Iperomocisteinemia

e L-Metilfolato

in Neurologia:

trattamento, dosaggi, tempi

Gabriele Carbone

Neurologo

Centro Demenze

Italian Hospital Group - Guidonia (Roma)

Isolata per la prima volta dall’urina

nel 1933 da Buts e de Vigneaud che

nel 1955 ricevette il premio Nobel

per la chimica.

Aminoacido contenente zolfo.

P. molecolare di 135,2 Dalton.

Omocisteina (Hcy): un killer silenzioso e sottovalutato

E’un metabolita intermedio altamente reattivo

del catabolismo della metionina, aminoacido

essenziale contenente zolfo che viene introdotto

nel nostro organismo con la dieta, presente in

diversi alimenti proteici quali, per esempio, la

carne, i latticini, i legumi e le uova.

COO-

I

+H3N-CH

I

CH2

I

CH2-S-CH3

Non è contenuto nelle proteine o

nel DNA.

COO- I

+ H3N-CH

I

CH2

I

CH2-SH V. de Vigneaud

Nel 1969, il dottor Kilmer McCully, descrisse la patologia vascolare in

pazienti affetti da Omocistinuria, suggerendo

per la prima volta che tHHcy era una probabile

causa di malattia vascolare precoce.

Il Dr. McCully descrisse 2 bambini (2 e 8 anni) con

Omocistinuria ed entrambi presentavano:

Iperomocisteinemia

Stato arteriosclerotico simile a quello osservato

negli adulti con malattia cardiovascolare avanzata

e nessun deposito lipidico nelle loro placche vascolari.

Al riscontro autoptico i tessuti del ragazzo di 8 anni, morto di un ictus,

sembravano esattamente come quelli di “soggetti anziani con arteriosclerosi”.

Omocisteina (Hcy)

Queste osservazioni hanno portato a ipotizzare un rapporto

causale diretto tra lesioni osservate e tHHcy plasmatica.

Serina

(Trimetilglicina)

Attivata per

aumento delle

concentrazioni Met

(post prandiale) e

Hcy o per richiesta

di cisteina

Attivata per basse

concentrazioni di

Hcy e in carenza di

Met assunta con la

dieta

METABOLISMO DELL’OMOCISTEINA

(tra enzimi e vitamine)

In una dieta normale Hcy per

il 38 % viene rimetilata e il

62 % viene transulfurata

SAM

Coordina le 2 vie

metaboliche agendo come

inibitore allosterico della

reazione catalizzata dalla

5,10-MTHFR e come

attivatore della CßS

vitamina B6 dipendente

Solo Rene e

Fegato

Glutatione

Fegato e Rene sarebbero responsabili della clearance plasmatica della Hcy

L’Hcy è tossica per cellule e tessuti e viene costantemente riciclata:

Metilata (dipendente dal folato-MTHFR, e B12-MS (e solo nel fegato e reni anche

da BHMT -B12)

Transulfurata (solo fegato e reni) e metabolizzata (CβS e B6 dipendente) in

semplici amminoacidi riutilizzati o eliminati con le urine (omocistina).

Quando le vie metaboliche di “riciclo” raggiungono la saturazione Hcy (altamente

tossica per le cellule) viene “esportata”.

L'accumulo intracellulare ha varie azioni tossiche tra cui inibizione della metilazione

attraverso l'aumento di AdoHcy, inibitore della maggior parte delle

metiltrasferasi*. La sua esportazione nel plasma è regolata da meccanismi che non

sono completamente conosciuti.

Il fegato e il rene sono responsabili della

clearance di Hcy circolante, possiedono

CβS e BHMT (oltre a MS folico-B12

dipendente) assenti negli altri tessuti, per

convertire Hcy in metaboliti non tossici.

Nel plasma Hcy esiste in 3 forme.

*Blom e De Vriese, 2002.

Omocisteina plasmatica totale (tHcy)

Forma ridotta (Hcy-SH)

Omocisteina

<1%

Forme ossidate (Hcy-S-S-R)

Omocisteina (Hcy-Hcy)

Hcy-S-S-Cys Mista Disulfide

Proteine- Cys-S-S-Hcy

5-10%

5-10%

70-80%

tHHcy : tra tossicità cellulare e plasmatica

L’Hcy viene eliminata per via renale, in genere

come omocistina. è scarsamente solubile in

ambiente acido e, se in eccesso, può dare luogo a

calcoli radio-opachi o a cristalli esagonali rosso-

scuro che si ritrovano nel sedimento urinario.

Se il livello plasmatico supera il limite fisiologico

stabilito tra ”10-13µmol/L.”, diventa nociva

causando danni alle pareti dei vasi, per la

formazione di radicali liberi e attraverso la

omocisteinilazione proteica che modifica la

struttura e le proprietà funzionali delle proteine.

(Jakubowski e Glowacki, 2011; Rossi et al (Pushpakumar et al., 2014).

tHHcy ha effetti :

proaterogenici,

protrombotici,

proossidativi,

proapoptotici,

neurotossici,

neuroinfiammatori

neurodegenerativi.

tHHcy : tra tossicità cellulare e plasmatica

Come ci si può aspettare , deficit o mutazioni in MTHFR, MS e CβS e così anche carenze

di B2, B9, B12 e B6 nutrizionali, acquisite e genetiche

portano tutti a tHHy.

L'iperomocisteinemia è stata inserita dalla OMS tra i fattori di

rischio indipendenti per malattie cardiovascolari e cerebrovascolari.

A valori elevati di omocisteina nel sangue viene attribuito un

aumentato rischio di:

1. coronaropatia (infarto, angina pectoris)

2. ictus ischemico (HHyc è responsabile maggiormente di un danno a carico

delle piccole arterie cerebrali piuttosto che a carico delle grandi arterie*)

3. tromboembolia

4. demenza vascolare e demenza di Alzheimer

5. ritardo o diminuzione dell'intelligenza nei bambini in età scolare

6. malformazioni fetali (spina bifida)

7. preeclampsia

8. ritardo di crescita intrauterino

9. distacco di placenta

Tuttavia, non mancano, come per molti fattori di rischio legati all'aterosclerosi e alle

malattie ischemiche, perplessità e polemiche.

Queste riguardano sia la valutazione di pericolosità da attribuire alla HHyc in sé, sia

l'efficacia del suo abbassamento mediante la comune terapia. *Fassbender K, et al., Lancet 1999; 353:1586-7.

Fattori che causano tHHcy plasmatica

Refsum H, Ueland PM, et.al Epidemiology Annu Rev Med 1998;49:31-62. HCY and cardiovascular disease..

Jacques PF, Bostom AG, Wilson PW, et.al. Determinants of plasma total HCY concentration in the Framingham Offspring cohort. Am J Clin Nutr. 2001;73:613-621

Popolazione generale: 5 - 10%

Popolazione anziana: 30 - 40%

Pazienti con patologie vascolari: 20 - 40%.

Prevalenza

Fisiologici

Età (tHcy aumenta del 7-12% ogni 10 anni)

Genere maschile (>10-20% della donna in pre-menopausa, uguali in menopausa)

Etnia: i neri Sud Africani hanno valori più bassi della popolazione bianca

Stile di vita

Ridotta attività fisica,

Stress,

Dieta vegetariana/vegana (baso apporto vitamine o proteine) o

Eccessivo apporto proteico (metionina)

Tabagismo (spesso associata a bassi livelli di B6, B12 e B9) (nei forti

fumatori +20%)

Alcool (no birra, no alcool se moderata quantità)

Caffè (>6 caffè/die; effetto significativo anche dopo il digiuno notturno),

Deficit vitaminici (causa più frequente, soprattutto anziano): B2, B6, B9, B12;

*Adattata da J. Kałużna-Czaplińska and others (2013)

Fattori che causano tHHcy plasmatica*

Malattie croniche associate a tHHcy - Disturbi sistemici

CVD (IA essenziale, IMA , occlusione venosa e arteriosa retinica, TVP)

Trapianto renale o cardiaco, IRC, insufficienza epatica

Sindromi da malassorbimento (vit./proteine) e m. croniche intestino (M di Chrohn)

Psoriasi grave, pre-diabete, diabete (tipo II), LES, AR,

Ipotiroidismo,

Anemia perniciosa, iperuricemia, glaucoma ad angolo aperto,

Ictus (nella fase acuta), Demenza di Alzheimer, demenze vascolari, MCI, SM, HD,

epilessia, neuropatia diabetica, S. di Down, autismo, emicrania,

Depressione, schizofrenia, anoressia, sterilità, impotenza,

Maculopatia degenerativa età correlata, ipoacusia neurosensoriale età correlata,

S. da affaticamento cronico

Neoplasie: mammella, pancreas, ovaio, utero, colon, leucemie

Eclampsia gravidica,

Aborto spontaneo,

Sindrome da policistosi ovarica, difetti congeniti (tra cui: spina bifida, meningocoele,

encefalocele e anencefalia; palatoschisi - labro leporino?) *Adattata da J. Kałużna-Czaplińska and others (2013)

Fattori che causano tHHcy plasmatica*

Antagonisti dei folati, B12, B6, B9 tra cui: Metotrexate: deplezione di 5-Metil-tetridrofolato

Sulfasalazina, anticonvulsivanti (CBZ, fenitoina,VPA): antagonizzano B9

Nitrati: antagonizzano B12

Teofillina, estroprogestinici, isoniazide, procarbazina, cicloserina, azauridina:

antagonizzano B6

Ipolipemizzanti : fenofibrati (altera metabolismo creatinia), simvastatina (?),

Ossido nitroso (inibisce Metionina Sintasi),

Trimetoprim (inibizione della DHFR),

Tamoxifene (?)

IPPs (inibizione assorbimento B12) ed i COX-2 (?)

L-Dopa (utilizza gruppi metilici),

Antidiabetici: metformina (inibisce assorbimento B12), insulina,

Diuretici tiazidici (riduzione filtrazione glomerulare ?),

Ciclosporin A (compromissione funzione renale),

Adattata da J. Kałużna-Czaplińska and others (2013)

Farmaci

Fattori che causano tHHcy plasmatica*

Deficit di CβS (cromosoma 21) (riduzione attività del 98%)

Mutazione in omozigosi (1/200.000-335.000 nati ) 90-95% dei casi di omocistinuria

Mutazione in eterozigosi (0,5-1,4% pop. gen.) HHcy lieve-moderata (asintomatica se isolata)

Deficit di MTHFR (cromosoma 1)

Mutazione in omozigosi (1/3.350.000 nati); HHcy grave; (riduzione attività >80%)

5-10% dei casi di omocistinuria (grave ritardo dello sviluppo psico-motorio e massivi

fenomeni trombotici anche in età neonatale)

Mutazione in eterozigosi (<0,5% pop. gen.) HHcy lieve-moderata

Polimorfismo C677T (forma più comune in Nord America ed Europa) variante

enzimatica termolabile: in omozigosi (attività < 70%) 5-10% pop. Mondiale (20% in

Italia) HHcy lieve–moderata nel 30-60% specie se ridotto l’apporto dietetico di folati;

Nel 45% pop. Mondiale in eterozigosi (T677T): attività < 40% e HHyc lieve

Polimorfismo A1298C (in omozigosi il 4-6% europei) (né in omo- né in eterozigosi si

associa a HHcy o < livelli di folati), solo se assoc. a polimorf 677) (30% pop. Mondiale)

GENETICI (geni più frequenti)

55%

Fattori che causano tHHcy plasmatica

Altre deficit congeniti come possibili cause di HHcy anche se estremamente rari sono:

deficit funzionale di MS, deficit di cobalamina reduttasi, di metiltransferasi associata alla

cobalamina reduttasi, di γ-cistationinasi , metionina sintetasi reduttasi, betaina-omocisteina

metiltransferasi

Polimorfismi MTHFR e capacità enzimatica residua

Polimorfismo* Normale Eterozigosi Omozigosi

MTHFR C667T 44% 41% 15%

MTHFR A1298C 46% 41% 13%

100%

83%

66%

61%

48%

24%

0% 50% 100% 150%

Normale

A1298C - Eterozigosi

C677T - Eterozigosi

A1298C - Omozigosi

C677T e A1298C Eter.

C667T - Omozigosi

*Robien K et al. MTHFR Genotype Affects Risk of Relapse after Hematopoitic Cell Leukemia. Clin. Cancer Res. 2004;

°Van der Put, et al. A second common mutation in the methylenetetra-hydrofolate reductase gene: an additional risk factor for neural-tube defects ? American J. Hum Genet 1998

*Botto LD Yang Q. 5,10-Methylenetetrahydrofolate reductase gene variants and congenital anomalies: a HuGE review. American Journal Epidemiol. 2000 May

In Italia l’incidenza del Polimorfismo MTFHR C667T in Omozigosi è presente nel 15-20% della

pop. gen., con un gradiente Nord–Sud che in alcune Regioni raggiunge il 30% (Campania)

Generalmente la somma % dei due polimorfismi MTHFR C667T e A1289C è presente in oltre il

50% della popolazione.

Indagine Epidemiologica Internazionale

1995 - 1999*

I laboratori europei tendono ad utilizzare il valore di 12 μmol/L come valore normale

di Omocisteina a digiuno negli adulti , negli U.S. il valore di 15 μmol/L (adulti <65 aa)

I neri del Sud Africa hanno valori di

tHcy inferiori rispetto ai bianchi.

VALORI PLASMATICI NORMALI DELL’ tHcy

Gruppo demografico

Hcy basale

Fortificazione

con folati

Senza

Fortificazione

Donne in gravidanza 8 10

Ragazzi <15 anni 8 10

Adulti 15–65 anni 12 15

Anziani >65 years 16 20

tHcy dopo carico Metionina

(4–6 h)*

rispetto al basale (adulti) 5 volte più

alto o aumento di 40 μmol/L

Limite di riferimento superiore di tHcy plasmatica. *Risultati su pop.

Europea (=800) non supplementata con folato. tHcy dopo 2 ore di carico con

Metionina il valore di tHcy è circa il 75% di quello misurato dopo 4 ore

Età tHcy, μmol/L

Neonati 3-6

Adolescenti 5-8

Adulti (15-65 anni)

Maschi 6-15

Femmine 3-12

Anziani (>65 anni) 15-20

Centenari 25-27

Il comitato nutrizionale dell‘A.H.A. ha suggerito che

“un livello di tHcy basale <10 μmol/L”

è un obiettivo terapeutico ragionevole per soggetti a maggior rischio, piuttosto

che la definizione di normale basata su valori medi della popolazione ± 2SDs.”

Molti ricercatori suggeriscono

livelli di Hcy < 15 μmol/L per

ridurre il rischio cardiovascolare.

Tuttavia per alcune popolazioni

(Spagna, Francia) , per evitare la

malattia cardiovascolare, il livello

di Hcy desiderabile è inferiore a

9 μmol/L .

Meglio se Hcy < 6 μmol/L, con

questi livelli si riduce ulteriormente

ed in modo significativo il rischio

cardiovascolare. Pertanto si

potrebbe affermare che il livello

ottimale di Hcy è < 6 μmol/L.

Valore Omocisteina Rischio Cardiaco

< 6,3 μmol/L <1%

6,3 μmol/L 1%

10 μmol/L 2%

15 μmol/L 4 %

20 μmol/L 9%

Omocisteina e rischio cardiovascolare

Ricercatori giapponesi hanno

evidenziato che pazienti con

Hcy <7 μmol/L avevano un rischio

di ictus molto basso rispetto a paz.

con livelli di Hcy >11 μmol/L.

Esisterebbe lo stesso rapporto tra livelli

plasmatici di Hcy rischio di malattie

cardiovascolari e ictus.*

I dati dello studio di Framingham

suggeriscono inoltre una simile relazione di

rischio per disturbi neurodegenerativi **.

Omocisteina e rischio cerebrovascolare

Valore

Omocisteina

Rischio di malattie

cardiovascolare e di

Ictus

< 7μmol/L basso

8 – 11 μmol/L Moderato

12 – 16 μmol/L Alto

> 16 μmol/L Molto alto

*Mattson, M. P. TRENDS in Neurosciences Vol.26 No.3 March 2003

**Seshadri, S. et al. (2002) Plasma homocysteine as a risk factor for dementia and Alzheimer’s disease.

New Engl. J. Med. 346, 476–483

Valore

Omocisteina

Rischio di Ictus Ischemico

rispetto al gruppo di

controllo

< 7μmol/L simile

7 – 9 μmol/L Rischio > 26%

9 – 11 μmol/L Rischio > 31%

> 11 μmol/L Rischio > 74%

Nygard, et al., N.Engl. J. 337: 230-6, 1997.

Studi prospettici hanno dimostrato che i livelli di tHcy sono un

forte indicatore della mortalità cardiovascolare correlata

Omocisteina: rischio mortalità cardiovascolare

Valori Omocisteina e mortalità

Valore in μmol/L Rapporto di mortalità

9-14.9 1,9

15.0-19.9 2,8

> 20 4,5

(p=0.02)

Età Cause più frequenti

Neonati Deficit di Cobalamina

Ipermetioninemia (deficit CβS)

Omocistinuria (deficit MTHFR)

Bambini Deficit di Folati o Cobalamina

Omocistinuria(deficit MTHFR)

Adulti Stile di vita non salutare e dieta povera di folati

Dieta vegetariana (bassa cobalamina)

MTHFR 677C→T polimorfismo

Anziani

Deficit di cobalamina (malassorbimento)

Stile di vita non salutare e dieta povera di folati

Compromissione renale

Farmaci che interferiscono con folati e B12

Cause più comuni di tHHcy per età

Concentrazioni di tHcy

(prevalenza nella popolazione) Cause più comuni

Moderata

15 (13) –30 μmol/L

(within the general

population:<10%)

Unhealthy lifestyle, poor diet

Vegetarian diet

MTHFR 677C→T polymorphism

Mild folate or cobalamin deficiency

Mild - moderate renal disease

Drugs affecting tHcy, folate, or cobalamin

Hypothyroidism

Psoriasis

Increasing age (>65)

High protein intake

Low consumption of vegetables or fruits

Not optimal sample management

Intermedia

31–100 μmol/L (<1%)

Moderate/severe cobalamin deficiency

Moderate/severe folate deficiency

End stage renal disease

MTHFR 677C→T polymorphism combined with low folic acid levels

Severa

>100 μmol/L (<0.02%)

Severe cobalamin deficiency

CβS deficiency - Homocystinuria

Prevalenza nella popolazione di tHHcy in rapporto

all’aumento plasmatico e alle cause più comuni di HHcy

Carenza folati

e vit B12

Moderatamente elevati: Hcy tra 13 e 60 μmol/l; • Severamente elevati: oltre i 60 μmol/l.

tHHcy e deficit di vitamine B

Folati e B12 sono determinanti particolarmente forti*.

tHcy si riduce con un aumento del consumo di folati (400 μg/die).

In una coorte di 11.600 anziani (67-96 aa)**:

– 2/3 con tHHcy da carenza di una o più vitamine (B9, B12 o B6).

– Carenza di B9 la causa più comune di tHHcy (29,3%) con forte

associazione inversa

– Carenza di B12 e B6 correlano inversamente con tHHcy ma con

una associazione meno forte

**Selhub et al. JAMA 1993; 270:2693

*Robinson et al. CIrculation 1998; Rimm et al. JAMA 1998; Voutilainen et al. Circulation 2001; Vermeulen et al. Lancet 2000.

**from the original Framingham Heart Study cohort

Questi risultati indicano una forte associazione tra la concentrazione Hcy e folati, vitamina B12, vitamina B6, nonché l'età.

È possibile che la maggioranza dei casi di tHHcy nella popolazione più anziana possa

essere attribuito allo stato vitaminico.

Fattori di rischio per deficit di (metil-)folato

Geni MTHFR, MTRR, MTR e altri Polimorfismi

Stile di vita

Eccessiva assunzione di Alcool, Caffè (> 5/6 die),

Fumo, carenze nutrizionali, esposizione a tossine

(metalli pesanti, pesticidi)

Obesità Indice di massa corporea (BMI) >30

Malattie Diabete, gastrite atrofica, M. di Crohn, colite,

insufficienza renale, ipotiroidismo

Farmaci

Anticonvulsivanti (ad es. VPA, Lamotrigina),

metotrexate, sulfasalazina, contraccettivi orali,

metformina, niacina, fenofibrati, fluoxetina, warfarin

Invecchiamento Il Metilfolato si riduce nel SNC con l’età

Bottiglieri T. 2003, 2005, Stahl SM. 2008; Sobczyriska-Malefora A. 2009; Amiiburu A. 2001; Garg R. 1999;

Bolander-Gouaille 2003; Oskooilar N. 2009; Mahabir S. 2008)

La FDA nel 1997 ha introdotto la fortificazione

con acido folico* dei prodotti a base di grano

ciò ha prodotto:

*Jacques et al. NEJM 1999; 340:1449

**Mattson, M. P. TRENDS in Neurosciences Vol.26 No.3 March, 2003

°Q. Yang, L.D. et al.,Circulation 2006

°°American Journal of Clinical Nutrition, vol. 86, n. 5, 1563S-1568S, novembre 2007

folato plasmatico e minori concentrazioni di Hcy.

del 50% della tHHcy >13 μmol/L*

dell’incidenza dei NTD alla nascita.**

mortalità per Ictus in Canada e negli US°, fino a

3 volte °°

tHHcy e deficit di vitamine B

Dati US mettono in evidenza che per ogni bambino salvato da

NTD, 1 milione di persone devono mangiare alimenti fortificati

e che tra questi, il 10-15% sarà in un gruppo di età ad alto

rischio di carenza di cobalamina (trappola dei metili).

*1,4 mg di acido folico per kg di grano

Rischi da tHHcy e/o

deficit di Folati

Sviluppo Spina bifida, meningocele,

encefalocele, anencefalia,

Adulto Emicrania, SM, SLA , Epilessia,

Autismo Depressione, Schizofrenia

Invecchiamento Alzheimer, Parkinson, Ictus

Huntington

Folato sufficiente, basso omocisteina Proliferazione delle cellule staminali neurali

Differenziazione dei neuroni e glia

Sinaptogenesi

Mielinizzazione

Sopravvivenza dei neuroni e glia

Plasticità sinaptica

Riparazione del DNA

Riduzione dello stress ossidativo

Funzione mitocondriale conservata

Sopravvivenza cellulare

Metabolismo omocisteina e folati: plasticità neuronale e patologie neurodegenerative

Carenza di folati, alta omocisteina Arresto del ciclo cellulare nelle cellule staminali neurali

Neurogenesi e gliogenesi compromessa

Disgenesia sinaptica

Mielinizzazione compromessa

Morte di cellule neuronali e gliali

Disfunzione sinaptica

Danni al DNA

Stress ossidativo

Esaurimento energetico

Cascate apoptotiche

(Adattata da Trends in Neurosciences , Matson P. et al Vol 26, No 3 March 2003)

Esempi degli effetti negativi della carenza di

folati/B12 e HHcy in neuroni in coltura

Abbreviazioni: MPTP, 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetaidropiridina; NAC, N-acetilcisteina; PARP, polimerasi poli- (ADP-ribosio); SAM, S-adenosilmetionina.

Agente o condizione

neurodegenerativa

Impatto da

deprivazione

dei Folati

Impatto

HHcy Agenti neuroprotettivi

Specie reattive O2 Aumentata Aumentata Vitamina E, NAC

Ca++ Citosol Aumentata Aumentata Bloccanti del canale, chelanti

Eccitotossicità da glutammato Aumentata Aumentata Blocco canale dei recettori NMDA

Neurotossicità MPTP-indotta Aumentata Aumentata Antiossidanti, PARP inibitori

Neurotossicità Fe++ indotta Aumentata Non testato Vitamina E

Fosforilazione di Tau Aumentata Aumentata Blocco canale dei recettori NMDA

Livelli di ATP Riduzione Riduzione Inibitori PARP

Apoptosi Aumentata Aumentata Inibitori PARP, SAM, antiossidanti

Neurotossicità indotta da ApoE Aumentata Aumentata vitamina E, NAC

Impatto della ridotta funzione di ApoE Aumentata Non testato Vitamina E

(Adattata da Trends in Neurosciences, Matson P. et al Vol. 26, No 3 March 2003)

HHcy induce stress ossidativo e, soprattutto per periodi prolungati, potrebbe favorire una

riduzione in ATP nei neuroni di cervelli di soggetti anziani in cui l’ATP è già ridotto.

Azione

sinergica

Iperomociteina:

carenza di donatori di metile

mancata riparazione del DNA.

Il danno del DNA

attiva polimerasi poli- (ADP-ribosio)

(PARP),

conseguente esaurimento dell'ATP e

attivazione di una proteina (P53 – tumor

suppresing protein) che può

innescare l'arresto del ciclo cellulare o

l'apoptosi.

Questi effetti dell'omocisteina possono essere

amplificati con

lo stress ossidativo e

l’alterata omeostasi Ca++ cellulare

che si verifica durante l'invecchiamento e nei

disturbi neurodegenerativi legati all'età.

Possibili meccanismi dell'arresto del ciclo cellulare nelle cellule

staminali neurali, nelle cellule gliali e dell’apoptosi da tHHcy

(Adattata da Trends in Neurosciences , Matson P. et al Vol. 26, No 3 March 2003)

L‘tHHcy può:

causare disfunzione sinaptica

e morte neuronale (promuovendo danni al DNA e

attivazione dellacascata apoptosica

provocando alterazioni

mitocondriali, p53, Bax, rilascio

del citocromo C e attivazione della

caspasi).

avere azioni dirette sui

recettori del glutammato con

aumento di flusso Ca++

indurre stress del RE che

potrebbe contribuire alle sue

azioni patogene.

Ruolo di omocisteina e folato nel metabolismo del carbonio e

nella sopravvivenza e nella morte neuronale. Folato e Vit B12 promuovono la rimetilazione dell'omocisteina per rigenerare la metionina. L‘Hcy può

anche essere convertita in cisteina (precursore di Glutatione) dalle attività degli enzimi (CβS) e cistationasi.

Abbreviazioni: B2, vitamina B2; B6, vitamina B6; B12, vitamina B12; BHMT,

betaine-omocisteina metiltransferasi; ER, reticolo endoplasmatico; GSH, glutatione;

MS, metionina sintasi; MTHFR, 5,10-metilenetetrahidrofolato reduttasi; P,

presenilin 1; SAH, S-adenosilhomocisteina; SAM, S-adenosilmetionina (Adattata da Trends in Neurosciences , Matson P. et al

Vol. 26, No 3 March 2003)

*BH4(tetraidrobiopterina)

è stimolata dai folati ed è

responsabile della sintesi

di neurotrasmettitori ad es.

serotonina e dopamina

Deficit di Metilfolato

(Genetica-Dieta-Farmaci)

Patologie del SN

Depressione, Demenza, Ictus, Epilessia, SM, SLA

Ritardo di sviluppo, Neuropatia, Mielopatia, Emicrania ecc.

Aumento

Hcy

Riduzione rapporto

SAM/SAH

Riduzione

BH4*

Aumento

dUMP

Compromissione

Metilazione DNA

Proteine Fosfolipidi

Disfunzione endoteliale

Eccitotossicità

Stress Ossidativo

Conseguenze del Deficit di (metil-)folato nel SNC

Ridotto

5-MTHF SN

Incorporarzione della

Deoxiuridina Monofosfato nel

DNA causa danni permanenti

Danno

permanente al

DNA

Compromissione

Metabolismo

Neurotrasmettitori

Omocisteina e relazione con le vitamine B

Il dosaggio della tHcy può indirettamente valutare lo stato di

B9 - B6 - B12

e quindi essere un marker più sensibile della carenza di

vitamina B12, B6 o B9 perché ...

può precedere la carenza di vitamine circolanti*.

Quando dosare l’omocisteina ?

*Am J Gastroenterolo. 2001 96 (7): pp.2143-9;

**Screening for vitamin B12 and folate deficiency in older persons. Am J Clin Nutr 2003; 77: 1241-7

retto e polipi

*Am J Gastroenterolo. 2001 96 (7): pp.2143-9;

**Screening for vitamin B12 and folate deficiency in older persons. Am J Clin Nutr 2003; 77: 1241-7

Omocisteina e relazione con le vitamine B

**Si raccomanda il dosaggio della tHcy per controllare la

carenza di vitamine B in soggetti con precoci CVD sia

nelle popolazioni a rischio che negli asintomatici ad alto

rischio

Il dosaggio della tHcy può indirettamente valutare lo stato di

B9 - B6 - B12

e quindi essere un marker più sensibile della carenza di

vitamina B12, B6 o B9 perché ...

può precedere la carenza di vitamine circolanti*.

Soggetti da sottoporre al dosaggio dell’omocisteina SI No

Soggetti asintomatici X

Pazienti con manifestazioni CVD X

Storia familiare per precoci CVD X

Pazienti asintomatici ad alto rischio

Obesi, Fumatori, uso eccessivo di caffè o di alcool X

Vegetariani, vegani, diete iperproteiche X

Anziani (gli ultra75enni sono ad altro rischio) X

Ipertesi, Dislipidemici, Diabetici X

Sindromi da malassorbimento, acloridria, X

Farmaci che interferiscono con assorbimento delle Vit. B X

Insufficienza renale ed epatica X

MCI, Demenze, Alzheimer, PNP, Autismo, Depressione … X

Primipare, complicanze in gravide, post menopausa X

Neonati e bambini di madri vegetariane X

Modificata da Clin.Chem. Lab. Med. 2001 Aug; 39 (8): 666-74.

Argomenti a favore del trattamento

Molti studi clinici e epidemiologici suggeriscono che l'elevata

omocisteina è un fattore di rischio cardiovascolare, cerebrovascolare e

vascolare periferico.

Il trattamento dei fattori di rischio è una pratica clinica accettata.

Argomenti contro il trattamento

Molti studi prospettici mostrano che la riduzione tHcy con l'aggiunta di

acido folico (o in associazione con vit B12) è sicuro, ma non riduce il

rischio di eventi vascolari.

L’A.H.A. non ha ancora indicato tHHcy un fattore di rischio importante

per la malattia cardiovascolare.

Coronary Heart Disease, Homocysteine, heart disease and stroke 2008

Deve essere trattata l'iperomocisteinemia?

818 soggetti . Età media di 60 anni (50-70)

tHHcy = 13-26 μmol / L, Stato di vitamina B12 adeguato.

Supplementazione di acido folico (0,8 mg / die) per 3 anni.

tHcy 26% più bassa nel gruppo trattato

Miglioramento cognitivo globale maggiore nel gruppo trattato (lieve miglioramento nel gruppo

placebo per effetto apprendimento) e in particolare in alcuni domini cognitivi. Gli autori hanno

stimato che nei soggetti trattati si ottenevano:

Prestazioni di memoria equivalenti a persone più giovani di 4,7 aa

Velocità sensomotoria equivalente a persone più giovani 1,7 aa

Velocità di elaborazione delle informazioni equivalenti a persone più giovani di 2,1 aa

Funzione cognitiva globale equivalente a persone più giovani di 1,5 aa

Lancet 2007

No significant effect was shown in brain atrophy in those in with homocysteine ≤11.3μmol/L),

VITACOG

2010

Smith AD, Smith SM, de Jager CA, Whitbread P, Johnston C, et al. (2010) Homocysteine-Lowering by B Vitamins Slows the Rate of Accelerated Brain Atrophy in Mild Cognitive Impairment: A

Randomized Controlled Trial. PLOS ONE 5(9): e12244. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012244http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0012244

(A) Immagine di sottrazione in una

donna del gruppo placebo, età 79 aa,

con tHcy basale di 22 μmol / L, la cui

concentrazione è aumentata di 8μmol/L

in 2 anni. Il tasso di atrofia era del

2,50% all'anno. L'atrofia appare più

evidente come dilatazione dei ventricoli.

(B) Immagine di sottrazione in una

donna del gruppo in trattamento

attivo, età 72 aa con tHcy basale di

24 μmol/L, la cui concentrazione è

diminuita di 12μmol/L in 2 anni.

Tasso di atrofia 0.46% / anno.

Non si evidenzia una chiara atrofia.

Immagini alla

scansione basale

con il colore

sovrapposto per

mostrare il

cambiamento del

tessuto cerebrale

nei 2 aa successivi.

Colori mostrano

aumento

(rosso/giallo) o

riduzione

(blu/azzurro) del

cervello da 0,3 a

1,0 mm, con il

colore più chiaro

che indica il

cambiamento più

grande.

Il trattamento con vitamine B ha portato ad un

rallentamento (significativo):

riduzione del 30% del tasso di atrofia cerebrale globale.

VITACOG: Iperomocisteinemia e Atrofia cerebrale

In particolare, l'effetto delle

vitamine B dipende dalla tHcy

basale con un rallentamento

del 53% di atrofia in quelli del

4° quartile (> 13μmol/L), ma

nessun effetto significativo è

stato mostrato in quelli dei

primi 2 quartili (≤11,3μmol/L)

Questo trial fornisce prove per un ruolo causale di elevata tHHcy o di basse vit B nella

atrofia cerebrale e declino cognitivo in persone con MCI.

Ulteriori prove sono necessarie per vedere se il trattamento con vit. B rallenterà anche la

conversione di soggetti con MCI in demenza.

Ulteriori analisi trial hanno evidenziato importanti effetti positivi del trattamento vitaminico B

sulla atrofia regionale cerebrale in MCI, effetto significativo solo in soggetti con tHcy

superiore al valore mediano (>11.3 µmol/L).

Le regioni cerebrali che beneficiavano del

trattamento con vit B comprendevano

il lobo temporale mediale,

il precuneo,

il gyrus angolare e

il gyrus supramarginale

Regioni più vulnerabili al processo

degenerativo della malattia di Alzheimer

Trial in soggetti con MCI. Le regioni con maggiore atrofia

sviluppatasi nei due anni del trial sono indicate in giallo. Il volume della perdita di tessuto cerebrale è stato 7 volte più

basso nei soggetti trattati con vitamine B rispetto al placebo Sono state suggerite relazioni causali utilizzando

un'analisi della rete bayesiana coerente con la

seguente catena causale di eventi:

Vit.B → bassa tHcy → riduce velocità di atrofia

→ rallenta il declino cognitivo. Pertanto, sembra che il trattamento con vit. B

rallenti l'AD in persone con elevata tHcy.

Il trattamento con la vit. B ha rallentato il

declino delle funzioni esecutive

indipendentemente dai valori di tHcy basale.

Il trial non è stato disegnato per rilevare

l’effetto della <tHcy sulle funzioni cognitive.

Tuttavia, da un'analisi stratificata per la tHcy,

ha mostrato che il declino cognitivo è stato

“fermato “ dalle vit .B in soggetti la cui tHcy

basale era >11,3 μmol/L nei seguenti domini:

memoria semantica,

cognizione globale (MMSE)

Effetto molto positivo si è avuto anche sulle

misure cliniche (CDR e IQ Code), in

particolare per soggetti del quartile superiore

di tHcy >13 μmol/L.

Ad esempio, la percentuale di soggetti che

sono tornati a un punteggio globale di CDR di

zero (cioè normale) sono raddoppiati nel

gruppo trattato con vit. B rispetto al placebo.

VITACOG e funzioni cognitive

JAMA. 2015;313(13):1325-1335..

Evitare l’uso eccessivo di alcool, caffè, sigarette (thè,

zucchero) perché riducono assorbimento di vit. B

Dieta equilibrata con adeguato introito di alimenti

ricchi di vitamine B in particolare di B9 (le verdure

possibilmente crude o cotte a basse temperature e per

poco tempo (es. a vapore) per evitare la denaturazione

delle vitamine

Integrazione vitaminica di B2, B6, B9, B12:

Preferire L-Metilfolato ad acido folico, forma

attiva del folato il cui assorbimento/utilizzo è spesso

ridotto per motivi:

genetici,

legati all'età,

metabolici (ridotta B6 o B2).

L-metilfolato supera queste resistenze.

Come intervenire per ridurre Hcy?

Acido folico - verdure a

foglia verde (es. Spinaci,

broccoli), legumi (ad es.

lenticchie, piselli, fagioli di

lima), arancia

Vitamina B2 - latte e

derivati, uova, pesce

(salmone), broccoli, spinaci,

mandorle, carne, cereali e

derivati del grano, fegato

Vitamina B6 - Carni,

pollame, pesce, verdure a

foglia verde, legumi, semi,

patate, latte, tuorli d'uovo,

cereali, grano, frumento,

germe di grano.

Vitamina B12 - Carni

bovine, pollame, pesce (in

particolare granchio,

ostriche, salmoni e aringhe),

fegato, reni, soia, succhi di

frutta, prodotti lattiero-

caseari, tuorli d'uovo,

cereali fortificati pane

L'ac.folico è sintetico, e quindi non ha alcun vantaggio immediato per le cellule,

L'ac.folico deve essere metabolizzato (4 passaggi) prima di essere convertito in L-metilfolato in

modo che possa essere utilizzato per ridurre Hcy. Più del 50% della popolazione, non è in grado di

completare questi quattro passaggi per deficit enzimatici/polimorfismi genetici (ad es. MTHFR),

L-metilfolato: la migliore alternativa all'acido folico

è una vitamina pura, cristallina e stabile.

è sicuro, secondo molti studi,

è facilmente assorbito, interagisce con meno farmaci rispetto

all’ac.folico,

è direttamente utilizzato dalle cellule e non risente dei fattori

genetici (polimorfismi),

è l'unico folato che può attraversare la BEE,

è 7 volte più biodisponibile dell'ac. folico e può quindi essere utilizzato

più rapidamente ed efficacemente,

può ridurre i livelli di tHcy tre volte più efficacemente dell'ac. folico

è meno probabile che mascheri una carenza di vit.B12 rispetto

all'ac.folico,

è più sicuro dell'ac. folico standard e dell’ac.folinico in termini di

accelerazione del tasso di crescita delle cellule tumorali esistenti,

è ugualmente, se non più efficace, dell'ac. folico per aumentare il

folato circolante in soggetti con mutazione MTHFR ed è anche molto

efficace nel ridurre i livelli di Hcy in presenza di polimorfismi genetici.

La vitamina B2 , è anch’essa efficace per abbassare Hcy l'omocisteina.

La vitamina B6 , la forma attiva, è parimenti necessaria per abbassare Hcy.

La vitamina B12 è utile per prevenire una sua carenza e contribuire a ridurre Hcy

donando un gruppo metilico. Motivo per cui la metilcobalamina è la forma

preferita della vitamina B12. C'è una mutazione MTRR meno diffusa (MTRR

A66G) che richiede metilcobalmina per ottenere la riduzione della Hcy.

TMG , nota anche come Betaina o Trimetilglicine, abbassare Hcy in modo sicuro

ed efficace

L’ associazione vitaminica è preferibile alla sola vitamina B9?

Potenziali effetti indesiderati (reazioni allergiche)

L Metilfolato (forma attiva della B9)

Sintomi più comuni che possono apparire dopo 2 -1 settimana o 1 gg:

Astenia e dolori muscolari, Acne o eruzioni cutanee, Insonnia e irritabilità,

Grave ansia, Nausea, mal di testa e emicranie

Vit B2

Colorazione giallo-scura delle urine e, molto raramente, nausea e vomito.

Vit.B6

Dolore addominale, perdita di appetito, alterazione funzionalità epatica,

parestesia, sonnolenza, nausea e mal di testa sono stati riportati

B12

Diarrea transitoria lieve, prurito, esantema transitorio e sensazione o gonfiore (bocca, viso, labbra e lingua)

INTERVENTI TERAPEUTICI: a cicli?

Secondo alcuni poiché l’emivita del metil-folato nell’uomo è molto lunga,

si potrebbe ricorrere ad una terapia intermittente costituita da 1 mese di

trattamento e 2 o 3 mesi di pausa.

Utilizzando folato nella forma di come metil-folato, si ha il vantaggio di

una biodisponibilità maggiore.

Inoltre: 1. è meno dipendente da variabilità interindividuale rispetto all’acido folico,

2. supera il problema del mascheramento di una carenza sub-clinica di vitamina

B12, (possibile con l’ac. folico che, essendo metabolizzato direttamente da

diidrofolato a tetraidrofolato, “by-passa” la tappa di conversione del 5-MTHF a

tetraidrofolato che richiede vitamina B12).

3. previene l’accumulo della forma di ac. folico pteroilmonoglutamato che

potrebbe svolgere effetti avversi su alcuni metabolismi in cui l’acido folico è

coinvolto.

4. favorisce la produzione di ossido nitrico, che ha effetto vasodilatatore e

antiaggregante piastrinico, e riduce quella del superossido, con le

conseguenze correlate allo stress ossidativo.

Trattamento dell’tHHcy

Manifestazioni

di

patologia vascolare

Popolazione a rischio

per patologia

cardiovascolare

Adulti con età > 50 anni e

popolazione a rischio per deficit

vitaminici

Dosaggio omocisteina plasmatica (Acido Folico - B2- B6 - B12)

10μmol/L > 10μmol/L > 12 μmol/L

Metilfolato + B12 + B6 + B2 + Zinco*

< 10 μmol/L

Rivalutare

ogni 6 mesi

Non responders

Valutazione

specialistica

Prevenzione

> 10 μmol/L

Modificata da Hussam Elmouzi Clinical pathologist Alborg Laborator

Rivalutare Il

dosaggio

Ripetere il dosaggio dopo 4-6 mesi * Può agire come

antagonista del

recettore per il

glutammato

Vit B9 1-5 mg, Vit B12 100-600μg

Vit B6 6-25mg, Vit B2 7mg, Ossido di Zn 10mg

Conclusioni* La tHHcy è più frequentemente causata da:

Malattie genetiche legate al metabolismo Hcy, folati e B12 (MTHFR, CBS, MT..)

Carenza acquisita di cofattori (vitamine B) ,

Stile di vita

Aumentata richiesta di vitamine, alcuni farmaci o malattie (ad es. IRC).

Riduzioni del’ tHHcy sono state testate e documentate molto spesso con risultati positivi,

soprattutto se l'intervento è iniziato in una fase precoce della malattia.

HHcy lieve-moderata è un fattore di rischio per malattie cerebrovascolari e neurodegenerative

(tHHcy fino a 11 aa prima di diagnosi di demenza; raddoppia il rischio di sviluppare

demenza di Alzheimer** e malattie psichiatriche.

Le concentrazioni di Hcy superiori a 11,9 μmol/L sono state associate ad un rischio maggiore

di circa 3 volte di danno della sostanza bianca rispetto alle concentrazioni < a 8,6 μmol/L°

E’ stato suggerito un nesso causale tra HHcy e alcune patologie del SNC.

I risultati oggi disponibili da studi di trattamento nelle demenze (integrazione vit. B) sono

tuttavia ancora molto limitati e contraddittori per trarre una conclusione definitiva e sono

necessari studi più ampi e controllati.

Razionalizzando i risultati disponibili:

la prevenzione sembra più realizzabile del trattamento,

l'intervento precoce sembra essenziale per ottenere un effetto significativo,

pertanto, è consigliabile l'assunzione di vit. del gruppo B in persone anziane (soggetti a

rischio) non dementi. *Rima Obeid, 2006; **Refsum et al., 2004. °Wright et al 2005

1. Il livello di tHcy è considerato il miglior indicatore dello stato generale di

salute.

2. tHHcy è un fattore di rischio per molte malattie.

3. Senza dubbio, è raccomandabile il dosaggio di tHcy soprattutto nei

soggetti a rischio.

Più basso è il livello di tHcy, minore sarebbe il rischio di

sviluppare malattie cardiovascolari, ictus, malattie neurodegenerative …….

Take Home a Message

Con la riduzione di 5μmol/L di tHcy, si ridurrà il rischio di morte del :

49% per tutte le cause, 50% per malattia cardiovascolare, 26% da cancro.

Orthomolecular conference, 2005

Prevenire è sempre meglio che curare

Donne

tHHcy hanno maggior rischio di parti prematuri, aborti ricorrenti, figli con basso peso alla nascita.

tHHcy hanno maggior rischio di sviluppare preeclampsia

Integratori di ac. folico riducono i livelli di tHcy in gravidanza e riducono sostanzialmente il rischio di

malformazioni del SNC. 2004 Clinical Chemistry

Persone con tHHcy plasmatico quasi raddoppiano il rischio di AD e altre demenze.

L'aumento di 5 μmol/L tHcy ha aumentato il rischio di AD del 40%. New England Journal of Medicine; 2002;346(7):466-468