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Methionin

    Methionin, schwefelhaltige Aminosäure, die bei der Hydrolyse der meisten typischen Proteine entsteht. Methionin wurde erstmals aus Kasein isoliert (1922) und macht etwa 5 % des Gewichts von Eieralbumin aus; andere Proteine bestehen aus viel geringeren Mengen Methionin. Es ist eine von mehreren so genannten wichtigen Aminosäuren für Säugetiere und Geflügel, d. h. sie können es nicht selbst herstellen. In Mikroben wird es aus den Aminosäuren Cystein und Asparaginsäure hergestellt.

    Methionin ist wichtig für die Methylierung (der Vorgang, bei dem Methyl- oder -ch3-Gruppen in Verbindungen eingebracht werden) und ist außerdem eine Vorstufe von zwei anderen Aminosäuren, Cystin und Cystein. [1]

    Andere Namen

    Methionin; Methionin, l-; γ-Methylthio-α-aminobuttersäure; Buttersäure, 2-Amino-4-( methylthio)-, (s)-; Cymethion; l-(-)-Methionin; met; s-Methionin; 2-Amino-4-( methylthio) buttersäure; Buttersäure, 2-Amino-4-( methylthio)-; l(-)- Amino-γ-methylthiobuttersäure; l-α-Amino-γ-Methylmercaptobuttersäure; l-γ-Methylthio-α-Aminobuttersäure; 2-Amino-4-methylthiobuttersäure; Liquimeth; Acimethin; l-2-Amino-4-( methylthio) buttersäure; (s) -2-amino-4-( methylthio) butansäure; h-met-oh; l-homocystein, s-methyl-; nsc 22946; 2-amino-4-methylthiobutansäure (s)-. [2]

    Zusammenfassung

    Methionin ist eine Aminosäure. Aminosäuren sind die Bausteine, die unser Körper zur Herstellung von Proteinen verwendet. Methionin ist in Fleisch, Fisch und Milchprodukten enthalten. Es spielt eine wichtige Rolle bei vielen Funktionen im Körper.

    Methionin wird häufig oral eingenommen, um Lebererkrankungen und Virusinfektionen zu behandeln, aber auch für zahlreiche andere Zwecke. Es gibt jedoch nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen, die diese Verwendungen unterstützen. [3]

    Hintergrund

    L-Methionin, die wichtigste schwefelhaltige Aminosäure in den Proteinen, spielt in der Zellphysiologie eine wichtige Rolle als Antioxidans und beim Abbau von Fetten und Schwermetallen. Frühere Studien, die den Einsatz von L-Methionin zur Behandlung von Angstzuständen und anderen Krankheiten vorschlagen, zeigen, dass es auch das Gedächtnis verbessern könnte und eine Rolle bei der Gehirnfunktion spielen könnte. Allerdings gibt es auch Hinweise darauf, dass ein Überschuss an Methionin schädlich sein kann und die Gefahr der Entstehung von Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bestimmten Krebsarten, Hirnveränderungen wie Schizophrenie und Gedächtnisschwäche erhöhen kann. [4]

    Biosynthese

    Als essenzielle Aminosäure wird Methionin beim Menschen und anderen Tieren nicht de novo synthetisiert, sondern muss über die Nahrung oder methioninhaltige Proteine aufgenommen werden. In Pflanzen und Mikroben gehört die Methioninbiosynthese zusammen mit Threonin und Lysin (über Diaminopimelat, jedoch nicht über α-Aminoadipat) zum Aspartathaushalt. Das Hauptgerüst wird aus Asparaginsäure gewonnen, während der Schwefel aus Cystein, Methanthiol oder Schwefelwasserstoff stammen kann.

    Zunächst wird Asparaginsäure durch β-Aspartyl-Semialdehyd in Homoserin umgewandelt, und zwar durch zwei Reduktionsvorgänge der terminalen Carboxylgruppe (Homoserin hat aus diesem Grund ein γ-Hydroxyl, daher die Homo-Reihe). Das Zwischenprodukt Aspartat-Semialdehyd ist der Verzweigungspunkt mit dem Lysin-Biosyntheseweg, wo es stattdessen mit Pyruvat kondensiert wird. Homoserin ist der Verzweigungspunkt mit dem Threoninweg, wo es stattdessen nach Aktivierung des terminalen Hydroxyls mit Phosphat isomerisiert wird (wird auch für die Methioninbiosynthese in Pflanzen verwendet).

    Homoserin wird dann mit einer Phosphat-, Succinyl- oder Acetylgruppe an der Hydroxylgruppe ausgelöst.

    In Pflanzen und möglicherweise in einigen Keimen wird Phosphat verwendet. Dieser Schritt wird auch bei der Biosynthese von Threonin durchgeführt.

    In vielen Organismen wird eine Acetylgruppe verwendet, um das Homoserin auszulösen. Dies kann in Bakterien durch ein Enzym katalysiert werden, das von metx oder meta (nicht homolog) kodiert wird. In Enterobakterien und einer begrenzten Anzahl anderer Organismen wird Succinat verwendet. Das Enzym, das die Reaktion katalysiert, ist meta, und die Einzigartigkeit von Acetyl-Coa und Succinyl-Coa wird durch einen einzigen Rückstand bestimmt. Die physiologische Grundlage für die Bevorzugung von Acetyl-Coa oder Succinyl-Coa ist nicht bekannt, aber solche alternativen Wege gibt es in einigen anderen Stoffwechselwegen (z. B. Lysin-Biosynthese und Arginin-Biosynthese).

    Die aktivierende Hydroxylgruppe wird dann durch Cystein, Methanthiol oder Schwefelwasserstoff ersetzt. Eine Ersatzreaktion ist technisch gesehen eine γ-Eliminierung, gefolgt von einer Variation einer Michael-Addition. Alle einbezogenen Enzyme sind Homologe und Mitglieder der Familie der plp-abhängigen Enzyme des Cys/Met-Stoffwechselprozesses, die eine Untergruppe der plp-abhängigen Faltung vom Typ i ist. Sie nutzen den Cofaktor plp (Pyridoxalphosphat), der durch die Stabilisierung von Carbanion-Intermediaten wirkt.

    Wenn es mit Cystein reagiert, entsteht Cystathionin, das unter Bildung von Homocystein gespalten wird. Die beteiligten Enzyme sind die Cystathionin-γ-Synthase (in Bakterien durch metb kodiert) und die Cystathionin-β-Lyase (metc). Cystathionin wird in den beiden Enzymen unterschiedlich gebunden, so dass β- oder γ-Reaktionen stattfinden können. Wenn es mit freiem Schwefelwasserstoff reagiert, bildet es Homocystein. Dies wird durch die o-Acetylhomoserin-Aminocarboxypropyltransferase (früher o-Acetylhomoserin-(Thiol)-Lyase genannt) katalysiert. Sie wird in Keimen entweder von mety oder metz kodiert. Wenn sie mit Methanthiol reagiert, bildet sie Methionin in gerader Linie. Methanthiol ist ein Nebenprodukt des Abbauprozesses bestimmter Verbindungen, weshalb dieser Weg eher ungewöhnlich ist. Wenn Homocystein gebildet wird, wird die Thiolgruppe methyliert, wodurch Methionin entsteht. Es gibt zwei Methionin-Synthasen; eine ist abhängig von Cobalamin (Vitamin B12) und eine ist unabhängig.

    Der Weg, der Cystein verwendet, wird als „Transsulfurierungsweg“ bezeichnet, während der Weg, der Schwefelwasserstoff (oder Methanthiol) verwendet, als „direkter Sulfurylierungsweg“ bezeichnet wird.

    Cystein wird in ähnlicher Weise hergestellt, nämlich aus einem aktivierten Serin und entweder aus Homocystein („umgekehrter Trans-Sulfurierungsweg“) oder aus Schwefelwasserstoff („direkter Sulfurierungsweg“); das aktivierte Serin ist normalerweise o-Acetyl-Serin (mittels Cysk oder Cysm in e. Coli), in Aeropyrum pernix und einigen anderen Archaeen wird jedoch o-Phosphoserin verwendet. Cysk und cysm sind homolog, gehören aber zur plp-Faltentyp-iii-Klasse. [5]

    Wirkungsmechanismus

    Das System der möglichen anti-hepatotoxischen Aktivität von L-Methionin ist nicht ganz klar. Es wird vermutet, dass der Metabolismus hoher Dosen von Paracetamol in der Leber zu einer Verringerung des hepatischen Glutathionspiegels und zu erhöhtem oxidativem Stress führt. L-Methionin ist ein Vorläufer von L-Cystein. L-Cystein selbst könnte eine antioxidative Wirkung haben. L-Cystein ist auch eine Vorstufe des Antioxidans Glutathion. Die antioxidative Wirkung von L-Methionin und seinen Metaboliten scheint auf seine mögliche anti-hepatotoxische Wirkung hinzuweisen. Jüngste Forschungen weisen darauf hin, dass Methionin selbst aufgrund seines Schwefels und seiner chelatbildenden Fähigkeit eine radikalfangende Wirkung hat. [6]

    Nahrungsquellen

    Der Met-Gehalt von Proteinen ist je nach Nahrungsquelle sehr unterschiedlich. Zu den Lebensmitteln mit einem besonders hohen Anteil gehören Eier (31 mg/g Eiweiß), Kabeljau (30 mg/g) und Huhn (28 mg/g). Zwischenwerte finden sich in Rindfleisch (26 mg/g), Schweinefleisch (26 mg/g), Milch (25 mg/g) und Reis (24 mg/g). Getreide und andere pflanzliche Eiweißquellen haben in der Regel einen geringeren Anteil. Beispiele sind Mais (21 mg/g), Weizen und Hafer (18 mg/g), Roggen und Bohnen (15 mg/g) und Blumenkohl (14 mg/g). Das Garen von Lebensmitteln bei hohen Temperaturen (Bräunen) kann die Bioverfügbarkeit von Met durch Oxidation verringern (Dworschak, 1980).

    Da Met im Körper nicht synthetisiert werden kann, muss es in ausreichender Menge zugeführt werden. Met und Cys sind metabolisch eng miteinander verbunden, und daher werden üblicherweise Empfehlungen für die Menge der beiden Schwefelaminosäuren (saa) gegeben. Gesunde Erwachsene sollten täglich mindestens 13 mg/kg im Mix zu sich nehmen. [7]

    Wozu wird Methionin verwendet?

    Der Schwefel in Methionin versorgt den Körper mit vielen potenziellen gesundheitlichen Vorteilen.

    Dazu gehören unter anderem:.

    • Pflege der Haare, der Haut und der Nägel
    • Schutz der Zellen vor Giftstoffen
    • Erleichterung des Entgiftungsprozesses
    • Verlangsamung des Alterungsprozesses
    • Unterstützung der Aufnahme anderer Nährstoffe (wie Selen und Zink)
    • Bei der Ausscheidung von Schwermetallen (wie Blei und Quecksilber) helfen, den Ausscheidungsprozess des Körpers zu unterstützen
    • Vermeidung übermäßiger Fettansammlungen in der Leber (durch die Wirkung als lipotroper Vertreter – der den Abbau von Fetten unterstützt)
    • Senkung des Cholesterinspiegels durch Erhöhung der Lecithinproduktion in der Leber

    Überdosierung von Tylenol (Acetaminophen)

    Die Einnahme einer oralen (durch den Mund) Dosis Methionin innerhalb von 10 Stunden nach einer Überdosierung von Tylenol (Paracetamol) wurde zur Behandlung von Paracetamol-Vergiftungen eingesetzt.2 Es wird angenommen, dass Methionin verhindert, dass die Nebenprodukte von Paracetamol die Leber infolge einer Überdosierung von Tylenol schädigen. Es werden jedoch auch andere Behandlungsmethoden verwendet, und Methionin ist möglicherweise nicht die zuverlässigste.

    Krebs

    Obwohl es nur wenige Forschungsstudien zum Thema Dickdarmkrebs und Methionin gibt, berichtet eine Metaanalyse aus dem Jahr 2013: „Diese Metaanalyse deutet darauf hin, dass die Aufnahme von Methionin mit der Nahrung mit einem verringerten Risiko für Dickdarmkrebs, insbesondere Dickdarmkrebs, verbunden sein könnte. Weitere potenzielle Forschungsstudien mit langer Nachbeobachtungszeit sind erforderlich, um diese Ergebnisse zu bestätigen“, so berichtet beispielsweise eine Forschungsstudie aus dem Jahr 2016: „Unter den 10 getesteten essenziellen Aminosäuren löste Methionin-Entzug die größten hemmenden Effekte auf die Migration und das Eindringen dieser [Brust-]Krebszellen aus.“.

    Einige Forschungsstudien zeigen, dass eine methioninarme Ernährung hilfreich sein könnte. Es gibt bestimmte Arten von Krebszellen, die auf Methionin angewiesen sind, um zu wachsen. Daher ist eine Einschränkung des Verzehrs von Lebensmitteln, die Methionin enthalten, für Menschen, die an bestimmten Krebsarten erkrankt sind, von Vorteil, da dies zum Absterben der Krebszellen führt.

    Alzheimer-Krankheit

    Forschungsstudien deuten darauf hin, dass L-Methionin zur Verbesserung des Gedächtnisses und der Gehirnfunktion beitragen könnte, aber laut einer in der Zeitschrift Molecular Neurodegeneration veröffentlichten Forschungsstudie „deuten einige Beweise darauf hin, dass ein Überschuss an Methionin schädlich sein kann und die Gefahr der Entwicklung von Typ-2-Diabetes, Herzkrankheiten, bestimmten Krebsarten, Gehirnveränderungen wie Schizophrenie und Gedächtnisproblemen erhöhen kann.“.

    Die Forschung zu L-Methionin und Alzheimer-Krankheit wurde bisher nur in Tierversuchen durchgeführt. In einer Studie im Mausdesign aus dem Jahr 2015 wurde festgestellt, dass eine mit L-Methionin verbesserte Ernährung zu folgenden Ergebnissen führte:.

    • Ein Anstieg von Amyloid (eine Verbindung, die sich häufig im Gehirn von Menschen mit Alzheimer-Krankheit ablagert)
    • Ein Anstieg des Tau-Proteins im Gehirn (ein Anstieg kann dazu führen, dass sich das Tau-Protein falsch faltet und verklumpt, um ungewöhnliche Tau-Tangles zu bilden, die bei Menschen mit Alzheimer entdeckt wurden)
    • Ein Anstieg von oxidativem Stress und Entzündungsreaktionen (beides erhöht vermutlich das Risiko einer Alzheimer-Erkrankung)
    • Gedächtnisschwäche und Amnesie

    Die Autoren der Forschungsstudie kamen zu dem Schluss: „Zusammengenommen deuten die Ergebnisse unserer Studie darauf hin, dass ein mit L-Methionin angereicherter Ernährungsplan Auswirkungen auf [das Geschehen in einem lebenden Organismus] hat und zum Auftreten von Alzheimer-ähnlichen Erkrankungen bei Wildtyp-Tieren beitragen könnte.“.

    Andere Verwendungen

    Methionin wird häufig für andere Erkrankungen in Betracht gezogen, allerdings fehlen klinische Forschungsergebnisse, um die Sicherheit und Wirksamkeit seiner Verwendung bei diesen Erkrankungen zu belegen:.

    • Herpes simplex und Herpes zoster (Gürtelrose)
    • Anzeichen der Menopause
    • Entzündungen der Bauchspeicheldrüse
    • Leberprobleme
    • Depressionen
    • Alkoholabhängigkeit
    • Harnwegsinfektionen (Uterus)
    • Asthma und allergische Reaktionen
    • Schizophrenie [8]

    Es kann Moleküle produzieren, die für die normale Zellfunktion wichtig sind

    Eine der wichtigsten Funktionen von Methionin im Körper ist, dass es zur Herstellung anderer wichtiger Moleküle verwendet werden kann.

    Es ist an der Herstellung von Cystein beteiligt, der anderen schwefelhaltigen Aminosäure, die zum Aufbau von Proteinen im Körper verwendet wird.

    Aus Cystein können wiederum verschiedene Moleküle entstehen, darunter Proteine, Glutathion und Taurin.

    Glutathion wird in manchen Fällen als „Hauptantioxidans“ bezeichnet, da es eine wichtige Rolle bei der Körperabwehr spielt.

    Es trägt ebenfalls zum Stoffwechsel von Nährstoffen im Körper und zur Produktion von DNA und Proteinen bei.

    Taurin hat viele Funktionen, die dazu beitragen, die Gesundheit und die Leistungsfähigkeit Ihrer Zellen zu erhalten.

    Eines der wichtigsten Teilchen, in das Methionin umgewandelt werden kann, ist s-Adenosylmethionin, kurz Sam“.

    Sam nimmt an mehreren Kettenreaktionen teil, indem es einen Teil seiner selbst an andere Moleküle, bestehend aus DNS und Proteinen, weitergibt.

    Sam wird auch bei der Herstellung von Kreatin verwendet, einem wichtigen Molekül für die Zellenergie.

    Insgesamt ist Methionin aufgrund der Moleküle, aus denen es bestehen kann, direkt oder indirekt an zahlreichen wichtigen Vorgängen im Körper beteiligt.

    Methionin kann sich in mehrere schwefelhaltige Moleküle mit wesentlichen Funktionen umwandeln, wie Glutathion, Taurin, Sam und Kreatin. Diese Partikel sind für die normalen Funktionen der Zellen in Ihrem Körper entscheidend.

    Es trägt zur DNA-Methylierung bei

    Deine DNS enthält die Informationen, die dich zu dem machen, was du bist.

    Während ein Großteil dieser Informationen ein Leben lang gleich bleibt, können Umweltfaktoren einige Aspekte der DNA verändern.

    Dies ist eine der faszinierendsten Funktionen von Methionin – es kann sich in ein Molekül namens Sam umwandeln. Sam kann Ihre DNA verändern, indem es eine Methylgruppe (ein Kohlenstoffatom und die damit verbundenen Wasserstoffatome) in sie einfügt.

    Die Menge an Methionin in Ihrem Ernährungsplan könnte sich darauf auswirken, wie stark dieser Vorgang abläuft, allerdings gibt es dazu zahlreiche unbeantwortete Fragen.

    Es ist möglich, dass eine Erhöhung des Methioninanteils in der Ernährung die Veränderungen der DNA durch sa entweder verstärken oder verringern könnte.

    Wenn diese Veränderungen stattfinden, könnten sie in vielen Fällen vorteilhaft, in anderen aber schädlich sein.

    So haben einige Forschungsstudien gezeigt, dass Ernährungspläne mit einem höheren Anteil an Nährstoffen, die der DNA Methylgruppen hinzufügen, das Risiko für Darmkrebs verringern können.

    Andere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass ein höherer Methioninkonsum Erkrankungen wie Schizophrenie verstärken kann, was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass mehr Methylgruppen in die DNS eingebaut werden.

    Eines der von Methionin produzierten Moleküle, Sam, kann die DNS verändern. Es ist nicht ganz klar, wie sich der Methioningehalt in Ihrem Ernährungsplan auf diesen Vorgang auswirkt, und es ist möglich, dass dieser Vorgang in vielen Fällen vorteilhaft und in anderen schädlich ist. [9]

    Methionin-Stoffwechselstörungen

    Es gibt zahlreiche Störungen des Methionin- und Schwefelstoffwechsels sowie viele andere Störungen des Stoffwechsels von Aminosäuren und natürlichen Säuren.

    Homocystein ist ein Zwischenprodukt im Methionin-Stoffwechsel; es wird entweder remethyliert, um wieder Methionin zu bilden, oder mit Serin in einer Reihe von Transsulfurierungsreaktionen kombiniert, um Cystathionin und dann Cystein zu bilden. Cystein wird dann zu Sulfit, Taurin und Glutathion metabolisiert. Zahlreiche Defekte bei der Remethylierung oder Transsulfurierung können dazu führen, dass sich Homocystein anhäuft, was zu Krankheiten führt.

    Der erste Schritt im Methionin-Stoffwechsel ist die Umwandlung in Adenosylmethionin; für diese Umwandlung ist das Enzym Methionin-Adenosyltransferase erforderlich. Ein Mangel an diesem Enzym führt zu einem Methioninanstieg, der medizinisch nicht von Bedeutung ist, außer dass er falsch-positive Ergebnisse beim Neugeborenen-Screening auf Homocystinurie auslöst.

    Klassische Homocystinurie

    Diese Störung wird durch einen autosomal rezessiven Mangel an Cystathionin-Beta-Synthase hervorgerufen, die die Bildung von Cystathionin aus Homocystein und Serin katalysiert. Homocystein reichert sich an und dimerisiert, um das Disulfid Homocystin zu bilden, das mit dem Urin ausgeschieden wird. Da die Remethylierung intakt ist, wird ein Teil des zusätzlichen Homocysteins in Methionin umgewandelt, das sich im Blut ansammelt. Überschüssiges Homocystein neigt zu Apoplexie und hat nachteilige Auswirkungen auf das Bindegewebe (vielleicht einschließlich Fibrillin), insbesondere auf die Augen und das Skelett; negative neurologische Auswirkungen können auf Apoplexie oder eine direkte Wirkung zurückzuführen sein.

    Arterielle und venöse thromboembolische Phänomene können in jedem Alter auftreten. Viele Patienten weisen eine Ektopia lentis (Linsensubluxation), intellektuelle Beeinträchtigungen und Osteoporose auf. Die Patienten können einen marfanoiden Habitus haben, obwohl sie nicht typisch hochgewachsen sind.

    Die medizinische Diagnose der klassischen Homocystinurie erfolgt durch ein Neugeborenen-Screening auf erhöhte Methioninwerte im Serum; erhöhte Homocystein-Gesamtwerte im Plasma und/oder ein DNA-Test dienen der Bestätigung. Ein enzymatischer Test in Hautfibroblasten kann ebenfalls durchgeführt werden.

    Die Behandlung der klassischen Homocystinurie besteht in einer methioninarmen Diät und einer L-Cystein-Supplementierung in Verbindung mit hochdosiertem Pyridoxin (einem Cystathionin-Synthetase-Cofaktor) in einer Dosierung von 100 bis 500 mg oral einmal pro Tag. Da etwa die Hälfte der Patienten auf hochdosiertes Pyridoxin allein anspricht, schränken einige Kliniker den Methioninverbrauch bei diesen Patienten nicht ein. Betain (Trimethylglycin), das die Remethylierung fördert, kann ebenfalls zur Senkung von Homocystein beitragen. Die Dosierung von Betain wird in der Regel mit 100 bis 125 mg/kg zweimal täglich oral begonnen und auf der Grundlage der Homocysteinwerte titriert; der Bedarf ist sehr unterschiedlich, manchmal sind ≥ 9 g/Tag erforderlich. Folat wird ebenfalls einmal täglich in einer Dosierung von 1 bis 5 mg oral verabreicht. Bei frühzeitiger Behandlung ist das intellektuelle Ergebnis normal oder nahezu typisch. Vitamin C, 100 mg oral einmal täglich, kann ebenfalls zur Vermeidung von Thromboembolien verabreicht werden.

    Andere Formen der Homocystinurie

    Zahlreiche Probleme im Remethylierungsprozess können zu Homocystinurie führen. Zu den Fehlern gehören ein Mangel an Methionin-Synthase (ms) und ms-Reduktase (msr), ein Mangel an Methylcobalamin und Adenosylcobalamin sowie ein Mangel an Methylentetrahydrofolat-Reduktase (mthfr, die zur Bildung des für die ms-Reaktion erforderlichen 5-Methyltetrahydrofolats erforderlich ist). Da bei diesen Formen der Homocystinurie kein erhöhter Methioninspiegel vorliegt, werden sie beim Neugeborenenscreening nicht erkannt.

    Die wissenschaftlichen Manifestationen sind ähnlich wie bei anderen Formen der Homocystinurie. Darüber hinaus werden ms- und msr-Mangel von neurologischen Defiziten und megaloblastischer Anämie begleitet. Die wissenschaftlichen Symptome des Mthfr-Mangels sind variabel und umfassen geistige Behinderung, Psychose, Schwäche, Ataxie und Spastizität.

    Die Diagnose eines ms- und msr-Mangels wird durch Homocystinurie und megaloblastische Anämie nahegelegt und durch ein DNS-Screening bestätigt. Klienten mit Cobalaminproblemen haben eine megaloblastische Anämie und Methylmalonsäureanämie. Ein Mthfr-Mangel wird durch einen DNA-Test festgestellt.

    Die Behandlung besteht in der Substitution von Hydroxycobalamin 1 mg im einmal täglich (für Klienten mit ms, msr und Cobalaminmangel) und Folat in Ergänzungspräparaten, die der charakteristischen Homocystinurie entsprechen.

    Cystathioninurie

    Diese Störung wird durch einen Mangel an Cystathionase verursacht, die Cystathionin in Cystein umwandelt. Die Anhäufung von Cystathionin führt zu einer erhöhten Urinausscheidung, jedoch ohne klinische Anzeichen.

    Sulfitoxidase-Mangel

    Die Sulfit-Oxidase wandelt in der letzten Aktion des Cystein- und Methioninabbaus Sulfit in Sulfat um; sie benötigt einen Molybdän-Cofaktor. Ein Mangel entweder des Enzyms oder des Cofaktors löst eine vergleichbare Krankheit aus; der Erbgang für beide ist autosomal rezessiv.

    In der schwersten Form treten wissenschaftliche Manifestationen bei Neugeborenen auf und bestehen aus Krampfanfällen, Hypotonie und Myoklonus, die sich bis zum plötzlichen Tod entwickeln. Bei Patienten mit milderen Formen kann es ebenfalls zu zerebralen Lähmungen und choreiformen Bewegungsabläufen kommen.

    Die medizinische Diagnose des Sulfit-Oxidase-Mangels wird durch erhöhte Sulfitwerte im Urin gestellt und durch die Bestimmung des Enzymspiegels in Fibroblasten und des Kofaktorspiegels in Leberbiopsieproben und/oder durch einen Erbschaftstest bestätigt. Die Behandlung des Sulfit-Oxidase-Mangels ist hilfreich. [10]

    Dosierung

    Die folgenden Dosierungen wurden in klinischen Forschungsstudien untersucht:.

    Mündlich

    Bei Vergiftungen mit Paracetamol (Tylenol): 2,5 g Methionin alle 4 Stunden über 4 Dosen, um Leberschäden und Tod zu verhindern. Methionin sollte innerhalb von 10 Stunden nach der Einnahme von Paracetamol verabreicht werden. Dies muss von einer medizinischen Fachkraft durchgeführt werden. [11]

    Methionin im Körper

    Der geschätzte durchschnittliche Bedarf von Erwachsenen an schwefelhaltigen Aminosäuren insgesamt (Methionin und Cystein) beträgt 15 mg pro kg Körpergewicht und Tag (kg – 1d – 1). Die Empfehlungen für die Methioninzufuhr werden durch Enzymkofaktoren und Substrate wie Vitamin b6, Vitamin b9 (Folat), Vitamin B12, Cholin, Betain und Kreatin beeinträchtigt. Diese Nährstoffe ermöglichen eine effiziente Nutzung von Methionin, d. h. sie verringern den Bedarf des Körpers an der Umwandlung von Methionin in Cystein. Obwohl Methionin in der Nahrung für die Homöostase bei Erwachsenen und für die normale Entwicklung und Entfaltung bei Kindern unerlässlich ist, kann Cystein in der Nahrung den täglichen Methioninbedarf senken.30 Diese Auswirkung wird oft als sparsame Auswirkung von Cystein auf den Methioninbedarf beschrieben. Der erforderliche Mindestbedarf für die Methioninzufuhr bei Erwachsenen kann bei etwa 6 mg kg – 1d – 1 liegen.

    Der menschliche Körper hält ein Gleichgewicht zwischen der Synthese und dem Abbau von Eiweiß und dem Abbau von Aminosäuren aufrecht, um Energie für den Bedarf des Körpers zu gewinnen. Vor allem die Leber ist für den Eiweißumsatz des Körpers wichtig. Die regulatorischen Funktionen der Leber bestehen in der Synthese von nicht-essentiellen Aminosäuren, der Umwandlung von glucogenen Aminosäuren in Glukose oder ketogenen Aminosäuren in Lipide, der Umwandlung von Ammoniak in Harnstoff und der Synthese vieler Plasmaproteine. Eine ernährungsphysiologisch ausreichende Ernährung kann durch einen hohen Proteingehalt sichergestellt werden (10 – 35 % des Gesamtenergieverbrauchs bei Erwachsenen und 5 – 10 % bei Kindern). Eine Eiweißzufuhr von 0 – 66 g kg – 1d – 1 von ausgewogenem Eiweiß reicht für einen typischen Erwachsenen aus. Typischerweise nimmt der Mensch etwa 150 g Eiweiß pro kg Körpergewicht zu sich.35 Der Ganzkörper-Eiweißumsatz beim Menschen ist recht schnell, wobei die durchschnittliche Eiweißsyntheserate mangels Nettoentwicklung auf etwa 4 g Eiweiß kg – 1d – 1 geschätzt wird. Die durchschnittliche Halbwertszeit des Gesamtproteins beim Menschen liegt wahrscheinlich in der Größenordnung von 80 Tagen. Wir gehen ebenfalls davon aus, dass sich das Methionin im Körper größtenteils mit der Nahrungsaufnahme ausgleicht, allerdings gibt es langlebige Proteine und Gewebe. Unter der Annahme eines homogenen Umsatzes von Methionin mit einer Kinetik erster Ordnung wäre zu erwarten, dass innerhalb von 2 Jahren mehr als 80 % des Methionins im Körper durch Methionin aus der Nahrung wieder aufgefüllt werden (bei einem Methioninverbrauch oder -verlust von 10 mg kg – 1d – 1 und einem Methioninpool von 4 g/kg). [12]

    Negative Auswirkungen

    Um die Reaktionen des Körpers auf Methionin zu untersuchen, geben Wissenschaftler eine einzige hohe Dosis dieser Aminosäure und beobachten die Auswirkungen.

    Diese Dosis liegt weit über der empfohlenen Zufuhr, oft bei 45 mg/lb (100 mg/kg) oder 6,8 Gramm für jemanden, der 68 kg (150 Pfund) wiegt.

    Diese Art von Test wurde über 6.000 Mal durchgeführt, mit meist geringen negativen Auswirkungen. Diese kleinen negativen Auswirkungen bestehen aus Schwindel, Schläfrigkeit und Veränderungen des hohen Blutdrucks.

    Ein einziges Mal kam es bei diesen Tests zu einem schwerwiegenden negativen Ereignis, das zum Tod eines Menschen mit hohem Blutdruck führte, der ansonsten gesund war.

    Es scheint jedoch wahrscheinlich, dass eine unbeabsichtigte Überdosis von etwa dem 70-fachen der empfohlenen Einnahme die Komplikationen auslöste.

    Im Allgemeinen scheint Methionin für gesunde Menschen nicht besonders giftig zu sein, außer in extrem hohen Dosen, die über den Ernährungsplan praktisch nicht zu beschaffen sind.

    Obwohl Methionin an der Bildung von Homocystein beteiligt ist, gibt es keine Beweise dafür, dass eine Aufnahme in den üblichen Mengen für die Herzgesundheit gefährlich ist.

    Zusammenfassung

    Personen, die zahlreiche Diätpläne einhalten, überschreiten in der Regel die empfohlene Mindestzufuhr an Methionin. Unerwünschte Wirkungen bei hohen Dosen sind in der Regel gering, können aber bei unglaublich hohen Dosen schädlich werden. [13]

    Schlussfolgerungen

    Obwohl Methionin als die schädlichste Aminosäure in Bezug auf das Wachstum bei Tieren identifiziert wurde, deuten die Beweise beim Menschen nicht auf eine größere Toxizität hin, außer bei sehr hohen Verzehrmengen. Trotz der Funktion von Methionin als Vorläufer von Homocystein und der Funktion von Homocystein bei Gefäßschäden und Herzerkrankungen gibt es keine Hinweise darauf, dass der Verzehr von Methionin in vernünftigen Grenzen kardiovaskuläre Schäden verursacht. Eine Einzeldosis von 100 mg/kg Körpergewicht hat sich zwar als unbedenklich erwiesen, diese Dosis entspricht jedoch etwa dem Siebenfachen des Tagesbedarfs an schwefelhaltigen Aminosäuren, und es hat sich gezeigt, dass ein doppelter Verzehr über eine Woche zu erhöhten Homocysteinwerten führt. Tagesdosen von 250 mg (d. h. 4 mg/kg täglich) entsprechen nur 25 % des täglichen Bedarfs und haben sich tatsächlich als sicher erwiesen. Im Allgemeinen deutet die Literatur darauf hin, dass die im Methionin-Belastungstest üblicherweise verabreichte Einzeldosis (100 mg/kg/d) keine schwerwiegenden Komplikationen verursacht, außer im Extremfall, wenn offenbar ein 10-facher Überschuss an Methionin verabreicht wurde, und bei Patienten mit Schizophrenie oder angeborenen Störungen des Schwefel-Aminosäuren-Stoffwechsels, wie z. B. einer Hypermethioninämie. [14]

    Referenz

    1. Https://www.britannica.com/science/methionine
    2. Https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?id=63-68-3&units=si
    3. Https://www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-42/methionine
    4. Https://molecularneurodegeneration.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13024-015-0057-0
    5. Https://de.wikipedia.org/wiki/methionin
    6. Https://go.drugbank.com/drugs/db00134
    7. Https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/methionine
    8. Https://www.verywellhealth.com/methionine-4771763
    9. Https://www.healthline.com/nutrition/methionine#what-it-is
    10. Https://www.msdmanuals.com/professional/pediatrics/inherited-disorders-of-metabolism/methionine-metabolism-disorders
    11. Https://www.rxlist.com/methionine/supplements.htm
    12. Https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/piis2542-5196( 21 )00138-8/ Volltext
    13. Https://www.healthline.com/nutrition/methionine#side-effects
    14. Https://academic.oup.com/jn/article/136/6/1722s/4664469

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