Холин

Холин является водорастворимым жизненно важным питательным веществом и частью комплекса витаминов группы В. Холин относится к четвертичным солям аммония, содержащим катион N, N, N-триметилэтиноламмония. Этот катион появляется в главной группе фосфатидилхолина и сфингомиелина, двух фосфолипидов, в изобилии присутствующих в клеточных мембранах. Молекула холина является предшественником для нейротрансмиттера ацетилхолина, который принимает участие во многих функциях организма, включая функции памяти и мышечного контроля. Человеку необходимо потреблять холин с пищей. Это вещество используется в синтезе конструкционных компонентов в клеточных мембранах организма. Несмотря на предполагаемую пользу холина, не рекомендуется чрезмерное потребление в пищу некоторых богатых холином продуктов (например, яиц и жирного мяса). В 2005 году Экспертиза национального исследования здоровья и питания выпустила информацию о том, что только 2% женщин в постменопаузе потребляют холин в необходимых количествах. Холин представляет собой молекулу, которая в основном используется для усиления когнитивных свойств (превращаясь в ацетилхолин, который является нейромедиатором, ответственным за обучение) или в качестве агента по защите печени, так как это вещество способно снижать накопление жира в печени. Обнаруживается в больших количествах в яйцах, а также в их желтках. Другие названия: триметилэтаноламин, холина битартрат Не путать с: DMAE, лецитином Представляет собой:

• Холинергическое вещество
• Псевдовитамин

Хорошо сочетается с рибофлавином (витамин B12), который может подавлять образование рыбного запаха, который возникает у некоторых людей при употреблении холина.

Молекула Холина

Фармакологическая группа: витамины; витамины группы B
ИЮПАК название: 2-гидрокси-N, N, N-триметилэтанамин
Другие названия: билиневрин, (2-гидроксиэтил) триметиламмоний
Молекулярная формула: C5H14NO
Молярная масса: 104,17080
Плотность: 1,09 г / мл
Температура кипения: 305 ° C, 578 K, 581 ° F

Дозировки для холина могут существенно разниться. Обычная дозировка от 250 мг до 500 мг используется в профилактических целях один раз в сутки. Для механизма активации ацетилхолина дозировки холина увеличиваются даже при разовом употреблении, так как более высокие дозы доставляются в головной мозг в больше степени. Как правило, такая дозировка составляет 1-2 г. Дозировку следует подбирать в соответствии с индивидуальными факторами, так как превышение необходимой дозы может вызвать головную боль. Предполагается, что дозы начинаются с 50-100 мг в день, а затем они могут увеличиваться в зависимости от переносимости.

Холин был открыт в 1864 году Адольфом Стрекером. Химический синтез холина был осуществлен в 1866 году. В 1998 году Институт медицины США по пищевым продуктам и питанию классифицировал холин в качестве основного питательного вещества. Важность холина как питательного вещества была впервые оценена в ходе исследования инсулиновых функций, когда было обнаружено, что холин необходим для предотвращения жировой инфильтрации печени. В 1975 году ученые обнаружили, что при применении холина увеличивается синтез и высвобождение ацетилхолина нейронами. Эти открытия привели к росту интереса к воздействию холина на функционирование мозга.

В 2010 году было проведено исследование женщин в постменопаузе, имеющих низкий уровень эстрогена, с целью выявить взаимосвязь восприимчивости женщин к рискам дисфункции органов при недостаточном потреблении холина. При недостатке холина в рационе, у 73% женщин в постменопаузе, принимавших плацебо, развились повреждения печени, которые уменьшались до 17% при приеме добавок эстрогена. Исследование также показало, что молодым женщинам требуется больше холина, потому что во время беременности возрастает потребность организма в холине. Холин используется, в частности, для поддержки развивающейся нервной системы плода. В ходе кишечного метаболизма микробиот холина и фосфатидилхолина производится триметиламин (TMA), который далее метаболизируется в проатерогенные виды, триметиламин-N-оксид (TMAO).

Холин является четвертичной аммониевой солью с химической формулой (CH3) 3N + (CH2) 2OHX-, где Х- представляет собой противоион, такой как хлорид, гидроксид или тартрат. Хлорид холина может образовывать глубоко эвтектическую смесь с мочевиной с низкой температурой плавления растворителей и необычными свойствами. Соль салицилата используют местно для облегчения боли при афтозных язвах.

Гидроксид холина является одним из веществ класса катализаторов межфазного переноса, которые используются для переноса гидроксид-иона в органических системах, и, следовательно, считаются сильными основаниями. Холингидроксид является наименее дорогим катализатором межфазного переноса, и используется в качестве дешевого средства для снятия фоторезиста на печатных платах. Холингидроксид не является стабильным соединением, и постпепенно распадается до триметиламина.

Холин и его метаболиты необходимы для осуществления трех основных физиологических функций: обеспечение структурной целостности и сигнализация клеточных мембран, воздействие на холинергические синапсы (синтез ацетилхолина), и производство метильных групп. Холин действует через его метаболит, триметилглицин (бетаин), который участвует в синтезе S-аденозилметионина.

Наиболее распространенными признаками дефицита холина являются жирная печень и геморрагический некроз почек. Употребление продуктов с большим содержанием холина, помогает снизить проявление симптомов дефицита. Изучение этого эффекта на животных моделях породило определенные разногласия из-за несоответствия диетических модифицирующих факторов.

Холин является предшественником триметиламина, который некоторые люди не способны усваивать из-за генетического расстройства, называемого триметиламинурия. Тело человека, страдающего от этого расстройства, из-за высвобождения триметиламина, может издавать сильный рыбный или иной неприятный запах. Запах может выделяться даже при приеме обычной пищи – то есть при нормальном (не завышенном) содержании холина в пище. Больным триметиламинурией рекомендуется ограничить потребление продуктов с высоким содержанием холина, что может помочь подавить неприятный запах тела больного.

Спортсмены и люди, злоупотребляющие алкоголем, могут быть подвержены риску дефицита холина, в связи с чем этим группам населения может быть рекомендован прием холиновых добавок. Исследования ряда различных групп населения показали, что в целом среднее потребление холина не доходит до нормы потребления. Д-р Стивен Зейцел, занимающийся исследованиями холина, писал: «Недавний анализ данных NHANES 2003-2004 гг. показал, что у [американских] детей старшего возраста, мужчин, женщин и беременных женщин, среднее потребление холина было намного ниже адекватного уровня. У десяти процентов населения или меньше обычное потребление холина было на уровне или выше нормы».

Адекватное потребление холина для взрослых женщин составляет 425 мг в день, а для беременных и кормящих женщин – еще выше. Адекватное потребление холина для взрослых мужчин составляет 550 мг/сут. Существуют также нормы потребления для детей и подростков.

32 грамма подсолнечного сиропа лецитина: 544

15 грамм соевого лецитина в гранулах: 450

5 унций (142 г) сырой говяжьей печени: 473

Большое яйцо, сваренное вкрутую: 113

Полфунта (227 г) трески: 190

Полфунта курицы: 150

Литр молока, 1% жира: 173

30 грамм пивных дрожжей (2 ст.л.): 120

100 г сухой сои: 116

Фунт (454 граммов) цветной капусты: 177

Фунт шпината: 113

1 чашка ростков пшеницы: 202

Две чашки (0,47 литра) твердого тофу: 142

Две чашки приготовленной фасоли: 108

Чашка сырой лебеды: 119

Чашка сырого амаранта: 135

Грейпфрут: 19

Три чашки (710 см) коричневого риса: 54

1 чашка (146 г) арахиса: 77

1 чашка (143 г) миндаля: 74

Кроме цветной капусты, другие овощи семейства крестоцветных также могут быть богатым источником холина. Синапин является четвертичным алкалоидом аммония, содержащимся в черной горчице. Он представляет собой холиновый эфир синаповой кислоты.

Ниже представлены ежедневные адекватные уровни потребления и верхние пределы потребления холина в миллиграммах, взятые из отчета, опубликованного в 2000 году Американским институтом медицины. - Младенцы 0-6 месяцев: Адекватное потребление (мг/день)-150; Максимально допустимый уровень потребления (мг/день) - не установлено.

- 7-12 месяцев: 150; не установлено

- Дети 1-3 года: 200; 1000

- 4-8 лет: 250; 1000

- Мужчины 9-13 лет: 375

- 14-18 лет: 550; 2000

- 19-30 лет: 550; 3000

- 31- 50 лет: 550; 3500

- 50-70 лет: 550; 3500

- 70 лет: 550; 3500

- Женщины 9-13 лет: 375; 2000

- 14-18 лет: 400; 3000

- 19-30 лет: 425; 3500

- 31-50 лет: 425; 3500

- 50-70 лет: 425; 3500

- 70 лет: 425; 3500

- Беременные ≤ 18 лет: 450; 3000

- 19-30 лет: 450; 3500

- 31-50 лет: 450; 3500

- Кормящие ≤ 18 лет: 550; 3000

- 19-30 лет: 550; 3500

- 31-50 лет: 550; 3500

Холин метаболизируется в клетках митохондрий (через митохондриальную холиноксидазу), а затем снова в митохондриях при помощи бетаин альдегид дигидрогеназы; в ходе этого необратимого двухступенчатого процесса образуется триметилглицин.¹⁾

Метил, как известно, окисляется в метаболит триметилглицин (ТМГ) в пределах митохондрических клеток,²⁾ и ТМГ играет роль в поддержании процесса отдачи метильных групп как напрямую (метилирование гомоцистеина), так и косвенно через поддержание выработки организмом S-аденозил метионина. Дополнительный холин может опосредовано участвовать в этих двух метаболитах, что способствует метилированию всего организма.

Употребление 1000 мг холина (через 2400 мг холина битартрата) может увеличивать устойчивую концентрацию холина в плазме крови с 7,33 мкм до 11,11-11,7 мкм (на 51-60%) у относительно здоровых женщин в постменопаузе.³⁾

Хотя не было выявлено разницы между молодёжью и пожилыми людьми в скорости усвоения холина в сыворотке крови или сывороточных уровнях холина после употребления его добавки (50 мг холина на кг массы тела в форме холина битартрата), однако выяснилось, что увеличение концентрации холина в головном мозге у пожилых людей (на 19% выше по сравнению с базовыми замерами) было значительно меньшим, чем у молодёжи (60%).⁴⁾

Холин превращается в ацетилхолин (АХ) за счёт фермента холинацетилтрансферазы (ХАТ).

Известно, что триметиламиновые соединения (холин и триметилглицин) могут метаболизироваться кишечными бактериями с образованием газа триметиламина (ТМА), который напоминает запах тухлой рыбы, который всасывается через стенки толстой кишки и метаболизируется за счёт флавиновой монооксигеназы (FMO3, в частности) в образованием триметиламиноксида (ТМАО), не обладающего запахами.⁵⁾ Когда мыши перешли на диету с повышенным содержанием холина (доля холина увеличилась с 0,08-0,09% до 0,5-1%) более высокие дозировки могли способствовать ускорению атеросклеротического поражения; эти поражения затем исправлялись за счёт сывороточного ТМАО и печёночного FMO3, который был выше в 1000 раз у самок крыс.⁶⁾ Это исследование также подтвердило, что подавление флоры желудочного-кишечного тракта (за счёт антибиотиков) снижалось за счёт сывороточного ТМАО, который получал организм из холина, предотвращая увеличение аторогенеза из холина (который является опосредованным с ТМАО); изотопные продукты, содержащие холин и употребляемые перорально, напрямую связаны с ТМАО; это напрямую говорит о наличии между ними метаболических превращений. Эта информация даёт некоторые ответы, раскрывая вопросы о возможных решениях «проблемного» метаболизма, затрагивая кишечный метаболизм, а также метаболомический подход.⁷⁾ Предварительные, но довольно убедительные данные свидетельствуют о том, что метаболит холина, а именно ТМАО, может быть про-атерогенным, в то время как сам холина не является про-атерогенным, хотя употребление холина порождает метаболизм ТМАО. Выработка триметиламина из употребляемого холина (27 мм) была отмечена у людей при приёме 18 мм хлорида холина и 10 мм стеарата холина, но не с лецитином.⁸⁾ Отсутствие эффекта отмечается с летицином и бетаином. Последующее исследование показало увеличение ТМАО на фоне получения фосфатидилхолина из пищи (два яйца, сваренных вкрутую) вместе с дейтеромеченым фосфатидилхолином; этого увеличения можно было избежать в случае употребления антибиотиков широкого спектра действия для подавления микрофлоры кишечника с предположением, что ТМАО образуется кишечной микрофлорой из холиновых источников. Пищевые источники холина, включая летицин (фосфатидилхолин), могут увеличивать ТМАО в сыворотке крови у людей, хотя доказательства этого факта являются смешанными. Более высокие уровни ТМАО могут привести к увеличению риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Одно исследование, в ходе которого оценивалось потребление холина матерями и его влияние на потомство, показало, что употребление 930 мг холина в сутки (в течение 12 недель в третьем триместре) способствовало снижению генетической экспрессии выработки кортизола у потомства.⁹⁾

Дефицит холина в рационе, как известно, увеличивает накопление печёночных жирных кислот (триглицеридов)¹⁰⁾, ослабляя высвобождение триглицеридов из печени в плазму крови за счёт пониженного синтеза фосфатидилхолина (ФХ); синтез ФХ способствует синтезу ЛОНП (липопротеин), который способствует увеличению интенсивности оттока триглицеридов из печени в плазму крови¹¹⁾, поэтому ФХ, сам по себе, является необходимым компонентом для ФХ. Пониженная выработка ФХ возникает чаще всего из-за сниженного уровня метаболита холина, а именно триметилглицина (ТМГ), так как ТМГ напрямую инициирует выработку ФХ (метилирование за счёт фермента BHMT), и за счёт поддержания выработки S-аденозил метионина он поддерживает последнюю стадию синтетической выработки (фосфатидилэтаноламина N-метилтрансферазы, которому требуется S-Аденозил метионин для креатина ФХ¹²⁾). Дефицит холина, вторичный по отношению к дефициту ТМГ, может уменьшать или предотвращать транспортировку триглицеридов в крови и в периферические ткани из печени (например, в скелетные мышцы), вызывая низкий уровень триглицеридов в крови и увеличения доли жира в печени.

Триметилглицин (кратко – ТМГ, также известен как бетаин) является метаболитом холина, который получают из пищи; он опосредует метильные свойства при употреблении холина. Похоже, что употребление ТМГ в дозировке 1000 мг в сутки может увеличивать концентрации ТМГ с 31,4+/-13,6 мкм до 52,5+/-26,5 мкм (увеличение на 67% по сравнению с базовыми замерами)¹³⁾, в то время как употребление такой же дозировки холина (1000 мг холина из 2400 мг холина битартрата) способствовало увеличению устойчивого состояния ТМГ из медианного значения 30,7 мкм до 54,6-65 мкг (увеличение на 77-111%) наряду с увеличением холина в сыворотке крови (с 7,33 мкм до 11,1-11,7 мкм). Это говорит о том, что дозировка в 1000 мг холина и триметилглицина равномощны в повышении в сыворотке крови уровня ТМГ и метилирования. Как минимум, дозировка в 1000 мг как ТМГ, так и холина в равной степени увеличивают в организме уровень ТМГ и общего метилирования.

Триметиламин(ТМА) – это метаболит многих малых молекул аминокислот (например, холина); ему присущ рыбный запах, и, как правило, его уровень слишком низок, чтобы чувствоваться в моче, если же человек имеет аномально высокий уровень этого вещества в организме, то запах явно чувствуется как в моче, так и в других выделениях организма (триметиламинурия), это состояние ещё называют «синдромом рыбного запаха»; это состояние обычно возникает при мутациях печёночного фермента флавинсодержащего моно-оксигеназу 3 типа (FMO3¹⁴⁾), который метаболизирует ТМА, известный как «первичная триметиламинурия», или за счёт избыточной выработки ТМГ в желудочно-кишечном тракте из бактерий, это состояние называется «вторичной триметиламинурией».¹⁵⁾ Эти заболевания являются доброкачественными с медицинской точки зрения, однако в таких случаях снижают употребление вызвавших запах тухлой рыбы веществ; триметиламинурия может затронуть где-то от 1 из до до 1 из 100 человек. Традиционно, триметиламинурия ассоциируется с пищевым употреблением холина¹⁶⁾, хотя она может проявиться и в случае употребления триметилглицина в высоких дозировках; в таких случаях считается, что 100 мг рибофлавина (витамина B12) дважды в сутки может снизить запах тухлой рыбы у тех, кто потребляет эти добавки. Вполне возможно, что рибофлавин может снижать запах рыбы, который возникает на фоне мутации в гене FMO3 (генетической предрасположенности к рыбному запаху при определённом рационе) при употреблении холина.

Дефицит холина может влиять на развитие заболеваний печени, атеросклероза, и, возможно, неврологических расстройств. Одним из симптомов дефицита холина является повышенный уровень фермента печени АЛТ (аланинаминотрансферазы). Беременным женщинам особенно важно получать достаточное количество холина с пищей, так как низкое потребление холина у матери может привести к увеличению риска развития дефектов нервной трубки у ребенка, и может влиять на функционирование его памяти. В ходе одного исследования удалось продемонстрировать, что повышенное диетическое потребление холина незадолго до и после зачатия связано со сниженным риском развития дефектов нервной трубки у ребенка. При низком потреблении холина наблюдается повышение уровня гомоцистеина, что повышает риск развития преэклампсии, преждевременных родов, и очень низкого веса ребенка при рождении. В одном исследовании было также обнаружено, что женщины, питающиеся продуктами с повышенным содержанием холина, имеют сниженный риск развития рака молочной железы, однако в других исследованиях такой связи обнаружить не удалось. Некоторые данные свидетельствуют о противовоспалительном эффекте холина. В исследовании, проведенном ATTICA, было установлено, что повышенное диетическое потребление холина связано с более низким уровнем маркеров воспаления. Небольшое исследование показало, что добавки холина могут уменьшать развитие симптомов аллергического ринита. Несмотря на важность холина в центральной нервной системе как прекурсора для ацетилхолина и мембран фосфатидилхолина, мало изучена роль холина в развитии психических заболеваний. В большом популяционном исследовании было продемонстрировано, что уровни холина в крови у лиц в возрасте 46-49 и 70-74 лет обратно коррелируют с проявлением симптомов тревоги. Тем не менее, в этом исследовании не было замечено никакой корреляции между депрессией и уровнями холина. Адекватное потребление должно быть достаточно высоким для удовлетворения потребностей почти всех здоровых людей. У многих людей при употреблении холина в количестве меньше нормы симптомы недостаточности холина не проявляются. Организм человека способен синтезировать некоторую часть необходимого ему холина. Потребность разных людей в холине, поступающем из пищи, также различна. В одном исследовании ученые выяснили, что женщины в пременопаузе менее чувствительны к низким уровням холина в пище, чем мужчины или женщины в постменопаузе. Тем не менее, для некоторых людей потребление холина на уровне нормы может быть недостаточным. В том же исследовании, у шести человек из 26 развились симптомы дефицита холина при потреблении его в адекватном количестве. В другом исследовании субъектов мужского пола адекватное потребление также было меньше оптимальной дозы. В исследовании Nurses' Health была показана связь высокого диетического потребления холина с повышенным риском развития аденомы толстой кишки (полипов) у женщин. Однако заболевание может возникать из-за действия других компонентов продуктов, из которых был получен холин. В последующем исследовании специалистов в области здравоохранения не было выявлено связи диетического потребления холина с повышенным риском развития рака толстой кишки. По аналогии с описанным ниже эффектом воздействия холина на память у новорожденных, было показано, что у взрослых грызунов дефицит холина вызывает усиление потери памяти, а пища с высоким содержанием холина, напротив, вызывает улучшение памяти. Кроме того, старые мыши, принимавшие добавки холина, имели те же показатели, что и молодые трехмесячные мыши. Мыши, принимавшие добавки холина, имели больше дендритных шипиков на нейрон в гиппокампе. Однако относительно организма человека никакой подобной работы проведено не было. Наиболее доступная на рынке холиновая добавка – лецитин из соевого или яичного желтка. Фосфатидилхолин также доступен в качестве дополнения, в виде таблеток или порошка. Добавки холина также доступны в виде холин хлорида, который из-за его гидрофильных свойств поставляется в виде жидкости. Иногда использование холин хлорида является более предпочтительным, потому что фосфатидилхолин может оказывать негативное влияние на желудочно-кишечный тракт. Хорошо известно, что добавки трансферов метильной группы витаминов В6, В12 и фолиевой кислоты вызывают снижение титра гомоцистеина в крови, способствуя предотвращению болезней сердца. Добавки холина или бетаина также могут вызывать снижение уровней гомоцистеина. Холин является необходимым источником метильных групп. Холиновые добавки часто применяются в качестве «умных лекарств» или ноотропов, благодаря роли, которую нейротрансмиттер ацетилхолин играет в различных системах головного мозга, связанных с познанием. Холин является химическим предшественником или «строительным блоком», необходимым для производства ацетилхолина, и исследования показывают, что память, интеллект и настроение опосредованы, по крайней мере, частично, ацетилхолиновым обменом в головном мозге. В исследовании на крысах была показана корреляция между потреблением холина во время беременности и умственной работоспособностью потомства; тем не менее, на человеке этой корреляции продемонстрировать не удалось. Однако, это может быть связано с тем, что в ходе исследования на людях «женщины потребляли обычную пищу. Они не принимали обогащенных холином продуктов или добавок. Таким образом, результаты показывают, что концентрации холина в физиологическом диапазоне у женщин, потребляющих во время беременности обычную пищу, не связаны с изменением IQ у их потомства. Нельзя исключать возможности того, что добавки холина могут оказывать влияние на IQ». В ходе первоначальных исследований макак-резусов было обнаружено, что добавление холина оказывает неблагоприятное воздействие на плод у курящих матерей. При совместном приеме с никотином холин защищает некоторые зоны мозга плода от повреждений, однако ухудшает воздействие никотина на другие зоны. То есть холин, обычно считающийся нейропротектором, может ухудшать проявление некоторых побочных эффектов никотина. Полярные группы соединения, четвертичный амин и гидроксил, делают его не жирорастворимым веществом, что дает основание предположить, что оно холин может пересекать гематоэнцефалический барьер. Однако существует холиновый транспортер, позволяющий перемещать холин через гематоэнцефалический барьер. Эффективность этих добавок в повышении когнитивных способностей является предметом продолжающихся споров. FDA США требует обогащать холином все детское питание, производимое не из коровьего молока. Благодаря своей роли в метаболизме липидов, холин также входит в состав многих пищевых добавок для жиросжигания, однако существует мало свидетельств того, что вещество может каким-то образом влиять на сокращение количества избыточного жира в организме, или что прием большого количества холина может увеличивать скорость метаболизма жиров.

Добавки холина могут использоваться в лечении заболеваний печени, гепатита, глаукомы, атеросклероза, болезни Альцгеймера, биполярного расстройства и, возможно, других неврологических расстройств. Холин также оказывает положительное влияние на лиц, страдающих алкоголизмом. Национальный Институт Здравоохранения профинансировал исследование лечения травм мозга Цитиколином. Были собраны данные о потенциальных преимуществах долгосрочного применения промежуточного соединения холин фосфолипидов (фосфатидилхолина) Цитиколина для восстановления после черепно-мозговых травм, однако исследование было досрочно прекращено из-за отсутствия эффективности.

Холин может быть помечен углеродом-11 или фтором-18, радиоактивными источниками позитронов, что позволяет осуществлять рентгенографию на сканере позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Этот тип сканирования обычно выполняется врачом, специализирующимся в области радиационной медицины. Области применения включают рентгенографию простаты и рака груди.

Организм человека может синтезировать холин при метилировании фосфатидилэтаноламина N-метилтрансферазой с образованием фосфатидилхолина в печени. Холин также может быть потреблен из пищи. Отсутствие холина в диете может спровоцировать развитие жировой дистрофии печени, поражений печени и повреждений мышц. Тем не менее, из-за близкого взаимодействия между холином, фолиевой кислотой, метионином и витамином В12, функции и роли холина в организме могут усложняться. Начнем с того, что метионин может формироваться двумя способами: либо из метильных групп, полученных из фолиевой кислоты, либо из метильных групп, полученных из бетаина (который берет свою метильную группу из холина). Изменения в одном из этих механизмов компенсируются за счет другого, и если эти механизмы не могут адекватно снабжать метильные группы для производства метионина, увеличивается содержание в организме предшественника метионина, гомоцистеина. Холин в пищевых продуктах существует в свободной или в этерифицированной форме (холин посредством эфирной связи связывается с другим соединением, таким как фосфитидилхолин). Хотя организм может использовать все формы вещества, некоторые данные указывают на их неравномерную биодоступность (возможность использования организмом). Липидосодержащие формы (такие как фосфитидилхолин) после поглощения обходят печень, в то время как растворимые в воде формы (такие как свободный холин) попадают в портал циркуляции в печени и, как правило, здесь же и поглощаются. Во время беременности и лактации резко увеличивается потребность организма в потреблении холина. Эта потребность может быть удовлетворена путем регуляции N-метилтрансферазы за счет увеличения уровня эстрогена, что приводит к увеличению производства холина организмом, но даже при повышенной активности N-метилтрансферазы потребность в холине настолько высока, что запасы организма обычно оказываются полностью истощенными. Это подтверждается тем фактом, что у мышей, лишенных функциональной N-метилтрансферазы, при отсутствии поступления дополнительного холина с пищей. на 9-10 день беременности случаются выкидыши. В то время как у матери в период беременности и лактации запасы холина истощаются, плацента аккумулирует холин путем откачки холина в ткани, где он затем хранится в различных формах, наибольший интерес из которых представляет ацетилхолин (редко встречающийся вне нервной ткани). Плод в результате этого оказывается в среде с повышенной концентрацией холина. В амниотической жидкости концентрация холина в десять раз выше, чем в крови матери. Такая высокая концентрация нужна для того, чтобы холин имелся в тканях в изобилии и был способен эффективно пересекать гематоэнцефалический барьер.

Женщинам во время беременности необходим прием холина в больших количествах в качестве субстрата для построения клеточных мембран (из-за быстрого расширения тканей у плода и матери), из-за повышенной потребности в одноуглеродных остатках (холин является субстратом для метилирования ДНК), для повышения запасов холина у плода и в плацентарных тканях, а также для увеличения производства липопротеидов (белков, содержащих порции «жира»). В частности, в ученом сообществе существует заинтересованность в изучении воздействия холина на мозг. Это связано с использованием холина в качестве материала для изготовления клеточных мембран (особенно фосфатидилхолина). Особенно быстрый рост человеческого мозга наблюдается во время третьего триместра беременности и затем еще в течение примерно пяти лет. В это время существует большая потребность в сфингомиелине, который производится из фосфитидил холина (следовательно, из холина), так как это вещество используется для миелинизации (изоляции) нервных волокон. Холин также необходим для производства нейромедиатора ацетилхолина, который может влиять на структуру и организацию мозга, нейрогенез, миелинизацию и формирование синапсов. Ацетилхолин присутствует даже в плаценте и может способствовать клеточной пролиферации/дифференцировке (увеличению числа клеток и изменению многофункциональных клеток в выделенных клеточных функциях) и необходим в процессе родов. Холин также может влиять на метилирование динуклеотидов ДНК в мозге – это метилирование можете изменять экспрессию генома (какие гены необходимо включить, а какие – выключить), и, таким образом, оказывает влияние на программирование плода (организацию выключения или включения определенных генов, без воздействия внешних сил). Функции холина в плоде определяются его концентрацией. При низких концентрациях холина он преимущественно занимается принятием фосфолидов. По мере роста концентрации свободный холин преобразуется в митохондриях печени в бетаин, который используется как источник метиловых групп для метилирования ДНК и т.д. Однако при снижении концентрации холина активируется механизм N-метилтрансферазы. N-метилтрансфераза позволяет создавать новый холин, даже при отсутствии его в рационе. При помощи этого механизма производится до 30% необходимого количества фосфатидилхолина. Интересно, что фосфитидилхолин, производимый при помощи N-метилтрансферазы, как правило, имеет более длинные и менее насыщенные жирные кислоты, чем фосфитидилхолин, произведенный непосредственно из холина через взаимодействие цитидин-дифосфат-холин. Концентрация также имеет важное значение для доставки холина в головной мозг при профилактике нейронного незаращения и слабоумия. Поступление холина в мозг контролируется транспортером, обладающим низким сродством (не особенно эффективным), расположенным в гематоэнцефалическом барьере. Транспорт происходит при увеличении плазменных артериальных концентраций холина выше 14 мкмоль/л, во время всплеска концентрации холина, например, после употребления в пищу богатых холином продуктов. Нейроны, напротив, принимают холин при помощи переносчиков, обладающих высоким и низким сродством. Холин хранится в виде мембраносвязанного фосфитидилхолина, который затем может быть использован для синтеза нейротрансмиттера ацетилхолина. В случае необходимости образуется ацетилхолин, который затем проходит по синапсу и передает сигнал на следующий нейрон. Ацетилхолинэстераза расщепляет ацетилхолин, и свободный холин вновь принимается в нейрон транспортером, обладающим высоким сродством.

Фолиевая кислота является наиболее известным средством для предотвращения незаращения нейронной трубки (поэтому ее и добавляют в витамины для беременных). Метаболизм фолиевой кислоты и метаболизм холина являются взаимосвязанными. Как холин, так и фолиевая кислота (при помощи витамина В12) могут действовать в качестве метильных доноров гомоцистеина, для формирования метионина, который затем может формировать SAM (S-аденозилметионин) и выступать в качестве метильного донора для метилирования ДНК. Дефицит холина в пище при нормальном потреблении фолиевой кислоты может снизить концентрацию SAM, что говорит о том, что фолиевая кислота и холин являются важными источниками метильных групп для производства SAM. Ингибирование поглощения и использования холина у мышей связано с дефектами нервной трубки, что также может встречаться и у людей. Ретроспективное исследование методом случай-контроль (исследование, в ходе которого постфактум собираются данные о случаях, происходящих без участия исследователя) показало, что у женщин с наименьшим ежедневным потреблением холина в четыре раза увеличивался риск рождения ребенка с дефектами нервной трубки, по сравнению с женщинами с более высоким потреблением холина.

Диетическое потребление холина или его отсутствие во время последней стадии беременности у грызунов связано с необратимыми изменениями в функционировании гиппокампа у взрослых грызунов, включая изменения в долгосрочной памяти. При увеличении потребления холина у самок грызунов примерно в четыре раза выше диетических рекомендаций на 11-17 дни беременности наблюдается увеличение пролиферации клеток гиппокампа и снижение апоптоза (запрограммированной гибели клеток) у плода. Это может происходить, если в холин-дефицитных клетках в культуре, а также в мозге плода грызунов, рожденных от матери с дефицитом холина, не происходит должной метиляции промотора CDKN3, гена, ингибирующего пролиферацию клеток в головном мозге. Это поддерживает активность CDKN3, уменьшая пролиферацию клеток головного мозга. Повышенное потребление холина самками грызунов вызывает улучшение слуховой и зрительной памяти у потомства, а также предотвращает возрастные изменения в памяти при старении. На различных тестах памяти была продемонстрирована связь между потреблением холина самками и улучшением памяти у их потомства, включая такие тесты, как радиально-рукавный лабиринт, водный лабиринт Морриса, парадигмы пассивного избегания и меры привлечения внимания. Испытания были продемонстрированы на различных моделях крыс, в том числе Sprague-Dawley и Long-Evans, а также на мышах. Результаты тестов говорят о том, что холин оказывает универсальное влияние холина на плод в утробе грызунов. Однако механизм этого воздействия до конца не изучен. Холин влияет на память у новорожденных, предположительно, из-за увеличения количества холина в головном мозге, и, вследствие этого, количества ацетилхолина, который может быть произведен и выпущен. Тем не менее, количество холина, накапливаемого в мозге после потребления холина беременными самками не является достаточным для изменения высвобождения ацетилхолина. Напротив, потребление самками холина вызывает увеличение количества фосфохолина и бетаина в мозгу плода. Эти данные относятся к грызунам, видам с более быстрым созреванием мозга и более зрелым мозгом при рождении, чем у человека. У людей мозг продолжает развиваться после рождения, и становится похож по структуре на мозг взрослого примерно через четыре года после рождения. На развивающийся мозг грудного ребенка могут оказывать влияние кормление различными добавками вместо натурального молока, и, предположительно, различия в количестве холина в грудном молоке матерей, что может, в частности, влиять на наблюдающиеся различия в способностях памяти и запоминании у взрослых людей.

При низком диетическом потреблении холина у некоторых мужчин и женщин развивается дисфункция органов, в то время как у других – нет. Диапазон потребления холина, необходимый для нормального функционирования организма, довольно велик, и составляет от 850 мг/70 кг/день до 550 мг/кг/день. Это различие обусловлено однонуклеотидными полиморфизмами в метаболических путях холина (однонуклеотидный полиморфизм меняет код РНК и впоследствии может изменить расположение белка, синтезированного из этого РНК, что приводит к различиям в функционировании белка между нормальной версией и версией с однонуклеотидным полиморфизмом). Например, полиморфизмы пути фолата могут ограничивать возможности использования фолиевой кислоты для производства SAM, что увеличивает зависимость человека от холина для производства SAM. PEMT полиморфизмы могут изменять количество холина, который может быть синтезирован в организме (увеличивая количество холина, который должен будет поступать в организм с пищей). В одном исследовании было показано, что общий генетический полиморфизм, 5,10 метилентетрагидрофолат дигидрогеназа 1958A (MTHFDI) в метаболизме фолатов, вызывает 15-кратное увеличение риска развития признаков дефицита холина у женщин в пременопаузе, потребляющих пищу с низким содержанием холина, как не носителей однонуклеотидного полиморфизма (р < 0,0001). Влияние этого полиморфизма довольно велико – у 63% включенных в исследование пациентов имелся, по крайней мере, один аллель с полиморфизмом. MTHFD1 аллели, как полагают, способны изменять поток между 5,10-метилен- и 10-формилтетрагидрофолатом, который влияет на наличие 5-метилтетрагидрофолата для метилирования гомоцистеина (в последующем – метионина, а затем – производства SAM). Это означает метилирование большего количества холина, что компенсирует отсутствие участия фолиевой кислоты в этом механизме. В действительности эффектом этого является увеличение риска рождения ребенка с дефектами нервной трубки у матерей с однонуклеотидным полиморфизмом G1958A в MTHFD1. Кроме того, мыши с МТГФР -/- (МТГФР отсутствует) страдают от дефицита холина, что дает основания предполагать, что люди с генетическим полиморфизмом, который изменяет функциональные возможности фермента, могут также испытывать дефицит холина. Однонуклеотидный полиморфизм также наблюдался в гене PEMT (отвечающим за производство холина). Зейцел и соавт. вычислили, что однонуклеотидный полиморфизм имеется в промоторной области гена PEMT, и ученые связали это с повышенной восприимчивостью женщин к дефициту холина. Так как в воздействии этого однонуклеотидного полиморфизма были обнаружены половые различия, Зейцел предположил, что этот однонуклеотидный полиморфизм способен изменять эстрогенное реагирование промоторной области гена PEMT. Эта же группа ученых также обнаружила еще один однонуклеотидный полиморфизм в экзоне 8 (кодирующей части гена) из PEMT с 30% потери функции PEMT и повышенным риском неалкогольной жировой болезни печени. Однако не всегда однонуклеотидный полиморфизм в холин/фолат-родственных генах воздействует на потребности в холине. C677T и A1298C полиморфизмы в MTHFR и A80C полиморфизм в сниженном гене-носителе фолиевой кислоты не были признаны существенными.

Молочная железа человека состоит из нескольких типов клеток, включая жировые клетки, мышцы, проточный эпителий и эпителий молочной железы (иногда называемый оактоцит). В эпителии молочной железы выделяется сырье для молока, в том числе холин. Это происходит при помощи секреции апокринных желез, из-за жирной составляющей молока, когда вакуоли, содержащие сырье, вызывают отпочкование клеток в просвет альвеол (железы молочной секреции). Отсюда молоко будет выпускаться при стимуляции окситоцином во время сосания. Молочная железа может влиять на иммунную систему новорожденного, и в период лактации может воздействовать на процессы воспаления. Сигнальные пути воспаления, NF-kb и Jak / STAT, задействованы как в воспалительных реакциях, так и при лактации. Это подчеркивает роль молочной железы не только в качестве источника энергии, но и в качестве важнейшего механизма подготовки потомства к выживанию во внешнем мире.

Холин в молоке может содержаться в виде свободного холина, фосфохолина, глицерофосфохолина, сфингомиелина и фосфатидилхолина. Уровни холина в грудном молоке коррелируют с уровнями холина в крови матери. Холин, потребляемый из грудного молока, влияет на уровни холина в крови у грудных младенцев, что говорит о том, что холин, потребляемый из грудного молока, поступает в кровеносную систему плода. Холин может попадать в молоко либо непосредственно из материнской системы кровоснабжения, или же холин-содержащие питательные вещества могут быть получены из эпителия молочной железы. Холин попадает в молоко через транспортер, специфичный для холина, из материнской системы кровообращения в эпителиальные клетки молочной железы. При высокой концентрации (больше, чем обычно наблюдаемая у людей), холин может диффундировать через клеточную мембрану в клетки молочной железы эпителия. При более нормальных концентрациях он проходит через кальций / натрий-зависимый, связанный с фосфорилированием, активный транспортер, в клетку. Он может также быть произведен из эпителия молочной железы через механизм N-метилтрансферазы. При потреблении холин-содержащего молока новорожденным, холин используется для формирования ацетилхолина, фосфатидилхолина, сфингомиелина и холин плазмалогенов для производства мембранных клеток у мышей, при этом большая часть холина в человеческом молоке поставляется в виде фосфохолина. Джеймс также продемонстрировал, что гормон инсулин может стимулировать ввод холина в клетки молочной железы у мышей, и пролактин содействует включению холина в липиды, когда клетки одновременно подвергаются воздействию инсулина и кортизола.

Холмс-МакНари и соавторы сообщили, что содержание холина в грудном молоке преждевременно родивших зрелых матерей, было значительно ниже, чем у матерей, родивших вовремя. Тем не менее, концентрации эфиров холина (холин-содержащих соединений) у преждевременно родивших и родивших в срок матерей не отличались. У матерей, родивших до срока, молочные железы являются недостаточно развитыми ко времени производства молока. Возможно, из-за этого содержание холина у таких матерей может быть ниже нормы. Тем не менее, Лукас и др. выявили значительное улучшение в 18-месячном и в 7,5-8 летнем возрасте в IQ среди недоношенных детей, которых кормили грудным молоком через трубки по сравнению с детьми, которых не кормили грудным молоком. Это говорит о том, что, даже если молочная железа «не созрела», все равно польза грудного молока очевидна. Кроме того, недоношенные дети, которых кормили смесью, приготовленной для доношенных детей, имели более низкие показатели умственной активности, чем дети, которых кормили специальной смесью для недоношенных детей. Однако у недоношенных детей, которых кормили сцеженным грудным молоком чужих матерей и смесями для недоношенных младенцев, этот эффект уменьшался. В поддержку этого Лукас и др. также показали, что потребление материнского молока сильно связано с последующим уровнем IQ. Кроме того, мета-анализ Андерсона и др. показал, что младенцы, родившиеся с низким весом, получали больше пользы от грудного вскармливания (с точки зрения оценки IQ в более позднем возрасте), чем младенцы с нормальным весом, также находящиеся на грудном вскармливании. Дрейн и Логерманн суммировали мета-анализы 24 исследований, и заявили, что « у находящихся на грудном вскармливании доношенных младенцев [наблюдается] преимущество в IQ порядка пяти очков против восьми очков у новорожденных с низкой массой тела при рождении. Можно утверждать связь увеличения IQ в зависимости от этих величин, имеющая относительно тонкое воздействие на индивидуальном уровне. Тем не менее, также должно быть рассмотрено потенциальное воздействие и на популяционном уровне».

Человеческое молоко – очень богатый источник холина, а смеси, полученные из других источников, в частности сои, имеют более низкую общую концентрацию холина, чем человеческое молоко (а также не содержат других важных питательных веществ, таких как длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты, сиалилированные олигосахариды, тиреотропный гормон, нейротензин, фактор роста нервов, а также ферменты лизоцим и пероксидаза). В коровьем молоке и полученных из него смесях содержатся аналогичные или более высокие уровни глицерофосфохолина по сравнению с человеческим молоком, в то время как в соевых смесях содержатся более низкие концентрации глицерофосфохолина. В человеческом и коровьем молоке содержатся схожие концентрации фосфатидилхолина и сфингомиелина, в то время как смеси из сои содержат больше фосфатидилхолина, чем человеческое или коровье молоко. В смесях из сои содержится меньше сфингомиелина, чем в человеческом молоке. Сфингомиелин используется для производства миелина, который изолирует нейроны. Свободных концентраций холина в зрелом молоке человека на 30-80% ниже, чем в коровьем молоке или смесях. В человеческом молоке также содержится меньше свободного холина, чем в молозиве человека (секрете молочной железы млекопитающих, вырабатываемом в последние дни беременности и в первые дни после родов). В особенно крупных количествах фосфохолин содержится в человеческом молоке. В целом, в смесях, молоке и грудном молоке холин содержится в различных количествах и формах, и Холмс-МакНари и соавторы предположили, что «это может оказывать влияние на относительный баланс между использованием холина как метильного донора (через бетаин), предшественника ацетилхолина (через холин) или предшественника фосфолипида (через фосфохолин и фосфатидилхолин)». Этот факт подтверждают Ильколь и соавторы, выяснившие, что сывороточные концентрации свободного холина при искусственном вскармливании ниже, чем при грудном вскармливании. Цитата: «Те, кто предполагает, что кормление смесями из бутылочки может равняться кормлению грудным молоком, должны будут представить доказательства своей позиции». Некоторые ученые поддерживают это предположение. Лукас и др., учитывая воздействие социальных и образовательных факторов на развитие, обнаружили, что недоношенные дети, потребляющие грудное молоко через трубочку, демонстрируют более половины стандартного отклонения в сторону повышения на тестах IQ в 7,5 - 8 лет, чем их сверстники, не получавшие грудного молока. Ранее они также обнаружили улучшение когнитивного развития уже в 18 месяцев у недоношенных детей, потребляющих большее количество грудного молока по сравнению с теми, кто не потребляет грудное молоко. Было высказано предположение, что повышенный уровень IQ и развитие производительности при грудном вскармливании наблюдается благодаря взаимодействию между матерью и ребенком, при наличии, или без, фактического поступления молока. Дрейн и Логманн предположили, что при лактации увеличивается производство окситоцина и пролактина, что вызывает у матерей чувство благополучия и поощряет материнский инстинкт. Это может улучшению отношений между матерью и ребенком, что может, в свою очередь, генерировать улучшенную производительность нейронов. Кроме того, социальный класс и материнское образование тесно связаны с типом кормления грудных детей, (смеси или грудное вскармливание), а также коррелирует с наблюдающимися различиями в когнитивных функциях. Лукас и др., однако, опровергают предположение, что сама жидкость грудного молока не оказывает воздействия на когнитивные функции ребенка в дальнейшей жизни.

Шоу и др. показали, что примерно 25% беременных женщин в Калифорнии потребляют менее половины суточной нормы холина.

Как отмечалось ранее, холин необходим для развития нервной системы и в грудном молоке он содержится в куда больших количествах, чем в смесях. Холин может играть определенную роль в обеспечении более высокой производительности при грудном вскармливании. Тем не менее, в обсуждаемом мета-анализе авторы отнесли наблюдаемое улучшение когнитивных функций на счет длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, таких как докозагексаеновая кислота и арахидоновая кислота, составляющие липидные компоненты головного мозга. Докозагексаеновая кислота обогащена фосфолипидами, производимыми через механизм PEMT (отвечающий за производстве холина). Это означает, что производство холина в организме влияет на производство докозагексаеновой кислоты, и может влиять на транспорт докозагексаеновой кислоты/холина в грудное молоко. В этом мета-анализе заявляется также, что разница между смесями и грудным вскармливанием наблюдается именно из-за отсутствия этих веществ в детском питании (в Соединенных Штатах), и нет никаких данных, связывающих содержащийся в пище холин, и холин, производимый организмом (данные относительно смесей из других стран также не были предоставлены). Так как холин оказывает влияние на развитие мозга, и в грудном молоке и смесях имеются различия в уровне холина, представляется возможным, что холин также может играть роль в наблюдаемых улучшениях показателей IQ у детей, находящихся на грудном вскармливании.

Холин отпускается из аптек в виде холин хлорида и холин альфосцерата. Кроме того, холин содержится во множестве питательных и витаминных добавок и препаратов.

:Tags

Читать еще: Витамин D , Лептин , Мята перечная (ментол) , Тайленол (Tylenol) , Фуросемид (Лазикс) ,