betaiini on kvaternäärinen ammoniumyhdiste, jossa on kolme metyyliryhmää, ja sitä on monissa kasveissa. Se toimii apuaineena lukuisissa biologisissa prosesseissa. Lääke käyttää betaiinia muun muassa sydänsairauksien ja tiettyjen lipidimetabolian häiriöiden hoitoon.
Mikä on betaiini?
Betaiini on kvaternäärinen ammoniumyhdiste, jonka empiirinen kaava on C5H11NO2. Kvaternääriselle ammoniumyhdisteelle on tunnusomaista se, että neljä orgaanista ainetta sitoutuu keskeiseen typpiatomiin, jonka kemia tunnistaa tähteiksi.
Tämä on saavuttanut typpiatomin sidosten enimmäismäärän. Jäännökset voidaan osoittaa eri tavalla, mikä antaa molekyylin lopulliset ominaisuudet. Betaiinin tapauksessa kolme paikasta on metyyliryhmien miehittämiä.
Metyyliryhmät ovat yksinkertaisimpia hiileen perustuvia yhdisteitä; kemia viittaa sellaisiin ryhmiin orgaanisina yhdisteinä. Betaiinin metyyliryhmät toimivat metyylidonoreina: ne vapauttavat metyyliryhmät muihin molekyyleihin, esimerkiksi tiettyjen aminohappojen synteesin yhteydessä. Koska metyyliryhmät ovat luonnostaan hyvin inerttejä, entsyymit tai muut biokemialliset apuaineet nopeuttavat tätä reaktiota ihmiskehossa.
Betaiini ei ole identtinen betaiineiksi kutsuttujen aineiden ryhmän kanssa, mutta niiden rakenne on samanlainen. Betaiini tunnetaan myös nimillä glykyyli Betaiini, glysiini Betaiini, N, N, N-trimetyyliglysiini ja N, N, N-trimetyyliammonioasetaatti. Se liukenee helposti veteen ja on puhtaassa muodossaan aggregaation kiinteässä tilassa. Betaiini sulaa vain 301 ° C: ssa.
Toiminto, vaikutukset ja tehtävät
Betaiinilla on rooli monissa biologisissa prosesseissa ihmiskehossa. Koska siinä on kolme metyyliryhmää, se toimii esimerkiksi metyylidonorina. Tällainen aine vapauttaa yhden tai useamman metyyliryhmän toiseen molekyyliin. Tämä vaihe esiintyy esimerkiksi erilaisten aminohappojen synteesissä. Biologia kuvaa myös prosessia transmetylaatioprosessina.
Transmetyloinnin aikana betaiini vapauttaa ainakin yhden metyyliryhmistään toiseen molekyyliin. Tällä molekyylillä on biologinen tehtävä organismissa; siksi biologia puhuu myös luonnollisista aineista tai biomolekyyleistä. Koska metyyliryhmät ovat hyvin inerttejä, entsyymin on autettava reaktiossa: Metyylitransferaasit katalysoivat metyyliryhmien siirtymistä. Betaiini ei toimi vain metyylidonorina, vaan myös metyyliakseptorina. Se vastaanottaa myös metyyliryhmiä synteesin aikana ennen kuin se voi myöhemmin siirtää ne eteenpäin. Betaiinin lisäksi metyylin luovuttajina voidaan käyttää myös koliinia, kreatiinia, metioniinia ja muita.
Betaiini ei näytä olevan vain hyödyllinen lääketieteessä; Jotkut tutkimukset osoittavat, että betaiinin lisäannos parantaa urheilijoiden suorituskykyä. Betaiinilla voi olla vaikutuksia lipidimetaboliaan. Tämän taustalla olevat tarkat mekanismit ovat edelleen pitkälti tuntemattomia.
Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot
Betaiini velkaa nimen latinankieliselle sanalle “beeta”, joka tarkoittaa ”sokerijuurikasta”: Betaiinia ei esiinny vain suurina määrinä näissä kasveissa, vaan tutkijat eristävät sen myös sokerijuurikkaasta ensimmäistä kertaa. Betaiinia löytyy kuitenkin myös muista kasveista. Tasapainoisella ruokavaliolla ihmiset kuluttavat yleensä tarpeeksi betaiinia tavanomaisen ruokavalion kanssa.
Ihmiset, joilla on lisääntynyt betaiinin tarve, voivat käyttää ainetta ravintolisäaineena. Tutkimukset osoittavat, että betaiinin imeytyminen ravintolisistä on yhtä hyvä kuin luonnollisista elintarvikkeista. Betaiini voi kuitenkin olla myrkyllinen suurissa määrin. Eläinkokeissa hiirien LD50 oli 830 mg painokiloa kohti. LD50 osoittaa annoksen, jolla puolet eläimistä kuoli. Cholewan, Guimarães-Ferreiran ja Zanchin mukaan lääketieteelliseen hoitoon käytettiin annoksia 500 - 9000 mg päivässä. Ihmisillä, joilla on tiettyjä lipidiaineenvaihdunnan häiriöitä, on yleensä poikkeavia betaiinipitoisuuksia virtsassa.
Sairaudet ja häiriöt
Lääkärit käyttävät betaiinia muun muassa maksasairauksien, samoin kuin sydänkohtausten ja joidenkin muiden sydän- ja verisuonisairauksien hoidossa. Bakteerit voivat myös muodostaa aineen. On näyttöä siitä, että tuberkuloosipatogeeni käyttää betaiinia ihmisen solujen tartuttamiseen.
Betaiinihydrokloridin muodossa betaiinia käytetään myös hyperlipemian hoidossa. Hyperlipemian kanssa triglyseridien määrä veressä kasvaa. Triglyseridejä kutsutaan myös neutraaliksi rasvaksi tai triasyyliglyseriiniksi. Nämä glyseriini- ja rasvahappoyhdisteet voivat aiheuttaa arterioskleroosia: rasvat laskeutuvat verenkiertoon ja supistavat verisuonia. Täydellinen sulkeminen on mahdollista. Veren virtaamalla veri antaa talletukselle irtoutua ja liikkua kehon läpi. Jos se ei liukene, on vaara, että rasvakerros tarttuu pullonkauloihin tai pienempiin valtimoihin. Veri ei voi kulkea sinetin läpi.
Takana olevat solut eivät pysty vastaanottamaan ravinteita tai hengityskaasuja tai ne ovat riittämättömiä. Ateroskleroosi voi johtaa sydänkohtaukseen, aivohalvaukseen tai keuhkoemboliaan riippuen siitä, missä talletukset ovat. Muut komplikaatiot ovat myös mahdollisia; ne ovat vähemmän vakavia eivätkä välttämättä ole välittömiä uhkia, mutta niitä tulisi ottaa vakavasti ja ne voivat myös vaurioittaa kudoksia ja elimiä. Sama kliininen kuva kuin hyperlipemiassa, nähdään myös hypertriglyseridemiassa. Betaiini liittyy myös muihin lipidimetabolian häiriöihin.
Ihmiset, jotka tekevät liian vähän mahahappoa, voivat hyödyntää betaiinia sisältäviä lääkkeitä puuttuvan hapon täydentämiseksi. Saannin säännöllisyys ja tarkka annos voivat vaihdella suuresti yksittäisissä tapauksissa; hoitavan lääkärin on siksi arvioitava huolellisesti betaiinin optimaalinen määrä. Mahdollisia sivuvaikutuksia ovat ruokahaluttomuus, hiustenlähtö, ihomuutokset, aivoödeema, levottomuus, unihäiriöt ja psykologiset muutokset.
