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同型半胱氨酸的魔咒是什么
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2022.10.21 北京

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近年来,随着生命科学和医学领域研究的发展,体检指标也在不断丰富和细化。不少人接过体检表,发现提示:血液同型半胱氨酸含量超标!只听说这个指标跟心血管健康有关,但具体原因不明白,希望食与心予以解读。

本期食与心就结合我们的未来健康研究所的研究跟大家分享目前国内外对于同型半胱氨酸的解读。

一. 同型半胱氨酸在人体中的来源和去向
同型半胱氨酸(homocystrine, Hcy)是一种含巯基的非蛋白质氨基酸,是一种代谢中间体。血液中的同型半胱氨酸并非从食物中直接获取,而是通过甲硫氨酸(蛋氨酸)合成,并通过特定途径分解/代谢及排出。
甲硫氨酸是8种人体必需氨基酸之一,也是必需氨基酸中唯一的含硫氨基酸,人体不能自行合成,只能从食物中获取。甲硫氨酸在人体中的主要代谢途径是通过转甲基作用提供甲基,同时产生S-腺苷同型半胱氨酸,进一步转化成同型半胱氨酸。
同型半胱氨酸氨酸主要通过两类方式代谢——再甲基化和转硫。
同型半胱氨酸的再甲基化是可逆的,主要有两条途径:
  • 主要途径——同型半胱氨酸在维生素B12和5-甲基四氢叶酸的参与下合成甲硫氨酸,在人体所有组织中都能进行;这一过程中,负责将饮食中的叶酸/B9(folate)转化为5-甲基四氢叶酸的MTHFR(亚甲基四氢叶酸还原酶)发挥着重要作用。MTHFR能催化叶酸合成5-甲基四氢叶酸(叶酸在人体中的主要循环形式),这一过程需要维生素B2的参与。
  • 替代途径——在肝脏和肾脏中,同型半胱氨酸也能接收甜菜碱(三甲基甘氨酸,betaine)的甲基形成甲硫氨酸,这一途径不依赖于B12和叶酸。人体可以从食物中直接获取甜菜碱,也可以通过食物中的胆碱(choline)合成甜菜碱。

(甲硫氨酸转化成同型半胱氨酸,再合成甲硫氨酸的过程,被称为甲硫氨酸循环。)
同型半胱氨酸的转硫是不可逆的,同型半胱氨酸在维生素B6参与下与丝氨酸缩合成胱硫醚,然后进一步分解为半胱氨酸、谷胱甘肽、硫化氢和其他重要物质前体,最终从尿液中排出。在这一过程中,负责催化的胱硫醚-β合酶(CBS)发挥着重要作用。
无论是再甲基化还是转硫,对于降低循环同型半胱氨酸含量都非常重要,两条途径的关键酶如MTHFR或CBS基因突变,都会导致身体对同型半胱氨酸分解能力下降,血液中同型半胱氨酸水平升高。
还有一小部分同型半胱氨酸,约占每日总细胞产量的 5~10%,未在细胞内代谢,被输出到血浆,并且通过肾脏-膀胱途径清除。
综上,人体中同型半胱氨酸的含量不仅仅受食物中甲硫氨酸含量影响,还受叶酸、维生素B6、B12和B2,以及甜菜碱和胆碱的影响。同时同型半胱氨酸分解还受半胱氨酸代谢的影响。半胱氨酸可参与合成人体中多种重要的含硫物质(比如谷胱甘肽、牛磺酸和硫化氢)的合成。谷胱甘肽对于人体抗氧化、解毒及维持正常免疫非常重要,硫化氢对心血管系统也具有重要保护作用。


二. 同型半胱氨酸的正常范围
大规模研究显示,在健康人中,血浆同型半胱氨酸的最佳总浓度在 5.0-15.0 μmol/L(高效液相色谱法,ELISA法)或 5.0-12.0 μmol/L(免疫测定法)的范围内,且受年龄、性别、基因、饮食、生活方式等因素影响。一般男性的同型半胱氨酸水平高于女性,成年后人的同型半胱氨酸水平可以1μmol/L/10年的速度增加。健康成人的血浆同型半胱氨酸可从40-42岁的10.8μmol/L(平均值)在65-67岁增长到12.4μmol/L(平均值)。
同型半胱氨酸/Hcy 在血液中通常以四种不同的形式存在:
  • 以游离硫醇 (1%) 形式循环;
  • 与白蛋白等血浆蛋白保持二硫键结合 (70-80%);
  • 并与其他 Hcy 结合形成二聚体 Hcy;
  • 与其他硫醇结合 (20–30%)。

目前国内外很多体检指标导入了同型半胱氨酸指标。血浆中 Hcy 水平升高 (> 15 µmol/L) 是一种全身性疾病,称为高同型半胱氨酸血症 (HHcy) 。此外,Hcy 在 16 至 30 μmol/L 之间为轻度,31-100 μmol/L 为中度,100 μmol/L 以上为重度。低同型半胱氨酸血症 (< 6 μmol/L) 发生在 0.5–1% 的人群中。


三. 同型半胱氨酸过高有什么危害
不少人关注同型半胱氨酸是出于对心血管疾病的担忧。确实,高同型半胱氨酸是独立血压、血脂、胆固醇的心脑血管疾病风险因素,可通过损伤血管内皮细胞、诱发重要基因表达改变、升高氧化压力、促进平滑肌细胞增殖、下调谷胱甘肽还原酶活性和升高炎症等多种方式诱发心脑血管疾病。
研究显示,血液同型半胱氨酸每增加 5 µmol/L,冠状动脉疾病死亡风险增加 52%,心血管疾病死亡风险增加 32%,全因死亡风险增加 27%。
实际上,同型半胱氨酸过高不仅能促进动脉粥样硬化(如冠状动脉、眼睛和耳朵的微小动脉),诱发血栓损伤心脑血管,还能自行氧化产生活性氧自由基,损伤线粒体功能,诱发细胞凋亡,促进细胞异常增殖,扰乱内质网的蛋白质合成,诱发蛋白质功能异常(如胶原分子交联,增强淀粉样蛋白和tau蛋白毒性等),损伤神经,诱发肠漏等。

因而高同型半胱氨酸还能增加中风、妊娠并发症(比如先兆子痫)、神经系统退行性疾病(比如老年痴呆)、癌症(比如乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌和肺癌)、骨质疏松、肾病、听力丧失、心理疾病、银屑病和眼部疾病(比如黄斑变性、白内障、视网膜血管动脉粥样硬化)风险,并会延缓伤口愈合。甚至还有研究发现,同型半胱氨酸能通过破坏染色体的端粒来给人类折寿。
值得注意的是:同型半胱氨酸与硫化氢都是含硫氨基酸的代谢物,两者的生物合成相互调节。硫化氢能通过多种机制防止同型半胱氨酸诱导的血管损伤,包括使 NO 功能正常化,以及通过恢复氧化还原平衡来减轻氧化应激和炎症,其中维持线粒体和内质网的结构和功能完整性起着重要作用。

四. 哪些因素会升高同型半胱氨酸含量
那么,是什么扰乱了同型半胱氨酸代谢,让原本健康的人出现高同型半胱氨酸血症?总结起来主要有以下诱因:
  1. 遗传原因。有些人的同型半胱氨酸代谢相关基因发生突变,比如携带MTHFR突变基因的人,利用叶酸能力降低,代谢同型半胱氨酸的能力受损,因而同型半胱氨酸水平更易超标。
  2. 营养因素。日常饮食缺乏叶酸、维生素B6、维生素B12、维生素B2、甜菜碱、胆碱等,会抑制同型半胱氨酸分解。
  3. 肠道菌群异常,导致共生微生物合成B族维生素的能力受损。
  4. 胃肠道疾病,导致人体吸收B族维生素能力受损。
  5. 肾脏疾病,使得同型半胱氨酸从体内排出的能力受损。
  6. 甲状腺功能减退。
  7. 药物因素。有些药物,比如甲氨蝶呤(常用来治疗类风湿性关节炎),二甲双胍(糖尿病常用药),消胆胺(降低甘油三酯)等可能引起同型半胱氨酸水平升高。
  8. 抽烟。
  9. 饮酒。
  10. 心理压力。可能与压力相关神经递质——去甲肾上腺素和肾上腺素有关,这两种神经递质合成的前体物质是甲硫氨酸,与同型半胱氨酸代谢密切相关,因此压力可能会诱使身体形成更多同型半胱氨酸。不过心理压力引起的同型半胱氨酸增加一般是可逆的,因压力增加升高,随着压力减小而降低。
  11. 过多咖啡因摄入。
  12. 农药、食品添加剂或者重金属。


五. 怎样降低同型半胱氨酸含量
当体检发现血液同型半胱氨酸水平超标时,医生一般不会开专门降低同型半胱氨酸的药物,而通常建议进一步检测血液叶酸、维生素B2、B6、B12水平看是否缺乏,或者建议直接补充关键维生素并调整饮食和生活方式来改善,三个月后再检测看是否调整干预。目前国际上公认有效降低同型半胱氨酸的方法主要包括以下12点:
  1.  多吃富含叶酸、维生素B2、B6、B12等的食物。
  2. 多吃富含甜菜碱和胆碱的食物。
  3. 多吃富含抗氧化物的食物。
  4. 多吃富含硝酸盐(nitrate)的蔬菜,促进保护血管的NO的合成。(哪些蔬菜更能降血压?
  5. 多吃富含Ω3脂肪酸的食物或者补充鱼油,保护神经和大脑。
  6. 多吃富含活性益生菌的食物或者补充益生菌,提升菌群合成B族维生素的能力,改善肠漏,降低炎症。(不花冤枉钱,科学选购最常见的10种发酵食物
  7. 限制食盐摄入,健康人每天不超过5克,高血压人群每天不超过4克。
  8. 限制饮酒,最好不喝酒。
  9. 减少抽烟,最好不抽烟。
  10. 血压管理,维持正常血压。
  11. 规律锻炼,每周3次以上。
  12. 压力管理,每天开怀大笑。

食与心温馨总结:血液中过多的同型半胱氨酸不仅仅是独立的心脑血管疾病风险因素,还会增加神经系统退行性病变风险(包括认知退化、视力退化和听力退化),升高骨骼疾病、癌症、肾病、心理疾病、皮肤疾病等风险。通过饮食、菌群和生活方式调整,大部分人都可以降低同型半胱氨酸含量。
虽然没有食物能满足降低同型半胱氨酸营养的所有需求,依然有些食物具有特别明显的营养优势,比如各种杂豆类(同时富含叶酸、维生素B6、B2、抗氧化多酚和益生元),NS酸奶(富含益生菌和B12),蔬菜(如红菜头、菠菜)等等。(红菜头到底是个什么样的食物

值得注意的是:肠道微生物可能在同型半胱氨酸代谢中发挥着重要作用,在降低同型半胱氨酸的过程中提升肠道有益微生物更能保护好心血管和大脑。目前已经有多项研究发现,补充特定乳酸杆菌,不仅能调节菌群,改善肠漏,还能降低炎症水平,降低甘油三酯和胆固醇含量,降低同型半胱氨酸含量,减少神经细胞凋亡。
所以食与心建议:如果发现同型半胱氨酸过高,除了补充重要B族维生素和调整生活方式,一定要多食用富含益生元和活性益生菌的食物,这也是投入最少效果最好的方式了。(益生元含量最高的20种常见食物

参考材料
  1.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8581606/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6893243/
  3. https://www.lifeextension.com/protocols/heart-circulatory/homocysteine-reduction
  4. https://www.optimallivingdynamics.com/blog/16-proven-ways-to-effectively-lower-homocysteine
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