, измерение и значение,

Am. J. Clin. Nutr.

57

(доп.):

715с

—

725с

.17

Хеннинг

С. М.

Swendseid

М. Э.

Коулсон

W. F.

У самцов крыс, получавших диету с дефицитом метил- и фолиевой кислоты с или без ниацина, развиваются карциномы печени, связанные со снижением концентрации НАД в тканях и измененной активностью поли (АДФ-рибозы) полимеразы.

J. Nutr.

127

1997

30

36

18

Герберт

,

В.

(

1959

)

Мегалобластические анемии.

Grime and Stratton

,

New York, NY

,19

Герберт

,

В.

и

Das

,

K.

(

1994

)

Фолиевая кислота и витамин B-12. В: Современное питание в здоровье и болезнях,

8-е изд. (

Шилс

,

M. E.

,

Olson

,

J. A.

и

Shike

,

M.

ред.), Т.

1

, стр.

402

—

425

.

Lea and Febiger

,

Philadelphia, PA

.20

Иаков

р.А.

Пианальто

F. S.

Хеннинг

С. Х.

Чжан

J. Z.

Swendseid

М. Э.

Способность к метилированию in vivo не нарушается у здоровых мужчин при кратковременном ограничении фолиевой кислоты и метильных групп с пищей.

J. Nutr.

125

1995

1495

1502

21

Иаков

Р. А.

Wu

м. М.

Хеннинг

С.М.

Swendseid

М. Э.

Гомоцистеин увеличивается по мере снижения содержания фолиевой кислоты в плазме здоровых мужчин при кратковременном ограничении фолиевой кислоты и метильных групп с пищей.

J. Nutr.

124

1994

1072

1080

22

Джеймс

С.J.

Баснакян

А. Г.

Миллер

Б. Дж.

Дефицит фолиевой кислоты in vitro вызывает дисбаланс пула дезоксинуклеотидов, апоптоз и мутагенез в клетках яичников китайского хомячка.

Cancer Res.

54

1994a

5075

5080

23

Джеймс

С.J.

Крест

Д. р.

Миллер Б. Дж.,

Изменения пулов нуклеотидов у крыс, получавших рацион с дефицитом холина, метионина и / или фолиевой кислоты.

Канцерогенез

13

1992

2471

2474

24

Джеймс.

S. J.

Миллер

Б. Дж.

Баснакян

А. Г.

Погрибный

I. P.

Погрибна

М.

Мусхелишвили

Л.

Апоптоз и пролиферация в условиях дисбаланса пула дезоксинуклеотидов в печени крыс с дефицитом фолиевой кислоты и метила.

Канцерогенез

18

1997

287

293

25

Джеймс

С.J.

Миллер

Б. Дж.

Крест

Д. р.

Макгаррити

L. J.

Моррис

С. М.

Важность фолиевой кислоты для поддержания пулов предшественников дезоксинуклеотидов, синтеза ДНК и развития клеточного цикла в лимфоцитах, стимулированных ФГА.

Environ. Перспектива здоровья.

101

1993

173

178

26

Джеймс

S. J.

Миллер

Б. Дж.

Макгаррити

Л.J.

Моррис

С. М.

Влияние дефицита фолиевой кислоты и / или метионина на пулы дезоксирибонуклеотидов и распределение клеточного цикла в митоген-стимулированных лимфоцитах крыс.

Cell Prolif.

27

1994b

395

406

27

Джеймс

С.J.

Инь

Л.

Повреждение ДНК, вызванное диетой, и измененный метаболизм нуклеотидов в лимфоцитах крыс с дефицитом метилдонора.

Канцерогенез

10

1989

1209

1214

28

Джонс

Б.Г.

Роза

F. A.

Тудбол

Н.

Перекисное окисление липидов и токсичность, вызванная гомоцистеином.

Атеросклероз

105

1994

165

170

29

Ким

Ю.-Я.

Кристман

Дж. К.

Умеренный дефицит фолиевой кислоты не вызывает глобального гипометилирования ДНК печени и толстой кишки или c-myc-специфического гипометилирования ДНК толстой кишки у крыс.

г. J. Clin. Nutr.

61

1995

1083

1090

30

Ким

Ю.-Я.

Погрибный

I. P.

Баснакян

А. Г.

Миллер

J. W.

Сельхуб

J.

Джеймс

С.J.

Мейсон

Дж. Б.

Дефицит фолиевой кислоты у крыс вызывает разрывы цепей ДНК и гипометилирование в гене-супрессоре опухоли p53.

г. J. Clin. Nutr.

65

1997

46

52

31

Кролл

М.H.

Чеслер

р.

Hagengruber

C.

Пустой

D. W.

Кестнер

J.

Rawe

М.

Автоматическое определение креатинина в моче без разбавления образца: теория и практика.

Clin. Chem.

32

1986

446

452

32

МакГрегор

J. T.

Вер

С.М.

Hiatt

Р. А.

Петерс

Б.

Такер

Дж. Д.

Ланглуа

Р. Г.

Иаков

р.А.

Дженсен

Р. Х.

Ягер

J. W.

Сигенага

М. К.

Frei

Б.

Эйнон

Б.С.

Эймс

Б. Н.

«Спонтанное» генетическое повреждение у человека: оценка индивидуальной изменчивости, взаимосвязи между маркерами повреждения и влияния нутритивного статуса.

Mutat. Res.

377

1997

125

135

33

Мерфи

Дж.Р.

Влияние температуры и метода центрифугирования на отделение эритроцитов.

J. Lab. Clin. Med.

82

1973

334

341

34

Национальный исследовательский совет

(

1989

)

Рекомендуемые диетические нормы,

10-е изд.

National Academy Press

,

Вашингтон, округ Колумбия

,35

О’Киф

C. A.

Бейли

Л. Б.

Томас

E.A.

Хофлер

С.А.

Дэвис

Б.А.

Cerda

Дж. Дж.

Григорий

J. F. III.

Контролируемый пищевой фолат влияет на статус фолиевой кислоты у небеременных женщин.

Дж.Нутр

125

1995

2717

2725

36

Olzewski

А. Дж.

Маккалли

к. С.

Метаболизм гомоцистеина и окислительная модификация белков и липидов.

Free Radical Biol. Med.

14

1993

683

693

37

Погрибный

I. P.

Баснакян

А. Г.

Миллер

Б.J.

Лопатина

Н. Г.

Порье

L.A.

Джеймс

S. J.

Разрывы цепи ДНК в геномной ДНК и внутри гена р53 связаны с гипометилированием печени крыс с дефицитом фолиевой кислоты / метила.

Cancer Res.

55

1995

1894

1901

38

Расмуссен

к.

Моллер

J.

Lyngbak

М.

Холм Педерсен

А. М.

Dybkjaer

Л.

Возрастные и гендерные референсные интервалы для общего гомоцистеина и метилмалоновой кислоты в плазме до и после приема витаминов.

Clin. Chem.

42

1996

630

636

39

Sauberlich

H.E.

Креч

M. J.

Скала

Дж. Х.

Джонсон

Х. Л.

Тейлор

П. С.

Потребность в фолиевой кислоте и метаболизм у небеременных женщин.

г. J. Clin. Nutr.

46

1987

1016

1028

40

Сельхуб

J.

Жак

P. F.

Уилсон

стр.W.F.

Раш

Д.

Розенберг

I. H.

Витаминный статус и потребление как основные детерминанты гомоцистеинемии у пожилого населения.

J. Am. Med. Доц.

270

1993

2693

2698

41

Selhub

,

J.

и

Розенберг

,

I. H.

(

1996

)

Фолиевая кислота

. В:

Современные знания в области питания,

7-е изд. (

Ziegler

,

E. E.

и

Filer

,

L. J.

, Jr. ред.), Стр.

206

—

219

.

International Life Sciences Institute Press

,

Вашингтон, округ Колумбия

.42

Воробей

С.С.

Ольшевский

А. Дж.

Клеточное окисление липопротеинов низкой плотности вызывается производством тиолов в средах, содержащих ионы переходных металлов.

J. Lipid Res.

34

1993

1219

1228

43

Stites

т.E.

Бейли

Л. Б.

Скотт

К. С.

Всего

J. P.

Фишер

W. P.

Григорий

Дж.F.

Кинетическое моделирование метаболизма фолиевой кислоты с помощью хронического введения меченой дейтерием фолиевой кислоты мужчинам.

г. J. Clin. Nutr.

65

1997

53

60

44

Subar

A. F.

Блок

г.

Джеймс

Л. Д.

Потребление фолиевой кислоты и источники пищи среди населения США.

г. J. Clin. Nutr.

50

1989

508

516

45

Тамура

т.

Mizuno

Ю.

Джонстон

К. Э.

Иаков

Р. А.

Анализ пищевого фолата с обработкой протеазой, α-амилазой и конъюгазой фолиевой кислоты.

Дж.Agric. Food Chem.

45

1997

135

139

46

Tietz

,

N. W.

изд. (

1995

)

Клиническое руководство по лабораторным испытаниям,

3-е изд.

W. B. Saunders

,

Philadelphia, PA

.47

Министерство сельского хозяйства США, Информационная служба по питанию человека

(

1991

)

Состав продуктов питания, Справочник по сельскому хозяйству 8, версия 10, серии 1-21.

Типография правительства США

, 1976–91,

Вашингтон, округ Колумбия

.48

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Министерства здравоохранения США.

Стандарты пищевых продуктов: изменение стандартов идентификации для обогащенных зерновых продуктов, требующих добавления фолиевой кислоты.

Fed. Зарегистрировать

61

1996

8781

8787

Сокращения

• Hcy

• MCV

• MDA

• PARP

  поли (АДФ-рибоза) полимераза

• RDA

  9607 9607000 9607 9607 9607 9607 9607 9607000 9607 9607 1,1,3,3, — тетраметоксипропан

• WHNRC

  Western Human Nutrition Research Center

© 1998 Американское общество служб питания

MTHFR и гомоцистеин — Часть I | За пределами MTHFR

Изучите эту концепцию, посетив нашу программу коучинга BeyondMTHFR © , созданную для практикующих функциональную медицину, натуропатов, мануальных терапевтов и диетологов.

---

Если вы читаете этот блог, вероятно, вы слышали о гомоцистеине и знаете, что это связано с циклом метилирования. И, может быть, вы даже недавно проверяли уровень гомоцистеина. Но то, что вы, вероятно, не слышали, — это то, что на самом деле гомоцистеин ДЕЙСТВУЕТ внутри вашего тела — и этому посвящена эта серия видео, состоящая из нескольких частей. Но прежде чем мы перейдем ко всем тонкостям гомоцистеина, нам сначала нужно задать несколько вопросов, которые будут в центре внимания этого первого видео:

• Знаете ли вы, что такое здоровый уровень гомоцистеина?

• Знаете ли вы, что вызывает высокий уровень гомоцистеина? или низкий гомоцистеин?

• Знаете ли вы, как гомоцистеин влияет на выработку глутатиона?

• Знаете ли вы, почему высокий уровень гомоцистеина так негативен для организма, особенно?для цикла метилирования?

• Дополнительный вопрос — Что из того, что мы едим, больше всего повышает уровень гомоцистеина?

Если вам интересно узнать ответы на эти вопросы, посмотрите видео и продолжайте читать. Гомоцистеин, как вы увидите, является одновременно необходимым биохимическим и потенциально токсичным разрушителем клеток. Эта двойная природа гомоцистеина, полезного для нас и необходимого для жизни, но потенциально опасного в неправильных количествах, означает, что нам нужно знать как можно больше об этой молекуле метилирования. Все ткани тела нуждаются в правильном уровне гомоцистеина, но это более верно, чем внутри мозга! Как вы увидите, невозможно понять MTHFR и метилирование, его влияние на наш мозг, без хорошего понимания того, что такое гомоцистеин и что он делает!

Хорошо известно, что гомоцистеин является ключевым игроком в цикле метилирования. Он находится на пересечении трех очень важных путей. Есть три направления движения гомоцистеина внутри цикла метилирования:

1. Рециклинг метионинсинтазой (MTR) — это основной путь рециклинга гомоцистеина, который превращает гомоцистеин в метионин; этот путь зависит от фолиевой кислоты и больше всего подвержен мутациям MTHFR.Любые другие мутации в MTR и MTRR будут усиливать давление на этот путь, замедляя его и снижая его эффективность. Этот путь требует фолиевой кислоты и B12 для правильного функционирования.
2. Переработка бетаин-гомоцистеин-метилтрансферазой (BHMT) — это вторичный или «резервный» путь, используемый организмом для рециркуляции гомоцистеина, а также преобразования гомоцистеина в метионин. Когда SNP присутствуют в путях MTHFR, MTR, MTRR, организм будет больше зависеть от пути BHMT, чтобы компенсировать разницу.Этот путь требует для функционирования бетаина, триметилглицина (TMG) или холина. Когда основной путь фолиевой кислоты / b12 замедляется MTHFR и т. Д., Организм рискует пострадать от низкого уровня холина, поскольку молекулы холина потребляются, выполняя резервный путь BHMT.
3. Трансульфурация цистатионин-бета-синтазой (CBS) — это фермент CBS, который превращает гомоцистеин в серосодержащие молекулы и антиоксиданты; Именно здесь производство глутатиона (GSH) происходит посредством многоступенчатого процесса, для которого требуются кофакторы, такие как селен, цинк и B6.Другие важные молекулы, которые продуцируются этим путем трансульфурации, включают таурин, металлотионин, сульфиты и аммиак. Когда уровень гомоцистеина повышается, организм может отреагировать увеличением экспрессии CBS, которая втягивает гомоцистеин в трансульфурацию в качестве маневра самозащиты. Введение гомоцистеина в CBS увеличивает производство глутатиона, одновременно снижая токсические уровни гомоцистеина. Однако могут возникнуть проблемы, если слишком много гомоцистеина попадает через CBS в трансульфурацию.Это может привести к избыточному образованию сульфита и связанной с ним токсичности серы, что требует диеты с низким содержанием серы и других питательных веществ, таких как молибден и т. Д.

Вышеупомянутые пути демонстрируют сложности использования гомоцистеина в наших клетках. Очевидно, что цикл метилирования влияет на все области нашего тела, но никакая часть нашего тела не зависит от метилирования больше, чем наш мозг. Вот почему люди с MAO, COMT, GAD, ACE, плюс MTHFR и ассоциированными SNP метильного цикла обычно чаще имеют дело с НЕВРОЛОГИЧЕСКИМИ симптомами.И эти неврологические проблемы могут варьироваться от легкого беспокойства и депрессии до полномасштабного заболевания, такого как болезнь Альцгеймера , которая сейчас занимает 6-е место среди причин смерти в Соединенных Штатах! Причина, по которой неврологическое здоровье в нашем обществе ухудшается, в значительной степени связана с токсическим действием гомоцистеина. Но так быть не должно. Посмотрите эту серию видео из трех частей, чтобы узнать, как гомоцистеин причиняет вред и как лечить от его негативных последствий.

Изучая текущие рецензируемые исследования, Dr.Ростенберг открыл мощные естественные стратегии защиты мозга от токсического воздействия гомоцистеина. Он может помочь вам раскрыть генетические причины вашей проблемы со здоровьем и найти естественное решение! Если вам нужна помощь с генетикой метилирования, чтобы улучшить работу мозга или сбалансировать уровень гомоцистеина, свяжитесь с доктором Ростенбергом из Red Mountain Natural Medicine сегодня.

No related posts.