马静-营养与基因交互作用

营养与基因交互作用

主讲者:马静教授何为营养？营养学的基本概念营养：——摄取，消化、吸收、代谢，利用食物中的营养素构建机体组织、满足生理功能和体力活动需要的过程。营养素：对身体有用的物质营养素1.蛋白质：氨基酸（必需9种）宏量营养素2.脂类：必需脂肪酸2种

3.碳水化合物：单糖、双糖、多糖、膳食纤维

4.无机盐（矿物质）微量营养素常量元素7种，微量元素8种

5.维生素（14种）A、D、E、K

B族Vit（９种)，VitC6.水蛋白质一、蛋白质的消化胃小肠蛋白质→→小肽→AA胃内消化：胃酸pH1.5-2.5、胃蛋白酶小肠内消化：胰腺（各种蛋白酶）（1）内肽酶:水解蛋白质分子内部的肽键，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶（2）外肽酶：可将肽链末端的氨基酸逐个水解，包括氨基肽酶和羧基肽酶（二）小肠内消化肠粘膜细胞：

寡肽酶氨基肽酶、二肽酶从肽链末端逐个水解释放出氨基酸二、蛋白质的吸收（一）氨基酸和寡肽的吸收AA、2-3AA小肽（二）整蛋白的吸收--肠粘膜细胞吞噬作用母乳抗体、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＞分解负平衡

合成＜分解蛋白质合成决定生物的性状蛋氨酸合成酶（MS）蛋氨酸合成酶（MS）脂类

脂肪酸的结构与命名

脂肪（甘油三酯）ω碳原子长链脂肪酸分类长链脂肪酸（按饱和度分类）：

1.饱和脂肪酸

2.单不饱和脂肪酸

3.多不饱和脂肪酸–C–C=C–C–多不饱和脂肪酸：

按第一个双键的位置分为：-6系：亚油酸

ARA-3系：-亚麻酸

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

必需脂肪酸可分为：ω（omega）-6系列&ω（omega）-3系列；

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

亚油酸(LA)花生四烯酸（AA）

两种必需脂肪酸合成其它多不饱和脂肪酸时，使用同一种酶，由于竞争性抑制作用，使体内合成速度延慢，若能从食中

直接获得是最有效的途径。脂肪代谢受基因调控多不饱和脂肪酸对脂肪代谢酶的影响多不饱和脂肪酸对脂肪代谢酶的影响多不饱和脂肪酸对脂肪代谢酶的影响多不饱和脂肪酸对脂肪代谢酶的影响必需脂肪酸1.磷脂的主要成分：细胞膜、细胞器磷脂2.参与胆固醇的运输和代谢3.合成前列腺素的前体：花生四烯酸蛋白脂质双分子层糖链固醇类1.胆固醇：1）构成细胞膜2）在肝脏转化为胆汁酸进入肠道3）合成各种激素的前体物质：肾上腺皮质激素、雌激素、维生素D等2.植物固醇：

调节胆固醇中国居民膳食脂肪适宜摄入量（AI）

（脂肪能量占总能量的百分比）年龄/岁脂肪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食物脂肪来源动物：饱和脂肪酸（鱼含有较多ω3脂肪酸）植物：不饱和脂肪酸（椰子油和可可油含较多的饱和脂肪酸）磷脂丰富的食物：蛋黄，脑、肝、肾等内脏，大豆胆固醇：蛋黄、肉类及内脏动脉硬化指数（AI）=[血总胆固醇（TC）-高密度脂蛋白（HDL）]÷高密度脂蛋白（HDL）碳水化合物1.供给能量：4kcal/g2.机体构成成分（DNA，RNA）3.节约蛋白质作用4.抗生酮作用5.解毒护肝功能6.增强肠道功能碳水化合物的消化1.口腔唾液、胰液、小肠液:α-淀粉酶(α-糖苷键）淀粉纤维素碳水化合物的消化2.小肠粘膜上皮细胞：双糖酶（蔗糖酶、乳糖酶、麦芽糖酶）乳糖不耐受症乳糖酶基因乳糖不耐受症的发病率血糖——葡萄糖（空腹3.9～6.1mmol/L）糖代谢受基因调控：胰岛素样生长因子葡萄糖转运蛋白胰高血糖素样肽GhrelinFTOrs9939609GHRNA7PARD3BHNT不同碳水化合物反应元件（carbohydraterespenseelement,ChoRE）基因序列

血糖指数：GlycaemicIndex,GI

血糖（葡萄糖）指数=

进食后2h内血浆葡萄糖曲线的总面积

Х100

等量葡萄糖食后2h血浆葡萄糖曲线的总面积

GI图示按照血糖指数将食物进行分类

高GI＞70中GI55-70低GI＜55糖原三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸链H2OADP+PiATPCO2人体能量来源——生物氧化产能营养素（一）碳水化合物：主要能源物质多糖-----------→单糖（葡萄糖）肝：糖原，糖异生肌肉：糖原（二）脂类：（三）蛋白质：备用能源能量代谢体重变化＝能量平衡（正？负？）能量摄取

能量消耗遗传因素控制和调节因素饮食结构体力活动基础代谢能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。人体能量平衡

能量摄入=能量消耗体重不变能量摄入>能量消耗体重增加能量摄入<能量消耗体重减少能量来自于所有食物粮谷类：碳水化合物油料作物：脂肪动物性食品：脂肪、蛋白质大豆、坚果类：脂肪、蛋白质喝凉水都长肉叶酸1.体内生化反应中一碳单位转移酶系的辅酶，起着一碳单位传递体的作用。2.参与嘌呤和胸腺嘧啶的合成，进一步合成DNA，RNA。3.参与氨基酸之间的相互转化。4.参与血红蛋白及甲基化合物如肾上腺素、胆碱、肌酸等的合成。何为叶酸？叶酸由蝶啶、对氨基苯甲酸和L-谷氨酸组成，也叫蝶酰谷氨酸，它是B族维生素的一种。1937年在酵母或肝提取物中发现的一种可用于治疗巨幼红细胞性贫血的因子。1941年Mitchell等从菠菜中发现这种物质，

因而定名为“叶酸”。叶酸来源天然食物中的叶酸、叶酸补充剂与强化食品中的叶酸。叶酸缺乏的危害胎儿神经管畸形巨幼红细胞性贫血叶酸缺乏——同型半胱氨酸是心脑血管疾病的独立危险因素1969年Mccully从遗传性同型半胱氨酸尿症死亡儿童尸检中发现,其体循环内存在广泛的动脉血栓形成及动脉粥样硬化（AS）的病理表现提出高同型半胱氨酸血症hyperhomocysteinemia,HHCY）可导致动脉粥样硬化性血管性疾病的假说心肌梗死、脑卒中的病人也检测到HHCY。

高同型半胱氨酸是心脑血管疾病的独立危险因素叶酸缺乏叶酸缺乏—HHCY,

原因？叶酸代谢障碍叶酸摄入不足叶酸缺乏叶酸相对缺乏叶酸代谢（利用）障碍叶酸利用能力的几个关键基因位点基因位点风险基因型基因功能描述风险基因型描述MTHFRC677TTT；CT与A1298C［AC］协同作用催化产生5-甲基四氢叶酸，参与甲基传递及核苷酸合成通路。MTHFR酶活性降低，同型半胱氨酸在体内积累。A1298CCC；AC与C677T［CT］协同作用MTRRA66GAG；GG将失活的甲硫氨酸合成酶还原为活性状态，维持甲基传递通路继续进行。MTRR酶的活性降低，易导致同型半胱氨酸血症、神经管缺陷等疾病。叶酸利用相关酶叶酸利用能力的几个关键基因位点基因位点基因型中国人群出现概率MTHFRC677TCC（正常）;CT（正常）;TT（风险）22%；50%；28%MTHFRA1298CAA（正常）;AC（正常）;CC（风险）66%；31%；4%MTRRA66GAA（正常）;AG（风险）;GG（风险）58%；36%；6%各基因型在人群中的出现概率及对酶活性的影响以基因位点C677T位点为例：677CC677CT677TTMTHFR活性为100%MTHFR活性为71%MTHFR活性仅为34%BritishJournalofNutrition(2015),113,691–698BritishJournalofNutrition(2015),113,691–698合理利用叶酸是防治慢病的新靶点霍勇（北京大学第一医院心血管科）等对8项以脑卒中为终点的研究进行了meta分析，结果显示，“补充叶酸能够使Hcy下降超过20%，进而使脑卒中风险显著下降25%”。霍勇教授带领的团队又对国内基层社区20702例无脑卒中和心肌梗死病史的成年高血压患者开展了一项大样本量的随机对照试验：中国脑卒中一级预防研究（CSPPT）。实验结果验证了我国高血压患者“低叶酸——高Hcy——高脑卒中发生率”的不良事件链。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.低氧诱导炎症——癌症细胞以糖酵解代谢葡萄糖人群细胞运动员动物叶酸男性高脂血症:IL-8、MCP-1、sVCAM-1;高血压：IL-1β、IL-61.0mg/d，3个月，降低TNF-α，IL-1β、IL-8，升高IL-10/TNF-α比率治疗Hcy大鼠，降低血同型半胱氨酸水平、MCP-1、ICAM-1RAW264.7细胞，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,