馬靜-營養(yǎng)與基因交互作用

營養(yǎng)與基因交互作用

主講者:馬靜教授何為營養(yǎng)？營養(yǎng)學的基本概念營養(yǎng)：——攝取，消化、吸收、代謝，利用食物中的營養(yǎng)素構(gòu)建機體組織、滿足生理功能和體力活動需要的過程。營養(yǎng)素：對身體有用的物質(zhì)營養(yǎng)素1.蛋白質(zhì)：氨基酸（必需9種）宏量營養(yǎng)素2.脂類：必需脂肪酸2種

3.碳水化合物：單糖、雙糖、多糖、膳食纖維

4.無機鹽（礦物質(zhì)）微量營養(yǎng)素常量元素7種，微量元素8種

5.維生素（14種）A、D、E、K

B族Vit（９種)，VitC6.水蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的消化胃小腸蛋白質(zhì)→→小肽→AA胃內(nèi)消化：胃酸pH1.5-2.5、胃蛋白酶小腸內(nèi)消化：胰腺（各種蛋白酶）（1）內(nèi)肽酶:水解蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的肽鍵，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（2）外肽酶：可將肽鏈末端的氨基酸逐個水解，包括氨基肽酶和羧基肽酶（二）小腸內(nèi)消化腸粘膜細胞：

寡肽酶氨基肽酶、二肽酶從肽鏈末端逐個水解釋放出氨基酸二、蛋白質(zhì)的吸收（一）氨基酸和寡肽的吸收AA、2-3AA小肽（二）整蛋白的吸收--腸粘膜細胞吞噬作用母乳抗體、毒素、食物抗原三、

N平衡B=I-（U+F+S）平衡合成＝分解正平衡

合成＞分解負平衡

合成＜分解蛋白質(zhì)合成決定生物的性狀蛋氨酸合成酶（MS）蛋氨酸合成酶（MS）脂類

脂肪酸的結(jié)構(gòu)與命名

脂肪（甘油三酯）ω碳原子長鏈脂肪酸分類長鏈脂肪酸（按飽和度分類）：

1.飽和脂肪酸

2.單不飽和脂肪酸

3.多不飽和脂肪酸–C–C=C–C–多不飽和脂肪酸：

按第一個雙鍵的位置分為：-6系：亞油酸

ARA-3系：-亞麻酸

EPA、DHASATURATED&UNSATURATEDFATTYACIDSOHOHHHMethylgroupCarboxylgroupSATURATEDFATTYACIDEx:stearicacid(C18:0)1357131191715HHOH13576OH131191715810POLY-UNSATURATEDACIDlinoleicacid(C18:2)=OMEGA6HHH15768POLY-UNSATURATEDACIDalpha-linolenicacid(C18:3)=OMEGA33O脂肪酸的種類

必需脂肪酸可分為：ω（omega）-6系列&ω（omega）-3系列；

必需脂肪酸ω-3脂肪酸α-亞麻酸(ALA)二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯(DHA)ω-6脂肪酸

亞油酸(LA)花生四烯酸（AA）

兩種必需脂肪酸合成其它多不飽和脂肪酸時，使用同一種酶，由于競爭性抑制作用，使體內(nèi)合成速度延慢，若能從食中

直接獲得是最有效的途徑。脂肪代謝受基因調(diào)控多不飽和脂肪酸對脂肪代謝酶的影響多不飽和脂肪酸對脂肪代謝酶的影響多不飽和脂肪酸對脂肪代謝酶的影響多不飽和脂肪酸對脂肪代謝酶的影響必需脂肪酸1.磷脂的主要成分：細胞膜、細胞器磷脂2.參與膽固醇的運輸和代謝3.合成前列腺素的前體：花生四烯酸蛋白脂質(zhì)雙分子層糖鏈固醇類1.膽固醇：1）構(gòu)成細胞膜2）在肝臟轉(zhuǎn)化為膽汁酸進入腸道3）合成各種激素的前體物質(zhì)：腎上腺皮質(zhì)激素、雌激素、維生素D等2.植物固醇：

調(diào)節(jié)膽固醇中國居民膳食脂肪適宜攝入量（AI）

（脂肪能量占總能量的百分比）年齡/歲脂肪SFAMUFAPUFAn-6/n-3CHO(mg)0~45~50

4

0.5~35~40

4

2~30~35

4~6

7~25~30

4~6

13~25~30<108104~6

18~20~30<1010104~6<30060~20~306~8108~104<300食物脂肪來源動物：飽和脂肪酸（魚含有較多ω3脂肪酸）植物：不飽和脂肪酸（椰子油和可可油含較多的飽和脂肪酸）磷脂豐富的食物：蛋黃，腦、肝、腎等內(nèi)臟，大豆膽固醇：蛋黃、肉類及內(nèi)臟動脈硬化指數(shù)（AI）=[血總膽固醇（TC）-高密度脂蛋白（HDL）]÷高密度脂蛋白（HDL）碳水化合物1.供給能量：4kcal/g2.機體構(gòu)成成分（DNA，RNA）3.節(jié)約蛋白質(zhì)作用4.抗生酮作用5.解毒護肝功能6.增強腸道功能碳水化合物的消化1.口腔唾液、胰液、小腸液:α-淀粉酶(α-糖苷鍵）淀粉纖維素碳水化合物的消化2.小腸粘膜上皮細胞：雙糖酶（蔗糖酶、乳糖酶、麥芽糖酶）乳糖不耐受癥乳糖酶基因乳糖不耐受癥的發(fā)病率血糖——葡萄糖（空腹3.9～6.1mmol/L）糖代謝受基因調(diào)控：胰島素樣生長因子葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白胰高血糖素樣肽GhrelinFTOrs9939609GHRNA7PARD3BHNT不同碳水化合物反應元件（carbohydraterespenseelement,ChoRE）基因序列

血糖指數(shù)：GlycaemicIndex,GI

血糖（葡萄糖）指數(shù)=

進食后2h內(nèi)血漿葡萄糖曲線的總面積

Х100

等量葡萄糖食后2h血漿葡萄糖曲線的總面積

GI圖示按照血糖指數(shù)將食物進行分類

高GI＞70中GI55-70低GI＜55糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2人體能量來源——生物氧化產(chǎn)能營養(yǎng)素（一）碳水化合物：主要能源物質(zhì)多糖-----------→單糖（葡萄糖）肝：糖原，糖異生肌肉：糖原（二）脂類：（三）蛋白質(zhì)：備用能源能量代謝體重變化＝能量平衡（正？負？）能量攝取

能量消耗遺傳因素控制和調(diào)節(jié)因素飲食結(jié)構(gòu)體力活動基礎(chǔ)代謝能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。人體能量平衡

能量攝入=能量消耗體重不變能量攝入>能量消耗體重增加能量攝入<能量消耗體重減少能量來自于所有食物糧谷類：碳水化合物油料作物：脂肪動物性食品：脂肪、蛋白質(zhì)大豆、堅果類：脂肪、蛋白質(zhì)喝涼水都長肉葉酸1.體內(nèi)生化反應中一碳單位轉(zhuǎn)移酶系的輔酶，起著一碳單位傳遞體的作用。2.參與嘌呤和胸腺嘧啶的合成，進一步合成DNA，RNA。3.參與氨基酸之間的相互轉(zhuǎn)化。4.參與血紅蛋白及甲基化合物如腎上腺素、膽堿、肌酸等的合成。何為葉酸？葉酸由蝶啶、對氨基苯甲酸和L-谷氨酸組成，也叫蝶酰谷氨酸，它是B族維生素的一種。1937年在酵母或肝提取物中發(fā)現(xiàn)的一種可用于治療巨幼紅細胞性貧血的因子。1941年Mitchell等從菠菜中發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)，

因而定名為“葉酸”。葉酸來源天然食物中的葉酸、葉酸補充劑與強化食品中的葉酸。葉酸缺乏的危害胎兒神經(jīng)管畸形巨幼紅細胞性貧血葉酸缺乏——同型半胱氨酸是心腦血管疾病的獨立危險因素1969年Mccully從遺傳性同型半胱氨酸尿癥死亡兒童尸檢中發(fā)現(xiàn),其體循環(huán)內(nèi)存在廣泛的動脈血栓形成及動脈粥樣硬化（AS）的病理表現(xiàn)提出高同型半胱氨酸血癥hyperhomocysteinemia,HHCY）可導致動脈粥樣硬化性血管性疾病的假說心肌梗死、腦卒中的病人也檢測到HHCY。

高同型半胱氨酸是心腦血管疾病的獨立危險因素葉酸缺乏葉酸缺乏—HHCY,

原因？葉酸代謝障礙葉酸攝入不足葉酸缺乏葉酸相對缺乏葉酸代謝（利用）障礙葉酸利用能力的幾個關(guān)鍵基因位點基因位點風險基因型基因功能描述風險基因型描述MTHFRC677TTT；CT與A1298C［AC］協(xié)同作用催化產(chǎn)生5-甲基四氫葉酸，參與甲基傳遞及核苷酸合成通路。MTHFR酶活性降低，同型半胱氨酸在體內(nèi)積累。A1298CCC；AC與C677T［CT］協(xié)同作用MTRRA66GAG；GG將失活的甲硫氨酸合成酶還原為活性狀態(tài)，維持甲基傳遞通路繼續(xù)進行。MTRR酶的活性降低，易導致同型半胱氨酸血癥、神經(jīng)管缺陷等疾病。葉酸利用相關(guān)酶葉酸利用能力的幾個關(guān)鍵基因位點基因位點基因型中國人群出現(xiàn)概率MTHFRC677TCC（正常）;CT（正常）;TT（風險）22%；50%；28%MTHFRA1298CAA（正常）;AC（正常）;CC（風險）66%；31%；4%MTRRA66GAA（正常）;AG（風險）;GG（風險）58%；36%；6%各基因型在人群中的出現(xiàn)概率及對酶活性的影響以基因位點C677T位點為例：677CC677CT677TTMTHFR活性為100%MTHFR活性為71%MTHFR活性僅為34%BritishJournalofNutrition(2015),113,691–698BritishJournalofNutrition(2015),113,691–698合理利用葉酸是防治慢病的新靶點霍勇（北京大學第一醫(yī)院心血管科）等對8項以腦卒中為終點的研究進行了meta分析，結(jié)果顯示，“補充葉酸能夠使Hcy下降超過20%，進而使腦卒中風險顯著下降25%”?；粲陆淌趲ьI(lǐng)的團隊又對國內(nèi)基層社區(qū)20702例無腦卒中和心肌梗死病史的成年高血壓患者開展了一項大樣本量的隨機對照試驗：中國腦卒中一級預防研究（CSPPT）。實驗結(jié)果驗證了我國高血壓患者“低葉酸——高Hcy——高腦卒中發(fā)生率”的不良事件鏈。EfficacyoffolicacidtherapyinprimarypreventionofstrokeamongadultswithhypertensioninChina.

theCSPPTrandomizedclinicaltrial.JAMA.2015Apr7;313(13):1325-35Effectoffolicacidsupplementationonriskofnew-onsetdiabetesinadultswithhypertensioninChina:FindingsfromtheChinaStrokePrimaryPreventionTrial(CSPPT).JDiabetes.2016Mar;8(2):286-94.Schwartz,R.S.,H.K.EltzschigandP.Carmeliet,HypoxiaandInflammation.NewEnglandJournalofMedicine,2011.364(7):p.656-665.低氧誘導炎癥——癌癥細胞以糖酵解代謝葡萄糖人群細胞運動員動物葉酸男性高脂血癥:IL-8、MCP-1、sVCAM-1;高血壓：IL-1β、IL-61.0mg/d，3個月，降低TNF-α，IL-1β、IL-8，升高IL-10/TNF-α比率治療Hcy大鼠，降低血同型半胱氨酸水平、MCP-1、ICAM-1RAW264.7細胞，LPS，降低NO、TNF-α、IL-1βMaJing*.Folicacidinhibitslipopolysaccharide-inducedinflammatoryresponseinRAW264.7macrophagesbysuppressingMAPKsandNF-kappaBactivation.InflammRes,2011.60(9):p.817-22.MaJing,etal.MildhyperhomocysteinemiainducedbyfeedingratsdietsrichinmethionineordeficientinfolatepromotesearlyatheroscleroticinflammatoryprocessesJ.Nutr.2004,134:825-830

MaJing*.FolicAcidRepressesHypoxia-InducedInflammationinTHP-1CellsthroughInhibitionofthePI3K/Akt/HIF-1αPathway.PLoSONE2016,