在婴儿奶粉中加入核苷酸的科学根据
最近在香港举行的一个会议上,美国达拉斯德州大学,西南医疗中心胃肠道和营养系的儿科副教授(Pyofessor
r quan)和美国费城惠氏研究机构临床营养科的科长(Dr.C.Minervini),讨论了在婴儿奶粉中加入核苷酸的科学根据。
核苷酸:
ProfessorQuan讲述了核苷酸是构造脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的组成单位,一些核甘酸如三磷酸腺苷(ATP)是细胞内能量储存分子,而其它的核苷酸衍生物,如环磷腺苷酸,是许多激素和神经递质的第二信使。核苷酸也是脂肪、糖和蛋白质生物合成途径的一个主要成份,所以,核苷酸几乎是所有细胞活动的基本成份。
核苷酸是含有氮、氢、氧和磷的小分子,是核苷的磷酸酯。
一个核苷盯由两部分组成:一个碱基和一个五碳糖一核糖或脱氧核糖。碱基有二种:嘌呤和嘧啶。嘧啶(尿嘧啶,胸腺嘧啶和胞嘧啶)是一个巳环(六碳环),而嘌呤(腺嘌呤、鸟嘌呤)是由一个五碳环和六碳环连接而成。当—个碱基加上糖就成为核苷,加上一个磷酸基就成为核苷酸。
嘌呤和嘧啶可以在人体内从氨基酸和二氧化碳全新合成。如果氨基酸库有限,如营养不良,全新合成核甘酸就会受到影响。
嘌呤基嘧啶基和核苷可以通过回收途径转化成核苷酸。所用的能量比全新合成所用的能量少五至六倍。
有二种回收途径:一种涉及到磷酸核糖转移酶的作用(从碱基到核苷酸)另一种涉及到核苷磷酸转移酶和核苷激酶的一系列作用(从碱基到核苷再到核苷酸)。目前的资料显示这个途径受到游离的嘌呤基和嘧啶基的利用度的调节。在喂养的情况下,90%或以上的嘌呤基通过这个途径再循环。
人部分的组织能够维持足够的核苷酸库以提供它们自身的需要。但是某些器官如肠和骨髓,它们经受恒定的细胞代谢,合成核苷酸的能力有限。而肝脏可以积迅速生长和修复期提供这些器官核苷酸、当人体处于额外的应激状态时这些核苷酸的供应可能不足够。
仔细调修血浆中的核苷酸库是必需的,并且要维持一个恒定水下。高水平的核苷酸会直接降低全新合成的酶的活力。
器官尚未成熟的新生儿似乎全新合成,回收和降解途径的能力有限。
当基因突变发生在核苷酸代谢酶的时候,调节核苷酸的重要性尤其明显。例如:痛风就是嘌呤代谢的最终产物一尿酸过多的结果。这种情况可能是由于尿酸的排泄和回收途径的酶的分解不平衡所引致。几种嘌呤和嘧啶代谢的先天性的缺陷已经得到鉴别。Lesch_Wyhan综合症就是由于缺少嘌呤回收酶(HGRPT)而引起的,其特征是精神疲乏,自伤和痛风。
遗传性的乳清酸尿是由于嘧啶生物合成途径缺陷引起的疼痛。其结果可引致贫血,免疫功能障碍和婴儿期的夭折。
食用性的核苷酸是以核蛋白和核酸的形式摄人人体的。然后被胰蛋白酶和胰核酸酶分解成核苷酸。核苷酸的磷酸基被肠纤毛边缘的碱性磷酸酶和其它核苷酸酶进一步分解成嘌呤和嘧啶,研究显示底物和中间物是可以被吸收的,但是核酸主要是以核苷的形式吸收碱基。
大部分的核苷被降解成尿酸,,通过肠道进入粪便或者进入血液通过肾脏排出,大约摄入核的2-5%被结合进入组织,22-47%发牛在胃和肠道。
肠道在核苷剩余时,将它迅速分解成尿酸和其它代谢物,而当需要时就增加核苷的利用。
食用核苷酸的生物作用对婴儿有潜在的重要性,包括促进免疫力,增加铁的吸收,促进有益的细菌生长,改善脂肪代谢、脂肪的组合,促进脏器受伤后的修复。用小鼠做的实验提供了大量的证据显示核苷酸可以调节免疫力,小鼠被分别喂哺没有核甘酸的食物,并给予静脉注射金黄色葡萄球菌。食物中没有核苷酸的小鼠,死亡率100%。而有给以核糖核酸RNA和尿嘧啶形成的核苷酸的小鼠显示对细菌有很大的抵抗力。
母乳中的核苷酸可以促进铁的吸收,铁经常和其它化合物结合在一起,而人们认为核苷酸可以使铁更被吸收。
食用核苷酸也可以保护母乳喂养婴儿的肠道微环境。分裂菌会在母乳喂养的婴儿肠道内大量繁殖,而这些细菌是一种保护因素来对抗引起胃肠炎的病原体。用含有核苷酸的奶粉喂养的婴儿,在粪便中找出分裂菌的百分比较高,肠道革兰氏阴性菌的百分比较低。这种肠道菌群的模式比没有核苷酸喂养的婴儿较接近母乳喂养的婴儿的肠道菌群模式。
目前很多人关注,通过在婴儿期建立健康的脂肪的组合,可能推迟在晚年动脉粥样化的倾向。作为心脏病的早期预防,临床研究显示,用含有核苷酸的奶粉喂哺的婴儿和用没有核苷酸奶粉喂哺的婴儿相比,一个月就可以提高高密度脂蛋白和降低低密度脂蛋白的水平,这些作用和母乳喂养的婴儿很相似。
核苷酸的安全性
自从六十年代早期核苷酸就在日本人的饮食中被用作香料增强剂。一些以怀孕的老鼠、小鼠和猴子来做的毒性研究显示,就是剂量高达每公斤体重10克,动物也没有不良效果。
典型的美国人食谱每天嘌呤的摄入量只有560毫克。而日本人每天只有420毫克。婴儿从母乳中摄入的核苷酸的量,每天不越过25毫克。
总结一下,Professor Quan说如果以自前的水平食用核苷酸是安全的。大量的科学资料表明,食用性核苷酸对婴儿有益处,人乳中这些化合物含量比较丰富,显示核苷酸对婴儿的健康很重要。
Dr.Minervini形容核苷酸为一种白然天然的物质,以恒定的水平存在于人乳中。而它们是人乳中非蛋白氮的组成部分。在人乳中25%氮仔在于非蛋白的分子中,其中有游离氨基酸,牛磺酸,尿素和核苷酸。
通过高压液体色谱法分析人乳基质,可以分离出各种核苷单磷酸。添加到S-26奶粉配方中的核苷酸的水平在人乳五种核苷酸的水平范围之内,整个哺乳期人乳中的平均核苷酸水平保持稳定,有很小的昼夜变化。添加了核苷酸的奶粉配方可以保持稳定达36个月以上,核苷酸的水平保持稳定,很少变质。
临床前和临床期研究:
很多吸收方面的研究都在动物模型身上进行,核苷酸库足如此之大,以致于必需使用放射性标记同位素来达到人体水平。
但是,利用人体的组织培养做了一些研究,在麻省综合医院利用人体结肠癌细胞来进行的研究表明核苷酸被结合进入到细胞内库,一些从顶端到基底侧膜的运送也有出现。而相反,从基底侧膜到顶端的转运少一点。
为了明确食用性核苷酸对免疫功能的作用,对婴儿进行了比较研究。一组婴儿给人乳或添加有核苷酸的奶粉,另一组给没有核苷酸的奶粉。这些婴儿被观察了2-4个月,分析了他们的免疫参数,自然杀伤细胞和白细胞介素—2的产生。在2个月时自然杀伤细胞的活力检测显示接受核苷酸奶粉的婴儿,其活力和母乳喂养的婴儿相似。大量的证据表明,接受母乳喂养的婴儿和接受含有核苷酸奶粉喂养婴儿的自然杀伤细胞的活力,比接受没有核苷酸奶粉喂养的婴儿强。用有核苷酸的奶粉喂哺的婴儿比用没有核苷酸的奶粉喂哺的婴儿易于产生较多的白细胞介素—2。
一项美国的研究表明核苷酸对免疫球蛋白的合成有作用。利用人体和动物的单核细胞,使它们暴露给特异性的抗原。在这种情况下,5—6天之后,就可以分离出红细胞和B淋巴细胞产生的抗体。当这些细胞暴露在完整的RNA中,免疫球蛋白的合成有极大的增加。当它们暴露在个别核苷单磷酸时,免疫球蛋白的合成也有增加。这个过程发生在抗原存在早期,,可能是T细胞介导的抗原识别作用。如果没有T细胞或在抗原存在晚期(3—4天)提供核苷酸,这个作用就看不到,在抗原存在早期,核苷酸的出现可以通过T细胞介导影响免疫球蛋白的合成。
(张汝帆)
(完)
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