miniatura|dereita|Fórmula esquelética da homocisteína.CHEBI miniatura|dereita|Modelo da homocisteína.Nome IUPAC: ácido 2-amino-4-sulfanilbutanoico.PubChem compound - HomocysteineNúmero CAS: 454-29-5, e 6027-13-0 (isómero L).Fórmula = C4H9NO2S.ChemSpider - Homocysteine miniatura|dereita|300px|Formas betaína da (S)-homocisteína (esquerda) e (R)-homocisteína (dereita).
A homocisteína é un aminoácido que aparece nas proteínas, aínda que non está codificado no código xenético (ver aminoácido non proteinoxénico). É homólogo do aminoácido cisteína, do que se diferenza por ter unha ponte metileno (-CH2-) adicional. Biosintetízase a partir da metionina eliminándolle o seu grupo metilo Cε terminal. A homocisteína pode reciclarse en metionina ou converterse en cisteína coa axuda de vitaminas do grupo B.
Aínda que os niveis séricos altos de homocisteína foron asociados con enfermidades cardiovasculares, manter baixos os niveis de homocisteína non melloran o resultado dos tratamentos.
Estrutura A homocisteína a pH neutro aparece en forma de zwitterión.
Biosíntese e funcións bioquímicas A homocisteína non se obtén da dieta. Debe biosintetizarse a partir da metionina nunha ruta con varios pasos. Primeiro, a metionina recibe un grupo adenosil do ATP, nunha reacción catalizada pola S-adenosil-metionina sintetase, orixinando S-adenosil metionina (SAM). A SAM despois transfire o grupo metilo a unha molécula aceptora, (que é o aceptor norepinefrina durante a síntese da epinefrina, e o aceptor intermediario ADN metiltransferase no proceso da metilación do ADN). A adenosina é despois hidrolizada para render L-homocisteína. A L-homocisteína ten dous destinos principais: a súa conversión vía tetrahidrofolato (THF) de novo en L-metionina ou a súa conversión en L-cisteína.Champe, PC and Harvey, RA. "Biochemistry. Lippincott's Illustrated Reviews" 4th ed. Lippincott Williams and Wilkins, 2008
Biosíntese da cisteína Os mamíferos biosintetizan o aminoácido cisteína por medio da homocisteína. O encima cistationina β-sintase cataliza a condensación da homocisteína e a serina para dar cistationina. Esta reacción utiliza piridoxina (vitamina B6) como cofactor. A cistationina β-liase despois converte este aminoácido dobre en cisteína, amoníaco, e α-cetobutirato. As bacterias e plantas utilizan outra ruta diferente para producir cisteína, na que intervén a O-acetilserina.Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
miniatura|Os dous papeis bioquímicos principais da homocisteína. (A homocisteína está na parte esquerda media da imaxe.) Pode sintetizarse a partir de metionina e despois convertida de novo en metionina polo ciclo da SAM ou utilizada para crear cisteína e alfa-cetobutirato.
Reciclaxe da metionina A homocisteína pode ser reciclada a metionina. Este proceso usa N5-metil tetrahidrofolato como doante do metilo a encimas relacionados coa cobalamina (vitamina B12).
Outras reaccións de importancia bioquímica A homocisteína pode ciclarse para dar homocisteína tiolactona, un composto heterocíclico de 5 membros. Debido a esta reacción, os péptidos que conteñen homocisteína tenden a clivarse a si mesmos por medio de reaccións que xeran estrés oxidativo.
Efectos sobre a saúde
Os niveis séricos elevados de homocisteína foron asociados con varias enfermidades. Porén, os beneficios de rebaixar os niveis de homocisteína non están suficientemente probados ou non son concluíntes. Non hai evidencias que apoien que a diminución dos niveis de homocisteína preveñan as enfermidades cardiovasculares (incluídas aquelas con enfermidades renais), e hai evidencias provisionais pero non concluíntes para a insuficiencia cardíaca e a saúde ósea.
Homocisteína elevada Os niveis anormalmente altos de homocisteína no soro, por riba de 15 µmol/L, denomínanse hiperhomocisteinemia. Esta condición supón un factor de risco significativo para o desenvolvemento de moitas doenzas.
As deficiencias das vitaminas ácido fólico (B9), piridoxina (B6), ou B12 (cobalamina) poden orixinar niveis elevados de homocisteína. A suplementación da dieta con piridoxina, ácido fólico, vitamina B12, ou trimetilglicina (betaína) reduce a concentración de homocisteína na corrente sanguínea.Legal note: Metabolite Laboratories is defending a patent as of March 2006 that may cover the mere mention or consideration of the relationship of vitamin B12 and homocysteine levels. Ver Os niveis elevados de homocisteína están ligados con altas concentracións de dimetilarxinina asimétrica endotelial. Investigacións recentes suxiren que o exercicio físico intenso e de longa duración eleva os niveis plasmáticos de homocisteína, quizais ao incrementar a carga sobre o metabolismo da metionina.According to Professor Melinda M. Manore of Oregon State University's Department of Nutrition and Exercise Sciences,http://www.supplementschat.org/homocysteine-b-vitamins-and-heart-disease.html O consumo crónico de alcohol pode tamén causar un incremento dos niveis plasmáticos de homocisteína.
O aumento da homocisteína tamén se produce na rara enfermidade xenética homocistinuria e nos trazos xenéticos de polimorfismo de metileno-tetrahidrofolato-reductase. Este último é bastante común (presente en aproximadamente o 10% da poboación mundial) e está ligado a un incremento da incidencia de trombose e enfermidades cardiovasculares, que se produce máis frecuentemente en persoas con niveis mínimos de homocisteína (arredor de 6 μmol/L). Estes individuos requiren unha achega dietaria axeitada de riboflavina para que os niveis de homocisteína permanezan normais. Os niveis comúns nas poboacións occidentais son de 10 a 12 μmol/L, e atópanse niveis de 20 μmol/L en poboacións con consumos baixos de vitaminas B (por exemplo, en Nova Delhi) ou entre a poboación máis vella (por exemplo, en Rotterdam, Framingham). As mulleres teñen un 10-15% menos de homocisteína durante as súas décadas reprodutivas que os homes, o cal podería axudar a explicar o feito de que sufran infartos de miocardio (ataques ao corazón) varios anos máis tarde que os homes. Porén, este fenómeno explícase máis facilmente polos seus niveis de estróxenos, que teñen efectos cardioprotectores.
+Rangos de referencia sanguíneos para a homocisteína: SexoIdadeLímite inferiorLímite superiorUnidadeElevadoDiana terapéutica Femias 12–19 anos 3,3 7,2 μmol/L > 10,4 μmol/L ou > 140 μg/dl < 6,3 μmol/LAdëeva Nutritionals Canada > Optimal blood test values Consultado o 9 de xullo de 2009 ou < 85 μg/dL 45Derived from molar values using molar mass of 135 g/mol 100 μg/dL >60 anos 4,9 11,6 μmol/L 66 160 μg/dL Machos 12–19 anos 4,3 9,9 μmol/L > 11,4 μmol/L ou > 150 μg/dL 60 130 μg/dL >60 anos 5,9 15,3 μmol/L 80 210 μg/dL
Riscos cardiovasculares Un nivel alto de homocisteína sérica ("homocisteinemia") é un potente factor de risco para as enfermidades cardiovasculares. Porén, un estudo que pretendía rebaixar este risco reducindo os niveis de homocisteína non deu resultados positivos. Este estudo fíxose sobre case 5000 noruegueses que sobreviviran a un ataque cardíaco, que xa tiveran enfermidades de corazón en estado avanzado graves. Non se realizou aínda ningún estudo sobre a capacidade preventiva desta estratexia en suxeitos con saúde relativamente boa.
Estudos publicados en 2006 indicaron que dar vitaminas (ácido fólico, B6 (piridoxina), e B12) para reducir os niveis de homocisteína pode non ofrecer beneficios rápidos, aínda que se atopou unha significativa redución do 25% nos ataques cardíacos no estudo HOPE-2 mesmo en pacientes que na súa maioría xa tiñan graves deterioracións arteriais, aínda que a taxa de mortalidade global non cambiou significativamente pola intervención no ensaio. Claramente, a redución da homocisteína non repara rapidamente os danos estruturais xa existentes na arquitrectura arterial. Porén, hai evidencias bioquímicas que apoian fortemente que a homocisteína degrada e inhibe a formación dos tres compoñentes estruturais principais das arterias, o coláxeno, a elastina e os proteoglicanos. A homocisteína degrada permanentemente as pontes disulfuro formadas polas cisteínas e os residuos de lisina nas proteínas, afectando gradualmente á súa función e estrutura. Estes efectos a longo prazo son difíciles de establecer en ensaios clínicos enfocados a grupos con deterioración arterial xa existente. O principal papel da redución de homocisteína é posiblemente a prevención, pero os estudos con pacientes con condicións clínicas preexistentes non encontraron beneficios significativos nin danos.
O ensaio VITATOPS chegou á conclusión de que os suplementos de vitaminas B, nun período de dous anos, non reducen significativamente subseguintes mortes por ataques cardíacos, ou enfermidades vasculares en pacientes cunha historia recente de ataques cardíacos e isquemia, a pesar de reducir os niveis de homocisteína.
Enfermidades neuropsiquiátricas Hai estudos que demostran a conexión entre os niveis elevados de homocisteína (hiperhomocisteinemia) e a aparición da enfermidade de Alzheimer ademais doutros trastornos cognitivos. Os investigadores suxiren que a suplementación con vitaminas do grupo B (incluíndo o folato) probablemente pode diminuír as posibilidades de desenvolver a enfermidade de Alzheimer. O estrés oxidatvo inducido pola homocisteína pode tamén ter influencia na esquizofrenia.
Saúde ósea Os niveis elevados de homocisteína asociáronse co incremento de fracturas óseas en anciáns. Os niveis altos de homocisteína autooxidan e reaccionan con intermediatos reactivos do oxíxeno e causan danos nas células endoteliais e teñen un maior risco de formar trombos.Free text after free registration Free text after free registration A homocisteína non afecta á densidade ósea, senón que parece ser que afecta ao coláxeno ao interferir coa formación de enlaces cruzados entre as fibras de coláxeno e os tecidos que este reforza. Aínda que o ensaio HOPE-2 mostrou unha redución na incidencia de ataques cardíacos, nas persoas que tiveran ataques había unha taxa alta de fracturas de cadeira na parte afectada. Un ensaio realizado con dúas vitaminas redutoras dos niveis de homocisteína (folato e B12) en persoas que anteriormente tiveran un ataque cardíaco, houbo un 80% de redución das fracturas, principalmente de cadeira, despois de dous anos. É interesante que tamén aquí a densidade ósea (e o número de caídas) foron idénticas no grupo que tomou as vitaminas e no grupo que tomou placebo.
Os suplementos de vitaminas contrarrestan os efectos deletéreos da homocisteína sobre o coláxeno. Como as persoas vellas absorben deficientemente a vitamina B12 da dieta, pode ser beneficioso para elas tomar doses máis altas oralmente ou por inxección.
Notas
Véxase tamén Ligazóns externas Prof. David Spence on homocysteine levels, kidney damage, and cardiovascular disease, The Health Report, Radio National, 24 de maio de 2010
Categoría:Aminoácidos Categoría:Tioles Categoría:Aminoácidos non proteinoxénicos