同型半胱氨酸

同型半胱氨酸

高半胱氨酸,或稱為同型半胱氨酸或同半胱氨酸,是胺基酸半胱氨酸的異種,在旁鏈部份硫醇基(-SH)前包含一個額外的亞甲基(-CH2-)。同型半胱氨酸為一種含硫胺基酸,是蛋氨酸代謝過程中的重要中間產物。高半胱氨酸的額外亞甲基使硫醇基更接近羧基,令它能起動化學反應形成一個五元環,稱為高半胱氨酸硫內酯。當胺基酸正常地與它的毗鄰形成一個肽鍵就會產生這種反應。高半胱氨酸所以是不適合與蛋白質混合,這是因含有高半胱氨酸的蛋白質會自行分解。高半胱氨酸是從S-腺苷基蛋氨酸透過兩個反應步驟途徑形成,並能迴轉成蛋氨酸,或經過轉硫途徑而迴轉為半胱氨酸或牛磺酸。雖然高半胱氨酸可以迴轉為半胱氨酸,但沒有證據顯示人類直接食用高半胱氨酸會轉化為半胱氨酸。

基本信息

名詞解釋

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同型半胱氨酸為一種含硫胺基酸,是蛋氨酸代謝過程中的重要中間產物。同型半胱氨酸於1932年由DeVgneaud發現,其結構式為HSCH2(NH2)CO2H。血漿中存在氧化型和還原型HCY兩種形式,氧化型含二硫基,包括同型胱氨酸和胱氨酸;還原型含硫基,包括同型半胱氨酸及半胱氨酸。正常機體存在少量同型半胱氨酸,還原型僅占2%。

轉化途徑

有兩條:(1)甲基化過程,即通過葉酸循環途徑,有甲基四氫葉酸作為甲基供體,VitB12作為輔因子,在蛋氨酸合成酶的催化下形成L-蛋氨酸。葉酸循環中的限速酶為5,10-甲基四氫葉酸還原酶。(2)轉硫過程,由VitB6依賴的胱硫醚β合成酶催化完成,代謝產物進入三羧酸循環或由尿排出。
自20世紀60年代初在尿中首次被發現以來,同型半胱氨酸被認為與多種先天性代謝缺陷疾病有關,如胱硫醚β合成酶缺乏造成高同型半胱氨酸尿症。近年來發現甲基四氫葉酸還原酶基因突變後形成的熱不穩定型表型與同型半胱氨酸水平升高相關聯,這一基因有可能作為同型半胱氨酸血症遺傳學檢查的主要基因型。

檢測方法

最早檢測同型半胱氨酸是胺基酸分析法,Ueland等測定血清中同型半胱氨酸,後經改良,目前常用方法包括以下幾種。
2.1同位素法由Refsum等[3]1985年建立的方法。該方法通過14C標記的腺苷與HCY縮合後,經色譜分離,液體閃爍計數放射強度來測HCY濃度。該方法靈敏度高,特異性強,但操作繁瑣且有放射污染,未能推廣使用。
2.2色譜法1987年Stabler[3]首先報導了氣相色譜―――質譜法測定同型半胱氨酸。該法可同時測定半胱氨酸、蛋氨酸、胱硫醚和甲基甘氨酸等多種物質。雖然靈敏度、特異性好,但儀器價格昂貴而不能推廣。高效液相色譜法(HPLC)是目前比較成熟且推廣使用的方法,不足之處是樣品處理、層析條件、樣品檢測及定量的諸多變異,使其難以標準化。Fiskertrand[4]等首先於1993年用全自動高效液相色譜法對血漿和尿液的HCY和硫醇物進行測定。HPLC根據衍生方式(柱前或柱後衍生)、檢測方法(螢光、電化學)可分為多種方法。套用HPLC準確測定同型半胱氨酸需要優良的設備、高超的技術經驗和套用HPLC方法適當的時間,另外選擇和製備內部質控也相當重要。
2.3免疫學法該法套用特異性的抗S-腺苷同型半胱氨酸單克隆技術,採用螢光偏振法或免疫法測定HCY。美國雅培公司採用全自動螢光偏振免疫技術[5],用AXSYM儀器檢測HCY,反應原理為:正常人血漿中HCY約1%以還原型存在,70%與白蛋白結合,30%形成小分子二硫化物。血漿標本在含二硫蘇糖醇預處理液作用下,HCY、混合的二硫化物及蛋白結合型等均被還原成游離HCY形式(tHCY):tHCY在S-腺苷-L-同型半胱氨酸(SAH)水解酶和過量腺苷存在下,被轉換成SAH;預稀釋的SAH混合物、抗-SAH單克隆抗體及標記的螢光S-腺苷-L-半胱氨酸示蹤物一同孵育,儀器自動檢測偏振光的改變,即可測出標本總HCY水平。此方法快捷、操作簡單、自動化程度高,可減少人為誤差,具有良好的準確度與精密度,適合大多數臨床實驗室套用。

臨床套用

3.1心腦血管疾病Welch等[6]認為同型半胱氨酸與低密度脂蛋白反應經吞噬細胞吞噬,細胞“破碎”沉積於血管壁,通過一系列反應並有副產物氧化放出,損傷血管壁後,平滑肌細胞分裂修補造成“疤痕”。Dr.McDonnel指出同型半胱氨酸改變凝血因子水平,造成血小板聚集在血管壁的粥樣硬化處等等。臨床上,在跟蹤5年近1500個高同型半胱氨酸的男性中發現,排除其他因素後,其心臟病的幾率增加3倍[7]。每增加5μmol/L同型半胱氨酸濃度與膽固醇升高0.5mmol/L一樣,對冠狀動脈疾病發生具有相同的危險性,中年男性局部缺血性心臟疾病機會增加1/3[8]。許多研究表明高同型半胱氨酸血症與頸動脈粥樣硬化相關,隨著頸動脈硬化、狹窄的加重,血清同型半胱氨酸水平隨之升高,且男性的水平高於女性,這可能與雌激素對同型半胱氨酸代謝的影響以及男性肌肉容量比女性大有關[9]。在評價和預測頸動脈粥樣硬化程度時,血清同型半胱氨酸水平測定敏感性及可信度均高於其他血脂檢查項目。
3.2Alzheimer老年痴呆病(AD)自1907年描述AD來,有關其病理和病因還不清楚。AD患者腦脊液中VitB12濃度較其他類型的痴呆患者低,Jooston等研究發現AD患者的HCY水平和甲基丙二酸(VitB12減乏的標誌)較非痴呆患者高。高同型半胱氨酸血症可能是繼ApoE4之後的另一個增加血管疾病和AD危險性的生物因子。
3.3葉酸缺陷血漿同型半胱氨酸在葉酸缺乏患者中明顯增高。HCY是甲硫氨酸代謝的中間產物,其形成必須有β-胱硫醚合成酶和N5,N10-亞甲基四氫葉酸還原酶以及維生素輔助因子(葉酸、VitB12、VitB6)的作用。因此,影響血漿同型半胱氨酸水平最主要的因素是遺傳性β-胱硫醚合成酶和N5,N10-亞甲基四氫葉酸還原酶的基因突變和葉酸、VitB12、VitB6缺乏。血漿同型半胱氨酸濃度和血漿葉酸濃度呈負相關,血漿同型半胱氨酸檢測對葉酸缺陷的指導作用可以彌補常用實驗項目的不足。Semen等[10]提出同型半胱氨酸>14μmol/L時,應該用葉酸、VitB12、VitB6治療。許多學者認為提高葉酸、VitBl2、VitB6的濃度,在較短時間內就可有效地使同型半胱氨酸水平降低。
3.4脂代謝的影響同型半胱氨酸在血漿中能自我氧化,形成半胱氨酸混合二硫物,其與LDL發生聚集,產生活性氧(包括超氧化物、過氧化物等),促進泡沫細胞形成;與此同時活性氧,尤其是過氧化氫與自由基一起促進LDL氧化,促進血管平滑肌細胞增殖和引起血管內皮細胞損傷,最終導致動脈粥樣硬化[11]。
近年來的研究表明,同型半胱氨酸除與血管疾病有關外,還與神經管畸形、先兆子癇、帕金森病、胎兒生長緩慢、慢性腎功能衰竭等多種疾病及某些藥物、腫瘤的影響有關。

結論

綜上所述,同型半胱氨酸作為獨立的心血管風險指標已被廣泛接受,是高血脂、吸菸、糖尿病之外的又一危險因子。儘管許多有關高同型半胱氨酸血症的生物化學基礎有待明確,其檢測與各種疾病的關係和治療檢測將需進一步探討,雖然使用葉酸、VitB12、VitB6後可降低其體內濃度,但並非用於治療。目前,血漿同型半胱氨酸的測定主要採用HPLC方法,由於時間和價格因素,僅在大醫院或檢驗中心套用。隨著臨床發展的需要,螢光偏振免疫法測定同型半胱氨酸將迅速發展起來,AXSYM全自動免疫分析儀配套使用的同型半胱氨酸試劑已經通過美國FDA認可,同型半胱氨酸的測定對預防和治療心血管疾病有重要的臨床意義。

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