Сульфат при вагітності

Пол А. Доусон

1 Дослідницький інститут Mater, рівень 4, Інститут трансляційних досліджень, Квінслендський університет, вул. Кент, 37, TRI, Вуллунгабба, QLD 4102, Австралія; Електронні листи: ua.gro.retam.irmm@ttoillea (A.E.); [email protected] (F.G.B.)

Аойфе Елліот

2 Mater Children's Hospital, Mater Health Services, Південний Брісбен, QLD 4101, Австралія

Френсіс Г. Боулінг

2 Mater Children's Hospital, Mater Health Services, Південний Брісбен, QLD 4101, Австралія

Анотація

1. Вступ

Біологічна роль сульфату та шляхи сульфатного гомеостазу. (A) Сульфонізація сприяє численним клітинним і метаболічним функціям у фізіології людини; () Шляхи внутрішньоклітинного утворення та сульфатування сульфату. Метіонін перетворюється в цистеїн шляхом транссульфурації за участю β-синтази цистатіоніну (CBS) та γ-ліази цистатіоніну (CTH). Цистеїн перетворюється в сульфат двома шляхами: незначний шлях, що включає CBS, CTH, сульфідхінонредуктазоподібний (SQRDL), тіосульфатсульфуртрансферазу (TST) і сульфітоксидазу (SUOX); і основний шлях, що включає цистеїндіоксигеназу (CDO), глутаміно-оксалооцтову трансаміназу 1 (GOT1) та SUOX. ST, сульфатні транспортери; PAPSS2, PAPS-синтетаза; СУЛТ, сульфотрансферази; R являє собою ті підкладки, показані в (А); (C.) Потік внутрішньоклітинних сульфатів та сульфованих молекул. У дорослих та дітей сульфат отримують із: (i) позаклітинних джерел через сульфатні транспортери; (ii) катаболізм метіоніну та цистеїну; (iii) гідроліз протеогліканів у лізосомі; та (iv) опосередковане сульфатазою видалення сульфату із субстратів у цитозолі.

2. Сульфат отримують із дієти

Сульфонування залежить від достатнього надходження сульфату, який отримують із раціону у вигляді вільного неорганічного сульфату (SO4 2−) або генерують із сульфованих сполук та сірковмісних амінокислот, метіоніну та цистеїну [5,12]. Добре збалансована дієта сприяє приблизно третій від розрахункової середньої потреби в сульфаті в організмі (0,2-1,5 г SO4 2−/день) [13,14,15,16]. Деякі харчові продукти, включаючи овочі міді та комерційний хліб, містять високий вміст сульфатів (> 0,9 мг/г), тоді як низький рівень сульфатів (500 мг/л у воді з джерельних джерел та дамб) [13,14,15]. перевищення 500 мг/л питної води може призвести до неприємного смаку, хоча деякі особи більш чутливі до менших концентрацій [16]. За оцінками, вдихання сульфату в повітрі вносить незначні кількості (0,01–0,04 мг SO4 2−/день) для дорослих [17]. Крім того, певні допологові полівітаміно-мультимінеральні добавки містять сульфат, переважно у вигляді безводного сульфату міді, сульфату цинку та сульфату марганцю, приблизно з 25–40 мг SO4 2−/таблетка.

Харчова цінність сульфату для сприяння зростанню лабораторних гризунів вперше була повідомлена майже століття тому [28]. Більш пізні дослідження на тваринах показали, що обмеження сульфату як у їжі, так і у воді може призвести до дефіциту сульфату та зменшення росту, що може бути скасовано за допомогою добавок сульфатів [29,30,31,32]. Крім того, високе споживання сульфатів з дією та введення сульфатних солей (MgSO4, Na2SO4 та ZnSO4) може призвести до збільшення циркулюючої сульфатемії та посилення сульфонової здатності [33,34,35,36,37,38,39]. Однак в даний час не рекомендується споживання дієти для неорганічного сульфату у людей, головним чином тому, що сульфат може утворюватися із сірковмісних амінокислот.

3. Вироблення сульфату з внутрішньоклітинного метаболізму

Білок складається приблизно з 4% сірковмісних амінокислот метіоніну та цистеїну [40]. Враховуючи, що рекомендована добова норма споживання білка для 19–50-річних під час вагітності становить 0,8–1,0 г/кг [41], то передбачувана кількість сульфату, що утворюється з білка, становить приблизно 1,7 г/добу. Як дорослі, так і діти здатні метаболізувати метіонін та цистеїн до сульфату [1]. Метіонін перетворюється в цистеїн шляхом транссульфурації, а цистеїн додатково окислюється до сульфату двома шляхами: Незначний шлях утворення сульфатів за допомогою цистатіонінової γ-ліази (CTH) та цистатіонін β-синтази (CBS); і основний шлях через цистеїндіоксигеназу (CDO) (рис. 1 В) [42]. Раніше дослідження повідомляли про відсутність CTH та CDO у печінці плода людини та гризунів, вказуючи на те, що плід, що розвивається, має обмежену здатність генерувати сульфат із сірковмісних амінокислот [43,44]. Це піднімає питання, які джерела забезпечують високі потреби плоду в сульфаті під час вагітності?

У дорослих та дітей на рівень циркулюючого сульфату впливає всмоктування в тонкому кишечнику, реабсорбція в нирках та поглинання їх у клітини по всьому тілу (рис. 2 А) [1]. Циркулюючий сульфат є основним джерелом сульфату для забезпечення внутрішньоклітинного сульфонування субстратів у цитоплазмі (стероїди, гормони, ксенобіотики та білки) або апараті Гольджі (протеоглікани) [45,46]. Однак загальний потік внутрішньоклітинного сульфату підтримується чотирма шляхами (рис. 1 С): (i) позаклітинний сульфат із циркуляції транспортується через плазматичну мембрану клітин через сульфатні транспортери; (ii) метіонін та цистеїн катаболізуються до сульфату; (iii) Сульфат видаляється з протеогліканів за допомогою ферментів сульфатази в лізосомі, а потім транспортується в цитоплазму; та (iv) цитозольні сульфатази видаляють сульфат із сульфованих молекул. Останні три джерела мають незначний або низький внесок у внутрішньоклітинний сульфатний пул плоду, який, отже, залежить від позаклітинних джерел сульфату [1]. Крім того, плід, що розвивається, має незрілу здатність до реабсорбції нирок та кишечника, що підкреслює обов’язкові вимоги щодо надходження сульфату від матері до плоду через плаценту протягом усього терміну вагітності.