Metionin: Funkcije

metionin igra ulogu u metabolizmu kao dobavljač metilnih skupina (CH3), potrebnih za bitne biosinteze. Da bi izvršila ovu funkciju, esencijalnu aminokiselinu prvo treba aktivirati ATP-om (adenozin trifosfat). Reakcijski koraci metionina aktivaciju katalizira metionin adenosil transferaza. Kao rezultat cijepanja trifosfata, oslobađa se energija koja je transferazi potrebna za prijenos adenozin ostatak do metionina. Stvara se S-adenozilmetionin ili skraćeno SAM. S-adenosilmetionin je metabolički aktivan oblik metionina. Zbog visoko reaktivne metilne skupine na sulfonijevoj skupini, S-adenosilmetionin je u stanju pokrenuti procese transmetilacije katalizirane enzimom metiltransferaza. Prema tome, SAM je supstrat i donor metilne skupine za metiltransferazu. U prvom koraku SAM transportira metilnu skupinu do metiltransferaze, koja u drugom koraku prenosi ostatak CH3 na određene podloge koje na taj način prolaze kroz strukturne promjene. U posrednom metabolizmu, transmetilacije su važne reakcije u biosintezi sljedećih endogenih tvari.

Adrenalin, hormon koji se stvara u srži nadbubrežne žlijezde i izlučuje se u krv tijekom stresnih situacija, koji nastaje iz noradrenalina prijenosom metilne skupine; kao kateholamin, adrenalin djeluje stimulativno na simpatičke alfa i beta receptore kardiovaskularnog sustava - povećava krvni tlak i povećava brzinu otkucaja srca; u središnjem živčanom sustavu, adrenalin djeluje kao neurotransmiter - prenosilac ili tvar odašiljača - i na taj je način odgovoran za prijenos informacija s jednog neurona (živčanih stanica) na sljedeći putem kontaktnih točaka neurona, sinapsi
Kolin - sintetizira se iz etanolamina prijenosom skupine CH3; kao primarni monohidrat alkohol, holin je strukturni element oba neurotransmiter acetilkolin - octena kiselina ester kolina - i lecitin odnosno fosfatidilkolin - fosforna kiselina ester holina - koji je bitan sastojak svih biomembrana; uz to, holin također djeluje kao donor metilne skupine u posrednom metabolizmu; u slučaju nedostatka metionina dostupne su nedovoljne količine holina za sintezu važnog neurotransmiter acetilkolin - dugoročni deficit metionina na kraju može uzrokovati tjeskobu i depresija.
Kreatin, organska kiselina nastala kao rezultat transmetilacije iz gvanidinoacetata; u obliku kreatina fosfat, kreatin potreban je za kontrakciju mišića i doprinosi opskrbi mišića energijom.
Nukleinske kiseline - u obliku RNA (ribonukleinska kiselina) i DNA (deoksiribonukleinska kiselina), koji služi kao nositelj genetske informacije.
Poliamini - putrescin i dekarboksilirani SAM daju spermin i, kao međuprodukt, spermidin; oba poliamina igraju presudnu ulogu u diobi stanica i pomažu rastućim stanicama u sintezi nukleinske kiseline i proteini - posljedično, poliamini imaju stabilizirajući učinak na DNA. Poliamin spermidin može povećati crijeva zdravlje i na taj način pridonijeti poboljšanju imuniteta. Studije na staničnim kao i na životinjskim modelima pokazuju da prehrambeni spermidin pogoduje diferencijaciji T pomoćnih stanica prema regulatornim T stanicama (Tregs).
Glutation - L-glutamil-L-cisteinilglicin, skraćeno GSH - tripeptid nastao iz aminokiseline glutaminska kiselina, cistein i glicin; kao supstrat glutation peroksidaze, GSH ima antioksidans aktivnost i štiti stanice, DNA i druge makromolekule od oksidativnog oštećenja, na primjer, oštećenja zračenjem.
L-karnitin - metionin zajedno sa lizin dovodi do stvaranja L-karnitina, koji igra ključnu ulogu u regulaciji metabolizma masti, ugljikohidrata i proteina.
Melatonin - hormon koji kontrolira dnevno-noćni ritam ljudskog tijela; nastaje metilacijom N-acetilserotonina.
Metilirani farmakon - detoksikacija of droge.
Metilirani nukleinski baze DNA i RNA - zaštita DNA od razgradnje.

DNA metilacije

S-adenosilmetionin je bitan za metilaciju DNA. U ovom se procesu CH3 skupine koje isporučuje SAM prenose na određena mjesta u dvolančanoj DNA uz pomoć DNA metiltransferaza na nukleinskim baze kao što su adenin, gvanin, citozin i timin. Ovo je dakle DNK modifikacija ili kemijska promjena u osnovnoj strukturi DNA. Budući da metilacija DNA ne dovesti na promjenu u sekvenci DNA - sekvenci građevnih blokova DNA - to je predmet epigenetika ili epigenetsko nasljeđivanje. Epigenetika je prijenos osobina na potomstvo na temelju nasljednih promjena u gen regulacija i ekspresija, umjesto odstupanja u sekvenci DNA. Epigenetske promjene mogu biti inicirane kemijskim ili fizičkim okolišni čimbenici. DNK regije od posebne važnosti za metilaciju nazivaju se CpG otoci. U tim je DNA segmentima dinukleotid citozin-gvanin prisutan u deset do dvadeset puta većoj učestalosti od ostatka genoma. U ljudskim genetskim istraživanjima, CpG otoci često se koriste za dodjeljivanje gena genetske bolesti. Metilacija DNA ima višestruke biološke funkcije. U prokariota metilacija DNA pruža zaštitu od strane DNA. DNA metiltransferaze odgovorne za metilaciju dovesti do stvaranja uzorka metilacije prenošenjem CH3 skupina u definirane nukleinske baze vlastite DNK stanice. Na temelju ovog metilacijskog obrasca, ograničenje enzimi sposobni su razlikovati DNA koja posjeduje stanicu od DNA koja je ušla u stanicu izvana. Strana DNA obično ima drugačiji obrazac metilacije od vlastite DNA stanice. Ako se prepozna strana DNA, ona se reže i uklanja ograničenjem enzimi i druge nukleaze tako da se strana DNA ne može integrirati u vlastitu DNK stanice. Nadalje, metilacija DNA korisna je za prokarionte radi ispravljanja pogrešaka tijekom replikacije DNA - identičnog dupliciranja DNA. Kako bi tijekom korekcije pogrešaka razlikovali izvorni DNA lanac od novo sintetiziranog lanca, sustavi za popravak DNA koriste obrazac metilacije izvornog lanca. U eukariota metilacija DNA ima funkciju obilježavanja aktivnih i neaktivnih regija DNA. Na taj se način, s jedne strane, određeni segmenti DNA mogu selektivno koristiti za različite procese. S druge strane, metilacija utišava ili inaktivira gene. Za RNA polimeraze i ostalo enzimi, metilirane nukleinske baze na DNA ili RNA znak su da ih ne treba čitati radi biosinteze proteina. DNA metilacije u konačnici služe za sprječavanje stvaranja neispravnih, patogenih proteini ili da prekinu njihovu sintezu. Neki geni su selektivno metilirani, što se naziva gen regulacija ili diferencijalna ekspresija gena. Područja uzvodno od gen mogu imati određenu razinu metilacije koja se razlikuje od okolnog područja i može se razlikovati u različitim situacijama. To omogućuje selektivnu učestalost čitanja gena iza njega. Primjer selektivno metiliranih mjesta smještenih uzvodno od gena su CpG otoci. Budući da su podložni visokom mutacijskom tlaku, metilacija kao mehanizam za utišavanje gena za supresiju tumora od iznimne je važnosti u prevenciji tumorske bolesti. Ako se metilacija suzbije, citozini CpG otoka mogu se oksidativno deaminirati u timin, odnosno uracil, zbog svoje nestabilnosti. To dovodi do razmjene baze, a time i do trajne mutacije koja značajno povećava rizik od tumora. Poseban slučaj regulacije gena je genomsko utiskivanje. Budući da muške i ženske spolne stanice imaju različite obrasce metilacije DNA, očevi se aleli mogu razlikovati od majčinih alela. U slučaju gena koji podliježu utiskivanju, koristi se samo majčinski ili očinski alel, koji omogućuje spolno specifično izražavanje fenotipskih svojstava. Prekomjerna ili nedovoljna metilacija uzvodnih regija DNA može dovesti na razvoj bolesti uslijed rezultirajuće smanjene ili povećane aktivnosti gena i nasljeđivanja kćerinskih stanica. Na primjer, tumorske stanice često pokazuju obrasce metilacije koji se značajno razlikuju od obrazaca zdravih tkiva. Uz pojedinačne nukleinske baze u DNA, proteini a enzimi se mogu modificirati i metiltransferazama. Dakle, prijenos metilne skupine na enzime dovodi do promjene njihovih svojstava, pri čemu se aktivnost enzima može inhibirati ili promovirati.

Razgradnja i ponovna sinteza metionina - metioninski ciklus

Od osobite je važnosti, kako za metabolizam čovjeka, tako i za kliničku praksu, razgradnja metionina. Esencijalna aminokiselina metionin unesena hranom razgrađuje se na S-adenosilmetionin uz sudjelovanje ATP-a. Kao rezultat cijepanja metilne skupine koju apsorbira metiltransferaza i prenosi na druge supstrate, od SAM nastaje intermedijarni S-adenozilhomocistein (SAH) koji se hidrolizira SAH hidrolazom do homocistein i adenozin. Budući da SAH inhibira procese metilacije, njegova razgradnja na homocistein je hitno potreban za održavanje reakcija metilacije. The sumpor-sadržava, neproteinogenu aminokiselinu homocistein, koji je rezultat metioninskog ciklusa, može se katabolizirati na nekoliko načina. S jedne strane, homocistein se razgrađuje postupkom transsulfacije stvaranjem sumpor-sadrži aminokiselinu cistein. S druge strane, homocistein se može metabolizirati reakcijom remetilacije. Remetilacija homocisteina dovodi do ponovne sinteze metionina. U procesu transsulfacije, metionin u prvom koraku reagira sa serinom putem cistationin ß-sintaze ovisne o vitaminu B6, stvarajući cistationin s cijepanjem homocistina. Cistationin se cijepa u drugom koraku do homoserina i sumpor-sadrži aminokiselinu cistein. Ovu reakciju katalizira cistationaza, koja je također ovisna o vitaminu B6. Dakle, kada se razgradi metionin koji sadrži sumpor, nastaje druga aminokiselina koja sadrži sumpor cistein, dok se serin troši. Cistein se može razgraditi u metabolizmu kataboličkih aminokiselina u sulfat i voda, ili dovesti do sinteze cistin reakcijom s drugom molekulom cisteina. Uz to, molekula cisteina služi kao početni gradivni blok za nastanak bikovski, ß-aminoetansulfonska kiselina koja nosi skupinu sulfonske kiseline umjesto karboksilne skupine tipične za aminokiseline. Bikovski ne koristi se u tijelu za biosintezu bjelančevina, ali je u velikoj mjeri odgovoran za stabiliziranje tekućine uravnotežiti u stanicama. Ako je unos metionina prenizak, sinteza cisteina iz metionina ili homocisteina samo je marginalna, što znači da polu-esencijalna aminokiselina cistein može postati esencijalna aminokiselina i mora se više opskrbljivati dijeta. Homoserin koji nastaje cijepanjem cistationina deaminacijom se pretvara u alfa-ketobutirat, koji se razgrađuje u propionil-CoA i, kao rezultat dekarboksilacije i naknadnog Vitamin B12-zavisno preslagivanje karboksilne skupine u sukcinil-CoA. Potonji je metabolit citratnog ciklusa u kojem se, između ostalog, dobiva energija u obliku GTP (gvanozin trifosfat) i redukcijskih ekvivalenata NADH i FADH2, što dovodi do proizvodnje energije u obliku ATP (adenozin trifosfat) u daljnjem respiratornom lancu. Proces transsulfacije može se odvijati samo u određenim tkivima. Tu spadaju jetra, bubreg, gušterača (gušterača) i mozak. U procesu remetilacije, sinteza homocisteina iz metionina je obrnuta. Dakle, homocistein prvo reagira s adenozinom i stvara S-adenosilhomocistein (SAH) s cijepanjem voda. Nakon toga, pod utjecajem Vitamin B12ovisno o metionin sintazi, prijenos metilne skupine događa se stvaranjem S-adenosilmetionina (SAM). Metilnu skupinu opskrbljuje 5-metil-tetrahidrofolat (5-MTHF), koji CH3 skupinu prenosi u koenzim metionin sintaze, Vitamin B12 (kobalamin). Napunjena metil kobalaminom, metionin sintaza prenosi CH3 skupinu u SAH, sintetizirajući SAM. Konačno, metionin se može osloboditi iz S-adenosilmetionina. 5-MTHF je metilirani aktivni oblik folna kiselina (vitamin B9) i ima funkciju akceptora i odašiljača metilnih skupina u posrednom metabolizmu. Otpuštanje CH3 skupine u kobalamin metionin sintaze rezultira aktivnom tetrahidrofolnom kiselinom, koja je sada dostupna za prijenose novih metilnih skupina. Vitamin B12 funkcionira na sličan način. U obliku metil kobalamina sudjeluje u enzimskim reakcijama i odgovoran je za usvajanje i oslobađanje metilnih skupina. Konačno, metioninski ciklus je izravno povezan s folna kiselina i metabolizma vitamina B12 u jetra i bubreg, homocistein se također može remetilirati u metionin putem betain homocistein metiltransferaze (BHMT). Metilnu skupinu potrebnu za sintezu metionina opskrbljuje betain, kvaternarni amonijev spoj s tri metilne skupine, i prenosi se u metiltransferazu. Betain je prema tome i supstrat i donor metilne skupine za BHMT. Metiltransferaza sada transportira ostatak CH3 na homocistein dajući metionin i dimetilglicin. Put remetilacije homocisteina ili metionina sintezom putem BHMT-a neovisan je o folna kiselina i vitamin B12. Slijedom toga, voda-topiv B vitamini folna kiselina, B12 i B6 sudjeluju u ukupnom metabolizmu metionina i homocisteina. Ako postoji deficit čak i samo jednog od ovih vitamini, inhibicija je razgradnje homocisteina. Rezultat je značajno povećana razina homocisteina u plazmi. To se stoga može koristiti kao biljeg za opskrbu folnom kiselinom, vitaminom B6 i B12. Povećana razina homocisteina u krv može se normalizirati povećanjem administraciju od sva tri B vitamini u kombinaciji. Jer administraciju samo folne kiseline može značajno smanjiti razinu homocisteina u plazmi, čini se da je odgovarajuća opskrba folnom kiselinom posebno važna.

Čimbenik rizika homocistein

Nedostatak vitamina B6, B9 i B12 rezultira nemogućnošću da se remetilira homocistein u metionin i posljedično akumulira u izvanćelijskom i unutarćelijskom prostoru. Koncentracije homocisteina od 5-15 µmol / l smatraju se normalnim. Vrijednosti iznad 15 µmol / l pokazuju hiperhomocisteinemija - povišena razina homocisteina. Nekoliko studija sugerira da je razina homocisteina u plazmi iznad 15 µmol / l neovisni čimbenik rizika za oboje demencija i kardiovaskularne bolesti, osobito ateroskleroza (otvrdnjavanje arterija). Rizik od koronarne bolesti srce čini se da se bolest (CHD) kontinuirano povećava s povećanjem homocisteina koncentracija u krv. Prema najnovijim izračunima, 9.7% umrlih od srce bolest u SAD-u posljedica je prekomjerne razine homocisteina. Povećane koncentracije homocisteina u krv često se mogu primijetiti s povećanjem dobi zbog nedovoljnog unosa vitamina, uključujući vitamine B6, B9 i B12. U prosjeku muškarci od 50. godine i žene od 75. godine imaju razinu homocisteina u plazmi iznad 15 µmol / l. Sukladno tome, stariji ljudi imaju posebno visok rizik od kardio- i cerebrovaskularnih bolesti. Kako bi smanjili ovaj rizik, osobe starije dobi trebaju dati prednost obilju proizvoda od voća, povrća i žitarica, ali i hrani životinjskog podrijetla, poput jaja, riba i mlijeko i mliječni proizvodi, jer oni osiguravaju dovoljne količine vitamina B, posebno B6, B9 i B12. Homocistein može dovesti do aterosklerotskih promjena u krvožilnom sustavu stvaranjem slobodnih radikala. Međutim, sam homocistein također je sposoban izravno intervenirati u procesu ateroskleroze. Pod utjecajem prijelaznog iona metala bakar ili karuloplazmin koji sadrži bakar, oksidazu, homocistein se oksidira u homocistin, stvarajući vodik peroksid (H2O2). H2O2 je reaktivan kisik vrsta (ROS) koja reagira u prisutnosti željezo (Fe2 +) putem Fentonove reakcije da bi se dobio hidroksilni radikal. Hidroksilni radikali su visoko reaktivni molekule koji mogu oštetiti, između ostalog, i endotel krvi posuđe, proteini, masnih kiselinai nukleinske kiseline (DNA i RNA). Homocistein također može poprimiti radikalni karakter zbog svoje terminalne tiolne skupine (SH skupine). U tu svrhu, teški metal željezo u obliku Fe2 + povlači elektron iz SH skupine homocisteina. Homocistein tako poprima prooksidativni učinak i nastoji ugrabiti elektrone iz atoma ili molekule, što rezultira stvaranjem slobodnih radikala. Oni također oduzimaju elektrone drugim tvarima, a na taj način lančana reakcija dovodi do stalnog povećanja broja radikala u tijelu (oksidativni stres) .Oksidativni stres je često uzrok promjena u ekspresiji gena, karakteriziranom, na primjer, povećanim lučenjem citokina, odnosno faktora rasta. Citokini, kao što su interferoni, interleukini i tumor nekroza čimbenici, izlučuju se iz eritrociti (crvene krvne stanice) i leukociti (bijele krvne stanice) kao i fibroblasti i potiču migraciju stanica glatkih mišića u zidovima krvi posuđe od tunike medija - mišićnog sloja koji leži usred krvnih žila - do tunike intime - vezivno tkivo sloj s endotelnim stanicama koji postavlja unutarnju krvna žila sloj prema krvnoj strani. Tada se u intimi tunike događa proliferacija glatkih miocita (mišićnih stanica). Proliferaciju miocita ne induciraju samo slobodni radikali već i sam homocistein indukcijom ciklina D1 i mRNA ciklina A. Homocistein je također u stanju potaknuti biosintezu kolagen, koji je komponenta izvanstaničnog matriksa (izvanstanični matriks, međustanična tvar, ECM, ECM), u kultiviranim stanicama glatkih mišića na razini mRNA. To rezultira povećanom proizvodnjom izvanstaničnog matriksa. Oksidativni stres oštećuje stanične stijenke i stanične komponente i na taj način može pokrenuti apoptozu, programiranu staničnu smrt. To posebno utječe na endotelne stanice vaskularnih zidova. Obnavljanje vaskularnih endotelnih stanica inhibira homocistein, vjerojatno smanjenom karboksimetilacijom p21ras, tako da napredovanje staničnog oštećenja ne može biti zaustavljeno. p21ras je protein odgovoran za kontrolu staničnog ciklusa. Oštećeni vaskularni endotel dovodi do povećane adhezije (adhezije) neutrofila (bijele krvne stanice), kao što su monociti, koji su sastavni dio sustava zgrušavanja krvi i posebno se "lijepe" na oštećene endotelne stanice kako bi se zatvorili rane. Povećana adhezija neutrofila aktivira ih da proizvode vodik peroksid, koji dodatno oštećuje endotelne stanice. Uz to, oštećenje krvožilnog zida rezultira prolazom monociti i oksidiran LDL iz krvotoka u tunicu intimu, gdje se monociti diferenciraju u makrofage i neograničeno uzimaju oksidirani LDL. Patofiziološki značajne koncentracije homocisteina-50 do 400 µmol / l-pojačavaju adheziju neutrofila na endotel i njihova naknadna migracija preko endotela (dijapedeza). U tunici intima makrofagi se razvijaju u stanice pjene bogate lipidima koje brzo pucaju i umiru uslijed preopterećenja lipidima. Brojne frakcije lipida oslobođene u tom procesu, kao i stanični ostaci iz makrofaga, sada se talože u intimi. I proliferirajuće mišićne stanice i stanice pjene i naslage u obliku lipidi, limfociti, proteoglikani, kolagen i elastin dovode do zadebljanja intime ili unutarnje krvna žila sloj. U daljnjem tijeku nastaju tipične aterosklerotske vaskularne promjene - stvaranje masnih pruga, nekroza (stanična smrt), skleroza (otvrdnjavanje vezivno tkivo) i kalcifikacija (skladištenje kalcijum). Ovi fenomeni u krvožilnom sustavu poznati su i kao vlaknasti plakovi. Tijekom napredovanja ateroskleroze, plakovi mogu puknuti, zbog čega će se intima suziti. Povećana trombociti (krvni ugrušci) nakupljaju se na oštećenom vaskularnom endotelu kako bi zatvorili ranu, inducirajući stvaranje tromba (krvnih ugrušaka). Trombi mogu potpuno začepiti krvna žila, značajno otežavajući protok krvi. Kako se tunica intima zadebljava uslijed rasta aterosklerotskih plakova, lumen krvi posuđe postaje sve uskiji. Razvoj tromba dodatno pridonosi stenozi (sužavanju). Stenoze vode do poremećaji cirkulacije i igraju glavnu ulogu u patogenezi kardiovaskularnih bolesti. Tkiva i organi koje opskrbljuju bolesnici arterija patiti od kisik nedostatak zbog oslabljenog krvotoka. Kada karotidna arterija (velika arterije vrata) utječe na mozak je nedovoljno kisik, povećavajući rizik od apopleksije (udar). Ako je koronarne arterije su pogođeni stenozom, srce ne mogu se opskrbiti s dovoljno kisika i infarktom miokarda (srčani napad). U mnogim slučajevima u arterijama nogu razvijaju se vlaknasti plakovi, što se nerijetko povezuje s arterijskom okluzivnom bolešću (pAVD), poznatom i kao bolest izloga, što dovodi do bol u teletu, bedro, ili mišiće stražnjice nakon dugotrajnog hodanja. Brojne studije otkrile su da bolesnici s kardiovaskularnim bolestima i cerebralnom paralizom, posebno oni s aterosklerozom, udar, Alzheimerova bolest, Parkinsonovu bolest, i senilna demencija, imaju povišenu razinu homocisteina u plazmi. Ovo otkriće potvrđuje da je homocistein glavni čimbenik rizika za aterosklerozu i njezine posljedice. Uz povišenu razinu homocisteina u plazmi, gojaznost, tjelesna neaktivnost, hipertenzija (visoki krvni tlak), hiperkolesterolemija, povećana alkohol i kava potrošnja, i pušenje su također neovisni faktori rizika za kardio- i cerebrovaskularne bolesti. Ostale funkcije metionina.

Lipotrofija - metionin pokazuje lipotrofna svojstva, što znači da ima učinak otapanja masti i na taj način pomaže u sprečavanju prekomjernog skladištenja masti u jetri; u studijama je nedostatak metionina uzrokovao masnu jetru štakora, ali to bi se moglo poništiti dodavanjem metionina - metionin podržava regeneraciju jetrenog i bubrežnog tkiva; metionin također pronalazi uporabu kod hipertrigliceridemije, jer potiče razgradnju triglicerida
Korištenje važnih hranjivih sastojaka i vitalnih tvari - budući da je metionin potreban za metabolizam nekih aminokiseline, poput glicina i serina, potreba za metioninom povećava se u proteinima s visokim udjelom proteina dijeta; dovoljno visoke razine metionina u plazmi također su važne kako bi se osiguralo optimalno iskorištavanje elementa u tragovima selen u tijelu.
Antioksidans - kao sredstvo za uklanjanje radikala metionin čini slobodne radikale bezopasnim
Detoksikacija - u vezi s elementom u tragovima cink metionin povećava izlučivanje teških metala i tako može spriječiti, na primjer, trovanje olovom
Regeneracija tijela nakon faza treninga - u anaboličkim fazama, na primjer nakon treninga, potreba za metioninom je posebno velika zbog potrebne regeneracije ili oporavka tijela pod stresom.
Spuštanje histamin razina u plazmi - metilacijom histamina, metionin djeluje kao prirodni antihistamin - tako održava razinu histamina u krvi niskom i stoga je koristan kod atopije - reakcija preosjetljivosti - ili alergija; Histamin se oslobađa u IgE posredovanim alergijskim reakcijama „neposrednog tipa“ - tipa I - ili faktorima komplementa iz mastocita ili bazofilnih granulocita, te je stoga uključen u obranu egzogenih tvari; uz to, histamin u središnjem živčani sustav regulira ritam spavanja i buđenja i kontrolu apetita.
Infekcije mokraćnog sustava - metionin se može koristiti kod infekcija mokraćnog sustava kako bi se spriječile ponovljene infekcije; esencijalna aminokiselina pomiče pH urina u kiseli opseg, što sprječava taloženje patogenih klica i bakterija te stvaranje fosfatnih kamenaca u bubregu
Poboljšati memorija nastup u AIDS-a pacijenti - metionin je u stanju inhibirati napredovanje encefalopatije povezane s HIV-om; odgovarajući unos metionina u prehrani - do 6 g dnevno - štiti pacijente od oštećenja AIDS-a povezanih s AIDS-om živčani sustav, poput progresivnog demencija, i tako se može poboljšati memorija performanse.

Biološka valencija

Biološka vrijednost (BW) proteina mjera je koliko se učinkovito dijetalni protein može pretvoriti u endogeni protein ili koristiti za biosintezu endogenih proteina. Pitanje je hoće li sadržaj esencijalnih amino kiselina u prehrambenim proteinima optimalno se podudara sa spektrom bjelančevina u tijelu. Što je veća kvaliteta dijetalnih proteina, potrebno ih je unijeti manje da bi se održala biosinteza proteina i zadovoljile tjelesne potrebe - pod uvjetom da se tijelo na odgovarajući način opskrbljuje energijom u obliku ugljikohidrati i masti, tako da se prehrambeni proteini ne koriste za proizvodnju energije. Od posebnog su interesa esencijalnih amino kiselina, koji su važni za endogenu biosintezu proteina. Sve to mora biti istovremeno prisutno za stvaranje proteina na mjestu sinteze u stanici. Unutarstanični deficit samo jedne aminokiseline doveo bi do zaustavljanja sinteze dotičnog proteina, što bi značilo da sub-molekule već izgrađena morala bi se ponovno degradirati. Esencijalna aminokiselina koja prva ograničava endogenu biosintezu proteina zbog svoje nedovoljne koncentracija u prehrambenim proteinima naziva se prva ograničavajuća aminokiselina. Metionin je prva limitirajuća aminokiselina u mahunarkama kao što su grah i lupina, u kvascu i u mlijeko protein kazein. U lanenom sjemenu, mesu i želatin, metionin je druga limitirajuća aminokiselina zbog niskog sadržaja. Stoga je u ovoj hrani metionin druga aminokiselina koja ograničava. Biološka vrijednost najčešća je metoda za određivanje kakvoće bjelančevina. Da bi ga utvrdili, dvojica nutricionističkih istraživača Kofranyi i Jekat razvili su posebnu metodu 1964. Prema toj metodi, za svaki testni protein, količina dovoljna za održavanje dušik uravnotežiti se utvrđuje - određivanje minimuma N-ravnoteže. Referentna vrijednost je protein cjelovitog jaja, čija je biološka vrijednost proizvoljno postavljena na 100 ili 1-100%. Ima najveći BW među svim pojedinačnim proteinima. Ako tijelo protein koristi manje učinkovito od proteina jaja, BW ovog proteina je ispod 100. Proteini iz životinjske hrane imaju veći BW od proteina iz biljnih izvora zbog visokog sadržaja proteina (bjelanjak), koji su obično bogata s esencijalnih amino kiselina. Biljna hrana ima prilično male količine proteina u odnosu na težinu. Slijedom toga, životinjski proteini općenito bolje zadovoljavaju ljudske potrebe. Kao primjer, svinjetina ima BW 85, dok riža BW samo 66. Pametnim kombiniranjem različitih nosača proteina, hrana s niskom biološkom vrijednošću može se nadograditi međusobnim balansiranjem ograničavajućih amino kiseline. To je poznato kao komplementarni učinak različitih proteina. U većini slučajeva kombinacija biljnih i životinjskih bjelančevina rezultira poboljšanjem. Dakle, niski BW riže značajno se nadograđuje jedući je zajedno s ribom. Riba sadrži obilje esencijalnih amino kiselina kiseline, kao što je metionin, i stoga ima visoku biološku vrijednost. Ali čak i kombinacija čisto biljnih izvora proteina, poput zajedničkog unosa kukuruz i graha, postiže biološku vrijednost od gotovo 100. Uz pomoć dodatka učinka pojedinih bjelančevina moguće je postići BW koji je veći od proteina cijelih jaja. Najveći učinak dodane vrijednosti postiže se kombinacijom 36% cjelovitog jaja s 64% bjelančevina krumpira, koja doseže BW od 136.

Razgradnja metionina

Metionin i drugi amino kiseline može se u principu metabolizirati i razgraditi u svim stanicama i organima organizma. Međutim, enzimski sustavi za katabolizam esencijalnih aminokiselina nalaze se pretežno u hepatocitima (jetra Stanice). Kada se metionin razgradi, amonijak Oslobađaju se (NH3) i alfa-keto kiselina. S jedne strane, alfa-keto kiseline se mogu izravno koristiti za proizvodnju energije. S druge strane, budući da je metionin po svojoj prirodi glukogen, oni služe kao preteča glukoneogeneze (nova formacija glukoza) u jetri i mišićima. U tu svrhu, metionin se u nekoliko međufaza razgrađuje do homoserina do piruvat i sukcinil-CoA. Oba piruvat i sukcinil-CoA, koji je međuprodukt citratnog ciklusa, može poslužiti kao supstrat za glukoneogenezu. Glukoza predstavlja važan izvor energije za tijelo. The eritrociti (crvene krvne stanice) i bubrežna moždina u potpunosti ovise o glukoza za energiju. The mozak samo djelomično, jer u metabolizmu gladi može dobiti do 80% svoje energije iz ketonskih tijela. Kad se glukoza razgradi, nastaje ATP (adenozin trifosfat), najvažniji izvor energije stanice. Kada je fosfat veze se hidrolitički cijepaju enzimima, nastaje ADP (adenozin difosfat) ili AMP (adenozin monofosfat). Energija oslobođena u ovom procesu omogućuje tjelesnim stanicama da obavljaju osmotski (transportni procesi kroz membrane), kemijski (enzimske reakcije) ili mehanički rad (mišići trudovi). Amonijak omogućuje sintezu ne-esencijalnih aminokiselina, purina, porfirina, proteina plazme i proteina obrane. Budući da je NH3 u slobodnom obliku neurotoksičan i u vrlo malim količinama, mora se fiksirati i izlučiti.Amonijak može uzrokovati ozbiljna oštećenja stanica inhibicijom metabolizam energije i pH pomaci. Fiksacija amonijaka događa se kroz glutamat reakcija dehidrogenaze. U tom se procesu amonijak ispušten u ekstrahepatična tkiva prenosi u alfa-ketoglutarat, što rezultira glutamat. Prijenos druge amino skupine u glutamat rezultira stvaranjem glutamina, Postupak od glutamina sinteza služi kao preliminarni amonijak detoksikacija. Glutamin, koji se uglavnom stvara u mozgu, prenosi vezani i tako bezopasni NH3 u jetru. Ostali oblici transporta amonijaka do jetre su aspartanska kiselina (aspartat) i alanin. Potonja aminokiselina nastaje vezanjem amonijaka na piruvat u mišićima. U jetri se amonijak oslobađa iz glutamina, glutamata, alanin i aspartat. NH3 se sada konačno uvodi u hepatocite (stanice jetre) detoksikacija koristeći karbamil-fosfat sintetaza u urea biosinteza. Dva amonijaka molekule tvore molekulu od urea, koji je netoksičan i izlučuje se putem bubrega urinom. Putem formiranja urea, 1-2 mola amonijaka mogu se eliminirati svakodnevno. Opseg sinteze uree podložan je utjecaju dijeta, posebno unos proteina u smislu količine i biološke kakvoće. U prosječnoj prehrani količina uree u dnevnom urinu kreće se u rasponu od oko 30 grama.

Osobe s oštećenjima bubreg funkcije nisu u stanju izlučiti višak ureje putem bubrega. Pogođene osobe trebale bi se hraniti siromašnim proteinima kako bi izbjegle povećanu proizvodnju i nakupljanje uree u bubregu zbog razgradnje aminokiselina.