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高同型半胱氨酸模型饲料与复制模型方法
Diet-induced Hyperhomocysteinemia Model

同型半胱氨酸在体内具有重要的生理功能,但同型半胱氨酸过多对生理功能产生广泛性影响,其中,主要是对核酸、蛋白质(还包括某些氨基酸如精氨酸)、磷脂、神经递质(或神经调制物)等等的甲基化,还涉及二硫化物的代谢。因此,高同型半胱氨酸血症涉及多种疾病模型的建立,尤其是涉及神经系统、心血管系统,比如,你可以点击查看:动脉粥样硬化模型高血压模型。根据已有的研究发现,饮食中多种因素引起高同型半胱氨酸血症。研究者特别还要注意的是,由于高同型半胱氨酸血症是代谢造成的,任何影响代谢的因素都有可能引起高同型半胱氨酸血症模型。

文献综述
www.trophic.cn
2012年7月1日出版

高同型半胱氨酸模型与饲料

(Diet-induced Hyperhomocysteinemia Model and model diet)
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘 要】本文介绍了高同型半胱氨酸血症模型的常用方法,模型的特点及应用。重点介绍了复制高同型半胱氨酸血症的注意点

【关键词】痛风,高尿酸血症,动物模型,实验动物饲料

同型半胱氨酸代谢

要复制高同型半胱氨酸血症模型,必然要知道同型半胱氨酸在哪里,哪些因素引起同型半胱氨酸增多。下面,让我们来复习一下这些问题的答案,然后再谈复制高同型半胱氨酸血症模型的注意点。

一、高同型半胱氨酸是怎么回事

右图是同型半胱氨酸的代谢图。把这个图分为三部分来看,也就是,一部分是在中间,这是蛋氨酸(methionine)与同型半胱氨酸(homocysteine)中间的转变途径,一条是叶酸的代谢途径(左侧循环),一条是同型半胱氨酸转变成半胱氨酸,也就是它的去路(cysteine),需要维生素B6的参与。在中间部分,同型半胱氨酸存在的唯一来源是SAM,去路有3条,一条是转变成SAM,一条是转为蛋氨酸(半胱氨酸左侧往上的箭头),这需要维生素B12和甲基四氢叶酸(Methyl THF),一条也是转为蛋氨酸(半胱氨酸中间往上的箭头),需要甜菜碱(betaine)参与。

在上面转变中,SAM是最关键的,它是发挥甲基化功能的关键,也是研究同型半胱氨酸功能的靶点,但是,作为复制高同型半胱氨酸模型来说,关心的是什么情况下同型半胱氨酸升高,这涉及到:

添加同型半胱氨酸:吸收同型半胱氨酸。

高脂饲料:引起代谢异常。

高脂并且蛋氨酸过多的模型饲料:高脂引起代谢异常,同时蛋氨酸过多。

蛋氨酸过多:这提供同型半胱氨酸更多来源。

蛋氨酸缺乏:引起酶活性改变,从而升高同型半胱氨酸。

甜菜碱过多:这提供同型半胱氨酸更多来源。

维生素B6缺乏:使得同型半胱氨酸去路受影响。

维生素B12缺乏或钴缺乏:使得同型半胱氨酸难以转变成蛋氨酸。因为维生素B12在体内是钴发挥作用,或者说,钴主要存在于维生素B12之中,因此,缺维生素B12和缺钴在一般情况下视为等同。

叶酸缺乏:与维生素B12缺乏相同。叶酸转变成四氢叶酸(THF),然后转变成甲基THF,再与维生素B12共同将半胱氨酸转变为蛋氨酸。所以,叶酸缺乏也就影响这个转变过程。

酶功能降低:不可忽视的是,同型半胱氨酸的代谢都是酶促反应,任何酶活性降低必然影响同型半胱氨酸的代谢,比较关键的是金属离子,因此,也就可以模拟出高同型半胱氨酸血症。

肝脏和肾脏功能:同型半胱氨酸在甜菜碱参与下转变成蛋氨酸,这主要是在肝脏和肾脏中进行,因此,肝脏和肾脏功能也就显得比较关键。

二、高同型半胱氨酸血症模型的注意点

从以上介绍可见,多种方法都可以诱导高同型半胱氨酸血症模型。在模型方法选择时,要注意以下几点:

饲料成分的准确和稳定

比选择模型方法更重要的是保障饲料中单一因素的改变,例如,选择叶酸缺乏饲料时,其中不应该有其他任何因素的缺乏或过多,这就要求饲料中各项成分要求准确和稳定。这一点很多研究者有误区,比如,简单地认为我只要造成了血清同型半胱氨酸增加就行。试想,模型是造成了,但是,探讨机制时就会带来错误结论,因为不同的营养素作用点是有区别的。比如,缺叶酸和缺维生素B12都能引起同型半胱氨酸升高,但是,不仅升高同型半胱氨酸的机制不同,在其他生理功能方面也是不同的,尤其是在神经系统方面差异更大。

再比如,研究已经发现铜缺乏抑制同型半胱氨酸降低。虽然表面上看同型半胱氨酸代谢与铜没有关系,但是,铜却上调(加速)甜菜碱转变成蛋氨酸的过程,从而增加谷胱甘肽合成。试想,如果饲料中铜缺乏,那就必然干扰高同型半胱氨酸模型的建立,并且干扰我们在模型上进行的实验分析结果。

两种MCD饲料

在阅读文献时要注意有两种饲料都称为MCD饲料,一种是蛋氨酸(methionine)和胱氨酸(cystine)缺乏(deficient)饲料,取首写字母而成,这两种氨基酸合称含硫氨基酸。另一种是蛋氨酸(methionine)和胆碱(choline)缺乏(deficient)联合缺乏饲料,取首写字母也是MCD。因此,在选择模型方法和阅读论文比较研究结果时要注意。

注意动物食量

动物摄入饲料的量对模型和实验观察指标具有举足轻重的作用。例如,蛋氨酸浓度并不是越高越好。研究已经观察到,饲料中适宜量的蛋氨酸不仅能够复制出高同型半胱氨酸模型,而且没有明显副作用,但如果蛋氨酸过多,则引起动物摄食减少和生长抑制的副作用,其中,摄食减少必然影响全身代谢改变,很显然,这样的模型中观察的生理和病理改变也就难以说明是高同型半胱氨酸血症引起的。

注意因果关系

在上面介绍的引起高同型半胱氨酸血症模型方法都属于原发性的,也就是,饲料中的因素直接使得动物缺乏相应的营养素,但是,很多其他因素也会参与到同型半胱氨酸的代谢中来,多为继发引起的。比如,肾脏功能异常,酗酒,甲状腺功能低下(甲减)以及其他因素(比如口服,维生素B3,异烟肼,氨甲蝶呤,L-多巴,茶碱,苯妥英钠,一氧化氮,甲氧苄氨嘧啶)。


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