O QUE É METIONINA?

Mamíferos contam com nutrientes como aminoácidos, ácidos graxos, vitaminas e minerais de alimentos ingeridos para manter um estado nutricional adequado para a regulação da homeostase metabólica, fisiológica e neuronal, bem como para a prevenção de doenças.

Os aminoácidos são compostos naturais envolvidos em vários importantes processos biológicos, como metabolismo, crescimento e imunidade. Eles são os blocos de construção de proteínas e precursores de moléculas funcionais.

Alguns aminoácidos são condicionalmente indispensáveis / essenciais para certas situações fisiológicas e de desenvolvimento. Os aminoácidos são cruciais para a fisiologia normal e devem ser fornecidos em quantidade suficiente pela dieta.

No campo da produção animal, é comum que os aminoácidos sintéticos sejam adicionados à ração para obter uma rápida correção de quaisquer deficiências nutricionais. Esses “compostos ideais” também ajudam a reduzir a emissão de nitrogênio no meio ambiente. Além disso, alguns aminoácidos essenciais são atualmente usados como suplementos nutracêuticos para controlar processos entéricos, reduzir microorganismos patogênicos e lipídios prejudiciais, e melhorar o desempenho do crescimento.

Muitos fatores podem influenciar as concentrações de aminoácidos necessários na dieta, como a composição química alimentação, a temperatura ambiente do ambiente de alimentação, o sexo e a idade do animal, e o tamanho do grão a alimentação. Todos esses parâmetros podem alterar o consumo de aminoácidos e seu posterior processamento metabólico. Os aminoácidos sulfurados são importantes na nutrição de mamíferos, porque são nutrientes limitantes, especialmente quando os aminoácidos cristalinos, como a lisina, o triptofano e a treonina, são suplementados.

A metionina é um dos dois aminoácidos proteinogênicos contendo enxofre e é essencial para a vida. Nos organismos, ela pode servir como precursora da cisteína. Devido ao enxofre, responsável pelas pontes dissulfeto, que estabilizam as estruturas terciárias das proteínas, a cisteína está presente principalmente nas proteínas estruturais, como colágeno ou queratina, na pele, no cabelo, nas penas e nas unhas, respectivamente. O maior teor de metionina de cerca de 5% pode ser encontrado nas albuminas, especialmente a albumina do ovo, que pertence às proteínas solúveis em água (globulinas).

A metionina sulfóxido-redutase A (MsrA) é um endógeno enzima antioxidante que pode promover a longevidade em animais. Muitos trabalhos relataram que a metionina desempenha um papel fundamental nos processos antioxidantes. O estresse oxidativo é o resultado de um desequilíbrio da homeostase pró-oxidante e antioxidante, causando danos irreversíveis a macromoléculas e células e resultando em sérios danos ao organismo como um todo.

O tecido de mamíferos possui uma capacidade antioxidante inata, composta de sistemas não enzimáticos e enzimas endógenas, como a superóxido dismutase (SOD), a catalase (CAT) e a glutationa peroxidase.

As mitocôndrias são organelas celulares que estão implicadas em vários processos fisiológicos que são essenciais para a sobrevivência, como a síntese de adenosina trifosfato (ATP), o controle da homeostase do Ca2 + intracelular, a regulação dos ciclos celulares e a neurotransmissão e atividade sináptica no cérebro.

O cérebro é altamente suscetível ao comprometimento mitocondrial devido às suas altas exigências energéticas e à vulnerabilidade ao estresse oxidativo. Assim, o estresse oxidativo e a disfunção mitocondrial podem desencadear muitos distúrbios neuropsiquiátricos e doenças neurodegenerativas, como a esquizofrenia.

Estudos demonstram que pode ser necessário suplementar a dieta com nutrientes essenciais (como aminoácidos e ácidos graxos) para conter o desenvolvimento da doença, porque as necessidades nutricionais mudam de acordo com a saúde do indivíduo em questão. As deficiências nutricionais específicas do cérebro podem iniciar a doença, sua progressão e comorbidades relacionadas.

Devido ao papel regulador da metionina nas enzimas antioxidantes endógenas e outros processos metabólicos, este aminoácido pode desempenhar um papel importante na redução da prevalência do câncer. O papel da restrição da metionina no metabolismo da metionina / transmetilação – que influencia diretamente o risco de ocorrência de câncer e poderia ser usado como um tratamento paliativo – está sendo atualmente discutido.

A metionina existe em dois isômeros, L e D metionina, dos quais a forma L predomina na natureza. Ambas as formas podem ser metabolizadas em animais por meio de racemase aDL, o que é importante para a aplicação do racemato DL-metionina quimicamente sintetizado como aditivo alimentar em rebanhos industriais.

A maioria das plantas, fungos e bactérias pode sintetizar metionina a partir de carboidratos, nitrogênio orgânico ou inorgânico e enxofre. Entretanto, animais, incluindo humanos, dependem de fontes externas de metionina.

Metionina no metabolismo

Um organismo tem muitas proteínas diferentes, que são feitas de 20 aminoácidos em diferentes sequências e combinações.

Outros aminoácidos não proteicos também podem ser encontrados em organismos vivos. Dos 20 aminoácidos que são os componentes básicos das proteínas do corpo, nove são considerados essenciais, pois não podem ser sintetizados endogenamente através de vias metabólicas e, portanto, devem ser fornecidos por fontes alimentares. Os aminoácidos podem ser classificados como alifáticos, aromáticos ou heterocíclicos, sendo os aminoácidos alifáticos os mais comuns.

Sabe-se que microrganismos intestinais benéficos afetam a digestão de proteínas e o metabolismo de aminoácidos. A eficiência de proteínas e aminoácidos é limitada pela catabolismo de micróbios luminais. Além disso, durante algumas infecções, a mucosa intestinal pode precisar de recursos adicionais de energia, como aminoácidos. Nestes casos, aminoácidos de cadeia ramificada (leucina, isoleucina e valina), histidina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina e triptofano são usados pelas células intestinais. No entanto, ainda não é totalmente compreendido como esses aminoácidos são transportados e processados no trato intestinal.

A metionina, um precursor da succinil-CoA, homocisteína, cisteína, creatina e carnitina, é um aminoácido essencial contendo enxofre. É necessário para o metabolismo de poliaminas, creatina e fosfatidilcolina. A metionina é o precursor da metilação celular e da síntese de cisteína e pode, assim, diminuir o requerimento de cisteína na dieta.

A metionina também participa da reciclagem do enxofre que é assimilado nas reações de consumo de energia. Uma deficiência deste aminoácido suprime o crescimento epitelial em animais, diminuindo a atividade intestinal no ciclo da l-metionina.

Significado fisiológico

A Met-derivativa S-adenosilmetionina (SAM) serve como doador de metila e está envolvida na síntese de intermediários metabólicos, como ácido lipóico ou síntese de poliamina (por exemplo, espermina, espermidina).

O Met-derivadoN-formilmetionil-ARNt (FMET) inicia a biossíntese de proteínas. A Metionina também está envolvida no metabolismo da glutationa, que é o principal antioxidante nas células humanas, bem como um tampão redox e cisteína.  Já descreveram o papel físico da oxidação reversível da metionina in vivo. Além de efeitos antimicrobianos, as redutases metionina sulfóxido (MSRs) desempenham um papel fundamental na eucariotos superiores, incluindo o metabolismo humano, por exemplo, regulação da função da proteína e, assim, um papel importante nos processos de envelhecimento, doenças neurodegenerativas, entre outros. A oxidação da metionina como uma consequência inevitável do estilo de vida aeróbico regula a atividade de numerosas proteínas. Estudos recentes provam que a restrição de metionina pode prolongar a vida de mamíferos (camundongos, ratos), insetos (Drosophila melanogaster) e leveduras (Saccharomyces cerevisiae, S. cerevisiae). No entanto, se esta observação pode ser generalizada é controvérsia.

Algumas doenças relacionadas à metionina

O déficit de metionina nos alimentos tem sido associado a doenças como astoxemia, febre reumática infantil, paralisia muscular, queda de cabelo, depressão, esquizofrenia, doença de Parkinson, deterioração hepática e comprometimento do crescimento.

Algumas doenças hereditárias raras em humanos causadas por metabolismo defeituoso de metionina são cistationanúria e homocistinúria = hipermetioninemia, que causa sintomas como retardo mental, déficit de crescimento, trombocitopenia, pé torto, anormalidades esqueléticas, descamação da lente e defeitos auditivos. O nível Met é fortemente aumentado devido ao metabolismo desregulado de metionina.

Aplicação de classe de alimentação da metionina

A metionina de classe alimentícia é usada principalmente como aditivos alimentares aromatizantes.

Em preparações farmacêuticas, a L-metionina é usada em terapêuticas hepáticas e fármacos para prevenir dificuldades hepáticas. Uma dieta com deficiência de Met significativamente regulada positivamente pelos genes pró-inflamatórios e fibróticos, que foi atenuada pela administração de Metionina.

Metionina é também usada como elemento nutritivo em preparações de leite infantil, nutrição parenteral, alimentos saudáveis e como complemento de suplementos esportivos.

Fontes de metionina

Síntese química

A metionina é produzida principalmente por síntese química de metilmercaptano, acroleína e cianeto de hidrogênio. Todo o processo está em funcionamento na Evonik Degussa, Alemanha, há 50 anos e contribui com uma capacidade de 580.000 toneladas anuais (4T 2014) para 60% da capacidade mundial de DL-metionina de cerca de 1 milhão de toneladas anuais. No entanto, no contexto da diminuição dos recursos fósseis e das restrições ambientais mais fortes (intermediários perigosos e resíduos), processos alternativos, mais sustentáveis, baseados em recursos naturais têm cada vez mais interesse.

Conversão enzimática de DL-metionina em metionina

Uma vez que aplicações farmacêuticas e médicas frequentemente necessitam de L-ou-D-metionina pura, existem vários processos enzimáticos para converter o racemato DL em isômeros puros. O processo mais conhecido e operado industrialmente é a conversão enzimática de DL-metionina após acetilação para o N-acetilDL. -metionina. Apenas o isómero L é subsequentemente convertido enzimaticamente por L-amino-acilase para obter a L-metionina, a qual é separada, por exemplo, por extracção alcoólica ou cristalização e purificada por cromatografia iónica. A etapa enzimática é conduzida em uma membrana enzimática que reage para reter a enzima em um processo contínuo. Além disso, técnicas de imobi-lização de células inteiras do produtor de enzimas (Pseudomonas sp., Aspergillus oryzae) em esferas de gelatina foram estudadas com uma meia-vida de até 70 dias. A N-acetil metionina não transformada do processo sofre racemização com anidrido acético e recirculação. Este processo fornece centenas de toneladas por ano de L-metionina de grau farmacêutico, produzido principalmente pela Rexim® em Nanning, China, pela Evonik, Alemanha.

Fermentação de precursores

Outra abordagem para alcançar a pureza pura de metionina é a conversão enzimática ou fermentativa de precursores produzidos química ou bio logicamente. A clivagem enzimática de derivados de hidantoína monossubstituída em 5 ‘leva a aminoácidos L opticamente puros.