Niedriger Homocysteinspiegel: Was sind die Folgen?

Niedriger Homocysteinspiegel: Was sind die Folgen?

Homocystein ist ein Aminosäurederivat, das als Zwischenprodukt bei der Synthese von Methionin und Cystein dient. Es enthält eine Sulfhydrylgruppe, die als wichtiger Zweig bei der Bildung wichtiger biologischer Verbindungen wie Glutathion (GSH) und S-Adenosylmethionin (SAM) dient. GSH wird durch den Transsulfurierungsweg (TS) unter Bildung von Cystein aus Homocystein durch einen schrittweisen Prozess durch die Enzyme Cystathionin-Beta-Synthase (CBS) und Cystathionin-Gamma-Lyase (CGL) und durch anschließende Bildung von GSH durch Glutathionsynthetase gebildet. SAM wird durch Methylierung von Homocystein zu Methionin durch das Enzym N5,N10-Methylentetrahydrofolatreduktase (MTHFR) und anschließende Kondensation von Methionin mit Adenosintriphosphat (ATP) zu SAM gebildet.

Niedrige Homocysteinspiegel oder Hypohomocysteinämie sind das Ergebnis mehrerer Faktoren. Es kann eine Folge einer metabolischen Beleidigung sein, die den Körper dazu veranlasst, mehr GSH als normal zu produzieren, eine geringe Aufnahme der Aminosäuren Methionin und Cystein (Methionin stammt überwiegend aus Fleischeiweiß, so dass diejenigen, die kein Fleisch essen oder zu wenig essen, ein höheres Risiko haben), ein inhärent niedriges Niveau des Enzyms MTHFR, eine geringe Aufnahme der Vitamine Folsäure und B12 oder eine erhöhte Entgiftung von Xenobiotika durch die Phase-II-Leberreaktion Sulfatierung. Diese Faktoren führen zu niedrigen Homocysteinspiegeln, die dann zu einer Vielzahl von klinischen Störungen führen würden.

Es wurde gezeigt, dass Hypohomocysteinämie eine Rolle beim Mangelernährung-Entzündungs-Kachexie-Syndrom spielt, bei dem eine geringe Aufnahme von Methionin über die Nahrung zu einer Verschlechterung der chronischen Nierenerkrankung führen würde, bei der Homocystein eine Variable bei der Bestimmung der Überlebensfähigkeit des Patienten sein kann. Hypohomocysteinämie ist auch eine Ursache für das Fortschreiten der Atherosklerose bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Da eine Hypohomocysteinämie auch mit einem Mangel an Cysteinspiegeln einhergehen kann, kann dies an der Rolle liegen, die die Leber spielt. Die Synthese von GSH erfordert Cystein, bei dem die Bildung von GSH Homocystein aus dem Reservoir erhält, um den Körper in Zeiten von oxidativem Stress zu unterstützen, bei dem GSH möglicherweise oxidative Schäden an Zellen vermitteln und verhindern kann. Die Synthese von GSH würde daher den TS-Weg begünstigen. Im Grunde bedeutet dies, dass der Körper bei einem geringen Gehalt an Antioxidantien Cystein aus Homocystein stiehlt, um die Glutathionproduktion zu unterstützen. So niedrig Homocystein kann ein Zeichen von oxidativem Stress sein.Die Bildung von mehr Cystein aus Homocystein würde dann den Homocysteinpool erschöpfen, um die Bildung von GSH zur Bekämpfung der freien Radikale zu unterstützen.

Ein weiterer Faktor, der den Homocysteinspiegel senken würde, wäre der Entgiftungsweg Sulfatierung. Sulfatierung ist eine Phase-II- oder Konjugationsreaktion, bei der Cystein eine Schwefelgruppe an das Xenobiotikum abgibt und ein xenobiotisches Sulfat bildet, wodurch es aus dem System ausgeschieden werden kann. Neben der Sulfatierung wird Cystein auch bei der Bildung von Gallensäuren wie Taurin eingesetzt. Taurin wird besonders synthetisiert, wenn der Körper Fett und Alkohol aufnimmt. Die Synthese von Taurin würde auch den Homocysteinspiegel senken, indem der TS-Weg bei der Bildung von Cystein gefördert wird. Diese Homocystein-abbauenden Mechanismen werden verhindert, wenn ausreichende Mengen an Methionin und Cystein aus der Nahrung vorhanden sind.

Eine geringe Nahrungsaufnahme der Vitamine Folsäure und B12 kann auch zu einer Hypohomocysteinämie führen. Folat ist ein wichtiger Bestandteil des Methylierungsweges, da es die Struktur von N5,N10-Methylentetrahydrofolat bildet und daher ein wichtiges Substrat für den Transmethylierungsweg ist, der die Bildung von SAM beinhaltet, indem eine Methylgruppe von N5, N10-Methylentetrahydrofolat auf Homocystein übertragen wird, das Methionin bildet, katalysiert durch das Enzym MTHFR. Folat ist wichtig bei der Regulierung der Genexpression durch Regulierung der SAM-Spiegel.3

Vitamin B12 ist ein weiteres Vitamin, das für die Genexpression und DNA-Synthese wichtig ist. Methylcobalamin, das als Cofaktor im Methylierungszyklus dient, ist an der Produktion von Methionin aus Homocystein durch die Wirkung von MTHFR beteiligt. Eine geringe Nahrungsaufnahme von Folsäure und Vitamin B12 führt zu niedrigen Methioninspiegeln, die letztendlich die Bildung von Homocystein hemmen würden.4

Ein MTHFR-Mangel kann auch zu einem niedrigen Homocysteinspiegel im Körper führen. MTHFR ist das Enzym, das für den Transfer einer Methylgruppe von N5,N10-Methylentetrahydrofolat zu Homocystein unter Bildung von Methionin verantwortlich ist. Defekte im Gen, insbesondere der C677T-Genpolymorphismus, können zu niedrigen 5-MTHF-Spiegeln führen, was zu einer Hypohomocysteinämie führt.5

Die Auswirkungen einer Hypohomocysteinämie sind hauptsächlich auf die verlängerte Erschöpfung von Cystein zurückzuführen. Die Auswirkungen einer Hypohomocysteinämie wären jedoch die anhaltenden entzündlichen Beleidigungen, die der Körper aufgrund der verstärkten Bildung freier Radikale mit dem Mangel an GSH erfährt, um dem Effekt entgegenzuwirken. Entzündungen können zu verschiedenen Störungen führen, die das Herz-Kreislauf-System, das Nervensystem und sogar das Nierensystem beeinträchtigen können. Atherosklerose ist aufgrund der entzündlichen Natur der Krankheit ein großes Problem. Eine Entzündung führt zu einer Fehlfaltung der Proteine im Gehirn, die die Alzheimer-Krankheit verursacht. Chronisches Nierenversagen kann zu einer erhöhten Entzündung des tubulären Systems führen. GSH spielt eine zentrale Rolle bei der Vermittlung der Auswirkungen von oxidativem Stress und verhindert Schäden an den Organen. Das heißt, GSH-Produktion stützt sich stark auf den Pool von Homocystein, um seine Synthese zu tanken.

  1. Ganguly, P. & Alam, S.F. Rolle von Homocystein bei der Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. USA: In: Nutrition Journal. Januar 2015; Vol. 14, Nr. 6.
  2. Lord, R. & Fitzgerald, K. Bedeutung von niedrigem Plasma-Homocystein. USA: Metametrix Laboratory Abteilung für Wissenschaft und Bildung. 2006. Abgerufen http://www.drkendalstewart.com/wp-content/uploads/2011/09/Significance-of-Low-Plasma-Homocysteine.pdf
  3. Blom, H. & Smulders, Y. Überblick über Homocystein und Folatstoffwechsel. Mit besonderem Bezug zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Neuralrohrdefekten. USA: Zeitschrift für erbliche Stoffwechselstörungen. Februar 2011; Vol. 34, Nr. 1. s. 75-81.
  4. O’Leary, F. & Samman, S. Vitamin B12 in Gesundheit und Krankheit. USA: Nährstoffe. März 2010; Vol. 2, Nr. 3. pp. 299-316.
  5. Leclerc, D. et al. Molecular Biology of Methylenetetrahydrofolate Reductase (MTHFR) and Overview of Mutations/Polymorphisms. Madame Curie Bioscience Database.