馬靜-營(yíng)養(yǎng)與基因交互作用

營(yíng)養(yǎng)與基因交互作用

主講者:馬靜教授何為營(yíng)養(yǎng)？營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基本概念營(yíng)養(yǎng)：——攝取，消化、吸收、代謝，利用食物中的營(yíng)養(yǎng)素構(gòu)建機(jī)體組織、滿足生理功能和體力活動(dòng)需要的過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)素：對(duì)身體有用的物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素1.蛋白質(zhì)：氨基酸（必需9種）宏量營(yíng)養(yǎng)素2.脂類(lèi)：必需脂肪酸2種

3.碳水化合物：?jiǎn)翁?、雙糖、多糖、膳食纖維

4.無(wú)機(jī)鹽（礦物質(zhì)）微量營(yíng)養(yǎng)素常量元素7種，微量元素8種

5.維生素（14種）A、D、E、K

B族Vit（９種)，VitC6.水蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的消化胃小腸蛋白質(zhì)→→小肽→AA胃內(nèi)消化：胃酸pH1.5-2.5、胃蛋白酶小腸內(nèi)消化：胰腺（各種蛋白酶）（1）內(nèi)肽酶:水解蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的肽鍵，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（2）外肽酶：可將肽鏈末端的氨基酸逐個(gè)水解，包括氨基肽酶和羧基肽酶（二）小腸內(nèi)消化腸粘膜細(xì)胞：

寡肽酶氨基肽酶、二肽酶從肽鏈末端逐個(gè)水解釋放出氨基酸二、蛋白質(zhì)的吸收（一）氨基酸和寡肽的吸收AA、2-3AA小肽（二）整蛋白的吸收--腸粘膜細(xì)胞吞噬作用母乳抗體、毒素、食物抗原三、

N平衡B=I-（U+F+S）平衡合成＝分解正平衡

合成＞分解負(fù)平衡

合成＜分解蛋白質(zhì)合成決定生物的性狀蛋氨酸合成酶（MS）蛋氨酸合成酶（MS）脂類(lèi)

脂肪酸的結(jié)構(gòu)與命名

脂肪（甘油三酯）ω碳原子長(zhǎng)鏈脂肪酸分類(lèi)長(zhǎng)鏈脂肪酸（按飽和度分類(lèi)）：

1.飽和脂肪酸

2.單不飽和脂肪酸

3.多不飽和脂肪酸–C–C=C–C–多不飽和脂肪酸：

按第一個(gè)雙鍵的位置分為：-6系：亞油酸

ARA-3系：-亞麻酸

EPA、DHASATURATED&UNSATURATEDFATTYACIDSOHOHHHMethylgroupCarboxylgroupSATURATEDFATTYACIDEx:stearicacid(C18:0)1357131191715HHOH13576OH131191715810POLY-UNSATURATEDACIDlinoleicacid(C18:2)=OMEGA6HHH15768POLY-UNSATURATEDACIDalpha-linolenicacid(C18:3)=OMEGA33O脂肪酸的種類(lèi)

必需脂肪酸可分為：ω（omega）-6系列&ω（omega）-3系列；

必需脂肪酸ω-3脂肪酸α-亞麻酸(ALA)二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯(DHA)ω-6脂肪酸

亞油酸(LA)花生四烯酸（AA）

兩種必需脂肪酸合成其它多不飽和脂肪酸時(shí)，使用同一種酶，由于競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，使體內(nèi)合成速度延慢，若能從食中

直接獲得是最有效的途徑。脂肪代謝受基因調(diào)控多不飽和脂肪酸對(duì)脂肪代謝酶的影響多不飽和脂肪酸對(duì)脂肪代謝酶的影響多不飽和脂肪酸對(duì)脂肪代謝酶的影響多不飽和脂肪酸對(duì)脂肪代謝酶的影響必需脂肪酸1.磷脂的主要成分：細(xì)胞膜、細(xì)胞器磷脂2.參與膽固醇的運(yùn)輸和代謝3.合成前列腺素的前體：花生四烯酸蛋白脂質(zhì)雙分子層糖鏈固醇類(lèi)1.膽固醇：1）構(gòu)成細(xì)胞膜2）在肝臟轉(zhuǎn)化為膽汁酸進(jìn)入腸道3）合成各種激素的前體物質(zhì)：腎上腺皮質(zhì)激素、雌激素、維生素D等2.植物固醇：

調(diào)節(jié)膽固醇中國(guó)居民膳食脂肪適宜攝入量（AI）

（脂肪能量占總能量的百分比）年齡/歲脂肪SFAMUFAPUFAn-6/n-3CHO(mg)0~45~50

4

0.5~35~40

4

2~30~35

4~6

7~25~30

4~6

13~25~30<108104~6

18~20~30<1010104~6<30060~20~306~8108~104<300食物脂肪來(lái)源動(dòng)物：飽和脂肪酸（魚(yú)含有較多ω3脂肪酸）植物：不飽和脂肪酸（椰子油和可可油含較多的飽和脂肪酸）磷脂豐富的食物：蛋黃，腦、肝、腎等內(nèi)臟，大豆膽固醇：蛋黃、肉類(lèi)及內(nèi)臟動(dòng)脈硬化指數(shù)（AI）=[血總膽固醇（TC）-高密度脂蛋白（HDL）]÷高密度脂蛋白（HDL）碳水化合物1.供給能量：4kcal/g2.機(jī)體構(gòu)成成分（DNA，RNA）3.節(jié)約蛋白質(zhì)作用4.抗生酮作用5.解毒護(hù)肝功能6.增強(qiáng)腸道功能碳水化合物的消化1.口腔唾液、胰液、小腸液:α-淀粉酶(α-糖苷鍵）淀粉纖維素碳水化合物的消化2.小腸粘膜上皮細(xì)胞：雙糖酶（蔗糖酶、乳糖酶、麥芽糖酶）乳糖不耐受癥乳糖酶基因乳糖不耐受癥的發(fā)病率血糖——葡萄糖（空腹3.9～6.1mmol/L）糖代謝受基因調(diào)控：胰島素樣生長(zhǎng)因子葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白胰高血糖素樣肽GhrelinFTOrs9939609GHRNA7PARD3BHNT不同碳水化合物反應(yīng)元件（carbohydraterespenseelement,ChoRE）基因序列

血糖指數(shù)：GlycaemicIndex,GI

血糖（葡萄糖）指數(shù)=

進(jìn)食后2h內(nèi)血漿葡萄糖曲線的總面積

Х100

等量葡萄糖食后2h血漿葡萄糖曲線的總面積

GI圖示按照血糖指數(shù)將食物進(jìn)行分類(lèi)

高GI＞70中GI55-70低GI＜55糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2人體能量來(lái)源——生物氧化產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素（一）碳水化合物：主要能源物質(zhì)多糖-----------→單糖（葡萄糖）肝：糖原，糖異生肌肉：糖原（二）脂類(lèi)：（三）蛋白質(zhì)：備用能源能量代謝體重變化＝能量平衡（正？負(fù)？）能量攝取

能量消耗遺傳因素控制和調(diào)節(jié)因素飲食結(jié)構(gòu)體力活動(dòng)基礎(chǔ)代謝能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。人體能量平衡

能量攝入=能量消耗體重不變能量攝入>能量消耗體重增加能量攝入<能量消耗體重減少能量來(lái)自于所有食物糧谷類(lèi)：碳水化合物油料作物：脂肪動(dòng)物性食品：脂肪、蛋白質(zhì)大豆、堅(jiān)果類(lèi)：脂肪、蛋白質(zhì)喝涼水都長(zhǎng)肉葉酸1.體內(nèi)生化反應(yīng)中一碳單位轉(zhuǎn)移酶系的輔酶，起著一碳單位傳遞體的作用。2.參與嘌呤和胸腺嘧啶的合成，進(jìn)一步合成DNA，RNA。3.參與氨基酸之間的相互轉(zhuǎn)化。4.參與血紅蛋白及甲基化合物如腎上腺素、膽堿、肌酸等的合成。何為葉酸？葉酸由蝶啶、對(duì)氨基苯甲酸和L-谷氨酸組成，也叫蝶酰谷氨酸，它是B族維生素的一種。1937年在酵母或肝提取物中發(fā)現(xiàn)的一種可用于治療巨幼紅細(xì)胞性貧血的因子。1941年Mitchell等從菠菜中發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)，

因而定名為“葉酸”。葉酸來(lái)源天然食物中的葉酸、葉酸補(bǔ)充劑與強(qiáng)化食品中的葉酸。葉酸缺乏的危害胎兒神經(jīng)管畸形巨幼紅細(xì)胞性貧血葉酸缺乏——同型半胱氨酸是心腦血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素1969年Mccully從遺傳性同型半胱氨酸尿癥死亡兒童尸檢中發(fā)現(xiàn),其體循環(huán)內(nèi)存在廣泛的動(dòng)脈血栓形成及動(dòng)脈粥樣硬化（AS）的病理表現(xiàn)提出高同型半胱氨酸血癥hyperhomocysteinemia,HHCY）可導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化性血管性疾病的假說(shuō)心肌梗死、腦卒中的病人也檢測(cè)到HHCY。

高同型半胱氨酸是心腦血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素葉酸缺乏葉酸缺乏—HHCY,

原因？葉酸代謝障礙葉酸攝入不足葉酸缺乏葉酸相對(duì)缺乏葉酸代謝（利用）障礙葉酸利用能力的幾個(gè)關(guān)鍵基因位點(diǎn)基因位點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)基因型基因功能描述風(fēng)險(xiǎn)基因型描述MTHFRC677TTT；CT與A1298C［AC］協(xié)同作用催化產(chǎn)生5-甲基四氫葉酸，參與甲基傳遞及核苷酸合成通路。MTHFR酶活性降低，同型半胱氨酸在體內(nèi)積累。A1298CCC；AC與C677T［CT］協(xié)同作用MTRRA66GAG；GG將失活的甲硫氨酸合成酶還原為活性狀態(tài)，維持甲基傳遞通路繼續(xù)進(jìn)行。MTRR酶的活性降低，易導(dǎo)致同型半胱氨酸血癥、神經(jīng)管缺陷等疾病。葉酸利用相關(guān)酶葉酸利用能力的幾個(gè)關(guān)鍵基因位點(diǎn)基因位點(diǎn)基因型中國(guó)人群出現(xiàn)概率MTHFRC677TCC（正常）;CT（正常）;TT（風(fēng)險(xiǎn)）22%；50%；28%MTHFRA1298CAA（正常）;AC（正常）;CC（風(fēng)險(xiǎn)）66%；31%；4%MTRRA66GAA（正常）;AG（風(fēng)險(xiǎn)）;GG（風(fēng)險(xiǎn)）58%；36%；6%各基因型在人群中的出現(xiàn)概率及對(duì)酶活性的影響以基因位點(diǎn)C677T位點(diǎn)為例：677CC677CT677TTMTHFR活性為100%MTHFR活性為71%MTHFR活性?xún)H為34%BritishJournalofNutrition(2015),113,691–698BritishJournalofNutrition(2015),113,691–698合理利用葉酸是防治慢病的新靶點(diǎn)霍勇（北京大學(xué)第一醫(yī)院心血管科）等對(duì)8項(xiàng)以腦卒中為終點(diǎn)的研究進(jìn)行了meta分析，結(jié)果顯示，“補(bǔ)充葉酸能夠使Hcy下降超過(guò)20%，進(jìn)而使腦卒中風(fēng)險(xiǎn)顯著下降25%”?；粲陆淌趲ьI(lǐng)的團(tuán)隊(duì)又對(duì)國(guó)內(nèi)基層社區(qū)20702例無(wú)腦卒中和心肌梗死病史的成年高血壓患者開(kāi)展了一項(xiàng)大樣本量的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)：中國(guó)腦卒中一級(jí)預(yù)防研究（CSPPT）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了我國(guó)高血壓患者“低葉酸——高Hcy——高腦卒中發(fā)生率”的不良事件鏈。EfficacyoffolicacidtherapyinprimarypreventionofstrokeamongadultswithhypertensioninChina.

theCSPPTrandomizedclinicaltrial.JAMA.2015Apr7;313(13):1325-35Effectoffolicacidsupplementationonriskofnew-onsetdiabetesinadultswithhypertensioninChina:FindingsfromtheChinaStrokePrimaryPreventionTrial(CSPPT).JDiabetes.2016Mar;8(2):286-94.Schwartz,R.S.,H.K.EltzschigandP.Carmeliet,HypoxiaandInflammation.NewEnglandJournalofMedicine,2011.364(7):p.656-665.低氧誘導(dǎo)炎癥——癌癥細(xì)胞以糖酵解代謝葡萄糖人群細(xì)胞運(yùn)動(dòng)員動(dòng)物葉酸男性高脂血癥:IL-8、MCP-1、sVCAM-1;高血壓：IL-1β、IL-61.0mg/d，3個(gè)月，降低TNF-α，IL-1β、IL-8，升高IL-10/TNF-α比率治療Hcy大鼠，降低血同型半胱氨酸水平、MCP-1、ICAM-1RAW264.7細(xì)胞，LPS，降低NO、TNF-α、IL-1βMaJing*.Folicacidinhibitslipopolysaccharide-inducedinflammatoryresponseinRAW264.7macrophagesbysuppressingMAPKsandNF-kappaBactivation.InflammRes,2011.60(9):p.817-22.MaJing,etal.MildhyperhomocysteinemiainducedbyfeedingratsdietsrichinmethionineordeficientinfolatepromotesearlyatheroscleroticinflammatoryprocessesJ.Nutr.2004,134:825-830

MaJing*.FolicAcidRepressesHypoxia-InducedInflammationinTHP-1CellsthroughInhibitionofthePI3K/Akt/HIF-1αPathway.PLoSONE2016,