Cysteïne: functie en ziekten

cysteïne, samen met methionine, is een zwavel-bevattend aminozuur. Het is medeverantwoordelijk voor de vorming van de secundaire, tertiaire en quartaire structuur van eiwitten. Een tekort aan cysteïne leidt onder meer tot een zwakte van de immuunsysteem.

Wat is cysteïne?

cysteïne is een zwavel-bevattend aminozuur met een thiolgroep (-SH). Het kan disulfide vormen bruggen met een ander cysteïne binnen een eiwitketen of tussen eiwitketens. Bij dit proces worden de secundaire, tertiaire en quaternaire structuren gevormd door het vouwen van de kettingen. Alleen de L-cysteïne is opgenomen in de eiwitten​ Racematen en D-cysteïne spelen biologisch geen rol. Cysteïne is een niet-essentieel aminozuur. Het kan in het lichaam worden gesynthetiseerd methionine. Sindsdien echter methionine is een essentieel aminozuur en moet altijd van buitenaf worden aangevoerd, cysteïne wordt een semi-essentieel aminozuur genoemd. Cysteïne is niet in alles aanwezig eiwitten, maar wordt vooral aangetroffen in structurele eiwitten van de bindweefsel, in de keratine van de haar, in de nagels en hoornvlies, in insuline en in sommige enzymen​ De structurele eiwitten worden gevormd door het disulfide bruggen​ In het cysteïne-bevattende enzymenspeelt de thiolgroep een belangrijke katalytische rol. Vrij cysteïne is zeer reactief in een aërobe omgeving en wordt onomkeerbaar afgebroken. Daarom wordt het opgeslagen in de vorm van het tripeptideglutathion voor constante toevoer naar het lichaam.

Functie, effect en taken

Cysteïne vervult verschillende functies in het organisme. Deze functies zijn afgeleid van de reactieve thiolgroep. Dus disulfide bruggen vormen binnen eiwitketens, die helpen bij het bepalen van de secundaire en tertiaire structuur van het eiwit. Disulfidebruggen tussen cysteïne-bouwstenen van verschillende eiwitketens vormen de quaternaire structuur. Dit resulteert in stabiele eiwitten die ook met elkaar kunnen crosslinken. Cysteïne is echter ook in veel aanwezig enzymen​ Daar vormen cysteïneresten zogenaamde ijzer-zwavel clusters met ijzer. Hier kunnen de thiolgroepen belangrijke biochemische synthesen katalytisch ondersteunen. Co-enzym A bevat naast ADP en ook het aminozuur cysteïne vitamine B5. Ook hier belangrijke reacties van energiemetabolisme worden gekatalyseerd door de thiolgroep. Bovendien is cysteïne ook het uitgangsmateriaal voor de vorming van taurine. Taurine is een aminoethaansulfonzuur en vervult een hele reeks functies. Het beïnvloedt signalering in de zenuwstelsel en hartfunctie door ionentransport van te ondersteunen natrium, kalium en calcium over het membraan. In aanvulling op, taurine is een krachtige anti-oxidant, dat weefsels beschermt tegen ernstige oxidatieve schade. Een tekort aan taurine kan leiden naar nier schade en immuunsysteem disfunctie. Ten slotte heeft taurine ook een ontstekingsremmende werking. Cysteïne is ook het uitgangsmateriaal voor het tripeptide glutathion. Bijna alle cellen bevatten glutathion in hoge concentraties. Het fungeert als een bewaarvorm voor cysteïne, omdat vrije cysteïne zeer snel onomkeerbaar wordt afgebroken en daardoor niet meer beschikbaar is voor het lichaam. Bovendien is glutathion een krachtig anti-oxidant en onmisbaar voor het lichaam. Het speelt ook een belangrijke rol bij de biotransformatie van drugs, gifstoffen en vreemde stoffen in de lever​ Een verminderde productie van glutathion leidt binnen korte tijd tot de dood.

Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale niveaus

Cysteïne is geen essentieel aminozuur. Het wordt echter in het lichaam aangemaakt uit het essentiële aminozuur methionine. Methionine moet met voedsel worden verstrekt. Daarom wordt cysteïne ook wel een semi-essentieel aminozuur genoemd. Als er geen cysteïne in de dieetis de behoefte aan methionine voor een volwassene 13 tot 16 milligram per kilogram lichaam massa​ Als er een teveel aan cysteïne in de dieet, de cijfers voor de behoefte aan methionine variëren tussen 5 en 13 milligram per kilogram lichaam massa​ Hoge niveaus van cysteïne worden aangetroffen in vlees, vis, melk, noten, volkoren meel van tarwe en maïs, ongepelde rijst, sojabonen of erwten. Een dagelijkse dosis van 0.5 tot 1.5 gram L-cysteïne wordt aanbevolen. De behoefte aan cysteïne en methionine neemt echter toe bij chronische ziekten zoals kanker, Parkinson or osteoartritis vanwege de verhoogde productie van vrije radicalen. De metabolisering van drugs vindt ook sneller plaats bij hogere concentraties.

Ziekten en aandoeningen

Een tekort aan cysteïne kan dat wel leiden tot een verzwakking van de immuunsysteem. Bovendien, ontgifting mechanismen in de lever functioneren niet meer optimaal. Deze effecten worden gemedieerd via de bewaarvorm van cysteïne, glutathion. Normaal gesproken wordt het lichaam voldoende voorzien van cysteïne. Een evenwichtig dus dieet bevat voldoende cysteïne en methionine. Symptomen van een tekort kunnen optreden bij een onevenwichtig dieet of een extreem reductiedieet. Er zijn echter ook enkele ziekten waarbij er een verhoogde behoefte aan cysteïne is. Bij deze ziekten neemt enerzijds de vorming van vrije radicalen toe, en anderzijds de vorming van gifstoffen die afgebroken moeten worden in de lever​ Deze ziekten omvatten aandoeningen van de luchtwegen, leverschade, reumatoïde artritis, alcoholisme, chronische degeneratieve ziekten, Parkinson, arteriosclerose en vergiftiging door drugs, zware metalen, sigarettenrook en andere gifstoffen. Extra administratie van L-cysteïne kan het immuunsysteem versterken. Het is ook aangetoond dat het effectief is in osteoporose​ Bij vergiftiging door zware metalen vormen de reactieve thiolgroepen van cysteïne en glutathion complexen met de zware metaalionen, die dan water-oplosbaar en kan snel uit het lichaam worden verwijderd. Naast een cysteïne-tekort kan er ook een cysteïne-overschot optreden. Een teveel aan cysteïne kan zowel worden veroorzaakt door overdosering als door genetisch veroorzaakte vertraagde afbraak van cysteïne. Er is een verhoogde uitscheiding van cysteïne in de urine (cysteinurie). Bij ongeveer 50 procent van de patiënten nier stenen of urinestenen worden gevormd door neergeslagen cysteïne.

Hier is wat u zelf kunt doen

Uitspoelen cystine stenen kan het beste worden bereikt door veel kraan te drinken water​ De huisarts zal ook verschillende urinewegen en nier theesoorten of lichte medicijnen die het plassen bevorderen en zo effectief helpen bij het verwijderen van de pijnlijke stenen. Deze eenvoudige maatregel wordt ondersteund door gezonde voeding en lichaamsbeweging. Regelmatige lichaamsbeweging vergroot de kans dat de steen loskomt en door de urinebuis. Uithoudingsvermogen sporten zoals lopend, zwemmen of wandelen evenals verschillende fysiotherapie-oefeningen zijn bijzonder effectief. Massages en saunasessies worden ook aanbevolen. Beiden promoten circulatie en zo helpen om af te breken cystine stenen. Diverse huismiddeltjes zoals veenbes sap, warm bier of toepassingen met anijszaad hebben ook een gunstig effect op urinewegen en nierstenen​ Als de steen uiterlijk na drie tot vier dagen niet is uitgespoeld, moeten de symptomen naar een arts worden gebracht. Mogelijk is de cystine steen is te groot en moet chirurgisch worden verwijderd of er is een chronische ziekte​ In elk geval met urinestenen moet een arts worden geraadpleegd om complicaties te voorkomen.