Colina - Choline

Colina
Fórmula Esquelética
Modelo bola e pau
Nomes
Nome IUPAC preferido
2-hidroxi- N , N , N -trimetiletan-1-amínio
Outros nomes
2-Hidroxi- N , N , N- trimetiletanamínio
Bilineurina
(2-Hidroxietil) trimetilamônio
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
1736748
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.487 Edite isso no Wikidata
Número EC
324597
KEGG
UNII
  • InChI = 1S / C5H14NO / c1-6 (2,3) 4-5-7 / h7H, 4-5H2,1-3H3 / q + 1 VerificaY
    Chave: OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • C [N +] (C) (C) CCO
Propriedades
C 5 H 14 NO +
Massa molar 104,17 g / mol
Aparência líquido deliquescente viscoso (hidróxido de colina)
muito solúvel (hidróxido de colina)
Solubilidade solúvel em etanol , insolúvel em éter dietílico e clorofórmio (hidróxido de colina)
Perigos
Pictogramas GHS GHS05: Corrosivo
Palavra-sinal GHS Perigo
H314
P260 , P264 , P280 , P301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P321 , P363 , P405 , P501
NFPA 704 (diamante de fogo)
Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD 50 ( dose mediana )
3-6 g / kg de peso corporal , ratos, oral
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
VerificaY verificar  (o que é   ?) VerificaY☒N
Referências da Infobox

Colina / k l i n / é um nutriente essencial para os seres humanos e muitos outros animais. A colina ocorre como um cátion que forma vários sais (X - na fórmula representada é um contra- ânion indefinido ). Para manter a saúde, deve ser obtido na dieta como colina ou como fosfolipídios de colina , como a fosfatidilcolina . Os humanos, assim como a maioria das outras espécies animais, produzem colina de novo , mas a produção geralmente é insuficiente. A colina geralmente não é classificada como uma vitamina , mas como um nutriente com um metabolismo semelhante a um aminoácido . Na maioria dos animais, os fosfolipídios de colina são componentes necessários nas membranas celulares , nas membranas das organelas celulares e nas lipoproteínas de densidade muito baixa . A colina é necessária para produzir acetilcolina - um neurotransmissor - e S- adenosilmetionina , um doador universal de metila envolvido na síntese de homocisteína .

A deficiência sintomática de colina - rara em humanos - causa doença hepática gordurosa não alcoólica e dano muscular. O consumo excessivo de colina (maior que 7,5 g / dia) pode causar hipotensão , sudorese , diarreia e odor corporal de peixe devido à trimetilamina , que se forma em seu metabolismo. Fontes dietéticas ricas de colina e fosfolipídios de colina incluem carnes orgânicas e gemas de ovo , laticínios e vegetais .

Química

A colina é uma família de compostos de amônio quaternário solúveis em água . O hidróxido de colina é conhecido como base de colina. É higroscópico e, portanto, frequentemente encontrado como um xarope hidratado viscoso e incolor que cheira a trimetilamina (TMA). As soluções aquosas de colina são estáveis, mas o composto se decompõe lentamente em etilenoglicol , polietilenoglicóis e TMA.

O cloreto de colina pode ser feito tratando TMA com 2-cloroetanol :

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

O 2-cloroetanol pode ser gerado a partir de óxido de etileno . A colina tem sido historicamente produzida a partir de fontes naturais, como a hidrólise da lecitina .

Metabolismo

Biossíntese

Biossíntese de colina em plantas

Nas plantas, o primeiro passo na biossíntese de novo da colina é a descarboxilação da serina em etanolamina , que é catalisada por uma serina descarboxilase . A síntese de colina a partir de etanolamina pode ocorrer em três vias paralelas, onde três etapas consecutivas de N- metilação catalisadas por uma metil transferase são realizadas na base livre, fosfo-bases ou fosfatidil-bases. A fonte do grupo metil é S- adenosil- L- metionina e S- adenosil- L- homocisteína é gerada como um subproduto.

Principais vias de metabolismo, síntese e excreção da colina (Chol). Clique para detalhes. Algumas das abreviações são usadas nesta seção.

Em humanos e na maioria dos outros animais, a síntese de novo da colina é feita pela via da fosfatidiletanolamina N-metiltransferase (PEMT), mas a biossíntese não é suficiente para atender às necessidades humanas. Na rota PEMT hepática, o 3-fosfoglicerato (3PG) recebe 2 grupos acil do acil-CoA formando um ácido fosfatídico . Reage com o trifosfato de citidina para formar difosfato de citidina-diacilglicerol. Seu grupo hidroxila reage com a serina para formar fosfatidilserina que descarboxila em etanolamina e formas de fosfatidiletanolamina (PE). Uma enzima PEMT move três grupos metil de três S- adenosil metioninas (SAM) doadores para o grupo etanolamina da fosfatidiletanolamina para formar colina na forma de uma fosfatidilcolina. Três S- adenosil- homocisteínas (SAHs) são formados como um subproduto.

A colina também pode ser liberada de moléculas contendo colina mais complexas. Por exemplo, as fosfatidilcolinas (PC) podem ser hidrolisadas em colina (Chol) na maioria dos tipos de células. A colina também pode ser produzida pela rota CDP-colina, as quinases de colina citosólica (CK) fosforilam a colina com ATP em fosfocolina (PChol). Isso acontece em alguns tipos de células, como fígado e rim. As citidililtransferases de colina-fosfato (CPCT) transformam o PChol em CDP-colina (CDP-Chol) com trifosfato de citidina (CTP). A CDP-colina e o diglicerídeo são transformados em PC pela diacilglicerol colinafosfotransferase (CPT).

Em humanos, certas mutações da enzima PEMT e deficiência de estrogênio (muitas vezes devido à menopausa ) aumentam a necessidade alimentar de colina. Em roedores, 70% das fosfatidilcolinas são formadas pela rota PEMT e apenas 30% pela rota CDP-colina. Em camundongos knockout , a inativação do PEMT os torna completamente dependentes da colina da dieta.

Absorção

Em humanos, a colina é absorvida do intestino por meio da proteína de membrana SLC44A1 (CTL1) por meio da difusão facilitada governada pelo gradiente de concentração de colina e pelo potencial elétrico através das membranas de enterócitos . SLC44A1 tem capacidade limitada de transportar colina: em altas concentrações, parte dela não é absorvida. A colina absorvida deixa os enterócitos pela veia porta , passa pelo fígado e entra na circulação sistêmica . Os micróbios intestinais degradam a colina não absorvida em trimetilamina , que é oxidada no fígado em N- óxido de trimetilamina .

A fosfocolina e as glicerofosfocolinas são hidrolisadas por meio de fosfolipases em colina, que entra na veia porta. Devido à sua solubilidade em água, alguns deles escapam inalterados para a veia porta. Compostos contendo colina solúvel em gordura ( fosfatidilcolinas e esfingomielinas ) são hidrolisados ​​por fosfolipases ou entram na linfa incorporada aos quilomícrons .

Transporte

Em humanos, a colina é transportada como uma molécula livre no sangue. Fosfolipídios contendo colina e outras substâncias, como glicerofosfocolinas, são transportados nas lipoproteínas do sangue . Os níveis de colina no plasma sanguíneo em adultos saudáveis ​​em jejum é de 7–20  micromoles por litro (μmol / l) e 10 μmol / l em média. Os níveis são regulados, mas a ingestão e a deficiência de colina altera esses níveis. Os níveis são elevados por cerca de 3 horas após o consumo de colina. Os níveis de fosfatidilcolina no plasma de adultos em jejum é de 1,5–2,5 mmol / l. Seu consumo eleva os níveis de colina livre por cerca de 8-12 horas, mas não afeta significativamente os níveis de fosfatidilcolina.

A colina é um íon solúvel em água e, portanto, requer transportadores para passar pelas membranas celulares solúveis em gordura . Três tipos de transportadores de colina são conhecidos:

SLC5A7s são transportadores dependentes de sódio - (Na + ) e ATP . Eles têm alta afinidade de ligação para a colina, transportam-na principalmente para os neurônios e estão indiretamente associados à produção de acetilcolina . Sua função deficiente causa fraqueza hereditária nos músculos pulmonares e em outros músculos em humanos por meio da deficiência de acetilcolina. Em camundongos knockout , sua disfunção resulta facilmente em morte com cianose e paralisia .

Os CTL1s têm afinidade moderada pela colina e transportam-na em quase todos os tecidos, incluindo intestinos, fígado, rins, placenta e mitocôndrias . Os CTL1s fornecem colina para a produção de fosfatidilcolina e trimetilglicina . Os CTL2s ocorrem especialmente nas mitocôndrias da língua, rins, músculos e coração. Eles estão associados à oxidação mitocondrial da colina a trimetilglicina. Os CTL1s e os CTL2s não estão associados à produção de acetilcolina, mas transportam a colina juntos através da barreira hematoencefálica . Apenas CTL2s ocorrem no lado cerebral da barreira. Eles também removem o excesso de colina dos neurônios de volta ao sangue. Os CTL1s ocorrem apenas no lado sanguíneo da barreira, mas também nas membranas de astrócitos e neurônios.

OCT1s e OCT2s não estão associados à produção de acetilcolina. Eles transportam colina com baixa afinidade. Os OCT1s transportam colina principalmente no fígado e rins; OCT2s nos rins e no cérebro.

Armazenar

A colina é armazenada nas membranas celulares e organelas como fosfolipídios , e dentro das células como fosfatidilcolinas e glicerofosfocolinas .

Excreção

Mesmo em doses de 2–8 g de colina, pouca colina é excretada na urina em humanos. A excreção acontece por meio de transportadores que ocorrem dentro dos rins (ver transporte ). A trimetilglicina é desmetilada no fígado e rins em dimetilglicina (o tetrahidrofolato recebe um dos grupos metil). A metilglicina se forma, é excretada na urina ou é desmetilada em glicina .

Função

A colina e seus derivados têm muitas funções em humanos e em outros organismos. A função mais notável é que a colina serve como um precursor sintético para outros componentes celulares essenciais e moléculas de sinalização, como os fosfolipídios que formam as membranas celulares, o neurotransmissor acetilcolina e o osmorregulador trimetilglicina ( betaína ). A trimetilglicina, por sua vez, serve como fonte de grupos metil, participando da biossíntese de S- adenosilmetionina .

Precursor de fosfolipídio

A colina é transformada em diferentes fosfolipídios , como fosfatidilcolinas e esfingomielinas . Estes são encontrados em todas as membranas celulares e nas membranas da maioria das organelas celulares . As fosfatidilcolinas são parte estruturalmente importante das membranas celulares. Em humanos, 40–50% de seus fosfolipídios são fosfatidilcolinas.

Os fosfolipídios de colina também formam jangadas de lipídios nas membranas celulares junto com o colesterol . As jangadas são centros, por exemplo, de receptores e de enzimas de transdução de sinais de receptores .

As fosfatidilcolinas são necessárias para a síntese de VLDLs : 70–95% de seus fosfolipídios são fosfatidilcolinas em humanos.

A colina também é necessária para a síntese do surfactante pulmonar , que é uma mistura que consiste principalmente de fosfatidilcolinas. O surfactante é responsável pela elasticidade pulmonar, ou seja, pela capacidade do tecido pulmonar de se contrair e expandir. Por exemplo, a deficiência de fosfatidilcolinas nos tecidos pulmonares tem sido associada à síndrome do desconforto respiratório agudo .

As fosfatidilcolinas são excretadas na bile e atuam em conjunto com os sais dos ácidos biliares como surfactantes , auxiliando na absorção intestinal de lipídios .

Síntese de acetilcolina

A colina é necessária para produzir acetilcolina . É um neurotransmissor que desempenha um papel necessário na contração muscular , memória e desenvolvimento neural , por exemplo. No entanto, existe pouca acetilcolina no corpo humano em relação a outras formas de colina. Os neurônios também armazenam colina na forma de fosfolipídios em suas membranas celulares para a produção de acetilcolina.

Fonte de trimetilglicina

Em humanos, a colina é oxidada irreversivelmente nas mitocôndrias do fígado em glicina betaína aldeído por colina oxidases . Este é oxidado por betaína-aldeído desidrogenases mitocondrial ou citosólica em trimetilglicina . A trimetilglicina é um osmorregulador necessário . Também funciona como um substrato para a enzima BHMT , que metila a homocisteína em metionina . Este é um precursor da S- adenosilmetionina (SAM). SAM é um reagente comum em reações de metilação biológica . Por exemplo, ele metila guanidinas de DNA e certas lisinas de histonas . Portanto, faz parte da expressão gênica e da regulação epigenética . A deficiência de colina, portanto, leva a níveis elevados de homocisteína e diminuição dos níveis de SAM no sangue.

Conteúdo em alimentos

A colina ocorre nos alimentos como uma molécula livre e na forma de fosfolipídios , especialmente como fosfatidilcolinas . A colina é mais alta em carnes orgânicas e gemas de ovo, embora seja encontrada em menor grau em carnes não orgânicas , grãos , vegetais , frutas e laticínios . Os óleos de cozinha e outras gorduras alimentares têm cerca de 5 mg / 100 g de colina total. Nos Estados Unidos , os rótulos dos alimentos expressam a quantidade de colina em uma porção como uma porcentagem do valor diário (% DV) com base na ingestão adequada de 550 mg / dia. 100% do valor diário significa que uma porção de comida contém 550 mg de colina.

O leite materno é rico em colina. O aleitamento materno exclusivo corresponde a cerca de 120 mg de colina por dia para o bebê. O aumento da ingestão de colina pela mãe aumenta o teor de colina do leite materno e a baixa ingestão o diminui. As fórmulas infantis podem ou não conter colina suficiente. Na UE e nos EUA , é obrigatório adicionar pelo menos 7 mg de colina por 100  quilocalorias (kcal) a cada fórmula infantil. Na UE, os níveis acima de 50 mg / 100 kcal não são permitidos.

A trimetilglicina é um metabólito funcional da colina. Ele substitui a colina nutricionalmente, mas apenas parcialmente. Altas quantidades de trimetilglicina ocorrem no farelo de trigo (1.339 mg / 100 g), gérmen de trigo torrado (1.240 mg / 100 g) e espinafre (600–645 mg / 100 g), por exemplo.

Conteúdo de colina dos alimentos (mg / 100 g)
Carnes Legumes
Bacon cozido 124,89 Feijão, bata 13,46
Carne , cortada, cozida 78,15 Beterraba 6.01
Fígado de boi frito 418,22 Brócolis 40,06
Frango Assado com Pele 65,83 couve de Bruxelas 40,61
Frango assado sem pele 78,74 Repolho 15,45
Fígado de galinha 290,03 Cenoura 8,79
Bacalhau, atlântico 83,63 Couve-flor 39,10
Carne moída , 75-85% magra, grelhada 79,32-82,35 Milho doce , amarelo 21,95
Lombo de porco cozido 102,76 Pepino 5,95
Camarão enlatado 70,60 Alface , iceberg 6,70
Produtos lácteos (vaca) Alface, alface 9,92
Manteiga salgada 18,77 Ervilha 27,51
Queijo 16,50-27,21 Chucrute 10,39
Queijo tipo cottage 18,42 Espinafre 22,08
Leite , inteiro / desnatado 14,29-16,40 Batata doce 13,11
Nata 20,33 Tomate 6,74
Iogurte natural 15,20 Abobrinha 9,36
Grãos Frutas
Farelo de aveia cru 58,57 maçã 3,44
Aveia pura 7,42 Abacate 14,18
Arroz branco 2.08 Banana 9,76
Arroz marrom 9,22 Mirtilo 6,04
Farelo de trigo 74,39 Cantalupo 7,58
Germe de trigo torrado 152,08 Uva 7,53
Outros Toranja 5,63
Feijão, Marinha 26,93 laranja 8,38
Ovo, galinha 251,00 Pêssego 6,10
Azeite 0,29 Pera 5,11
Amendoim 52,47 Ameixa seca 9,66
Soja crua 115,87 morango 5,65
Tofu , macio 27,37 Melancia 4,07

Valores diários

A tabela a seguir contém fontes atualizadas de colina para refletir o novo valor diário e os novos rótulos de informações nutricionais e suplementos. Ele reflete dados do Departamento de Agricultura dos EUA, Serviço de Pesquisa Agrícola. FoodData Central, 2019.

Fontes alimentares selecionadas de colina
Comida Miligramas (mg) por porção Porcentagem DV *
Fígado de boi , frito, 3 onças (85 g) 356 65
Ovo cozido, 1 ovo grande 147 27
Rodada superior de carne , magra separável apenas, refogada, 3 onças (85 g) 117 21
Soja , torrada, 12 xícara 107 19
Peito de frango assado, 3 onças (85 g) 72 13
Carne, moída, 93% carne magra, grelhada, 3 onças (85 g) 72 13
Bacalhau, Atlântico , cozido, calor seco, 3 onças (85 g) 71 13
Cogumelos, shiitake , cozido, pedaços de 12 xícara 58 11
Batatas, vermelhas , assadas, polpa e pele, 1 batata grande 57 10
Germe de trigo torrado, 1 onça (28 g) 51 9
Feijão, rim , enlatado, 12 xícara 45 8
Quinoa , cozida, 1 xícara 43 8
Leite , 1% de gordura, 1 xícara 43 8
Iogurte , baunilha, desnatado, 1 xícara 38 7
Couve de Bruxelas , fervida, 12 xícara 32 6
Brócolis picado, fervido, escorrido, 12 xícara 31 6
Queijo cottage , desnatado, 1 xícara 26 5
Atum , branco, enlatado em água, escorrido em sólidos, 3 onças (85 g) 25 5
Amendoim torrado a seco, 14 xícara 24 4
Couve-flor , pedaços de 1 pol. (2,5 cm), fervida, escorrida, 12 xícara 24 4
Ervilhas, verdes , fervidas, 12 xícara 24 4
Sementes de girassol , torradas em óleo, 14 xícara 19 3
Arroz, marrom , grão longo, cozido, 1 xícara 19 3
Pão, pita , trigo integral, 1 grande ( 6+12  pol ou 17 cm de diâmetro) 17 3
Repolho cozido, 12 xícara 15 3
Tangerina ( tangerina ), seções, 12 xícara 10 2
Feijão, instantâneo , cru, 12 xícara 8 1
Kiwi cru, 12 xícara fatiada 7 1
Cenouras , cruas, picadas, 12 xícara 6 1
Maçãs , cruas, com pele, cortadas em quartos ou picadas, 12 xícara 2 0

DV = valor diário. A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA desenvolveu DVs para ajudar os consumidores a comparar o conteúdo de nutrientes de alimentos e suplementos dietéticos no contexto de uma dieta total. O DV para colina é de 550 mg para adultos e crianças com 4 anos ou mais. O FDA não exige que os rótulos dos alimentos listem o conteúdo de colina, a menos que a colina tenha sido adicionada ao alimento. Os alimentos que fornecem 20% ou mais do VD são considerados fontes elevadas de um nutriente, mas os alimentos que fornecem porcentagens mais baixas do VD também contribuem para uma dieta saudável.

O FoodData Central do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) lista o conteúdo de nutrientes de muitos alimentos e fornece uma lista abrangente de alimentos que contêm colina, organizada por conteúdo de nutrientes.

Recomendações dietéticas

As recomendações são em miligramas por dia (mg / dia). As recomendações da Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) são recomendações gerais para os países da UE . A EFSA não estabeleceu nenhum limite máximo para a ingestão. Cada país da UE pode ter recomendações mais específicas. As recomendações da National Academy of Medicine (NAM) aplicam-se nos Estados Unidos , Austrália e Nova Zelândia .

Recomendações de colina (mg / dia)
Era Ingestão adequada da EFSA Ingestão adequada do US NAM Níveis superiores toleráveis ​​de ingestão do US NAM
Bebês e crianças
0-6 meses Não estabelecido 125 Não estabelecido
7 a 12 meses 160 150 Não estabelecido
1-3 anos 140 200 1.000
4-6 anos 170 250 1.000
7–8 anos 250 250 1.000
9 a 10 anos 250 375 1.000
11-13 anos 340 375 2.000
Machos
14 anos 340 550 3.000
15-18 anos 400 550 3.000
Mais de 19 anos 400 550 3.500
Mulheres
14 anos 340 400 3.000
15-18 anos 400 400 3.000
19+ anos 400 425 3.500
Se grávida 480 450 3.500 (3.000 se ≤18 a)
Se estiver amamentando 520 550 3.500 (3.000 se ≤18 a)

Ingestão nas populações

Doze pesquisas realizadas em 9 países da UE entre 2000 e 2011 estimaram a ingestão de colina por adultos nesses países em 269–468 miligramas por dia. A ingestão foi de 269–444 mg / dia em mulheres adultas e 332–468 mg / dia em homens adultos. A ingestão foi de 75-127 mg / dia em bebês, 151-210 mg / dia em crianças de 1 a 3 anos, 177-304 mg / dia em crianças de 3 a 10 anos e 244-373 mg / dia em 10 a 18 anos. A estimativa média da ingestão total de colina foi de 336 mg / dia em adolescentes grávidas e 356 mg / dia em mulheres grávidas.

Um estudo baseado na pesquisa NHANES de 2009–2012 estimou que a ingestão de colina é muito baixa em algumas subpopulações dos Estados Unidos . A ingestão foi de 315,2–318,8 mg / d em crianças com mais de 2 anos entre este período de tempo. De mais de 2 anos, apenas15,6 ± 0,8 % dos homens e6,1 ± 0,6 % das mulheres excedeu a ingestão adequada (IA). AI foi excedido em62,9 ± 3,1 % de 2 a 3 anos de idade,45,4 ± 1,6 % de 4 a 8 anos de idade,9,0 ± 1,0 % de 9 a 13 anos de idade,1,8 ± 0,4 % de 14-18 e6,6 ± 0,5 % de maiores de 19 anos. O nível de ingestão superior não foi excedido em nenhuma subpopulação.

Um estudo NHANES de 2013–2014 da população dos EUA descobriu que a ingestão de colina de 2 a 19 anos de idade era 256 ± 3,8  mg / dia e339 ± 3,9  mg / dia em adultos com 20 anos ou mais. A entrada foi402 ± 6,1  mg / d em homens com 20 e mais anos e 278 mg / d em mulheres com mais de 20 anos.

Deficiência

sinais e sintomas

A deficiência sintomática de colina é rara em humanos. A maioria obtém quantidades suficientes dele da dieta e são capazes de biossintetizar quantidades limitadas dele. A deficiência sintomática é freqüentemente causada por certas doenças ou por outras causas indiretas. A deficiência grave causa lesão muscular e doença hepática gordurosa não alcoólica , que pode evoluir para cirrose .

Além dos humanos, o fígado gorduroso também é um sinal típico de deficiência de colina em outros animais. O sangramento nos rins também pode ocorrer em algumas espécies. Suspeita-se que isso seja devido à deficiência de trimetilglicina derivada da colina , que funciona como um osmorregulador .

Causas e mecanismos

A produção de estrogênio é um fator relevante que predispõe os indivíduos à deficiência juntamente com a baixa ingestão de colina na dieta. Os estrogénios activar fosfatidilcolina produzir TMEP enzimas. As mulheres antes da menopausa têm menor necessidade alimentar de colina do que os homens devido à maior produção de estrogênio pelas mulheres. Sem a terapia com estrogênio , as necessidades de colina das mulheres na pós-menopausa são semelhantes às dos homens. Alguns polimorfismos de nucleotídeo único (fatores genéticos) que afetam o metabolismo da colina e do folato também são relevantes. Certos micróbios intestinais também degradam a colina com mais eficiência do que outros, portanto, eles também são relevantes.

Na deficiência, a disponibilidade de fosfatidilcolinas no fígado é diminuída - eles são necessários para a formação de VLDLs . Assim , o transporte de ácidos graxos mediado por VLDL para fora do fígado diminui, levando ao acúmulo de gordura no fígado. Outros mecanismos de ocorrência simultânea que explicam a lesão hepática observada também foram sugeridos. Por exemplo, os fosfolipídios de colina também são necessários nas membranas mitocondriais . Sua indisponibilidade leva à incapacidade das membranas mitocondriais de manter o gradiente eletroquímico adequado , que, entre outras coisas, é necessário para degradar os ácidos graxos por meio da β-oxidação . O metabolismo da gordura no fígado, portanto, diminui.

Excesso de ingestão

Doses excessivas de colina podem ter efeitos adversos. Descobriu-se que doses diárias de 8 a 20 g de colina, por exemplo, causam baixa pressão arterial , náuseas , diarreia e odor corporal semelhante ao de peixe . O odor é devido à trimetilamina (TMA) formada pelos micróbios intestinais da colina não absorvida (ver trimetilaminúria ).

O fígado oxida o TMA em N- óxido de trimetilamina (TMAO). Níveis elevados de TMA e TMAO no corpo têm sido associados ao aumento do risco de aterosclerose e mortalidade. Assim, a ingestão excessiva de colina tem a hipótese de aumentar esses riscos além da carnitina , que também é formada em TMA e TMAO pelas bactérias intestinais. No entanto, a ingestão de colina não mostrou aumentar o risco de morrer de doenças cardiovasculares . É plausível que níveis elevados de TMA e TMAO sejam apenas um sintoma de outras doenças subjacentes ou fatores genéticos que predispõem os indivíduos ao aumento da mortalidade. Esses fatores podem não ter sido devidamente contabilizados em certos estudos observando a mortalidade relacionada aos níveis de TMA e TMAO. A causalidade pode ser reversa ou confusa e a grande ingestão de colina pode não aumentar a mortalidade em humanos. Por exemplo, a disfunção renal predispõe a doenças cardiovasculares , mas também pode diminuir a excreção de TMA e TMAO.

Efeitos na saúde

Fechamento do tubo neural

Alguns estudos em humanos mostraram baixa ingestão materna de colina para aumentar significativamente o risco de defeitos do tubo neural (DTNs) em recém-nascidos. A deficiência de folato também causa DTN. A colina e o folato, interagindo com a vitamina B 12 , agem como doadores de metila para a homocisteína para formar metionina , que pode então passar a formar SAM ( S -adenosilmetionina ). SAM é o substrato para quase todas as reações de metilação em mamíferos. Foi sugerido que a metilação perturbada via SAM pode ser responsável pela relação entre folato e NTDs. Isso também pode se aplicar à colina. Certas mutações que perturbam o metabolismo da colina aumentam a prevalência de DTNs em recém-nascidos, mas o papel da deficiência de colina na dieta permanece obscuro, até 2015.

Doenças cardiovasculares e câncer

A deficiência de colina pode causar esteatose hepática , o que aumenta o risco de câncer e doenças cardiovasculares . A deficiência de colina também diminui a produção de SAM, que participa da metilação do DNA - essa diminuição também pode contribuir para a carcinogênese . Assim, a deficiência e sua associação com tais doenças têm sido estudadas. No entanto, estudos observacionais de populações livres não mostraram de forma convincente uma associação entre a baixa ingestão de colina e doenças cardiovasculares ou a maioria dos cânceres. Estudos sobre câncer de próstata têm sido contraditórios.

Conhecimento

Estudos observando o efeito entre maior ingestão de colina e cognição foram conduzidos em humanos adultos, com resultados contraditórios. Estudos semelhantes em bebês e crianças humanos têm sido contraditórios e também limitados.

Desenvolvimento perinatal

Tanto a gravidez quanto a lactação aumentam drasticamente a demanda por colina. Essa demanda pode ser atendida pela regulação positiva de PEMT por meio do aumento dos níveis de estrogênio para produzir mais colina de novo , mas mesmo com o aumento da atividade de PEMT, a demanda por colina ainda é tão alta que os estoques corporais geralmente se esgotam. Isso é exemplificado pela observação de que camundongos Pemt - / - (camundongos sem PEMT funcional) abortarão em 9-10 dias, a menos que sejam alimentados com colina suplementar.

Enquanto os estoques maternos de colina são esgotados durante a gravidez e a lactação, a placenta acumula colina ao bombear colina contra o gradiente de concentração no tecido, onde é então armazenada em várias formas, principalmente como acetilcolina . As concentrações de colina no líquido amniótico podem ser dez vezes maiores do que no sangue materno.

Funções no feto

A colina está em alta demanda durante a gravidez como substrato para a construção de membranas celulares (expansão rápida do tecido fetal e da mãe), maior necessidade de porções de um carbono (um substrato para metilação do DNA e outras funções), aumentando os estoques de colina nos tecidos fetal e placentário , e para o aumento da produção de lipoproteínas (proteínas contendo porções "gordurosas"). Em particular, há interesse no impacto do consumo de colina no cérebro. Isso decorre do uso da colina como material para a fabricação de membranas celulares (principalmente na fabricação de fosfatidilcolina ). O crescimento do cérebro humano é mais rápido durante o terceiro trimestre da gravidez e continua a ser rápido até aproximadamente os cinco anos de idade. Durante esse tempo, a demanda é alta por esfingomielina , que é feita de fosfatidilcolina (e, portanto, de colina), porque esse material é usado para mielinizar (isolar) fibras nervosas . A colina também é necessária para a produção do neurotransmissor acetilcolina , que pode influenciar a estrutura e a organização das regiões cerebrais, a neurogênese , a mielinização e a formação de sinapses . A acetilcolina está até mesmo presente na placenta e pode ajudar a controlar a proliferação e diferenciação celular (aumentos no número de células e mudanças de células multiuso em funções celulares dedicadas) e o parto .

A absorção de colina pelo cérebro é controlada por um transportador de baixa afinidade localizado na barreira hematoencefálica . O transporte ocorre quando as concentrações de colina no plasma arterial aumentam acima de 14 μmol / l, o que pode ocorrer durante um pico na concentração de colina após o consumo de alimentos ricos em colina. Os neurônios , por outro lado, adquirem colina por transportadores de alta e baixa afinidade. A colina é armazenada como fosfatidilcolina ligada à membrana, que pode ser usada posteriormente para a síntese do neurotransmissor de acetilcolina. A acetilcolina é formada conforme a necessidade, viaja pela sinapse e transmite o sinal para o neurônio seguinte. Posteriormente, a acetilcolinesterase degrada-a e a colina livre é novamente absorvida por um transportador de alta afinidade para o neurônio.

Usos

O cloreto de colina e o bitartarato de colina são usados ​​em suplementos dietéticos . O bitartarato é usado com mais frequência devido à sua baixa higroscopicidade . Certos sais de colina são usados ​​para suplementar frango , peru e alguns outros alimentos para animais . Alguns sais também são usados ​​como produtos químicos industriais: por exemplo, em fotolitografia para remover fotoresiste . Teofilinato de colina e salicilato de colina são usados ​​como medicamentos, bem como análogos estruturais , como metacolina e carbacol . As colinas radiomarcadas , como a 11 C-colina , são usadas em imagens médicas . Outros sais usados ​​comercialmente incluem citrato de tricolina e bicarbonato de colina .

Antagonistas e inibidores

Centenas de antagonistas de colina e inibidores de enzimas foram desenvolvidos para fins de pesquisa. O aminometilpropanol está entre os primeiros usados ​​como ferramenta de pesquisa. Inibe a síntese de colina e trimetilglicina . É capaz de induzir a deficiência de colina que, por sua vez, resulta em fígado gorduroso em roedores. A dietanolamina é outro composto, mas também um poluente ambiental. A N- ciclohexilcolina inibe a absorção de colina principalmente no cérebro. O hemicolínio-3 é um inibidor mais geral, mas também inibe moderadamente a colina quinases . Inibidores de colina quinase mais específicos também foram desenvolvidos. Também existem inibidores da síntese de trimetilglicina: a carboxibutil - homocisteína é um exemplo de um inibidor específico da BHMT .

A hipótese colinérgica de demência não levou apenas a inibidores medicinais da acetilcolinesterase , mas também a uma variedade de inibidores da acetilcolina . Exemplos de tais substâncias químicas inibidoras de pesquisa incluem trietilcolina , homocolina e muitos outros N- etil derivados da colina, que são falsos neurotransmissores análogos da acetilcolina. Também foram desenvolvidos inibidores da colina acetiltransferase .

História

Descoberta

Em 1849, Adolph Strecker foi o primeiro a isolar a colina da bile de porco . Em 1852, L. Babo e M. Hirschbrunn extraíram colina de sementes de mostarda branca e a chamaram de sinkaline . Em 1862, Strecker repetiu sua experiência com bile de porco e de boi, chamando a substância colina pela primeira vez depois da palavra grega para bile, chole , e identificando-a com a fórmula química C 5 H 13 NO. Em 1850, Theodore Nicolas Gobley extraiu dos cérebros e das ovas das carpas uma substância que chamou de lecitina em homenagem à palavra grega para gema de ovo , lekithos , mostrando em 1874 que era uma mistura de fosfatidilcolinas .

Em 1865, Oscar Liebreich isolou " neurine " de cérebros de animais. As fórmulas estruturais da acetilcolina e da "neurina" de Liebreich foram resolvidas por Adolf von Baeyer em 1867. Mais tarde naquele ano, "neurina" e a sinkalina mostraram-se as mesmas substâncias da colina de Strecker. Assim, a Bayer foi a primeira a resolver a estrutura da colina. O composto agora conhecido como neurina não está relacionado à colina.

Descoberta como nutriente

No início da década de 1930, Charles Best e colegas notaram que o fígado gorduroso em ratos com dieta especial e cães diabéticos poderia ser evitado alimentando-os com lecitina , provando em 1932 que a colina na lecitina era a única responsável por esse efeito preventivo. Em 1998, a Academia Nacional de Medicina dos Estados Unidos relatou suas primeiras recomendações para a colina na dieta humana.

Referências