Метаболизм гомоцистеина у детей и подростков: влияние возраста на биомаркеры плазмы и взаимосвязь с соответствующими генотипами

Авторское право © 2019, Helena Caldeira-Araújo, Ruben Ramos, Cristina Florindo, Isabel Rivera, Rita Castro, Isabel Tavares de Almeida ( doi.org)

Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) ( Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)

Nutrients 2019, 11(3), 646

Хелена Кальдейра-Араужу, Рубен Рамос, Кристина Флориндо, Изабель Ривера, Рита Кастро, Изабель Таварес де Алмейда

Аннотация

Введение

Нарушение метаболизма гомоцистеина (ГЦ) связано с несколькими патологиями; тем не менее, он недостаточно описан в педиатрии. В этом исследовании изучали влияние возраста на концентрацию ГЦ и соответствующих биомаркеров в плазме крови, а также их взаимосвязь с соответствующими генотипами.

Методы

Была исследована группа здоровых детей в возрасте 9 (n = 195) и 17 (n = 128) лет. С помощью иммунологического исследования и GC-MS-SIM-режима количественно определяли уровни ГЦ и биомаркеров в плазме. Благодаря ПЦР-ПДРФ или анализу методом количественной ПЦР оценивали общие вариации в связанных генах.

Результаты

Возраст влияет на уровни ГЦ и метаболические маркеры: у детей старшего возраста уровень фолатов и общего кобаламина (оКБ) был ниже, а гомоцистеин находился в плазме в самых высоких концентрациях, тогда как уровни метилмалоновой кислоты (MMК) и голотранскобаламина (Голо-TК) оставались сходными у 9-летних и 17-летних детей. Взаимосвязь между витаминами группы В и метаболическими маркерами также зависела от возраста. Только у детей старшего возраста показатели ММК коррелировали с оКБ и Голо-TК, а уровни ММК были заметно выше у 17-летних детей с самыми низкими квартилями концентраций Голо-ТК.

Наконец, возраст также влияет на корреляции между генотипом и биомаркерами. В группе 17-летних в отличие от 9-летних детей уровни общего гомоцистеина различались между генотипами MTHFR 677, а у лиц с генотипом MTHFR677TT наблюдалась самая высокая концентрация ГЦ.

Выводы

Возраст оказывает влияние на динамику метаболизма ГЦ в педиатрических популяциях.

Ключевые слова: витамин В12; метилмалоновая кислота; фолаты; гомоцистеин; метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR).

1. Введение

Метаболизм гомоцистеина (ГЦ) представляет собой метаболическую сеть, сосредоточенную на фолатном и метиониновом циклах, в которых осуществляется перенос одноуглеродных (1-C) групп, поддерживая тем самым множественные физиологические процессы, включая биосинтез нуклеотидов, гомеостаз аминокислот, эпигенетическое механизмы и окислительно-восстановительную защиту [1, 2]. Следовательно, нарушенный метаболизм Hcy связан с распространенными патологиями, такими как нейродегенеративные и сердечно-сосудистые (ССЗ) заболевания и рак [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11].

Метаболизм ГЦ, фолата и витамина B12 (или кобаламина, КБ) биохимически связаны за счет общности нескольких метаболических промежуточных продуктов. [9]. ГЦ образуется из незаменимой аминокислоты метионина. Синтезированный ГЦ может сохраняться и повторно метилироваться обратно в метионин метионинсинтазой (МС). Этот фермент требует присутствия метилкобаламина (метилКБ) в качестве кофактора для выполнения своей функции. В свою очередь, для синтеза метилКБ необходимо присутствие 5-метилтетрагидрофолата (5-метил-ТГФ) - основной циркулирующей формы фолата [7]. Затем 5-метил-ТГФ переносит метильную группу на КБ, тем самым высвобождая тетрагидрофолат (ТГФ), который подвергается нескольким реакциям переноса 1-С. Транскобаламин II (ТК), белок плазмы, связывает КБ и транспортирует его в клетки. Связанный с транскобаламином витамин B12 обозначается как голотранскобаламин (Голо-TК) [12]. Общепринятое понятие общий КБ (оКБ) также включает другие циркулирующие формы КБ, функции которых до конца не ясны. Тем не менее, только фракция Голо-ТК проникает в клетки и высвобождает КБ [12]. Следовательно, недостаточный уровень метилКБ может быть связан с условным дефицитом фолата [7, 13], что нарушает повторное метилирование ГЦ, который накапливается в плазме [7, 9, 13, 14], отражая тем самым недостаточное внутриклеточное содержание КБ и фолатов. Кроме того, КБ также превращается в аденозилКБ, который используется для метаболизма метилмалонил-КоА [15, 16]. Следовательно, недостаточное внутриклеточное содержание B12/КБ приводит к накоплению в плазме ГЦ и метилмалоновой кислоты (ММК), образующейся из метилмалонил-КоА [17, 18, 19, 20]. Более полное описание метаболизма ГЦ можно найти в источниках из списка использованной литературы [8, 9, 10].

Генетический фон также может влиять на уровень ГЦ в плазме. Варианты генов, кодирующих ферменты, участвующие в метаболизме ГЦ, могут модулировать соответствующие действия ферментов [2]. MTHFR участвует в реметилировании ГЦ до метионина. Результатом полиморфизма MTHFR 677C>T (p.A222V) является термолабильный вариант MTHFR со сниженной ферментативной активностью [21, 22, 23, 24]. Этот полиморфизм является общепризнанной генетической детерминантой повышения уровней оГЦ (общий гомоцистеин; все циркулирующие формы ГЦ) в плазме [25, 26, 27]. Описаны и другие распространенные вариации генов, которые также участвуют в реметилировании ГЦ, хотя и с менее последовательным влиянием на уровень циркулирующего ГЦ [2, 27, 28]. К ним относятся MTHFR 1298A>C (p.E429A) [29] и MTR 2756A>G (p.D919G) [30] и MTRR 66A>G, причем последние два связаны с активностью МС [31]. В свою очередь, вариативность гена, кодирующего ТК, или TCN2, также могут влиять на циркулирующие концентрации общего ГЦ. Варианты TCN2 776C>G (p.P259R) и 67A>G (p.I23V) уменьшают способность ТК связывать и транспортировать кобаламин к тканям, вызывая накопление ГЦ из-за недостаточного реметилирования [32, 33].

Несмотря на решающее значение метаболизма ГЦ для клеточного гомеостаза, имеется недостаток информации, касающейся педиатрической популяции, которая особенно уязвима из-за более высоких потребностей в питательных веществах для здорового роста и развития. Адекватные референсные значения для ГЦ и связанных с ними метаболических биомаркеров в педиатрической популяции важны при принятии клинических решений с возможными последствиями для здоровья. Вместе с тем, определение референсных значений у детей школьного возраста является сложной задачей, и большинство доступных эталонных значений ГЦ получены от взрослых. Другой вопрос заключается в установлении педиатрических референсных значений заключается в рассмотрении потенциального влияния определенного возраста на метаболизм ГЦ. Например, различия в физических размерах, зрелости органов, жидкостных пространствах организма, иммунной и гормональной чувствительности, вероятно, влияют на концентрацию ГЦ у детей и подростков. В данной работе мы исследовали метаболизм ГЦ у 9- и 17-летних индивидуумов, исследуя влияние возраста, пола и генотипа на уровни общего ГЦ, ММК и витаминов группы В.

2. Материалы и методы

2.1. Субъекты

Были изучены две группы педиатрической популяции острова Мадейра, Португалия: 128 подростков в возрасте 17 лет (71 женского, 57 мужского пола) и 195 детей в возрасте 9 лет (88 женского, 107 мужского пола). Все они являлись учащимися школ, расположенных в разных районах острова. Все участники исследования были представителями европеоидной расы.

Были собраны данные о привычках питания и образе жизни, которые использовались в качестве основы для отбора подходящих кандидатов. Все участники придерживались средиземноморской диеты, потребление белка и овощей/фруктов соответствовало рекомендуемой дозе/возрасту. Пищевой рацион оценивали с использованием полуколичественного опросника о частоте потребления различных видов пищи (Food Frequency Questionnaire). Острые и хронические заболевания служили критериями исключения. Участники предоставляли актуальный анамнез, а также подтверждали, что не принимали лекарства и витаминные добавки на момент отбора. От всех участников было получено письменное информированное согласие. Все процедуры были проведены в соответствии с Международными этическими руководящими принципами для исследований в области здоровья с участием людей, а само исследование было одобрено Научно-исследовательским комитетом нашего института в Университете Мадейры.

2.2. Антропометрические данные

Для всех участников определяли значения индекса массы тела (ИМТ), окружности талии, систолического и диастолического давления с применением стандартных методов.

2.3. Сбор образцов крови и биохимический анализ

Образцы крови натощак собирали методом венопункции в пробирки, содержащие ЭДТА. Часть крови использовали для выделения ДНК (как описано ниже), а оставшуюся кровь сразу же центрифугировали при 4000 об./мин. в течение 10 минут при температуре 4°C. Плазму собирали, разделяли на несколько аликвот и хранили при температуре -80°С до анализа.

Уровни общего холестерина в плазме, холестерина ЛПВП и ЛПНП, триглицеридов, креатинина и мочевой кислоты определяли стандартными рутинными методами (Unicel DXC, Beckman Coulter Inc., Брея, Калифорния, США).

Уровни общего ГЦ и фолата в плазме оценивали с помощью поляризационного флуоресцентного иммуноанализа и иммуноферментного анализа IMx Systems (Abbott Laboratories, Чикаго, Иллинойс, США) соответственно, согласно инструкциями производителя. Уровни общего КБ в плазме и Голо-ТК определяли с помощью иммуноферментного анализа на микрочастицах с использованием анализатора AxSYM (Abbott Laboratories, Чикаго, Иллинойс, США). Концентрацию ММК в плазме определяли методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией в режиме мониторинга выбранных ионов (GC-MS-SIM) в соответствии с лабораторной процедурой из ранее опубликованного метода [34].

2.4. Анализ генотипа

Геномную ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови (Puregene, система очистки ДНК, Gentra Systems) и хранили при температуре 4°C до использования. Идентификацию аллельных вариантов MTHFR 677C>T, MTHFR 1298A>C, MTR 2756A>G, TCN267A>G и TCN2 776C>G проводили с помощью анализа ПЦР-ПДРФ с использованием эндонуклеаз HinfI, MboII, HaeIII, RsaI и ScrFI соответственно [16, 30, 35]. После расщепления рестрикционным ферментом продукты ПЦР оценивали с помощью гель-электрофореза. Аллельную дискриминацию вариантов MTRR 66A>G проводили с помощью ПЦР в реальном времени ((iQ5 Real-Time PCR Thermocycler, BioRad, Калифорния, США) с применением зондов TaqMan (TaqMan® SNP Genotyping Assays, Applied Biosystems, Уолтем, Массачусетс, США).

2.5. Статистический анализ

Все статистические анализы были выполнены с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics 22.0. Нормальность данных и однородность дисперсий оценивали с помощью тестов Колмогорова-Смирнова и Левена соответственно. Данные выражали как среднее значение ± стандартное отклонение (СО). Непрерывные переменные сравнивали с помощью независимых выборочных Т-тестов и однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Коэффициенты корреляции Спирмена были рассчитаны для определения взаимосвязи между всеми метаболитами и витаминами. Значение р ниже 0,05 считалось статистически значимым.

3. Результаты

3.1. Антропометрические и биохимические показатели

Антропометрические и рутинные биохимические показатели исследуемой популяции (данные не представлены) были стратифицированы по возрасту и полу. Все анализируемые параметры находились в пределах нормы в зависимости от возраста и пола. Между полами в группе 9-летних наблюдались существенные различия только для систолического давления (р < 0,05), которое было выше у лиц женского пола. В группе 17-летних у лиц мужского пола показатели систолического давления (р < 0,01), окружности талии (р < 0,001) и креатинина (р < 0,001) были значительно выше, однако уровень холестерина ЛПВП (р = 0,001) был ниже, чем у лиц женского пола. Все включенные индивидуумы питались нормально, согласно предельным значениям ИМТ, приведенным в нормах показателей Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для оценки роста за 2007 год.

3.2. Возраст и биомаркеры плазмы

Уровни (среднее значение ± стандартное отклонение) биомаркеров плазмы в зависимости от возраста и пола показаны в Таблице 1. На Рисунке 1A–E представлено распределение тех же биомаркеров у лиц 9- летнего (n = 195) и 17-летнего возраста (n = 128).

Рисунок 1. Распределение концентраций общего гомоцистеина (A), фолатов (B), кобаламина (C), голотранскобаламина (D) и метилмалоновой кислоты (E) для групп 9-летних (n = 195) и 17-летних (n = 128) детей
* р <0,05, Т-критерий Стьюдента для группы детей в возрасте 9 лет в сравнении с 17-летними.

Таблица 1. Значения концентраций витаминов и метаболических маркеров в плазме крови (среднее значение ± стандартное отклонение) в исследуемой популяции стратифицированные по полу и возрасту

Что касается предполагаемого влияния пола в каждой возрастной группе (Таблица 1), то не наблюдалось никаких существенных различий, за исключением концентраций общего ГЦ, которые были значительно выше у 17-летних лиц мужского пола (ГЦ: 10,2 ± 4,0 мкМ), чем у лиц женского пола того же возраста (ГЦ: 7,5 ± 2,2 мкМ). При сравнении 17-летних и 9-летних лиц одного пола концентрация общего ГЦ (мкМ) в плазме значительно возрастала с возрастом, в то время как концентрации фолатов, общего КБ и Голо-ТК значительно снижались. Более того, уровни ММК значительно снижались с возрастом у лиц женского пола, в отличие от лиц мужского пола.

Когда оба пола рассматривали вместе (Рис. 1), концентрации оГЦ (мкМ) в плазме значимо возрастали (3,8 ± 1,8–8,7 ± 3,4; р < 0,001) с возрастом, тогда как концентрации фолата (нМ) (от 22,8 ± 9,3 до 11,6 ± 4,2; р < 0,001) и оКБ (пМ) (от 302,5 ± 118,3 до 286,5 ± 97,2; р < 0,001) значимо снижались. Для уровней Голо-ТК и ММК в плазме никаких существенных различий не было выявлено.

Принимая во внимание всех субъектов, как и ожидалось, для оГЦ была показана значимая отрицательная линейная зависимость от фолатов, Голо-ТК и оКБ (коэффициент корреляции Спирмена, r = -0,625; -0,380 и -0,519 соответственно, p <0,01). Более того, между уровнями Голо-ТК и оКБ наблюдалась положительная линейная зависимость (r = 0,426, р < 0,01).

Уровни ММК в плазме достоверно коррелировали с оКБ (r = -0,335, р < 0,05) и с Голо-ТК (r = -0,515, р < 0,01) у 17-летних лиц в отличие группы 9-летних. Кроме того, концентрации MMК для каждой возрастной группы были нанесены на график в соответствии с квартилями Голо-ТК (Рисунок 2), и только в группе 17-летних самые высокие уровни MMК были связаны с самыми низкими уровнями Голо-ТК. В совокупности эти наблюдения подтверждают, что ММК является хорошим прогностическим метаболическим маркером статуса кобаламина у детей старшего возраста, однако они также предполагают, что концентрации ММК не отражают статус кобаламина у детей младшего возраста.

Рисунок 2. Концентрации метилмалоновой кислоты (ММК) по квартилям голо-транскобаламина (Голо-ТК) у 9-летних (А) и 17-летних (В) детей

3.3. Генотипы, возраст и биомаркеры

Частоты генотипов и аллелей для всей группы представлены в Таблице 2, причем все частоты генотипов соответствуют равновесию Харди-Вайнберга.

Таблица 2. Генотипические и аллельные частоты однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) в генах MTHFR, TCNII, MT и MTRR во всей исследуемой группе (n = 323)

Концентрации витаминов и метаболических маркеров в плазме были стратифицированы в соответствии с различными однонуклеотидными полиморфизмами (ОНП), и результаты суммированы в Таблице 3 (группа 9-летних) и 4 (группа 17-летних). В группе 9-летних детей не было выявлено существенных различий ни для одного из оцениваемых биомаркеров среди различных генотипов. Однако в группе 17-летних достоверные различия (p < 0,05) были выявлены для уровней оГЦ среди генотипов MTHFR 677 и концентраций оКБ среди генотипов MTR 2756.

Таблица 3. Концентрация витаминов и метаболических маркеров в плазме (оГЦ, фолатов, Голо-ТК, оКБ, MMК; среднее ± СО) в соответствии с генотипами MTHFR, TCN II, MTR и MTRR в группе 9-летних детей

Оценку значений p для различий между средними значениями трех генотипов проводили с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Значения p < 0,05 считали статистически значимыми. Статистически значимых различий не было выявлено ни для одного из оцененных биомаркеров среди разных генотипов. Общий гомоцистеин (оГЦ); общий кобаламин (оКБl); голо-транскобаламин (Голо-ТК); метилмалоновая кислота (ММК).

4. Обсуждение

Нарушение метаболизма ГЦ приводит к гипергомоцистеинемии, которая связана с различными патологическими состояниями, включая сосудистые и нейродегенеративные заболевания [11, 36, 37, 38]. Причины гипергомоцистеинемии являются многофакторными и включают недостаточное содержание витаминов группы В, особенно фолатов и КБ, которые являются кофакторами и косубстратами в метаболизме ГЦ [36, 37, 39]. Европейские исследования в отношении рациона питания выявили широкую распространенность субоптимальных концентраций фолатов и оКБ в плазме в различных возрастных группах, несмотря на очевидное адекватное потребление [37, 39, 40]. Этот факт вызывает особую обеспокоенность в педиатрических возрастных группах, для которых сниженные значения данных показателей связаны с задержками развития и необратимыми неврологическими нарушениями [41, 42, 43, 44, 45]. Тем не менее, метаболизм ГЦ в педиатрических популяциях всё же был рассмотрен в нескольких исследованиях.

Настоящее исследование было проведено среди здоровой популяции детей (в возрасте 9 лет) и подростков (в возрасте 17 лет). Влияние возраста на биомаркеры метаболизма ГЦ и гендерные различия оценивали наряду с влиянием распространенных вариантов генов (MTHFR, MTR и MTRR), кодирующих ферменты, которые участвуют в фолат/КБ-зависимом цикле реметилирования ГЦ, или гена TCN2, который кодирует белок, доставляющий КБ в клетки.

Результаты показали увеличение концентрации оГЦ и снижение уровня фолатов и КБ с возрастом (Рисунок 1 и Таблица 1). Более того, были обнаружены гендерные различия, но только в группе 17-летних по показателям уровня оГЦ, средние значения которых были выше у лиц мужского пола. Эти наблюдения совпадают с ранее опубликованными данными [46, 47, 48, 49]. На значения уровня оГЦ в плазме влияют не только экологические и генетические факторы, но также и факторы питания, в том числе политика в отношении обогащения продуктов во всем мире [47, 48]. Таким образом, различия в привычках питания и образе жизни детей младшего возраста и подростков могут объяснить наблюдаемое снижение уровня фолиевой кислоты и КБ, которые оказывают неблагоприятное воздействие на метаболизм ГЦ, способствуя накоплению ГЦ в плазме. На увеличение концентраций оГЦ также влияют не только гормональные факторы, которые поддерживают гендерные различия, но и увеличение массы тела наряду со здоровым развитием, что требует высокого уровня синтеза креатина. Эта метаболическая реакция является основным потребителем метильных групп, донором которых является S-аденозилметионин, образующийся при превращении метионина в ГЦ [9].

Группа 9-летних демонстрирует средний уровень содержания оГЦ в плазме (3,8 мкмоль/л) (Таблица 1), который ниже, чем выявленный у голландских детей в возрасте 6–10 лет (6,2 мкмоль/л) [49]; у бельгийских детей в возрасте 5–9 и 10–14 лет (от 6,2 до 7,1 мкмоль/л соответственно) [46] и у американских детей в возрасте 6–11 лет (от 5,0 до 5,4 мкмоль/л) [48]. Наблюдаемое различие можно объяснить средиземноморской диетой, характеризующейся высоким потреблением свежих овощей и фруктов, которое в этом возрасте всё еще находится под контролем семьи, что способствует наблюдаемому повышению уровня витаминов в плазме крови и снижению концентрации оГЦ.

Изомеризация L-метилмалонил-КоА, катализируемая метилмалонил-КоА мутазой, содержащей аденозинкобаламин в качестве кофактора, и его независимость от метаболизма фолатов делают ММК перспективным биомаркером дефицита КБ [41]. В этом исследовании, несмотря на снижение уровней оКБ и Голо-КБ с возрастом, концентрации ММК в плазме у 9-летних и 17-летних лиц существенно не отличались (Рисунок 1 и Таблица 1). Это наблюдение согласуется с исследованием NHANES, в котором говорится, что уровень циркулирующей ММК, как правило, стабилен в возрасте до 20 лет и возрастает лишь позднее с тенденцией к повышению после 40 лет [50]. В текущем докладе уровни MMК не коррелировали с уровнями оКБ или Голо-ТК в группе 9-летних, в то время как в группе подростков были выявлены значимые корреляции. Это наблюдение свидетельствует о том, что в педиатрической популяции возможность применения ММК в качестве метаболического биомаркера статуса кобаламина требует дальнейшего изучения. Следует учитывать, что некоторые факторы могут вызывать вариабельность содержания ММК в плазме, в том числе изменения в микробиоте кишечника [51], а также в метаболизме жирных кислот с нечетным числом атомов углерода в молекуле и аминокислотных предшественников ММК (таких как метионин, изолейцин и треонин) [18, 20, 41, 50]. Кроме того, генетический фон также может оказывать влияние на концентрацию ММК в плазме. В последнее время в ирландской популяции общий полиморфизм в гене HIBCH, кодирующем 3-гидроксиизобутирил-КoA-гидролазу, был тесно связан с повышенными концентрациями MMК независимо от уровней оКБ или Голо-ТК [52].

Частота генотипа MTHFR 677TT составляла 9,2% (Таблица 2) и была близка к таковой в других европейских популяциях, включая Нидерланды (8,2%) [49], Германию (9,7%) [25] и Чехию (10%) [53, 54], однако была немного ниже, чем выявленная в Северной Ирландии (13,5%) [55], Франции (11,8%) и Испании (11,8%) [56]. Более того, частоты генотипов MTHFR 1298CC, MTR2756GG, MTRR 66GG, TCN2 776GG и TCN2 67GG также были сопоставимы с частотами для других европейских групп населения [53, 54, 55, 57].

MTHFR 677C>T является известной генетической детерминантой повышенного содержания оГЦ в плазме [25, 26, 27], а более низкие концентрации фолатов значительно усиливают этот эффект. Соответственно, в группе 9-летних (Таблица 3) с высокими уровнями фолата в плазме, концентрации оГЦ в плазме существенно не различались между генотипами MTHFR 677. Это позволяет предположить, что уровни фолатов модулируют ожидаемые корреляции между генотипом и метаболическими маркерами. Эту корреляцию подтверждает тот факт, что в группе 17-летних (Таблица 4) лица с генотипом MTHFR 677TT демонстрировали значительно более высокие концентрации оГЦ. Аналогичная ситуация наблюдалась в отношении генотипа MTR2756GG, поскольку он был связан со значительно сниженным уровнем оКБ в плазме у 17-летних подростков (Таблица 4).

Таблица 4. Концентрация витаминов и метаболических маркеров в плазме (оГЦ, фолатов, Голо-ТК, оКБ, MMК; среднее ± СО) в соответствии с генотипами MTHFR, TCN II, MTR и MTRR в группе 17-летних

5. Выводы

Большинство доступных референсных значений концентрации ГЦ в плазме были установлены для взрослых. Таким образом, настоящее исследование добавляет новую информацию, предоставляя данные о концентрациях оКБ, Голо-КБ, оГЦ и MMК в плазме в двух группах, 9-летних и 17-летних лиц здоровой педиатрической популяции. Изучение генетических вариантов, связанных с метаболизмом ГЦ в молодых педиатрических популяциях, также позволяет лучше узнать естественные фенотипы, поскольку прошло еще недостаточно времени для того, чтобы факторы окружающей среды существенно изменили их.

Данная работа способствует более подробному описанию характеристик метаболизма ГЦ в педиатрической популяции. Более того, она подтверждает мнение, что в отношении концентрации соответствующих биомаркеров в плазме и их взаимодействии с генотипом возраст оказывает значительное влияние на метаболизм ГЦ в этих популяциях.

Необходимо проведение обширных исследований для оценки дополнительных знаний о влиянии возраста на модуляцию метаболизма ГЦ и связанных с ним патологий, что позволит осуществить реализацию мер по профилактике заболеваний.

Список использованной литературы

1. Ducker, G.S.; Rabinowitz, J.D. One-Carbon Metabolism in Health and Disease. Cell Metab. 2017, 25, 27–42. [ Google Scholar] [ CrossRef] [ PubMed]
2. Ho, V.; Massey, T.E.; King, W.D. Effects of methionine synthase and methylenetetrahydrofolate reductase gene polymorphisms on markers of one-carbon metabolism. Genes Nutr. 2013, 8, 571–580. [ Google Scholar] [ CrossRef] [ PubMed]
3. Bacalini, M.G.; Friso, S.; Olivieri, F.; Pirazzini, C.; Giuliani, C.; Capri, M.; Santoro, A.; Franceschi, C.; Garagnani, P. Present and future of anti-ageing epigenetic diets. Mech. Ageing Dev. 2014, 136–137, 101–115. [ Google Scholar] [ CrossRef] [ PubMed]
4. Fiorito, G.; Guarrera, S.; Valle, C.; Ricceri, F.; Russo, A.; Grioni, S.; Mattiello, A.; Di Gaetano, C.; Rosa, F.; Modica, F.; et al. B-vitamins intake, DNA-methylation of One Carbon Metabolism and homocysteine pathway genes and myocardial infarction risk: The EPICOR study. Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 2014, 24, 483–488. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
5. Cascalheira, J.F.; Goncalves, M.; Barroso, M.; Castro, R.; Palmeira, M.; Serpa, A.; Dias-Cabral, A.C.; Domingues, F.C.; Almeida, S. Association of the transcobalamin II gene 776C --> G polymorphism with Alzheimer’s type dementia: Dependence on the 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase 1298A --> C polymorphism genotype. Ann. Clin. Biochem. 2015, 52, 448–455. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
6. Cascalheira, J.F.; Joao, S.S.; Pinhancos, S.S.; Castro, R.; Palmeira, M.; Almeida, S.; Domingues, F.C. Serum homocysteine: Interplay with other circulating and genetic factors in association to Alzheimer’s type dementia. Clin. Biochem. 2009, 42, 783–790. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
7. Finkelstein, J.D. Methionine metabolism in mammals. J. Nutr. Biochem. 1990, 1, 228–237. [Google Scholar] [CrossRef]
8. Selhub, J. Homocysteine metabolism. Annu. Rev. Nutr. 1999, 19, 217–246. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Castro, R.; Rivera, I.; Blom, H.J.; Jakobs, C.; Tavares de Almeida, I. Homocysteine metabolism, hyperhomocysteinaemia and vascular disease: An overview. J. Inherit. Metab. Dis. 2006, 29, 3–20. [Google Scholar] [CrossRef]
10. Esse, R.; Barroso, M.; Tavares de Almeida, I.; Castro, R. The Contribution of Homocysteine Metabolism Disruption to Endothelial Dysfunction: State-of-the-Art. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 867. [Google Scholar] [CrossRef]
11. Handy, D.E.; Castro, R.; Loscalzo, J. Epigenetic modifications: Basic mechanisms and role in cardiovascular disease. Circulation 2011, 123, 2145–2156. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
12. Regec, A.; Quadros, E.V.; Platica, O.; Rothenberg, S.P. The cloning and characterization of the human transcobalamin II gene. Blood 1995, 85, 2711–2719. [Google Scholar] [PubMed]
13. Klee, G.G. Cobalamin and folate evaluation: Measurement of methylmalonic acid and homocysteine vs. vitamin B(12) and folate. Clin Chem. 2000, 46, 1277–1283. [Google Scholar] [PubMed]
14. Cacciapuoti, F. Hyper-homocysteinemia: A novel risk factor or a powerful marker for cardiovascular diseases? Pathogenetic and therapeutical uncertainties. J. Thromb. Thrombolysis 2011, 32, 82–88. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
15. Fowler, B.; Schutgens, R.B.; Rosenblatt, D.S.; Smit, G.P.; Lindemans, J. Folate-responsive homocystinuria and megaloblastic anaemia in a female patient with functional methionine synthase deficiency (cblE disease). J. Inherit. Metab. Dis. 1997, 20, 731–741. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
16. Castro, R.; Barroso, M.; Rocha, M.; Esse, R.; Ramos, R.; Ravasco, P.; Rivera, I.; de Almeida, I.T. The TCN2 776CNG polymorphism correlates with vitamin B(12) cellular delivery in healthy adult populations. Clin. Biochem. 2010, 43, 645–649. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
17. Nexo, E.; Hoffmann-Lucke, E. Holotranscobalamin, a marker of vitamin B-12 status: Analytical aspects and clinical utility. Am. J. Clin. Nutr. 2011, 94, 359S–365S. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
18. Vogiatzoglou, A.; Oulhaj, A.; Smith, A.D.; Nurk, E.; Drevon, C.A.; Ueland, P.M.; Vollset, S.E.; Tell, G.S.; Refsum, H. Determinants of plasma methylmalonic acid in a large population: Implications for assessment of vitamin B12 status. Clin. Chem. 2009, 55, 2198–2206. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
19. Hannibal, L.; Lysne, V.; Bjorke-Monsen, A.L.; Behringer, S.; Grunert, S.C.; Spiekerkoetter, U.; Jacobsen, D.W.; Blom, H.J. Biomarkers and Algorithms for the Diagnosis of Vitamin B12 Deficiency. Front. Mol. Biosci. 2016, 3, 27. [Google Scholar] [CrossRef]
20. Bailey, R.L.; Durazo-Arvizu, R.A.; Carmel, R.; Green, R.; Pfeiffer, C.M.; Sempos, C.T.; Carriquiry, A.; Yetley, E.A. Modeling a methylmalonic acid-derived change point for serum vitamin B-12 for adults in NHANES. Am. J. Clin. Nutr.2013, 98, 460–467. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
21. Frosst, P.; Blom, H.J.; Milos, R.; Goyette, P.; Sheppard, C.A.; Matthews, R.G.; Boers, G.J.; den Heijer, M.; Kluijtmans, L.A.; van den Heuvel, L.P.; et al. A candidate genetic risk factor for vascular disease: A common mutation in methylenetetrahydrofolate reductase. Nat. Genet. 1995, 10, 111–113. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
22. Trinh, B.N.; Ong, C.N.; Coetzee, G.A.; Yu, M.C.; Laird, P.W. Thymidylate synthase: A novel genetic determinant of plasma homocysteine and folate levels. Hum. Genet. 2002, 111, 299–302. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
23. Dekou, V.; Gudnason, V.; Hawe, E.; Miller, G.J.; Stansbie, D.; Humphries, S.E. Gene-environment and gene-gene interaction in the determination of plasma homocysteine levels in healthy middle-aged men. Thromb. Haemost. 2001, 85, 67–74. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
24. Kluijtmans, L.A.; van den Heuvel, L.P.; Boers, G.H.; Frosst, P.; Stevens, E.M.; van Oost, B.A.; den Heijer, M.; Trijbels, F.J.; Rozen, R.; Blom, H.J. Molecular genetic analysis in mild hyperhomocysteinemia: A common mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene is a genetic risk factor for cardiovascular disease. Am. J. Hum. Genet.1996, 58, 35–41. [Google Scholar] [PubMed]
25. Klerk, M.; Verhoef, P.; Clarke, R.; Blom, H.J.; Kok, F.J.; Schouten, E.G.; MTHFR Studies Collaboration Group. MTHFR 677C-->T polymorphism and risk of coronary heart disease: A meta-analysis. JAMA 2002, 288, 2023–2031. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
26. Chmurzynska, A.; Malinowska, A.M.; Twardowska-Rajewska, J.; Gawecki, J. Elderly women: Homocysteine reduction by short-term folic acid supplementation resulting in increased glucose concentrations and affecting lipid metabolism (C677T MTHFR polymorphism). Nutrition 2013, 29, 841–844. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
27. Castro, R.; Rivera, I.; Ravasco, P.; Jakobs, C.; Blom, H.J.; Camilo, M.E.; de Almeida, I.T. 5,10-Methylenetetrahydrofolate reductase 677C-->T and 1298A-->C mutations are genetic determinants of elevated homocysteine. QJM 2003, 96, 297–303. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
28. Ouyang, S.; Li, Y.; Liu, Z.; Chang, H.; Wu, J. Association between MTR A2756G and MTRR A66G polymorphisms and maternal risk for neural tube defects: A meta-analysis. Gene 2013, 515, 308–312. [Google Scholar] [CrossRef]
29. Weisberg, I.; Tran, P.; Christensen, B.; Sibani, S.; Rozen, R. A second genetic polymorphism in methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) associated with decreased enzyme activity. Mol. Genet. Metab. 1998, 64, 169–172. [Google Scholar] [CrossRef]
30. Harmon, D.L.; Shields, D.C.; Woodside, J.V.; McMaster, D.; Yarnell, J.W.; Young, I.S.; Peng, K.; Shane, B.; Evans, A.E.; Whitehead, A.S. Methionine synthase D919G polymorphism is a significant but modest determinant of circulating homocysteine concentrations. Genet. Epidemiol. 1999, 17, 298–309. [Google Scholar] [CrossRef]
31. Olteanu, H.; Munson, T.; Banerjee, R. Differences in the efficiency of reductive activation of methionine synthase and exogenous electron acceptors between the common polymorphic variants of human methionine synthase reductase. Biochemistry 2002, 41, 13378–13385. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
32. Afman, L.A.; Lievers, K.J.; van der Put, N.M.; Trijbels, F.J.; Blom, H.J. Single nucleotide polymorphisms in the transcobalamin gene: Relationship with transcobalamin concentrations and risk for neural tube defects. Eur. J. Hum. Genet. 2002, 10, 433–438. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
33. Lievers, K.J.; Kluijtmans, L.A.; Boers, G.H.; Verhoef, P.; den Heijer, M.; Trijbels, F.J.; Blom, H.J. Influence of a glutamate carboxypeptidase II (GCPII) polymorphism (1561C-->T) on plasma homocysteine, folate and vitamin B(12) levels and its relationship to cardiovascular disease risk. Atherosclerosis 2002, 164, 269–273. [Google Scholar] [CrossRef]
34. Yazdanpanah, M.; Chan, P.C.; Evrovski, J.; Romaschin, A.; Cole, D.E. An improved assay for plasma methylmalonic acid using chemical ionization gas chromatography mass spectrometry. Clin. Biochem. 2003, 36, 617–620. [Google Scholar] [CrossRef]
35. Brouns, R.; Ursem, N.; Lindemans, J.; Hop, W.; Pluijm, S.; Steegers, E.; Steegers-Theunissen, R. Polymorphisms in genes related to folate and cobalamin metabolism and the associations with complex birth defects. Prenat Diagn.2008, 28, 485–493. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
36. Blom, H.J.; Smulders, Y. Overview of homocysteine and folate metabolism. With special references to cardiovascular disease and neural tube defects. J. Inherit. Metab. Dis. 2011, 34, 75–81. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
37. Doets, E.L.; Ueland, P.M.; Tell, G.S.; Vollset, S.E.; Nygard, O.K.; Van’t Veer, P.; de Groot, L.C.; Nurk, E.; Refsum, H.; Smith, A.D.; et al. Interactions between plasma concentrations of folate and markers of vitamin B(12) status with cognitive performance in elderly people not exposed to folic acid fortification: The Hordaland Health Study. Br. J. Nutr. 2014, 111, 1085–1095. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
38. Joseph, J.; Handy, D.E.; Loscalzo, J. Quo vadis: Whither homocysteine research? Cardiovasc. Toxicol. 2009, 9, 53–63. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
39. Novakovic, R.; Cavelaars, A.E.; Bekkering, G.E.; Roman-Vinas, B.; Ngo, J.; Gurinovic, M.; Glibetić, M.; Nikolić, M.; Golesorkhi, M.; Medina, M.W.; et al. Micronutrient intake and status in Central and Eastern Europe compared with other European countries, results from the EURRECA network. Public Health Nutr. 2013, 16, 824–840. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
40. Strand, T.A.; Taneja, S.; Kumar, T.; Manger, M.S.; Refsum, H.; Yajnik, C.S.; Bhandari, N. Vitamin B-12, folic acid, and growth in 6- to 30-month-old children: A randomized controlled trial. Pediatrics 2015, 135, e918–e926. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
41. Green, R.; Allen, L.H.; Bjorke-Monsen, A.L.; Brito, A.; Gueant, J.L.; Miller, J.W.; Molloy, A.M.; Nexo, E.; Stabler, S.; Toh, B.H.; et al. Vitamin B12 deficiency. Nat. Rev. Dis. Primers 2017, 3, 17040. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
42. Hogeveen, M.; van Beynum, I.; van Rooij, A.; Kluijtmans, L.; den Heijer, M.; Blom, H. Methylmalonic acid values in healthy Dutch children. Eur. J. Nutr. 2008, 47, 26–31. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
43. Iglesia, I.; Doets, E.L.; Bel-Serrat, S.; Roman, B.; Hermoso, M.; Pena Quintana, L.; García-Luzardo, M.R.; Santana-Salguero, B.; García-Santos, Y.; Vucic, V.; et al. Physiological and public health basis for assessing micronutrient requirements in children and adolescents. The EURRECA network. Matern. Child Nutr. 2010, 6, 84–99. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
44. Mensink, G.B.; Fletcher, R.; Gurinovic, M.; Huybrechts, I.; Lafay, L.; Serra-Majem, L.; Szponar, L.; Tetens, I.; Verkaik-Kloosterman, J.; Baka, A.; et al. Mapping low intake of micronutrients across Europe. Br. J. Nutr. 2013, 110, 755–773. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
45. Roman Vinas, B.; Ribas Barba, L.; Ngo, J.; Gurinovic, M.; Novakovic, R.; Cavelaars, A.; de Groot, L.C.; van’t Veer, P.; Matthys, C.; Serra Majem, L. Projected prevalence of inadequate nutrient intakes in Europe. Ann. Nutr. Metab.2011, 59, 84–95. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
46. De Laet, C.; Wautrecht, J.C.; Brasseur, D.; Dramaix, M.; Boeynaems, J.M.; Decuyper, J.; Kahn, A. Plasma homocysteine concentration in a Belgian school-age population. Am. J. Clin. Nutr. 1999, 69, 968–972. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
47. Jacques, P.F.; Rosenberg, I.H.; Rogers, G.; Selhub, J.; Bowman, B.A.; Gunter, E.W.; Wright, J.D.; Johnson, C.L. Serum total homocysteine concentrations in adolescent and adult Americans: Results from the third National Health and Nutrition Examination Survey. Am. J. Clin. Nutr. 1999, 69, 482–489. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
48. Must, A.; Jacques, P.F.; Rogers, G.; Rosenberg, I.H.; Selhub, J. Serum total homocysteine concentrations in children and adolescents: Results from the third National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III). J. Nutr.2003, 133, 2643–2649. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
49. van Beynum, I.M.; den Heijer, M.; Thomas, C.M.; Afman, L.; Oppenraay-van Emmerzaal, D.; Blom, H.J. Total homocysteine and its predictors in Dutch children. Am. J. Clin. Nutr. 2005, 81, 1110–1116. [Google Scholar] [CrossRef]
50. Ganji, V.; Kafai, M.R. Population Reference Values for Serum Methylmalonic Acid Concentrations and Its Relationship with Age, Sex, Race-Ethnicity, Supplement Use, Kidney Function and Serum Vitamin B12 in the Post-Folic Acid Fortification Period. Nutrients 2018, 10, 74. [Google Scholar] [CrossRef]
51. Jimenez, L.; Stamm, D.A.; Depaula, B.; Duggan, C.P. Is Serum Methylmalonic Acid a Reliable Biomarker of Vitamin B12 Status in Children with Short Bowel Syndrome: A Case Series. J. Pediatr. 2018, 192, 259–261. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
52. Molloy, A.M.; Pangilinan, F.; Mills, J.L.; Shane, B.; O’Neill, M.B.; McGaughey, D.M.; Velkova, A.; Abaan, H.O.; Ueland, P.M.; McNulty, H.; et al. A Common Polymorphism in HIBCH Influences Methylmalonic Acid Concentrations in Blood Independently of Cobalamin. Am. J. Hum. Genet. 2016, 98, 869–882. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
53. Candito, M.; Rivet, R.; Herbeth, B.; Boisson, C.; Rudigoz, R.C.; Luton, D.; Journel, H.; Oury, J.F.; Roux, F.; Saura, R.; et al. Nutritional and genetic determinants of vitamin B and homocysteine metabolisms in neural tube defects: A multicenter case-control study. Am. J. Med. Genet. A 2008, 146A, 1128–1133. [Google Scholar] [CrossRef]
54. Freitas, A.I.; Mendonca, I.; Guerra, G.; Brion, M.; Reis, R.P.; Carracedo, A.; Brehm, A. Methylenetetrahydrofolate reductase gene, homocysteine and coronary artery disease: The A1298C polymorphism does matter. Inferences from a case study (Madeira, Portugal). Thromb. Res. 2008, 122, 648–656. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
55. Kluijtmans, L.A.; Young, I.S.; Boreham, C.A.; Murray, L.; McMaster, D.; McNulty, H.; Strain, J.J.; McPartlin, J.; Scott, J.M.; Whitehead, A.S. Genetic and nutritional factors contributing to hyperhomocysteinemia in young adults. Blood2003, 101, 2483–2488. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
56. Wilcken, B.; Bamforth, F.; Li, Z.; Zhu, H.; Ritvanen, A.; Renlund, M.; Stoll, C.; Alembik, Y.; Dott, B.; Czeizel, A.E.; et al. Geographical and ethnic variation of the 677C>T allele of 5,10 methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR): Findings from over 7000 newborns from 16 areas world wide. J. Med. Genet. 2003, 40, 619–625. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
57. Gaughan, D.J.; Kluijtmans, L.A.; Barbaux, S.; McMaster, D.; Young, I.S.; Yarnell, J.W.; Evans, A.; Whitehead, A.S. The methionine synthase reductase (MTRR) A66G polymorphism is a novel genetic determinant of plasma homocysteine concentrations. Atherosclerosis 2001, 157, 451–456. [Google Scholar] [CrossRef]