Start » Artykuły naukowe

Kwas kynureninowy, co to jest?

8 czerwca 2010

Kwas kynureninowy (KYNA) został odkryty w połowie XIX wieku w moczu psów (stąd jego nazwa), powstaje w organizmie w enzymatycznym szlaku przemian tryptofanu. Początkowo uważano, że jest to tylko uboczny produkt metabolizmu tego aminokwasu u ssaków, który nie ma określonych funkcji fizjologicznych. W latach 80-90-tych stwierdzono, że KYNA jest antagonistą aminokwasów pobudzających w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN). Obecnie wiadomo, że KYNA pełni funkcję czynnika modulującego neurotransmisję glutaminianergiczną. Dlaczego jest to interesujący związek? Wydaje się, że możliwa jest farmakologiczna ingerencja w produkcję KYNA, a przez to oddziaływanie na procesy związane z aktywnością aminokwasów pobudzających w mózgu. Jednak zanim to nastąpi, warto sięgnąć po produkty spożywcze, które zawierają KYNA. Najwięcej jest go w produktach pszczelich: propolisie, pyłku pszczelim i miodzie, a także w brokułach i ziemniakach.

Dopiero w 1988 roku stwierdzono, że KYNA jest substancją wytwarzaną w mózgu człowieka, ale słabo przechodzi przez barierę krew-mózg[1]. Jest on syntetyzowany z kynureniny w reakcji enzymatycznej katalizowanej przez aminotransferazy kynureninowe (KAT). KYNA jest endogennym nieselektywnym antagonistą wszystkich podtypów receptorów glutaminianergicznych: NMDA, AMPA i kainianowego, które blokuje w wysokich stężeniach. Są to receptory biorące udział w procesach poznawczych, uczenia się i pamięci oraz w przekaźnictwie bólowym i aktywności motorycznej. Zmiany ich funkcji mają znaczenie w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych.

U mózgu człowieka zawartość KYNA jest w zakresie od 0,002 do 1,6 nmola/g (0,002-1,6 µM). Stężenie w ludzkim płynie mózgowo-rdzeniowym wynosi tylko 0,001 – 0,005 µM i dlatego jego udział w procesach neuroprzekaźnictwa był przyjmowany sceptycznie.  W 2007 roku wykazano[2], że KYNA w małych „fizjologicznych” stężeniach działa na presynaptyczne receptory NMDA, które wpływają na uwalnianie neuroprzekaźnika, kwasu glutaminowego, co zmienia poglądy na rolę KYNA w OUN. Obecnie wiadomo, że KYNA odgrywa istotną rolę w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, Parkinsona, Huntingtona czy udar mózgu oraz chorób psychicznych, takich jak schizofrenia i depresja[3]. Wzrost stężenia KYNA w mózgu zaobserwowano u pacjentów z chorobą Alzheimera[4] i zespołem Downa, obniżenie jego stężenia u chorych na chorobę Parkinsona[5], pląsawicę Huntingtona i anoreksję. W większości badań wykazano zwiększenie zawartości KYNA w korze mózgowej i płynie mózgowo-rdzeniowym u chorych na schizofrenię[6]. Jednak wyniki badań nie zawsze są jednoznaczne. W różnych strukturach mózgu stwierdzano zarówno brak zmian stężenia, jak i wzrost jego zawartości; ocena zmian może być utrudniona zwłaszcza w zaawansowanych chorobach neurodegeneracyjnych. Stwierdzono ponadto, że zwiększenie ilości KYNA w mózgu powoduje zaburzenie procesów uczenia się i uwagi[7]. Natomiast długotrwałe podawanie neuroleptyków, haloperidolu, klozapiny, powoduje zmniejszenie zawartości KYNA w mózgu i płynie mózgowo-rdzeniowym, co może odpowiadać za ich działanie przeciwpsychotyczne[8]. Podwyższone stężenia KYNA występują w przebiegu zapalenia opon mózgowych, chorób autoimmunologicznych, a także u pacjentów, u których toczy się proces zapalny[9].

Obecność KYNA w stężeniach nanomolarnych wykazano w surowicy, ślinie, nerkach, wątrobie, płucach, śledzionie i mięśniach. Jest obecny w gałce ocznej, gdzie pełni rolę neuroprotekcyjną[10]. Najwyższe jego stężenia są w nerkach i moczu, a także w treści jelitowej. Duże mikromolarne stężenie wykazano w żółci i soku trzustkowym. Źródłem KYNA w jelitach jest flora bakteryjna[11] oraz żywność.

Ciekawe są wyniki badań nad wpływem KYNA na układ krążenia. Pokazano na zwierzętach, że normalizuje ciśnienie tętnicze, a komórki śródbłonka naczyń krwionośnych mają zdolność do jego syntezy. Zapobiega niekorzystnemu działaniu homocysteiny, co sugeruje jego potencjalne działanie przeciwmiażdżycowe[12]. KYNA jest składnikiem płynu stawowego pochodzącego od chorych na reumatoidalne zapalenie stawów, a jego stężenie okazało się mniejsze w przypadku chorób o podłożu zapalnym. W przebiegu zapalenia dochodzi do nasilenia przemian na szlaku kynureninowym, co wskazuje na defekt w produkcji KYNA w stawach i może być czynnikiem zaostrzającym przebieg choroby[13]. W 2006 roku wykazano[14], że KYNA jest ligandem receptora GPR35 (receptor związany z białkiem G), receptory te zlokalizowane są w przewodzie pokarmowym oraz na komórkach układu immunologicznego. Wydaje się, że działanie za pośrednictwem GPR35 może odpowiadać za hamowanie nieprawidłowej, nadmiernej reakcji zapalnej i immunologicznej organizmu.

KYNA może odgrywać istotną rolę w regulacji wielu procesów, a jego rola jest znacznie większa niż dotychczas sądzono, choć wymaga dalszych intensywnych badań. Wydaje się, że terapeutyczne wykorzystanie KYNA, jego pochodnych lub substancji wpływających na jego syntezę w organizmie nastąpi w nieodległej przyszłości. O kwasie kynureninowym na pewno usłyszymy, zwłaszcza, że zajmują się nim też polscy naukowcy10-13,15.

Kwas kynureninowy jest składnikiem żywności i jest łatwo absorbowany w przewodzie pokarmowym. Ostatnio oznaczono jego stężenie w 37 próbkach produktów spożywczych[15]. Najwięcej KYNA zawierały produkty pszczele: propolis (8.6 nmol/g), pyłek pszczeli (3.4 nmol/g) i miód (1.0–4.6 nmol/g), stosunkowo dużo jest go w brokułach (2.2 nmol/g) i ziemniakach (0.7 nmol/g), a tylko śladowe ilości (rzędu pikomoli/g) w czerwonej papryce i rybach. Warto wiedzieć, że gotowanie zmniejsza jego zawartość w marchewce, kalafiorze i brokułach, ale praktycznie nie zmienia jej w ziemniakach. KYNA jest w też ziołach, np. w liściach pokrzywy i mniszka lekarskiego (0,4-0,5 µg/g świeżego surowca), a również w preparatach zawierających dziurawiec.

więcej informacji, czytaj: www.eco-remedia.com.

BIBLIOGRAFIA

  1. Fukui S, Schwarcz R, Rapoport SI, Takada Y, Smith QR: Blood-brain barrier transport of kynurenines: implications for brain synthesis and metabolism. J Neurochem, 1991, 56, 2007-2017.
  2. Luccini E, Musante V, Neri E, Raiteri M, Pittaluga A: N-methyl-D-aspartate autoreceptors respond to low and high agonist concentrations by facilitating, respectively, exocytosis and carrier-mediated release of glutamate in rat hippocampus. J Neurosci Res, 2007, 85, 3657-3665.
  3. Nemeth H, Toldi J, Vecsei L: Role of kynurenines in the central and peripheral nervous systems. Curr Neurovasc Res, 2005, 2, 249-260.
  4. Baran H, Jellinger K, Deecke L: Kynurenine metabolism in Alzheimer’s disease. J Neural Transm, 1999, 106, 165-181.
  5. Ogawa T, Matson WR, Beal MF, Myers RH, Bird ED, Milbury P, Saso S: Kynurenine pathway abnormalities in Parkinson’s disease. Neurology, 1992, 42, 1702-1706.
  6. Erhardt S, Blennow K, Nordin C, Skogh E, Lindstrom LH, Engberg G: Kynurenic acid levels are elevated in the cerebrospinal fluid of patients with schizophrenia. Neurosci Lett, 2001, 313, 96-98.
  7. Chess AC, Bucci DJ: Increased concentration of cerebral kynurenic acid alters stimulus processing and conditioned responding. Behav Brain Res, 2006, 170, 326-332.
  8. Ceresoli-Borroni G, Rassoulpour A, Wu HQ, Guidetti P, Schwarcz R: Chronic neuroleptic treatment reduces endogenous kynurenic acid levels in rat brain. J Neural Transm, 2006, 113, 1355-1365.
  9. Heyes MP, Saito K, Crowley JS, Davis LE, Demitrack MA, Der M, Dilling LA, Elia J, Kruesi MJ, Lackner A, : Quinolinic acid and kynurenine pathway metabolism in inflammatory and non-inflammatory neurological disease. Brain, 1992, 115, 1249-1273.
  10. Zarnowski T, Rejdak R, Zagorski Z, Kocki T, Kleinrok Z, Turski WA: Evidence for intraocular synthesis of kynurenic acid, a putative endogenous neuroprotectant. Ophthalmic Res, 2001, 33, 107-110.
  11. Kuc D, Zgrajka W, Parada-Turska J, Urbanik-Sypniewska T, Turski WA: Micromolar concentration of kynurenic acid in rat small intestine. Amino Acids, 2008, 35, 503-505.
  12. Urbanska EM, Luchowski P, Luchowska E, Pniewski J, Wozniak R, Chodakowska-Zebrowska M, Lazarewicz J: Serum kynurenic acid positively correlates with cardiovascular disease risk factor, homocysteine: a study in stroke patients. Pharmacol Rep, 2006, 58, 507-511.
  13. Parada-Turska J, Rzeski W, Zgrajka W, Majdan M, Kandefer-Szerszen M, Turski W: Kynurenic acid, an endogenous constituent of rheumatoid arthritis synovial fluid, inhibits proliferation of synoviocytes in vitro. Rheumatol Int, 2006, 26, 422-426.
  14. Wang J, Simonavicius N, Wu X, Swaminath G, Reagan J, Tian H, Ling L: Kynurenic acid as a ligand for orphan G protein-coupled receptor GPR35. J Biol Chem, 2006, 281, 22021-22028.
  15. Turski MP, Turska M, Zgrajka W, Kuc D, Turski WA: Presence of kynurenic acid in food and honeybee products. Amino Acids, 2009, 36, 75-80.
Poleć w swojej społeczności!