Что такое бетаин?
Бетаин или триметилглицин (TMG) — это метаболит, образующийся в организме из . Это естественный компонент свеклы, , зерен, моллюсков, шпината и морских водорослей [ 1 ].
Бетаин считается второстепенным питательным веществом, так как может легко и быстро метаболизироваться из . По этой причине в настоящее время не существует рекомендуемых значений потребления бетаина и средне-суточное потребление сильно варьируется (обычно в диапазоне от 0,1 до 2 г в день) [ 2 ].
Бетаин является активатором в синтезе фосфолипидов клеточных мембран.
Бетаин может функционировать как альтернативный донор метильных групп в превращении в метионин. Благодаря этому, бетаин замещает дефекты в реакциях метилирования, вызванные нарушением функционирования фолатного цикла и недостатком .
Бетаин может также заменять () как донор метильных групп для прямого метилирования фосфатидил-этаноламина. Этот путь является альтернативным в образовании фосфатидилхолина. Считается, что через две эти реакции бетаин оказывает влияние на промежуточный метаболизм.
Кроме того, установлено важное значение бетаина для реакций метилирования ДНК, что может оказаться даже более важным, чем прямые метаболические реакции бетаина. В присутствии бетаина, степень метилирования ДНК увеличивается только в гипометилированных участках, что делает его весьма перспективным веществом для ослабления аномальных мутаций ДНК.
Доказано, что бетаин защищает внутренние органы, снижает факторы риска сосудистых заболеваний и повышает работоспособность.
Бетаин при аутизме
У многих детей с аутизмом есть аномалии фолат-зависимого одноуглеродного метаболизма. Недостаточное количество холина и бетаина негативно влияет на метаболизм фолиевой кислоты и, в свою очередь, на последующее метилирование и антиоксидантную способность.
Повышенная уязвимость к окислительному стрессу и сниженная способность к метилированию могут способствовать развитию и клиническим проявлениям аутизма у детей.
В исследовании «Метаболические биомаркеры повышенного окислительного стресса и нарушения способности к метилированию у детей с аутизмом» было обнаружено, что по сравнению с контрольной группой дети с аутизмом имели значительно более низкие исходные концентрации метионина, SAM, , цистатионина, цистеина и общего в плазме крови и значительно более высокие концентрации SAH, аденозина и окисленного . Этот метаболический профиль согласуется с нарушением способности к метилированию (значительно более низкое отношение SAM к SAH) и повышенным окислительным стрессом (значительно более низкое окислительно-восстановительное отношение восстановленного глутатиона к окисленному глутатиону) у детей с аутизмом [ 28 ].
У детей с РАС дефицит бетаина и холина способствует снижению уровней метионина и SAMe, что вызывает аномальную экспрессию генов [ 28 ].
Недостаточное потребление холина и бетаина из пищи из-за ограниченного рациона также может способствовать метаболическим нарушениям, наблюдаемым у многих детей с аутизмом, и требует внимания при консультировании по вопросам питания. Были обнаружены сильные положительные корреляции между потреблением пищи и концентрацией холина и бетаина в плазме у детей с аутизмом, а также более низкие концентрации в плазме по сравнению с контрольной группой.
Эксперимент с вмешательством добавки бетаина (TMG) оказался эффективным в нормализации метаболического дисбаланса у детей с аутизмом. Также исследования здоровых участников показали, что бетаин увеличивает SAMe [ 28 ].
В еще одном исследовании пероральные добавки с фолиевой кислотой и бетаином нормализовали метиониновый цикл. Считается, что у детей в аутизмом аномальный метаболизм метионина и гомоцистеина. Бетаин также увеличивает уровень антиоксидантов, что защищает от окислительного повреждения [ 27 ].
Депрессия, тревожность
Бетаин увеличивает S-аденозил-метионин (SAMe), который помогает производить , дофамин и норадреналин и является распространенным дополнительным лечением, используемым для противодействия депрессивным симптомам у субъектов с легкой и средней степени тяжести, которые слабо реагируют на другие антидепрессанты. [ 24 ].
У 45 пациентов с , которые плохо ответили на антидепрессанты, SAMe + TMG, используемые в качестве дополнений к традиционному лечению в течение 90 дней, улучшили такие симптомы, как тревога, чувство беспомощности и никчемности [ 24 ].
Однако один из авторов упомянутого исследования был основным разработчиком исследуемой добавки SAMe + TMG. Поэтому необходимы дальнейшие клинические испытания.
Введение бетаина у депрессивных крыс изменило их поведение. Это помогло повысить уровень и норадреналина в мозге, оказав антидепрессивный эффект. Исследования на людях не изучали антидепрессивный потенциал одного бетаина [ 25 ].
Механизм действия бетаина
Отдает метильную группу
В организме бетаин может отдавать одну из своих метильных групп гомоцистеину. Это превращает гомоцистеин обратно в метионин, который предотвращает слишком высокий уровень гомоцистеина [ 4 ].
Высокий уровень гомоцистеина в крови является фактором риска сердечных заболеваний. Некоторые данные свидетельствуют о том, что добавки TMG и потребление с пищей снижают уровень гомоцистеина, что потенциально способствует защите сердца [ 4 , 5 ].
Кроме того, жертвуя метильной группой, бетаин помогает в производстве S-аденозилметионина, защищает от окислительного стресса благодаря антиоксидантным свойствам [ 6 , 7 ].
Осмопротектор
Исследователи называют бетаин осмолитом / осмопротектором, это означает, что он сохраняет клетки гидратированными и повышает устойчивость к стрессу. В лабораторных условиях он может стабилизировать белки и мембраны в плохих условиях окружающей среды, таких как засуха, низкие температуры или высокий уровень соли [ 8 ].
Несколько исследований показывают, что бетаин помогает клеткам адаптироваться к стрессу и защищает их от преждевременной запрограммированной гибели (апоптоза) [ 8 , 1 ].
Польза бетаина для здоровья
Гомоцистеинурия
Гомоцистинурия — это наследственное (генетическое) нарушение метаболизма метионина, наследуемое по аутосомно-рецессивному типу, которое приводит к высокому уровню гомоцистеина в моче.
Безводный бетаин или TMG одобрен FDA для снижения уровня гомоцистеина в моче у людей с этой группой заболеваний.
Согласно исследованию, бетаин снижает уровень гомоцистеина в крови на 20-30% при некоторых типах гомоцистинурии [ 10 ].
Гомоцистеин синтезируется во всех органах и является токсичным веществом в первую очередь для эндотелия и нейронов.
Его токсичность обусловлена, во-первых, наличием реактивной сульфгидрильной группы, которая способна к окислению при физиологическом pH в присутствии кислорода, что ведет к появлению активных форм кислорода и дальнейшему перекисному окислению липидов, повреждению ДНК и апоптозу. Во-вторых, гомоцистеин способен формировать дисульфидные связи со свободной сульфгидрильной группой цистеина в белках, нарушая функцию последних. В-третьих, один из метаболитов гомоцистеина, гомоцистеина тиолактон, соединяясь с лизином протеинов, провоцирует формирование токсических полимеров, агрегатов или амилоида, что является фактором риска нейродегенерации. Помимо этого, белки, присоединившие гомоцистеина тиолактон, становятся антигенном и способствуют развитию иммунной реакции, являющейся важным модулятором атерогенеза.
Высокий уровень гомоцистеина в крови также является фактором риска сердечных заболеваний. Добавка TMG снижает уровень гомоцистеина в крови, что потенциально защищает сердце [ 4 , 5 ].
В обзоре 74 клинических испытаний высокое потребление холина и бетаина было связано с более низкими маркерами воспаления в крови: поскольку холин является предшественником бетаина, то повышенное потребление холина может привести к повышению уровня бетаина в крови, что снижает уровень гомоцистеина, улучшает митохондриальную мембрану и защищает клетки от окислительного стресса и воспаления.[ 14 ]
Хотя потребление бетаина не связано с частотой сердечных приступов, но его длительное потребление коррелирует с меньшим количеством смертей от сердечных заболеваний [ 14 ].
Когнитивное здоровье
Повышенный уровень гомоцистеина в плазме связан со снижением внимания, фокусировкой, сенсомоторной скорости обработки информации и исполнительной функцией.
В исследовании (DB-RCT) 193 пожилых людей добавление увеличивало уровень бетаина в крови. Это увеличение было связано с улучшением времени реакции, памятью и функцией мозга [ 26 ].
Кроме того, у участников с наибольшим увеличением уровня бетаина было наибольшее улучшение памяти [ 26 ].
Диабет
Уровни бетаина в крови связаны с лучшей чувствительностью к инсулину. Люди с более низким уровнем бетаина более склонны к инсулинорезистентности [ 18 ].
Результаты исследования (РКИ) с участием более 3000 человек, показывают, что бетаин является маркером риска диабета среди лиц с высоким риском как на исходном уровне, так и во время профилактических вмешательств. Примечательно, что бетаин — это основной метаболит, связанный с резистентностью к инсулину у людей с нормогликемией. Также исследование продемонстрировало, что уровни бетаина повышались через 2 года благодаря интенсивному вмешательству в образ жизни и численно повышались при лечении метформином. Наконец, увеличение уровня бетаина через 2 года вмешательства было связано со снижением заболеваемости диабетом среди всех участников. Следовательно, бетаин может быть полезен для мониторинга влияния профилактических вмешательств на развитие диабета [ 19 ].
Однако в этих исследованиях изучалась только связь между уровнем бетаина в крови и диабетом или инсулинорезистентностью. Эффекты добавок бетаина (TMG) у людей остаются неизвестными.
У мышей добавка TMG:
- Улучшает толерантность к глюкозе [ 20 ]
- Поддерживает баланс глюкозы [ 21 ]
- Повышает чувствительность к инсулину [ 18 ]
Профилактика рака
Согласно метаанализу 14 исследований, высокое потребление бетаина и холина способствовало профилактике рака и снижало риск развития рака. [ 22 ].
В исследовании, проведенном с участием 1500 пациентов с раком груди, более высокое потребление бетаина с пищей было связано с меньшим количеством смертей от рака. Однако это не повлияло на риск развития рака груди [ 23 ].
Физическая активность
Добавка бетаина повышает уровень оксида азота в крови. Оксид азота расширяет кровеносные сосуды и увеличивает кровоток в мышцах во время краткосрочных упражнений [ 9 ].
Увеличение кровотока в мышцах может улучшить физическую работоспособность за счет увеличения доставки питательных веществ и выведения шлаков [ 9 ].
Гидратация и защита клеток в свою очередь улучшают расщепление глюкозы и продуктивность лактата, что приводит к большему производству энергии во время упражнений [ 9 ]. Исследователи полагают, что бетаин может защищать клетки и увеличивать производство энергии за счет своего гидратирующего (осмолитического) действия.
TMG (бетаин) — распространенный ингредиент добавок для тренировок.
Исследования показывают, что прием TMG для улучшения телосложения может помочь только в сочетании с упражнениями [ 15 ].
В двух исследованиях (DB-RCT) активных мужчин добавка TMG увеличивала общее количество повторений во время упражнений. Помимо увеличения силы, TMG может улучшить выносливость и снизить утомляемость [ 9 ].
В исследовании (DB-RCT) с участием 23 человек, длительный прием TMG во время 6 недельной программы силовых тренировок улучшил состав тела. У мужчин значительно увеличилась мышечная масса и уменьшилось количество жировых отложений [ 15 ].
В исследовании (РКИ) с участием 12 тренированных мужчин добавка TMG наряду с тренировками снижала уровень кортизола. Бетаин также увеличил уровень гормона роста в крови, который помогает синтезу мышечного белка. Это привело к увеличению их безжировой массы [ 17 , 15 ].
Сухость во рту
Свойства осмолита TMG могут защитить полость рта от химических веществ и других раздражителей [ 11 , 12 ].
Зубная паста, содержащая бетаин, уменьшала симптомы сухости во рту в исследовании (DB-RCT) с участием 45 человек. Пациенты сообщили о меньшей сухости губ и затруднениях с приемом пищи [ 13 ].
Раздражение кожи
У 21 здорового человека бетаин уменьшил раздражающее действие на кожу, вызванное детергентами, и уменьшил аллергические реакции [ 29 ].
Свойства осмолита TMG увеличивают увлажнение кожи и улучшают кожный барьер. Кроме того, действуя как донор метила, он защищает клетки от атак детергентов [ 29 ].
Антиоксидантная защита
Когда TMG отдает метильную группу, он помогает производить S-аденозилметионин, антиоксидант [ 6 , 7 ].
TMG также увеличивает уровень глутатиона — еще одного мощного антиоксиданта [ 7 ].
У крыс предварительная обработка TMG уменьшала окислительное повреждение из-за стресса [ 30 ].
Защита печени
Значительное количество данных, полученных на животных моделях заболеваний печени, указывает на то, что введение бетаина может остановить и даже обратить вспять прогрессирование нарушения функции печени.[ 21 ].
В печени TMG помогает перерабатывать метионин с образованием S-аденозилметионина, который помогает снизить воспаление. Это также может помочь уменьшить гибель клеток печени [ 21 , 31 ].
В исследовании (РКИ) 55 пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени бетаин не уменьшал накопление жира в печени. Несмотря на то, что дозировка была очень высокой (20 г в день), он смог только остановить накопление жира [ 32 ].
Возможный синергизм между SAMe, бетаином и лечением гепатита C изучается [ 33 ].
В исследовании 29 человек с хроническим гепатитом С, не ответивших на лечение, более половины пациентов ответили на добавление SAMe + TMG к традиционному лечению гепатита С [ 34 ].
Защита почек
В почках основная роль бетаина — следить за тем, чтобы клетки оставались гидратированными. Во время клеточного стресса он сохраняет клеточный объем без изменения функций клеток [ 35 ].
У мышей добавка TMG снижала высокий уровень мочевой кислоты, защищая почки от повреждения [ 36 ].
Кроме того, бетаин защищал почки крыс от токсичности, вызванной четыреххлористым углеродом (CCl4). CCL4 вызывает гибель клеток почек и цирроз печени [ 37 ].
Защита волос
Шампуни и другие средства для волос могут повредить клетки из-за осмотического стресса. Поскольку бетаин является осмолитом, он может поддерживать гидратацию волосковых клеток и защищать от вредного воздействия окружающей среды [ 38 ].
Шампунь с бетаином защищает белковую структуру волос [ 38 ].
Побочные эффекты бетаина
Общие побочные эффекты включают [ 40 ]:
Рыбный запах тела,
Раздражительность,
Нарушения сна,
Понос,
Рвота,
Тошнота,
Выпадение волос
Отсутствуют надлежащие данные по безопасности. Долгосрочные побочные эффекты и риски приема неизвестны.
Повышает уровень холестерина
Бетаин повышает уровень холестерина, что потенциально сводит на нет его пользу для здоровья сердца [ 41 ].
В обзоре 4 исследований ( РКИ ) добавление бетаина увеличивало уровень холестерина ЛПНП ( плохого ) у здоровых людей. Эти эффекты наблюдались после 2 недель приема 6 граммов бетаина в день [ 41 ].
Дозы бетаина менее 6 граммов могут также повышать уровень холестерина ЛПНП и триглицеридов в крови (основной компонент жировой ткани) у лиц с ожирением [ 41 ].
В другом исследовании (РКИ) с участием 42 субъектов с ожирением ежедневный прием 6 граммов бетаина увеличивал уровень ЛПНП и общего холестерина [ 42 ].
Природные источники бетаина
Добавка TMG
Дозировка бетаина
Нормальное потребление бетаина с пищей составляет 0,5–2 грамма в день [ 5 ].
Дозы добавки TMG, используемые в клинических испытаниях, варьировались от 2,5 до 6 граммов в день. Хотя некоторые исследования показывают, что прием в дозе 9–12 г / день безопасен, даже более низкие дозы TMG повышают уровень липидов в крови. Следовательно, безопасная дозировка TMG не может быть установлена [ 5 , 15 ].
Ограниченные исследования на людях показывают, что для повышения уровня TMG в крови необходимо 2,5 г TMG в день [ 16 ].
Генные взаимодействия
Бетаин увеличивает экспрессию генов, которые помогают формированию костей. В костных клетках человека бетаин увеличивал экспрессию генов RUNX2 , OSX и SOD2. Приток цитозольного кальция, активация ERK и продукция IGF-I, усиливаются под действием бетаина в остеобластах человека. Эти пути могут оказывать синергетическое воздействие на экспрессию остеогенных генов и синтез белка, что потенциально может привести к усилению формирования кости. Взятые вместе, эти результаты позволяют предположить, что бетаин может быть многообещающим нутрицевтическим терапевтическим средством в стратегии противодействия сопутствующему и взаимодействующему воздействию саркопении и остеопороза, т.е. основным детерминантам старческой слабости и связанной с ней смертности [ 39 ].
