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脯氨酸和羟基脯氨酸:胶原蛋白的组分
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2022.11.22 河南

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来自专栏氨基酸科普

脯氨酸( -Proline)是非必需氨基酸,它几乎存在于所有的重白质中,它在体内的含量很丰富,仅次于谷氨酰胺和丙氨酸。身体中的胶原质大约一半包含着脯氨酸。占身体中蛋白质的30%,胶原蛋白是健康的皮肤、结缔组织和骨骼必不可少的,其分解产物为羟脯氨酸。

脯氨酸存在人类怀孕期间的羊水中,并且其浓度保持不变。它为胎儿在生长期间提供足够数量的营养,支持胎儿身体生长的需求。因此,脯氨酸也和许多的其他“非必需氨基酸一样,是一种在一定条件下的必需氨基酸。脯氨酸的水平在成年人身体中是较高的。

脯氨酸的功能

氨酸对胶原蛋白的产生,减少胶原蛋白流失和预防衰老过程是至关重要。它也有助于伤口和软骨组织的愈合;维护关节、韧带和肌建的完整性,保待和加强心脏肌肉,它也是唯一容易溶于酒精的氨基酸。

羟脯氨酸是脯氨酸的分解或损耗的产物。当胶原蛋白受损和骨折时,体内的羟基氨酸会比正常水平有较高显示。

脯氨酸的代谢

谷氨酸和鸟氨酸分解后,开始合成脯氨酸,而鸟氨酸则承担细胞的增长,因此,骨骼和肌肉的构筑或是辅氨酸的合成,都是始于谷氨酸和鸟氨酸的代谢。代谢中的酶需要烟酸,维生素B6和维生素C进行转换的研究表明,如果缺乏维生素C会影响胶原蛋白的形成,所以必需提供给脯氨酸足够的维生素C,缺乏维生素C时,羟脯氨酸的水平会显示升高。

肌体对脯氨酸的需要量

尚没有建立脯氨酸每日需求量的要求,脯氨酸是一种非必需的氨基酸,可以由体内的其他氨基酸进行合成。谷氨酸是脯氨酸的直接前体,在血液中是最丰富的氨基酸,在食品中的含量也是很丰富的,这些都是脯氨酸的来源。低脯氨酸水平,发生在女性和营养不良的人群中。

脯氨酸的食品来源

脯氨酸在高蛋白食物中丰富存在,如肉类、奶酪、小麦胚芽,氨酸在奶制品中比在肉类蛋白质中更为丰富,而这与其他大多数氨基酸的情况正好相反,羟脯氨酸在明胶中的含量高,通常约为15%以上。

脯氨酸的形式和吸收

L型的脯氨酸是良好的吸收形式,D型脯氨酸不是人体的自然物质,在人体中不会进行代谢的。

营养间的相互作用

已被证明,在一些哺乳动物中,脯氨酸可以减少对降脂氨基酸--精氨酸的饮食需求。前面已经提到鸟氨酸可以合成精氨酸,而反过来腩氨酸又可以合成鸟氨酸。

在老年人中因为缺乏维生素C,会导致尿液中的脯氨酸减少,由于脯氨酸是来自胶原蛋白的分解,这个信号预示早期退化性疾病的前兆。

喂高浓度的羟脯氨酸会减弱实验动物的生长速度。尤其大型的动物缺乏维生素B6会导致它们的生长缓馒。因为维生素B6对羟基脯氨酸的正常代谢是非常重要的。

脯氨酸的毒副作用

以高剂量的D型脯氨酸,注射在鸡的脑室,发现在2至5天会诱发鸡抽搐和死亡,又将L型脯氨酸和D型脯氨酸的极高剂量注入鸡的脑室,死亡率没有明显变化。目前还没有使用L型脯氨酸或D型脯氨酸进行治疗的先例。

脯氨酸的临床应用

目前很少有用于脯氨酸进行治疗的。它主要是用为作诊断的工具。

酗酒或酒精中毒

酒精性肝硬化患者,血液中的脯氨酸以及许多其他的氨基酸的水平会出现异常升高。脯氮酸的水平升高后,会使肝细胞长期暴露于酒精或乙醇及其有毒的代谢物中。

酒精中毒的患者与其他患有慢性肝脏疾病进行比较中,发现精中毒的肝肢损害的特点之一是存在高脯氮酸血症(在血液中有超量的氨酸》。酒精性野硬化患者与非酒精性肝硬化患者比较,潜精中毒的血乳酸浓度也有明显的增高,酒精中毒的患者也增加了氨酸的合成,使体内无法代谢腩氮酸进入肌肉和骨骼。

血乳酸和血清脯氨酸的水平,有可能被用作肝纤维化和酒性病的标记(常见于肝脏病涉及结组织的积累状态)。

癌症

脯氨酸吸引了一些关于癌症感兴趣的研究,例如N亚基氨酸( N-nitrosoproline)等是致倦的物质。如果吸烟者给予补充500毫克的肺氨酸,一小时后服用325毫克的硝酸盐,会增加合成致癌物质。如将脯氨酸和硝酸盐作为防腐剂,其同加入加⊥的肉类或腌制食品,会产生大量的N亚硝基脯氨酸:吸烟者产生的N亚硝基氨酸,为不吸烟者的25倍硝酸在食品中可以使无害的氨基酸转化为致癌物质。

低剂量的硫代脯氨酸可以阻止一些癌细胞的生长,已有使用对头部和部癌症的临床报告其疗效很好,并且更少有毒副作用。关于硫代脯氨酸抑制定发展,乏实验的细胞模型所以在使用脯氨酸治疗癌症时,应该慎重使用。

提高认知和学习能力

脯氨酸和乙酰精氨酸的透过血一脑屏障的能力,低于氮酸衍生物脯氨酸二甲基酯( Prolinethylester)和N乙酰脯氨酸二甲基酯(N-Acetylprolinethylester)的渗透率,静脉注射脯氨酸二甲基酯,发现可有效地提高游离氨酸在中的水平在实验动物中给它注射剂量为250毫克公斤体重的骑氨酸二甲基酯(和当于成年男子为15克),将脯氨酸修改至N乙酰脯氨酸二甲基,可以增加其渗透到大脑的十倍,这惊人的作用还需要进一步研究,至于应用于人类还只是推测。

胶原的合成

如果在韧带和腱组织的断裂或挫伤,甚至内出血,会出现胶原蛋白异常的合成。在这种情况下最常见的是尿液中羟脯氨酸水平升高;这也可能代表了维生素C的缺乏。

骨质疏松症

骨质疏松症是一种渐进式的疾病,骨头的密度逐渐降低,极容易骨折。如果骨质疏松症进行适当的治疗和维护,受损的骨骼会愈合和再生的。羟基氨酸是酸的副产品,它是骨胶原退化的指标。羟基脯氮酸的后生物被称为端肽,产生骨整的阶部位,该衍生物可以在尿中测得,其水平进行连续检查,以评估骨质疏松症 的治疗,如采用生长激素、降钙素(其商品名是 Calcimar, Cibacalcin和 Miacalcic、可仑酸钠( Fosamax福善关))或一些新的静脉处方药物疗法如 Arvada是控制和改善骨质疏松症最好的治疗方案,能促进骨质的再生。

脯氨酸在血液中的水平和临床综合症

脯氨酸:在我们的临床中,有三位患者是低脯氨酸水平,他们都是己经有很长一段时间在精神病医院被收容管理:低蛋白营养是在精神病医院患者的普遍特点。其中一位有厌食症和消瘦病人具有蛋白质代谢的问题,造成脱发,另一个是躁狂抑郁,他们都具有郁闷,分别是精神分裂症,苯丙酮尿症(PKU)和具有认知障碍。

我们有两例学习障碍儿童,发现血液中的脯氨酸含量较高;其中有雷诺氏(Raynaud'sdisease,注3),四肢的血管收缩。他们血液中的脯氨酸水平高出10至25%,这个意义尚不清楚,我们有一位35岁女性患者,她患有多种不明原因的严重过敏症,血液中脯氨酸含量是正常值的四倍,经采用高维生素C的营养治疗方法,如液中的时氨酸水平也出现过正常,但她的过敏症并没有显著的改兽。

羟基脯氨酸.( L-Hydroproline)在我们的临床发现有8位血液中有低羟脯氨酸水平,其中5位病人是抑郁症患者,1位是患有泪丧的精神病店者和两位使康者。这些数据的显示在临床意义的尚不清楚,羟脯氨酸水平升高为正常值的三倍,是在一位50岁患有抑郁型精禅病患者,对他的治疗是采用高剂量的维生素C.两个月以后,他的液中的羟脯氨酸水平逐步恢复了正常。

在我们的诊所还有四例轻度高羟基脯氢酸的患者,他们和液中的基质氨酸的水平是正常值的25~100%6,其中两位是抑郁症患者,一位是性无能,另一位是儿童,具有癫痫发作的病症,所有的患者都给予补充高剂量的维生素C,他们的症状都得到了不寻常的改善。

创伤的愈合

脯氨酸可以促进伤口愈合的能力,同时还采用与甘氮酸和精酸的治疗的研究。发现脯氢酸要密集在胶原中,它的作用是参与胶原蛋白的合成,这是伤口合必不可少的,对各种抗愈合性伤具有重要的应用价值,它在伤口的区域聚集,台成更多的胶原面白,帮助伤口的愈合,事实上胶原在某些组织中的储存,特别是在肝脏,脯氨酸与胶原的浓度是相应平行的。

预防皱纹

脯氨酸协助胶原蛋白合成,改善皮肤纹理,减少胶原蛋白的流失和衰老的过程,肺氨酸是用于各种化妆品,减少皮肤的皱纹和修饰老化的视觉效果,这些产品递常包含着大量维生素C,以确保脯氨酸很好的被吸收。

脯氨酸和羟基脯氨酸的使用剂量

给一名志愿者补充5克的脯氨酸,两个小时血液中的脯氢酸水平增加为正常值的8倍在四个小时回落至正常值的四倍,脯氢酸得到了很好的吸收,但是,铝的含量在两个小时内几乎翻了一倍,然而对这种增长的意义还不清楚,补充脯氨酸,发现其他氨基酸没有显著的改变,但肌酐水平显著增加了,这种变化的意义也还不清楚的。

羟基脯氨酸补充1至2克,血液中的羟基脯氨酸水平提高到正常值的十到二十倍,对他生物参数没有显著影响,只有铁和尿酸的水平有轻微的下降,这些变化的意义还需要进一调查。

补充羟脯氢酸没有影响多胺了、组胺、铜和锌的水平,以及化学特性和生物参数;铁降低了5克:心率也大幅下降,有一位病人在补充羟基脯氮酸一小时后,他的脉搏从每分钟78次降至54次,相比之下,同样剂量的脯氨酸可以提高铁、多肢、组胺水平,然而,补充脯氨酸对血压和脉搏没有影响。

脯氨酸的补充

对补充脯氨酸的认知是有限的,它具有修复和治疗骨骼肌肉以及胶原蛋白的作用,它为一种补充剂除非有明确的证据,否则是不必要的,补充脯氨酸用于组织损伤,关节异常是可行的,以及对皮肤在自然老化过程中产生的继发性皮肤韧性下降,可以使用脯氨酸补充剂,这些都需要在医生的监督下使用。

脯氨酸缺乏的症状

当骨折、韧带组织和肌腱损伤,胶原蛋白流失,以及容易产生淤伤,甚至内出血,这表明可能缺乏脯氨酸或维生素c。

补充脯氨酸的实用性

补充单一游离的脯氨酸不是容易的,市场上很难找到现成的各种脯氨酸补充剂型,但是可以制成250至500毫克的片剂。

脯氨酸每天的治疗使用量

没有制定

脯氨酸的最高使用安全极限

没有建立

补充脯氨酸的副作用和禁忌症

没有已知的

对脯氨酸和羟基脯氨酸的总结

脯氨酸是一种非必需的氨基酸,除了脑脊液以外,它高度集中在整个身体,胶原蛋白是一种重要的蛋白质和氨基酸主要的仓储,脯氨酸可以从体内的鸟氨酸和谷氨酸进行合成,它也可以分解成鸟氨酸,从而减少身体对鸟氨酸和精氨酸的需求。

由于遗传的缺陷,导致过量脯氮酸,致使抽搐、血钙升高与骨质疏松症,限制饮食中的脯氨酸是一个有用的治疗,由于身体取决于饮食中的脯氨酸以满足其需求的。

脯氨酸缺乏可能会发生在一定的条件下,在我们的诊所发现至少有一位帕金森氏病患者,它的血液中脯氨酸的含量是低的。

脯氨酸水平升高发生在肝硬化、酗酒、抑郁症和癫痫症患者中,我们已经观察到精神抑郁症患者的羟基脯氨酸含量升高。这些病人可能需要大剂量的补充维生素C。

日常饮食中脯氨酸低一些,可以对治疗某些形式的癌症是有用的。

脯氨酸在促进伤口愈合是有价值的,因为它是胶原蛋白的组成部分。几个神经肽中都包含着脯氨酸,它是重要的神经蛋白,可以促进学习的能力,目前这还是推论。

由于关于补充脯氨酸的认知有限。脯氨酸含量高的食物也是高蛋白食物,如肉类、奶酪小麦胚芽,脯氨酸在奶制品中比在肉类蛋白质中更为丰富,而这与其他大多数氨基酸的情况正好相反。

注1:P物质是广泛分布于细神经纤维内的一种神经肽,当神经受刺激后,P物质可在中枢端和外周端末梢释放,与受体结合发挥生理作用。

注2:神经元的突起是神经元胞体的延仰部分,由于形态结构和功能的不同,可分为树突和轴突从胞体发出的一至多个突起,呈故射状。轴突每个神经元只有一根胞体发出轴突的细胞g是主要有神经原纤维分布。

注3:雷诺( Raynaud)综合征是指肢端动脉阵发性痉来,常于寒冷刺激或情绪激动等因素影响下发病表现为肢端皮肤颜色间歇性苍白、紫绀和潮红的改变,一般以上肢较重,偶见于下肢。雷诺氏综合症床上并不少见,多见于女性,男、女发病比例约为1:10,发病年龄多在20-30岁之间。

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