معلومة

لماذا يتم الجمع بين التوصيات الغذائية لاستهلاك الميثيونين مع السيستين؟

لماذا يتم الجمع بين التوصيات الغذائية لاستهلاك الميثيونين مع السيستين؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أريد أن أفهم الأحماض الأمينية المفقودة في بعض الخضروات. لقد بحثت عن توصيات الولايات المتحدة للأحماض الأمينية (المصدر: ويكيبيديا).

لا أفهم لماذا يقترن

  • ميثيونين + سيستين: 25 مجم / جرام بروتين
  • فينيل ألانين + تيروزين: 47 مجم / جرام بروتين

لقد بحثت عن مبرر لكني لم أجد مبررًا. بينما أقر بأوجه التشابه الكيميائية والهيكلية بينهما ، فهي أحماض أمينية منفصلة. إذا كان من الممكن ببساطة تحويل هذه الأزواج من واحد إلى آخر ، فلماذا نفكر في اعتبار الميثيونين والفينيل ألانين ضروريين؟ إذا كان بإمكانك بسهولة تحويل السيستين إلى ميثيونين ، فيمكن أن يصنع الجسم الميثيونين. وبالمثل ، يمكن للفينيل ألانين. ولكن من الشائع الافتراض أن هذا لا يحدث. وبالتالي ، فإن الإجابة القائمة على فكرة أنه يمكن "تحويلهما بسهولة إلى بعضهما البعض" ، إذا كانت صحيحة ، تحتاج إلى معالجة هذه القضايا.

فيما يلي مراجع للميثيونين:

العلاقة الحميمة بين الأحماض الأمينية ومتطلبات البروتين والنيتروجين معروفة جيدًا. ركزت أبحاث التغذية على قدرة الغذاء على تلبية الحاجة إلى النيتروجين والأحماض الأمينية التي لا غنى عنها (IAA) وأدت إلى استنتاج مفاده أن جودة البروتين ، وليس كميته فقط ، أمر بالغ الأهمية. هذا مهم بشكل خاص فيما يتعلق بالأحماض الأمينية الكبريتية (SAA) ميثيونين وسيستين بسبب زيادة فهم علاقتها بالأمراض المزمنة (مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والخرف وتليف الكبد) والتشكيل المناعي ونسخ الحمض النووي وترجمة الحمض النووي الريبي. تم بذل جهد كبير لتحديد ما إذا كان وإلى أي مدى يمكن للسيستين تجنيب متطلبات ميثيونين IAA. تتفق الدراسات التي أجريت في الجسم الحي على البشر عمومًا على أن المتطلبات الغذائية لـ SAA تتراوح بين 13 و 16 ملغم / كغم / يوم ، لكن المقدار الذي يمكن تلبيته بواسطة السيستين بالنسبة إلى الميثيونين لا يزال مثيرًا للجدل.

باستخدام نهج مؤشر أكسدة الأحماض الأمينية (IAAO) لمزيد من الدراسة لهذه المشكلة ، Di Buono et al. أكد (9-11) أن متوسط ​​متطلبات الميثيونين هو 12.6 مجم / كجم / يوم في غياب السيستين الخارجي ولكنه أشار إلى أن المستوى الآمن للتناول من إجمالي SAA للسكان كان أعلى بكثير عند 21 مجم / كجم / يوم.

نعومي ك.فوكاغاوا تجنيب متطلبات الميثيونين: تقييم البيانات البشرية يأخذ الأحماض الأمينية الكبريتية إلى ما وراء البروتين ، مجلة التغذية ، المجلد 136 ، العدد 6 ، 1 يونيو 2006 ، الصفحات 1676S-1681S

... و فينيل ألانين:

الخلاصة: على أساس طريقتين IAAO لمدة 24 ساعة و 24 ساعة IAAB ، يقترح متوسط ​​متطلبات فينيل ألانين 38 مجم / كجم / يوم للبالغين الهنود الأصحاء الذين يتمتعون بتغذية جيدة في حالة عدم تناول التيروزين. هذه النتيجة مماثلة لتلك الموجودة في البالغين الغربيين.

Anura V Kurpad، Meredith M Regan، Tony DS Raj، Vidya N Rao، Justin Gnanou، Vernon R Young؛ متطلبات الفينيل ألانين اليومية للبالغين الهنود الأصحاء ، المجلة الأمريكية للتغذية السريرية ، المجلد 83 ، العدد 6 ، 1 يونيو 2006 ، الصفحات 1331-1336

أسئلة:

  • لماذا يتم تجميع متطلبات الأحماض الأمينية معًا؟
  • إذا كان الميثيونين يعتبر من الأحماض الأمينية الأساسية ، ألن يؤدي تجميعه مع السيستين إلى ظهور طعام غني بالسيستين كما لو أنه يلبي متطلبات الميثيونين الخاصة بك؟
  • لنفترض أنني أستهلك 12.6 مجم / كجم / يوم من الميثيونين ، فهل سيؤثر ذلك على قدرتي على استهلاك السيستين؟
  • إذا كان المستوى الموصى به من الميثيونين والسيستين هو 19 مجم / كجم / يوم وتقترح هذه المقالة 12.6 مجم / كجم / يوم ، فهل من المنطقي استهلاك حوالي 6.4 مجم / كجم / يوم من السيستين؟
  • إذا كان هذا صحيحًا ، فهل ينطبق نفس المنطق على فينيل ألانين وتيروزين؟

في البشر ، يمكن تصنيع السيستين من ميثيونين وتيروزين من فينيل ألانين (لاحظ أن المسارات العكسية لا تحدث). نظرًا لأن تركيبها يتطلب أحماض أمينية أساسية وقدرة التخليق الحيوي للكائن لا تلبي دائمًا احتياجاته ، فقد تم تصنيفها على أنها ضرورية بشكل مشروط. في ظل الظروف العادية ، يمكن للإنسان البالغ أن يعيش مع عدم وجود مصدر غذائي للسيستين طالما يتم توفير الميثيونين الغذائي بشكل كافٍ حيث يمكن تعويض النقص الغذائي عن طريق التخليق الحيوي. لهذا السبب ، على الرغم من ذلك ، هناك حاجة إلى كمية أقل من الميثيونين الغذائي عندما يتم استكمال النظام الغذائي أيضًا بالسيستين نظرًا لأن كمية أقل من الميثيونين مطلوبة لتصنيع السيستين. يُعرف هذا التأثير باسم تجنيب السيستين ويلاحظ تأثير مماثل مع التيروزين / فينيل ألانين.

البيانات التي تستشهد بها هي القيم المرجعية لـ PDCAAS ، وهي أداة إرشادية لتقييم تركيبة الأحماض الأمينية الأساسية لمصادر البروتين. تم تقديم هذا النظام في عام 1991 من قبل منظمة الصحة العالمية ، وفي هذا التقرير يقدمون الأساس المنطقي التالي لتسجيلهم المشترك للميثيونين والسيستين كأحماض أمينية كبريتية:

مجموع الميثيونين والسيستين [يستخدم] لأغراض التسجيل ... السيستين ليس حمض أميني أساسي ولكن يمكن تصنيعه من الميثيونين. وبالتالي ، يمكن للسيستين في النظام الغذائي أن "يوفر" ميثيونين ، وقد وجد أن مجموع الاثنين مرضٍ أكثر لأغراض التسجيل من الميثيونين وحده.

كما أنهم يدركون ويعالجون إلى حد ما الضعف في هذه المنهجية التي ألهمت سؤالك:

في حين أنه من المعروف أن السيستين يمكن أن يقطع جزءًا من متطلبات الميثيونين ، فإن منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية / جامعة الأمم المتحدة 1985 لا تعطي أي مؤشر على نسبة إجمالي الأحماض الأمينية الكبريتية التي يمكن أن تلبيها السيستين. بالنسبة للجرذان والكتاكيت والخنازير ، تبلغ النسبة حوالي 50٪. معظم البروتينات الحيوانية منخفضة في السيستين. في المقابل ، تحتوي العديد من البروتينات النباتية ، وخاصة البقوليات ، على سيستين أكثر من الميثيونين. وبالتالي ، بالنسبة للأنظمة الغذائية التي تحتوي على البروتين الحيواني أو الأنظمة الغذائية المختلطة التي تحتوي على بروتين حيواني ، فمن غير المرجح أن يساهم السيستين بأكثر من 50٪ من إجمالي الأحماض الأمينية الكبريتية وستكون النتائج المحسوبة باستخدام السيستين بالإضافة إلى الميثيونين مناسبة. ومع ذلك ، في بعض تركيبات الخضروات ، على سبيل المثال القمح والبقوليات ، جزء من قيمة السيستين قد لا تتحقق. بسبب عدم كفاية البيانات عن المتطلبات البشرية ، ومع ذلك ، يجب أن يظل مجموع الأحماض الأمينية الكبريتية ، في الوقت الحالي ، هو النهج الموصى به لحساب درجات الأحماض الأمينية.

ينشأ تعقيد آخر من افتقارنا إلى المعرفة بنسبة إجمالي متطلبات الأحماض الأمينية الكبريتية التي يمكن تلبيتها بواسطة السيستين. بدون هذه المعرفة ، فإن التعبير عن قيم البروتين من حيث المجموع الكلي للميثيونين والسيستين له قيود نظرية وعملية.


إنه بسبب تشابهها الهيكلي. فيما يلي بعض الصور السريعة للجزيئات:

فينيل ألانين:

مقارنة مع تيروزين:

يمكنك أن ترى أن الاختلاف الوحيد هو مجموعة الميثيل في موضع الفقرة على مجموعة البنزيل في التيروزين.

وبالمثل ، ألقِ نظرة على السيستين والميثيونين:

سيستين:

مقارنة مع ميثيونين:

هذان الشكلان أقل تشابهًا إلى حد ما ؛ لديك مجموعة ميثيل إضافية على الميثيونين ، وسلسلة بوتيل بدلاً من سلسلة بروبيل ، وكربون ألفا الذي يحمل المجموعة الأمينية في وضع R بدلاً من S. ومع ذلك ، فهي الأحماض الأمينية الوحيدة التي تحتوي على الكبريت أيضًا ، إذا ذهبت بالعودة إلى الورقة الأصلية ، يقولون ،

بينما يتم توفير RDAs لكل فئة عمرية للأحماض الأمينية التسعة التي لا غنى عنها ، هيستيدين ، إيزولوسين ، ليسين ، ليسين ، أحماض أمينية كبريتية (ميثيونين + سيستين) ، أحماض أمينية عطرية (فينيل ألانين + تيروسين) ، ثريونين ، تريبتوفان ، وفالين ، المتطلبات تستخدم هذه الأحماض الأمينية لتطوير نمط FNB / IOM بروتين نقاط.

بسبب أوجه التشابه بينهما ، يمكن بسهولة إلى حد ما تحويل بعضها من واحدة إلى أخرى في الجسم. على سبيل المثال ، يمكن إنتاج السيستين من L-methionine. ينتج عن هذا سهولة تصنيفها معًا ، لأنه إذا كان من الممكن إنتاجها من بعضها البعض ، فلا يمكن تمييزها فعليًا بين مسارات المدخول والاستخدام.


مصادر:

  • ترامبو ، بولا ، ساندرا شليكر ، أليسون إيه ييتس ، وماري بوس. "المآخذ الغذائية المرجعية للطاقة ، والكربوهيدرات ، والألياف ، والدهون ، والأحماض الدهنية ، والكوليسترول ، والبروتين والأحماض الأمينية. (تعليق)." مجلة جمعية الحمية الأمريكية 102 ، لا. 11 (2002): 1621+.

  • معهد الطب للأكاديميات الوطنية. 2003. المآخذ الغذائية المرجعية. ص. 138.

  • المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. شبكة بيانات علم السموم HSDB: (L) -Tryptophan.

  • Bin P ، Huang R ، Zhou X. 2017. مقاومة أكسدة الأحماض الأمينية الكبريتية: الميثيونين والسيستين. BioMed Research International 2017: 9584932-6.


يؤدي تغيير النظام الغذائي إلى تحسين الاستجابة لعلاجات السرطان لدى الفئران

قد يؤدي اتباع نظام غذائي منخفض في الميثيونين ، وهي الخلايا المغذية التي تحتاجها لإصلاح تلف الحمض النووي ، إلى جعل العلاجات مثل العلاج الكيميائي أكثر فعالية.

يجب أن يأكل الناس من أجل البقاء. والخلايا التي يتكون منها الجسم تأكل أيضًا. أو بشكل أكثر دقة ، تتفكك الخلايا وتعيد بناء الطعام في الجزيئات الفردية التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة والنمو. تسمى هذه الشبكة المعقدة من العمليات التمثيل الغذائي الخلوي.

يمكن للخلايا السرطانية أن تغير عملية التمثيل الغذائي لديها للبقاء على قيد الحياة ، لذلك أصبح استهداف عملية التمثيل الغذائي للخلايا السرطانية ذا أهمية كبيرة للباحثين. تتضمن الأسئلة المطروحة ما يلي: هل من الممكن مهاجمة الاحتياجات الغذائية للورم كجزء من علاج السرطان؟ وهل يمكن القيام بذلك عن طريق تعديل النظام الغذائي لمريض السرطان؟

تشير دراسة جديدة مدعومة من NCI إلى أن هذا الأخير قد يكون ممكنًا. في الدراسة ، أظهر الباحثون أن تغذية الفئران بنظام غذائي منخفض للغاية في المغذيات الميثيونين يحسن قدرة العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي لتقليص الأورام.

عندما اختبر الباحثون نظامًا غذائيًا منخفض الميثيونين في ستة بالغين أصحاء ، انخفضت مستويات الميثيونين في أجسامهم وعانوا من تغيرات أيضية مماثلة لتلك التي شوهدت في دراسات الفئران. ومع ذلك ، لم يتم تصميم الدراسة لاختبار تأثير تقييد الميثيونين على علاج السرطان لدى البشر.

قال جيسون لوكاسال ، دكتوراه ، من جامعة ديوك ، الذي قاد الدراسة الجديدة ، إن مفهوم استخدام تغييرات غذائية محددة لتعزيز علاج السرطان "في الواقع في مراحل مبكرة جدًا". "ولن يكون هناك نظام غذائي واحد شامل نهائي [لعلاج] السرطان. ولكن يبدو أن هذه الجوانب من النظام الغذائي لها جميع أنواع التأثيرات المثيرة للاهتمام حقًا على نتائج السرطان ، وعلينا أن نأخذها على محمل الجد ".


تقييد الميثيونين وطول العمر

الارتباك

يفترض بعض الناس أن الميثيونين هو شيء يجب تقليله في النظام الغذائي من أجل التمتع بصحة جيدة.

ولكن مثل كل شيء آخر تقريبًا في علم الأحياء ، فإن الميثيونين ليس جيدًا أو سيئًا. نحن نعلم أنه من الأحماض الأمينية الأساسية - ونحن بحاجة إلى الحصول على كميات معينة منه من الطعام لنكون بصحة جيدة.

من ناحية أخرى ، يواجه الناس بعض المخاطر المخيفة لهذا الحمض الأميني الذي يبحثون في الإنترنت. من تلف الدماغ إلى مخاطر الإصابة بأمراض القلب ، يبدو أن الميثيونين هو كل شيء إلا أنه صحي.

بادئ ذي بدء ، يعتبر الميثيونين آمنًا في الكميات التي يتناولها الناس مع الطعام. إنه & rsquos آمن أيضًا عند استخدامه بشكل مناسب بكميات طبية. تحدث الأخطار الجسيمة فقط عند استخدام جرعات عالية للغاية (عن طريق الفم أو الوريد) [1 ، 2].

يهدف هذا المنشور إلى توضيح الآثار الصحية للميثيونين وما إذا كانت هناك أي فوائد لمستويات أعلى أو أقل.

علم التقييد

أشارت الدراسات التي أجريت على الحيوانات إلى أن تقييد استهلاك الميثيونين يمكن أن يزيد من العمر الافتراضي ، ولكن لم يتم تأكيد ذلك في البشر [3].

أظهرت دراسة أجريت عام 2005 أن تقييد الميثيونين دون تقييد السعرات الحرارية يطيل عمر الفأر [4].

وجدت العديد من الدراسات أن تقييد الميثيونين يمنع أيضًا بعض عمليات الأمراض المرتبطة بالشيخوخة في الفئران. لكن لم تبحث أي دراسات بشرية مناسبة في آثار الميثيونين على المسارات والأمراض المرتبطة بالشيخوخة لدى البشر [5 ، 6 ، 7].

في الجرذان ، يزيد الميثيونين الغذائي من إنتاج الميتوكوندريا لأنواع الأكسجين التفاعلية ويؤدي إلى تلف الكبد بسبب أكسدة الحمض النووي. يعتقد الباحثون أن هذه آلية معقولة لسمية الكبد الزائدة ، لكن البيانات البشرية تفتقر لتأكيد ذلك [8].

الميثيونين وعلم الوراثة

هناك عدد قليل من الجينات التي قد تؤثر على كمية الميثيونين الغذائي ، لكن تأثيرها على مستويات الميثيونين في البشر غير مفهوم جيدًا.

الجين MTR المشفر لإنزيم MTR ، والذي يحول الهوموسيستين إلى ميثيونين (انظر SNPs ذات الصلة). يؤثر جين MTHFR بشكل غير مباشر على تحويل الحمض الأميني إلى ميثيونين ، عن طريق إنتاج الشكل النشط من حمض الفوليك [9].

عادة ما يحتاج الأشخاص الذين لديهم جين ضعيف الأداء إلى المزيد من حمض الفوليك. قد يؤدي عدم الحصول على حمض الفوليك الكافي إلى رفع الهوموسيستين وخفض الميثيونين [10].

متلازمة لينش هي نوع من متلازمة السرطان الموروثة المرتبطة باستعداد وراثي لأنواع مختلفة من السرطان. في الأشخاص الذين يعانون من متلازمة لينش ، ارتبط انخفاض تناول الميثيونين بزيادة خطر الإصابة بورم القولون والمستقيم لدى الأفراد MTHFR 677 (AA) مقارنة بالأشخاص الذين يعانون من انخفاض المدخول والنمط الجيني الطبيعي [11].

ومع ذلك ، لم تقم أي دراسات بتكرار هذه النتائج. نحن أيضًا لا نعرف كيف يتعاملون مع الأشخاص غير المصابين بمتلازمة لينش. أخيرًا ، حددت هذه الدراسة فقط الارتباطات المحتملة. لا يوفر معلومات حول الأسباب [11].


المواد والأساليب

التجارب على الحيوانات

التجربة 1

تم الحصول على الموافقة على جميع التجارب من لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسية (IACUC) التابعة لمركز بنينجتون للأبحاث الطبية الحيوية. تم الحصول على ذكور فئران Sprague Dawley (SD) بين 250 و 270 جم من Envigo RMS ، Inc. (Indianapolis ، IN). كانت الفئران متطابقة الوزن وتم تقسيمها إلى 4 مجموعات (ن = 7) وتغذية التحكم (Con) ، وارتفاع الميثيونين (Met) ، وارتفاع الكوليسترول (تشو) ، أو الميثيونين + الكوليسترول (MetCho) الأنظمة الغذائية الغنية. حمية البورينا للقوارض (# 5001) مع 0.5٪ حمض كوليك و 2٪ دكسترين مالتوز بمثابة حمية Con. تم صنع حمية هاي ميت من خلال إثراء نظام كون دايت بنسبة 1.5٪ ميثيونين ، ونظام تشو العالي من خلال إثراء نظام كون الغذائي بنسبة 2٪ كوليسترول ، ونظام ميت + تشو الغذائي عن طريق إثراء نظام كون دايت بنسبة 1.5٪ ميثيونين + 2٪ كوليسترول . كان محتوى الطاقة في الوجبات الغذائية Con و Met و Cho و MetCho 12.71 كيلوجول / غرام و 12.77 كيلوجول / غرام و 12.46 كيلوجول / غرام و 12.52 كيلوجول / غرام على التوالي. تم تزويد جميع الفئران بوجباتها الغذائية الخاصة ، مع حرية الوصول إلى الماء. استمرت التجربة لمدة 35 يومًا وتم الحفاظ على الفئران في غرفة يتم التحكم فيها بالضوء (12:12 ساعة في دورة النهار / الليل) تحت درجة حرارة ثابتة (22 درجة مئوية). تم إيواء الفئران في أقفاص ذات أسرة عادية.

التجربة 2

تم تقسيم الفئران الذكور البالغين المتطابقة الوزن SD إلى 4 مجموعات (ن = 7) واتباع نظام غذائي Con ، أو Met Diet ، أو Cho Diet ، أو نظام MetCho الغذائي لمدة 35 يومًا. من اليوم 10 إلى اليوم 35 ، تم إعطاء جميع الفئران محلول مائي من sitagliptin (100 مجم / كجم من وزن الجسم / يوم) عن طريق الحقن عن طريق الفم. في هذه التجربة ، كان لدينا مجموعة Con إضافية وتم تزعيم الفئران في هذه المجموعة بمركبة مركبة (مائية) بمجموعة Con. تم قياس نسبة الجلوكوز في الدم على فترات أسبوعية باستخدام مقياس السكر وأخذ عينات من الوريد الذيل. كما تم في التجربة الأولى ، تم جمع عينة دم أولية قبل البدء في النظام الغذائي وتم الحصول على عينة دم نهائية في نهاية التجربة.

التجربة 3

للتجربة 3 ، تم تعيين فئران SD البالغة المتطابقة الوزن بشكل عشوائي إلى 3 مجموعات (ن = 16 لكل مجموعة غذائية) وتغذى بنظام كون أو نظام غذائي غني بـ Cho أو MetCho. 50٪ من الجرذان من كل مجموعة (ن = 8) تم تعقيمها بمحلول مائي من sitagliptin (100 مجم / كجم من وزن الجسم / يوم) بينما تم حقن نسبة 50٪ المتبقية بالمركبة (الماء) عن طريق الفم بدءًا من اليوم العاشر حتى اليوم 35. تم قياس نسبة الجلوكوز في الدم أثناء الصيام على فترات أسبوعية باستخدام مقياس السكر وأخذ عينات من الوريد الذيل.

قياس تكوين الجسم

تم قياس وزن الجسم وتكوين الجسم لجميع الفئران على فترات أسبوعية طوال مدة التجارب. تم قياس تكوين الجسم باستخدام التحليل الطيفي لمجال الوقت بالرنين المغناطيسي النووي (Bruker Minispec ، Billerica ، MA). تمت معايرة الجهاز باستخدام المعايير المناسبة للدهون والكتلة الخالية من الدهون والماء وفقًا لبروتوكول الشركة المصنعة.

جمع العينات

تم جمع عينة الدم النهائية في نهاية كل تجربة عن طريق ثقب القلب (بعد ثاني أكسيد الكربون2 استنشاق قبل القتل الرحيم). تم فصل المصل بالطرد المركزي وتخزينه عند -80 درجة مئوية لتحليل المعلمات البيوكيميائية. تم تشريح جميع فصوص الكبد بعناية ومعالجة جزء صغير من أكبر فص للكبد من أجل التثبيت ، وتضمين البارافين ، والتقطيع للتحليل النسيجي. تم تجميد الأنسجة المتبقية في النيتروجين السائل وتخزينها عند -80 درجة مئوية لمزيد من التحليل.

عزل RNA و PCR في الوقت الحقيقي

تم عزل الحمض النووي الريبي من الكبد باستخدام TRIzol (MRC ، Inc. ، Cincinnati ، OH) وتم تجانسه بواسطة الخالط اليدوي. بعد الحضانة لمدة 5 دقائق عند درجة حرارة الغرفة ، تمت إضافة 1-برومو -3-كلوروبروبان (سيغما-الدريتش ، سانت لويس ، مو) ودوامة. بعد الطرد المركزي عند 12000 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات مئوية ، تم نقل المادة الطافية إلى أنبوب جديد لإضافة 70٪ إيثانول (1: 1). تم عزل إجمالي الحمض النووي الريبي باستخدام مجموعة RNeasy الصغيرة (Qiagen ، Germantown ، MD) وفقًا لبروتوكول الشركة المصنعة وتم قياس عينات الحمض النووي الريبي على مقياس الطيف الضوئي NanoDrop (Thermo Fischer Scientific ، Waltham ، MA). تم نسخ 2.0 ميكروغرام من إجمالي الحمض النووي الريبي (RNA) باستخدام الاشعال Oligo- (dT) 20 ونسخة عكسية M-MLV باستخدام المجموعة من Promega (ماديسون ، ويسكونسن). تم استخدام 10 نانوغرام من (كدنا) في PCR الكمي في الوقت الحقيقي على نظام Step One Plus (النظم البيولوجية التطبيقية ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا). يتم توفير تسلسل الاشعال المستخدمة في هذه الدراسة في الجدول 1. تم تطبيع التعبير الجيني المستهدف في كل عينة إلى جين التحكم الداخلي المنشأ cyclophilin في كل عينة.

التقييم النسيجي بواسطة تلطيخ H & ampE

تم إصلاح عينات الكبد في محلول فورمالين محايد بنسبة 10 ٪ ومعالجتها على معالج تسلل الفراغ TissueTek VIP 6. تم تضمينها في البارافين وتم الحصول على أقسام 5 ميكرون للتلطيخ بالهيماتوكسيلين ويوزين (H & ampE). تم إجراء تلطيخ H & ampE باستخدام Leica St 5020 Autostainer (Buffalo Grove ، IL) وتم استخدام الشرائح للفحص المجهري والفحص التشريحي. أيضًا ، تم مسح الأقسام في 20X باستخدام نظام علم الأمراض الرقمي Hamamatsu Nanozoomer (مدينة هاماماتسو ، اليابان).

المناعية

تم إجراء الكيمياء الهيستولوجية المناعية على أقسام الكبد المدمجة بالبارافين. باختصار ، تم إزالة الكافيين من الشرائح أولاً باستخدام الزيلين وتجفيفها باستخدام الإيثانول. تم بعد ذلك الضغط على شرائح الأطروحات عند تسخينها عند 100 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة في محلول Na-citrate. لتعطيل نشاط البيروكسيد الداخلي ، تم الاحتفاظ بشرائح النشاط لمدة 12 دقيقة عند درجة حرارة الغرفة في 3٪ H.2ا2 في TBS. علاوة على ذلك ، تم تحضين الشرائح باستخدام محلول مانع للتسرب لمدة 30 دقيقة لمنع مواقع الربط غير المحددة متبوعة بحضانة ليلية في الجسم المضاد الأولي المضاد لـ 4-HNE (Abcam). تم إجراء الكشف باستخدام مجموعة Leica Bond Polymer Refine وتم مواجهة الشرائح باستخدام الهيماتوكسيلين. تم مسح الشرائح الملطخة باستخدام نظام Hamamatsu Nanozoomer الرقمي الباثولوجي (مدينة هاماماتسو ، اليابان) وتم تخزين المعلومات الرقمية للتحليل.

قياس الدهون الثلاثية في الكبد

تم تقييم محتوى الدهون الثلاثية في أنسجة الكبد باستخدام مجموعة متوفرة تجاريًا من مواد كيميائية من جزر كايمان (آن أربور ، ميتشيغن). باختصار ، تم تجانس 40-50 مجم من أنسجة الكبد في المخزن المؤقت المخفف NP40 المحتوي على كوكتيل مثبط البروتياز. تم طرد المجانسة عند 10000 جم لمدة 10 دقائق عند 4 درجات مئوية وتم جمع المادة الطافية وتخفيفها 10 مرات قبل معايرة الدهون الثلاثية. كان الإجراء المتبع وفقًا لبروتوكول الشركات المصنعة.

تلطيخ الزيت الأحمر

لفحص ترسب الدهون في الكبد من حيوانات التجارب ، تعرضت أقسام الكبد بسمك 10 ميكرون لتلطيخ الزيت الأحمر O باستخدام مجموعة تلطيخ الزيت الأحمر من NovaUltra (Woodstock ، MD). باختصار ، تم تجفيف أقسام الكبد المجمدة بالهواء وتثبيتها في الفورمالين وغسلها تحت الماء الجاري لمدة 1-10 دقائق. بعد الشطف بنسبة 60٪ من الأيزوبروبانول ، تم تلطيخ هذه المقاطع بمحلول O الأحمر الزيت المحضر حديثًا لمدة 15 دقيقة. بعد الشطف مرة أخرى بنسبة 60 ٪ من الأيزوبروبانول والماء المقطر ، تم تركيب الشرائح في وسائط متصاعدة وتم مسحها ضوئيًا باستخدام نظام Hamamatsu Nanozoomer الرقمي الباثولوجي (مدينة هاماماتسو ، اليابان).

تلطيخ Picrosirius

من أجل تقييم ترسب الكولاجين الكبدي ، تم تلوين أقسام الكبد باستخدام مجموعة تلوين Picrosirius Red (Polyscience ، Warrington ، PA). لفترة وجيزة ، تم إزالة الكافيين من أقسام الكبد وترطيبها بالماء المقطر. ثم تم غمر العينات في المحلول A (حمض الفوسفوموليبدك) لمدة دقيقتين وشطفها بالماء المقطر. بعد ذلك ، تم الاحتفاظ بالشرائح في المحلول B (صبغة Picrosirius الحمراء) لمدة 60 دقيقة ثم في المحلول C (0.1 N حمض الهيدروكلوريك) لمدة دقيقتين. بعد ذلك ، تم وضع الشرائح في 70٪ من الإيثانول لمدة 45 ثانية ، وتم تجفيفها مرة أخرى ، واستخدامها للتركيب. تم مسح الشرائح الملطخة باستخدام نظام Hamamatsu Nanozoomer الرقمي الباثولوجي (مدينة هاماماتسو ، اليابان) وتم تخزين المعلومات الرقمية للتحليل.

الأيض

تم إخضاع كل من عينات المصل الأولية والنهائية وعينات الكبد من جميع التجارب الثلاثة للتحليل الأيضي من قبل الدكتور شون كامبانا ، مدير المرفق الأساسي لقياس الطيف الكتلي البيولوجي والجزيء الصغير في جامعة تينيسي (https: //chem.utk. التعليم / المرافق / قياس الطيف الكتلي البيولوجي والجزيء الصغير- النواة- bsmmsc /).

تحليل احصائي

لتحليل المتغيرات التي تم قياسها في نهاية كل تجربة ، تم إجراء تحليل أحادي الاتجاه (للنظام الغذائي فقط) أو تحليل ثنائي الاتجاه لمقارنات متعددة مع النظام الغذائي وعلاج sitagliptin كتأثيرات رئيسية متبوعة بتحليل لاحق باستخدام تصحيح Tukey لمقارنات متعددة. يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​+/ SEM. ص قيم 0.05 أو أقل اعتبرت ذات دلالة إحصائية.


شكر وتقدير

نعترف بامتنان بالدعم المقدم من المعاهد الوطنية للصحة (NIH) R01CA193256 و R21CA201963 و P30CA014236 (JWL) و R35CA197616 (D.G.K.) و T32CA93240 (D.E.C.) والمعاهد الكندية للبحوث الصحية (CIHR ، 146818) (X.G. نشكر M.L.Kiel و T. Hartman للمساعدة في تصميم النظم الغذائية ، و S. Heim للمساعدة في إعداد الطعام في الدراسة البشرية. تم دعم الدراسة البشرية جزئيًا من قبل مركز البحوث السريرية في جامعة ولاية بنسلفانيا (NIH M01RR10732). نتقدم بجزيل الشكر لأعضاء مختبر Locasale للمناقشات ونعتذر لأولئك الذين لم نتمكن من الاستشهاد بعملهم بسبب ضيق المساحة.


تقدير المدخول الأعلى المسموح به من الأحماض الأمينية الكبريتية

ذات الصلة بهذه المناقشة حول تأثير تناول الأحماض الأمينية الكبريتية على تقديرات المتطلبات هي مشكلة تحديد المدخول الأعلى المسموح به (أي المدخول الآمن المحتمل) للأحماض الأمينية الكبريتية. توجد بيانات قليلة جدًا في هذا المجال عند البشر لمعظم الأحماض الأمينية (40) ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن دراسات السمية عند البشر ليست أخلاقية. تجارب المتطلبات ، إذا كانت تتضمن أنظمة غذائية تحتوي على كمية عالية من الأحماض الأمينية ، لديها الفرصة للمساهمة بالبيانات في هذا النقص الحالي في معلومات السلامة. يجب على أولئك الذين يجرون تجارب الأحماض الأمينية في المستقبل الحصول على عينات من الدم والبول والأنسجة عندما يكون ذلك ممكنًا والبحث عن المؤشرات الحيوية المناسبة للسمية. ستوفر هذه التحليلات معلومات حول السلامة المحتملة لهذه الأحماض الأمينية للمساعدة في توجيه المزيد من البحث.

هناك نهج إضافي لتحديد مآخذ الأحماض الأمينية العلوية التي يمكن تحملها وهو استخدام تجارب المتطلبات بطريقة مختلفة. هناك نمط من التغيير في احتباس الأحماض الأمينية مع زيادة المدخول ، وهو أمر نموذجي للعديد من الأحماض الأمينية. يتكون هذا النمط المعمم من 3 مراحل: مرحلة ذات ميل موجب ، وهضبة ، ومنحدر إيجابي ثانٍ. تنتج المرحلة الأولى من زيادة الاحتفاظ بالحمض الأميني نتيجة لزيادة استخدام الحمض الأميني المحدود لتخليق البروتين ووظائف التمثيل الغذائي الأخرى المطلوبة. لا تحتوي المرحلة الثانية عادةً على منحدر (أي هضبة) أو بعض الانحدار الأدنى ، اعتمادًا على الحمض الأميني ، ويمثل اعتراض المرحلة 1 و 2 مقياسًا للمتطلبات الغذائية غالبًا ما يسمى تقدير نقطة التوقف. تمثل المرحلة 2 مجموعة من المآخذ حيث يتم تقويض الزيادات الإضافية في اختبار الأحماض الأمينية بشكل أساسي بما يتناسب مع المدخول الإضافي. يحدث هذا التقويض المتزايد بما يتناسب مع المدخول لأن كل زيادة إضافية في المدخول تزيد عن متطلبات التمثيل الغذائي ، ويتم تكسير الأحماض الأمينية واستخدامها للطاقة. تتميز المرحلة الثالثة بميل إيجابي ، ويؤدي التغيير في الميل إلى تقاطع أو نقطة توقف ثانية. ينتج هذا التغيير في الانحدار عن زيادة احتباس الأحماض الأمينية في حمامات الجسم. هذه الزيادة في الاحتفاظ ناتجة عن المدخول الغذائي الذي يتجاوز القدرة الأيضية لتقويض الحمض الأميني في نسبة مباشرة إلى المدخول. تتميز هذه المرحلة الثالثة ، ونقطة التوقف الثانية ، عادة بزيادة معدل إفراز الحمض الأميني في البول. يمكن اعتبار نقطة التوقف الثانية هذه بمثابة تقدير واحد للمدخول الأعلى المسموح به لأنه يمثل المدخول حيث لم تعد الآليات التنظيمية العادية كافية للتخلص من الفائض. لا تعني نقطة التوقف الثانية بالضرورة أن الحمض الأميني أو مستقلباته سامة عند تناول مآخذ أعلى من هذا المستوى ، ولا يمكن أن تحدث السمية عند تناول كميات أقل - وربما يختلف هذا مع كل حمض أميني. ومع ذلك ، يمكن وصف المدخول الغذائي الذي يمثله التقاطع الثاني بشكل معقول على أنه مدخول يتزايد فيه خطر الأحداث الضائرة. نتيجة لذلك ، نقترح أن المدخول الذي يحدث عنده هذا التقاطع الثاني سيكون نقطة انطلاق جيدة لتقييم سمية بعض الأحماض الأمينية.

يجب أن يأخذ تقييم المدخول الأعلى المسموح به في الاعتبار أيضًا التكيف الذي يحدث مع زيادة تناول الأحماض الأمينية. يتم تنظيم آليات التقويض لمعظم الأحماض الأمينية مع المدخول المزمن الذي يزيد عن المتطلبات (41). بالإضافة إلى ذلك ، هناك مسارات فائض للعديد من المساعدات الأمينية التي لا تتضح حتى يتم استهلاك كمية زائدة لفترة من الوقت (41). وبالتالي ، قد يتحول المدخول الغذائي الذي يحدث عنده التقاطع الثاني إلى اليمين (أي المدخول الأكبر) بعد التكيف. يمكن أن تقلل المسارات العادية المنظمة أو الآليات الجديدة التي يتم تجنيدها أو تزيد من التأثيرات السامة للحمض الأميني. لذلك ، مطلوب فهم قوي لعملية التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية للاختبار لتفسير هذه النتائج.


متطلبات الأحماض الأمينية

عند تحديد متطلبات البروتين ، نظرت اللجنة الفرعية أولاً في متطلبات الأحماض الأمينية الأساسية. يجب توفير الكميات المطلوبة من الأحماض الأمينية الأساسية التسعة في النظام الغذائي ، ولكن نظرًا لأن السيستين يمكن أن يحل محل ما يقرب من 30 ٪ من متطلبات الميثيونين ، والتيروزين حوالي 50 ٪ من متطلبات فينيل ألانين ، يجب أيضًا مراعاة هذه الأحماض الأمينية. تمت دراسة متطلبات الأحماض الأمينية الأساسية للرضع والأطفال والرجال والنساء على نطاق واسع من عام 1950 إلى عام 1970. باستثناء الرضع ، حيث كان المعيار هو النمو وتراكم النيتروجين ، تم قبول الشرط ليكون كمية المدخول اللازمة لتحقيق توازن النيتروجين في الدراسات قصيرة المدى على البالغين أو التوازن الإيجابي عند الأطفال (انظر المراجعة التي أجرتها منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية ، 1973 NRC ، 1974 WHO ، 1985). تقديرات متطلبات الأحماض الأمينية لمختلف الفئات العمرية مدرجة في الجدول 6-1.

الجدول 6-1

تقديرات متطلبات الأحماض الأمينية.

في نهج جديد لفحص هذه المتطلبات ، تم فحص الحاجة إلى أربعة أحماض أمينية في الأطفال الذين تم التحكم في وجباتهم الغذائية بشكل صارم بسبب الأخطاء الفطرية في التمثيل الغذائي والذين كانوا يتطورون بشكل طبيعي (Kindt and Halvorsen ، 1980). المتطلبات المحددة بهذه الطريقة خلال السنوات الثلاث الأولى من العمر تتفق جيدًا مع قيم الأيزولوسين ، والليوسين ، والفينيل ألانين بالإضافة إلى التيروزين ، والفالين الواردة في الجدول 6-1 للرضع والأطفال بعمر سنتين.

لم يتم قياس متطلبات الهيستدين بعد فترة الرضاعة. يصعب تحديد قيم المتطلبات لأن أعراض النقص تحدث فقط بعد فترات طويلة من تناول كميات منخفضة. أظهر Kopple و Swendseid (1981) أن توازن النيتروجين يتضاءل عندما كان تناول الهيستدين أقل من 2 مجم / كجم يوميًا ، ويزيد عند زيادة المدخول إلى 4 مجم / كجم يوميًا. قدرت منظمة الصحة العالمية (1985) احتياج الهستدين البالغ المحتمل بين 8 و 12 مجم / كجم يوميًا من خلال الاستقراء من متطلبات الرضع ، ومن المرجح أن يكون هذا التقدير مرتفعًا ولكنه آمن.

تم تأكيد المتطلبات المنخفضة نسبيًا المقدرة للبالغين من قبل Inoue et al. (1988) باستخدام طريقة توازن النيتروجين. تشير الدراسات التي أجريت على معدلات أكسدة ليسين الجسم بالكامل ، وليوسين ، وفالين ، وثريونين إلى أن احتياجات البالغين من هذه الأحماض الأمينية الأساسية قد تم التقليل من شأنها. تقديرات متوسط ​​المتطلبات وفقًا لدراسات تتبع C هي لوسين ، 40 مجم / كجم (Meguid وآخرون ، 1986 أ) ليسين ، 35 مجم / كجم (ميريديث وآخرون ، 1986) ثريونين ، 15 مجم / كجم (Zhao et al. . ، 1986) والفالين ، 16 مجم / كجم (مجيد وآخرون ، 1986 ب). تم الطعن في هذه التقديرات الجديدة على أسس منهجية ونظرية (Millward and Rivers، 1986) وتتطلب مزيدًا من التأكيد.

الدراسات حول متطلبات الأحماض الأمينية الأساسية الفردية لدى كبار السن غير متسقة. يقترح البعض أن المتطلبات تزداد عند كبار السن ، بينما يشير البعض الآخر إلى انخفاضها (مونرو ، 1983). في إحدى الدراسات التي تم فيها تطبيق نفس المنهجية والتصميم على كبار السن كما هو الحال في دراسة الشباب ، لم يتم العثور على فروق في المتطلبات بين الفئات العمرية (واتس وآخرون ، 1964). من المقبول أن يكون نمط الاحتياج للأحماض الأمينية الأساسية لدى كبار السن هو نفسه بالنسبة للبالغين الأصغر سنًا.

لا توجد معلومات عن متطلبات الأحماض الأمينية للنساء الحوامل والمرضعات.

توضح البيانات الحالة غير المرضية للمعرفة المتعلقة بمتطلبات الأحماض الأمينية. القيم الواردة في الجدول 6-1 هي أفضل ما هو متاح وتعمل كأساس لحساب أنماط متطلبات الأحماض الأمينية في مختلف الأعمار ولإجراءات تسجيل الأحماض الأمينية للوجبات الغذائية (انظر أدناه).


شكر وتقدير

نشكر إيريكا جودوف ، ELS (د) ، من Editing Services ، مكتبة الأبحاث الطبية في مركز إم دي أندرسون للسرطان بجامعة تكساس ، على الدعم التحريري. تم دعم هذا العمل من قبل البرنامج الوطني للبحث والتطوير في الصين [2020YFA0112300 و 2018YFC2000400 إلى C.C] ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين [82072622 ، و 81860488 ، و 81560432 إلى Y.R. 81830087 و 31771516 إلى C.C. 81772847 إلى L.R. 81672639 إلى Z.Z. و 81872414 و 81802671 إلى دينار أردني] ، برنامج يوننان للمواهب الطبية الرائدة [L-201610] إلى YR ، مشاريع الأبحاث الأساسية في يونان [2019FB112] ومؤسسة يونان للعلماء الشباب الممتازين (2020) إلى دينار أردني ، ومشروع فريق البحث المبتكر لمقاطعة يونان [ 2018HC004 و 2019HC005]. S.-C.J.Y. كان عضوًا في لجنة خبراء لشركة Celgene، Inc. S.-C.J.Y. حصل على دعم تمويلي من شركة Bristol-Myer Squibb، Inc. و DepoMed، Inc. للدراسات السريرية التي بدأها المحققون.


حمامات البلازما السيستين والتوافر البيولوجي

في البلازما ، السيستين هو الثيول الرئيسي الذي يساهم في مستويات الجلوتاثيون وتخليق البروتين. 172 في ظل الظروف العادية ، يسود تخليق البروتين على المسارات الأخرى المعتمدة على السيستين. Although the degradation of glutathione contributes to the cysteine pool, the resulting levels are not sufficient for ‘normal’ metabolism upon cystine scarcity. 173

In healthy volunteers, the total cysteine availability in plasma is 200–300 μM, distributed across three pools—free reduced, free oxidised and protein bound. Up to 65% of cysteine is bound to proteins (protein س-cysteinylation Fig. 4) 174,175 and this pool increases with age. 176 The remaining cysteine circulates mostly as cystine (25–30%, 40–50 μM) and the low abundance pool constituted by reduced cysteine. The concentration of cystine in blood is higher in women than in men and also increases with age. 177 Cystine bioavailability across various tissues is ensured by different strategies, including drug-transporter-dependent mechanisms. The ability of NRF2 to regulate xCT coupled with the decline of NRF2 with age 178 might account for the increased levels of plasma cystine seen with increasing age. Plasma from xCT-knockout mice contains a higher proportion of oxidised cysteine 179 and xCT expression is increased in many tumours, 180 pointing out its relevance in the context of cancer and eventually contributing for cancer metabolic rewiring. As many cysteine-containing proteins (transporters, receptors and enzymes) at extracellular surfaces or in extracellular fluids are prone to oxidation, their activity might be influenced by the thiol/disulphide redox microenvironment. 181

The oxidation of a cysteine residue within a protein can result in the formation of a cysteinyl radical. l -Cystine is reduced to l -cysteine under the action of l -cystine reductase. Reaction between protein cysteinyl residues and low molecular weight thiols such as free cysteine can yield س -cysteinylated proteins.


الملخص

Plasma cysteine is strongly associated with body fat mass in human cohorts and diets low in cysteine prevents fat accumulation in mice. It is unclear if plasma cysteine affects fat development or if fat accumulation raises plasma cysteine. To determine if cysteine affects adipogenesis, we differentiated 3T3-L1 preadipocytes in medium with reduced cysteine. Cells incubated in media with 10–20 μM cysteine exhibited reduced capacity to differentiate into triacylglycerol-storing mature adipocytes compared with cells incubated with 50 μM cysteine. Low cysteine severely reduced expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma2 (Pparγ2) and its target genes perlipin1 (Plin1) and fatty acid binding protein-4 (Fabp4). Expression of stearoyl-CoA desaturase-1 (Scd1), known to be repressed with cysteine depletion, was also reduced with low cysteine. Medium depletion of the essential amino acids leucine, valine, and isoleucine had only a modest effect on adipocyte specific gene expression and differentiation. Stimulation with the PPARγ agonist BRL-49653 or addition of a hydrogen sulfide donor enhanced differentiation of 3T3-L1 cells cultured in low cysteine. This demonstrates that the ability to induce PPARγ expression is preserved when cells are cultured in low cysteine. It therefore appears that cysteine depletion inhibits adipogenesis by specifically affecting molecular pathways required for induction of PPARγ expression, rather than through a general reduction of global protein synthesis. In conclusion, we show that low extracellular cysteine reduces adipocyte differentiation by interfering with PPARγ2 and PPARγ target gene expression. Our results provide further evidence for the hypothesis that plasma cysteine is a casual determinant for body fat mass.


شاهد الفيديو: How to open word file and save (أغسطس 2022).