متیونین: توابع

متیونین به عنوان تأمین کننده گروههای متیل (CH3) ، که برای بیوسنتزهای ضروری مورد نیاز است ، در متابولیسم نقش دارد. برای انجام این عملکرد ، ابتدا باید اسید آمینه ضروری با ATP فعال شود (آدنوزین تری فسفات) مراحل واکنش از متیونین فعال سازی توسط متیونین آدنوزیل ترانسفراز کاتالیز می شود. در نتیجه تجزیه تری فسفات ، انرژی آزاد می شود که ترانسفراز برای انتقال آن نیاز دارد آدنوزین مانده به متیونین. S-adenosylmethionine یا به اختصار SAM تشکیل می شود. S-adenosylmethionine فرم فعال متابولیکی متیونین است. با توجه به گروه متیل بسیار واکنش پذیر در گروه سولفونیوم ، S-آدنوزیل متیونین قادر به شروع فرآیندهای انتقال متیلاسیون است که توسط آنزیم متیل ترانسفراز کاتالیز می شود. در نتیجه ، SAM هر دو یک بستر و یک اهدا کننده گروه متیل برای متیل ترانسفراز است. در مرحله اول ، SAM گروه متیل را به متیل ترانسفراز منتقل می کند ، که در مرحله دوم باقی مانده CH3 را به لایه های خاص منتقل می کند ، که از این طریق تغییرات ساختاری ایجاد می کنند. در متابولیسم واسطه ، انتقال متیلاسیون واکنشهای مهمی در بیوسنتز مواد درون زا زیر است.

آدرنالین ، هورمونی در مدولای غده فوق کلیه تشکیل شده و در شرایط استرس زا در خون ترشح می شود ، که از نوراپی نفرین با انتقال یک گروه متیل ایجاد می شود. به عنوان یک کاتکول آمین ، آدرنالین دارای اثر تحریکی در گیرنده های آلفا و بتا سمپاتیک سیستم قلبی عروقی است - فشار خون را افزایش می دهد و ضربان قلب را افزایش می دهد. در سیستم عصبی مرکزی ، آدرنالین به عنوان یک انتقال دهنده عصبی - پیام رسان یا ماده انتقال دهنده - عمل می کند و بنابراین مسئول انتقال اطلاعات از یک نورون (سلول های عصبی) به سلول دیگر از طریق نقاط تماس نورون ها ، سیناپس ها است.
کولین - از طریق اتانولامین با انتقال گروه CH3 سنتز می شود. به عنوان یک منفرد اولیه الکل، کولین یک عنصر ساختاری از هر دو است انتقال دهنده عصبی استیل کولین - استیک اسید استر از کولین - و لسیتین و فسفاتیدیل کولین به ترتیب - اسید فسفریک استر کولین - که یک جز اساسی در تمام غشاهای زیستی است. علاوه بر این ، کولین همچنین به عنوان یک اهدا کننده گروه متیل در متابولیسم واسطه عمل می کند. در صورت کمبود متیونین ، مقدار کافی کولین برای سنتز مهم در دسترس نیست انتقال دهنده عصبی استیل کولین - کمبود طولانی مدت متیونین می تواند در نهایت باعث اضطراب و افسردگی.
کراتین، یک اسید آلی در نتیجه انتقال متیلاسیون از گوانیدینواستات تشکیل می شود. به شکل کراتین فسفات, کراتین برای انقباض عضله مورد نیاز است و به تأمین انرژی عضلات کمک می کند.
اسیدهای نوکلئیک - به صورت RNA (اسید ریبونوکلئیک) و DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) ، که به عنوان حامل اطلاعات ژنتیکی عمل می کند.
پلی آمین ها - پوترسین و SAM دکربوکسیلاته باعث ایجاد اسپرمین می شوند و به عنوان واسطه ، اسپرمیدین ایجاد می شود. هر دو پلی آمین نقش اساسی در تقسیم سلول دارند و به سنتز سلولهای در حال رشد کمک می کنند اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها - در نتیجه ، پلی آمین ها یک اثر تثبیت کننده بر روی DNA دارند. پلی آمین اسپرمیدین ممکن است روده را افزایش دهد سلامت و بنابراین به بهبود ایمنی کمک می کند. مطالعات در مورد سلولها و همچنین مدلهای حیوانی نشان می دهد که اسپرمیدین در رژیم غذایی تمایز سلولهای T کمکی به سمت سلولهای T نظارتی را ترجیح می دهد.
گلوتاتیون - L-glutamyl-L-cysteinylglycine ، به طور خلاصه GSH - یک تری پپتید تشکیل شده از اسیدهای آمینه اسید گلوتامیک، سیستئین و گلیسین؛ به عنوان یک بستر از گلوتاتیون پراکسیداز ، GSH دارد آنتی اکسیدان فعالیت و از سلول ها ، DNA و سایر ماکرومولکول ها در برابر آسیب اکسیداتیو ، به عنوان مثال ، آسیب تابش محافظت می کند.
ال کارنیتین - متیونین همراه با لیزین منجر به تشکیل ال کارنیتین می شود که نقشی اساسی در تنظیم متابولیسم چربی ، کربوهیدرات و پروتئین دارد.
ملاتونین - هورمونی که ریتم شبانه روز بدن انسان را کنترل می کند. این ماده از متیلاسیون N-استیل سروتونین تشکیل می شود.
فارماکون متیله شده - دفع مسمومیت of داروهای.
نوکلئیک متیله شده پایگاه DNA و RNA - محافظت از DNA در برابر تخریب.

متیلاسیون DNA

S-adenosylmethionine برای متیلاسیون DNA ضروری است. در این فرایند ، گروه های CH3 عرضه شده توسط SAM با کمک DNA متیل ترانسفرازها در نوکلئیک به مکان های خاص درون DNA دو رشته منتقل می شوند. پایگاه مانند آدنین ، گوانین ، سیتوزین و تیمین. بنابراین این یک اصلاح DNA یا یک تغییر شیمیایی در ساختار اساسی DNA است. از آنجا که متیلاسیون DNA انجام نمی شود رهبری تغییر در توالی DNA - دنباله بلوک های سازنده DNA - این موضوع است اپی ژنتیک یا وراثت اپی ژنتیکی. Epigenetics انتقال صفات به فرزندان براساس تغییرات وراثتی در است ژن تنظیم و بیان ، به جای انحراف در توالی DNA. تغییرات اپی ژنتیکی می تواند توسط مواد شیمیایی یا فیزیکی آغاز شود فاکتورهای محیطی. مناطق DNA که برای متیلاسیون از اهمیت ویژه ای برخوردارند جزایر CpG نامیده می شوند. در این بخشهای DNA ، دینوکلئوتید سیتوزین-گوانین با ده تا بیست برابر فرکانس بقیه ژنوم وجود دارد. در تحقیقات ژنتیکی انسانی ، از جزایر CpG اغلب برای اختصاص ژن ها استفاده می شود بیماری های ژنتیکی. متیلاسیون DNA عملکردهای بیولوژیکی متعددی دارد. در پروکاریوت ها ، متیلاسیون DNA محافظت در برابر DNA خارجی را فراهم می کند. DNA متیل ترانسفرازهای مسئول متیلاسیون رهبری به تشکیل یک الگوی متیلاسیون با انتقال گروه های CH3 به نوکلئیک تعریف شده پایگاه DNA خود سلول است. بر اساس این الگوی متیلاسیون ، محدودیت آنزیم ها قادر به تشخیص DNA سلول از DNA هستند که از خارج وارد سلول شده است. DNA خارجی معمولاً الگوی متیلاسیون متفاوتی از DNA خود سلول دارد. اگر DNA خارجی شناسایی شود ، با محدودیت برش داده می شود و از بین می رود آنزیم ها و دیگر نوکلئازها به طوری که DNA خارجی نمی تواند در DNA خود سلول ادغام شود. علاوه بر این ، متیلاسیون DNA برای پروکاریوت ها برای اصلاح خطا در هنگام تکثیر DNA مفید است - تکثیر یکسان DNA. برای تشخیص رشته DNA اصلی از رشته تازه سنتز شده در هنگام اصلاح خطا ، سیستم های ترمیم DNA از الگوی متیلاسیون رشته اصلی استفاده می کنند. در یوکاریوت ها ، متیلاسیون DNA عملکرد علامت گذاری مناطق فعال و غیرفعال DNA را دارد. به این ترتیب ، از یک طرف ، می توان از بخشهای DNA مشخصی برای فرآیندهای مختلف استفاده کرد. از طرف دیگر ، متیلاسیون ژن ها را ساکت یا غیرفعال می کند. برای RNA پلیمرازها و سایر موارد آنزیم ها، پایه های نوکلئیک متیله شده روی DNA یا RNA نشانه این است که نباید آنها را برای بیوسنتز پروتئین خواند. متیلاسیون DNA در نهایت برای جلوگیری از تشکیل ناقص ، بیماری زا است پروتئین ها یا سنتز آنها را سقط می کند. بعضی از ژن ها به طور انتخابی متیله می شوند که به آن اشاره می شود ژن تنظیم ژن یا بیان دیفرانسیل. مناطق بالادست a ژن ممکن است سطح خاصی از متیلاسیون داشته باشد که از منطقه مجزا متمایز باشد و در شرایط مختلف متفاوت باشد. این امکان را برای فرکانس خواندن انتخابی ژن پشت آن فراهم می کند. نمونه ای از مکانهای متیلاسیون انتخابی که در بالادست ژن واقع شده اند ، جزایر CpG هستند. از آنجا که اینها تحت فشار جهش بالا قرار دارند ، متیلاسیون به عنوان مکانیزمی برای خاموش کردن ژن های مهار کننده تومور از اهمیت فوق العاده ای در جلوگیری از بیماری های تومور. در صورت سرکوب متیلاسیون ، سیتوزین های جزایر CpG می توانند به ترتیب از نظر اکسیداتیو به تیمین و اوراسیل مایع شوند ، به دلیل بی ثباتی آنها. این منجر به تبادل پایه و در نتیجه جهش دائمی می شود که به طور قابل توجهی خطر تومور را افزایش می دهد. مورد خاص تنظیم ژن ، کاشت ژنومی است. از آنجا که سلولهای زایای زن و مرد الگوهای متیلاسیون DNA متفاوتی دارند ، آللهای پدری را می توان از آللهای مادر تشخیص داد. در مورد ژن هایی که تحت کاشت قرار می گیرند ، فقط از آلل مادر یا پدر استفاده می شود که بیان خصوصیات جنسیتی صفات فنوتیپی را امکان پذیر می کند. متیلاسیون بیش از حد یا ناکافی مناطق بالادست DNA می تواند رهبری به دلیل ابتلا به فعالیتهای ژنی کاهش یافته و یا افزایش یافته در سلولهای دختر ، منجر به توسعه بیماریها می شود. به عنوان مثال ، سلولهای تومور اغلب الگوهای متیلاسیون را نشان می دهند که به طور قابل توجهی با بافتهای سالم متفاوت است. علاوه بر سلولهای هسته ای جداگانه در DNA پروتئین ها و آنزیم ها نیز می توانند توسط متیل ترانسفرازها اصلاح شوند. بنابراین ، انتقال یک گروه متیل به آنزیم ها منجر به تغییر در خصوصیات آنها می شود ، به موجب آن فعالیت آنزیم می تواند مهار یا ارتقا یابد.

تخریب و سنتز مجدد متیونین - چرخه متیونین

از اهمیت ویژه ، هم برای متابولیسم انسانی و هم برای عمل بالینی ، تخریب متیونین است. اسید آمینه ضروری متیونین مصرف شده با غذا با مشارکت ATP به S-adenosylmethionine تجزیه می شود. به عنوان یک نتیجه از تجزیه گروه متیل ، که توسط متیل ترانسفراز جذب شده و به سایر بسترها منتقل می شود ، S-adenosylhomocysteine میانی (SAH) از SAM تشکیل می شود ، که توسط هیدرولاز SAH هیدرولیز می شود تا هموسیستئین و آدنوزین. از آنجا که SAH فرآیندهای متیلاسیون را مهار می کند ، تخریب آن به هموسیستئین برای حفظ واکنشهای متیلاسیون فوراً مورد نیاز است. گوگردحاوی اسید آمینه غیر پروتئین زا هموسیستئین، که نتیجه چرخه متیونین است ، می تواند به روش های مختلف کاتابولیزه شود. از یک طرف ، هموسیستئین از طریق فرآیند ترشح سولفات با تشکیل گوگرد- حاوی اسید آمینه سیستئین. از طرف دیگر ، هموسیستئین می تواند با یک واکنش مجدد متابولیزه شود. استفاده مجدد از هموسیستئین منجر به سنتز مجدد متیونین می شود. در روند ترشح سولفات ، متیونین در اولین مرحله با سرین از طریق ß-سنتاز وابسته به ویتامین B6 سیستاتیونین واکنش نشان می دهد و با تجزیه هموسیستین سیستاتیونین ایجاد می کند. سیستاتیونین در مرحله دوم به هموسرین و ماده شکسته می شود گوگرد- حاوی اسید آمینه سیستئین. این واکنش توسط سیستاتیوناز که به ویتامین B6 نیز وابسته است ، کاتالیز می شود. بنابراین ، وقتی متیونین حاوی گوگرد تجزیه می شود ، اسید آمینه سیستئین حاوی گوگرد دیگر تشکیل می شود ، در حالی که سرین مصرف می شود. سیستئین می تواند در متابولیسم اسیدهای آمینه کاتابولیک به سولفات و آب، یا منجر به سنتز سیستین با واکنش با یک مولکول سیستئین دیگر. علاوه بر این ، مولکول سیستئین به عنوان بلوک اصلی شروع به تشکیل است ثوری، یک اسید am آمینو اتان سولفونیک است که یک گروه اسید سولفونیک را به جای یک گروه کربوکسیل معمولی حمل می کند. اسیدهای آمینه. ثوری در بدن برای بیوسنتز پروتئین استفاده نمی شود ، اما تا حد زیادی مسئول تثبیت مایعات است تعادل در سلولها اگر میزان مصرف متیونین خیلی کم باشد ، سنتز سیستئین از متیونین یا هموسیستئین فقط حاشیه ای است ، به این معنی که اسید آمینه نیمه ضروری سیستئین می تواند به یک اسید آمینه ضروری تبدیل شود و باید بیشتر از طریق رژیم غذایی. هوموسرین حاصل از تجزیه سیستاتیونین توسط دی آمیناسیون به آلفا-كتو بوتیرات تبدیل می شود ، كه به پروپیونیل-CoA تجزیه می شود و در نتیجه دكربوكسیلاسیون و متعاقب آن ویتامین B12بازآرایی وابسته گروه کربوکسیل ، به succinyl-CoA. دومی متابولیتی از چرخه سیترات است که در آن ، از جمله چیزهای دیگر ، انرژی به صورت GTP (گوانوزین تری فسفات) و معادل های کاهش NADH و FADH2 بدست می آید که منجر به تولید انرژی به شکل ATP (آدنوزین) می شود. تری فسفات) در زنجیره تنفسی بعدی. روند انتقال از بدن فقط در بافت های خاصی انجام می شود. این شامل کبد, کلیه، پانکراس (پانکراس) و مغز. در روند بازسازی ، سنتز هموسیستئین از متیونین معکوس می شود. بنابراین ، هموسیستئین ابتدا با آدنوزین واکنش داده و S-adenosylhomocysteine (SAH) را با تجزیه تشکیل می دهد. آب. متعاقباً تحت تأثیر ویتامین B12وابسته به متیونین سنتاز ، انتقال گروه متیل با تشکیل S-adenosylmethionine (SAM) رخ می دهد. گروه متیل توسط 5-متیل-تتراهیدروفولات (5-MTHF) تأمین می شود ، که گروه CH3 را به کوآنزیم متیونین سنتاز منتقل می کند ، ویتامین B12 (کوبالامین) متیونین سنتاز که مملو از متیل کوبالامین است ، گروه CH3 را به سنتز SAM منتقل می کند. سرانجام ، متیونین می تواند از S-adenosylmethionine ترشح شود. 5-MTHF فرم فعال متیله شده است اسید فولیک (ویتامین B9) و عملکرد پذیرنده و انتقال دهنده گروههای متیل در متابولیسم واسطه را دارد. ترشح گروه CH3 به کوبالامین متیونین سنتاز منجر به اسید تتراهیدروفولیک فعال می شود که اکنون برای انتقال گروه جدید متیل در دسترس است. ویتامین B12 به روشی مشابه عمل می کند. به شکل متیل کوبالامین در واکنش های آنزیمی شرکت می کند و مسئول جذب و آزاد سازی گروه های متیل است. سرانجام ، چرخه متیونین با آن ارتباط مستقیم دارد اسید فولیک و ویتامین B12 متابولیسم در کبد و کلیه، هموسیستئین را می توان از طریق بتائین هموسیستئین متیل ترانسفراز (BHMT) نیز به متیونین بازسازی کرد. گروه متیل مورد نیاز برای سنتز متیونین توسط بتائین ، یک ترکیب آمونیوم رباعی با سه گروه متیل تأمین می شود و به متیل ترانسفراز منتقل می شود. بنابراین بتائین اهدا کننده گروه سوبسترا و گروه متیل برای BHMT است. متیل ترانسفراز اکنون باقیمانده CH3 را به هموسیستئین منتقل کرده و متیونین و دی متیل گلیسین تشکیل می دهد. مسیر بازسازی مایع سازی هموسیستئین یا متیونین از طریق BHMT مستقل از اسید فولیک و ویتامین B12. در نتیجه ، آب-حلول B ویتامین ها اسید فولیک ، B12 و B6 در متابولیسم کلی متیونین و هموسیستئین نقش دارند. اگر حتی فقط یکی از اینها کسری داشته باشد ویتامین ها، تخریب هموسیستئین مهار می شود. نتیجه یک سطح هموسیستئین به طور قابل توجهی افزایش یافته است. بنابراین می توان از این به عنوان نشانگر تأمین اسید فولیک ، ویتامین B6 و B12 استفاده کرد. افزایش سطح هموسیستئین در خون با افزایش می تواند نرمال شود حکومت از هر سه ب ویتامین ها در ترکیب. از آنجا که حکومت اسید فولیک به تنهایی می تواند سطح هموسیستئین پلاسما را به میزان قابل توجهی کاهش دهد ، به نظر می رسد تامین کافی اسید فولیک از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد.

عامل خطر هموسیستئین

کمبود ویتامین های B6 ، B9 و B12 منجر به عدم توانایی در متیلاسیون مجدد هموسیستئین به متیونین می شود و در نتیجه در فضای خارج سلول و داخل سلول تجمع می یابد. غلظت هموسیستئین 5-15 میکرومول در لیتر طبیعی تلقی می شود. مقادیر بالاتر از 15 میکرومول در لیتر نشان می دهد هیپرهوموسیستئینمی - افزایش سطح هموسیستئین. چندین مطالعه نشان می دهد که سطح هموسیستئین پلاسما بالاتر از 15 میکرومول در لیتر یک عامل خطر مستقل برای هر دو است جنون و بیماری های قلبی عروقی ، به ویژه تصلب شرایین (تصلب شرایین). خطر کرونر قلب به نظر می رسد بیماری (CHD) با افزایش هموسیستئین به طور مداوم افزایش می یابد غلظت در خون. طبق آخرین محاسبات ، 9.7٪ از مرگ و میر ناشی از قلب بیماری در ایالات متحده آمریکا به دلیل سطح بیش از حد هموسیستئین است. افزایش غلظت هموسیستئین در خون به دلیل عدم دریافت کافی ویتامین ها از جمله ویتامین های B6 ، B9 و B12 اغلب با افزایش سن مشاهده می شود. به طور متوسط ، مردان از 50 سالگی و زنان از 75 سالگی سطح پلاسما هموسیستئین دارند که بالاتر از 15 میکرومول در لیتر است. بر این اساس ، افراد مسن به ویژه در معرض خطر بالای بیماری های قلبی و عروقی مغزی هستند. به منظور کاهش این خطر ، افراد در سنین بالا باید مقدار زیادی میوه ، سبزیجات و محصولات غلات ، بلکه غذاهای با منشا animal حیوانی ، مانند تخم مرغ، ماهی ، و شیر و محصولات لبنی ، زیرا اینها به اندازه کافی ویتامین B B6 ، B9 و B12 را تأمین می کنند. هموسیستئین از طریق تشکیل رادیکال های آزاد می تواند منجر به تغییرات تصلب شرایین در سیستم عروقی شود. با این حال ، هموسیستئین همچنین قادر به دخالت مستقیم در روند تصلب شرایین است. تحت تأثیر یون فلز گذار مس یا caeruloplasmin اکسیداز حاوی مس ، هموسیستئین به هموسیستین اکسید شده و تولید می کند هیدروژن پراکسید (H2O2). H2O2 یک واکنش است اکسیژن گونه (ROS) که در حضور واکنش نشان می دهد اهن (Fe2 +) از طریق واکنش فنتون برای تشکیل یک رادیکال هیدروکسیل. رادیکال های هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر هستند مولکول ها که می تواند ، از جمله سایر موارد ، به آسیب برساند اندوتلیوم از خون عروق، پروتئین ها ، اسیدهای چربو اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA). هموسیستئین همچنین به دلیل داشتن گروه تیول انتهایی (گروه SH) می تواند خود شخصیتی رادیکال به خود بگیرد. برای این منظور ، فلز سنگین اهن به شکل Fe2 + الکترون را از گروه SH هموسیستئین خارج می کند. بنابراین هموسیستئین یک اثر پروکسیدانی به خود می گیرد و تلاش می کند الکترون ها را از یک اتم یا مولکول ربوده و در نتیجه رادیکال های آزاد تشکیل شود. اینها همچنین الکترون ها را از مواد دیگر می گیرند و از این طریق یک واکنش زنجیره ای منجر به افزایش مداوم تعداد رادیکال های بدن می شود (اکسیداتیو فشار) اکسیداتیو فشار اغلب علت تغییر در بیان ژن است ، به عنوان مثال ، به ترتیب با افزایش ترشح سیتوکین ها و عوامل رشد مشخص می شود. سیتوکین ها ، مانند اینترفرون، اینترلوکین ها و تومور نکروز فاکتورها ، از اریتروسیت ها (گلبولهای قرمز) و لکوسیتها (گلبول های سفید خون) و همچنین فیبروبلاست ها و مهاجرت سلول های عضلانی صاف در دیواره های خون را تقویت می کند عروق از تونیکا مدیا - لایه عضلانی که در وسط رگهای خونی قرار دارد - تا تونیکا اینتیما - بافت همبند لایه ای با سلولهای اندوتلیال که درون آن را می پوشاند رگ خونی لایه به طرف خون. پس از آن تکثیر میوسیت های صاف (سلول های عضلانی) در tunica intima رخ می دهد. تکثیر میوسیت ها نه تنها توسط رادیکال های آزاد بلکه توسط خود هموسیستئین از طریق القای mRNA سیکلین D1 و سیکلین A ایجاد می شود. هموسیستئین همچنین قادر به ایجاد سنتز بیولوژیکی است کلاژن، که جز component ماتریس خارج سلولی (ماتریس خارج سلول ، ماده بین سلولی ، ECM ، ECM) است ، در سلولهای عضله صاف کشت شده در سطح mRNA. این منجر به افزایش تولید ماتریس خارج سلول می شود. اکسیداتیو فشار به دیواره های سلول و اجزای سلول آسیب می رساند و از این طریق می تواند باعث آپوپتوز ، مرگ برنامه ریزی شده سلول شود. این امر خصوصاً بر سلولهای اندوتلیال دیواره عروق تأثیر می گذارد. تجدید سلولهای اندوتلیال عروقی توسط هموسیستئین مهار می شود ، احتمالاً از طریق کاهش کربوکسی متیلاسیون p21ras ، بنابراین پیشرفت آسیب سلولی نمی تواند متوقف شود. p21ras پروتئینی است که مسئول کنترل چرخه سلولی است. عروق آسیب دیده اندوتلیوم منجر به افزایش چسبندگی (چسبندگی) نوتروفیل ها می شود (گلبول های سفید خون)، مانند مونوسیت ها، که جز component سیستم لخته شدن خون هستند و به طور خاص به سلولهای اندوتلیال آسیب دیده می چسبند تا بسته شوند زخم. افزایش چسبندگی نوتروفیل ها آنها را برای تولید فعال می کند هیدروژن پراکسید ، که بیشتر به سلولهای اندوتلیال آسیب می رساند. علاوه بر این ، آسیب دیواره عروق منجر به عبور از مونوسیت ها و اکسید شده LDL از جریان خون به داخل موخوره ، جایی که مونوسیت ها به ماکروفاژها متمایز می شوند و LDL اکسید شده را بدون محدودیت جذب می کنند. غلظت هموسیستئین -50 تا 400 میکرومول در لیتر از نظر پاتوفیزیولوژیکی باعث افزایش چسبندگی نوتروفیل ها به اندوتلیوم و مهاجرت بعدی آنها از طریق اندوتلیوم (دیاپدیز). در tunica intima ، ماکروفاژها به سلولهای کف غنی از لیپید تبدیل می شوند که به سرعت در اثر بیش از حد چربی ترکیده و می میرند. کسرهای چربی متعددی که در این فرآیند آزاد می شوند و همچنین بقایای سلولی از ماکروفاژها ، هم اکنون در قسمت انتهایی رسوب می کنند. سلولهای عضلانی در حال تکثیر و سلولهای کف و به صورت سلولهای رسوبی رسوب می کنند لیپیدها, لنفوسيت ها، پروتئوگلیکان ها ، کلاژن و الاستین منجر به ضخیم شدن قسمت داخلی یا داخلی می شود رگ خونی لایه در دوره بعدی ، تغییرات عروقی آترواسکلروتیک معمولی ایجاد می شود - تشکیل رگه های چرب ، نکروز (مرگ سلولی) ، اسکلروز (سخت شدن آن) بافت همبند) و کلسیفیکاسیون (ذخیره سازی از کلسیم) این پدیده ها در سیستم عروقی به پلاک های رشته ای نیز معروف هستند. در طی پیشرفت تصلب شرایین ، ممکن است پلاک ها پاره شوند و باعث پارگی اینتیما شود. افزایش یافت پلاکت (لخته های خون) روی اندوتلیوم عروقی آسیب دیده جمع می شوند تا زخم را ببندند و باعث ایجاد ترومبوس (لخته های خون) می شوند. ترومبی ها می توانند به طور کامل انسداد آن را انجام دهند رگ خونی، جریان خون را به طور قابل توجهی مختل می کند. با ضخیم شدن tunica intima در اثر رشد پلاک های آترواسکلروتیک ، لومن خون عروق بطور فزاینده ای باریک می شود ایجاد ترومبوز بیشتر به تنگی (باریک شدن) کمک می کند. تنگی ها منجر به اختلالات گردش خون و نقش عمده ای در پاتوژنز بیماریهای قلبی عروقی دارد. بافت ها و اندام های تهیه شده توسط بیمار شریان رنج بردن از اکسیژن کمبود به دلیل اختلال در جریان خون. وقتی که شریان کاروتید (بزرگ عروق گردن) تحت تأثیر قرار می گیرد ، مغز با کمبود عرضه می شود اکسیژن، افزایش خطر آپوپلکسی (ضربه) اگر عروق کرونر تحت تأثیر تنگی ، قلب نمی توان با اکسیژن کافی و سکته قلبی تأمین کرد (سکته) ممکن است نتیجه گیری شود. در بسیاری از موارد ، پلاک های فیبری در شریان های پا ایجاد می شود ، که به ندرت با بیماری انسداد شریانی (pAVD) مرتبط نیست ، همچنین به عنوان بیماری ویترین شناخته می شود ، که منجر به درد در گوساله ، ران، یا عضلات باسن پس از پیاده روی طولانی مدت. مطالعات متعدد نشان داده است که بیماران مبتلا به بیماری های قلبی عروقی و فلج مغزی ، به ویژه بیماران مبتلا به تصلب شرایین ، ضربه, بیماری آلزایمر, فلج مرتعش، و پیر جنون، سطح هموسیستئین پلاسما افزایش یافته است. این یافته تایید می کند که هموسیستئین یک عامل اصلی خطر برای تصلب شرایین و عوارض ناشی از آن است. علاوه بر افزایش سطح هموسیستئین در پلاسما ، چاقی، عدم تحرک جسمی ، فشار خون (فشار خون بالا), هایپرکلسترولمی، افزایش یافت الکل و قهوه مصرف ، و استعمال دخانیات همچنین مستقل هستند عوامل خطر برای بیماری قلبی و عروقی مغزی. سایر عملکردهای متیونین.

لیپوتروفی - متیونین خواص لیپوتروفیک از خود نشان می دهد ، به این معنی که اثر حل کننده چربی دارد و بنابراین به جلوگیری از ذخیره بیش از حد چربی در کبد کمک می کند. در مطالعات ، کمبود متیونین باعث کبد چرب در موش صحرایی شد ، اما این می تواند با مکمل متیونین معکوس شود - متیونین از بازسازی بافت کبد و کلیه پشتیبانی می کند. متیونین همچنین در هیپرتری گلیسیریدمی استفاده می شود ، زیرا باعث تجزیه تری گلیسیرید می شود
استفاده از مواد مغذی مهم و مواد حیاتی - از آنجا که متیونین برای متابولیسم برخی از افراد لازم است اسیدهای آمینه، مانند گلیسین و سرین ، نیاز به متیونین در پروتئین بالا افزایش می یابد رژیم غذایی؛ سطح پلاسمای متیونین به اندازه کافی بالا نیز برای اطمینان از استفاده بهینه از عنصر کمیاب مهم است سلنیوم در بدن است.
آنتی اکسیدان - به عنوان یک متیونین پاک کننده رادیکال ، رادیکال های آزاد را بی ضرر می کند
سم زدایی - در ارتباط با عنصر کمیاب روی متیونین باعث افزایش دفع فلزات سنگین می شود و بنابراین می تواند به عنوان مثال از مسمومیت با سرب جلوگیری کند.
بازسازی بدن پس از مراحل تمرینی - در مراحل آنابولیک ، به عنوان مثال پس از تمرین ، به دلیل بازسازی یا بازیابی بدن تحت فشار ، نیاز به متیونین به ویژه زیاد است.
پایین آوردن هیستامین سطح پلاسما - از طریق متیلاسیون هیستامین ، متیونین به عنوان یک آنتی هیستامین طبیعی عمل می کند - بنابراین سطح هیستامین را در خون پایین نگه می دارد و بنابراین در آتوپی - واکنش های حساسیت بیش از حد - یا آلرژی ها مفید است. هیستامین در واکنشهای آلرژیک با واسطه IgE از "نوع فوری" - TypeI - یا توسط فاکتورهای مکمل از سلولهای ماست یا گرانولوسیت های بازوفیل آزاد می شود و بنابراین در دفاع از مواد برونزا دخیل است. علاوه بر این ، هیستامین در مرکز سیستم عصبی ریتم خواب و بیداری و کنترل اشتها را تنظیم می کند.
عفونت های دستگاه ادراری - می توان از متیونین در عفونت های دستگاه ادراری برای جلوگیری از عفونت های مکرر استفاده کرد. اسید آمینه ضروری pH ادرار را به محدوده اسیدی منتقل می کند ، که از نشست میکروب های بیماریزا و باکتری ها و تشکیل سنگ های فسفات در کلیه جلوگیری می کند
بهبود حافظه عملکرد در ایدز بیماران - متیونین قادر به جلوگیری از پیشرفت انسفالوپاتی مرتبط با HIV است. مصرف کافی متیونین در رژیم غذایی - حداکثر 6 گرم در روز - از بیماران در برابر آسیب های ناشی از ایدز محافظت می کند سیستم عصبی، مانند مترقی جنون، و بنابراین می تواند بهبود یابد حافظه عملکرد.

ظرفیت بیولوژیکی

ارزش بیولوژیکی (BW) یک پروتئین اندازه گیری میزان کارآیی پروتئین در رژیم غذایی می تواند به پروتئین درون زا تبدیل شود یا برای بیوسنتز پروتئین درون زا استفاده شود. این یک سوال است که آیا محتوای اسیدهای آمینه ضروری در پروتئین غذایی به طور مطلوبی با طیف بلوک های سازنده پروتئین در بدن مطابقت دارد. هرچه کیفیت یک پروتئین در رژیم غذایی بالاتر باشد ، برای حفظ بیوسنتز پروتئین و تأمین نیازهای بدن ، مقدار کمتری از آن باید بلعیده شود - به شرطی که بدن به اندازه کافی از انرژی تأمین شود. کربوهیدرات ها و چربی ها ، بنابراین پروتئین های غذایی برای تولید انرژی استفاده نمی شوند. مورد توجه خاص هستند اسیدهای آمینه ضروری، که برای بیوسنتز پروتئین درون زاد مهم هستند. همه اینها باید به طور همزمان برای تشکیل پروتئین در محل سنتز در سلول وجود داشته باشد. کمبود داخل سلولی فقط یک اسید آمینه باعث می شود سنتز پروتئین مورد نظر به بن بست برسد ، که به این معنی است که زیرمولکول ها قبلاً ساخته شده باید دوباره تخریب شود. اسید آمینه ضروری که به دلیل ناکافی بودن اولین اسید بیو سنتز پروتئین درون زا است غلظت در پروتئین رژیم غذایی اسید آمینه محدود کننده اول است. متیونین اولین اسید آمینه محدود کننده حبوبات مانند لوبیا و لوپین ، مخمر و موجود در شیر کازئین پروتئین در دانه های كتان ، گوشت ، و ژلاتین، متیونین به دلیل محتوای کم دومین اسید آمینه است. در این غذاها ، متیونین دومین اسید آمینه محدود کننده است. ارزش بیولوژیکی رایج ترین روش برای تعیین کیفیت پروتئین است. برای تعیین آن ، دو محقق تغذیه Kofranyi و Jekat در سال 1964 روش خاصی را ایجاد كردند. طبق این روش ، برای هر پروتئین آزمایش ، مقدار کافی برای حفظ نیتروژن تعادل تعیین می شود - تعیین حداقل تعادل N. مقدار مرجع پروتئین تخم مرغ کامل است که مقدار بیولوژیکی آن به دلخواه 100 یا 1-100٪ تعیین می شود. این بالاترین BW را در بین پروتئین های منفرد دارد. اگر پروتئینی توسط بدن با کارایی کمتری نسبت به پروتئین تخم مرغ استفاده شود ، BW این پروتئین زیر 100 است. پروتئین های غذاهای حیوانی به دلیل محتوای بالای پروتئین (سفید تخم مرغ) پروتئین های موجود در منابع گیاهی ، BW بالاتری دارند. معمولاً غنی از اسیدهای آمینه ضروری. غذاهای گیاهی نسبت به وزن دارای مقدار کمی پروتئین هستند. در نتیجه ، پروتئین حیوانی به طور کلی نیازهای انسان را بهتر برآورده می کند. به عنوان مثال ، گوشت خوک BW 85 است ، در حالی که برنج تنها 66 BW است. با ترکیب هوشمندانه حامل های مختلف پروتئین ، غذاهای با ارزش بیولوژیکی پایین را می توان با تعادل متقابل آمینو محدود کننده اسیدها. این به عنوان اثر مکمل پروتئین های مختلف شناخته می شود. در بیشتر موارد ، ترکیب پروتئین گیاهی و حیوانی منجر به افزایش می شود. بنابراین ، وزن کم وزن برنج با خوردن آن همراه با ماهی به طور قابل توجهی ارتقا می یابد. ماهی حاوی آمینو ضروری فراوانی است اسیدها، مانند متیونین ، و بنابراین از ارزش بیولوژیکی بالایی برخوردار است. اما حتی ترکیبی از منابع پروتئین کاملاً گیاهی ، مانند مصرف مشترک ذرت و لوبیا ، به یک مقدار بیولوژیکی تقریبا 100 می رسد. با کمک اثر مکمل پروتئین های جداگانه ، می توان یک BW بالاتر از پروتئین تخم مرغ کامل بدست آورد. بیشترین تأثیر ارزش افزوده با ترکیب 36٪ تخم مرغ کامل با 64٪ پروتئین سیب زمینی حاصل می شود که به BW 136 می رسد.

تخریب متیونین

متیونین و سایر آمینوها اسیدها در اصل می تواند در تمام سلول ها و اندام های موجود زنده متابولیزه و تخریب شود. با این حال ، سیستم های آنزیمی برای کاتابولیسم اسیدهای آمینه ضروری عمدتا در سلولهای کبدی یافت می شوند (کبد سلول ها). وقتی متیونین تجزیه می شود ، آمونیاک (NH3) و یک اسید آلفا کتو آزاد می شود. از یک طرف ، از اسیدهای آلفا-کتو می توان به طور مستقیم برای تولید انرژی استفاده کرد. از طرف دیگر ، از آنجا که متیونین ماهیت گلوکوژنیک دارد ، آنها به عنوان پیش ماده گلوکونئوژنز (تشکیل جدید گلوکز) در کبد و عضلات. برای این منظور ، متیونین از طریق چندین مرحله میانی به هوموسرین تخریب می شود پیروات و succinyl-CoA. هر دو پیروات و succinyl-CoA ، که میانی چرخه سیترات است ، می تواند به عنوان بسترهایی برای گلوکونئوژنز عمل کند. گلوکز یک منبع انرژی مهم برای بدن است. اریتروسیت ها (گلبولهای قرمز) و مدولای کلیه کاملاً به آن وابسته هستند گلوکز برای انرژی مغز فقط تا حدی ، زیرا در متابولیسم گرسنگی می تواند تا 80٪ انرژی خود را از بدن کتون بدست آورد. هنگامی که گلوکز شکسته می شود ، ATP (آدنوزین تری فسفات) ، مهمترین منبع انرژی سلول ، تشکیل می شود. وقتی اینطور است فسفات پیوندها توسط آنزیم ها به صورت هیدرولیتی شکافته می شوند ، ADP (آدنوزین دی فسفات) یا AMP (آدنوزین مونوفسفات) تشکیل می شود. انرژی آزاد شده در این فرآیند سلول های بدن را قادر می سازد تا کارایی اسمزی (فرآیندهای انتقال از طریق غشا) ، شیمیایی (واکنش های آنزیمی) یا مکانیکی (عضله) را انجام دهند. انقباضات). آمونیاک سنتز اسیدهای آمینه غیر ضروری ، پورین ها ، پورفیرین ها ، پروتئین های پلاسما و پروتئین های دفاع از عفونت را امکان پذیر می کند. از آنجا که NH3 در فرم آزاد حتی در مقادیر بسیار کمی نیز سمیت عصبی است ، باید ثابت و دفع شود.آمونیاک با مهار می تواند باعث آسیب جدی سلول شود سوخت و ساز انرژی و تغییر pH. تثبیت آمونیاک از طریق a رخ می دهد نمک اسید گلوتامیک واکنش دهیدروژناز. در این فرآیند ، آمونیاک آزاد شده در بافتهای خارج کبدی به آلفا-کتوگلوتارات منتقل می شود و در نتیجه منجر به آن می شود نمک اسید گلوتامیک. انتقال یک گروه آمینه دوم به نمک اسید گلوتامیک منجر به تشکیل گلوتامین. فرآیند گلوتامین سنتز به عنوان آمونیاک مقدماتی عمل می کند دفع مسمومیت. گلوتامین، که عمدتا در مغز تشکیل می شود ، NH3 محدود و در نتیجه بی ضرر را به کبد منتقل می کند. اشکال دیگر انتقال آمونیاک به کبد است آسپارتیک اسد (آسپارتات) و آلانین. آمینو اسید اخیر با اتصال آمونیاک به تشکیل می شود پیروات در عضلات در کبد ، آمونیاک از گلوتامین ، گلوتامات ، آلانین و آسپارتات NH3 اکنون برای نهایی شدن به سلولهای کبدی (سلولهای کبدی) وارد می شود دفع مسمومیت با استفاده از کاربامیل-فسفات سنتتاز در اوره بیوسنتز دو آمونیاک مولکول ها تشکیل یک مولکول از اوره، که غیر سمی است و از طریق کلیه از طریق ادرار دفع می شود. از طریق تشکیل اوره، 1-2 مول آمونیاک می تواند روزانه از بین برود. میزان سنتز اوره تحت تأثیر است رژیم غذایی، به ویژه مصرف پروتئین از نظر کمی و کیفیت بیولوژیکی. در یک رژیم غذایی متوسط ، میزان اوره در ادرار روزانه در حدود 30 گرم است.

افراد کم توان کلیه عملکرد قادر به دفع اوره اضافی از طریق کلیه نیست. افراد مبتلا باید از رژیم کم پروتئین استفاده کنند تا از افزایش تولید و تجمع اوره در کلیه به دلیل تجزیه اسیدهای آمینه جلوگیری کنند.