Câu chuyện của taurine và cơ thể

Taurine là một chất osmolyte hữu cơ có liên quan đến điều chỉnh thể tích tế bào, và cung cấp một chất nền cho sự hình thành muối mật. Nó đóng một vai trò trong điều chế nồng độ canxi tự do nội bào, và mặc dù nó là một trong số ít các axit amin không kết hợp với protein, taurine là một trong những axit amin dồi dào nhất trong não, võng mạc, mô cơ và các cơ quan trong suốt thân hình.

Taurine phục vụ rất nhiều chức năng trong hệ thần kinh trung ương, từ phát triển đến bảo vệ tế bào, và thiếu hụt taurine có liên quan đến bệnh cơ tim, rối loạn chức năng thận, bất thường phát triển và tổn thương nghiêm trọng đối với tế bào thần kinh võng mạc. Tất cả các mô mắt có chứa taurine, và phân tích định lượng các chất chiết xuất từ ​​mắt của mắt chuột cho thấy taurine là axit amin dồi dào nhất trong võng mạc, thủy tinh thể, thấu kính, giác mạc, mống mắt và cơ thể mi. Trong võng mạc, taurine rất quan trọng cho sự phát triển của thụ thể thụ thể và hoạt động như một chất bảo vệ tế bào chống lại tổn thương thần kinh liên quan đến stress và các bệnh lý khác. Mặc dù có nhiều tính chất chức năng của taurine , tuy nhiên, các cơ chế tế bào và sinh hóa trung gian các hành động của taurine không hoàn toàn được biết đến. Tuy nhiên, xét đến sự phân bố rộng rãi, nhiều thuộc tính bảo vệ tế bào và ý nghĩa chức năng của taurine trong phát triển tế bào, dinh dưỡng và sự sống còn, taurine chắc chắn là một trong những chất thiết yếu nhất trong cơ thể. Điều thú vị là taurine đáp ứng được nhiều tiêu chí được coi là cần thiết để đưa vào hàng tồn kho chất dẫn truyền thần kinh, nhưng bằng chứng về thụ thể đặc trưng taurine vẫn chưa được xác định trong hệ thần kinh có xương sống. Trong báo cáo này, chúng tôi trình bày tổng quan về các đặc tính chức năng của taurine, một số hậu quả của sự thiếu hụt taurine và kết quả nghiên cứu trên mô hình động vật cho thấy taurine có thể đóng vai trò điều trị trong việc quản lý bệnh động kinh và đái tháo đường.

 

Giới thiệu sự xuất hiện Taurine( trừu tượng)

Động lực cho cuộc tổng quan này có từ hơn một vài thập kỷ, bắt nguồn từ một căn bệnh kỳ lạ, tức là những cơn đau đầu dữ dội thường bị các thực khách ăn phải mononatri glutamate, một phụ gia thực phẩm thông dụng trong nhà và nhà hàng. Nó được biết đến với nhiều tên khác nhau, phổ biến nhất là “Hội chứng nhà hàng Trung Quốc” vì nó có thể sử dụng quá nhiều trong súp hoành thánh. Nguyên nhân vẫn là một bí ẩn cho đến năm 1969, khi John Olney và các đồng nghiệp của ông đã chứng minh rõ ràng tác dụng độc thần kinh của mononatri glutamate. Trong một loạt các bài báo ấn tượng, họ đã chỉ ra rằng khi bôi tại chỗ hoặc tiêm, glutamate và các chất tương tự của nó (aspartate, kainate, N-metyl-d-aspartate [NMDA], α-amino-3-hydroxy-5-metyl-4 -isoxazole-propionic acid [AMPA]) là độc tế bào đối với các tế bào thần kinh trong mọi bộ phận của hệ thần kinh trung ương (CNS) . Vấn đề không chỉ vì lợi ích hàn lâm, vì tổn thương thần kinh gây ra glutamate được biết là xảy ra khi nồng độ glutamate của chất kẽ đạt đến mức cao bất thường do thiếu oxy máu, thiếu máu cục bộ hoặc chấn thương não.

Một sự tò mò nổi bật đã được nhìn thấy khi các nghiên cứu của Olney được mở rộng cho hệ thống thị giác.Ví dụ, trong võng mạc chuột sơ sinh, ông đã phơi nhiễm 30 phút với glutamate tiêm tĩnh mạch (1 mM) tạo ra tổn thương mô bệnh học đặc trưng bởi các tế bào bị sưng ở lớp tế bào hạch, nửa gần của lớp hạt nhân bên trong và mở rộng đến lớp plexiform bên trong. Ngay cả sau khi rửa và chuyển võng mạc bị đào thải sang môi trường không có glutamate, Olney nhận thấy rằng tổn thương đã tiến triển hơn nữa, đặc biệt là ở các tế bào trong nửa bên trong của lớp hạt nhân bên trong. Đáng chú ý là mặc dù võng mạc đã được tắm trong glutamate, chỉ có các lớp bên trong bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Tại sao các tế bào thần kinh ở các lớp xa được tha? Các tế bào thần kinh và glia đã được chứng minh là cô lập glutamate thông qua các hệ thống hấp thu ái lực cao. Các cơ chế vận chuyển này, được coi là có trách nhiệm thanh toán bù trừ L-glutamate khỏi khe hở synap và để chấm dứt tín hiệu kích thích , đại diện cho bước đầu tiên trong việc tái chế máy phát qua “chu trình glutamine” . Sự hấp thu glutamate chắc chắn đóng vai trò bảo vệ tế bào, nhưng rõ ràng là không đủ để dự phòng võng mạc bên trong khi tiếp xúc với mức độ độc hại của glutamate. Thay vào đó, có vẻ như có một hoặc nhiều chất nội sinh phục vụ để bảo vệ võng mạc bên ngoài khỏi phản ứng nặng với glutamate. Chúng tôi đề nghị rằng một trong những tác nhân nội sinh hiệu quả nhất bảo vệ võng mạc xa từ việc áp dụng các mức độc hại của glutamate là taurine axit amin.

Thuốc bảo vệ tế bào khác

Trước khi xem xét thêm một số đặc tính sinh hóa và sinh lý của taurine, cũng như phạm vi rộng các điều kiện mà taurine được chứng minh là có lợi, chúng ta phải thừa nhận rằng võng mạc có thể tiếp xúc với một số tác nhân kích thích sinh tồn khác trong điều kiện bình thường . Nhiều yếu tố đã được chứng minh là có hiệu quả, ví dụ, yếu tố thần kinh có nguồn gốc từ não (BDNF), yếu tố thần kinh mật (CNTF) và yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF) đã được LaVail và đồng nghiệp nghiên cứu và điều tra rộng rãi . Những thành phần này và các thành viên khác trong gia đình chuyển đổi yếu tố tăng trưởng giúp bảo vệ các tế bào thần kinh võng mạc khỏi thiếu máu cục bộ, hình thành gốc tự do, tổn thương ánh sáng và các hình thức xúc phạm thần kinh liên quan. Mặc dù mức độ của một số các yếu tố này được điều chỉnh để đáp ứng với chấn thương , các tác nhân này, ngay cả khi được áp dụng ngoại sinh, chủ yếu có xu hướng làm chậm quá trình chết tế bào. Điều trị với sự kết hợp các chất chống oxy hóa cũng đã chứng minh có hiệu quả cứu các tế bào nhận động trong một mô hình động vật (rd1) của thoái hóa võng mạc , nhưng ở đây các tác nhân đã được áp dụng ngoại sinh. Chúng tôi đề nghị rằng nồng độ cao của taurine nội sinh trong suốt võng mạc có thể phục vụ tốt hơn vai trò của neuroprotectant chống lại kích thích glutamate gây ra.

Một số thuộc tính chức năng taurine

Taurine (2-aminoethan- sulfonic acid), một chất osmolyte hữu cơ tham gia vào điều chỉnh thể tích tế bào, cung cấp một chất nền cho sự hình thành muối mật, và taurine đóng một vai trò trong điều chế nồng độ canxi tự do nội bào . Taurine là một trong những axit amin dồi dào nhất trong não và tủy sống, bạch cầu, tế bào tim và cơ, võng mạc, và thực sự hầu như tất cả các mô khắp cơ thể.Nó lần đầu tiên được xác định và phân lập từ mật của bò ( Bos taurus ), từ đó nó lấy được tên của nó . Cấu trúc hóa học của taurine, thể hiện trong hình 1A , cho thấy rằng Taurine thiếu nhóm carboxyl điển hình của các axit amin khác, nhưng có chứa một nhóm sulfonate. Tuyến đường chính cho sinh tổng hợp taurine, thể hiện trong hình 1B là từ methionine và cysteine ​​thông qua cysteinesulfinic acid decarboxylase (CSD), và thường đòi hỏi quá trình oxy hóa hypotaurine đối với taurine là bước cuối cùng .

 

 Đáp : Công thức hóa học của taurine là C 2 H 7 NO 3 S MW = 125,15. B : Sơ đồ quá khổ này cho thấy các bước chính trong việc chuyển đổi L-cysteine ​​thành taurine. Enzyme cysteine ​​dioxygenase (CDO) xúc tác chuyển đổi L-cysteine ​​thành cysteine ​​sulfinate, và quá trình oxy hóa hypotaurine (2-aminethane sulfinate) dẫn đến taurine.

CSD ban đầu được nhân bản và xác định trong gan là enzyme giới hạn tốc độ trong sinh tổng hợp taurine , và sau đó được thể hiện trong thận cũng như não, nơi nó được bản địa hóa trong các tế bào thần kinh đệm. Mức độ CSD là rất thấp ở mèo, cũng như con người và các loài linh trưởng khác, nhưng ăn thịt và hải sản – hoặc bổ sung taurine – giúp duy trì nồng độ mô bình thường của taurine. Như Sinwell và Gorodischer đã chỉ ra, có một tỷ lệ gia tăng các vấn đề về trẻ em ở trẻ em được nuôi dưỡng trong chế độ ăn chay hoàn toàn của các cộng đồng thuần chay. Ngoài võng mạc, mọi vùng não đã được thử nghiệm chứa hoặc chiếm taurine; điều này bao gồm pineal, pons medulla , hypothalamus, striatum , và tiểu não . Tại mỗi địa điểm này, có bằng chứng về khả năng của taurine để cải thiện một số dạng bệnh lý thần kinh nhất định.

Bởi vì taurine là một trong số ít các axit amin không được sử dụng trong quá trình tổng hợp protein, taurine thường được gọi là axit amin “không cần thiết”, hoặc rộng hơn như một axit amin “có điều kiện”. Xem xét sự phân bố rộng của taurine, nhiều thuộc tính không bảo vệ của nó , và ý nghĩa chức năng của taurine trong phát triển tế bào, dinh dưỡng và sự sống còn , đây là những sai lầm rõ ràng. Taurine chắc chắn là một trong những chất thiết yếu nhất trong cơ thể. Hơn nữa, có bằng chứng ngày càng tăng rằng sự suy giảm taurine dẫn đến một loạt các bệnh lý, bao gồm bệnh cơ tim nặng , rối loạn chức năng thận , sự cố tế bào tụy , và mất các thụ thể thụ thể võng mạc . Mối quan hệ chặt chẽ giữa mức taurine và thoái hóa do dinh dưỡng được hỗ trợ thêm trong việc bổ sung taurine có thể ức chế peroxidation lipid gây ra ánh sáng, và do đó taurine bảo vệ các phân đoạn bên ngoài thanh bị cô lập khỏi tổn thương do phình .

Taurine với thận và sự liên quan bệnh tiểu đường

Có một danh sách dài các bệnh bị ảnh hưởng bởi taurine, mặc dù cơ chế sinh hóa chính xác thường không hoàn toàn rõ ràng. Một trường hợp tại điểm là vai trò của nó trong bệnh tiểu đường. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng taurine đóng một vai trò quan trọng trong việc khắc phục tình trạng kháng insulin và các yếu tố nguy cơ khác trong các mô hình động vật của bệnh tiểu đường loại 1 và loại 2 . Cụ thể hơn, việc quản lý taurine đã được chứng minh là ngăn ngừa bệnh lý vi mô gây ra glucose cao, tức là, tế bào nội mô mạch máu apoptosis và ở chuột ăn fructose, taurine đã được tìm thấy để phục hồi hoạt động của enzyme chuyển hóa glucose và cải thiện độ nhạy insulin bằng cách thay đổi các sự kiện sau thụ thể của hành động insulin . Đề nghị rằng nitric oxide (NO) có thể liên quan đến bệnh sinh của bệnh tiểu đường đã thúc đẩy một nghiên cứu để xác định xem tổng hợp NO nội sinh hoặc phản ứng cục bộ với NO nội sinh có thể bị suy giảm ở bệnh nhân đái tháo đường phụ thuộc insulin loại 1 hay không . Kết quả cho thấy rằng hoạt độ NO-synthase tăng hoặc độ nhạy NO giảm ở bệnh nhân Type 1, một dấu hiệu tốt cho thấy hệ thống L-arginine – NO liên quan đến sinh bệnh học của bệnh tiểu đường và di chứng của nó, ví dụ như bệnh võng mạc tiểu đường. Sau đó, nồng độ NO cao được chứng minh là nguyên nhân dẫn đến sự tăng lên của gen vận chuyển taurine và tăng đồng thời sự hấp thụ taurine trong các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc ở người .

Tác dụng của Taurine đối với chức năng thận , đặc biệt là do taurine liên quan đến các mô hình động vật tiểu đường do streptozotocin gây ra, cũng đáng chú ý. Như Trachtman et al. (1995) đã chỉ ra, taurine cải thiện bệnh thận do tiểu đường bằng cách giảm lipid peroxidation và làm giảm sự tích lũy của các sản phẩm cuối glycation tiên tiến trong thận . Tuy nhiên, cho dù những phát hiện từ mô hình động vật của bệnh tiểu đường dịch sang một liệu pháp hiệu quả trong việc quản lý bệnh tiểu đường ở người là một câu hỏi mở. Trong kết nối này, điều quan trọng cần lưu ý là taurine đã được chứng minh là làm giảm tiết insulin bởi các tế bào in in vitro. Hơn nữa, trái ngược với kết quả từ thí nghiệm trên động vật, một nghiên cứu về 20 đối tượng béo phì ở người có khuynh hướng di truyền đối với bệnh tiểu đường loại 2 cho thấy bổ sung taurine (1,5 g trong 8 tuần) không ảnh hưởng đến bài tiết hoặc độ nhạy insulin . Tóm lại, những phát hiện này không ủng hộ quan điểm rằng bổ sung chế độ ăn uống với taurine có thể được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển của bệnh tiểu đường loại 2. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nghiên cứu này rõ ràng là quá nhỏ và thời gian quá ngắn để có bất kỳ ý nghĩa lâm sàng nào. Các nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng hơn nữa sẽ có tầm quan trọng trong việc đánh giá tiềm năng điều trị của taurine trong việc quản lý bệnh tiểu đường ở người.

Taurine với hệ thần kinh trong bệnh động kinh .

Có lẽ câu hỏi bí ẩn nhất về taurine là liệu nó có phải là một chất dẫn truyền thần kinh hay không.??

Các vấn đề tương tự đã che mờ mối quan hệ giữa taurine và động kinh, mặc dù có rất ít nghi ngờ rằng taurine có hoạt động chống động kinh ở động vật thí nghiệm. Hiệu quả của taurine đã được chứng minh ở cả hai bệnh tự nhiên và do động kinh do thuốc gây ra ở mèo, chuột và chó , và bằng chứng cho thấy taurine chặn khớp thần kinh hippocampal nha khoa, một locus tầm quan trọng trong epileptogenesis, chỉ ra một hành động cụ thể trong bệnh động kinh. Thật vậy, các thí nghiệm sơ bộ trong các đối tượng động kinh của con người xác nhận tác dụng chống co giật của taurine, nhưng các hiệu ứng không mạnh mẽ, cũng như chúng không nhất quán. Điều này có thể là do taurine không dễ dàng vượt qua hàng rào máu-não, và một số tương tự taurine hiện đang được điều tra cho tiềm năng điều trị của họ.

Taurine trong mắt

Từ lâu người ta đã biết rằng tất cả các mô mắt, cả thần kinh và không dây thần kinh, đều chứa taurine, thúc đẩy một loạt các nghiên cứu xác định sự phân bố tế bào của nó . Phân tích định lượng toàn bộ các chất chiết xuất từ ​​mô mắt của mắt chuột cho thấy taurine là axit amin dồi dào nhất trong võng mạc, thủy tinh thể, thấu kính, giác mạc, mống mắt và cơ thể mi . Tất nhiên, mức cao nhất của taurine là ở võng mạc và một thí nghiệm khéo léo liên quan đến việc lựa chọn võng mạc chuột bình thường và bệnh tật đã kích hoạt Cohen và đồng nghiệp để định lượng sự phân bố taurine và các axit amin khác trên các lớp tế bào võng mạc ( Hình 2 ). Lưu ý rằng trong võng mạc bình thường (kiểm soát), taurine vượt quá nồng độ của mỗi axit amin khác bằng mười lần hoặc nhiều hơn, trong khi ở chuột C3H photoreceptorless, nồng độ của nó là khoảng một phần ba giá trị của nó trong võng mạc điều khiển. Cũng lưu ý rằng sự phá hủy võng mạc bên trong bằng glutamate có ít ảnh hưởng đến nồng độ taurine. Rõ ràng, do đó, taurine được tập trung cao ở các lớp ngoài cùng của võng mạc có xương sống. Điều này phù hợp với những phát hiện rằng động vật (ví dụ, mèo, khỉ, người đàn ông) không sản xuất đủ lượng taurine trải qua những thay đổi thoái hóa nghiêm trọng trong thụ thể quang và biểu mô sắc tố võng mạc (RPE) khi thiếu taurine trong chế độ ăn uống.

Sự phân bố chọn lọc taurine trong võng mạc võng mạc, cũng như trong các mô khác, là do sự hiện diện của cả hai ái lực cao và thấp Na ⁺ – và vận chuyển taurine phụ thuộc Cl.

→ Taurine đóng một vai trò quan trọng như là một yếu tố cơ bản để duy trì tính toàn vẹn của tế bào trong tim, cơ, võng mạc và trong suốt CNS. Như chúng tôi đã cố gắng để hiển thị, axit amin phổ biến này là một tác nhân bảo vệ tế bào mạnh; hơn nữa, nó được coi là một ứng cử viên dẫn truyền thần kinh, rõ ràng taurine là một điều biến của hoạt động thần kinh, và là một phân tử xứng đáng đáng chú ý hơn nhiều so với nó đã nhận được cho đến nay. Có khả năng là nhiều chức năng của taurine chúng ta đã mô tả được trung gian tại các locus khác nhau trên cả hai vị trí ngoại bào (ví dụ, tham gia hoạt động thần kinh, kích thích sản xuất que) và các mục tiêu nội bào (ví dụ, để hoàn thành vai trò của taurine trong phát triển và bảo vệ.

Nguồn: Việc chuẩn bị đánh giá này được tài trợ bởi Viện Mắt Quốc gia (EY14161, WS) và Quỹ Khoa học Quốc gia (IOS 1,021,646, WS). Các tác giả rất biết ơn Tiến sĩ Thoru Pederson (Trường Đại học Y khoa Massachusetts) về việc đọc một bản thảo quan trọng và nhiều gợi ý hữu ích đã được đưa vào trong văn bản nghiên cứu về taurine này. taurine,,,taurine..taurine…taurine…taurine..