Metylacja – część pierwsza

Ze względu na rosnącą popularność metylacji oraz zwiększającą się liczbą dowodów naukowych wykazujących korelację procesu metylacji z występowaniem zaburzeń metabolicznych i hormonalnych warto zapoznać się z kilkoma podstawowymi zagadnieniami związanymi z ów procesem biochemicznym.

Metylację w literaturze określa się jako „1-carbon metabolism” (pl. metabolizm jednego węgla). Prosta nazwa pozwala zrozumieć, że proces, zachodzący miliardy razy w ciągu sekundy w każdej komórce naszego ciała opiera się na przenoszeniu pojedynczego atomu węgla z jednej cząsteczki do innej [1]. Poniższa grafika przedstawia cząsteczkę składającą się z jednego atomu węgla i trzech atomów wodoru, czyli główny element procesu metylacji – grupę metylową (–CH3).

Ryc. 1 Grupa metylowa [2].

Przykładem metylacji jest oddanie grupy metylowej S-adenozylometioniny (SAM) do innego związku, dzięki czemu jej cząsteczka ulega przekształceniu do S-adenozylohomocysteiny (SAH) [3]. Poniższa grafika przedstawia opisaną sytuację.

Ryc. 2 Konwersja SAM w SAH wg Zhang [3].

S-adenozylometionina (SAM) jest cząsteczką wykorzystywaną w trzech kluczowych szlakach metabolicznych, w:

transmetylacji – jako donor („dostawca”) grupy metylowej. Co ważne, jest głównym donorem „-CH3” w całym organizmie,

transsulfuracji – jako donor atomu siarki bierze udział w przemianie homocysteiny w cysteinę,

syntezie poliamin – niezbędnych do prawidłowego wzrostu komórek.

Gdy w organizmie występuje niedobór SAM możemy zaobserwować następujące zjawiska patofizjologiczne: kumulacja toksyn (arsenu, rtęci, kadmu), nadmiar hormonów aktywnych, destabilizacja nastroju, powstawanie zmian nowotworowych i chorób sercowo-naczyniowych, demencja i spadek funkcji poznawczych, zmniejszona synteza energii dla mięśni, problemy z syntezą DNA [4].

Homocysteina jest powszechnie znanym markerem określającym ryzyko wystąpienia chorób sercowo-naczyniowych oraz wskaźnikiem statusu metylacji. Podwyższony poziom homocysteiny we krwi skojarzony jest z takimi zaburzeniami jak: miażdżyca tętnic i choroba wieńcowa, osteopenia, stany neurodegeneracyjne, zaburzenia nastroju, nieswoiste zapalenia jelit (IBD) i rak okrężnicy [5]. Homocysteina nie występuje w diecie, lecz jest niezbędnym półproduktem w fizjologicznym metabolizmie metioniny. Oba związki są elementami tzw. podstawowego cyklu metylacji wraz z SAM i SAH, w którym to procesie nieustannie zachodzi reakcja przemian jednego produktu w drugi – aby homocysteina powróciła do zamkniętego szlaku metabolicznego musi ulec przemianie do metioniny [6].

S-adenozylohomocysteina (SAH) jest jednocześnie substratem i produktem kluczowych procesów zachodzących w organizmie. Jest krytycznym czynnikiem patologicznym w skojarzonych z homocysteiną jednostkach chorobowych. Przewlekle podniesiony poziom homocysteiny prowadzi do podwyższonego poziomu SAH, który jest znacznie bardziej wrażliwym biomarkerem ryzyka wystąpienia chorób sercowo naczyniowych. Poprzednie raporty naukowe wykazały, że suplementacja folianami i witaminami z gr. B skutecznie obniżała poziom homocysteiny, ale nie SAH, co może wyjaśniać niepowodzenie w kilku aktualnych badaniach klinicznych, w których zdarzenia sercowo-naczyniowe miały miejsce mimo obniżenia poziomu homocysteiny poprzez suplementację [7].

Metionina jest podstawowym aminokwasem białkowym, drugim (obok cysteiny) zawierającym atomy siarki. Jest aminokwasem egzogennym, co znaczy, że organizm nie jest w stanie zsyntetyzować jej samodzielnie. Zawiązek ma swoje źródła w żywności, np. w mleku pochodzenia zwierzęcego (kazeina) oraz w białku jaja [8]. Metionina uczestniczy w reakcjach metylacji i sulfuracji jako donor siarki [9].

Znając już substraty, czyli produkty niezbędne do prawidłowego przebiegu procesu możemy poznać ich wzajemne relacje.

W cyklu przemiany homocysteiny w metioninę wytwarzany jest uniwersalny donor grup metylowych – S-adenozylometionina (SAM), inhibitor (związek spowalniający daną reakcję chemiczną) metylotransferazy – S-adenozylohomocysteina (SAH) i homocysteina. Hiperhomocysteinemia określana jest czynnikiem chorób sercowo-naczyniowych. Zjawisko obserwujemy, gdy związek (homocysteina) występuje w nadmiarze, np. z powodu problemy z „utylizacją”, czyli ponowną konwersją do metioniny [10].

zaczynamy, gdy do organizmu drogą pokarmową zostanie wprowadzona metionina. Proces przemiany metioniny w S-adenosylometioninę (SAM) umożliwia kofaktor (łac. Co-factor, pl. współ-sprawca [10,11]), czyli związek chemiczny niezbędny do katalizowania (przyspieszenia tempa) danej reakcji chemicznej [10,12]. W pierwszej reakcji (konwersja metioniny) rolę kofaktora przyjęła cząsteczka ATP (Adenozyno-5′-trifosforan), czyli nośnik chemicznej energii [10,13]. SAM jako główny donor grupy metylowej w organizmie dostarcza -CH3 do reakcji. Wśród licznych procesów w organizmie, które opierają się na metylacji, wymieniamy:

Syntezę kreatyny – układ mięśniowo-szkieletowy,

Syntezę DNA i RNA,

Epigenetyczną regulację genów,

Regulację gospodarki hormonalnej,

Detoksykację,

Produkcję energii,

Odbudowę błon komórkowych,

Metabolizm lipidów,

Syntezę neurotransmiterów,

Produkcję tlenku azotu – funkcjonowanie śródbłonka naczyniowego,

Regulację układu immunologicznego [14].

Następstwem oddania grupy metylowej cząsteczki SAM jest powstanie SAH, który reaguje z wodą, na skutek czego powstaje adenozyna oraz homocysteina. Skutki trwałej hiperhomocysteinemii mogą być tragiczne w skutkach, dlatego tak ważny jest jej „recykling”. Zamknięcie cyklu umożliwia jedynie metylowana kobalamina, czyli aktywna postać komórkowej witaminy B12 [10]. Więcej na temat ów związku można przeczytać w naszym artykule: http://drcubala.com/poziom-witaminy-b12/ . Poniższy schemat przedstawia cykl metylacji opisany w tym artykule.

Ryc. 3 Podstawowy cykl metylacji wg Shen [10].

Literatura:

Stover, P. J. (2011). Polymorphisms in 1-carbon metabolism, epigenetics and folate-related pathologies. Lifestyle Genomics, 4(5), 293-305.

March, Jerry (1992). Advanced organic chemistry: reactions, mechanisms, and structure. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60180-2.

Zhang, J., & Zheng, Y. G. (2016). SAM/SAH analogs as versatile tools for SAM-dependent methyltransferases. ACS chemical biology, 11(3), 583-597.

Lu, S. C. (2000). S-adenosylmethionine. The international journal of biochemistry & cell biology, 32(4), 391-395.

Homocysteina musi byńá przemieniona w metioninńô, aby ponownie wr√≥cińá do fizjologicznego cyklu metylacji

Finkelstein, J. D., & Martin, J. J. (2000). Homocysteine. The international journal of biochemistry & cell biology, 32(4), 385-389.

Xiao, Y., Su, X., Huang, W., Zhang, J., Peng, C., Huang, H., … & Ling, W. (2015). Role of S-adenosylhomocysteine in cardiovascular disease and its potential epigenetic mechanism. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 67, 158-166.

Podręczny słownik chemiczny, Romuald Hassa (red.), Janusz Mrzigod (red.), Janusz Nowakowski (red.), Katowice: Videograf II, 2004, s. 243, ISBN 83-7183-240-0.

Lide, D. R. (Ed.). (2004). CRC handbook of chemistry and physics (Vol. 85). CRC press.

Shen, W., Gao, C., Cueto, R., Liu, L., Fu, H., Shao, Y., … & Yang, X. (2020). Homocysteine-methionine cycle is a metabolic sensor system controlling methylation-regulated pathological signaling. Redox biology, 28, 101322.

Kopaliński, W. (1994). Słownik wyrazów obcych i zwrotów obcojęzycznych z almanachem. Wiedza Powszechna.

Wielka Encyklopedia, P. W. N. (2012). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa [online] [dostęp 2012-03-13].

Andreyev, A. Y., Bondareva, T. O., Dedukhova, V. I., MOKHOVA, E. N., Skulachev, V. P., Tsofina, L. M., … & Vygodina, T. V. (1989). The ATP/ADP‐antiporter is involved in the uncoupling effect of fatty acids on mitochondria. European journal of biochemistry, 182(3), 585-592.

Andrade, F., Rodríguez-Soriano, J., Prieto, J. A., Aguirre, M., Ariceta, G., Lage, S., … & Aldámiz-Echevarría, L. (2011). Methylation cycle, arginine-creatine pathway and asymmetric dimethylarginine in paediatric renal transplant. Nephrology dialysis transplantation, 26(1), 328-336.

Bądź na bieżąco

Zapisz się do newslettera i otrzymuj tylko wartościowe informacje

Inne ciekawe artykuły

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zakażenie Candida auris

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zespół jedzenia nocnego – NES (night eating syndrome)

2 AdrenoCortex Stress Profile

Jak działają probiotyki?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Właściwości olejów roślinnych

2 AdrenoCortex Stress Profile

Wpływ zapachu na samopoczucie - aromaterapia

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy wszystkie Streptococcus mogą powodować PANDAS?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Ludzki mikrobiom a ksenobiotyki farmaceutyczne, dietetyczne i środowiskowe

2 AdrenoCortex Stress Profile

Problemy z metylacją, a zaburzenia hormonalne i metaboliczne

2 AdrenoCortex Stress Profile

Kwas foliowy czy folinowy w ciąży?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy pieluszki dziecięce są bezpieczne?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Szkodliwe substancje w zabawkach dla dzieci!

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zespół jelita drażliwego

2 AdrenoCortex Stress Profile

Szkodliwe dodatki do żywności - lista

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zaburzenia mowy u dzieci w spektrum autyzmu

2 AdrenoCortex Stress Profile

Badanie kwasów organicznych - Metabolomix

2 AdrenoCortex Stress Profile

Jakie niedobory mogą wystąpić w przypadku chorób jelit?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Wpływ leków zobojętniających na zdrowie i trawienie

2 AdrenoCortex Stress Profile

NIE PROWOKUJ ORGANIZMU - alergie krzyżowe

2 AdrenoCortex Stress Profile

NIE PODJADAJ! O SIBO

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zespół postcovidowy - dlaczego nadal chorujemy

2 AdrenoCortex Stress Profile

Alergie krzyżowe

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zalety jedzenia kiszonek oraz przeciwskazania

2 AdrenoCortex Stress Profile

Paraliż od infekcji układu pokarmowego? - CAMPYLOBACTER - jejuni i coli

2 AdrenoCortex Stress Profile

Recepty dla lalek. Dlaczego zostałam lekarzem?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Galaktozemia

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zachowania chorobowe - co robi mikroglej, gdy źle się czuje?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy wszystkie kobiety mogą przyjmować środki antykoncepcyjne?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Chcesz szybko wyzdrowieć ? - CLOSTRIDIUM - czynnik zakażeń ogólnoustrojowy

2 AdrenoCortex Stress Profile

Hipoteza oszczędnych genów, jako przyczyna otyłości

2 AdrenoCortex Stress Profile

Obalamy dietę PALEO?

2 AdrenoCortex Stress Profile

COVID-19 a dieta

2 AdrenoCortex Stress Profile

Metale ciężkie w żywności

2 AdrenoCortex Stress Profile

Cyjanokobalamina, adenozylokobalamina, metylokobalamina, hydroksykobalamina… Która witamina jest dla nas najlepsza?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Campylobacter - czy infekcja układu pokarmowego może spowodować paraliż?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Przegląd diagnozowania i leczenia PANDAS i PANS

2 AdrenoCortex Stress Profile

Choroby tarczycy a ciąża

2 AdrenoCortex Stress Profile

Dlaczego ograniczenie plastiku jest takie ważne?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Otyłość a Bacteroidetes i Firmicutes

2 AdrenoCortex Stress Profile

NIETOLERANCJA SIARKI – - SPRAWA GENÓW CZY SIBO SIARKOWE?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Mleko matki

2 AdrenoCortex Stress Profile

Barwniki w żywności a zdrowie dziecka

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy wiecie, że sam zapach pokarmu już rozpoczyna proces trawienia?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy wiecie, że nasze jelito pracuje najciężej gdy … nie jemy?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Firmicutes i Bacteroides w GI effects

2 AdrenoCortex Stress Profile

Genetyka a funkcje psychiczne – COMT

2 AdrenoCortex Stress Profile

Zapalenie ucha wewnętrznego

2 AdrenoCortex Stress Profile

Jak utrzymać zdrowie jelitowe niezależnie od diety?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Gorączka.

2 AdrenoCortex Stress Profile

Migreny, a wątroba – czy medycyna chińska miała rację?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Homeopatia – czy może Cię zabić?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy wiecie, że niektóre choroby genetyczne będą niedługo skutecznie leczone?

2 AdrenoCortex Stress Profile

ROBAKI LECZĄ?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Dieta SCD

2 AdrenoCortex Stress Profile

Badanie mocznika we krwi

2 AdrenoCortex Stress Profile

Amoniak – toksyna wewnętrzna, która zatruwa mózg.

2 AdrenoCortex Stress Profile

Cykl mocznikowy – metabolizm białek i aminokwasów

2 AdrenoCortex Stress Profile

Leczniczy haj, opiaty i endokannabinoidy

2 AdrenoCortex Stress Profile

Papaya (CARICOL), a Histamina – pomaga czy szkodzi?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Metylacja – część pierwsza

2 AdrenoCortex Stress Profile

Czy można być uczulonym na słońce?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Histamina – jak nie dać się zwariować?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Histamina

2 AdrenoCortex Stress Profile

Komórki tuczne – czyli co się dzieje, gdy obrońcy wpadają w histerię (MCAS i inne przypadłości).

2 AdrenoCortex Stress Profile

Naltrexon – czyli przeciwzapalna kariera leku na alkoholizm

2 AdrenoCortex Stress Profile

PEA czyli „konopie bez konopii”

2 AdrenoCortex Stress Profile

Dodatki do Metabolomix+ (wcześniej badanie ONE)

2 AdrenoCortex Stress Profile

Choroby odogniskowe.

2 AdrenoCortex Stress Profile

Witamina A i wirusy

2 AdrenoCortex Stress Profile

Ozonowanie, jako sposób na odkażanie środowiska domowego

2 AdrenoCortex Stress Profile

Jak grzyby pleśniowe, w tym z rodzaju Aspergillus i Zespół Chorego Budynku wpływają na zdrowie człowieka

2 AdrenoCortex Stress Profile

Clostridium jako czynnik zakażeń ostrych i przewlekłych

2 AdrenoCortex Stress Profile

Jak zapobiegać przenoszeniu Clostridium difficile w domu?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Kandydoza – fakty i mity

2 AdrenoCortex Stress Profile

Dysbioza jelitowa a zatrucie metalami ciężkimi i toksynami

2 AdrenoCortex Stress Profile

Biotoksyny a choroby przewlekłe – ochronna rola – rola PPC i kwasów tłuszczowych

2 AdrenoCortex Stress Profile

Biofilmy bakteryjne jako przyczyna chorób przewlekłych

2 AdrenoCortex Stress Profile

Inulina – dobra czy zła?

2 AdrenoCortex Stress Profile

Biotoksyny i ich szkodliwe działanie na organizm

2 AdrenoCortex Stress Profile

Bruceloza, czyli groźne skutki picia koziego mleka

2 AdrenoCortex Stress Profile

FIGLU – kwas bynajmniej niefiglarny

2 AdrenoCortex Stress Profile

Autoimmunologia a bakterie jelitowe

2 AdrenoCortex Stress Profile

Badanie szczawianów wapnia w moczu

2 AdrenoCortex Stress Profile

Poziom witaminy B12

2 AdrenoCortex Stress Profile

MTHFR

2 AdrenoCortex Stress Profile

Antybiotyki niewchłanialne na problemy jelitowe

2 AdrenoCortex Stress Profile

Wróg czai się w piaskownicy – TOKSOKAROZA

2 AdrenoCortex Stress Profile

Obcy nami sterują – TOKSOPLAZMOZA

2 AdrenoCortex Stress Profile

Dieta, stany zapalne a starzenie się mózgu i demencja

2 AdrenoCortex Stress Profile

Pestycydy stosowane w rolnictwie a zdrowie

2 AdrenoCortex Stress Profile

Pandemia demencji – borelioza powoduje zaburzenia pamięci i otępienie

„Zapoznałam/em się z klauzulą informacyjną dot. przetwarzania moich danych osobowych i wyrażam zgodę na ich przetwarzanie” - "Klauzula informacyjna"