Холин - Choline

Холин
Формула скелета
Шариковая модель
Имена
Предпочтительное название IUPAC
2-гидрокси- N , N , N- триметилэтан-1-аминий
Другие имена
2-гидрокси- N , N , N- триметилэтанаминий,
билинейрин
(2-гидроксиэтил) триметиламмоний
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
1736748
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.487 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
324597
КЕГГ
UNII
  • InChI = 1S / C5H14NO / c1-6 (2,3) 4-5-7 / h7H, 4-5H2,1-3H3 / q + 1 проверитьY
    Ключ: OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • C [N +] (C) (C) CCO
Характеристики
C 5 H 14 NO +
Молярная масса 104,17 г / моль
Появление вязкая расплывающаяся жидкость (гидроксид холина)
очень растворим (гидроксид холина)
Растворимость растворим в этаноле , не растворим в диэтиловом эфире и хлороформе (гидроксид холина)
Опасности
Пиктограммы GHS GHS05: Коррозийный
Сигнальное слово GHS Опасность
H314
Р260 , Р264 , Р280 , Р301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P321 , P363 , P405 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
3–6 г / кг массы тела , крысы, перорально
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Холин / к л я п / является важным питательным веществом для человека и многих других животных. Холин присутствует в виде катиона, который образует различные соли (X - в изображенной формуле - это неопределенный противоанион ). Для поддержания здоровья его необходимо получать с пищей в виде холина или фосфолипидов холина , таких как фосфатидилхолин . Люди, как и большинство других видов животных, действительно вырабатывают холин de novo , однако его производства, как правило, недостаточно. Холин часто классифицируют не как витамин , а как питательное вещество с метаболизмом, подобным аминокислотам . У большинства животных холинфосфолипиды являются необходимыми компонентами клеточных мембран , мембран клеточных органелл и липопротеинов очень низкой плотности . Холин необходим для производства ацетилхолина - нейромедиатора - и S- аденозилметионина , универсального донора метила, участвующего в синтезе гомоцистеина .

Симптоматический дефицит холина, редко встречающийся у людей, вызывает неалкогольную жировую болезнь печени и повреждение мышц. Чрезмерное потребление холина (более 7,5 г / день) может вызвать низкое кровяное давление , потоотделение , диарею и запах тела, напоминающий рыбу, из-за триметиламина , который образуется в его метаболизме. Богатые диетические источники холина и фосфолипидов холина включают мясные субпродукты и яичные желтки , молочные продукты и овощи .

Химия

Холин - это семейство водорастворимых соединений четвертичного аммония . Холин гидроксид известен как холин основание. Он гигроскопичен и поэтому часто встречается в виде бесцветного вязкого гидратированного сиропа с запахом триметиламина (ТМА). Водные растворы холина стабильны, но соединение медленно распадается на этиленгликоль , полиэтиленгликоли и ТМА.

Хлорид холина можно получить путем обработки ТМА 2-хлорэтанолом :

(CH 3 ) 3 N + ClCH 2 CH 2 OH → (CH 3 ) 3 N + CH 2 CH 2 OH · Cl -

2-хлорэтанол можно получить из окиси этилена . Холин исторически был произведен из природных источников, такие , как с помощью гидролиза из лецитина .

Метаболизм

Биосинтез

Биосинтез холина в растениях

В растениях, первый шаг в De Novo биосинтеза холина является декарбоксилированием из серина в этаноламин , который катализируемой серин декарбоксилазой . Синтез холина из этаноламина может иметь место в трех параллельных путях, где три последовательных N -methylation стадии , катализируемая с помощью метила - трансфераз проводятся либо на свободном основании, фосфо-основаниях, или фосфатидили-основания. Источником метильной группы является S- аденозил- L- метионин, а S- аденозил- L- гомоцистеин образуется как побочный продукт.

Основные пути метаболизма, синтеза и выведения холина (Chol). Нажми для деталей. В этом разделе используются некоторые сокращения.

У людей и большинства других животных синтез холина de novo осуществляется путем фосфатидилэтаноламин-N-метилтрансферазы (PEMT), но биосинтеза недостаточно для удовлетворения потребностей человека. В пути печеночного PEMT 3-фосфоглицерат (3PG) получает 2 ацильные группы от ацил-CoA, образуя фосфатидную кислоту . Он реагирует с цитидинтрифосфатом с образованием цитидиндифосфата-диацилглицерина. Его гидроксильная группа реагирует с серином с образованием фосфатидилсерина, который декарбоксилируется с образованием этаноламина и фосфатидилэтаноламина (ПЭ). PEMT фермент перемещает три метильные группы из трех S -adenosyl метионинов (SAM) доноров к этаноламину группе фосфатидилэтаноламина с образованием холина в виде фосфатидилхолина. Три S- аденозилгомоцистеина (SAH) образуются как побочный продукт.

Холин также может высвобождаться из более сложных молекул, содержащих холин. Например, фосфатидилхолины (PC) могут быть гидролизованы до холина (Chol) в большинстве типов клеток. Холин также может вырабатываться по пути CDP-холина, цитозольные холинкиназы (CK) фосфорилируют холин с помощью АТФ до фосфохолина (PChol). Это происходит в некоторых типах клеток, таких как печень и почки. Холин-фосфатцитидилилтрансферазы (CPCT) превращают PChol в CDP-холин (CDP-Chol) с помощью цитидинтрифосфата (CTP). CDP-холин и диглицерид трансформируются в PC диацилглицеринхолинфосфотрансферазой (CPT).

У людей определенные мутации PEMT-фермента и дефицит эстрогена (часто из-за менопаузы ) увеличивают потребность в холине с пищей. У грызунов 70% фосфатидилхолинов образуются через путь PEMT и только 30% через путь CDP-холин. У мышей с нокаутом инактивация PEMT делает их полностью зависимыми от пищевого холина.

Абсорбция

У человека холин всасывается из кишечника через мембранный белок SLC44A1 (CTL1) посредством облегченной диффузии, регулируемой градиентом концентрации холина и электрическим потенциалом через мембраны энтероцитов . SLC44A1 имеет ограниченную способность транспортировать холин: при высоких концентрациях часть его остается неабсорбированной. Абсорбированный холин покидает энтероциты через воротную вену , проходит через печень и попадает в системный кровоток . Кишечные микробы разлагают неабсорбированный холин до триметиламина , который окисляется в печени до N- оксида триметиламина .

Фосфохолин и глицерофосфохолины гидролизуются с помощью фосфолипаз до холина, который попадает в воротную вену. Из-за их водорастворимости некоторые из них в неизменном виде попадают в воротную вену. Жирорастворимые холиносодержащие соединения ( фосфатидилхолины и сфингомиелины ) либо гидролизуются фосфолипазами, либо попадают в лимфу, включенную в хиломикроны .

Транспорт

У людей холин переносится в крови в виде свободной молекулы. Холинсодержащие фосфолипиды и другие вещества, такие как глицерофосфохолины, переносятся липопротеинами крови . Уровни холина в плазме крови здоровых взрослых натощак составляют 7–20  микромоль на литр (мкмоль / л) и в среднем 10 мкмоль / л. Уровни регулируются, но потребление и дефицит холина изменяют эти уровни. Уровни повышаются примерно через 3 часа после приема холина. Уровень фосфатидилхолина в плазме взрослых натощак составляет 1,5–2,5 ммоль / л. Его потребление повышает уровень свободного холина примерно на 8–12 часов, но не оказывает значительного влияния на уровень фосфатидилхолина.

Холин представляет собой водорастворимый ион и, следовательно, требует, чтобы переносчики проходили через жирорастворимые клеточные мембраны . Известны три типа переносчиков холина:

SLC5A7 являются натрий- (Na + ) и АТФ- зависимыми переносчиками. Они обладают высокой аффинностью связывания с холином, транспортируют его в первую очередь к нейронам и косвенно связаны с производством ацетилхолина . Их недостаточная функция вызывает у людей наследственную слабость легочных и других мышц из-за дефицита ацетилхолина. У мышей с нокаутом их дисфункция легко приводит к смерти от цианоза и паралича .

CTL1 обладают умеренным сродством к холину и транспортируют его почти во все ткани, включая кишечник, печень, почки, плаценту и митохондрии . CTL1 поставляют холин для производства фосфатидилхолина и триметилглицина . CTL2 встречаются особенно в митохондриях языка, почек, мышц и сердца. Они связаны с митохондриальным окислением холина до триметилглицина. CTL1 и CTL2 не связаны с производством ацетилхолина, но вместе транспортируют холин через гематоэнцефалический барьер . На мозговой стороне барьера встречаются только CTL2. Они также удаляют избыток холина из нейронов обратно в кровь. CTL1 встречаются только на кровяной стороне барьера, но также на мембранах астроцитов и нейронов.

OCT1 и OCT2 не связаны с производством ацетилхолина. Они транспортируют холин с низким сродством. OCT1 транспортируют холин в основном в печень и почки; OCT2 в почках и головном мозге.

Место хранения

Холин хранится в клеточных мембранах и органеллах в виде фосфолипидов и внутри клеток в виде фосфатидилхолинов и глицерофосфохолинов .

Экскреция

Даже при дозах холина 2–8 г у человека с мочой выводится небольшое количество холина. Выведение происходит через переносчики, которые происходят в почках (см. Транспорт ). Триметилглицин деметилируется в печени и почках до диметилглицина ( тетрагидрофолат получает одну из метильных групп). Формируется метилглицин , выводится с мочой или деметилируется до глицина .

Функция

Холин и его производные выполняют множество функций у людей и других организмов. Наиболее примечательной функцией является то, что холин служит синтетическим предшественником для других важных компонентов клетки и сигнальных молекул, таких как фосфолипиды, которые образуют клеточные мембраны, нейромедиатор ацетилхолин и осморегулятор триметилглицин ( бетаин ). Триметилглицин, в свою очередь, служит источником метильных групп , участвуя в биосинтезе S- аденозилметионина .

Предшественник фосфолипидов

Холин превращается в различные фосфолипиды , такие как фосфатидилхолины и сфингомиелины . Они обнаружены во всех клеточных мембранах и мембранах большинства клеточных органелл . Фосфатидилхолины являются структурно важной частью клеточных мембран. У людей 40–50% фосфолипидов составляют фосфатидилхолины.

Фосфолипиды холина также образуют липидные рафты в клеточных мембранах вместе с холестерином . Плотки являются центрами, например, для рецепторов и ферментов, передающих сигнал рецептора .

Фосфатидилхолины необходимы для синтеза ЛОНП : 70-95% их фосфолипидов фосфатидилхолины в организме человека.

Холин также необходим для синтеза легочного сурфактанта , который представляет собой смесь, состоящую в основном из фосфатидилхолинов. Сурфактант отвечает за эластичность легких, то есть за способность ткани легких сокращаться и расширяться. Например, дефицит фосфатидилхолинов в тканях легких был связан с острым респираторным дистресс-синдромом .

Фосфатидилхолины выводятся с желчью и работают вместе с солями желчных кислот в качестве поверхностно-активных веществ в ней, тем самым способствуя всасыванию липидов в кишечнике .

Синтез ацетилхолина

Холин необходим для производства ацетилхолина . Это нейромедиатор, который, например, играет важную роль в сокращении мышц , памяти и нервном развитии . Тем не менее, в организме человека мало ацетилхолина по сравнению с другими формами холина. Нейроны также хранят холин в форме фосфолипидов на своих клеточных мембранах для производства ацетилхолина.

Источник триметилглицина

В организме человека холин окисляются необратима в митохондриях печени до глицинбетаина альдегида с холином оксидазами . Он окисляется митохондриальными или цитозольными бетаин-альдегиддегидрогеназами до триметилглицина . Триметилглицин - необходимый осморегулятор . Он также работает как субстрат для фермента BHMT, который метилирует гомоцистеин до метионина . Это предшественник S- аденозилметионина (SAM). SAM - обычный реагент в реакциях биологического метилирования . Например, метилирует гуанидины из ДНК и некоторых лизинов из гистонов . Таким образом, это часть экспрессии генов и эпигенетической регуляции . Таким образом, дефицит холина приводит к повышению уровня гомоцистеина и снижению уровня SAM в крови.

Содержание в продуктах

Холин содержится в пищевых продуктах в виде свободной молекулы и в форме фосфолипидов , особенно в виде фосфатидилхолинов . Больше всего холина содержится в мясных субстратах и яичных желтках, хотя в меньшей степени он содержится в неорганических мясных продуктах , зернах , овощах , фруктах и молочных продуктах . Кулинарные масла и другие пищевые жиры содержат около 5 мг / 100 г общего холина. В Соединенных Штатах , пищевые этикетки выразить количество холина в порции в процентах от дневной нормы (% DV) , основываясь на адекватном потреблении 550 мг / сут. 100% дневной нормы означает, что в одной порции пищи содержится 550 мг холина.

Грудное молоко человека богато холином. Исключительное грудное вскармливание соответствует примерно 120 мг холина в день для ребенка. Увеличение потребления холина матерью повышает содержание холина в грудном молоке, а низкое потребление снижает его. Детские смеси могут содержать или не содержать достаточное количество холина. В ЕС и США в каждую детскую смесь обязательно добавлять не менее 7 мг холина на 100  килокалорий (ккал). В ЕС запрещены уровни выше 50 мг / 100 ккал.

Триметилглицин - функциональный метаболит холина. Он питательно заменяет холин, но только частично. Высокое количество триметилглицина содержится, например, в пшеничных отрубях (1339 мг / 100 г), поджаренных зародышах пшеницы (1240 мг / 100 г) и шпинате (600–645 мг / 100 г).

Содержание холина в продуктах питания (мг / 100 г)
Мясо Овощи
Бекон , приготовленный 124,89 Фасоль, оснастка 13,46
Говядина нарезанная, приготовленная 78,15 Свекла 6.01
Печень говяжья, обжаренная на сковороде 418,22 Брокколи 40,06
Цыпленок , жареный, с кожей 65,83 брюссельская капуста 40,61
Цыпленок, жареный, без кожи 78,74 Капуста 15.45
Куриная печень 290,03 Морковь 8,79
Треска, атлантика 83,63 Цветная капуста 39,10
Говяжий фарш , 75–85% нежирный, жареный 79,32–82,35 Кукуруза , желтый 21,95
Свиная корейка приготовленная 102,76 Огурец 5,95
Креветки консервированные 70,60 Салат-латук , айсберг 6,70
Молочные продукты (корова) Салат, ромэн 9,92
Сливочное масло соленое 18,77 Горох 27,51
Сыр 16,50–27,21 Квашеная капуста 10,39
Творог 18,42 Шпинат 22.08
Молоко цельное / обезжиренное 14.29–16.40 Сладкая картошка 13.11
Сметана 20,33 Помидор 6,74
Йогурт , простой 15.20 Цуккини 9,36
Зерна Фрукты
Овсяные отруби сырые 58,57 яблоко 3,44
Овес , простой 7,42 Авокадо 14,18
Рис белый 2,08 Банан 9,76
Рис, коричневый 9,22 Черника 6,04
Пшеничные отруби 74,39 Мускусная дыня 7,58
Ростки пшеницы , поджаренные 152,08 Виноград 7,53
Другие Грейпфрут 5,63
Фасоль, темно-синий 26,93 апельсин 8,38
Яйцо, курица 251,00 Персик 6.10
Оливковое масло 0,29 Груша 5.11
Арахис 52,47 Чернослив 9,66
Соя , сырая 115,87 клубника 5,65
Тофу мягкий 27,37 Арбуз 4,07

Дневные значения

В следующей таблице приведены обновленные источники холина, отражающие новую дневную норму и новые этикетки с данными о питании и добавках. Он отражает данные Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США. FoodData Central, 2019.

Избранные пищевые источники холина
Еда Миллиграммы (мг) на порцию Процент DV *
Говяжья печень , обжаренная на сковороде, 85 г (3 унции) 356 65
Яйцо, сваренное вкрутую, 1 большое яйцо 147 27
Говяжий верх круглый , только разделимое постное мясо, тушеный, 3 унции (85 г) 117 21 год
Соевые бобы , жареные, 12 стакана 107 19
Куриная грудка, жареная, 85 г (3 унции) 72 13
Говядина, фарш, 93% нежирного мяса, жареная, 3 унции (85 г) 72 13
Треска, атлантическая , приготовленная, сухой жар, 3 унции (85 г) 71 13
Грибы, шиитаке , приготовленные, 12 стакана 58 11
Картофель, красный , запеченный, мякоть и кожа, 1 большая картофелина 57 год 10
Ростки пшеницы , поджаренные, 1 унция (28 г) 51 9
Фасоль, почка , консервированная, 12 стакана 45 8
Киноа , приготовленная, 1 стакан 43 год 8
Молоко , 1% жирности, 1 стакан 43 год 8
Йогурт , ваниль, обезжиренный, 1 стакан 38 7
Брюссельская капуста , отварная, 12 стакана 32 6
Брокколи , измельченная, отварная, высушенная, 12 стакана 31 год 6
Творог , обезжиренный, 1 стакан 26 5
Тунец , белый, консервированный в воде, сушеный, 3 унции (85 г) 25 5
Арахис , жареный в сухом виде, 14 стакана 24 4
Цветная капуста , кусочки 2,5 см, отварная, высушенная, 12 стакана 24 4
Горох, зеленый , отварной, 12 стакана 24 4
Семечки подсолнечника , обжаренные в масле, 14 стакана 19 3
Рис, коричневый , длиннозерный, вареный, 1 стакан 19 3
Хлеб, лаваш , цельнозерновой, 1 большой ( 6+12  дюйма или 17 см в диаметре) 17 3
Капуста отварная, 12 стакана 15 3
Мандарин ( мандарин ), дольки , 12 стакана 10 2
Фасоль, сухая , сырая, 12 стакана 8 1
Киви , сырой, нарезанный 12 стакана 7 1
Морковь , сырая, нарезанная, 12 стакана 6 1
Яблоки , сырые, с кожурой, разрезанные на четвертинки или нарезанные, 12 стакана 2 0

DV = дневная стоимость. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) разработало DV, чтобы помочь потребителям сравнивать содержание питательных веществ в пищевых продуктах и ​​пищевых добавках в контексте общей диеты. ДВ холина составляет 550 мг для взрослых и детей в возрасте от 4 лет и старше. FDA не требует, чтобы на этикетках пищевых продуктов было указано содержание холина, если холин не был добавлен в пищу. Продукты, обеспечивающие 20% или более DV, считаются богатыми источниками питательных веществ, но продукты, обеспечивающие более низкий процент DV, также способствуют здоровому питанию.

В FoodData Central Министерства сельского хозяйства США (USDA) перечислено содержание питательных веществ во многих продуктах питания и представлен полный список продуктов, содержащих холин, с разбивкой по содержанию питательных веществ.

Диетические рекомендации

Рекомендации даны в миллиграммах в день (мг / день). В Европейский орган по безопасности пищевых продуктов рекомендации (EFSA) общие рекомендации для стран ЕС . EFSA не установило никаких верхних пределов для приема. В отдельных странах ЕС могут быть более конкретные рекомендации. Национальная академия медицины (NAM) рекомендации применяются в Соединенных Штатах , Австралии и Новой Зеландии .

Рекомендации по холину (мг / день)
Возраст Адекватное потребление EFSA США NAM адекватное потребление Допустимые верхние уровни потребления NAM США
Младенцы и дети
0–6 месяцев Не установлено 125 Не установлено
7–12 месяцев 160 150 Не установлено
1–3 года 140 200 1,000
4–6 лет 170 250 1,000
7–8 лет 250 250 1,000
9–10 лет 250 375 1,000
11–13 лет 340 375 2 000
Самцы
14 лет 340 550 3 000
15–18 лет 400 550 3 000
19+ лет 400 550 3500
Самки
14 лет 340 400 3 000
15–18 лет 400 400 3 000
19+ лет 400 425 3500
Если беременна 480 450 3500 (3000, если ≤18 лет)
При грудном вскармливании 520 550 3500 (3000, если ≤18 лет)

Потребление населения

Двенадцать исследований, проведенных в 9 странах ЕС в период с 2000 по 2011 год, оценили потребление холина взрослыми в этих странах на уровне 269–468 миллиграммов в день. Потребление составляло 269–444 мг / день для взрослых женщин и 332–468 мг / день для взрослых мужчин. Потребление составляло 75–127 мг / день для младенцев, 151–210 мг / день для детей от 1 до 3 лет, 177–304 мг / день для детей от 3 до 10 лет и 244–373 мг / день для детей в возрасте от 3 до 10 лет. Дети от 10 до 18 лет. Средняя оценка общего потребления холина составила 336 мг / день у беременных подростков и 356 мг / день у беременных женщин.

Исследование, основанное на опросе NHANES 2009–2012 гг., Показало, что потребление холина в некоторых субпопуляциях США является слишком низким . В этот период потребление составляло 315,2–318,8 мг / сут у детей в возрасте от 2 лет. Из детей 2+ лет только15,6 ± 0,8 % мужчин и6,1 ± 0,6 % женщин превышали допустимую норму потребления (AI). ИИ был превышен62,9 ± 3,1 % детей в возрасте от 2 до 3 лет,45,4 ± 1,6 % детей от 4 до 8 лет,9,0 ± 1,0 % детей от 9 до 13 лет,1,8 ± 0,4 % среди 14–18 и6,6 ± 0,5 % от 19 лет. Ни в одной подгруппе не превышен верхний уровень потребления.

Исследование NHANES, проведенное среди населения США в 2013–2014 гг., Показало, что потребление холина у детей в возрасте от 2 до 19 лет составляет 256 ± 3,8  мг / сут и339 ± 3,9  мг / сут у взрослых в возрасте 20 лет и старше. Прием был402 ± 6,1  мг / сут у мужчин 20 лет и старше и 278 мг / сут у женщин 20 лет и старше.

Дефицит

Признаки и симптомы

Симптоматический дефицит холина у людей встречается редко. Большинство из них получают его в достаточном количестве с пищей и способны биосинтезировать ограниченное количество. Симптоматическая недостаточность часто вызывается определенными заболеваниями или другими косвенными причинами. Тяжелый дефицит вызывает повреждение мышц и неалкогольную жировую болезнь печени , которая может перерасти в цирроз .

Помимо людей, жирная печень также является типичным признаком дефицита холина у других животных. У некоторых видов также может наблюдаться кровотечение из почек. Предполагается, что это связано с дефицитом триметилглицина , производного от холина , который действует как осморегулятор .

Причины и механизмы

Производство эстрогена является важным фактором, который предрасполагает людей к дефициту наряду с низким потреблением холина с пищей. Эстрогены активируют ферменты PEMT, продуцирующие фосфатидилхолин . Женщины до менопаузы имеют более низкую потребность в холине с пищей, чем мужчины, из-за более высокой выработки эстрогена у женщин. Без терапии эстрогенами потребности женщин в постменопаузе в холине аналогичны потребностям мужчин. Некоторые однонуклеотидные полиморфизмы (генетические факторы), влияющие на метаболизм холина и фолиевой кислоты, также имеют значение. Некоторые кишечные микробы также расщепляют холин более эффективно, чем другие, поэтому они также важны.

При дефиците снижается доступность фосфатидилхолинов в печени - они необходимы для образования ЛПОНП . Таким образом, опосредованный ЛПОНП транспорт жирных кислот из печени снижается, что приводит к накоплению жира в печени. Также были предложены другие одновременно возникающие механизмы, объясняющие наблюдаемое повреждение печени. Например, фосфолипиды холина также необходимы в митохондриальных мембранах. Их недоступность приводит к неспособности митохондриальных мембран поддерживать правильный электрохимический градиент , который, среди прочего, необходим для разложения жирных кислот посредством β-окисления . Следовательно, метаболизм жиров в печени снижается.

Избыточное потребление

Чрезмерные дозы холина могут иметь побочные эффекты. Например, было обнаружено, что ежедневные дозы холина 8–20 г вызывают низкое кровяное давление , тошноту , диарею и запах тела, напоминающий запах рыбы . Запах возникает из-за триметиламина (ТМА), который образуется кишечными микробами из неабсорбированного холина (см. Триметиламинурия ).

Печень окисляет ТМА до N- оксида триметиламина (ТМАО). Повышенные уровни ТМА и ТМАО в организме связаны с повышенным риском атеросклероза и смертности. Таким образом, предполагается, что чрезмерное потребление холина увеличивает эти риски в дополнение к карнитину , который также превращается в ТМА и ТМАО кишечными бактериями. Однако потребление холина не увеличивает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний . Вероятно, что повышенные уровни ТМА и ТМАО являются лишь симптомом других основных заболеваний или генетических факторов, которые предрасполагают людей к повышенной смертности. Такие факторы, возможно, не были должным образом учтены в некоторых исследованиях, посвященных смертности, связанной с уровнями ТМА и ТМАО. Причинно-следственная связь может быть обратной или смешанной, а потребление большого количества холина может не увеличивать смертность людей. Например, дисфункция почек предрасполагает к сердечно-сосудистым заболеваниям , но также может снижать выведение ТМА и ТМАО.

Воздействие на здоровье

Закрытие нервной трубки

Некоторые исследования на людях показали, что низкое потребление холина матерью значительно увеличивает риск дефектов нервной трубки (ДНТ) у новорожденных. Дефицит фолиевой кислоты также вызывает NTD. Холин и фолат, взаимодействуя с витамином B 12 , действуют как доноры метила для гомоцистеина с образованием метионина , который затем может перейти к образованию SAM ( S- аденозилметионин ). SAM является субстратом почти для всех реакций метилирования у млекопитающих. Было высказано предположение, что нарушенное метилирование посредством SAM может быть ответственным за связь между фолатом и NTD. Это также может относиться к холину. Определенные мутации , нарушающие метаболизм холина, увеличивают распространенность NTD у новорожденных, но роль дефицита холина в пище остается неясной по состоянию на 2015 год.

Сердечно-сосудистые заболевания и рак

Дефицит холина может вызвать ожирение печени , что увеличивает риск рака и сердечно-сосудистых заболеваний . Дефицит холина также снижает выработку SAM, которая участвует в метилировании ДНК - это снижение также может способствовать канцерогенезу . Таким образом, был изучен дефицит и его связь с такими заболеваниями. Однако обсервационные исследования свободных популяций не показали убедительно связи между низким потреблением холина и сердечно-сосудистыми заболеваниями или большинством видов рака. Исследования рака простаты противоречивы.

Познание

Исследования, наблюдающие за эффектом между повышенным потреблением холина и познавательной способностью , были проведены у взрослых людей с противоречивыми результатами. Подобные исследования человеческих младенцев и детей были противоречивыми и также ограниченными.

Перинатальное развитие

Как беременность, так и кормление грудью резко увеличивают потребность в холине. Эта потребность может быть удовлетворена за счет активации PEMT за счет увеличения уровня эстрогена для производства большего количества холина de novo , но даже при повышенной активности PEMT потребность в холине все еще настолько высока, что запасы холина в организме обычно истощаются. Это подтверждается наблюдением, что мыши Pemt - / - (мыши с отсутствием функциональной PEMT) прерывают беременность через 9-10 дней, если им не дают дополнительный холин.

В то время как материнские запасы холина истощаются во время беременности и кормления грудью, плацента накапливает холин, перекачивая холин против градиента концентрации в ткань, где он затем сохраняется в различных формах, в основном в виде ацетилхолина . Концентрация холина в околоплодных водах может быть в десять раз выше, чем в крови матери.

Функции у плода

Холин пользуется большим спросом во время беременности в качестве субстрата для построения клеточных мембран (быстрое расширение тканей плода и матери), повышенной потребности в одноуглеродных фрагментах (субстрат для метилирования ДНК и других функций), увеличения запасов холина в тканях плода и плаценты. , и для увеличения производства липопротеинов (белков, содержащих «жировые» части). В частности, вызывает интерес влияние потребления холина на мозг. Это связано с использованием холина в качестве материала для изготовления клеточных мембран (особенно при производстве фосфатидилхолина ). Рост человеческого мозга происходит наиболее быстро в третьем триместре беременности и продолжается примерно до пяти лет. В это время высок спрос на сфингомиелин , который производится из фосфатидилхолина (и, следовательно, из холина), потому что этот материал используется для миелинизации (изоляции) нервных волокон . Холин также необходим для производства нейромедиатора ацетилхолина , который может влиять на структуру и организацию областей мозга, нейрогенез , миелинизацию и образование синапсов . Ацетилхолин даже присутствует в плаценте и может помочь контролировать пролиферацию и дифференцировку клеток (увеличение числа клеток и превращение многоцелевых клеток в специализированные клеточные функции) и роды .

Поглощение холина в головном мозге контролируется транспортером с низким сродством, расположенным на гематоэнцефалическом барьере . Транспорт происходит, когда концентрация холина в артериальной плазме увеличивается выше 14 мкмоль / л, что может происходить во время скачка концентрации холина после употребления богатой холином пищи. Нейроны , наоборот, приобретают холин с помощью транспортеров как с высоким, так и с низким сродством. Холин хранится в виде мембраносвязанного фосфатидилхолина, который впоследствии может быть использован для синтеза нейромедиатора ацетилхолина. Ацетилхолин образуется по мере необходимости, проходит через синапс и передает сигнал следующему нейрону. Впоследствии ацетилхолинэстераза расщепляет его, и свободный холин снова поглощается высокоаффинным транспортером в нейрон.

Использует

Холина хлорид и битартрат холина используются в пищевых добавках . Битартрат используется чаще из-за его меньшей гигроскопичности . Некоторые соли холина используются в качестве добавок для кур , индейки и некоторых других кормов для животных . Некоторые соли также используются в качестве промышленных химикатов: например, в фотолитографии для удаления фоторезиста . Теофиллинат холина и салицилат холина используются в качестве лекарств, а также в качестве структурных аналогов , таких как метахолин и карбахол . Радиоактивно меченные холины, такие как 11 C-холин , используются в медицинской визуализации . Другие коммерчески используемые соли включают цитрат трихолина и бикарбонат холина .

Антагонисты и ингибиторы

Сотни антагонистов холина и ингибиторов ферментов были разработаны в исследовательских целях. Аминометилпропанол одним из первых стал использоваться в качестве инструмента исследования. Подавляет синтез холина и триметилглицина . Он может вызывать дефицит холина, что, в свою очередь, приводит к ожирению печени у грызунов. Диэтаноламин - еще одно такое соединение, но также загрязняет окружающую среду. N -циклогексилхолин подавляет захват холина в основном мозгом. Гемихолиний-3 является более общим ингибитором, но также умеренно ингибирует холинкиназы . Также были разработаны более специфические ингибиторы холинкиназы. Также существуют ингибиторы синтеза триметилглицина: карбоксибутилгомоцистеин является примером специфического ингибитора BHMT .

Холинергическая гипотеза о деменции не только приводит к лекарственным ингибиторам ацетилхолинэстеразы , но также и к различным ингибиторам ацетилхолина . Примерами таких химических веществ , ингибирующих исследовательских включают triethylcholine , homocholine и многие другие N - этил производные холина, которые являются ложные нейротрансмиттеров аналоги ацетилхолина. Также были разработаны ингибиторы холинацетилтрансферазы .

История

Открытие

В 1849 году Адольф Стрекер первым выделил холин из желчи свиньи . В 1852 году Л. Бабо и М. Хиршбрунн извлекли холин из семян белой горчицы и назвали его синкалин . В 1862 году Стрекер повторил свой эксперимент с желчью свиньи и быка, впервые назвав это вещество холином после греческого слова желчь, холе , и идентифицировав его с химической формулой C 5 H 13 NO. В 1850 год Гобли, Теодор Николас извлеченного из мозга и икр из карпов вещества он назвал лецитин после греческого слова для яичного желтка , lekithos , показывая в 1874 году , что представляет собой смесь фосфатидилхолины .

В 1865 году Оскар Либрейх выделил « нейрин » из мозга животных. В структурные формулы из ацетилхолина и «нейрин» Liebreich были решены Адольфа фон Байера в 1867. Позже в том же году «нейрин» и sinkaline было показано, что одни и те же вещества , как холин STRECKER в. Таким образом, Байер первым разрешил структуру холина. Соединение, известное сейчас как нейрин, не связано с холином.

Открытие как питательное вещество

В начале 1930-х годов Чарльз Бест и его коллеги отметили, что ожирение печени у крыс, соблюдающих особую диету, и собак с диабетом можно предотвратить, дав им лецитин , доказав в 1932 году, что холин в лецитине несет единоличную ответственность за этот профилактический эффект. В 1998 году Национальная медицинская академия США представила свои первые рекомендации по содержанию холина в рационе человека.

использованная литература