同型半胱氨酸与甲基代谢及其胱硫醚酶基因研究进展
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同型半胱氨酸的生物特性及其在临床疾病的应用同型半胱氨酸(Hcy)是一种含硫的氨基酸,是蛋氨酸转化成半胱氨酸代谢过程中能量代谢的一个重要中间产物,主要通过再甲基化途径、转硫化途径释放到细胞外液代谢。
它的致病机理主要包括损伤血管内皮细胞、促进血管平滑肌细胞增殖、影响凝血系统及脂质代谢。
大量研究表明Hcy与心脑血管疾病、神经系统疾病、肾病、糖尿病、妊娠期高血压疾病等常见临床疾病有着密切的关系,是这些疾病的独立危险因子,也是有效的预测因子,并具有较高的临床应用价值。
本文就Hcy的生物特性及临床应用进行综述。
标签:同型半胱氨酸;生物学特性;临床应用1810年,Wollaston从膀胱结石中发现双硫代氨基丙酸。
1832年,Berzelius 将其命名为Cystine(膀胱氨基酸,简称胱氨酸)。
1931年,Vincent du Vigeaud 从膀胱结石分离出胱氨酸的同型物-Hcy,成为报道Hcy的第一人。
1969年McCully首次提出高水平的同型半胱氨酸浓度是引起血管病变的原因,从此,Hcy 逐渐引起研究者的注意,到目前为止,大量对Hcy的研究表明Hcy是心脑血管疾病的独立危险因素,危险度随着浓度的升高而增加。
人体血中Hcy水平在10 μmol/L以上称为高同型半胱氨酸血症(Hyperhomocysteinemia,HHE)。
HHE与心脑血管病等疾病关系密切,本文就Hcy生物学特性及临床应用进行综述。
1生物化学性质1.1化学结构胱氨酸、同型胱氨酸、半胱氨酸、同型半胱氨酸、蛋氨酸五者在命名、化学结构上均有一定相似之处,其结构式如下。
1.2 Hcy代谢途径Hcy又称高半胱氨酸,为一种含硫非必需氨基酸,是甲硫氨酸(Met)代谢的中间产物。
Hcy在细胞内代谢途径主要有两条。
1.2.1蛋氨酸的再甲基化(Remethylation)Hcy在蛋氨酸合成酶(MS)及辅酶维生素B12参与下,与5-甲基四氢叶酸合成Met和四氫叶酸(THF)。
高同型半胱氨酸血症与神经疾病关系的研究进展同型半胱氨酸(Hcy)属于一种含硫非必需氨基酸,其主要由必需氨基酸蛋氨酸于代谢过程中产生。
它的DNA生理代谢作用通过甲基化作用而产生,而此过程受到叶酸、维生素B6、维生素B12调控。
同型半胱氨酸的生理水平主要受到饮食、维生素摄入及其水平的影响。
高同型半胱氨酸血症(eHcy)可由叶酸及维生素B12缺乏而产生。
许多临床疾患中都存在有高同型半胱氨酸血症,其中包括心血管疾病、动脉硬化、心肌梗死、脑卒中、痴呆、帕金森病、多发性硬化及癫痫。
许多实验室及临床研究也证实了同型半胱氨酸能对血管以及神经系统均有直接的毒性作用。
本文就最近高同型半胱氨酸血症在各种神经疾病中可能发挥的作用研究作一综述。
同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)属于一种含硫非必需氨基酸,其主要由必需氨基酸蛋氨酸在代谢过程中产生。
高同型半胱氨酸血症(Elevated levels of Hcy or hyperhomocysteinemia,eHcy or HHcy)是脑卒中发病的危险因素,已在大量临床研究中得到了证实[1],这是多数人所知道的。
但同时大量研究也证实同型半胱氨酸与其他神经科疾病间也关系密切。
本文就高同型半胱氨酸血症与神经科疾病关系研究作一综述。
1 Hcy代谢特点与致病机制1.1 Hcy的代谢特点Hcy代谢途径主要由两条:(1)再甲基化途径。
以N5-甲基四氢叶酸为甲基的供体,维生素B12为辅助因子,在蛋氨酸合成酶催化下,再甲基化形成蛋氨酸,其中N5-甲基四氢叶酸是在N5,N10-亚甲基四氢叶酸还原酶(N5,N10-methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR)催化下,通过叶酸循环生成的。
故此途径受N5,N10-亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)活性的影响。
(2)在胱硫醚β-合成酶(cystathionine-β-synthase,CBS)催化下,以维生素B6为辅因子,与丝氨酸缩合成胱硫醚,最终代谢为胱氨酸和α-丁酮酸,约50%的Hcy进入该途径。
医学综述酶基因变异与同型半胱氨酸代谢异常研究进展潘征,潘兴寿银(右江民族医学院附属医院心血管内科,广西百色533000)揖关键词】同型半胱氨酸;甲硫氨酸合成酶;亚甲基四氢叶酸还原酶;胱硫醚茁合成酶;基因中图分类号:R589.3文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2019.11.015同型半胱氨酸(HCY)主要参与甲基(-CH3)供体循环中的甲基化与去甲基化过程,体内HCY水平升高与动脉粥样硬化关系密切,备受研究者关注[1]。
研究表明HCY的代谢途径主要有四个方面[2]:(1)在亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)、S-腺苷同型半胱氨酸水解酶(SAHH)和甲硫氨酸腺苷转移酶(MAT)的参与下,与5-甲基四氢叶酸(MTHF)合成甲硫氨酸(MET)和四氢叶酸(THF)。
(2)在甜菜碱同型半胱氨酸甲基转移酶(BHMT)参与下,HCY、胆碱、甜菜碱合成MET和二甲基甘氨酸。
(3)在胱硫醚茁合成酶(CBS)的参与下,HCY与丝氨酸缩合成胱硫醚,胱硫醚进一步断裂成半胱氨酸。
(4)在丝氨酸羟甲基四氢叶酸还原酶(SHMT)的参与下,HCY与甲基四氢叶酸合成甘氨酸、丝氨酸。
基因位点的碱基变异,导致其编码的氨基酸序列或结构发生变化,从而改变酶的活性,造成机体代谢物质紊乱[3]。
机体HCY水平病理性变化与基因位点变异有关,近年来影响HCY代谢过程中相关代谢酶的研究取得许多进展,现综述如下。
1甲硫氨酸腺苷转移酶MAT又称为S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS),是甲基供体循环及其HCY代谢的重要限速酶,除了寄生虫外几乎生物体都有MAT⑷。
在MAT的催化下,MET从ATP中获取腺苷变成SAM,获得S-腺苷的SAM带有一个活化的甲基,成为活性MET,是生物活动中甲基、氨丙基和硫基转移反应的辅酶,其通过各种转甲基作用生成多种含甲基的生理活性物质,如肾上腺素、肉碱、磷脂、胆碱及肌酸等多种含甲基的生理活性物质,在细胞代谢过程中成为重要的甲基供体[5]。
同型半胱氨酸分子生物学机理、临床致病机理同型半胱氨酸(Hcy)来源于饮食摄取的蛋氨酸(甲硫氨酸),是甲硫氨酸循环中S-腺苷同型半胱氨酸水解反应后的产物,同时,又是胱硫醚β合成酶合成胱硫醚的底物[1,2]。
血液中Hcy以三种形式存在,1%为还原状态的Hcy,70%-80%与蛋白结合,其余是Hcy二硫化物[3,4]。
一、分子生物学机理血浆Hcy的水平取决于遗传和环境两方面因素,其中遗传因素为编码Hcy代谢关键酶基因的突变,目前仅在叶酸及Hcy代谢过程方面,共发现了上万种SNPs,其中有一些会影响叶酸及Hcy的代谢[8,9]:1、亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)MTHFR基因位于染色体1P36.3。
MTHFR C677T(rs1801133)位于MTHFR的外显子区,最早Kang等在芝加哥的研究发现,低活性、不耐热的MTHFR与血浆中Hcy水平升高相关,也与冠心病发病有明显联系[5],之后Frosst等人[6]又分析证明了由于MTHFR基因在677位发生错义突变,碱基T置换了C,编码的丙氨酸由缬氨酸取代,使酶的耐热性和活性都大大降低(50-60%)[8,9],从而影响Hcy再甲基化,导致血浆Hcy水平升高。
基因型分析也证明MTHFR基因纯合突变者(+/+)和杂合突变者(+/-),其血浆Hcy水平高于非突变的正常人[7]。
rs3737965位于MTHFR启动子区域,可能会影响下游基因转录的效率。
其杂合型人体Hcy 水平较低(无统计学意义),纯合型个体Hcy水平较高,且具有统一学差异(样本量小,容易造成假阳性),同时发现其杂合型与低水平Hcy有关[8]。
2、胱硫醚β合成酶(CBS)CBS位于人类21号染色体上(21q22.3),CBS主要存在于大脑的中枢神经系统和部分血管内皮细胞中[3,10,11,12]。
目前已发现的CBS基因突变位点有64个,其中最常见的是位于278密码子的T833C和307密码子的G919A,两者均位于第8个外显子中,但也有研究表示,此位点突变率很低,仅为1%[17,18]。
同型半胱氨酸的代谢同型半胱氨酸是一种氨基酸,它是一种硫代氨基酸,分布在许多植物和动物组织中。
同型半胱氨酸在人体内的代谢对于维持体内的细胞功能和健康状态至关重要。
我们将在本文中探讨同型半胱氨酸的代谢途径和其在人体内的作用。
同型半胱氨酸的代谢途径同型半胱氨酸是肝脏中甲硫氨酸(Met)代谢的副产物。
肝细胞将甲硫氨酸转化为S-腺苷甲硫氨酸(SAM),SAM被转化为S-腺苷同型半胱氨酸(SAH),然后SAH被水解成同型半胱氨酸和腺苷。
同型半胱氨酸也可以从饮食中摄取,并通过肠道吸收进入体内。
在细胞内,同型半胱氨酸可以被参与一系列代谢途径,例如甲基转移反应和谷胱甘肽的合成等。
同型半胱氨酸在人体内的作用同型半胱氨酸代谢异常可能导致一些疾病,包括动脉粥样硬化、高血压、脑卒中和肝病等疾病。
这些不同的疾病发病率和许多其他因素有关。
同型半胱氨酸与许多其他氨基酸的交互作用导致一系列互相影响的代谢途径的复杂性,因此其作用机制尚不完全清楚。
同型半胱氨酸的血浆水平是衡量代谢状态的重要指标。
在正常情况下,血浆中的同型半胱氨酸浓度应该处于一个相对稳定的范围内。
高水平的同型半胱氨酸可能意味着肝脏的代谢能力降低,因为肝脏经常被认为是人体内同型半胱氨酸的主要代谢器官。
同型半胱氨酸测量在研究和临床中具有广泛的应用。
同型半胱氨酸的测量可以用于预测动脉粥样硬化和脑卒中等心血管疾病的风险,也可以用于评估某些代谢疾病,例如嗜酸性白细胞增多症和血红蛋白病等。
同型半胱氨酸水平的监测还可能有助于控制某些疾病的治疗。
总体而言,同型半胱氨酸在人体内的代谢途径和其在人体内的作用尚需进一步研究。
虽然同型半胱氨酸在代谢和健康方面的作用尚未完全理解,但其重要性已引起人们的广泛关注和研究。
同型半胱氨酸的相关研究进展摘要:同型半胱氨酸(Hcy)升高可作为判断心脑血管疾病危险性的独立指标,与传统指标相比具有更高的应用价值。
并且近期研究表明Hcy也参与到糖尿病、肾病等疾病的发病与进展。
本文将就血浆Hcy影响因素、检测手段及临床应用进行简要综述。
关键词:同型半胱氨酸;心脑血管疾病;糖尿病;肾病同型半胱氨酸(Homocysteine,简称Hcy),是一种含巯基的氨基酸,1931年由Vicent du Vigneaud首次由膀胱结石中分离得到,重要的是1969年McCully首次提出了高同型半胱氨酸血症(HHcy)可导致动脉粥样硬化性血管疾病的假说。
近年来,HHcy与心脑血管疾病、糖尿病及肾病、肿瘤等疾病的相关性受到了越来越多学者的关注,并且国内外许多学者对于HHcy做为动脉粥样硬化发生的独立危险因素已达成共识[1]。
Hcy是一种非特异性指标,受多种因素影响,因此监测血浆中Hcy水平对许多疾病的预防也具有重要意义。
本文对其影响因素、检测方法及临床应用综述如下。
一、影响Hcy水平的因素1、年龄与性别:国外一些研究纳入大量一般人群,发现Hcy的浓度分布为非正态分布,多表现为右侧拖尾的正偏态分布。
无论男性还是女性,Hcy的血浆浓度均随着年龄的增长而增加。
在青春期以后,男性Hcy浓度比女性平均高出1-2?mol/L,这种差异是由于性激素的不同作用导致的,雄激素使Hcy浓度增高而雌激素可使Hcy浓度降低[2]。
因此绝经期以后,女性的Hcy浓度显著增高,与男性的差距逐渐缩小。
2、体内B族维生素水平:Hcy是蛋氨酸及胱氨酸的中间代谢产物,其代谢依赖于几种关键酶及辅助因子,即叶酸、维生素B12、维生素B6及维生素B2。
由于饮食或其他因素导致的叶酸及维生素B12缺乏,会引起血浆中总Hcy水平显著增高。
已有临床研究证实外源性补充维生素B12及叶酸能够降低血浆Hcy水平,并降低心脑血管事件的发生[3]。
3、生活方式的影响:研究表明,少量摄入酒精及体育锻炼能够显著降低Hcy水平,二大量摄入酒精、咖啡、吸烟等会使Hcy水平增高。
同型半胱氨酸、叶酸代谢与冠心病的研究进展陈斌【摘要】心血管疾病是全世界死亡的主要原因,已成为严重的公共卫生问题.冠心病的传统危险因素已逐渐被认识和干预,而同型半胱氨酸作为冠心病的新型独立危险因素,能较强地预测心血管事件的风险;但补充叶酸等B族维生素的主动干预治疗效果尚存在争议,为此,现对同型半胱氨酸以及叶酸代谢等新近研究成果做一综述.%Cardiovascular disease is the leading cause of death across the world and has become a major public health problem.The traditional risk factors of coronary artery disease has gradually been recognized andtreated.Homocysteine,a novel independent risk factor for coronary artery disease,i a powerful predictor of cardiovascular risk.But the effect of active intervention of folic acid and other vitamin B is controversial.Therefore,this article reviews the relationship between coronary artery disease and the metabolism of homocysteine and folic acid.【期刊名称】《心血管病学进展》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】4页(P291-294)【关键词】同型半胱氨酸;叶酸;冠心病【作者】陈斌【作者单位】蚌埠医学院第一附属医院心血管内科,安徽蚌埠233000【正文语种】中文【中图分类】R541.4;R363.2心血管疾病是全世界人口死亡的主要原因,也是2015年中国城乡居民首要死亡原因,心血管疾病的负担日渐加重,已成为重大的社会卫生问题。
述评 同型半胱氨酸的检测和临床应用王清涛 秦晓光摘要 本文阐述了检测同型半胱氨酸的重要性。
高同型半胱氨酸血症与心、脑血管病患率与死亡率有明显关系,是一个新的心、脑血管病的危险因子及预测因子,必须予以充分重视。
鉴于我国对此项检测尚不普及的情况,作者就开展此项检测中的某些问题,如:检测人群的选择、正常参考范围确定、质量保证、临床研究中应注意的问题提出了建议。
关键词 半胱氨酸; 心血管疾病H o m ocyste i ne de tection and its c lin i cal app lication WAN G Q ing t ao*,Q I N X i ao guang.*B eij i ngCentre for Clinical Laboratory,D epart m ent of Laboratory M ed icine,B eijing Chaoyang H o s p ital,Cap it alUn i vers it y of M e d icine,Beijing100020,ChinaAbstract Th is paper demonstra ted the i m po rtance o f H o m ocyste i ne detecti on.It w as proved thatH yperhomocyste i ne m i a has t he ev i dent re l a tionsh i p to the Card i ovascu l ar and ce rebrovascular diseases andho m ocystei ne is a ne w i ndependent factor of danger and predicti on,and m ore attentions shou l d be g i ven onho m ocystei ne i n c li n ic.A s regard to t he situati on t hatH om ocyste i ne detection has not been popu larly used i nCh i na,the aut hors g ive so m e adv ice i n homo cyste i ne detection,such as:populati on choosi ng,nor m a l rangedefi n i ng,qua lity i nsurance and so on.K ey words Cysteine; Cardiovascu lar d i seases同型半胱氨酸(ho m ocyste i n e m i n a)是20世纪30年代由V incent du V igheaud从膀胱结石中分离得到, 1969年M c Cu ll y博士即发现高胱氨酸尿症和胱硫醚尿症可引起全身动脉粥样硬化并可形成血栓,首次提出了同型半胱氨酸与动脉粥样硬化可能有关的观点。
同型半胱氨酸及其代谢酶基因多态性研究现状摘要同型半胱氨酸(Hcy)是蛋氨酸和半胱氨酸代谢过程中重要的中间产物,体内不能合成。
5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶、蛋氨酸合成酶、胱硫醚β合成酶是Hcy代谢过程中的关键酶,对其血浆水平有重要影响。
Hcy是脑卒中的独立危险因素,且与遗传异质性相关。
关键词同型半胱氨酸基因多态性同型半胱氨酸及其代谢酶的组成与代谢Hcy是一种含硫的氨基酸,不属于组成蛋白质的20种氨基酸,体内不能合成,只能来源于蛋氨酸的分解代谢。
同型半胱氨酸主要通过再甲基化和转硫基途径代谢。
5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)、蛋氨酸合成酶(MS)、胱硫醚β合成酶(CBS)是Hcy代谢过程中的关键酶[1]。
血浆Hcy水平主要与遗传和环境、营养因素有关,并与年龄正相关[2]。
在遗传因素中,Hcy代谢酶的基因发生突变,影响酶的活性,从而影响血浆Hcy 水平[3]。
人类MTHFR基因定位于染色体1p36.3,全长1980bp,该酶基因的C677T不耐热突变是产生轻、中度高同型半胱氨酸血症最常见的一个遗传决定因素[1]。
人类CBS基因定位于染色体21q22.3,长25~30kb,编码551个氨基酸。
该基因有多个突变位点,不同位点的突变对Hcy表达产生不同影响,最常见的是I278T和G307S点突变。
MS是一种维生素B12依赖酶,它催化Hcy再甲基化成蛋氨酸,该酶基因的D919G突变导致血浆Hcy降低。
Hcy的水平与饮食紧密相关。
血浆中维生素B6、B12和叶酸的浓度与Hcy 浓度呈反比。
其他因素包括性别、年龄、肾功能损害都可影响Hcy的水平。
同型半胱氨酸的检测Hcy测定曾用同位素法、高效液相色谱法,但操作复杂且仪器昂贵;后用免疫学法检测,该方法稳定、操作简单,但较耗时、且需要特殊设备。
目前多采用循环酶法。
我国汉族人群空腹血浆总Hcy水平为5~15μmol/L。
同型半胱氨酸与脑血管疾病Hcy被认为是动脉闭塞性疾病和静脉栓塞的独立危险因素[4]。
同型半胱氨酸的代谢及生理功能同型半胱氨酸,又称为同半胱氨酸,是一种含有硫原子的氨基酸,在人体中扮演着重要的代谢和生理功能。
它是同型半胱氨酸代谢途径中的关键成分,也是一种常见的合成抑制剂。
那么,同型半胱氨酸在人体中的代谢及生理功能是什么呢?一、同型半胱氨酸的代谢同型半胱氨酸是一种有机硫化合物,既可以从饮食中获取,也可以通过内源性合成。
在人体内,同型半胱氨酸的代谢主要通过两种途径进行:转硫酸化途径和甲基化途径。
转硫酸化途径:同型半胱氨酸首先被转化为半胱氨酸,然后被氧化成半胱氨酸代谢产物——硫酸半胱氨酸,并进一步转化为硫酸基。
硫酸半胱氨酸是同型半胱氨酸代谢障碍的标志物之一,可以通过血浆、尿液等方式检测。
甲基化途径:同型半胱氨酸还可以通过甲基化途径代谢,进一步转化为半胱氨酸和甲基同型半胱氨酸。
甲基化途径中的关键酶为同型半胱氨酸甲基转移酶(MAT),这一途径不仅是同型半胱氨酸代谢的另一种方式,同时也是S-腺苷甲硫氨酰基合成的关键步骤。
二、同型半胱氨酸的生理功能同型半胱氨酸在人体内有着重要的生理功能,主要涉及蛋白质合成、亚硫酸代谢、氮代谢等方面。
蛋白质合成:同型半胱氨酸可以通过转硫酸化途径和甲基化途径产生硫酸半胱氨酸和甲基同型半胱氨酸,这些代谢产物是蛋白质内含硫基的重要来源。
硫基是蛋白质结构和功能的关键组成部分,同时还涉及一些重要功能如抗氧化和细胞信号传导等。
亚硫酸代谢:同型半胱氨酸代谢障碍与亚硫酸代谢异常相关。
同型半胱氨酸水平增高可能导致亚硫酸的释放量增加,从而影响亚硫酸代谢,增加氧离子应激的程度。
氮代谢:同型半胱氨酸是一种含有硫原子的氨基酸,与氨基氮代谢密切相关。
在人体内,同型半胱氨酸可以通过甲基化途径转化为甲基同型半胱氨酸,进一步转化成组氨酸,而组氨酸是一种重要的一碳物质,与氨基酸代谢、激素合成等生理过程密切相关。
总之,同型半胱氨酸作为一种重要的氨基酸,在人体内扮演着重要的代谢和生理功能。
合理的饮食和生活方式可以帮助我们维持正常的同型半胱氨酸水平,进而保护我们的健康。
同型半胱氨酸的代谢及测定1. 代谢过程同型半胱氨酸:又称为高半胱氨酸(Homocysteine,Hcy),是甲硫氨酸的中间代谢产物,在体内由甲硫氨酸转甲基后生成。
有两种去路,一是Hcy 可在胱硫醚缩合酶(CBS)和胱硫醚酶的催化下生成半胱氨酸,需要维生素B6的参与,或经巯基氧化结合生成高胱氨酸,另外Hcy还可在叶酸和维生素B12的辅助作用下再甲基化重新合成甲硫氨酸,此过程需甲硫氨酸合成酶(MS)的催化,并且必须有N5-甲基四氢叶酸作为甲基的供体,后者是四氢叶酸经5,10-甲烯四氢叶酸还原酶(MTHFR)催化而产生。
2. 存在形式及测定高半胱氨酸在体内主要以还原型、胱氨酸(氧化型)、高半胱氨酸-高半胱氨酸及高半胱氨酸-胱氨酸二硫化物混合氧化型等形式存在,在血浆中有游离和蛋白结合体两种,前者占20%,后者与清蛋白结合,占70%~80%,所有统称为总Hcy。
有人发现不同情况下游离形式和蛋白结合体可重新分布,较高的温度或储存时间较长,则高半胱氨酸迅速与蛋白结合,而游离体含量很少。
血液离体后红细胞仍可不断地释放Hcy到细胞外液中,因此一般研究均以测定血浆标本为主,并且采血后应及时分离测定或冰冻。
Hcy 测定过去曾用氨基酸分析仪测定,比较复杂且不稳定,八十年代开始应用高压液相色谱技术(HPLC)检测,质控稳定,应用广泛。
Hcy的正常参考值随测定方法和种族人群的不同而有所不同,一般正常空腹血浆总Hcy水平为5~15μmol/L。
3. 影响因素(1)性别和年龄:血浆总高半胱氨酸水平存在男女性别差异,可能与雌激素调节Hcy的代谢有关,研究发现女性的水平低于男性。
Jacobsen等人应用HPLC检测健康男性血浆总Hcy水平为9.26±1.88μmol/L,女性水平为7.85±2.29μmol/L。
绝经前女性水平(8.9±1.0μmol/L)低于绝经后女性水平(10.2±2.5μmol/L),因此有人认为绝经前女性较低的同型半胱氨酸水平为防止动脉粥样硬化和心血管疾病的预防因素之一。
高同型半胱氨酸血症的临床研究进展同型半胱氨酸(Hcy)是一种含硫氨基酸,是蛋氨酸代谢过程中的中间产物。
当血液中同型半胱氨酸水平升高(通常定义为空腹血浆Hcy 水平≥15 μmol/L)时,就会导致高同型半胱氨酸血症(HHcy)。
近年来,HHcy 因其与多种疾病的密切关联而受到广泛关注,成为临床研究的热点之一。
HHcy 的发病机制较为复杂。
首先,遗传因素在其中起着重要作用。
某些基因突变可能导致参与 Hcy 代谢的关键酶活性降低,如亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)、胱硫醚β合成酶(CBS)等,从而影响Hcy 的正常代谢。
其次,营养因素也不容忽视。
维生素 B6、维生素B12 和叶酸等营养素的缺乏会干扰 Hcy 向蛋氨酸或半胱氨酸的转化,进而引起 Hcy 水平升高。
此外,年龄增长、不良生活方式(如吸烟、酗酒、长期高蛋氨酸饮食)、某些药物的使用以及一些疾病状态(如肾功能不全、甲状腺功能减退、恶性肿瘤等)也可能导致 HHcy 的发生。
HHcy 与心血管疾病的关系密切。
大量研究表明,HHcy 是心血管疾病的独立危险因素。
高水平的 Hcy 能够损伤血管内皮细胞,促进血管平滑肌细胞增殖,增加氧化应激和炎症反应,导致动脉粥样硬化的形成和进展。
此外,HHcy 还会影响血液的凝固和纤溶系统,增加血栓形成的风险,从而引发心肌梗死、脑卒中等心血管事件。
临床研究发现,降低 Hcy 水平可以显著降低心血管疾病的发生风险和死亡率。
HHcy 与神经系统疾病也有着千丝万缕的联系。
在脑血管疾病方面,HHcy 会增加脑小血管病的发病风险,促进脑白质病变的进展,加重认知功能障碍。
对于阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病,HHcy可能通过氧化应激、神经炎症和神经毒性等机制,加速神经元的损伤和死亡,从而导致病情的恶化。
此外,HHcy 还与癫痫、偏头痛等神经系统疾病的发生和发展有关。
在糖尿病及其并发症方面,HHcy 同样扮演着重要角色。
糖尿病患者往往存在着不同程度的代谢紊乱,这可能导致 Hcy 代谢异常,进而出现 HHcy。
同型半胱氨酸在呼吸系统疾病中的研究进展乔云飞(综述);李允模(审校)【摘要】同型半胱氨酸( Hcy)是甲硫氨酸代谢的一个中间产物,其在体内有3条代谢途径,并受遗传、环境、营养、生理等多种因素的影响。
在呼吸系统常见疾病中,Hcy水平也有明显升高,主要是通过氧化应激、损伤血管内皮细胞、增强凝血功能、刺激血管平滑肌细胞增殖、细胞毒作用、改变基因组甲基化水平等机制参与疾病的发生、发展。
Hcy水平一定程度上可反映病情的严重程度,同时降低Hcy水平可能在疾病预防、病程转归及预后等方面有重要意义。
%Homocysteine( Hcy) is an intermediate metabolite of methionine metabolism ,which has three metabolic pathways in the body and is influenced by heredity,environment,nutrition,physiology,etc.Hcy has a high level in respiratory diseases.It triggers the pathogenesis of diseases via multiple mechanisms including oxidative stress, lesions of vascular endothelial cells, dysfunction of coagulation, proliferation of vascular smooth muscle cells,cytotoxicity and genomic hypomethylation,etc.Hcy may reflect the severity of the disea-ses to some extent,while lowering the Hcy level may be important in the prevention ,turnover and prognosis of the diseases.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2016(022)006【总页数】4页(P1077-1080)【关键词】慢性阻塞性肺疾病;肺栓塞;肺癌;同型半胱氨酸【作者】乔云飞(综述);李允模(审校)【作者单位】扬州大学临床医学院,江苏扬州 225001;扬州大学临床医学院,江苏扬州 225001【正文语种】中文【中图分类】R563.9同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)是一种含有巯基的氨基酸,最早被报道是在1969年,McCully在全身动脉粥样硬化和颈动脉狭窄的儿童中发现了同型半胱氨酸尿症[1],提出了Hcy参与动脉粥样硬化病理过程的观点,而后人们对Hcy的研究越发深入及广泛。
血同型半胱氨酸检测临床意义同型半胱氨酸理论虽然早在20世纪30年代就有人提到同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy),但Hcy理论的真正奠基人是美国哈佛大学的病理学家McCully。
McCully在翻阅麻州总医院历史资料时偶然发现一个奇特的病例,一名8岁的男孩死于动脉粥样硬化造成的颈动脉狭窄。
基于历史中有关该男孩尿中含有大量Hcy的记载引起了McCully的注意。
经过大量实验研究,McCully于1969年首次向外界公布了他的研究成果:造成心脑血管疾病的真正原因不是脂质代谢紊乱而是血中Hcy过高,即氨基酸代谢紊乱。
遗憾的是,McCully的理论整整被忽略了26年,McCully本人也因为哈佛大学禁止他以哈佛的名义发表“异端邪说”而辞去了其在哈佛大学和麻州总医院的职务。
90年代,在哈佛公共卫生学院对8万人跟踪研究14年得出的结论证明了McCully的理论之后,1995年以McCully论述Hcy的理论专著《心脏革命》的出版和第一届Hcy国际学术会议的召开为标记,Hcy理论正式被医学界接受。
最近10年有关同型半胱氨酸的研究论文,在MEDLINE数据库中就有7000篇之多;研究证实,高浓度的Hcy是冠状动脉疾病、脑血管疾病、外周血管疾病独立的危险因子。
血Hcy增高与多种疾病相关,如动脉硬化相关疾病(冠心病、中风、糖尿病等),静脉栓塞,肾脏疾病,骨质疏松,老年性痴呆,肿瘤,妊娠并发症,习惯性流产及新生儿缺陷等。
因此监测和降低同型半胱氨酸的浓度,具有十分重要的临床意义。
同型半胱氨酸(Hcy)是一种含硫分子的氨基酸。
在体内经蛋氨酸脱甲基化生成,主要通过再甲基化和转硫途径代谢。
需蛋氨酸合成酶、胱硫醚β合成酶(CBS)及维生素B12、叶酸、维生素B6参与。
酶功能障碍或维生素的缺乏等均可导致同型半胱氨酸升高。
同型半胱氨酸致病机理:①损伤血管壁导致血管阻塞;②损伤血管内皮细胞;③促进血小板激活;④增强凝血功能;⑤促进平滑肌增值;⑥细胞毒化作用;⑦刺激LDL氧化等。
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2020, 10(7), 1277-1284Published Online July 2020 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2020.107194Advances in Homocysteine, MethylMetabolism and Cystathionidase GeneQian Nong1*, Wenquan Lu1, Ye Liang2#, Tengfang Lai2, Tianzi Li21Napo County People’s Hospital, Baise Guangxi2The Affiliated Hospital of Youjiang National Medical University, Baise GuangxiReceived: Jun. 14th, 2020; accepted: Jul. 3rd, 2020; published: Jul. 10th, 2020AbstractElevated homocysteine (HCY) level is an independent risk factor for chronic vascular diseases, but HCY is not derived from food and is an intermediate product of methionine cyclic metabolism in methyl (CH3). Hypermethylation metabolism, gene mutation of demethylation or trans-sulfuration metabolizing enzyme or dysfunction and other reasons can all cause imbalance of methyl circula-tion metabolism, thus causing HCY accumulation, patients with clinical symptoms and signs cha-racterized by hyperhomocysteinemia (HHCY) and arteriosclerosis. Cystathionine β-synthase (CBS) gene can convert HCY into cystathionine, which is then cleaved into pyruvic acid, sulfuric acid and water by cystathionine-γ-lyase (CTH) to effectively reduce HCY level, reduce arteriosclerosis pro- gress and ensure body health. In recent years, there are many new advances in HCY metabolic pathway and its relationship with cardiovascular diseases. This article reviews them.KeywordsHyperhomocysteinemia, Methyl Metabolism, Cystathionase Beta-Synthase (CBS),Cystathionine-Gamma-Lyase (cth), Arteriosclerosis同型半胱氨酸与甲基代谢及其胱硫醚酶基因研究进展农茜1*,陆文权1,梁烨2#,赖腾芳2,李天资21那坡县人民医院,广西百色2右江民族医学院附属医院,广西百色*第一作者。
#通讯作者。
农茜 等收稿日期:2020年6月14日;录用日期:2020年7月3日;发布日期:2020年7月10日摘 要同型半胱氨酸(HCY)水平增高是慢性血管疾病的独立危险因子,但HCY 的来源不是从食物中吸取,其由蛋氨酸在甲基(CH 3)循环代谢的中间产物。
甲基化代谢亢进,再甲基化或转硫化代谢酶基因突变或功能障碍等原因均可造成甲基循环代谢失衡,从而导致HCY 推积,患者出现高同型半胱氨酸血症(HHCY),动脉硬化等为特征的临床症状和体征。
胱硫醚β-合酶(CBS)基因可将HCY 转硫化成为胱硫醚,后者再经过胱硫醚-γ-裂解酶(CTH)裂解成丙酮酸、硫酸和水,达到有效降低HCY 水平,降低动脉硬化进展,保障机体健康。
本文综述近年来HCY 代谢通路及其与心血管疾病的关系等的研究许多新进展。
关键词高同型半胱氨酸血症,甲基代谢,胱硫醚β-合酶(cystathionase, CBS),胱硫醚-γ-裂解酶(Cystathionine gamma-lyase, CTH),动脉硬化Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言同型半胱氨酸(Homocysteine, HCY)分子主要参与机体正常的甲基代谢过程,其水平增高是慢性血管疾病的独立危险因子[1]。
实验观察发现,HCY 的来源并不是从食物中吸取,其由蛋氨酸在甲基(CH 3)循环代谢的中间产物[2]。
甲基化代谢亢进,再甲基化或转硫化代谢酶基因突变或功能障碍等原因均可造成甲基循环代谢失衡,从而导致HCY 推积,患者出现高同型半胱氨酸血症(HHCY),动脉硬化等为特征的临床症状和体征[3]。
HCY 是在甲基代谢过程中产生的承载和传递CH 3基团的一种中间代谢有机物,生物中甲基化和去甲基化代谢均需要酶促反应(Transmethylase ,methyl trans-ferase) [4]。
胱硫醚β-合酶(CBS)基因可将HCY 转硫化成为胱硫醚,后者再经过胱硫醚-γ-裂解酶(CTH)裂解成丙酮酸、硫酸和水,达到有效降低HCY 水平,降低动脉硬化进展,保障机体健康[5]。
近年来HCY 代谢障碍及其与心血管疾病的关系等的研究取得许多新进展,本文综述。
2. 蛋氨酸、甜菜碱和胆碱与同型半胱氨酸甲基(-CH 3)是仅含一个碳原子的基团,在细胞正常代谢过程中,甲基基团扮演着重要的角色[6],在活性生命体中甲基不能独立存在,其主要以四氢叶酸为载体,从一碳单位的供体转移给另一一碳单位的受体,使一碳单位受体增加一个碳原子。
甲基化反应是有机化合物分子中的氢被甲基取代的过程,是机体代谢不能缺少的生物反应[7]。
丝氨酸、甘氨酸、色氨酸和组氨酸在代谢过程中可生成一碳单位,作为供体,主要用于嘌呤核苷酸从头合成、脱氧尿苷酸5位甲基化合成胸苷酸以及同型半胱氨酸甲基化再生蛋氨酸[8]。
甲基分子是磷脂,肌酸,肉碱,肾上腺素,脱氧核糖核酸,核糖核酸和蛋氨酸等通过甲基化反应获取其所必需的甲基基团,甲基供体的稳定对生命不可或缺。
在甲基转移的代谢过程中,HCY 是蛋氨酸脱甲基(CH 3)产生的中间代谢产物,对细胞有一定的毒性的一种含硫氨基酸。
蛋氨酸在进入甲基供体农茜等代谢之前需要变成活性的蛋氨酸,即蛋氨酸与三磷酸腺苷发生反应生成S-腺苷蛋氨酸,甲基代谢从S-腺苷蛋氨酸中提出CH3,失去CH3的S-腺苷蛋氨酸变成S腺苷同型半胱氨酸,后者经过水解生成HCY [9]。
由于N5、N10-亚甲四氢叶酸的酶促还原作用生成N5-甲基四氢叶酸,由一种钴胺酰胺辅酶(Mecobalamin for Injection)的作用将甲基由N5-甲基四氢叶酸转移到HCY上而生成蛋氨酸[10]。
蛋氨酸由于腺苷三磷酸(ATP)的作用变成S-腺苷酰蛋氨酸,此化合物被用做甲基供体生成各种甲基化合物。
甲基基团在有机化合物之间的转移主要靠酶促反应实现,因此甲基与基因变异密切相关。
甲基转移反应不仅与含有甲基的胆碱、肌酸、肾上腺素等物质的生成有关系,而且也与解毒、磷脂的变化、核酸及蛋白质的甲基化也有关系,在生理上也是重要的。
已知有数十种对各种化合物具有特异的转甲基酶[11]。
蛋氨酸、甜菜碱和胆碱都是有机休作为甲基供体的共性物质,人们对三者的甲基转移效价研究中发现,蛋氨酸的甲基转移效价最高,比甜菜碱高一倍以上,比胆碱高20倍以上。
机体中有90%的甲基基团是由蛋氨酸提供。
因此蛋氨酸在甲基循环代谢中占有主导地位,蛋氨酸在代谢中的重要作用就是与S原子相连的甲基可作为甲基供体被转移到其他分子之中[12]。
人们对蛋氨酸,甜菜碱,胆碱与HCY之间在甲基供体间的代谢关系的研究中证实,HCY由蛋氨酸代谢生成,胆碱可以转化为甜菜碱,而甜菜碱则再不能还原为胆碱。
甜菜碱可将甲基转移给HCY合成蛋氨酸。
在甲基供体间的代谢关系的物质转化过程观察中发现, 甜菜碱给出甲基之后,没有生成新的蛋氨酸,因此认为甜菜碱在循环过程中其本身并不转变成蛋氨酸,其不能替代蛋氨酸进行蛋白质的合成,甜菜碱的主要功能是提高蛋氨酸的利用率[13]。
在正常的情况下,通过甲基转移形成的HCY不能直接甲基化为蛋氨酸,机体中的HCY一方面通过接收5-甲基四氢叶酸分子中的甲基基团回收HCY再生成蛋氨酸,另一方面通过胱硫醚途经降解HCY合成半胱氨酸。
机体在胆碱和甜菜碱供应不足的情况下,其甲基转移率大幅度降低,从蛋氨酸提供甲基的比例提升,在这种情况下,如果蛋氨酸供应不足,或生成障碍,将严重影响甲基的正常代谢和蛋白质的合成[14]。
有研究认为,当蛋氨酸供应过量而又缺乏胆碱和甜菜碱的情况下,大量的HCY在体内积蓄, 对甲基代谢紊乱和动脉粥样硬化等有促进作用。
当磷脂酰乙醇胺甲基转移酶功能正常的情况下,甜菜碱可以部分替代胆碱和蛋氨酸[15]。
3. HCY增高与动脉硬化研究认为HCY水平增高是慢性血管疾病的独立危险因子,为了长效保障人体持续健康,临床上需要控制过高的HCY水平[16]。
当机体代谢需要甲基时,活化的蛋氨酸脱去甲基生成Hcy,研究结果显示,血浆HCY水平与发生心血管疾病的危险性呈正相关(P < 0.01),HCY每升高5 μmol/L,缺血型心脏病发病风险升高32%;HCY每降低3 μmol/L,缺血型心脏病发病风险降低16% [17]。
影响HCY水平的主要因素是甲基化代谢亢进,甲基化或转硫化代谢酶基因及其表达变异等。