胆碱的生物学功能及其抗氧化应激的研究进展.docx

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AM是生化反应直接***供体,例如:DNA、RNA和组蛋白的***化等,失去***的蛋氨酸转变为Hcy。Hcy有两个去路:(1)Hcy在BHMT(Zn为辅助因子)催化下,接受甜菜碱的一个***重新***化为Met,或在MHMT的催化下,以维生素B12为辅助因子,接受5-***四氢叶酸(5-MTHF)提供的***重新***化为蛋氨酸(Glier等,2014),失去***的5-MTHF转化为四氢叶酸,丝氨酸与四氢叶酸在丝氨酸羟***转移酶(SHMT)催化下可逆地生成5,10-亚***-四氢叶酸和甘氨酸,因此丝氨酸和甘氨酸也是一碳基团代谢池的重要***供体(Kalhan和Marczewski,2012)。由于5-***四氢叶酸还原酶(5-MTHFR,维生素B12为辅酶)催化5,10-亚***-四氢叶酸还原为5-MTHF为单向反应,因此,在叶酸充足但维生素B12的缺乏的情况下,5-MTHF不能正常参与蛋氨酸的合成,将导致5-MTHF的过度累积(Glier等,2014);(2)在胱硫醚β合成酶(CβS)催化下Hcy与丝氨酸合成胱硫醚,而后在胱硫醚γ裂解酶(CγL)催化下裂解为半胱氨酸、α-***丁酸和氨,半胱氨酸最终参与合成蛋白质、牛磺酸或谷胱甘肽等,α-***丁酸通过脱羧反应进入TCA循环(Brosnan和Brosnan,2006;Selhub,1999),胱硫醚途径不仅出现在肝脏,而在胰腺、肠、肾脏和大脑中均检测到(Kalhan和Marczewski,2012),此途径是降低机体Hcy累积的途径之一。此外,细胞内Hcy累积过多就会释放到细胞外,进入血液循环形成高半胱氨酸血症,因此,血浆Hcy浓度是反映细胞内***代谢的重要指标,高半胱氨酸血症伴随有细胞内SAH浓度的升高、SAM/SAH比率的降低等。***营养失衡,尤其***供体不足往往导致高半胱氨酸血症的出现,高半胱氨酸血症常伴随着许多组织、细胞全基因组***化改变,或某些基因的***化改变,***化的改变尤其是处于调控序列的***化改变往往会导致大量基因的表达量发生改变。在载脂蛋白E基因敲除小鼠(ApoE-/-)的对比研究中发现,日粮中添加甜菜碱通过降低PPARa启动子***化程度,从而提高PPARa及其目标基因的表达,降低肝脏甘油三酯的沉积,提高肝SOD和GSH-Px活性。相比较野生型和未添加甜菜碱的敲除小鼠,添加甜菜碱的ApoE-/-小鼠,肝脏胆碱含量明显升高,甜菜碱和Hcy浓度降低(Wang等,2013);PPARα属于核受体,在肝脏中高度表达,参与脂肪酸代谢,脂蛋白合成和糖异生,PPARα的内源性配体是一种特异的磷脂酰胆碱(1-棕榈酰-2油酰基-顺-磷脂酰胆碱)(Corbin和Zeisel,2012)。通过C3A细胞培养试验发现,胆碱可通过改变PPARα启动子的***化水平,从而上调PPARα和肉碱脂酰转移酶I(CPT-1)基因表达、下调脂肪酸合酶(FAS)的基因表达及活性,提高CPT-1和GSH-Px活性。以此缓解肝细胞脂肪沉积、促进脂质分解代谢和自由基清除(Zhu等,2014)。5胆碱代谢与氧化应激胆碱缺乏对肝脏的影响包括:脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝纤维化、肝硬化到肝癌的发生(Hensley等,2000),以上统称为非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)(Freitas等,2016;Oliveira等,2002),涉及的致病机理包括:磷脂合成的异常导致膜流动性和通透性的改变、脂蛋白分泌的不足造成肝细胞脂肪侵润、线粒体功能紊乱导致的氧化损伤(Hensley等,2000)、内质网应激,以及肠道微生物导致胆碱代谢的异常等(Corbin和Zeisel,2012)。内质网应激是指过多未折叠蛋白的积累导致一系列应激反应,内质网应激对于NAFLD的发生具有重要作用(Corbin和Zeisel,2012)。胆碱还可通过参与合成肉碱调节脂肪代谢,肉碱即L-β-羟基-γ三***氨基丁酸,是长链脂肪酸进入细胞线粒体内进行脂肪酸氧化的重要跨膜转运载体,在脂肪酸氧化中起关键作用。胆碱通过***代谢参与蛋氨酸循环,蛋氨酸和赖氨酸在肝脏内参与合成L-肉碱;日粮中胆碱水平与肝脏中肉碱含量密切相关,其不仅可作为***供体合成肉碱,还可能以某种方式调节动物体内肉碱转运,提高肉碱在肝脏的蓄积(翟钦辉等,2012)。PPARα主要对肝内脂肪酸氧化相关基因表达进行调控,而磷脂酰胆碱可通过调控PPARα降低FAS酶基因表达和活性、提高肉碱脂酰基转移酶的表达及活性来降低肝脏脂肪沉积(Zhu等,2014)。NAFLD的发病机制十分复杂,但氧化应激和脂质过氧化是多种肝病的共同病理基础(Pessayre等,2002)。脂肪性肝病形成包括甘油三酯和脂肪酸在肝细胞中的沉积,引起单纯性肝脂肪变性,此过程被称为“第一次打击”(Patrick,2002)。在小鼠的研究中发现,在经受第一次打击时,肝脏的氧化应激已开始增强(Oliveira等,2002)。变性后的肝细胞仅接受到氧化应激的“二次打击”,并在活性氧(ROS)诱导肝细胞产生的细胞因子(如TNF-α)和脂质过氧化物等共同作用下引起脂肪性肝炎,随后逐步发展成肝纤维化、肝硬化和肝癌(吴娜等,2008)。用胆碱缺乏日粮饲喂小鼠,结果发现,相比较对照组,胆碱缺乏组肝脏甘油三酯含量显著升高(P<),且饲喂周期越长甘油三酯沉积越多;此外,胆碱缺乏组肝脏过氧化物自由基和脂质过氧化物浓度均比对