čo je nové?     slovník    cholín

Cholín

Cholín → aminoalkohol je sčasti príjímaný stravou, čiastočne je  syntetizovaný postupnou metyláciou etanolamínu v pečeni a ďalších tkanivách za prítomnosti kyseliny listovej a vitamínu B12.

Cholín má niekoľko dôležitých funkcií. Okrem iného je Je zložkou dôležitej triedy lipidov → fosfolipidov (napr. lecitín), ktoré tvoria štruktúrne prvky bunkových membrán. Je tiež súčasťou acetylcholínu, neurotransmiteru. Cholín slúži ako zdroj metylových skupín → CH 3 skupiny, ktoré sú nezastupiteľné pri rôznych metabolických procesoch, napr. pôsobia pri transporte tukov z pečene. 

Cholín je kritický pre množstvo fyziologických procesov počas prenatálneho obdobia s úlohami pri biosyntéze bunkových membrán a expanzii tkaniva, neurotransmisii a vývoji mozgu a darcovstve metylových skupín a génovej expresii.

Symptomatický nedostatok cholínu spôsobuje nealkoholické stukovatenie pečene a poškodenie svalov. Nadmerná konzumácia cholínu (viac ako 7,5 g/deň) môže spôsobiť nízky krvný tlak , potenie, hnačku a telesný zápach podobný rybám v dôsledku trimetylamínu, ktorý sa tvorí v jeho metabolizme. Bohaté potravinové zdroje cholínu a cholínfosfolipidov zahŕňajú mäso z orgánov a vaječné žĺtky, mliečne výrobky, arašidy, niektoré fazule, orechy, semená a zeleninu, pričom cestoviny a ryža tiež prispievajú k príjmu cholínu.

Biosyntéza cholínu

V rastlinách prebieha biosyntéza cholínu dekarboxyláciou serínu na etanolamín, ktorý je katalyzovaný seríndekarboxylázou. Syntéza cholínu z etanolamínu môže prebiehať tromi paralelnými cestami, kde sa uskutočňujú tri po sebe idúce N- metylačné kroky katalyzované metyltransferázou buď na voľnej báze,  fosfo-báze, alebo fosfatidyl-bázy. 

V ľudskom organizme sa syntéza cholínu uskutočňuje cestou fosfatidyletanolamín N-metyltransferázy (PEMT), ale biosyntéza nestačí na splnenie ľudských požiadaviek.  Pri hepatálnej ceste PEMT dostáva 3-fosfoglycerát (3PG) 2 acylové skupiny z acyl-CoA za vzniku kyseliny fosfatidovej. Reaguje s cytidíntrifosfátom za vzniku cytidíndifosfát-diacylglycerolu. Jeho hydroxylová skupina reaguje so serínom za vzniku fosfatidylserínu , ktorý sa dekarboxylujeformy etanolamínu a fosfatidyletanolamínu (PE). Enzým PEMT presúva tri metylové skupiny od troch donorov S -adenosylmetionínov (SAM) k etanolamínovej skupine fosfatidyletanolamínu za vzniku cholínu vo forme fosfatidylcholínu. Ako vedľajší produkt vznikajú tri S -adenosylhomocysteíny (SAH).

Cholín sa môže uvoľňovať aj zo zložitejších molekúl obsahujúcich cholín. Napríklad fosfatidylcholíny (PC) môžu byť hydrolyzované na cholín (Chol) vo väčšine typov buniek. Cholín môže byť produkovaný aj CDP-cholínovou cestou, cytosolické cholínkinázy (CK) fosforylujú cholín s ATP na fosfocholín (PChol).  Stáva sa to v niektorých typoch buniek, ako sú pečeň a obličky. Cholín-fosfát cytidylyltransferázy (CPCT) transformujú PChol na CDP-cholín (CDP-Chol) s cytidíntrifosfátom (CTP). CDP-cholín a diglycerid sú transformované na PC diacylglycerolcholínfosfotransferázou (CPT).

U ľudí určité mutácie PEMT-enzýmu a nedostatok estrogénu (často v dôsledku menopauzy ) zvyšujú potrebu cholínu v strave.

Absorbcia cholínu

Cholín je absorbovaný z tenkého čreva prostredníctvom membránového proteínu SLC44A1 (CTL1) cestou difúzie riadenej gradientom koncentrácie cholínu a elektrickým potenciálom cez membrány enterocytov . Proteín SLC44A1 má obmedzenú schopnosť transportovať cholín: pri vysokých koncentráciách zostáva jeho časť neabsorbovaná. Absorbovaný cholín opúšťa enterocyty cez portálnu žilu, prechádza pečeňou a vstupuje do systémového obehu. Črevné mikróby degradujú nevstrebaný cholín na trimetylamín, ktorý sa v pečeni oxiduje na trimetylamín - N -oxid.

Fosfocholín a glycerofosfocholíny sa hydrolyzujú cez fosfolipázy na cholín, ktorý vstupuje do portálnej žily. Niektoré z nich pre svoju rozpustnosť vo vode unikajú nezmenené do portálnej žily. V tukoch rozpustné zlúčeniny obsahujúce cholín ( fosfatidylcholíny a sfingomyelíny ) sú buď hydrolyzované fosfolipázami, alebo vstupujú do lymfy začlenené do chylomikrónov.

Transport cholínu v organizme

U ľudí je cholín transportovaný ako voľná molekula v krvi. Fosfolipidy obsahujúce cholín a iné látky, ako sú glycerofosfocholíny, sú transportované v krvných lipoproteínoch. Hladiny cholínu v krvnej plazme u zdravých dospelých nalačno sú v priemere 10 μmol/l. Hladiny sú regulované, ale príjem a nedostatok cholínu tieto hladiny mení. Hladiny sú zvýšené asi 3 hodiny po konzumácii cholínu. Plazmatické hladiny fosfatidylcholínu u dospelých nalačno sú 1,5-2,5 mmol/l. Jeho konzumácia zvyšuje hladiny voľného cholínu na približne 8-12 hodín, ale neovplyvňuje významne hladiny fosfatidylcholínu.

Cholín je vo vode rozpustný ión , a preto vyžaduje, aby transportéry prešli cez bunkové membrány rozpustné v tukoch . Sú známe tri typy transportérov cholínu:

• SLC5A7

• CTL: CTL1 ( SLC44A1 ), CTL2 ( SLC44A2 ) a CTL4 ( SLC44A4 )

• ZKÚ: OCT1 ( SLC22A1 ) a OCT2 ( SLC22A2 )

SLC5A7 sú transportéry závislé od sodíka (Na + ) a ATP. Majú vysokú väzbovú afinitu k cholínu, transportujú ho primárne do neurónov a sú nepriamo spojené s tvorbou acetylcholínu. Ich nedostatočná funkcia spôsobuje dedičnú slabosť pľúcnych a iných svalov u ľudí prostredníctvom nedostatku acetylcholínu.

CTL1 majú miernu afinitu k cholínu a transportujú ho takmer vo všetkých tkanivách, vrátane čriev, pečene, obličiek, placenty a mitochondrií . CTL1 dodávajú cholín na produkciu fosfatidylcholínu a trimetylglycínu. CTL2 sa vyskytujú najmä v mitochondriách v jazyku, obličkách, svaloch a srdci. Sú spojené s mitochondriálnou oxidáciou cholínu na trimetylglycín. CTL1 a CTL2 nie sú spojené s produkciou acetylcholínu, ale transportujú cholín spolu cez hematoencefalickú bariéru. Iba CTL2 sa vyskytujú na mozgovej strane bariéry. Odstraňujú tiež prebytočný cholín z neurónov späť do krvi. CTL1 sa vyskytujú iba na krvnej strane bariéry, ale aj na membránach astrocytov a neurónov.

OCT1 a OCT2 nie sú spojené s produkciou acetylcholínu. Transportujú cholín s nízkou afinitou. OCT1 transportujú cholín primárne v pečeni a obličkách; OCT2 v obličkách a mozgu.