PRACE POGL DOWE Jolanta DORSZEWSKA 1 Anna WINCZEWSKA-WIKTOR 2 Aleksandra ŒNIE AWSKA 3 Izabela KACZMAREK 2 Barbara STEINBORN 2 Homocysteina i asymetryczna dimetyloarginina () w padaczce Homocysteine and asymmetric dimethylarginine () in epilepsy 1 Pracownia Neurobiologii Katedry Neurologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, 2 Katedra i Klinika Neurologii Wieku Rozwojowego Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu Kierownik Katedry i Kliniki Neurologii Wieku Rozwojowego: Dr hab. Barbara Steinborn 3 Katedra i Klinika Neurologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, Kierownik Katedry i Kliniki Neurologii: Prof. dr hab. Wojciech Kozubski Dodatkowe s³owa kluczowe: homocysteina metabolizm farmakoterapia padaczka u dzieci i doros³ych. Additional key words: homocysteine metabolism pharmacotherapy epilepsy at children and adults Homocysteina (Hcy), aminokwas siarkowy powstaje przez demetylacjê metioniny. Hcy jest metabolizowana w dwóch procesach: remetylacji i transsulfuracji z udzia³em kofaktorów folianów, witaminy B6 i B12. Hiperhomocysteinemia (hhcy) jest uwa ana za czynnik ryzyka chorób naczyniowych, demencji, wad wrodzonych, zaburzenia funkcji poznawczych. Niektóre leki mog¹ prowadziæ do zmiany poziomu Hcy, poprzez zaburzenie jej metabolizmu. HHcy wykazano u pacjentów z padaczk¹ leczonych lekami przeciwpadaczkowymi (karbamazepin¹ i walproinianem). HHcy mo e powodowaæ wzrost poziomu asymetrycznej dimetyloargininy (). jest uwa- ana za czynnik ryzyka chorób naczyniowych miêœnia sercowego i dysfunkcji œródb³onka naczyniowego. powstaje na drodze metylacji L-argininy i jest endogennym inhibitorem synteazy tlenku azotu (NO) oraz regulatorem produkcji NO. NO jest uwa any za czynnik zmieniaj¹cy próg drgawkowy. Suplementacja witaminami B, folianami i L-arginin¹ mo e przyczyniæ siê do obni enia stê enia Hcy u pacjentów z padaczk¹ leczonych lekami przeciwpadaczkowymi. Homocysteine (Hcy) is a thyol amino acid resulting from demethylation of methionine. It is metabolized through two pathways: remethylation and trassulfuration, which use as cofactors folate, vitamin B6 and vitamin B12. Hyperhomocysteinemia (hhcy) is a risk factor for cerebrovascular disease, dementia, inborn defects, impaired cognitive function. Several drugs may change metabolic pathways of Hcy, leading to an alteration of plasma Hcy levels. HHcy has been documented in epileptic patients after chronic treatment with antiepileptic drugs (carbamazepine, valproate). HHcy may lead to increase of the level of asymmetric dimethylarginine (). has been identified as a potential risk factor for cardiovascular disease and endothelial dysfunction. is a product of methylation of L-arginine and endogenous nitric oxide (NO) synthase inhibitor, and regulator of NO production. NO plays a role in the convulsant effect. Supplementation of B vitamins, folate and L- arginine is a strategy to reduce Hcy levels in patients with epilepsy treatment antiepileptic drugs. Adres do korespondencji: Dr hab. Jolanta Dorszewska Pracownia Neurobiologii Katedry Neurologii Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego 60-355 Poznañ, ul. Przybyszewskiego 49 Tel.: 061 8691 439 e-mail: dorszewskaj@yahoo.com Metabolizm homocysteiny Homocysteina (Hcy), aminokwas siarkowy, zosta³a odkryta w latach trzydziestych ubieg³ego stulecia, ale dopiero w ci¹gu ostatnich dziesiêcioleci ukaza³o siê wiele prac œwiadcz¹cych o udziale jej podwy szonego stê enia w patogenezie wielu schorzeñ, miêdzy innymi chorób naczyniowych, neuropsychiatrycznych i wad cewy nerwowej [53]. Homocysteina powstaje z metioniny (Met) i jest metabolizowana w dwóch szlakach przemian metabolicznych: w procesie transsulfuracji i remetylacji. Remetylacja Hcy do Met przebiega z udzia³em syntazy metioniny (MTR) [14]. Kofaktorem tej reakcji jest witamina B 12 a substratem 5-metylenotetrahydrofolian, który powstaje w reakcji katalizowanej przez reduktazê metylenotetrahydrofolianow¹ (MTHFR) [13]. Met mo e ulegaæ ponownej przemianie do Hcy z udzia- ³em SAM (S-adenozylometionina) i SAH (Sadenozylohomocysteina) [14] lub transsulfuracji do cysteiny (Cys) z udzia³em b-syntazy cystationiny (CBS). Kofaktorem reakcji trassulfuracji jest witamina B 6 [37]. Produkt demetylacji Met, SAM jest uwa- ana za g³ównego donora grup metylowych w licznych przemianach metabolicznych, prowadz¹cych do powstawania metylopochodnych. Uwa a siê, e jednym z produktów metylacji SAM jest asymetryczna dimetyloarginina () [9,47]. jest endogennym inhibitorem syntazy tlenku azotu (NOS) [20]. Powstaje z L-argininy (Arg) zawartej w bia³kach ustrojowych i mo e ulegaæ hydrolizie do L-cytruliny i dimetyloaminy z udzia³em dimetyloaminohydrolazy (DDAH) [61]. Uwa a siê, e Hcy hamuje aktywnoœæ DDAH [29] (rycina 1) i mo e przyczyniaæ siê do gromadzenia oraz prowadziæ do spadku produkcji tlenku azotu (NO) i L-cytruliny z Arg z udzia- ³em NOS. Jednoczeœnie wiadomo, e spadek produkcji NO w oœrodkowym uk³adzie nerwowym mo e przyczyniaæ siê do pogorszenia kr¹ enia mózgowego oraz do dys- 448 Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 8 J. Dorszewska i wsp.
funkcji œródb³onka naczyniowego [8,27] a tak e prowadziæ do zaburzenia obrotu metabolicznego i gromadzenia siê Hcy w organizmie (hiperhomocysteinemia) [22]. Tabela I Dopuszczalne wartoœci Hcy w osoczu krwi. Acceptable levels of Hcy in the plasma. Analizowana grupa osób Pacjenci stosuj¹cy suplementacje kwasem foliowym Arg Cytrulina + NO Cytrulina + dimetyloamina NOS Rycina 1 Udzia³ homocysteiny, metioniny i argininy w biosyntezie asymetrycznej dimetyloaminy (). Role of homocysteine, methionine and arginine in biosynthesis of asymmetric dimethylarginine (). Hiperhomocysteinemia i homocystynuria Hiperhomocysteinemia (hhcy) oznacza zwiêkszenie stê enia Hcy w osoczu, spowodowane genetycznymi lub niegenetycznymi (wrodzonymi i nabytymi) czynnikami zaburzaj¹cymi prawid³owy cykl Hcy-Met [52]. Wœród defektów genetycznych zwi¹zanych z hhcy wyró nia siê polimorfizmy i zmiennoœæ genów koduj¹cych MTHFR. W piœmiennictwie opisano defekty w termolabilnej postaci genu MTHFR zwi¹zane z mutacj¹ punktow¹ C677T, a tak e z polimorfizmami A1298C i G1783A tego genu [60]. Wykazano, e hetero- i homozygotyczne mutacje genu MTHFR ³¹cznie wystêpuj¹ u oko³o 40% populacji i powoduj¹ wystêpowanie hhcy w przypadku niedoboru kwasu foliowego (FA) [53]. Ukaza³o siê wiele prac opisuj¹cych zwi¹zek mutacji genu MTHFR z hhcy u pacjentów leczonych lekami przeciwpadaczkowymi (LPP) [18,64,67]. Na podwy szenie poziomu Hcy mog¹ mieæ wp³yw takie czynniki jak: styl ycia (palenie tytoniu [62], spo ywanie du ych iloœci alkoholu [10] i kawy [38]), wiek (na skutek os³abienia funkcji wydzielniczych nerek, zaburzenia wch³aniania w o³¹dku, zaburzeñ hormonalnych u kobiet po menopauzie, [41]), dieta oraz niektóre schorzenia (niewydolnoœæ nerek, zarówno insulinozale na, jak i insulinoniezale na cukrzyca, niedoczynnoœæ tarczycy, ³uszczyca, choroby nowotworowe [53]). Opisano wystêpowanie hhcy podczas terapii ró nymi lekami w tym LPP. Wykazano, e teofilina zwiêksza stê enie Hcy poprzez antagonizm z witamin¹ B 6, a metotreksat (antagonista folianów) poprzez zaburzenie cyklu metylacji Hcy [42]. Na wzrost stê enia Hcy wp³ywaj¹ równie leki przeciwcukrzycowe, antykoncepcyjne i D-penicyloamina [24]. HHcy mo e byæ tak e ubocznym efektem leczenia lekami z grupy fibratów [11] oraz skutkiem niedoboru FA i. Niedobór FA mo e wystêpowaæ w ka - dym wieku. Najczêstszymi przyczynami niedoboru FA s¹: dieta uboga w FA, leki, zaburzenia wch³aniania czy alkoholizm. Natomiast niedobór najczêœciej jest spotykany w populacji starszych osób i pojawia siê na pod³o u: niedoboru czynnika wewnêtrznego Castla, zaniku b³ony œluzowej o³¹dka czy chorób jelit. Niedobór FA i mo e poprzez wzrost stê enia Hcy prowadziæ do pojawienia siê szeregu objawów neurologicznych. W przypadku niedoboru FA najczêœciej obserwuje siê: obwodow¹ pierwotnie czuciow¹ aksonaln¹ neuropatiê, wady cewy nerwowej, zaburzenia psychiatryczne, zaburzenia poznawcze i depresjê. Natomiast w przypadku niedoboru najczêœciej obserwuje siê: obwodow¹ neuropatiê, zaburzenia autonomiczne, zanik nerwu II, zaburzenia nastroju, zaburzenia zachowania, psychozy, zaburzenia pamiêci, niedokrwistoœæ megaloblastyczn¹ [46]. Zwiêkszone stê enie Hcy jest niezale - nym czynnikiem ryzyka chorób sercowonaczyniowych, wystêpowania wad wrodzonych cewy nerwowej i zaburzeñ prawid³owego przebiegu ci¹ y, wystêpowania chorób psychicznych oraz zaburzeñ funkcji poznawczych [28,36,43,44,54,65]. Stê enie Hcy w osoczu wzrasta z wiekiem [52]. W tabeli I zestawiono dopuszczalne wartoœci stê eñ Hcy oznaczone w surowicy pacjenta w godzinach porannych, po ca³onocnym g³odzeniu w zale noœci od wieku i ewentualnej wczeœniejszej suplementacji FA [45]. Wskazaniem do wykonania pomiaru stê- enia Hcy zarówno w populacji dzieci i m³odzie y, jak i doros³ych jest diagnostyka homocystynurii oraz wyst¹pienie objawów typowych dla niedoborów FA lub. Kontrola poziomu Hcy w ci¹ y ma istotne znaczenie w zapobieganiu wystêpowania wad wrodzonych, szczególnie wad cewy nerwowej. Ustalono zalecane wartoœci stê eñ osoczowej Hcy u osób doros³ych w przedziale od 5 do 15 mmol/l. Jednoczeœnie przyjêto, e wzrost stê enia Hcy pomiêdzy 15, a 30 mmol/l uznaje siê za postaæ ³agodn¹ hhcy, poziom pomiêdzy 31, a 100 mmol/l za umiarkowan¹ hhcy, a stê enia powy ej 100 mmol/ l za ciê k¹ postaæ hhcy [35]. Najbardziej dramatyczne objawy kliniczne obserwuje siê donor grup metylowych DDAH Stê enie Hcy ( m mol/l) Pacjenci nie stosuj¹cy suplemnetacji kwasem foliowym Kobiety ciê arne 8 10 Dzieci <15 r.. 8 10 15-65 r.. 12 15 > 65 r.. 16 20 SAM SAH Hcy Met- metionina, Hcy- homocysteina, - asymetryczna dimetyloarginina, Arg- arginina, NO- tlenek azotu, NOS- syntaza NO, DDAH- dimetylaminohydrolaza dimetyloargininowa SAM- S-adenozylometionina, SAH- S-adenozylohomocysteina Met w grupie chorych z ciê k¹ postaci¹ hhcy, w homocystynurii. Homocystynuria jest wynikiem defektu enzymatycznego, genetycznie uwarunkowanego, prowadz¹cego do znacznego wzrostu Hcy w osoczu krwi. Homocystynuria mo e wynikaæ z zaburzenia procesów transsulfuracji lub remetylacji cyklu Hcy-Met lub mo e byæ defektem enzymów oraz czynników zwi¹zanych z transportem czy magazynowaniem. Najczêstszym zaburzeniem jest niedobór CBS, dziedziczony autosomalnie recesywnie, z locus na chromosomie 21q22.3, wystêpuj¹cy na ca- ³ym œwiecie ze œredni¹ czêstoœci¹ 1/300 000 urodzeñ [34]. Wykazano, e defekt CBS jest zwi¹zany z najciê sz¹ postaci¹ wrodzonej homocysteinurii. Postaæ homozygotyczna genu CBS wystêpuje z czêstotliwoœci¹ 1/ 200-400 tysiêcy urodzeñ i wi¹ e siê z wystêpowaniem ciê kiej osteoporozy, zakrzepicy i zatorów oraz opóÿnieniem umys³owym. Zidentyfikowano ponad 30 mutacji genu CBS [33]. Wp³yw hiperhomocysteinemii na rozwój dzieci i m³odzie y W grupie pacjentów z niedoborem CBS ju w okresie niemowlêcym lub wczesnodzieciêcym obserwuje siê wystêpowanie Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 8 449
Tabela II Defekty wch³aniania i metabolizmu witaminy B12 o pod³o u genetycznym. Defects of B12 absorption and metabolism genetically determined. Choroba Wybiórcze zaburzenie wch³aniania witaminy B12 Gen CUBN, AMN Niedobór transkobalaminy II TCN2 Niedobór czynnika wewnêtrznego cbla cblb Chromosom 10p12.1 14q32 22q11.2-qter GIF 11q13 MMAA 4q31.1-q31. 2 MMAB 12q24 Objawy Zaburzenia transportu witaminy B12 objawy neurologiczne, bia³komocz objawy neurologiczne, prawid³owy poziom wit. B12 w surowicy objawy neurologiczne, Wewn¹trzkomórkowe defekty adenosylokobalaminy (AdoCbl) Œpi¹czka, wymioty, opóÿnienie rozwoju, odwodnienie, zaburzenia oddychania, hipotonia, kwasica c blh/cbld - wariant 2 Opisano 2 pacjentów, objawy jak cbla/ B cble cblg Wewn¹trzkomórkowe defekty methylkobalaminy (MeCbl) MTR 1q43 OpóŸnienie rozwoju, anemia megaloblastyczna, hipotonia, napady MTRR 5p15.3-15. 2 c bld - wariant 1 cblc MMACHC 1p34. 1 c bld C blf padaczkowe, zanik mózgu, czasem ostre objawy: wymioty, problemy z karmieniem, œpi¹czka Upoœledzenie umys³owe, ogniskowe objawy neurologiczne, anemia megaloblastyczna Wewn¹trzkomórkowe deficyty MeCbl i AdoCbl OpóŸnienie rozwoju, upoœledzenie umys³owe, regres rozwoju, mikrocefalia, napady padaczkowe, zwyrodnienie siatkówki, anemia megaloblastyczna, póÿny pocz¹tek: ³agodniejsze objawy Objawy zale ne od okresu wyst¹pienia pierwszych objawów: upoœledzenie rozwoju, napady, zaburzenia ruchu i chodu, zaburzenia zachowania, niedokrwistoœæ megaloblastyczna Upoœledzenie rozwoju, zaburzenia po³ykania, niedokrwistoœæ megaloblastyczna, hypotonia, zapalenie jamy ustnej, wysypka Leczenie Witamina B12 Nawodnienie, ograniczenie bia³ek, objawowe, karnityna (?), (OH-Cbl) podanie hydroksokobalaminy (OH-Cbl) (OH-Cbl) (OH-Cbl), ewentualnie: kwas foliowy, betaina hydroksokobalaminy podanie (OH-Cbl), epizodów naczyniowych, zwichniêcie soczewki, postêpuj¹c¹ krótkowzrocznoœæ oraz osteoporozê. Wygl¹d chorych przypomina wygl¹d chorych z zespo³em Marfana. Wystêpuj¹ objawy psychiatryczne oraz hipermetioninemiê u noworodków [55]. U chorych mo na wyró niæ dwa typy hhcy: typ pirydynowra liwy (zwykle zwi¹zane z mutacj¹ I278T) i typ pirydynoniewra liwy (zwykle zwi¹zane z mutacj¹ G307S), w zale - noœci od wp³ywu suplementacji pirydoksyn¹ na poziom Hcy. Wiêkszoœæ pacjentów z deficytem CBS to heterozygoty, w surowicy, których stwierdza siê ró ne wartoœci Hcy, ³¹cznie z prawid³owym poziomem w badaniu rutynowym. W przypadku pacjentów homozygotycznych (I1278T/I1278T lub G307S/G307S) w surowicy stwierdza siê poza znacznym wzrostem stê enia Hcy (>100 mmol/l), wzrost stê enia Met (10-50 x powy ej normy) i niski poziom Cys. Szybkie w³¹czenie leczenia (witamin¹ B 6 200 mg- 1200 mg w pirydoksynowra liwych deficytach CBS lub/i FA i betain¹ 6-9 g/d oraz restrykcj¹ Met) zapobiega rozwojowi epizodów sercowo-naczyniowych oraz je eli leczenie w³¹czone jest w okresie niemowlêcym, zapobiega pojawianiu siê pozosta³ych objawów klinicznych [45, 52]. Pacjenci heterozygotyczni w zakresie mutacji determinuj¹cych deficyty CBS, maj¹cy prawid³owy poziom Hcy w osoczu podczas rutynowego badania, mog¹ wykazywaæ podwy szone stê enie Hcy w moczu lub nadmierny wzrost stê enia Hcy po doustnym obci¹ eniu metionin¹ (Met). Nadmierny wzrost poziomu Hcy po suplementacji Met u heterozygotycznych osobników jest równie czynnikiem ryzyka chorób sercowo-naczyniowych oraz wystêpowania wad cewy nerwowej [55]. Chorzy z ciê kimi zaburzeniami remetylacji Hcy do Met (ciê kie deficyty MTHFR, powoduj¹ce spadek aktywnoœci enzymu do <20%) prezentuj¹ objawy opóÿnienia rozwoju, upoœledzenia umys³owego, zaburzeñ chodu, zaburzeñ ruchowych, mikrocefalii, napadów padaczkowych, zaburzeñ zachowania, zaburzeñ psychicznych oraz zaniku mózgu i mó d ku. Pacjenci z deficytem MTHFR charakteryzuj¹ siê du ¹ zmiennoœci¹ w zakresie wyst¹pienia pierwszych objawów jak i ich zakresu. Objawy mog¹ wystêpowaæ od okresu niemowlêcego do wieku doros³ego. U pacjentów w badaniach laboratoryjnych stwierdza siê obok wzrostu poziomu Hcy, prawid³owy lub obni ony poziom Met i wysoki poziom Cys [34]. Choroba jest dziedziczona autosomalnie recesywnie, z locus na chromosomie 1p36.3. W przypadku mutacji C677T powoduj¹cej substytucjê A222V obserwuje siê spadek aktywnoœci enzymu MTHFR, wzrost poziomu Hcy oraz spadek poziomu kwasu foliowego w surowicy. Leczenie polega na stosowaniu betainy w dawce 2-3 g/d u niemowl¹t i 6-9 g/d u dzieci oraz ewentualnie suplementacjê kwasem foliowym, witaminami B 6, B 12, Met, ryboflawin¹ i karnityn¹ [60]. Inne zaburzenia wrodzone zwi¹zane ze wzrostem stê enia Hcy zamieszczono w tabeli II. Hiperhomocysteinemia w padaczce u dzieci i doros³ych W ostatnich latach ukaza³o siê wiele prac dotycz¹cych hhcy u chorych z padaczk¹ leczonych LPP. Wykazano, e hhcy wystêpuje u oko³o 15,5% pacjentów z padaczk¹ leczonych LPP, oraz e na podwy szony poziom Hcy u tych chorych zasadniczo wp³ywa farmakoterapia. W populacji greckiej, u dzieci z padaczk¹ w wieku 4,5 do 14 lat leczonych LPP przez 20 tygodni wykazano, e raczej LPP a nie choroba odgrywaj¹ wa n¹ rolê we wczesnym rozwoju hhcy [3]. Z doniesieñ piœmiennictwa wynika, e na podwy szony poziom Hcy u pacjentów leczonych LPP maj¹ wp³yw miêdzy innymi uwarunkowania genetyczne, dieta, czas trwania i rodzaj stosowanej farmakoterapii. Wykazano, e istotnym czynnikiem zwi¹zanym z hhcy u chorych leczonych LPP s¹ szczególne predyspozycje do generowania kr¹ ¹cej Hcy u chorych z polimorfizmem C677T i A1298C genu MTHFR, jak i z polimorfizmem genu CBS. Wykazano, e zarówno u heterozygotycznych, jak i homozygotycznych osobników z polimorfizmem genu MTHFR C677T, nastêpuje znacz¹cy wzrost poziomu Hcy i obni enie FA szcze- 450 Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 8 J. Dorszewska i wsp.
gólnie w politerapii LPP [1,40,67]. Jednoczeœnie wykazano, e u 20% pacjentów z heterozygot¹ CBS, przy wzroœcie kr¹ ¹cej Hcy od 50 do 200 mmol/l obserwuje siê napady padaczkowe [53]. Z doniesieñ piœmiennictwa wynika równie, e wzrost stê enia Hcy u chorych z padaczk¹ leczonych LPP mo e zale eæ od spo ywanej diety, gdy wykazano, e hhcy wystêpuje w populacji Europejczyków (Grecja [3], Niemcy [50], W³ochy [63], Norwegia [1], Polska, wstêpne badania [59]), Japoñczyków [39], Koreañczyków [67], Turków [25, 51], Egipcjan [19], a nie wystêpuje w populacji amerykañskiej [12,17,58], najprawdopodobniej ze wzglêdu na spo ywan¹ przez Ameryknów dietê bogat¹ w kofaktory niezbêdne do remetylacji Hcy do Met. Wykazano równie, e podwy szone stê- enie Hcy wystêpuje szczególnie u chorych przy d³ugotrwa³ej kuracji LPP (karbamazepina, CBZ; fenytoina, PHT; primidon, RPM; fenobarbital, PB; walproinian, VPA) i/oraz z politerapi¹ [19,39]. Z piœmiennictwa wynika równie, e na poziom Hcy zasadniczy wp³yw ma rodzaj stosowanej farmakoterapii. Dane s¹ jednak rozbie ne. Wiele prac wskazuje na wzrost poziomu Hcy u pacjentów leczonych CBZ [3,25]. W terapii lamotrygin¹ nie wykazano wzrostu poziomu Hcy [17,51]. Natomiast wyniki badañ poziomu Hcy u pacjentów leczonych VPA s¹ kontrowersyjne. Czêœæ z nich wskazuje na obni ony [17], czêœæ na podwy szony [3,25] a inne na brak wp³ywu [1] na poziom Hcy u pacjentów leczonych VPA. Uwa a siê, e LPP zasadniczo podwy - szaj¹ stê enia Hcy poprzez obni enie poziomu folianów (FA), kofaktorów remetylacji Hcy do Met, na skutek upoœledzonego ich wch³aniania jelitowego, zwiêkszonego zapotrzebowania na FA do procesu hydroksylacji LPP, aktywacji enzymów w¹trobowych prowadz¹cych do koñcowego obni enia poziomu FA lub z bezpoœredniego wp³ywu LPP na metabolizm Hcy i funkcjê nerek [53]. Obni ony poziom FA w nastêpstwie stosowania LPP wykazano w wielu badanych populacjach [1,3,25,50,63,67]. Jednoczeœnie uwa a siê, e tylko CBZ, PHT, PB i RPM obni aj¹ poziom FA poprzez wzrost aktywnoœci enzymów w¹trobowych [1,3]. Ponadto wykazano, e leki te mog¹ równie podwy szaæ stê enie Hcy na drodze innych mechanizmów. PHT zarówno u myszy, jak i szczurów mo e generowaæ Hcy poprzez hamowanie aktywnoœci enzymu MTHFR [4,6], a CBZ mo e prowadziæ do hhcy poprzez obni anie poziomu kofaktorów bior¹cych udzia³ w biosyntezie folianów. Ponadto wykazano, e terapia CBZ powoduje spadek poziomu nie tylko FA, ale równie [3,25], niezbêdnych kofaktorów do remetylacji Hcy do Met. Zaburzenia prawid³owej metylacji Hcy mog¹ potwierdzaæ badania Tatarewicz i wsp. [59], w których wykazano istotny spadek Met u pacjentów leczonych CBZ. Uwa a siê równie, e VPA wprawdzie nie pobudza mikrosomalnych enzymów w¹trobowych, ale mo e prowadziæ zarówno do spadku poziomu kwasu foliowego [25], jak i jego wzrostu [3] oraz do wzrostu poziomu [1,3,17], jak i nie zmieniaæ jej prawid³owego poziomu [25]. Wykazano, e VPA jest wprawdzie zwi¹zany z mniejszym ryzykiem deficytu folianów, ale mo e prowadziæ do obni enia poziomu FA poprzez hamowanie enzymu (ang. glutamate formyl) poœrednicz¹cego w biosyntezie kwasu foliowego i jego pochodnych [3]. Ponadto w badaniach prowadzonych u myszy [21] wykazano, e VPA zaburza proces trassulfucji Hcy. Potwierdzaæ to równie mog¹ nasze badania [59] prowadzone u pacjentów z padaczk¹ leczonych VPA, u których pomimo wzrostu stê enia Hcy, Met pozostawa³a na niezmienionym poziomie w porównaniu z grup¹ kontrol¹. Natomiast w przypadku LPP nowej generacji takich jak lamotrygina, zasadniczo nie wykazano jej wp³ywu na poziom witaminy B 12 i FA [17]. Podwy szone stê enie Hcy u chorych z padaczk¹ leczonych LPP mo e wi¹zaæ siê z wieloma komplikacjami klinicznymi. Wykazano, e mo e prowadziæ do chorób naczyniowych [68], neuropsychiatrycznych [53], jak równie jest uwa ane za czynnik ryzyka napadów padaczkowych oraz opornoœci na LPP [30]. Wykazano, e wysokie dawki Hcy mog¹ indukowaæ napady padaczkowe w modelach doœwiadczalnych. Hcy i jej produkt oksydacji (ang. homocysteic acid) s¹ potencjalnymi agonistami receptora NMDA [15] i metabotropowego receptora glutaminergicznego II grupy [16], bezpoœrednio zwi¹zanego z epileptogenez¹. W ostatnich latach ukaza³o siê wiele prac podkreœlaj¹cych zwi¹zek pomiêdzy hhcy i wzrostem poziomu w chorobach naczyniowych [49,56,68]. a padaczka jest syntetyzowana przez ró ne komórki, miêdzy innymi przez komórki sródb³onka naczyniowego z udzia³em SAM [5]. Wykazano, e poziom wzrasta w obecnoœci Met i Hcy, a maleje przy zwiêkszonym poziomie SAH [16]. jest uwa- ana za czynnik ryzyka chorób kr¹ enia [27]. Jednoczeœnie wykazano, e mo e poœredniczyæ w mia d ycogennym dzia³ania Hcy [68]. Uwa a siê, e stê enie w osoczu krwi chorych z mia d yc¹ têtnic koreluje zarówno ze stopniem dysfunkcji œródb³onka, jak i z zaawansowaniem mia d ycy [7, 9]. jest zaliczana do markerów mia d ycy [26, 32]. Brak jest jednak doniesieñ w piœmiennictwie o wp³ywie LPP u chorych leczonych z powodu padaczki na poziom. Z naszych wstêpnych badañ wynika [59], e farmakoterapia LPP nie zaburza prawid³owej kontroli Hcy nad produkcj¹ u pacjentów z padaczk¹, poniewa u chorych leczonych VPA wraz ze wzrostem stê enia Hcy wzrasta stê enie. Jednoczeœnie u tych pacjentów zaobserwowaliœmy niewielki spadek poziomu stosunku Arg/. Uwa a siê, e obni enie tego stosunku we krwi mo e prowadziæ do hipercholesterolemii, nadciœnienia, chorób miêœnia sercowego i naczyñ [27,31]. W wielu opublikowanych pracach wykazano skutecznoœæ suplementacji witaminami z grupy B i FA w obni aniu poziomu Hcy w surowicy pacjentów leczonych LPP [2,23]. Brak jest jednak doniesieñ w piœmiennictwie o skutecznoœci suplementacji Arg u chorych z padaczk¹ leczonych LPP. Z pracy Sydow i wsp. wynika [57], e u pacjentów z chorobami naczyñ obwodowych z hhcy i jednoczesnym podwy szeniem stê- enia, suplementacja Arg wprawdzie nie wp³ywa na obni enie Hcy, ale poprawia przep³ywy zale ne od rozszerzenia naczyñ. Uwa a siê, e u pacjentów z chorobami naczyniowymi Arg odbudowuje funkcje œródb³onka naczyniowego poprzez wzrost produkcji NO [29]. W piœmiennictwie s¹ równie doniesienia œwiadcz¹ce o udziale Arg w dzia³aniu przeciwdrgawkowym z udzia³em NO [66]. NO jest uwa any za czynnik zmieniaj¹cy próg drgawkowy. W badaniach u myszy wykazano, e podawanie melatoniny i Arg reguluje dzia³anie przeciwdrgawkowe, kontrolowane z udzia³em NOS, natomiast w badaniach u szczurów [48], Arg poprzez wzrost NO zapobiega napadom drgawkowym i zmianom biochemicznym w kwasicy. Wydaje siê, e uzupe³nienie leczenia chorych z padaczk¹ z hhcy suplementacj¹ Arg mo e przyczyniæ siê do skuteczniejszej farmakoterapii i zapobiegaæ dodatkowym komplikacjom klinicznym u tych pacjentów [39,50,67]. Piœmiennictwo 1. Apeland T., Mansoor M.A., Strandjord R.E.: Antiepileptic drugs as independent predictors of plasma total homocysteine levels. Epilepsy Res. 2001, 47, 27. 2. Apeland T., Mansoor M.A., Pentieva K. et al.: The effect of B-vitamins on hyperhomocysteinemia in patients on antiepileptic drugs. Epilepsy Res. 2002, 51, 237. 3. Attilakos A., Papakonstantinou E., Schulpis K. et al.: Early effect of sodium valproate and carbamazepine monotherapy on homocysteine metabolism in children with epilepsy. Epilepsy Res. 2006, 71, 229. 4. Billings R.E.: Decreased hepatic 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase activity in mice after chronic phenytoin treatment. Mol. Pharmacol. 1984, 25, 459. 5. Boger R.H., Sydow K., Borlak J. et al.: LDL cholesterol upregulates synthesis of asymmetrical dimethylarginine in human endothelial cells: involvement of S-adenosylmethionine-dependent methyltransferases. Circ. Res. 2000, 87, 99. 6. Carl G.F., Smith D.B.: The effect of chronic phenytoin treatment on tissue folate concentrations and on the activities of the methyl synthetic enzymes in the rat. J. Nutr. 1983, 113, 2368. 7. Chan J.R., Boger R.H., Bode-Boger S.M. et al.: Asymmetric dimethylarginine increases mononuclear cell adhesiveness in hypercholesterolemic humans. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2000, 20, 1040. 8. Cooke J.P.: Does cause endothelial dysfunction? Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2000, 20, 2032. 9. Cooke J.P., Oka R.K.: Atherogenesis and the arginine hypothesis. Curr. Atheroscler. Rep. 2001, 3, 252. 10. Cravo M.L., Gloria L.M., Selhub J. et al.: Hyperhomocysteinemia in chronic alcoholism: correlation with folate, vitamin B-12, and vitamin B-6 status. Am. J. Clin. Nutr. 1996, 63, 220. 11. Dierkes J., Westphal S., Luley C.: Serum homocysteine increases after therapy with fenofibrate or bezafibrate. Lancet 1999, 354, 219. 12. Elliott J.O., Jacobson M.P., Haneef Z.: Homocysteine and bone loss in epilepsy. Seizure 2007, 16, 22. 13. Engbersen A.M., Franken D.G., Boers G.H. et al.: Thermolabile 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase as a cause of mild hyperhomocysteinemia. Am. J. Hum. Genet. 1995, 56, 142. 14. Finkelstein J.D.: The metabolism of homocysteine: pathways and regulation. Eur. J. Pediatr. 1998, 157, 40. 15. Folbergrova J., Haugvicova R., Mares P.: Behavioral and metabolic changes in immature rats dur- Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 8 451
ing seizures induced by homocysteic acid: the protective effect of NMDA and non-nmda receptor antagonists. Exp. Neurol. 2000, 161, 336. 16. Folbergrova J., Druga R., Otahal J. et al.: Seizures induced in immature rats by homocysteic acid and the associated brain damage are prevented by group II metabotropic glutamate receptor agonist (2R, 4R)- 4-aminopyrrolidine-2,4-dicarboxylate. Exp. Neurol. 2005, 192, 420. 17. Gidal B., Tamura T., Hammer A. et al.: Blood homocysteine, folate and vitamin B-12 concentrations in patients with epilepsy receiving lamotrygine or sodium valproate for initial monotherapy. Epilepsy Res. 2005, 64, 161. 18. Gudnason V., Stansbie D., Scott J. et al.: C677T (thermolabile alanine/valine) polymorphism in methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR): its frequency and impact on plasma homocysteine concentration in different European populations. EARS group. Atherosclerosis 1998, 136, 347. 19. Hamed S.A., Hamed E.A., Hamdy R. et al.: Vascular risk factors and oxidative stress as independent predictors of asymptomatic atherosclerosis in adult patients with epilepsy. Epilepsy Res. 2007, 74, 183. 20. Hermeneglido C., Medina P., Peiro M. et al.: Plasma concentration of asymmetric dimethylarginine an endogenous inhibitor of nitric oxide synthase, is elevated in hyperthyroid patients. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2002, 87, 5636. 21. Hishida R., Nau H.: VPA-induced neural tube defects in mice. I. Altered metabolism of sulfur amino acids and glutathione. Teratog. Carcinog. Mutagen. 1998, 18, 49. 22. Holven K.B., Haugstad T.S., Holm T. et al.: Folic acid treatment reduces elevated plasma levels of asymmetric dimethylarginine in hyperhomocysteinaemic subjects. Br. J. Nutr. 2003, 89, 359. 23. Huemer M., Ausserer B., Graninger G. et al.: Hyperhomocysteinemia in children treated with antiepileptic drugs is normalized by folic acid supplementation. Epilepsia 2005, 46, 1677. 24. Kang S.S., Wong P.W., Glickman P.B. et al.: Protein-bound homocyst(e)ine in patients with rheumatoid arthritis undergoing D-penicillamine treatment. J. Clin. Pharmacol. 1986, 26, 712. 25. Karabiber H., Sonmezgoz E., Ozerol E. et al.: Effects of valproate and carbamazepine on serum levels of homocysteine, vitamin B12, and folic acid. Brain Dev. 2003, 25, 113. 26. Kielstein J.T., Bode-Boger S.M., Frolich J.C. et al.: Relationship of asymmetric dimethylaginine to dialysis treatment and atherosclerotic disease. Kidney Int. 2001, 78, 9. 27. Kielstein J.T., Bode-Boger S.M., Frolich J.C. et al.: Asymmetric dimethylarginine, blood pressure, and renal perfusion in elderly subjects. Circulation 2003, 107, 1891. 28. Klee G.G.: Cobalamin and folate evaluation: measurement of methylmalonic acid and homocysteine vs vitamin B(12) and folate. Clin. Chem. 2000, 46, 1277. 29. Konieczna-Grzebieniak E., Goss M.: Znaczenie regulacji stê enia endogennych metyloarginin w praktyce klinicznej. Przegl. Lek. 2005, 62, 1494. 30. Kubova H., Folbergrova J., Mares P.: Seizures induced by homocysteine in rats during ontogenesis. Epilepsia 1995, 36, 750. 31. Matsuoka H., Itoh S., Kimoto M. et al.: Asymmetrical dimethylarginine, an endogenous nitric oxide synthase inhibitor, in experimental hypertension. Hypertension 1997, 29, 242. 32. Miyazaki H., Matsuoka H., Cooke J.P. et al.: Endogenous nitric oxide synthase inhibitor: a novel marker of atherosclerosis. Circulation 1999, 99, 1141. 33. Mudd S.H., Skovby F., Levy H.L. et al.: The natural history of homocystinuria due to cystathionine betasynthase deficiency. Am. J. Hum. Genet. 1985, 37, 1. 34. Mudd S.H., Levy H.L., Skovby F.: Disorders of transsulfuration. [W:] Servier CR, Beaudet AL, Sly WS, Valle D, [red.] The metabolic and molecular bases of inherited disease. New York: McGraw-Hill 1995, 1279. 35. Mudd S.H., Finkelstein J.D., Refsum H. et al.: Homocysteine and its disulfide derivatives: a suggested consensus terminology. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2000, 20, 1704. 36. Nilsson K., Gustafson L., Faldt R. et al.: Hyperhomocysteinaemia- a common finding in a psychogeriatric population. Eur. J. Clin. Invest. 1996, 26, 853. 37. Nordstrom M., Kjellstrom T.: Age dependency of cystathionine beta-synthase activity in human fibroblasts in homocyst(e)inemia and atherosclerotic vascular disease. Atherosclerosis 1992, 94, 213. 38. Nygard O., Refsum H., Ueland P.M. et al.: Coffee consumption and plasma total homocysteine: The Hordaland Homocysteine Study. Am. J. Clin. Nutr. 1997, 65, 136. 39. Ono H., Sakamoto A., Eguchi T. et al.: Plasma total homocysteine concentrations in epileptic patients taking anticonvulsants. Metabolism 1997, 46, 959. 40. Ono H., Sakamoto A., Mizoguchi N. et al.: The C677T mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene contributes to hyperhomocysteinemia in patients taking anticonvulsants. Brain Dev. 2002, 24, 223. 41. Pieprzowska-Bia³ek A., Tomaszewski J., Skorupski P.: Hiperhomocysteinemia w przebiegu krótkotrwa³ej doustnej hormonalnej terapii zastêpczej. Przegl. Menopauzalny 2003, 5, 31. 42. Quinn C.T., Griener J.C., Bottiglieri T. et al.: Elevation of homocysteine and excitatory amino acid neurotransmitters in the CSF of children who receive methotrexate for the treatment cancer. J. Clin. Onkol. 1997, 15, 2800. 43. Ray J.G., Laskin C.A.: Folic acid homocyst(e)ine metabolic defects and the risk of placental abruption, pre-eclampsia and spontaneous pregnancy loss: A systematic review. Placenta 1999, 20, 519. 44. Refsum H., Ueland P.M., Nygard O. et al.: Homocysteine and cardiovascular disease. Annu Rev. Med. 1998, 49, 31. 45. Refsum H., Smith A.D., Ueland P.M. et al.: Facts and recommendations about total homocysteine determinations: an expert opinion. Clin. Chem. 2004, 50, 1482. 46. Reynolds E.: Vitamin B12, folic acid, and the nervous system. Lancet Neurol. 2006, 5, 949. 47. Rho J., Choi S., Seong Y.R. et al.: Prmt5, which forms distinct homo-oligomers, is a member of the protein-arginine methyltransferase family. J. Biol. Chem. 2001, 276, 11393. 48. Royes L.F., Fighera M.R., Furian A.F. et al.: The role of nitric oxide on the convulsive behavior and oxidative stress induced by methylmalonate: an electroencephalographic and neurochemical study. Epilepsy Res. 2007, 73, 228. 49. Schmitt B., Wolters M., Kressel G. et al.: Effects of combined supplementation with B vitamins and antioxidants on plasma levels of asymmetric dimethylarginine () in subjects with elevated risk for cardiovascular disease. Atherosclerosis 2007, 193, 168. 50. Schwaninger M., Ringleb P., Winter R. et al.: Elevated plasma concentrations of homocysteine in antiepileptic drug treatment. Epilepsia 1999, 40, 345. 51. Sener U., Zorlu Y., Karaguzel O. et al.: Effects of common anti-epileptic drug monotherapy on serum levels of homocysteine, vitamin B12, folic acid and vitamin B6. Seizure 2006, 15, 79. 52. Shinawi M.: Hyperhomocysteinemia and cobalamin disorders. Mol. Genet. Metab. 2007, 90, 113. 53. Siniscalchi A., Mancuso F., Gallelli L. et al.: Increase in plasma homocysteine levels induced by drug treatments in neurologic patients. Pharmacol. Res. 2005, 52, 367. 54. Smith A.D.: Homocysteine, B vitamins, and cognitive deficit in the elderly. Am. J. Clin. Nutr. 2002, 75, 785. 55. Steegers-Theunissen R.P., Boers G.H., Trijbels F.J. et al.: Maternal hyperhomocysteinemia: a risk factor for neuronal-tube defects? Metabolism 1994, 43, 1475. 56. Stuhlinger M.C., Oka R.K., Graf E.E. et al.: Endothelial dysfunction induced by hyper-homocyst(e)inemia - role of asymmetric dimethylarginine. Circulation 2003, 108, 933. 57. Sydow K., Schwedhelm E., Arakawa N. et al.: and oxidative stress are responsible for endothelial dysfunction in hyperhomocyst(e)inemia: effects of L-arginine and B vitamins. Cardiovasc. Res. 2003, 57, 244. 58. Tamura T., Aiso K., Johnston K.E. et al.: Homocysteine, folate, vitamin B-12 and vitamin B-6 in patients receiving antiepileptic drug monotherapy. Epilepsy Res. 2000, 40, 7. 59. Tatarewicz S., Sniezawska A., Dorszewska J. i wsp.: Poziom homocysteiny i asymetrycznej dimetyloargininy () u chorych leczonych z powodu padaczki. Farm. Prz. Nauk. 2008, 9-10, 26. 60. Thomas M.A.., Rosenblatt D.S.: Severe methylenetetrahydrofolate reductase deficiency. [w] Ueland PM, Rozen R [red.] MTHFR polymorphisms and disease, Landes-Bioscience, Georgetown TX 2005, 41. 61. Ueda S., Kato S., Matsuoka H. et al.: Regulation of cytokine-induced nitric oxide synthesis by asymmetric dimethylarginine: role of dimethylarginine dimethylaminohydrolase. Circ. Res. 2003, 92, 226. 62. Vermaak W.J., Ubbink J.B., Barnard H.C. et al.: Vitamin B6 nutrition status and cigarette smoking. Am. J. Clin. Nutr. 1990, 51, 1058. 63. Verrotti A., Pascarella R., Trotta D. et al.: Hyperhomocysteinemia in children treated with sodium valproate and carbamazepine. Epilepsy Res. 2000, 41, 253. 64. Vilaseca M.A., Monros E., Artuch R. et al.: Antiepileptic drug treatment in children: hyperhomocysteinemia, B-vitamins and the 677C-T mutation of the methylenetetrahydrofolate reductase gene. Eur. J. Paediatr. Neurol. 2000, 4, 269. 65. Vollset S.E., Refsum H., Irgens L.M. et al.: Plasma total homocysteine, pregnancy complications, and adverse pregnancy outcomes: the Hordaland Homocysteine study. Am. J. Clin. Nutr. 2000, 71, 962. 66. Yahyavi-Firouz-Abadi N., Tahsili-Fahadan P., Riazi K. et al.: Involvement of nitric oxide pathway in acute anticonvulsant effect of melatonin in mice. Epilepsy Res. 2006, 68, 103. 67. Yoo J.H., Hong S.B.: A common mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene is a determinant of hyperhomocysteinemia in epileptic patients receiving anticonvulsants. Metabolism 1999, 48, 1047. 68. Yoo J.H., Lee S.C.: Elevated levels of plasma homocyst(e)ine and asymmetric dimetyloarginine in elderly patients with stroke. Atherosclerosis 2001, 158, 425. 452 Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 8 J. Dorszewska i wsp.