Содержание
Развитие медицинской биохимии открывает новые горизонты в знаниях об обмене веществе человеческого организма. Во второй половине XX века появились первые результаты исследований метаболизма гомоцистеина – аминокислоты, не входящей в состав ни одного белка.
Ее высокие концентрации были связаны с развитием внутриутробной патологии и рядом других болезненных состояний. На текущий момент, по этому поводу иногда возникают вялые дискуссии в научной среде, но практика подтверждает верность предыдущих выводов.
Что это за соединение?
Предшественником гомоцистеина в организме является незаменимая аминокислота метионин. В ее формулу входит атом серы, и она очень активно участвует во всех видах обмена. Главным образом – в синтезе белков, который не обходится без задействования ДНК.
Метионин взаимодействует с аденозинтрифосфатом (АТФ) и превращается в первый свой метаболит – S-аденозилметионин. Этот продукт принимает участие в более, чем сотне разных реакций, одна из которых обеспечивает нормальную функцию ДНК.
После ряда трансформаций появляется гомоцистеин, который, по сути, является промежуточным продуктом. У него всего два пути: восстановление до метионина или вовлечение в синтез цистеина – другой важной аминокислоты.
Образовавшийся цистеин идет на синтез новых белков, а восстановившийся метионин снова встраивается в обменные процессы.
Возникшие излишки, которые клетка не в состоянии переработать, выводятся в межклеточное пространство, а оттуда – в кровь. Поэтому в периферической крови его всегда можно обнаружить. Для гомоцистеина норма считается не больше 5 мкмоль/литр.
Уровень может колебаться по таким причинам:
- Повышается по мере прожитых лет.
- Меняется в течение суток (имеет циркадные ритмы).
- Зависит от питания. Метионин в некоторых продуктах содержится в значимых количествах.
- Уменьшается при беременности. Вероятно, за счет увеличения объема циркулирующей крови.
- Падает при снижении метаболизма и отравлении рядом веществ.
Главная роль в обмене этой аминокислоты возложена на печень: там трансформируется более 80% всех молекул. Важное значение имеют и витамины: фолиевая кислота B9, кобаламин B12, пиридоксин B6.
Норма и повышение уровня в крови
Все хорошо в меру. Это касается и гомоцистеина. Нормальное содержание его в кровеносном русле принято за 5 мкмоль на 1 литр крови. Превышение уровня классифицируют так:
- До 15 мкмоль/л – условная норма.
- От 16 до 30 мкмоль/л – умеренная степень гипергомоцистеинемии.
- Диапазон 31 – 100 мкмоль/л указывает на среднюю степень.
- Более 100 мкмоль/л выставляют тяжелую или выраженную гипергомоцистеинемию.
Отметим, что фактически в крови содержится несколько разных фракций этой аминокислоты. Выше указаны уровни для всех форм суммарно – общий гомоцистеин. Изучение отдельных разновидностей практической ценности не представляет.
Что приводит к повышению уровня?
Логично предположить, что высокое содержание этой аминокислоты может стать следствием двух процессов: высокая активность синтеза или низкая интенсивность обратной трансформации. Более конкретно:
- Нарушение превращения гомоцистеина в цистеин (транссульфурирования).
- Ослабление восстановительных реакций (до исходного метионина).
- Применение противосудорожных препаратов.
- Использование в разных целях метотрексата – антагониста фолиевой кислоты.
- Генетическая мутация, из-за которой теряется стабильность одного из ферментов (MTHFR), участвующего в обмене.
- Значительное поступление метионина с продуктами питания.
Считается, что наиболее важное значение имеет второй пункт.
Активность восстановительных реакций реметилирования сильно зависит от уровня в крови витаминов группы B и цинка (Zn). Высокие цифры гипергомоцистеинемии в 75% случаев обусловлена именно недостатком этих веществ.
Ключевым ферментом является MTHFR — 5,10 метилентетрагидрофолат-редуктаза. Он обеспечивает переход фолиевой кислоты в активную форму и катализирует трансформацию гомоцистеина в метионин. Если в молекуле фермента происходит точечная мутация, то он утрачивает стабильность и быстро разрушается.
Соответственно, реметилирование происходит с недостаточной активностью и снижается примерно на 50%. Метионина становится меньше нормы, в то время как уровень гомоцистеина превышает рекомендуемые показатели, ведь он просто не может трансформироваться обратно из-за ферментной недостаточности.
Последствия гипергомоцистеинемии
Самые первые сведения о вреде высоких концентраций этой аминокислоты относятся к акушерству.
Еще в XVIII веке, одна из акушерок в Дании оставила письменные наблюдения о высокой частоте врожденной патологии, связанной с неурожайными годами.
Страдали от этого наиболее бедные семьи. В наше время можно предположить, что, скорее всего, это было следствием недостатка фолиевой кислоты.
История подтверждает такую гипотезу большим числом родов с аномалиями внутриутробного развития после второй мировой войны, повлекшей период голода.
Недостаток витаминов группы B, которых мало поступало со скудной пищей, приводил к тому, что обмен метионина шел только в одном направлении. На обратное реметилирование ресурсов уже не хватало.
В таких условиях концентрация гомоцистеина нарастает, что проявляется разнообразной патологией:
- Грубые аномалии внутриутробного развития.
- Ослабление зрения.
- Повышение свертываемости крови и риск тромбозов.
- Активное прогрессирование атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний соответственно.
- Поражение паренхимы почек.
- Снижение иммунитета и повышение частоты злокачественных новообразований.
Как видно, расстройства здоровья могут возникать в любом возрасте, но больше всего страдают беременные женщины и их еще нерожденные дети.
Влияние на плод
По состоянию на вторую декаду XXI века, получено уже достаточно данных о том, что гипергомоцистеинемия является одним из факторов, которые повышают риск врожденных аномалий.
Самые частые поражения такие:
- Гидроцефалия.
- Атрезия (практически полное неразвитие) пищевода.
- Диафрагмальные грыжи.
- Аномалии нервной трубки.
- Пороки развития почек, передней брюшной стенки.
- Шейная гигрома.
- Нарушения в эмбриогенезе со стороны сердца и сосудов.
Список неполон, так как происходит еще множество хромосомных аномалий, младенцы могут рождаться с «мозаичной» картиной. То есть: часть клеток имеет нормальную генетическую информацию, а часть – поврежденную. Один из примеров – болезнь Дауна. При ней хромосомные аберрации также могут быть очаговыми или тотальными.
Причина или признак?
Мнение о том, что высокие уровни гомоцистеина приводят к генетическим заболеваниям, напрашивается само по себе. Но если хорошенько вдуматься, то назревает другой вывод: гипергомоцистеинемия является лишь симптомом нарушения восстановления другой аминокислоты – метионина.
А так как активность этого процесса чаще всего связана с витаминами группы B, то гомоцистеин повышен будет при их недостаточности.
Скорее всего, причиной внутриутробных аномалий является дефицит витаминов и метионина, а не высокие уровни гомоцистеина.
В пользу этой теории говорит тот факт, что внутри клеток концентрация этой аминокислоты остается практически без изменений, так как излишки выводятся в межклеточное пространство, а оттуда – в кровь и через почки в мочу.
Правда, есть несколько достаточно авторитетных мнений, что сам гомоцистеин и его метаболит – тиолактон, все же обладают тератогенным действием на плод.
Такое влияние оказывается через снижение активности антиоксидантных систем и прямое вмешательство в синтез белковых молекул. Доказательств этому мало, но полностью отмахиваться от такой теории не стоит.
Диагностическая ценность анализов
Гипергомоцистеинемия в биохимии человеческого тела достаточно активно используется в акушерстве для раннего определения риска внутриутробной патологии.
Исследование рекомендуется провести в первом триместре, на этапе закладки. Самый поздний срок – 22 недели беременности. Нормальные уровни успокаивают, а повышенные – требуют внимания и повторных анализов. Для этого берут:
- Кровь из вены.
- Мочу.
- Амниотическую жидкость.
Образец околоплодных вод также позволяет выявить хромосомные аномалии у плода, если таковые есть.
В этом лабораторная диагностика намного превосходит привычное УЗИ, которое может показать только уже сформировавшиеся уродства и отклонения. В то время как обнаружение высоких уровней гомоцистеина на ранних сроках, помогает выявить риск таких явлений.
А значит, дает время выяснить причину и принять необходимые меры, чтоб малыш родился крепким и здоровым. Не будет лишним обследоваться женщинам еще на этапе планирования беременности, особенно тем, у кого уже были ранее выкидыши и рождались дети с аномалиями развития.
Коррекция нарушений
Обнаружение высоких цифр гомоцистеина является поводом не для срочной терапии, а для оценки уровня фолиевой кислоты и кобаламина. Только анализ всех трех показателей позволит подобрать эффективный метод компенсации гипергомоцистеинемии.
На текущий момент, предлагается несколько методов коррекции таких нарушений:
- Организация сбалансированного питания, которое полностью должно восполнять потребность организма в витаминах и минералах (не забываем повысить потребление цинка).
- Ограничение пищи с высоким содержанием метионина (яичный белок, орехи, мясо и другие продукты).
- Применение медикаментозных витаминных препаратов. Благо, сейчас есть множество пероральных средств, которые безопасны и эффективны.
- Адаптогены на растительной основе (молочай Фишера).
- Антиоксиданты.
- Использование статинов.
Основная масса гомоцистеина связывается с белками плазмы, поэтому гемодиализ (искусственная почка) практически не эффективен.
Видно, что последний пункт с беременностью плохо увязывается, но статины доказали свою эффективность в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. Особенно – при формах гипергомоцистеинемии, резистентных к применению витаминотерапии. Поэтому и стоит пройти обследование еще до наступления беременности.