Metylacja jest procesem ciągłym zachodzącym w organizmie ludzkim i nie tylko. Jest to proces silnie oddziaływający na strukturę cząsteczek, w szczególności zaś sekwencji DNA. Można powiedzieć że jest to cykl reakcji odpowiadających za nasze funkcjonowanie. Metylacja polega na podstawieniu grupy metylowej(-CH3) między molekuły. Białko lub cząsteczka DNA poddana metylacji jest gotowa do spełniania funkcji jaka została mu przypisana.
Proces Metylacji
Ekspresja czy też wyciszanie genów jest silnie powiązane z funkcjonowaniem szlaków pośredniczących w procesie metylacji.
Podstawowe funkcje, jakie spełnia ten proces to:
- Regulowanie ekspresji genów,
- Rozkład toksycznej homocysteiny,,
- Udostępnianie dla organizmu aktywnej formy witaminy B12 oraz kwasu foliowego.
Z powyższych, najważniejszym elementem będzie znaczenie homocysteiny w kontekście funkcjonowania organizmu.
Homocysteina to aminokwas będący pochodną metioniny. Posiada grupę siarkową, a ponadto jest wytwarzany w organizmie. Jednymi z najważniejszych ścieżek, w jakich pośredniczy ten aminokwas to ścieżka związana z przemianami 5-MTHF, czyli
5-hydroksymetylotetrahydrofolianu (aktywna forma kwasu foliowego) oraz metioniny.
W naturze wszystko funkcjonuje w stanie równowagi. Nie inaczej jest z homocysteiną, która sama w sobie jest także niezbędnym pośrednikiem w procesie produkcji białek oraz przekształcaniu witamin w ich aktywne biologicznie formy. Zbyt wysoki poziom homocysteiny natomiast, kojarzony jest z wieloma chorobami. Dla przykładu z miażdżycą tętnic (arterioskleroza), chorobami neurodegeneracyjnymi, jak choroba Parkinsona, Alzheimera, niewydolność nerek, bóle głowy, nowotwory itp.
Nadmiar homocysteiny kojarzony jest ze stanem toksycznym (oraz neurotoksycznym) dla organizmu. Jej neurotoksyczne działanie opiera się na aktywacji receptorów NMDA poprzez zwiększony dopływ jonów wapnia Ca2+ do komórek mózgowych, wywołując efekt cytotoksyczny. Niedawne badanie z 2018 roku wykazało związek między wysokim poziomem homocysteiny, a zespołem policystycznych jajników (PCOS).
Aby dobrze zrozumieć mechanizmy biorące udział w przetwarzaniu homocysteiny trzeba najpierw poznać ich przebieg.
2 tysiące IU witaminy D3 – KUP TUTAJ
Pierwsza droga
Tzw. remetylacja. Jest to proces polegający zależny od witaminy B12 oraz kwasu foliowego.
Enzym MTHFR (reduktaza metylenotetrahyfrofolianowa) odpowiada za przekształcenie
5,10-metylotetrahydrofolianu do 5-metylotetrahydrofolianu. Kofaktorami tego enzymu są witamina B3 w formie NAD(P)H oraz witamina B2 w formie FAD. Jest to kluczowy enzym, od którego zależy praktycznie cały przebieg metylacji. Inne towarzyszące enzymy to m.in.: syntetaza SAM i hydrolaza S-adenozylohomocysteiny.
Zatrzymajmy się na moment przy witaminie B12 oraz kwasie foliowym.
Witamina B12
To witamina rozpuszczalna w wodzie, jej nazwa to kobalamina. Źródłem wit. B12 są produkty odzwierzęce, stąd też problemu z jej podażą mają weganie, a czasem również wegetarianie przy źle zbilansowanej diecie.
Charakterystycznymi niedoborami witaminy B12 są:
- Problemy z układem nerwowym,
- Problemy z koncentracją,
- Podniesiony poziom homocysteiny,
- Drętwienie/mrowienie kończyn,
- Anemia megaloblastyczna.
Aby zbadać poziom kobalaminy warto wykonać pomiary wspomnianej homocysteiny, kwasu metylomalonowego (MMA) oraz jednego
z transporterów B12-holotranskobalamina (HOLO-TC). HOLO-TC to jeden z parametrów bezpośrednio wskazujących właściwe stężenie tej witaminy. Stanowi około 20% witaminy B12 krążącej w ustroju.
Niski poziom witaminy jest silnie skorelowany z podwyższonym poziomem homocysteiny, co może bezpośrednio wpływać na ekspresję poszczególnych genów lub też ich wyciszanie. Przekłada się to niestety na zaburzone funkcjonowanie organizmu, na co mogą wskazywać wymienione wyżej objawy.
Często skutecznym rozwiązaniem wobec powyższych jest stosowanie metylowanej formy kobalaminy, a więc metylokobalaminy, czy to w postaci osobnego suplementu, bądź kompleksu metylowanych witamin z grupy B, które w swoim składzie zawierają również metylowaną formę kwasu foliowego oraz jeden z kofaktorów w przemianach dotyczących MTHFR, czyli witaminę B6(pirydoksynę).
Metylowany kompleks witamin z grupy B w celu wsparcia układu nerwowego – KUP TUTAJ
Kwas foliowy
Witamina rozpuszczalna w wodzie, odpowiadająca między innymi za podziały komórkowe, prawidłową syntezę i naprawę DNA, funkcjonowanie układu nerwowego i wiele innych. W największej ilości znajdziemy go w warzywach liściastych oraz oczywiście
w suplementach. Organizm człowieka nie jest zdolny do samodzielnej syntezy tego związku, ani do jego magazynowania, przez co istotnym elementem jest dostarczanie go wraz z żywnością oraz jeśli cierpimy na niedobory z suplementów.
Podstawowymi objawami niedoboru kwasu foliowego są:
- Problemy z koncentracją i pamięcią,
- Rozdrażnienie,
- Depresja,
- Duszności,
- Choroby serca.
Kwas foliowy jest podstawowym substratem, absolutnie niezbędnym podczas szlaku remetylacji. Jego niedobór bezpośrednio wiąże się z podwyższonym poziomem homocysteiny.
Druga droga
Szlak przez betainę. Jest to remetylacja niezależna od kwasu foliowego i witaminy B12. Kluczowym związkiem jest tutaj wspomniana betaina. Jest ona syntetyzowana w organizmie na bazie choliny. Warunkiem sprawnego przeprowadzenia remetylacji niezależnej od kwasu foliowego i witaminy B12 jest sprawne funkcjonowanie enzymu oksydazy cholinowej czy też wątroby, gdzie enzym ten jest wytwarzany. Ponadto sprawny proces przekształcania homocysteiny do związku pośredniego w jej przemianach, czyli dimetyloglicyny wymaga sprawnie funkcjonującego kolejnego enzymu o skrócie BHMT (metylotransferaza betainowo-homocysteinowa).
Trzecia droga
Ostatnią istotną trasą, jaką porusza się homocysteina jest ta prowadząca przez cystationinę i cysteinę, proces tzw. transsulfuracji. Tutaj niezbędna jest odpowiednia podaż kofaktora w postaci aktywnej formy witaminy B6. Innym elementem silnie oddziałującym na sprawny przebieg tej „trasy” jest brak mutacji genetycznych w obrębie enzymów syntazy beta-cystationinowej oraz beta-cystationazy.
Wsparcie metylacji dzięki betainie bezwodnej (TMG) – KUP TUTAJ
Gen MTHFR
Jest to gen kodujący enzym MTHFR. Jak wspomniano wyżej jest to kluczowy enzym z punktu widzenia przemian homocysteiny. To właśnie dzięki aktywności tego enzymu dwie wspomniane witaminy (kwas foliowy i B12) są przekształcane do aktywnych biologicznie form. Najczęstszymi obecnie polimorfizmami tego genu są C677T oraz A1298C. W przypadku jednego z polimorfizmów, aktywność wielu enzymów odpowiedzialnych za detoksyfikację, odporność, konwersję kluczowych składników oraz tych o działaniu antyzapalnym może zostać zaburzone. Efektem nieunormowanego poziomu kluczowych witamin w formie metylowanej, mogą być choroby cywilizacyjne, autoimmunologiczne.
Podsumowanie
- Wysoki poziom homocysteiny może wpływać na predyspozycje do chorób cywilizacyjnych, neurodegfenracyjnych oraz wpływać na obecne samopoczucie danej osoby. Wysokiemu poziomowi homocysteiny można skutecznie zapobiegać poprzez odpowiednią podaż niezbędnych kofaktorów w postaci witamin B12, kwasu foliowego(5-MTHF) oraz B6. Witaminy te muszą być aktywne biologicznie, w tzw. formie metylowanej. Dodatkowym związkiem dostarczającym grupy metylowe jest trimetyloglicyna, inaczej zwana betainą.
- W drodze remetylacji zależnej od kwasu foliowego i witaminy B12 biorą udział witaminy B2 oraz B3 w formie transporterów FAD i NAD(P)H. Ich działanie jest bezpośrednio powiązane z funkcjonowaniem mitochondriów, stąd też wysoki poziom homocysteiny może negatywnie oddziaływać na pozyskiwanie energii w sposób tlenowy, predysponując chociażby do większej aktywności szlaku glikolizy beztlenowej, wyższej kumulacji mleczanu, a co za tym idzie szybszego zmęczenia mięśni, co negatywnie przekłada się na funkcjonowanie osób aktywnych fizycznie i nie tylko.
- Niedobory witamin z grupy B predysponują do zaburzeń funkcjonowania organizmu na wielu płaszczyznach. Kluczem do sukcesu jest odpowiednio zbilansowana dieta obejmująca odpowiedni udział wszystkich witamin z ewentualnym dodatkiem celowanej suplementacji.
Źródła:
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27775595
