на сайте с 27 августа 2008

Метионин

метионин Метионин- это незаменимая аминокислота, входящая в состав белков, а также служит в организме донором метильных групп (в составе S-аденозил-метионина) при биосинтезе холина, адреналина и др., а также источником серы при биосинтезе цистеина.
Метионин оказывает некоторое липотропное действие, повышает синтез холина, лецитина и других фосфолипидов, в некоторой степени способствует снижению содержания холестерина в крови и улучшению соотношения фосфолипиды/холестерин, уменьшению отложения нейтрального жира в печени и улучшению функции печени, может оказывать умеренное антидепрессивное действие (по-видимому, за счёт влияния на биосинтез адреналина).
Нарушение образования метионина из гомоцистеина - это также одна из причин неврологических нарушений при дефиците витамина В12. Возникает дефицит активного метионина (S-аденозилметионина) и нарушается синтез холина и содержащих холин фосфолипидов - лецитина и сфингомиелина. Поражение нервной системы при дефиците витамина В12 обусловлено, во всяком случае отчасти, нарушением синтеза этих соединений из-за недостатка метионина.
Метионин используется при лечении синдрома хронической усталости, болезни Альцгеймера, рассеянного склероза, ревматоидного артрита, желчно-каменной болезни, гепатитов, предменструального синдрома, фиброзно-кистозной мастопатии, алкоголизма, ожирения, фибромиалгии, болезни Паркинсона, атеросклероза, диабета, остеоартрита, цирроза, раннего старения кожи, ухудшения состояния волос, алопеции, ломкости и расслоении ногтей и др.

Традиционно метионин относят к антиоксидантам и факторам, предотвращающим старение. Но в то же время ограничение его содержания в пище приводит к увеличению продолжительности жизни. Как это происходит? Давайте разберемся. Единого мнения по этому вопросу пока нет, но необходимо учитывать, что , во-первых, антиоксиданты в избытке являются прооксидантами, во-вторых, метионин - затравочная аминокислота в биосинтезе любого белка, а снижение валового синтеза белка экономит энергию на процессы репарации и стрессоустойчивости.

Ограничение содержания метионина в пище


Ученые из мексиканского онкологического центра Oasis of Hope Hospital недавно опубликовали обзор, в котором предлагают использовать ограничение потребления метионина (ОПМ) в качестве стратегии для продления жизни (статья).
Недавние исследования показали, что ограничение потребления метионина с пищей увеличивало среднюю и максимальную продолжительность жизни у крыс и мышей. При этом эффекты анти-старения были схожи с таковыми при ограничении калорийности питания, включая подавление продукции активных форм кислорода (АФК) в митохондриях. По ряду причин добровольное ограничение питания никогда не будет пользоваться широкой популярностью у людей, но его может заменить ограничение потребления метионина, что может быть достигнуто использованием вегетарианской диеты с низким содержанием аминокислоты. Растительные белки, особенно из бобовых и орехов, содержат меньше метионина, чем животные белки. Кроме того, общее содержание белка в растительных продуктах ниже, чем в продуктах животного происхождения. А диета в сочетании с физическими упражнениями может продлить жизнь, снижая уровень инсулина и свободного ИФР1.
Обнаружено, что ограничение потребления метионина приводит к снижению в плазме крови уровней инсулина, ИФР1, глюкозы и тиреоидных гормонов. Кроме того, у мышей, получавших ограниченный рацион, снижались возрастные изменения, такие как помутнение хрусталика, изменения субпопуляций Т-лимфоцитов и оксидативный стресс в печени. И эффекты ограничения потребления метионина не связаны с ограничением потребления калорий.
Часть эффектов ОПМ связана со снижением синтеза ИФР1 в печени. Но у грызунов снижение потребления любой незаменимой аминокислоты вызывает подобный эффект.
Метионин, как мы уже говорили, является донором метильных групп, а также является предшественником таурина, полиаминов, глутатиона и сульфатов. Часть этих функций может восполнить цистеин, поэтому диеты с ОПМ не содержат цистеин и большинство других заменимых аминокислот. Механизм увеличения продолжительности жизни при ограничении потребления других аминокислот пока не ясен.
Другим эффектом ОПМ является снижение синтеза АФК в дыхательной цепи митохондрий, что приводит к снижению оксидативного повреждения митохондриальной ДНК и белков.
Кроме того, снижение внутриклеточного пула глутатиона имеет значение для увеличения продолжительности жизни (метионин является предшественником глутатиона). При исследованиях на крысах наблюдался любопытный эффект ОПМ- в печени и почках уровень глутатиона снижался, а в плазме крови- повышался (по сравнению с контрольной группой). Это значит, что в ответ на недостаток метионина, в печени повышается синтез и экспорт глутатиона. Учены пришли к выводу, что это явление не вносит свой вклад во влияние ОПМ на продолжительность жизни.
Таким образом, на основании многочисленных исследований ученые пришли к выводу, что вегетарианская диета с ОПМ в сочетании с приемом витамина B12 (для того, чтобы избежать побочных эффектов, схожих с B12-дефицитной анемией)- это реальный способ продлить жизнь.

Прочитать по теме:
Ограничение потребления метионина, подавление нарушений в митохондриях, старение.

S-аденозил-метионин и повреждение мозга

S-аденозил-метионин Чем еще опасен переизбыток метионина в организме? Как мы уже говорили, метионин является донором метильных групп в организме, эта функция осуществляется им в форме S-аденозил-метионина (SAM, гептрал). Избыточное метилирование может быть фактором, приводящим к развитию болезни Паркинсона (БП)- тяжелого возраст-ассоциированного заболевания. Инъекции SAM в мозг крысы приводили к изменениям, схожими с БП. Гидролиз сложноэфирной связи между метильной группой и метилированным белком приводит к образованию метанола. Метанол окисляется до формальдегида, который в свою очередь окисляется до муравьиной кислоты. В Департаменте Неврологии Meharry Medical College ученые занимаются исследованием роли SAM в продукции этих токсичных веществ в мозге крыс и их токсичность для клеточной линии PC12, которая используется как модель дифференцировки нервной ткани (статья). Они определили, что SAM усиливает образование метанола, формальдегида и муравьиной кислоты в зависимости от концентрации и времени действия. Кроме того, формальдегид наиболее токсичен для клеток PC12 в исследованиях на культуре клеток, из этого можно сделать вывод, что формальдегид, который образуется в организме, может приводить к повреждению нейронов в условиях избыточного метилирования. Субтоксические концентрации формальдегида снижают экспрессию тирозингидроксилазы, лимитирующего фактора синтеза допамина. Формальдегид более токсичен для катехоламинергических клеток PC12, чем для клеток глиомы C6, что свидетельствует о том, что нейроны более чувствительны к воздействию формальдегида, чем глия. На основании полученных результатов был сделан вывод: избыточное метилирование белков вовлечено в возникновение SAM-индуцированных БП-подобных изменений и процесс старения, этот процесс связан с токсическим действием формальдегида.

Прочитать по теме:
Эффекты диеты с добавлением N-ацетилцистеина, ацетил-L-карнитина и SAM на когнитивные способности и агрессию у крыс.

Гормон роста и метионин

Анджей (Эндрзеш) Бартке Метаболизм метионина зависит от различных регуляторных систем, в том числе и от действия гормонов. Мыши, мутантные по генам различных гормонов, представляют собой замечательную модель для исследований долголетия. Например, гормон роста (ГР) и инсулино-подобный фактор роста 1 (ИФР1) играют ключевую роль в процессе старения, метаболизме глюкозы, строении тела и защите клеток. Исследования в различных лабораториях показали отличия в их действии у разных мышей, что может сказываться на продолжительности их жизни.
В Университете Северной Дакоты при участии Анджея Бартке и Холли Браун- Борг была проведена работа с использованием мышей, у которых выключен ген рецептора гормона роста (статья). У этих мышей в результате не синтезировался рецептор ГР, а значит и не запускался сигнальный путь этого гормона. Эти мыши обладали более сильной защитой от оксидативного стресса  и жили гораздо дольше, чем мыши дикого типа (т.е. с невыключенным геном), что наблюдалось и для других мутантных по ГР мышей. В ходе этого исследования ученые проанализировали метаболизм глутатиона и метионина у этих мышей в сравнении с долгоживущими мышами линии Ames dwarf, традиционным модельным объектом для геронтологов, а также с мышами дикого типа. Выяснилось, что метаболизм глутатиона и метионина у мутантных по гену рецептора гормона роста мышей отличается от такового у мышей дикого типа. Ученые пришли к выводу, что сигнальный путь гормона роста, метаболизм глутатиона и метионина и являются факторами, которые определяют сопротивляемость стрессу, а в конечном итоге здоровье и продолжительность жизни.

Ферритин и метионин-ассоциированные ферменты в миокарде крыс

MsrB and MsrA
Как известно, оксидативное повреждение компонентов клетки является основным механизмом старения. Считается, что низкий уровень оксидантов активирует защиту клетки, что приводит к повышению ее способностей к выживанию. Израильские ученые из The Hebrew University of Jerusalem провели исследование миокарда молодых и старых мышей, в том числе экспрессию ферритина (основного белка, связывающего железо) и основных белков метионин-ассоциированного окислительно-восстановительного цикла (MCRC), который контролирует окислительно-восстановительный статус клетки (статья). Общая величина мРНК и белка ферритина была выше в клетках миокарда старых крыс, что свидетельствует об увеличении способности ферритина к связыванию железа с возрастом. Содержание белков MCRC- метионин-сульфоксидредуктаз A и B (MsrA, MsrB)- и мРНК MsrA в миокарде старых крыс было значительно выше, чем у молодых, но сопровождалось это снижением активности MsrA. Эти ферменты осуществляют превращение сульфоксида метионина в метионин, участвуют в репарации белков при оксидативном стрессе. Полученные результаты демонстрируют реакцию старого миокарда на усиление оксидативного стресса.

Роль MsrB1 в регуляции окисления

Вадим Гладышев Поговорим по-подробнее о метионин-сульфоксидредуктазах. Мы уже затрагивали вопрос повреждения белков в ходе оксидативного стресса. Необходимо отметить, что этот процесс участвует в патогенезе многих возраст-ассоциированных заболеваний. Метиониновые остатки в составе белков очень чувствительны к окислению, но получившиеся в результате метионин-R-сульфоксид и метионин-S-сульфоксид могут быть восстановлены тиоредоксин-зависимыми ферментами MsrB и MsrA соответственно. Ученые из Университета Небраски под руководством Вадима Гладышева провели опыты с мышами, у которых выключен ген MsrB1, которая является селенопротеином (т.е. белком, содержащим селен) и основной цитозольной и ядерной формой MsrB у млекопитающих (статья). В результате у этих мышей отсутствовали обе формы MsrB1 весом 5 и 14 кДА, была снижена активность MsrB, что ярче всего проявилось в печени и почках. Кроме того, из-за снижения активности MsrB1 снизилась активность MsrА. В почках и печени MsrB1-дефицитных мышей обнаруживалось повышение уровня малонового диальдегида, карбонильных производных белков, метионин-сульфоксидных производных белков и окисленного глутатиона, а также снижение уровня свободных тиолов и тиоловых производных белков. В других тканях эти параметры изменялись значительно меньше. В результате был сделан вывод, что MsrB1 играет ведущую роль в контроле окислительного состояния клеток печени и почек у мышей. Остается надеяться, что роль и механизм функционирования MsrB1 у человека тоже будут определены.

Прочитать по теме:
Гиперэкспрессия Msr защищает клетки от оксидативного стресса.

Роль MsrA и других репарационных систем в развитии катаракты.

Гиперэкспрессия MsrB2 защищает лейкемические клетки от оксидативного стресса и гибели.

Субстраты для Msr и их физиологическая роль.

Прочитать по теме

В заключение

Метионин является незаменимой аминокислотой и присутствие его в организме необходимо особенно потому, что с него начинается синтез любого белка. Действие его неоднозначно- с одной стороны он является антиоксидантом, с другой- снижение его потребления увеличивает продолжительность жизни, об этом мы говорили еще в самом начале. Причины этого парадокса обсуждаются учеными. Надеемся, что этим компасом мы помогли читателям понять проблему и сформировать представление об этой проблеме. О роли метионина в процессе старения еще многое неизвестно:
1) Чего больше в его действии в отношении процесса старения- положительного или отрицательного?
2) Как найти баланс между его потребностью для нормального функционирования организма и уменьшением его потребления для увеличения продолжительности жизни?
3) Создание оптимальной диеты и внедрение ее в практику.
4) Какова роль ферментов, связанных с метаболизмом метионина, в процессе старения?
5) Как осуществляется регуляция активности этих ферментов?
6) Способы и перспективы воздействия на эти ферменты в терапевтических целях для борьбы с процессом старения и лечения возраст-ассоциированных заболеваний.
Эти задачи пока не решены и нет точных ответов на эти вопросы, но во многих лабораториях по всему миру ученые занимаются исследованиями в этой области. Мы надеемся, что благодаря подобным разработкам уже в ближайшем будущем будут созданы методики для улучшения качества жизни и ее продления.

22 января 2009 года

Комментарии

29 марта 2012 в 22:36
 
Сайт очень хороший. Вызывает удовлетворение и восхищение. Очень правильный, но не совсем... Дело в том, что его ориентация такая: найти лекарство против старения и тогда наступит вселенское счастье! - Как бы не так. Есть контр-явление, которое уничтожит все достижения ученых, точнее устранит их эффективность. Что это за такое мощное явление? - Химически загрязнённая пища. Благодаря ей, за годы перестройки (а именно в ней появилась эта пища) появилась уйма неслыханных ранее болезней, дефектов и уродств - жуткие аллергии, белокровие, пороки, разного вида рак и т.д. Сейчас контра у власти, т.е. буржуи. Это они ликвидировали санитарно-гигиеническую службу страны - ту прекрасную самозащиту народа, которую сотворил социализм. Сначала санэпидстанции превратили в центры санэпиднадзора (чтобы только присматривали, мало что предпринимая); затем и их ликвидировали - разделили натрое и появился смехотворный потребнадзор, ни на что не способный. В частности потому что запретили проверять буржуев-бизнесменов чаще, чем раз в 3 года! Эти бизнесмены-лихоимцы ради выгоды отравят не только народ, но и мать родную. А правительство ихнее буржуйское всё делает им в угоду.А частная собственность и нечестные богатства дают основу для взяточничества - роспотребнадзор за взятки разрешает любую пищу в продажу. Даже явно ядовитую. Её химия выжигает и извращает гены и всё прочее в организмах, особенно у детей и эмбрионов. ВЫВОДЫ: нашему народу противопоказана частная собственность - от неё народ дуреет, становится алчным и подлым... Надо вернуть строгий санитарно-гигиенический контроль продуктов и качества среды. Так дальше нельзя. Что толку от геронтологии и лекарств от старения, если дети будут почти все, а затем все, больными уродами? - Задумайтесь!

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями

Share on Twitter