Sulfat în timpul sarcinii

Paul A. Dawson

1 Mater Research Institute, Nivelul 4, Institutul de Cercetări Translaționale, Universitatea din Queensland, 37 Kent St, TRI, Woolloongabba, QLD 4102, Australia; E-mailuri: ua.gro.retam.irmm@ttoillea (A.E.); [email protected] (F.G.B.)

Aoife Elliott

2 Mater Children's Hospital, Mater Health Services, South Brisbane, QLD 4101, Australia

Francis G. Bowling

2 Mater Children's Hospital, Mater Health Services, South Brisbane, QLD 4101, Australia

Abstract

1. Introducere

Rolurile biologice ale sulfatului și căile homeostaziei sulfatului. (A) Sulfonația contribuie la numeroase funcții celulare și metabolice în fiziologia umană; () Căi de generare și sulfonare a sulfatului intracelular. Metionina este convertită în cisteină prin calea transsulfurării care implică cistationina β-sintază (CBS) și cistationina γ-liaza (CTH). Cisteina este convertită în sulfat prin două căi: o cale minoră care implică CBS, CTH, sulfură chinonă reductază (SQRDL), tiosulfat sulfurtransferază (TST) și sulfit oxidază (SUOX); și o cale majoră care implică cisteina dioxigenază (CDO), transaminaza glutamic-oxaloacetică 1 (GOT1) și SUOX. ST, transportoare de sulfat; PAPSS2, PAPS sintetaza; SULT, sulfotransferaze; R reprezintă acele substraturi prezentate în (A); (C) Flux de sulfat intracelular și molecule sulfonate. La adulți și copii, sulfatul se obține din: (i) surse extracelulare prin intermediul transportatorilor de sulfat; (ii) catabolismul metioninei și cisteinei; (iii) hidroliza proteoglicanilor din lizozom; și (iv) îndepărtarea mediată de sulfatază a sulfatului de pe substraturi din citosol.

2. Sulfatul se obține din dietă

Sulfonația se bazează pe o cantitate suficientă de sulfat, care se obține din dietă sub formă de sulfat anorganic liber (SO4 2−) sau generat din compuși sulfonați și aminoacizii care conțin sulf, metionină și cisteină [5,12]. O dietă bine echilibrată contribuie cu aproximativ o treime din necesarul mediu estimat de sulfat corporal (0,2-1,5 g SO4 2-/zi) [13,14,15,16]. Anumite alimente, inclusiv legumele brassica și pâinea comercială conțin un conținut ridicat de sulfat (> 0,9 mg/g), în timp ce nivelurile scăzute de sulfat (500 mg/L în apă din fântâni și diguri alimentate cu izvor [13,14,15]. depășirea a 500 mg/L de apă potabilă poate avea ca rezultat un gust neplăcut, deși unii indivizi sunt mai sensibili la concentrații mai mici [16] Inhalarea de sulfat în aer se estimează că contribuie la urme (0,01-0,04 mg SO4 2-/zi) în plus, anumite suplimente prenatale multivitamine-multiminerale conțin sulfat, în principal sub formă de sulfat cupric anhidru, sulfat de zinc și sulfat de mangan, cu aproximativ 25-40 mg SO4 2−/comprimat.

Valoarea nutrițională a sulfatului în susținerea creșterii rozătoarelor de laborator a fost raportată pentru prima dată în urmă cu aproape un secol [28]. Studii mai recente pe animale au arătat că restricționarea sulfatului atât în alimente, cât și în apă poate duce la deficit de sulfat și la creșterea redusă, care poate fi inversată prin suplimentarea cu sulfat [29,30,31,32]. În plus, aportul ridicat de sulfat din dietă și administrarea sărurilor de sulfat (MgSO4, Na2SO4 și ZnSO4) pot duce la creșterea sulfatemiei circulante și la creșterea capacității de sulfonare [33,34,35,36,37,38,39]. Cu toate acestea, în prezent nu există un aport alimentar recomandat pentru sulfat anorganic la om, în principal deoarece sulfatul poate fi generat din aminoacizii care conțin sulf.

3. Generarea de sulfat din metabolismul intracelular

Proteina este alcătuită din aproximativ 4% din aminoacizii metionină și cisteină care conțin sulf [40]. Având în vedere că aportul zilnic recomandat de proteine pentru copiii cu vârsta cuprinsă între 19 și 50 de ani în timpul sarcinii este de 0,8-1,0 g/kg [41], atunci cantitatea estimată de sulfat generată din proteine este de aproximativ 1,7 g/zi. Atât adulții, cât și copiii au capacitatea de a metaboliza metionina și cisteina în sulfat [1]. Metionina este convertită în cisteină prin calea transsulfurării, iar cisteina este oxidată în continuare în sulfat prin 2 căi: o cale minoră de generare a sulfatului prin cistationina γ-liază (CTH) și cistationina β-sintaza (CBS); și o cale principală prin cisteină dioxigenază (CDO) (Figura 1 B) [42]. Studiile anterioare au raportat absența CTH și CDO în ficatul fetal uman și rozător, indicând faptul că fătul în curs de dezvoltare are o capacitate limitată de a genera sulfat din aminoacizii care conțin sulf [43,44]. Acest lucru ridică problema surselor care furnizează cererile fetale ridicate de sulfat în timpul sarcinii?

La adulți și copii, nivelurile de sulfat circulante sunt influențate de absorbția în intestinul subțire, reabsorbția la rinichi și absorbția în celule din tot corpul (Figura 2 A) [1]. Sulfatul circulant este o sursă majoră de sulfat pentru furnizarea sulfonării intracelulare a substraturilor din citoplasmă (steroizi, hormoni, xenobiotice și proteine) sau aparate golgi (proteoglicani) [45,46]. Cu toate acestea, fluxul global de sulfat intracelular este menținut pe patru căi (Figura 1 C): (i) Sulfatul extracelular din circulație este transportat prin membrana plasmatică a celulelor prin intermediul transportatorilor de sulfat; (ii) Metionina și cisteina sunt catabolizate în sulfat; (iii) Sulfatul este îndepărtat din proteoglicanii prin intermediul enzimelor sulfatazice din lizozom și apoi transportat în citoplasmă; și (iv) sulfatazele citosolice îndepărtează sulfatul din moleculele sulfonate. Ultimele trei surse au contribuții neglijabile sau scăzute la fondul de sulfat intracelular fetal, care se bazează, așadar, pe surse de sulfat extracelular [1]. În plus, fătul în curs de dezvoltare are capacități de reabsorbție renală imatură și capacități de absorbție intestinală, evidențiind cerințele obligatorii pentru furnizarea de sulfat de la mamă la făt prin placentă pe tot parcursul gestației.