Lietava J

, Čaprnda M, Varga I, Beharková E. Blažíč

ek P

1

.

Klinický význam homocysteín a jeho modulátorov.

2 nd Dept. of Int. Medicine, Comenius University, Bratislava, Slovakia Alphamedical, Bratislava, Slovakia (1)

ÚVOD

1.

História homocysteínu.

1934 – objav homocysteínu, sulfhydrylová aminokyselina, intermediárny metabolit metionínu - nositeľ Nobelovej ceny de Vigneaou 1962 hyperhomocysteinémia u mentálne retardovaných detí s ťažkou ateroskleróza ciev. 1964 akcelerácia aterosklerotických zmien u pacientov s autozomálne recesívnym typom defektu enzýmu cystationín-beta syntázy v pečeni. 1989 mierne zvýšená koncentrácia homocysteínu v krvi je úzko spätá s výskytom predčasnej aterosklerózy a recidivujúcich tromboembólií.

Význam homocysteínu

Početné prierezové epidemiologické štúdie jednoznačne dokazujú, že hyperHcy ICHS v NCMP.

nezávislý rizikový faktor kardiovaskulárnych ochorení u mužov a žien a hladiny HCY sú vyšie u pacientov s dokázanou porovnaní s klinicky zdravou populáciou. Podieľa sa asi 10% na celkovej úmrtnosti na srdcovo-cievne ochorenia ako sú IM alebo Vzostup homocysteínu o 5 umol/l zvyšuje riziko kardiovaskulárnych príhod o tretinu. Preto treba pátrať po „miernej hyperHcy“ u ľudí s predčasným IM a normálnymi, respektíve s normálnymi koncentráciami TC a LDL-C. Riziko Hcy z pohľadu ICHS sa rovná relatívnemu riziku hypercholesterolémie a fajčenia a takmer dosahuje riziko hypertenzie (matematický model založený na prierezových štúdiach)

Faktory zvyšujúce hladiny HCY

 

Hladiny homocysteínu rýchle (radovo v dňoch) reagujú na faktory životného stýlu.

         

Faktory zvyšujúce hladiny homocysteínu: 1.

Fajčenie (vzostup 0.5-1% na každú cigaretu) 2.

Alkohol 3. Vegetariánstvo – deficiencia vitamínu B12, najmä vegani 4.

Malnutrícia – deficit kyseliny listovej a vitamínu B6.

5.

6.

7.

Kofeinizmus Sedanterizmus Menopauza

Hcy a oxidačný stres

Homocysteín existuje v oxidovanej a redukovanej forme Autooxidácia Hcy môže zhoršiť nitrozáciu tiolov a tak znížiť hladinu NO – významného antiagregačného a vasorelaxačného faktora a zvýšiť endoteliálnu produkciu superoxidovaných aniónov (Durand a spol 2001). Autooxidácia Hcy iniciuje peroxidáciu lipidov za vzniku superoxidových aniónov, peroxidových radikálov, hydroxylových a tiolových voľných radikálov. Homocysteín tak modifikuje LDL oxidáciu a prostredníctvom ovplyvnenia hladkých svalových buniek zasahuje do iniciálnych štádií aterogenézy. Prooxidačný efekt Hcy sa v experimentálnych prácach prejavoval zvýšením peroxidácie lipidov aj pri deficite kyseliny listovej aj pri nadbytku metionínu. (Jacob a spol. 1999).

Hcy

Hcy a metylačné procesy

GOALS

 To study the level of homocysteine, B group vitamins and fruit/vegetable and meat intake in selected Slovak population.

 To analyze the relationship between fruit/vegetable and meat intake, B group vitamin deficiency and hyperhomocysteinemia and their correlation to ischemic heart disease.

METHODS - SELECTION



We included males and females with proven IHD, aged 35-75 yrs from 3 Slovak districts:



1. Bratislava –

typical urban population with standard mortality rate of 9.3 / 100000 ppl.



2. Nové Zámky

– mixed urban and rural population with standard mortality rate of 10.4 / 100000 ppl.



3. Veľký Lom area

– typical rural population with standard mortality rate of 12.6 / 100000 ppl. We examined all inhabitants of the village, those who had not proven IHD served as control subjects.

METHODS - SELECTION Inclusion criteria Exclusion criteria



Male or female gender



Age - 35-75 yrs



Proven IHD for BA and NZ patients (

MI or AP confirmed by medical record or examination)          

Acute MI 3 month before study Vegan diet Known carcinomas Polyvitamine therapy Megaloblastic anemia Malabsorption or ulcer colitis Serum positive arthritis Drug addicts, toxicomania alcoholism CHRI III. stage acc. to Sarré Extensive trauma 3 month before study

BASIC CHARACTERISTICS

Parameter Number of pts.

Age [yrs] BMI W/H ratio Smokers SBP [mm Hg] DBP [mm Hg] Total CH [mmol/l] LDL [mmol/l] HDL [mmol/l] IHD +

320 62.5 ± 8.97

30.0 ± 4.79

0.91 ± 0.076

10.1% 151.5 ± 25.11

91.5 ± 12.26

5.91 ± 1.180

3.90 ± 1.023

1.28 ± 0.342

IHD -

110 48.6 ± 10.10

28.2

± 5.44

0.87 ± 0.088

38.4% 141.3 ± 25.08

90.41 ± 25.08

6.17 ± 1.066

4.11 ± 0.955

1.42 ± 0.322

Sign.

p < 0.001

p < 0.01

p < 0.001

p < 0.001

p < 0.001

NS p < 0.05

NS p < 0.001

BASIC CHARACTERISTICS

[ % ] p<0.05 p<0.01 p<0.01 NS p<0.05 NS p<0.01

30 20 10 0 90 80 70 60 50 40 BMI >30 W/H >0.9 STK >140 DTK >90 TCH >5.17 LDL >3.5

HDL <1.0

IHD + IHD -

HOMOCYSTEINE AND VITAMINS

p < 0.01

NS NS NS 35 30 25 20 15 10 5 0

Homocysteine Vitamin B6 Vitamin B12 Folic acid [umol/l] [nmol/l*10] [pmol/l*0.1] [nmol/l]

IHD + IHD -

HYPERHOMOCYSTEINEMIA AND VITAMIN DEFICIENCY

[ % ] 40 35 30 25 20 p < 0.001 NS NS NS 15 10 5 0

Homocysteine Vitamin B6 Vitamin B12 Folic acid Hcy>13 umol/l (F) B6<0.6 nmol/l B12<179 pmol/l FA< 9.5 nmol/l Hcy>15 umol/l (M)

IHD + IHD -

FRUIT / VEGETABLES AND MEAT INTAKE

[ days / week ] 5 4 3 2 1 0 p < 0.01

Fruit / vegetables

NS

Meat

IHD + IHD -

FRUIT / VEGETABLES vs. FOLIC ACID MEAT INTAKE vs. VITAMIN B12

Folic acid nmol/l 70 60 50 40 30 20 10 0 0 r = 0.147; p<0.001

1 2 3 4 5 6 fruit/vegetables days/week 7 Vitamin B12 pmol/l 1200 r = 0.104; p<0.05

1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 meat intake days/week 7

HOMOCYSTEINE AND VITAMINS IHD + GROUP

p < 0.001

NS p<0.001

p<0.001

35 30 25 20 15 10 5 0

Homocysteine Vitamin B6 Vitamin B12 Folate [umol/l] [nmol/l*10] [pmol/l*0.1] [nmol/l]

HyperHcy + HyperHcy -

HOMOCYSTEINE AND VITAMINS IHD - GROUP

p < 0.001

NS NS NS 35 30 25 20 15 10 5 0

Homocysteine Vitamin B6 Vitamin B12 Folate [umol/l] [nmol/l*10] [pmol/l*0.1] [nmol/l]

HyperHcy + HyperHcy -

HOMOCYSTEINE vs. VITAMINS CORRELATION ANALYSIS

Male Vitamin B12 Folic acid IHD + IHD Homocysteine Homocysteine r = -0.266 ** r = -0.365 ** r = -0.125

r = -0.145

Female Vitamin B12 Folic acid r = -0.281 ** r = -0.145 * r = -0.331 ** r = -0.404 **

* p<0.05

** p<0.001

HYPERHOMOCYSTEINEMIA REGRESSION ANALYSIS

Coefficients a, b

Model 1 (Cons tant) VIT_B12 FOLATE AI UA LIPOFUSCIN CHOL TG HDL LDL BMI STK1 DTK1 WHRATIO RISK5 RISK10 RISK10VER Uns tandardized Coefficients B -,911 -2,56E-04 Std. Error ,856 ,000 -8,21E-03 ,308 6,987E-04 -5,60E-03 ,486 -,335 ,005 ,143 ,000 ,006 1,568 ,693 ,309 -,716 -3,49E-03 2,956E-03 -4,29E-03 -,432 1,167E-03 1,734E-04 5,599E-02 1,671 1,556 ,007 ,003 ,004 ,561 ,063 ,042 ,078 a. Dependent Variable: HYPERHCY b. CAD = 0 Standardi zed Coefficien ts Beta -,100 -,183 1,065 ,200 -,112 1,514 -,604 ,291 -2,017 -,056 ,209 -,172 -,111 ,023 ,006 ,193 t -1,065 -,937 -1,697 2,152 1,629 -,925 ,310 -,483 ,185 -,460 -,490 1,160 -1,017 -,771 ,019 ,004 ,715 Sig.

,290 ,351 ,093 ,034 ,107 ,358 ,757 ,630 ,854 ,646 ,626 ,249 ,312 ,443 ,985 ,997 ,477

Coefficients a, b

Model 1 (Cons tant) VIT_B12 FOLATE AI UA LIPOFUSCIN CHOL TG HDL LDL BMI STK1 DTK1 WHRATIO RISK5 RISK10 RISK10VER Uns tandardized Coefficients B -,573 -9,66E-04 Std. Error ,502 ,000 -9,69E-03 ,155 1,118E-03 1,476E-02 -,243 3,510E-02 ,003 ,069 ,000 ,004 ,292 ,134 ,676 ,121 -7,53E-03 -1,49E-03 9,774E-04 ,172 -4,17E-02 2,681E-02 1,025E-02 ,367 ,285 ,005 ,001 ,003 ,382 ,043 ,029 ,067 a. Dependent Variable: HYPERHCY b. CAD = 1 Standardi zed Coefficien ts Beta -,258 -,160 ,395 ,223 ,262 -,600 ,063 ,505 ,261 -,079 -,080 ,025 ,029 -,649 ,648 ,019 t -1,141 -4,694 -2,936 2,238 3,951 3,878 -,832 ,263 1,845 ,422 -1,373 -1,062 ,364 ,449 -,974 ,914 ,152 Sig.

,255 ,000 ,004 ,026 ,000 ,000 ,406 ,793 ,066 ,673 ,171 ,289 ,716 ,653 ,331 ,361 ,879

CONCLUSIONS



IHD+ population exhibits high occurrence of hyperhomocysteinemia (33%) and vitamin B12 deficiency (14%) and folic acid deficiency (36%).



Intake of meat positively correlated with B12 level and intake of fruit/vegetables positively correlated with folic acid level. This emphasizes need of mixed diet in prevention of hyperHcy.



Risk of hyperHcy is determined by different factors in healthy controls and IHD+ patients.

Metabolizmus

A folate-rich diet is as effective as folic acid from supplements in decreasing plasma homocysteine concentrations. Pintó X. Int J Med Sci. 2005; 2(2): 58–63. „ folate-rich diet is as effective as folic acid capsules in decreasing plasma tHcy concentrations and adds further support to the recommendation of those diets to prevent cardiovascular disease“.

Comparison of isocaloric very low carbohydrate/high saturated fat and high carbohydrate/low saturated fat diets on body composition and cardiovascular risk.

Noakes M. Nutr Metab (Lond). 2006; 3: 7. Isocaloric low carbohydrate results in similar fat loss than diets low in saturated fat, but are more effective in improvinghomocysteine, triacylglycerols, HDL C, fasting and post prandial glucose and insulin concentrations. VLCARB may be useful in the short-term management of subjects with insulin resistance and hypertriacylglycerolemia. Project GALATHEIA, 2007., Lietava et al., 3 mesačné používanie funkčných potravín (Flora ProActive) u geriatrických pacientov znížilo hladinu Hcy o 4 umol/l a LDL cholestrolu a zvýšilo hladiny HDL a vitanímu B12 a folátu..

OTÁZNIKY

Aké je optimálne trvanie terapie?

Ntaios GC , Savopoulos CG , Chatzinikolaou AC , Kaiafa GD , Hatzitolios Neurologist. 2008 Jan;14(1):2-4.

Vitamins and stroke: the homocysteine hypothesis still in doubt.

Vitamin supplementation leads to slower progression or even regression of atherosclerotic lesions in the carotid arteries, as confirmed by ultrasonographic measurement of carotid intima media thickness

TRVANIE LIEČBY



Zníženie homocysteínu sa dosiahne po niekoľkých týždňoch terapie.



Celkové trvanie terapie nie je známe.

Hcy

Hcy a metylačné procesy

Hcy a metylačné procesy

Hcy je výsledok metylačných procesov Najdôležitejšie sú 1.

Guanidinacetát metyltransferaza – konečný produkt 2.

kreatin Fosfatidyletanolamin metyltransferaza – končený produkt je fosfatidylcholín Odbúranie Hcy je cestou 1.

Transsulfurácie na cysteín (ireverzibilne) 2.

Remetyláciou na metionín (reverzibilná – zavíslá na vitamínovom statuse. (Bosnard a spol 2007)

Hcy a metylačné procesy

Zvýšený Hcy - moduluje SAH hydrolázy a zvyšuje produkciu SAH S-adenylhomocysteín – blokuje metyláciu DNA, RNA, proteínov a fosfolipidov Yi, J.Biochem.Chem, 2000:275, 38 HyperHcy - blokuje remetyláciu – a spôsobuje hypometyláciu DNA a reparáciu DNA Hypometylácia DNA – porucha expresie a traskripcie génov (napr. cyklin A, GPx1 a i. ) a spôsobuje endotelialnu deneráciu Zou, Blood 2007: 110, 3495 Jamaluddin a spol. 2007 detto Zmeny hladiny Hcy vedú k polymorfizmu metylácie DNA čo predchádza histologické známky aterosklerózy Zaina a spol., 2008

Hcy, metylačné procesy, význam

Poruchy nutrície a deficiencia folátu, cholínu, metionínu a vitamínov skupiny B narušujú homeostázu homocysteínu HyperHcy cestou alterácie génovej expresie a štruktúry chromatínu tvorí základný epigenetický fator pre etiopatogenézu, ev. progresiu KV a ďalších ochorení James et al. 2008 Zostávajú problémy: Vajce a sliepka Cielená liečba vs. Plošný rozsev vitamínov.

OTÁZNIKY

1.

Marker alebo rizikový faktor 2.

Ktorí pacienti profitujú zo zníženia hyperhomocysteínémie NCMP ?, CABG, opakované tromboembolické príhody, emplampsia, prevencia vývojových porúch_. 3. Aké je optimálne zloženie terapie, vzhľadom k súčasnej presytenosti (presaturovanosti) potravín folátmi