عملکرد کولین و متابولیسم های آن

کولین برای عملکرد طبیعی تمامی سلول ها مورد نیاز است زیرا در یکپارچگی (انسجام) و پیام رسانی غشاء سلول ها نقش دارد. کولین منبع اصلی گروه های متیل در رژیم غذایی می باشد، که به طور مستقیم بر نوروترنسمیترهای کولینرژیک اثر می گذارد، و برای هموستاز های لیپیدی هپاتیتی مورد نیاز است.

با پیشرفت مطالعات جدید، نقش های مهمی برای کولین در عملکردهای متابولیکی از قبیل: بیان ژن، سرطان زایی، آپوپتوز، متابولیسم لیپید و رشد اولیه مغز شناسایی شده است.

کولین یکی از اجزاء ترکیبات مهم فیزیولوژیک همچون بتائین، استیل کولین (ACh)، فسفاتیدیل کولین (PtdCho)، فاکتورهای فعال کننده پلاکتی، اسفنگومیلین (SM)، لیزو اسفنگومیلین، گلیسروفسفوکولین و فسفوکولین می باشد (تعدادی از این ترکیبات در شکل 26.1 نشان داده شده است). کولین (از طریق متابولیت های بتائین)، به عنوان دهنده گروه متیل است که می تواند بر روی بیان ژن اثر گذارد(در ادامه توضیح داده می شود). افزون بر این، بتائین به عنوان یک اسمولیت در گلومرول های کلیه برای کمک به بازجذب آب استفاده می شود.

بیشتر بخوانید : رژیم نظامی و شیوه های عملکرد آن

فسفاتیدیل کولین (لسیتین) عمده ترین فسفولیپید(>50%) در غشا پستانداران می باشد و همچنین برای تنظیم بسته بندی و خروج چربی ها بسیار ضروری می باشند. اسفنگومیلین (SM) یکی دیگر از فسفولیپیدهای حاوی کولین است که برای غشا و تولید میلین مهم است.

کمبود کولین طی دوران بارداری باعث ایجاد تغییراتی در متیلاسیون DNA و بیان ژن در بافت هایی مثل مغز و کبد می شود ( Meckو Williams، 1999، 2003؛ Niculescuو همکاران، 2005؛ Mehedint و همکاران، b2010). در بخش های بعدی این فصل، به پیامد های عملکردی تغییرات اپی ژنتیکی در بیان ژن ها که با میانجیگری کولین رخ می دهد پرداخته خواهد شد.

مغز

احتمالا بیشترین اطلاعات راجع به نقش کولین در عملکرد اندام ها، مربوط به مغز است. دوران جنینی زمانی حیاتی برای سازمان دهی کولینرژیک عملکرد مغز می باشد (Meck و همکاران، 1988؛ Pyapali و همکاران، 1998؛ Albright و همکاران، a1999؛ Jones و همکاران، 1999؛ Montoya و همکاران، 2000). در رت و موش سوری، در دسترس بودن کولین برای تکامل هیپوکامپ و سپتوم ضروری است (Meck و همکاران، 1988؛ Albright و همکاران، b1999؛ Craciunescu و همکاران، 2003؛ Meckو Williams، 2003). در انسان تکامل هیپوکامپ از روز 56 بارداری تا 4 سال بعد از تولد رخ می دهد (Dani و همکاران، 1997؛ Seress و همکاران، 2001)؛ تاکنون آزمایشی که نشان دهد آیا تکامل هیپوکامپ انسان می تواند تحت تاثیر کولین موجود در رژیم غذایی قرار گیرد انجام نشده است، اگرچه دلیلی هم برای رد این احتمال وجود ندارد.

قابل ذکر است که هیپوکامپ یکی از معدود نواحی در مغز است که تکثیر سلول های عصبی آن تا بزرگسالی نیز ادامه دارد (Markakis و Gage، 1999؛ van Praag و همکاران، 1999).

مقالات محبوب : رژیم ویت واچرز محبوب هنرمندان

طی تکامل مغز برای تشکیل ساختارهایی که در مغز انسان بالغ وجود دارد، تکثیر، مهاجرت، تمایز و بقا سلول های عصبی اولیه ضروری است. کولین تکثیر، مهاجرت، تمایز و آپوپتوز سلولی پیش سازهای عصبی را تنظیم می کند (Albright و همکاران، 1998، a,b1999، 2001، b2003؛ Craciunescu و همکاران، 2003). تکامل سیستم عصبی (نوروژنز) با تشکیل رگ های خونی (آنژیوژنز) متناسب است به طوریکه باید مواد مغذی و اکسیژن کافی برای تکامل نورون ها در دسترس باشد.

کمبود کولین طی دوران جنینی در موش سوری می تواند از آنژیوژنز طبیعی جلوگیری کند و در نهایت این کمبود بر روی نوروژنز اثر گذار است (Mehedint و همکاران، a2010).

اثرات میزان کولین رژیم غذایی طی تکامل جنینی مغز، در دوران بعدی زندگی قابل ردیابی است. در جونده هایی که در دوران جنینی کولین بیشتر دریافت می کردند نورون های هیپوکامپ تنه ی بزرگتری داشته و تعداد شاخه های دندریتی اولیه و ثانویه بیشتر بوده است (Loy و همکاران، 1991؛ Williams و همکاران، 1998؛ Li و همکاران، 2004). در جونده ها مکمل یاری کولین طی دوران تکامل نوزادی، اثرات مفید طولانی مدت بر حافظه دارد (Wong-goodrich و همکاران، 2008). مکانیسم های احتمالی اثرات کولین متیلاسیون DNA، تغییر بیان ژن، و تغییر در تکثیر و تمایز سلول های بنیادی می باشد (Zeisel، b2006). در موش سوری، کمبود کولین طی دوران تکامل مغز منجر به اختلال در تمایز و عملکرد سلول های مغز می شود که به خاطر تغییرات سراسری و اختصاصی ژن ها در متیلاسیون می باشد (Niculescuو همکاران، 2006). این نوع تغییرات منجر به تغییرات غیرقابل برگشت عملکرد هیپوکامپ می شود که به صورت اختلال در سلولهای عصبی مربوط به قدرت، حافظه و رفتار ظهور می کند و تا بزرگسالی نیز باقی می ماند ( Meckو Williams، 1999، 2003؛ Niculescuو همکاران، 2005؛ Zeisel، 2009). در کل دلایل مستندی برای اثبات ماندگار بودن تغییرات عملکرد مغز (تحت تاثیر دسترسی به کولین) وجود دارد.

کبد

دو نقش مهم کولین در عملکرد طبیعی کبد به طور وسیعی بررسی شده است. نقش اول مربوط به بیان ژن است. رژیم غذایی عاری از دهنده ی گروه متیل، مثل کولین، منجر به تغییر بیان پروتئین هایی می شود که برای متیلاسیون DNAبرای عملکرد صحیح لازم هستند. این تغییرات ژنتیکی خطر سرطان و تجمع چربی در کبد را افزایش می دهد (Ghoshal و همکاران، 2006؛ Pogribny و همکاران، 2009).

نقش کلیدی دوم کولین در عملکرد کبد مربوط به متابولیسم چربی است. بسته بندی و انتقال چربی ها در کبد به ساخت لیپوپروتئین با چگالی بسیار کم (VLDL) وابسته است. PtdCho، که توسط PEMT در کبد تولید می شود برای خروج تری گلیسیرید از کبد (به منظور تحویل به دیگر بافت ها) ضروری است. در نبود این عملکرد PEMT، به دلیل کمبود کولین (Varela-Moreiras و همکاران، 1992؛ Buchman و همکاران، 2001؛ Kohlmeier و همکاران، 2005؛ da Costa و همکاران، a2006) و یا حذف ژن (Noga و همکاران، 2002؛ Zhu و همکاران، 2003)، چربی در کبد انباشته می شود که می تواند منجر به اختلال عملکرد قابل توجهی شود. PEMTعلاوه بر وظیفه ی ساخت PtdCho، در تنظیم انتقال چربی ها بین کبد و پلاسما و تحویل اسیدهای چرب ضروری (مثل DHA) به بافت ها نقش دارد (Watkins و همکاران، 2003).

کولین در سلامت انسان

ناهنجاری های مادرزادی

در موش سوری مهار برداشت و متابولیسم کولین با افزایش نقایص لوله عصبی همراه است.

منبع :
نویسنده : دکتر رضا غیاثوند