Homocysteina jest endogennym aminokwasem siarkowym, powstającym na szlaku przemian metabolicznych metioniny i cysteiny. Jest wytwarzana w organizmie i potrzebna wyłącznie do przekształcenia w inne substancje. Stanowi produkt wewnątrzkomórkowej przemiany enzymatycznej. W metabolizmie homocysteiny do cysteiny bierze udział β-syntaza cystationinowa (CBS), katalizująca ten proces z udziałem witaminy B6 jako kofaktora. Natomiast w remetylacji homocysteiny do metioniny niezbędna jest reduktaza metylenotetrahydrofolianowa – MTHFR. Kwas foliowy jest tutaj istotny, jako dawca grupy metylowej, a witamina B12 występuje jako kofaktor.
Jeśli jeden z tych dwóch torów metabolicznych jest zahamowany z powodu defektów enzymatycznych lub niedoborów powyższych kofaktorów, to pula wytwarzanej homocysteiny jest większa niż pula metabolizowana. Niedobór wymienionych witamin prowadzi do zahamowania jej rozpadu, a tym samym gromadzenia się jej nadmiaru. Właśnie na tym etapie rozpoczyna się patogenne oddziaływanie homocysteiny na układ sercowo-naczyniowy, inicjowanie powstawania blaszki miażdżycowej czy nasilenie istniejących już zmian. Zaawansowane zmiany miażdżycowe prowadzą do znacznego zwężenia lub nawet zamknięcia światła tętnicy, czego skutkiem jest niedokrwienie obszarów zaopatrywanych przez daną tętnicę. Najczęściej dotyczy to tętnic wieńcowych, mózgowych i obwodowych.
Biotoksyczność homocysteiny polega w dużej mierze na generowaniu stresu oksydacyjnego. Przekłada się to na zwiększoną oksydację LDL i HDL, a utlenione fosfolipidy tych frakcji prowadzą do wzrostu syntezy interleukiny 6, indukując tym samym produkcję białka CRP i pogłębiając stan zapalny.
Zasadniczym elementem zagrożenia ze strony podwyższonego stężenia homocysteiny jest jej udział w procesie dysfunkcji śródbłonka naczyniowego. W wyniku interakcji homocysteiny z tlenkiem azotu (nitric oxide) powstaje S-nitrozohomocysteina, która w nadmiarze staje się cytotoksyczna dla komórek śródbłonka. Dochodzi do zaburzenia w regulacji wydzielania czynnika rozkurczającego śródbłonek (EDRF) oraz nasilonej agregacji płytek krwi. Zdolność do uszkadzania śródbłonka potwierdzono w badaniach na zwierzętach. Udowodniono, że homocysteina hamuje uwalnianie tlenku azotu, co prowadzi do nieprawidłowych reakcji zachodzących pomiędzy ścianą naczynia, płytkami krwi i makrofagami. To z kolei inicjuje choroby zakrzepowo-zatorowe.
Istotnym elementem toksycznego oddziaływania homocysteiny jest także jej wpływ na intensywność procesów hipo- i hipermetylacji, co z kolei jest przyczyną powstawania dysfunkcji w obrębie materiału genetycznego, tj. DNA i RNA. Ponadto hipometylacja prowadzi do obniżenia stężenia adenozyny, która ma liczne właściwości cytoprotekcyjne. Jej rola opiera się głównie na zahamowaniu produkcji angiotensyny II i noradrenaliny, proliferacji komórek mięśni gładkich, a także inhibicji agregacji płytek krwi. Ingerencja homocysteiny w biologiczną dostępność adenozyny może zatem stanowić główny czynnik ryzyka miażdżycy.
Dodatkowo duże ilości homocysteiny w przestrzeni międzykomórkowej mogą prowadzić do wyczerpywania się zasobów ważnych przeciwutleniaczy takich jak glutation czy dysmutaza ponadtlenkowa.
Jak wykazano powyżej, udział homocysteiny w generowaniu zmian miażdżycowych został udokumentowany w wielu badaniach klinicznych oraz przebiega w toku różnych aspektów jej oddziaływania na nasz układ krążenia. Wszystkie powyżej opisane procesy przyczyniają się do powstawania blaszki miażdżycowej, przerostu mięśniówki i zwężenia światła naczyń oraz do zmian w procesach krzepnięcia krwi, co generuje postęp procesów miażdżycowych.
Z tego względu zbadanie poziomu homocysteiny we krwi powinny mieć na uwadze w szczególności osoby:
- ze zdiagnozowaną chorobą sercowo-naczyniową lub jej podwyższonym ryzyku,
- po przebytym udarze mózgu, zawale mięśnia sercowego,
- z chorobami zakrzepowo-zatorowymi.
Kolejną grupą pacjentów obciążonych wysokim ryzykiem hiperhomocysteinemii są osoby, u których występuje zespół metaboliczny (m.in. nadciśnienie tętnicze, cukrzyca, podwyższony poziom cholesterolu, otyłość). Co więcej, czynnikami generującymi wzrost stężenia homocysteiny są także: niektóre leki np. metformina, palenie tytoniu, alkohol, stany zapalne przewodu pokarmowego czy też choroby nerek.
W zależności od wartości poziomu całkowitej homocysteiny w osoczu hiperhomocysteinemię klasyfikuje się jako:
- lekką (tHcy wynosi 16-30 μmol/L),
- pośrednią (tHcy wynosi 31-100 μmol/L),
- ciężką (tHcy powyżej 100 μmol/L).
Zakres prawidłowego stężenia homocysteiny u ludzi zdrowych oscyluje w granicach 5-15 µmol/l. Niektórzy badacze uważają, że już stężenia rzędu 10-13 µmol/l mogą inicjować szkodliwe zmiany w śródbłonku naczyń. Za poziom bezpieczny należy uznać wartość poniżej 10 µmol/l. Wyniki badań dowodzą, że aby go utrzymać, należy zwrócić uwagę na dostarczenie naszemu organizmowi odpowiedniej ilości kwasu foliowego, witaminy B6 i B12.
Najlepszym źródłem folianów są surowe, ciemnozielone warzywa liściaste jak np. szpinak, jarmuż, sałata. Poza żywnością pochodzenia roślinnego foliany występują także w produktach pochodzenia zwierzęcego, np. w wątróbce i jajach. Należy jednak pamiętać, że foliany to związki nietrwałe. Nawet 50-90% ich zawartości w produktach może zostać utraconych podczas nieodpowiedniego przechowywania czy ekspozycji na światło. Na utratę tych cennych związków wpływa także: obróbka termiczna oraz kwasowość środowiska. Ponadto istnieje wiele różnych czynników utrudniających ich wchłanianie z przewodu pokarmowego. Są to m.in. inhibitory reduktaz (występują w soku pomarańczowym lub pomidorowym), alkohol, palenie papierosów, nadmierne spożycie kawy.
U osób z genetycznie uwarunkowanym niedoborem enzymów, uczestniczących w metabolizmie kwasu foliowego, alternatywą jest stosowanie metafoliny, czyli soli wapniowej kwasu L-5-metyltetrahydrofoliowego (L-5-MTHF). Z badań naukowych wynika, że suplementowanie L-5-MTHF, będącej zredukowaną, bioaktywną formą folianów najskuteczniej podnosi stężenie kwasu foliowego we krwi.
Do czynnościowego niedoboru folianów pomimo (pozornie) odpowiedniego stężenia kwasu foliowego w osoczu, może również prowadzić niedobór witaminy B12. W świetle rekomendacji grupy ekspertów dodatkowa suplementacja tą witaminą jest zalecana w celu uniknięcia względnego niedoboru folianów, tzn. w celu wsparcia ich wykorzystania. Źródłem witaminy B12 są produkty zwierzęce – mięso, ryby, nabiał, jaja, podroby. U osób, którym zaleca się zachowanie umiaru w spożywaniu tych produktów z racji schorzeń sercowo-naczyniowych, warto rozważyć suplementację witaminą B12. Takie postępowanie rekomenduje się także osobom, będącym na diecie wegańskiej. Ponadto osoby cierpiące na schorzenia żołądka (choroba wrzodowa, choroba refluksowa przełyku) i jelit (choroba Leśniowskiego-Crohna, celiakia, wrzodziejące zapalenie jelita grubego) są także narażone na niedobór tej witaminy. Niedobory witaminy B12 mogą również wynikać ze spadku wydzielania kwasu żołądkowego, a tym samym wzrostu pH w żołądku, co spowodowane jest zbyt długim stosowaniem inhibitorów pompy protonowej. Badania wykazały także znacząco niższe stężenie witaminy B12 u pacjentów z cukrzycą typu 2 przyjmujących metforminę w stosunku do grupy kontrolnej. U osób w podeszłym wieku niedobór witaminy B12 często wynika z jej niedostatecznego wchłaniania, spowodowanego spadkiem produkcji przez komórki okładzinowe żołądka czynnika wewnętrznego (IF – Intrinsic Factor, czynnik Castle’a).
Witaminę B6 z kolei można uzupełnić, spożywając przede wszystkim: ryby, mięso oraz podroby np. wątróbkę. Osobom, które są na diecie kardioprotekcyjnej, zaleca się czerpanie tej witaminy z roślin strączkowych, orzechów, nasion. Ponadto dostarczają jej czosnek, imbir, chili, pełnoziarniste produkty zbożowe, komosa ryżowa, banany, morele suszone czy też papryka czerwona.
Podsumowując, umieralność spowodowana chorobami krążenia jest bardzo wysoka, a głównymi przyczynami ich występowania są: dieta o wysokiej podaży kwasów tłuszczowych typu trans, cukrów prostych, alkoholu, a także dieta charakteryzująca się niedoborem węglowodanów złożonych, błonnika pokarmowego oraz wielo- i jednonienasyconych kwasów tłuszczowych. Ponadto nieodpowiednia podaż witamin i składników mineralnych może przyczynić się do powstawania niedoborów jakościowych, które mogą wpłynąć na rozwój chorób układu krążenia. Odpowiednio zbilansowany plan żywieniowy jest zatem kluczowym czynnikiem zarówno w utrzymaniu optymalnego poziomu homocysteiny, jak i w prewencji nie tylko miażdżycy, ale także innych chorób sercowo-naczyniowych.
