Tag Archives: xơ vữa động mạch

TMAO và xơ vữa động mạch

Để tìm hiểu về TMAO tác dụng của chúng trong việc tạo ra lớp xơ vữa động mạch và dẫn đến bệnh tim mạch. Chúng ta hay bắt đầu với carnitine và lecithin

I. Carnitine là gì ?

Carnitine là một hợp chất (compound) amino bậc bốn được tổng hợp sinh học từ 2 amino acid là lysine và methinonine. Carnitine là thuật ngữ chung cho một số hợp chất bao gồm: L-carnitine, acetyl-L-carnitine, và propionyl-L-carnitine.

Carnitine có vai tròng rất quan trọng trong quá trình tạo năng lượng của cơ thể. Trong tế bào sống, chúng vận chuyển các acid béo chuỗi dài (long-chain fatty acid) vào trong ti thể (mitochondria) để oxi hóa (oxidate) tạo ra năng lượng, ngoài ra chúng cũng loại bỏ các chất độc ra khỏi các tế bào này tránh sự tích tụ của các chất độc này.

Carnitine được tổng hợp sinh học (biosynthesis) chủ yếu ở gan (liver) và thận (kidney). Bình thường thì cơ thể không cần ăn thức ăn chứa carnitine hay cung cấp thêm carnitine từ bên ngoài vì gan và thận đã tổng hợp đủ cartinine cho cơ thể từ lượng lysine và methionine có trong thức ăn mỗi ngày.

anh 11 300x300 TMAO và xơ vữa động mạch

Hình 1. Carnitine

II. Sự hấp thụ và trao đổi chất của cartinine

Carnitine có vai trò vận chuyển chuỗi dài acid béo vào trong chất nền ty thể (mitochondial matrix) thông qua phản ứng beta oxi hóa (β-oxidation) để thành acetyl CoA và sử dụng nó để tạo năng lượng thông qua chu trình Kreps hay còn gọi là chu trình acid citric (citric acid cycle).

Sự rối loạn oxi hóa acid béo hay các quá trình trao đổi (metabolism) chất đặc trưng thường có các nguyên nhân nguyên phát hay thứ phát do sự thiếu carnitine. Một số rối loạn như tăng phân giả lipid (lipolysis), tăng quá trình peoroxy hóa lipid (lipid peroxidation), tích tụ acylcarnitine hay các bệnh về cơ tim (myocardial disease), bệnh động mạch ngoại biên (peripheral artery disease).

anh 23 233x300 TMAO và xơ vữa động mạch

Hình 2.  Chuyển hóa carnitine

III. Chúng ta hãy tiếp tục tìm hiểu về lecithin

Lecithin là một thuật ngữ chung dùng để chỉ bất kỳ một nhóm chất béo có màu vàng nâu có ở mô (tissue) động vật và thực vật gồm có: phosphoric acid, choline, fatty acids, glycerol, glycolipids, triglycerides, and phospholipids (ví dụ như  phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine và phosphatidylinositol).

Lưu ý trong hầu hết các tài liệu Hóa sinh học, người ta thường dùng Lecithin để ám chỉ phosphatidylcholine.

Ở vấn đề này chúng ta sẽ quan tâm và nói đến phosphatidylcholine. Vậy phosphatidylcholine là gì?

Phosphatidylcholine (PC) là một phân loại của phospholipids gồm có một nhóm phosphase, 2 acid béo và một nhóm choline. Phosphatidylcholine là phospholipid có nhiều nhất trong động vật và thực vật, thông thường có thể chiếm đến 50% tổng số lượng, nó là một thành phần quan trọng trong màng tế bào (cell membrane). Phosphatidylcholine cũng là thành phần chính tuần hoàn trong huyết tương (plasma) và là thành phần không thể thiếu của lipoprotein nhất là high density lipoprotein (HDL). Phosphatidylcholine có trong thành phần thức ăn hàng ngày chúng ta ăn vào.

anh 43 222x300 TMAO và xơ vữa động mạch

Hình 3. Phosphatidylcholine

IV. Chức năng của phosphatidylcholine

Phosphatidylcholine là thành phần chính của màng tế bào (cell membrane) và chất hoạt dịch của phổi (pulmonary surfactant).

Acid béo cần thiết tăng cường hệ miễn dịch (immune system) và cũng giúp sữa chữa những tỗn thương của tế bào

Nhóm choline trong phosphatidylcholine có vai trò trong sự trao đổi chất thích hợp của chất béo. Chúng làm cho chất béo di chuyển ra và vào tế bào dễ dàng. Choline có vai trò chính trong chuyển hóa mỡ ở gan.

 Phosphatidylcholine làm tăng tính tan của cholesterol vì vậy giúp làm giảm khả năng gây xơ vữa động mạch (atherosclerosis) của cholesterol. Phosphatidylcholine giúp làm giảm cholesterol, giảm cholesterol lắng đọng ở các mô và ức chế sự kết tụ tiểu cầu (platelet aggregation).

Phosphatidylcholine là chất được sử dụng để tạo một chất dẫn truyền thần kinh là Acetylcholine. Vì vậy phosphatidylcholine có thể sử dụng để kiểm soát hay điều trị các bệnh não như : mất trí nhớ (memory loss), lo lắng (anxiety), bệnh Alzheimer (Alzheimer’s disease). Ngoài ra phosphatidylcholine cũng được sử dụng để chữa các bệnh như viêm gan (hepatitis), bệnh chàm (eczema), các bệnh về túi mật (gallbladder).

V. TMAO là chất gì ?

Trimethylamine N-oxide (TMAO) là một hợp chất hữu cơ (organic compound) có công thức (CH3)3NO. Là một chất rắn không màu thường bắt gặp dưới dạng dihydrate. Là sản phẩm của quá trình oxy hóa trimethylamine.

anh 6 TMAO và xơ vữa động mạch

Hình 4. Trimethylamine-N-oxide (TMAO)

VI. Sự liên quan giữa TMAO, carnitine, phosphatidylcholine  và xơ vữa động mạch.

Hệ tiêu hóa (digestive system) của chúng ta là nhà của hàng tỷ tỷ vi khuẩn, chúng tập hợp lại thành một hệ vi khuẩn vùng (microbiota) chúng có vai trò tiêu hóa thức ăn, tạo ra các hợp chất. Một trong các hợp chất đó có trimethylamine  có thể được chuyển hóa (metabolize) thành trimethylamine N-oxide (TMAO).

TMAO có liên quan đến bệnh lý xơ vữa động mạch (atherosclerosis) một bệnh lý mà trong đó các mảng (plaque) xơ vữa được tạo nên trong lòng động mạch (artery). Những người ăn nhiều thịt đỏ (red meat) như thịt bò, thịt cừu có nguy cơ bị các bệnh về tim mạch (cardiovascular disease). Trong thịt đỏ chứa rất nhiều carnitine, các vi khuẩn ở ruột (gut bacteria) có thể phát triển nhanh nhờ carnitine để sản xuất ra  một lượng lớn TMAO sau bữa ăn với nhiều thịt đỏ, làm tăng lượng TMAO trong máu và trong lòng mạch làm ngăn chặn nhiệm vụ dọn dẹp cholesterol của HDL.

anh 52 300x212 TMAO và xơ vữa động mạch

Hình 5. Một số loại thịt đỏ

Điều thú vị ở đây là không phải carnitine trong thịt đỏ gây ra nguy cơ về bệnh tim mạch mà chính là các vi khuẩn trong ruột của chúng ta gây nên điều đó. Nghe có vẻ vô lý nhưng nếu bạn ăn thịt đỏ mỗi ngày thì các vi khuẩn ruột sẽ phát triển một loại vi khuẩn có khả năng tạo ra lượng lớn TMAO làm tăng nguy cơ xơ vữa động mạch.  Nếu chúng ta ăn ít thịt đỏ hay hiếm khi ăn thì bạn không có các vi khuẩn tương tự và không tạo ra quá nhiều TMAO. Vì vậy với một chế độ ăn quá nhiều thịt đỏ thì có thể dễ tạo ra nhiều TMAO hơn và tăng nguy cơ gây ra xơ vữa động mạch.

Cũng như carnitine, có sự liện hệ giữa chế độ ăn nhiều chất có chứa phosphatidylcholine và các bệnh tim mạch mà đặc biệt là bệnh xơ vữa động mạch. Các nghiên cứu được thực hiện bằng cách sử dụng kháng sinh để hạn chế sự hoạt động của các vi khuẩn trong ruột kết quả là có rất ít TMAO được tạo ra từ cùng một lượng thức ăn chứa phosphatidylcholine so với khi không sử dụng kháng sinh thì một lượng TMAO lớn được tạo ra.  Khi chế độ ăn quá nhiều phosphatidylcholine, thì cơ thể sẽ tổng hợp ra một lượng lớn TMAO bằng cách sử dụng nhóm choline của phosphatidylcholine để tạo thành trimethylamine (TMA) và TMA nhanh chóng bị oxi hóa thành TMAO bởi các vi khuẩn trong ruột.

Ở phần trên chúng ta có nói đến chức năng của phosphatidylcholine là giảm xơ vữa động mạch nhưng ở đây ta lại nói là phosphatidylcholine là một nguyên nhân gẫn đến xơ vữa động mạch. sở dĩ có sự trái ngược ở đây là do phosphatidylcholine được chuyển theo những lộ trình khác nhau, trong lộ trình này có thể có lợi cho cơ thể (giảm lượng cholesterol trên thành mạch) nhưng ngược lại cũng có những lộ trình có hại cho cơ thể (tạo ra TMAO).

TMAO làm tích lũy cholesterol trong đại thực bào (macrophage) và các tế bào bọt (foam cell) trong thành động mạch và gây xơ vữa động mạch từ đó dẫn đến nguy cơ các bệnh về tim mạch như nhồi máu cơ tim (heart attack), đột quỵ (stroke) và tử vong (death). Ngoài ra choline còn có thể được oxy hóa thành betaine ở gan (liver) và thận (kidney) có vai trò như một chất nền (subtrate) để tạo thành TMA và có lẽ là TMAO.

anh 7 300x190 TMAO và xơ vữa động mạch

Hình 6. Con đường liên quan giữa phosphatidylcholine, các vi khuẩn ruột và xơ vữa động mạch

Vì vậy chúng ta cần có chế độ ăn thích hợp, không phải là lại bỏ hoàn toàn những chất chứa hàm lượng carnitine hay phosphatidylcholine cao, nhưng mà là ăn đủ chứ không ăn quá nhiều để tránh nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch.

Anhvanykhoa.com

Tác giả: Anh Nguyễn – AVYK