Zdrowy cykl komórkowy w sercu zdrowia reprodukcyjnego i prawidłowego rozwoju embrionalnego
Zdrowy cykl komórkowy opiera się na sprawnym przebiegu szeregu zdarzeń biochemicznych pozwalających na ochronę, prawidłowe funkcjonowanie DNA i utrzymanie jego integralności strukturalnej. Te biochemiczne filary obejmują między innymi duplikację DNA, metylację i naprawę. Właściwa synchronizacja tych procesów zapewnia szybki i bezbłędny podział komórek, co może być bardzo ważne w okresach wzmożonej proliferacji komórek, takich jak rozwój embrionalny, gametogeneza czy wzrost pęcherzyków.
Metabolicznie aktywny kwas foliowy: jego znaczenie dla płodności i zdrowej ciąży
Kwas foliowy (lub folian lub witamina B9): właściwości znane od dawna
Podstawowa rola kwasu foliowego w procesie podziału komórek jest znana od wielu lat. Niskie spożycie kwasu foliowego może spowodować zatrzymanie cyklu komórkowego, zwiększenie szybkości pęknięć DNA i spowolnienie duplikacji DNA, a nawet martwicę komórek (ref. 1). Foliany odgrywają główną rolę w metylacji DNA, przy czym metylacja jest modyfikacją chemiczną (przeniesienie grupy metylowej -CH3), która jest częścią regulacji epigenetycznej. Dysfunkcja regulacji epigenetycznej w okresie wzrostu i wczesnego rozwoju gamet może zwiększać ryzyko wystąpienia zaburzeń imprintingu genomowego i związanych z nimi zespołów (zespoły Beckwitha-Wiedemanna, Angelmana, Silvera-Russella) u dziecka.
Klasyczny kwas foliowy nie działa bez modyfikacji enzymatycznej
Aby zapewnić pełne korzyści, kwas foliowy musi zostać zredukowany w organizmie przez zestaw enzymów cyklu folianowego; ostatnią transformację przeprowadza enzym reduktaza 5,10-metylenotetrahydrofolianowa (MTHFR). Dzięki tej modyfikacji kwas foliowy staje się metabolicznie aktywny i użyteczny dla organizmu (zdjęcie 1).
Mutacje enzymatyczne odpowiedzialne za niedobór witaminy B9: wysokie ryzyko związane
Ponad 70% populacji jest nosicielem przynajmniej jednej mutacji genu MTHFR; w niektórych przypadkach skutkuje to niedoborem enzymu, co sprawia, że proces przekształcania kwasu foliowego w jego aktywną metabolicznie postać jest nieefektywny. Ten niedobór prowadzi do braku działającej witaminy B9, nawet jeśli spożycie kwasu foliowego jest wysokie. Dlatego ryzyko związane z niedoborem folianów u osób z mutacją MTHFR jest większe: zaburzenia płodności męskiej i żeńskiej, poronienia, pojawienie się wad cewy nerwowej rozwijającego się płodu, wrodzone wady serca, rozszczep wargi i podniebienia itp.
Zapas metabolicznie aktywnego kwasu foliowego na pokrycie ryzyka nawet w przypadku mutacji enzymy cyklu folianowego
Będąc absolutnie niezbędną dla prawidłowej płodności i reprodukcji, ta witamina musi towarzyszyć wszystkim planom ciąży. Stosowanie kwasu foliowego w jego metabolicznie aktywnej formie pokrywałoby ryzyko związane z jego niedostatecznym spożyciem u każdego, w tym u osób będących nosicielami mutacji enzymatycznych cyklu folianowego.
Dodatkowe wsparcie cykli folianowych i metioninowych w celu stabilizacji metylacji i usprawnienia recyklingu homocysteiny.
Homocysteina jest wynikiem przemian chemicznych cyklu metioninowego
Homocysteina jest aminokwasem niebiałkowym powstającym w cyklu metioninowym podczas przenoszenia grup metylowych do metylacji. Po wytworzeniu homocysteina musi zostać przekształcona w metioninę, aby ponownie wejść w cykl metioninowy, lub poddana recyklingowi w celu wytworzenia cysteiny. Katalityczna aktywność enzymów odpowiedzialnych za tę przemianę wymaga witamin B9, B12 lub B6 oraz cynku. Niewystarczające spożycie tych pierwiastków lub niedobór enzymu może być przyczyną wysokiego poziomu homocysteiny (homocysteinemia).
Link do zdrowia i zagrożeń dla zdrowia
Poziom homocysteiny we krwi jest dodatnio skorelowany z ryzykiem sercowo-naczyniowym, a także z ryzykiem poronienia i wad wrodzonych. Ten aminokwas jest zarówno wskaźnikiem tych zagrożeń, jak i ich przyczyną. W rzeczywistości homocysteinemia odzwierciedla dysfunkcję na poziomie związanych z nią cykli biochemicznych (folianów i metioniny), co może być związane z niedoborem żywieniowym (witamina z grupy B, cynk) lub niedoborem enzymatycznym. Nagromadzenie homocysteiny wprowadza zachwianie równowagi w cyklu metioninowym poprzez zmniejszenie ilości donorowych grup metylowych, co wpływa na metylację i może doprowadzić do stanu ogólnej hipometylacji.
Co więcej, sama homocysteina jest szkodliwa: wiąże się z białkami, modyfikując ich funkcję, zmniejsza aktywność peroksydazy glutationowej – jednego z głównych enzymów obronnych przed stresem oksydacyjnym – oraz generuje wolne rodniki. Aparat enzymatyczny zapewniający stabilną metylację i integralność DNA prowadzącą do prawidłowego podziału komórek zależy od wystarczającej podaży witamin z grupy B i cynku. Suplementacja witaminami z grupy B i cynkiem poprawia zatem płodność i zmniejsza ryzyko wad rozwojowych u płodu.
Stres oksydacyjny ma szkodliwy wpływ na jakość gamet
Stres oksydacyjny to chemiczny atak wolnych rodników i nadtlenków na makrocząsteczki komórkowe – DNA, kwasy tłuszczowe i białka. Ta modyfikacja zaburza funkcję składników komórkowych i może powodować mutacje DNA. Naturalnymi mechanizmami obronnymi przed stresem oksydacyjnym są enzymy, które neutralizują wolne rodniki za pomocą cząsteczek o silnych właściwościach redukujących, a głównym endogennym elementem tej obrony jest glutation.
Spadek skuteczności systemów obronnych przed stresem oksydacyjnym może być związany z wiekiem i/lub stylem życia, który ma istotny negatywny wpływ na jakość gamet i płodność. Dostarczenie egzogennych przeciwutleniaczy pomaga chronić komórki poprzez poprawę płodności. Co ważniejsze, dostarczanie cysteiny, aminokwasu będącego podstawą syntezy glutationu, oraz witaminy B6, niezbędnej do recyklingu homocysteiny do cysteiny, umożliwia zwiększenie syntezy glutationu poprzez wzmocnienie endogennej obrony przed stresem oksydacyjnym .
