Homocysteina i zagrożenia związane z hiperhomocysteinemią

Homocysteina to aminokwas, powstający w wyniku metabolizmu metioniny, będącej aminokwasem pozyskiwanym z codziennej diety. Prawidłowe funkcjonowanie organizmu jest uwarunkowane obecnością homocysteiny, gdyż ogrywa ona ważną rolę w wielu procesach. Między innymi uczestniczy w przemianach lipidów [1], a także pośrednio bierze udział w dwóch kluczowych szlakach metabolicznych: cyklu zapewniającym jednostki jednowęglowe, niezbędne do biosyntezy nukleotydów i aminokwasów oraz metabolizmie aminokwasów zawierających siarkę, które regenerują metioninę i dostarczają cysteinę [2]. W metabolizmie homocysteiny biorą udział witamina B6 i B12 oraz kwas foliowy.

Pomimo bardzo istotnej roli w przebiegu szeregu reakcji biochemicznych zachodzących w organizmie, istnieją sytuacje, w których homocysteina stanowi zagrożenie dla zdrowia. Mutacja w genie enzymu reduktazy metylenotetrahydrofolianowej jest powiązana z podwyższoną ekspresją całkowitej homocysteiny, szczególnie u kobiet z niską podażą kwasu foliowego.  Stężenie homocysteiny powyżej 15 µmol/L uznaje się za zbyt wysokie w organizmie. Taki stan nazywany jest hiperhomocysteinemią i może być wynikiem działania różnych czynników. Wśród najczęstszych należy wymienić:

  • wady genetyczne
  • niedobór witaminy B6 i B12
  • brak kwasu foliowego
  • leki
  • niedoczynność tarczycy
  • dysfunkcje nerek
  • starzenie się.

Hiperhomocysteinemia jest stanem niebezpiecznym dla organizmu człowieka [1]. Może prowadzić do takich mechanizmów patofizjologicznych, jak: zwiększenie stresu oksydacyjnego, upośledzenie funkcji śródbłonka naczyniowego, stymulowanie proliferacji komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych, indukowane zapalenie naczyń krwionośnych oraz aktywacja czynników krzepnięcia [3]. Wiąże się to z wysokim ryzykiem rozwinięcia się chorób sercowo-naczyniowych, zmian miażdżycowych, chorób zatorowych oraz dysfunkcji tętnic wieńcowych [1]. Jeśli bardzo wysoki poziom homocysteiny zostanie pozostawiony bez kontroli, istnieje duże ryzyko zgonu pacjenta z powodu udaru [4].

Zauważono wyższy poziom homocysteiny w organizmie kobiet będących w prawidłowo rozwijającej się ciąży niż w organizmie kobiet nieciężarnych. Jej poziom u kobiet w ciąży może się także różnić w zależności od położenia geograficznego, kultury czy charakterystyki społecznej. W najnowszych badaniach wykazano związek pomiędzy hiperhomocysteinemią, a licznymi powikłaniami w trakcie ciąży, nawracającymi poronieniami, przedwczesnymi porodami, stanem przedrzucawkowym, cukrzycą ciążową, odklejaniem się łożyska, a także ograniczeniem wzrostu płodu. Dodatkowo odkryto powiązanie pomiędzy zbyt wysokim stężeniem homocysteiny w organizmie matki i niską masą urodzeniową noworodka. Wykazano także, że obniżenie poziomu homocysteiny poprzez suplementację kwasu foliowego może okazać się pomocne w przypadku kobiet, u których pojawiły się powikłania ciąży w wyniku hiperhomocysteinemii [1].

Stężenie homocysteiny powyżej górnej granicy wartości referencyjnych ma także związek z rozwojem i progresją choroby Parkinsona. Osoby dotknięte tym schorzeniem wykazują znacznie wyższe wartości stężenia homocysteiny w osoczu niż osoby zdrowe. Powiązanie napędzonego rozwoju i progresji choroby Parkinsona z hiperhomocysteinemią wynika między innymi z nasilenia mechanizmu apoptozy komórek nerwowych, stresu oksydacyjnego oraz uszkodzeń DNA, czyli mechanizmów, w których homocysteina uczestniczy [5].

Zbyt wysokie stężenie homocysteiny w organizmie zauważono także u osób dotkniętych cukrzycą, chorobą Alzheimera, demencją, zespołem Downa, niedokrwistością megaloblastyczną, a także wadami cewy nerwowej. Hiperhomocysteinemia występuje również u osób cierpiących na niektóre rodzaje choroby nowotworowej, jednak obserwuje się ją najczęściej w zaawansowanym stadium choroby i częściej u osób w podeszłym wieku niż u osób młodych. We wczesnych etapach nowotworu zazwyczaj poziom homocysteiny mieści się w granicach wartości referencyjnych. Może mieć to związek z wykorzystaniem kwasu foliowego do proliferacji komórek w procesie rozwoju nowotworu, a jego stężenie w organizmie jest odwrotnie proporcjonalne do stężenia homocysteiny [6].

1. Chuce Dai, Yiming Fei, Jianming Li,Yang Shi, Xiuhua Yang.  A Novel Review of Homocysteine and Pregnancy Complications. Biomed Res Int. 2021 May 6;2021:6652231. doi: 10.1155/2021/6652231.
2. H. Jakubowski. Homocysteine Modification in Protein Structure/Function and Human Disease. Physiol Rev. 2019 Jan 1;99(1):555-604. doi: 10.1152/physrev.00003.2018.
3. Shuai Yuan, Amy M Mason, Paul Carter, Stephen Burgess, Susanna C Larsson. Homocysteine, B vitamins, and cardiovascular disease: a Mendelian randomization study. BMC Med. 2021 Apr 23;19(1):97. doi: 10.1186/s12916-021-01977-8.
4. Tauheed Hasan, Reetika Arora, Aniket Kumar Bansal, Reshmee Bhattacharya, Gurumayum Suraj Sharma, Laishram Rajendrakumar Singh. Disturbed homocysteine metabolism is associated with cancer. Exp Mol Med. 2019 Feb 21;51(2):1-13. doi: 10.1038/s12276-019-0216-4.
5. Xiaoyan Fan, Lixia Zhang, Haijun, Guang Chen, Gangqiao, Xueqiang Ma, Yuelei Jin. Role of homocysteine in the development and progression of Parkinson's disease. Ann Clin Transl Neurol
. 2020 Nov;7(11):2332-2338. doi: 10.1002/acn3.51227.
6. Tauheed Hasan, Reetika Arora, Aniket Kumar Bansal, Reshmee Bhattacharya, Gurumayum Suraj Sharma, Laishram Rajendrakumar Singh. Disturbed homocysteine metabolism is associated with cancer. Exp Mol Med. 2019 Feb 21;51(2):1-13. doi: 10.1038/s12276-019-0216-4

homocysteina hiperhomocysteinemia