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食物中的分子营养学：从分子层面理解食物的营养价值人类的身体需要各种营养物质才能保持健康。
这些营养物质包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质等。
在过去，人们通常会依靠一些传统方法（如烹饪、食物组合等）来获得足够的营养。
但是现代科技的发展使得人们可以更深入地了解。
这些知识不仅帮助我们更好地管理健康，还为我们提供了更多的选择。
分子营养学是学习食物中分子的营养成分及其作用的学问。
不同的分子营养素对身体有不同的影响。
例如，维生素A、C和E以及一些矿物质（如钙和镁）都对身体的免疫系统和各种生理过程都有重要作用。
蛋白质则是构成身体的重要成分，同时也是各种酶和激素的关键。
碳水化合物和脂肪则提供了身体的能量来源。
了解每种分子营养素的作用，有助于我们更好地规划饮食。
在分子营养学的研究中，科学家通常会研究每种营养素的分子结构以及它们在体内的作用。
例如，蛋白质由多种氨基酸组成，而这些氨基酸在体内会发挥特定的作用。
研究表明，胶原蛋白是人体最主要的蛋白质之一，它负责维护皮肤、骨骼和关节的健康。
因此，高含胶原蛋白的食物（如骨头汤、海带等）被认为有益于皮肤和关节的健康。
脂肪也是分子营养学中非常重要的一部分。
一些研究显示，不同类型的脂肪对心血管健康的影响并不相同。
饱和脂肪会增加胆固醇水平，增加心脏疾病和中风的风险，而多不饱和脂肪则有益于心血管健康。
此外，人体需要一定的脂肪来维持正常的生理功能，如维护细胞膜的健康和合成激素等。
维生素和矿物质是分子营养学中的另一个重要组成部分。
它们虽然只有微量的存在，但却是人体健康的重要组成部分。
例如，铁可以帮助红细胞携带氧气，而钙则是骨骼的重要组成成分。
除了营养素本身的作用，它们之间也存在一些相互作用。
例如，维生素C可以帮助身体吸收铁，从而提高铁的吸收率。
另外，一些食物中的化合物可以影响身体对营养素的吸收。
例如，茶多酚可以降低身体对铁的吸收，而维生素C则可以逆转这一影响。
从分子营养学的角度来看，食物并不只是简单的营养来源。
慢性疾病和营养的关系研究慢性疾病与营养之间一直存在着密不可分的关系。
营养失衡是许多慢性疾病的风险因素之一，而合理的饮食和营养补充可以预防和治疗某些慢性疾病。
本文将详细探讨慢性疾病和营养之间的关系及其研究进展。
一、什么是慢性疾病慢性疾病指的是长期发展的疾病，比如糖尿病、高血压、肥胖症、心血管病等。
这些疾病长期积累，患者的生活质量会明显下降，严重的甚至会导致残疾和死亡。
慢性疾病的主要特点是不能完全治愈，但可以用药物和生活方式改变来控制病情。
因此，预防和治疗慢性疾病非常重要。
二、营养对慢性疾病的影响营养是指人体获得能量和生长发育所需要的物质和能量。
健康饮食是预防和治疗慢性疾病的基础。
人体所需的营养物质包括碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水。
营养失衡可能导致慢性病的发生和恶化。
同样的，合理的饮食和营养补充可以预防和治疗某些慢性疾病。
一些慢性疾病，比如糖尿病和高血压，可以通过饮食方案得到有效的控制。
例如，糖尿病患者需要限制碳水化合物的摄入，减少饮食中的糖分和淀粉类食物。
而高血压患者需要限制钠的摄入，减少盐分在饮食中的摄入。
此外，肥胖症也是一种慢性疾病，与饮食和营养密切相关。
肥胖症患者需要减少高热量和高脂肪食品的摄入。
三、营养如何预防慢性疾病饮食习惯是预防和治疗慢性疾病的重要因素。
正确合理的饮食习惯和饮食方案能够保证人体获得足够的营养，从而达到预防和治疗某些慢性疾病的目的。
人们应该根据自己的年龄、性别、身体运动和工作环境等因素制定合理的饮食计划，每日摄入营养素的量应符合人体的需要。
一些营养素，例如维生素、矿物质和水，不存在过量摄入的问题，而蛋白质、脂肪和碳水化合物则需要摄入适量。
此外，高纤维和低脂肪的饮食习惯也有助于预防慢性疾病。
营养补充也能预防和治疗慢性疾病。
例如，维生素C和E、钙、维生素D和Omega-3脂肪酸等营养素都具有预防慢性疾病的效果。
此外，许多植物性菜肴具有抗氧化和抗炎性作用，对于预防和治疗慢性疾病也是非常有益的。
分子营养学概述
王卓;王秀武
【期刊名称】《畜牧与饲料科学》
【年(卷),期】2007(28)6
【摘要】分子营养学是一门新兴的边缘学科.笔者从营养素基因表达的调控、现代分子生物学技术在营养学研究中的应用等方面进行了综述,并介绍了分子营养学研究的最新进展.
【总页数】3页(P41-43)
【作者】王卓;王秀武
【作者单位】辽宁师范大学生命科学学院,辽宁,大连,116029;辽宁师范大学生命科学学院,辽宁,大连,116029
【正文语种】中文
【中图分类】Q7
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肠内营养的研究进展及临床应用一、本文概述随着医学科学的不断进步，肠内营养（Enteral Nutrition，EN）在临床营养支持治疗中的地位日益凸显。
作为一种通过胃肠道提供营养物质的方式，肠内营养不仅能够满足患者的基本营养需求，还能在一定程度上促进肠道功能的恢复，预防肠道感染等并发症的发生。
本文将对肠内营养的研究进展进行综述，并深入探讨其在临床应用中的现状和未来发展方向。
本文首先回顾了肠内营养的发展历程，从早期的概念提出到现如今的广泛应用，概述了肠内营养在临床实践中的重要性和优势。
接着，文章将重点关注肠内营养在不同疾病领域的临床应用，如重症患者、消化道疾病患者、肿瘤患者等，分析肠内营养对这些患者群体的营养支持和治疗效果。
本文还将对肠内营养的最新研究进展进行梳理，包括肠内营养制剂的改进、营养支持方式的创新以及肠内营养与肠道微生物群落的相互作用等方面。
这些研究不仅有助于提升肠内营养的临床应用效果，也为未来肠内营养的发展提供了新的思路和方向。
文章将展望肠内营养的未来发展趋势，探讨其在精准医疗、个体化治疗等方面的应用前景，以期为临床营养支持治疗提供更为科学、合理的指导方案。
二、肠内营养的历史与发展肠内营养（Enteral Nutrition, EN）作为临床营养支持的重要组成部分，其历史可以追溯到20世纪初。
早期的肠内营养主要通过管饲提供单一的营养素，如葡萄糖、蛋白质等。
然而，这种方式的营养支持效果并不理想，因为它忽略了人体对营养素的复杂需求。
随着医学和营养学的发展，肠内营养逐渐从单一的营养素转向更加均衡的配方。
20世纪中叶，肠内营养制剂开始出现，这些制剂包含了多种人体必需的营养素，如碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质等。
这些制剂的出现大大提高了肠内营养的效果，使得更多的患者能够通过肠内营养得到充足的营养支持。
进入21世纪，肠内营养的研究和应用得到了更加广泛和深入的关注。
一方面，肠内营养制剂的种类不断丰富，满足了不同疾病和营养需求的患者。
分子营养学研究进展摘要：随着分子生物学技术的不断发展，越来越多与代谢有关的动物基因被克隆和鉴定，人们对营养与基因调控的关系越来越感兴趣。
营养与动物基因表达调控的研究已成为当今动物营养学研究的一个热点领域。
营养与基因表达的关系是营养素摄入影响DNA复制和改变染色体结构，二者又共同调控基因表达，即调控基因转录、翻译，决定基因产物，从而维持细胞分化、适应与生长。
研究表明，主要的营养物质如糖、脂肪酸、氨基酸以及一些微量元素对动物体内许多基因的表达都有影响。
关键词：基因营养素调控分子生物学1.分子营养学的概念分子营养学主要是研究营养素与基因之间的相互作用，是在分子水平上研究营养学的一门学科。
一方面研究营养素对基因表达的调控作用；另一方面研究遗传因素对营养素消化、吸收、分布、代谢和排泄的决定作用。
在此基础上，探讨二者相互作用对生物体表型特征(如营养充足、营养缺乏、营养相关疾病、先天代谢性缺陷)影响的规律，从而针对不同基因型及其变异、营养素对基因表达的特异调节，制订出营养素需要量，为促进健康，预防和控制营养缺乏病、营养相关疾病和先天代谢性缺陷提供真实、可靠的科学依据。
2.分子营养学的研究内容①营养素对基因表达的调控作用及调节机制，从而对营养素的生理功能进行更全面、更深入的认识；利用基因表达的营养调控改变机体代谢，从而利用营养素促进对健康有益基因的表达，抑制对健康有害基因的表达；②遗传多态性对营养素消化、吸收、分布、代谢和排泄的影响，导致营养素需要量存在个体差异的遗传学基础；③代谢性和营养性疾病的分子遗传学基础，营养素与基因相互作用导致营养缺乏病、营养相关疾病和先天代谢性缺陷的机制及饲料营养干预研究；④现代分子生物学技术在营养学中的应用。
2.1营养素对基因表达的调控作用及调节机制：绝大多数营养素对基因表达的调节发生在转录水平上。
基因转录是由RNA聚合酶催化完成的,转录水平的调控实质就是对RNA聚合酶活性的调节。
因此凡是可影响RNA聚合酶活性的内外因素,均可对基因转录进行调节。
2.1.1氨基酸与蛋白质对基因表达的调控氨基酸对基因表达的调控作用可能是蛋白质调控作用的一种实现方式。
Bruhat等(2001)发现相关的基因组中有氨基酸反应元件;此外,体内尿素的生成量也与蛋白质的摄入量有关。
在高蛋白质食物被生物体吸收后,可使尿素循环中鸟氨酸甲酰移酶、氨甲酰磷酸合成酶、胱氨酸及精氨酸酶等的mRNA水平提高、活性增强从而增加尿素合成。
2.1.2脂类对基因表达的调控脂类是生物体中膜结构的主要成分。
近年来的许多研究表明,膳食中的脂肪酸尤其是多不饱和脂肪酸(PUFA)不仅是生物膜的主要组成成分,还参与能量代谢与信号传导,与一些酶和蛋白质的表达有关。
PUFA是一种重要的基因调控表达因子,如对于编码脂肪合成酶基因和脂肪酸氧化酶的基因表达分别起抑制和诱导作用,此外,还有许多PUFA对编码糖酵解酶、L2丙酮酸激酶和白细胞介素等的基因表达也有抑制作用。
迄今为止,人们发现了许多脂肪组织和肝脏的表达受PUFA的调控。
Donald B Jump等(1999)研究发现,PUFA通过过氧化物酶体增生物激活受体(PPAR)依赖途径和1个类前列腺素途径可对肝脏基因转录起到调控作用。
William(1990)研究了含大量PUFA的鱼油和饱和脂肪酸对大鼠肝脏中的脂肪酸合成酶(FAS)基因表达的影响,结果表明,与鱼油相比,软脂酸甘油脂显降低了FAS基因的表达。
2.1.3碳水化合物对基因表达的调控传统动物营养学的观点认为,碳水化合物是动物体内主要的能源物质,向机体提供维持生命活动所需的能量。
最新的研究表明,碳水化合物不仅只是能源的提供者,还对基因的表达有调控作用。
据Guan James Wu等(2006)研究,在干扰素γ存在的条件下,壳寡糖可与巨噬细胞表面的CD14、TLR4、CR13受体结合,开启细胞内的信号通路,最终诱导NO合成酶基因的表达,促使巨噬细胞大量合成NO,能杀死肿瘤细胞和入侵机体的病原体。
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)是糖代谢过程中一种十分重要的酶,也是肝和肾中糖元异生的关键酶。
碳水化合物对于该酶的调节主要通过启动子来实现。
Short等(1992)通过对大鼠PEPCK基因的分析,表明该基因启动子位于-460～+73之间的片断内,包含了大多数组织特异性和基因转录激素调控所必需的元件。
当动物进食含大量糖类的日粮时,肝中PEPCK水平大幅下降,反之,则可使其水平提高。
Swanson等(2000)试验发现,饲喂高能量、高淀粉日粮的羔羊产生更多、更具活性的胰腺α-淀粉酶。
2.1.4维生素对基因表达的调控维生素是动物体必需的营养物质,其进入动物体内可通过多种途径对动物的基因表达进行调控,影响动物的代谢、免疫、生长发育。
VD是重要的骨代谢调节激素之一,其作用在于调节骨钙的内环境稳定。
1,25(OH)2D3即骨化三醇是VD的活性形式,通过作用于靶细胞核内高度特异性的VD受体蛋白而调节血钙和骨钙化。
VD受体蛋白为类固醇激素受体超家族的成员,是已知调节骨钙素(OC)的基因。
1,25(OH) 2D3介导的骨钙素转化和表达是通过VD受体蛋白上的DNA结合区和靶基因启动子附近的反应元件,即VD反应元件(VDRE)相互作用,从而改变局部的超螺旋状态而调节基因的表达实现的。
2.1.5矿物元素对基因表达的调控矿物元素参与哺乳动物基因表达的调控,或通过第二信使发挥调控作用。
如锌作为动物体的一种必需微量元素,其生物学作用已得到广泛研究,是构成许多金属酶的元素,参与体内众多代谢过程。
但最新研究表明,缺锌主要是影响染色质结构和基因表达。
锌对染色质结构的影响主要表现在以下几点:(1)改变组蛋白的结构特性,使染色质脱去H1,而组蛋白H1的磷酸化与基因活化和DNA合成有关;锌缺乏引起DNA的过氧化损伤(Oteizal,1995);(2)防止发生细胞凋亡(Obeid,1993)。
总之,锌可稳定染色质结构,保护细胞染色质不受其他有害因子损伤,从而保护基因表达顺利进行。
2.2遗传变异或基因多态性对营养素消化、吸收、分布、代谢和排泄的影响基因多态性决定了个体之间的差异。
如果基因多态性存在于与营养有关的基因之中,就会导致不同个体对营养素吸收、代谢和利用存在很大差异,并最终导致个体对营养素需要量的不同。
下面就以维生素D受体基因多态性对钙吸收的影响这个例子来说明上述观点。
VDR基因由于碱基突变,形成了3种基因型,即bb基因型、BB基因型和Bb基因型。
一项研究发现,携带有BB基因型的绝经期妇女,在摄入低钙膳食时,其钙吸收量要比携带有bb基因型的绝经期妇女明显减少;另一项研究发现,当每日钙摄入量在300mg(低)至1500mg(高)之间变化时,bb基因型个体始终比BB基因型个体的钙吸收率高。
因此认为bb基因型是钙吸收率高基因型,而BB基因型是钙吸收率低基因型,这种基因型不能适应低钙膳食摄入的情况。
目前钙的推荐供给量(RDA)为800~1200mg/d,当RDA为800mg/d时,BB基因型人群将有相当部分的个体不能摄入足够的钙并将出现钙缺乏现象。
因此针对BB基因型人群,钙的RDA要适当高一些。
2.3代谢性和营养性疾病的分子遗传学基础虽然许多疾病,主要包括先天代谢性缺陷和慢性疾病,其发生是由营养素(当然还包括其它环境因素)与基因相互作用的结果,但二者相互作用的方式不同,在疾病发生中所起的作用亦不相同。
有人将营养素、基因和疾病三者的关系用5种模型进行了描述:①模型A描述的情况是基因型决定了某种营养素是危险因素,然后该种营养素才导致疾病;②在模型B中营养素可直接导致疾病,基因型不直接导致疾病,但可在营养素导致疾病过程中起促进或加重作用;③在模型C中基因型可直接导致疾病,营养素不直接导致疾病,但可在基因型导致疾病过程中起促进或加重作用;④在模型D中营养素与基因型相互作用,共同导致疾病,而且二者均是导致疾病危险性升高所必需的;⑤在模型E中,营养素和基因型均可单独影响疾病的危险性,若二者同时存在,可明显增加疾病危险性(与单一因素存在相比)。
例如苯丙酮尿症是符合模型A的典型例子。
患有该病的个体,体内编码苯丙氨酸羟化酶的基因突变,导致该酶缺乏,不能将苯丙氨酸代谢为酪氨酸而造成苯丙氨酸在体内堆积,进而引起疾病。
因此该酶的基因突变决定了苯丙氨酸是危险因素,苯丙氨酸可直接导致疾病。
符合模型D的例子是葡萄糖-6-磷酸-1脱氢酶缺乏所导致的疾病。
该酶缺乏时,如果不吃蚕豆不会发生溶血性贫血;该酶不缺乏时,即使吃了蚕豆也不会发生溶血性贫血;只有该酶缺乏而且还吃了蚕豆的个体才会发生严重的溶血性贫血。
2.4现代分子生物学技术在营养学研究中的应用2.4.1mRNA差异显示技术的应用mRNA差显技术近年来应用较为广泛,是1992年由Liang和Pardee以研究与癌症发生有关的基因为目的创立的、一种鉴定与克隆哺乳动物正常生理状态与异常状态细胞之间差异表达的基因的方法。
众所周知,缺乏任何一种营养素生物体都无法正常完成其生命活动。
当某一种营养物质摄入过少时,动物会表现出一定的缺乏病症,如碘摄入量不足引发人的“大脖子”病;微量元素缺乏引起的发育不良等,在分子水平上就表现为某个或某些基因表达的开启、关闭或表达量的变化。
营养素缺乏引起的疾病往往遍布许多器官或组织,利用mRNA差显技术,可通过对营养缺乏型动物与正常动物的mRNA进行比对,对相互之间表达有差异的cDNA进行序列测定,并与基因序列数据库中的序列作同源比较,若所获得的差异片段为新的基因片段,可申请登记入库,然后可对这些基因进行深入研究,揭示某种营养素缺乏引起疾病的分子机制。
Wang(1996)利用mRNA差显技术对缺铜6周的雄性Sprague 2 Dauley大鼠肝脏mRNA与正常大鼠肝脏mRNA进行了比较,发现有10个cDNA片段差异表达,其中1个在铜缺乏大鼠肝脏组织中的表达量是对照组的112倍,对该片段进行克隆测序,发现该基因是一新的未知基因。
2.4.2转基因技术的应用随着分子生物学技术,特别是基因重组技术的发展,人们可按自己的意愿实现目的基因在体外的克隆、重组或人工合成。
将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体性状的可遗传修饰,这一技术称之为转基因技术。
人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。
经转基因技术修饰的生物体常被称为“遗传修饰过的生物体”。
利用转基因技术所培育的整合有目的基因并能稳定遗传和表达的动物,就是转基因动物。
通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具抗病性的动物,并已在牛、羊、猪、鸡、鱼等动物中取得一定成果。
