李 婕, 劉遠新, 陳軍虎, 王新亭, 沙迪克·買合不熱提, 茹克亞
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一種以中腦黑質致密部多巴胺能神經(jīng)元退行性病變?yōu)橹饕±硖卣鞯闹袠猩窠?jīng)系統(tǒng)退行性疾病,僅次于阿爾茨海默病成為第二大老年退行性疾病。震顫、肌強直及運動減少為該病的主要臨床表現(xiàn),本病病因及發(fā)病機制尚不明確,目前主要考慮與遺傳、環(huán)境、飲食、年齡[1,2]等因素有關。主要的發(fā)病機制為線粒體功能紊亂[3]、神經(jīng)炎癥及氧化應激[4]等。而當前就帕金森病與興奮性氨基酸相關性研究是國際研究熱點之一,主要集中在谷氨酸、天門冬氨酸等對中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞興奮性毒性以及抑制性氨基酸中最為重要的遞質γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)在患者腦組織中含量變化等方面上[5,6]。然而就人體生長所必需的參與蛋白質構成的氨基酸與本病的關系卻研究甚少。
1.1 研究對象 本研究對象均來自新疆各地州醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科2012~2016年收治的門診或住院帕金森病患者共960例,其中漢族帕金森病患者168例,對照組198例,維族帕金森病患者144例,對照組181例,哈族帕金森病患者108例,對照組161例,對照組為同期各地州醫(yī)院體檢中心以及其他科室收住人員,每一位對照組患者為隨機抽取,與病例組年齡(±3歲)、族別、性別、職業(yè)、文化程度與PD患者相匹配的無帕金森病的符合本研究對照組納入標準者,在經(jīng)患者本人同意后納入研究。
1.2 研究方法
1.2.1 采集方法 研究對象均于入院空腹10 h后,次日晨抽空腹肘靜脈血2 ml,置于促凝管中,于室內(nèi)常溫下以3000 r/min的速率離心15~20 min,將血清置于EP管中-80 ℃冰箱內(nèi)保存,待測。
1.2.2 樣品處理 定性分析8種必需氨基酸標準品:在玻璃試管中依次加入1 ml乙腈,500 μl無水乙醇,5 μl內(nèi)標,然后加入500 μl血清;用漩渦混勻器混勻1 min,然后以 3000 r/min 的速率離心10 min,取上清液與另一試管內(nèi);加入20 μl氫氧化鈉溶液使其堿化;加入1000 μl正己烷萃取兩次;加入50 μl氯甲酸乙酯、100 μl 吡啶后混勻30 s釋放CO2;加入氯仿625 μl,緩沖溶液1.25 ml,加蓋混勻2 min,靜止至上層液澄清;吸取下層液,并加入約5 μl無水硫酸鈉,靜止30 s;吸取液體移入EP管中,在氮吹儀下濃縮至80~100 μl,進行進樣分析。
1.2.3 色譜條件 選用 GC6890氣象色譜儀,色譜柱為 DB-17MS,前檢測器尾吹氣流量15 ml/min,前進樣口總流量18.4 ml/min,前進樣口壓力90 kPa,前進樣口溫度、柱箱溫度 280 ℃,前檢測器氮氣流量30 ml/min。
1.3 統(tǒng)計學方法 所收集數(shù)據(jù)通過Excel錄入建立數(shù)據(jù)庫,兩樣本均數(shù)比較采用獨立樣本t檢驗;計量資料以均數(shù)±標準差;多組計量資料比較前進行方差齊性檢驗,若符合方差齊性,采用單因素方差分析方法進行組間兩兩比較,并以LSD法行多重比較,檢驗水準=0.05;若方差不齊性,采用Games-Howell近似檢驗,P<0.05差異具有統(tǒng)計學意義。
2.1 必需氨基酸檢測標準 本次實驗測得的人體8種必需氨基酸(纈氨酸Val、亮氨酸Leu、異亮氨酸Ile、蘇氨酸Thr、甲硫氨酸Met、苯丙氨酸Phe、賴氨酸Lsy、色氨酸Trp)標準品色譜圖(見圖1);8種必需氨基酸在氣相下的保留時間、峰面積、內(nèi)標面積及標準品峰面積/內(nèi)表面積(=該氨基酸的血清相對含量)(見表1)。
2.2 不同民族病例組與對照組必須氨基酸含量比較
2.2.1 漢族病例組于對照組8種必需氨基酸含量比較 見表2。此次所收集病例中,漢族病例組168例,對照組198例,比較兩組必須氨基酸含量,可得出兩組在纈氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、色氨酸含量存在統(tǒng)計學差異(P<0.05),其余血清必需氨基酸P>0.05。
2.2.2 維吾爾族病例組與對照組8種必需氨基酸含量比較 見表3。此次所收集病例中,維吾爾族病例組144例,對照組181例,比較兩組必須氨基酸含量,可得出兩組在異亮氨酸、甲硫氨酸的含量存在統(tǒng)計學差異(P<0.05),其余血清必需氨基酸P>0.05。
2.2.3 哈族病例組與對照組8種必需氨基酸含量比較 見表4。此次所收集病例中,哈族病例組108例,對照組161例,比較兩組必須氨基酸含量,可得出兩組在纈氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、色氨酸含量存在統(tǒng)計學差異(P<0.05),其余血清必需氨基酸P>0.05。
2.2.4 3個民族對照組8種必需氨基酸含量的比較 見表5。
2.2.5 3個民族病例組8種必需氨基酸含量的比較 見表6。
圖1 8種必需氨基酸標準品色譜圖
氨基酸保留時間峰面積內(nèi)標面積標準品面積/內(nèi)標面積纈氨酸亮氨酸異亮氨酸蘇氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸賴氨酸色氨酸內(nèi)標10.88411.72311.91612.84615.48416.75421.41325.36618.8844.65690.55538.31750.03480.14565.047183.511208.249113.282136.16899.047144.361153.46370.65727.83619.3370.3940.6650.3870.3470.5220.9216.59310.769
注:標準品峰面積/內(nèi)標面積=該氨基酸的血清相對含量
表2 漢族病例組與對照組在8種必須氨基酸含量比較
表3 維吾爾族病例組與對照組在8種必須氨基酸含量比較
表4 哈族病例組與對照組在8種必須氨基酸含量比較
表5 3個民族對照組在8種必須氨基酸含量的比較
注:兩兩比較中,亮氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、色氨酸含量均存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)
表6 3個民族病例組在8種必須氨基酸含量的比較
注:兩兩比較中,色氨酸含量均存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)
氨基酸在人體生長、發(fā)育過程中起著不可或缺的作用。自然界中已發(fā)現(xiàn)的天然氨基酸多達300余種,而人體生長、發(fā)育過程中參與蛋白質構成的僅有22種。按照人體自身合成能力可以分為非必需氨基酸、條件必需氨基酸及必需氨基酸,那些人體自身不能合成或合成速度遠不能適應機體代謝需要我們稱之為必需氨基酸,包括異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、色氨酸。必需氨基酸是合成生物大分子蛋白質、參與機體新陳代謝,促進生命穩(wěn)態(tài)所必須的。人體內(nèi)的任何一種必需氨基酸都只能以一定的數(shù)量和比例參與生物活動,過量或不足均會造成人體所需氨基酸之間失衡,甚至會產(chǎn)生體內(nèi)負氮平衡,長期的氨基酸失衡飲食會影響到營養(yǎng)蛋白質合成、機體的生理機能,導致代謝紊亂、抵抗力下降等[7,8]。新疆自古以來就是多民族聚居地方,前三大民族分別為漢、維、哈族,3個民族自古以來就有著不同的民族風俗、飲食居住習慣。劉燕等[9]就新疆地區(qū)不同民族間帕金森病患病率的流行病學調查研究中得出,新疆喀什地區(qū)6229例55歲以上的漢族、維吾爾族中老年人調查結果顯示,調查人群中漢族的PD患病率為0.7%(21/2871),維吾爾族的PD患病率為1.1%(36/3274)。而楊新玲等[10]對伊犁地區(qū)5113例進行流行病學問卷調查,其中總患病率為1.2%,其中哈族、漢族和維族PD患病率為1.2%、1.1%和1.5%。因此檢測漢、 維、哈族帕金森病患者血清必需氨基酸含量對臨床和科研等都具有重要意義。
此次試驗可得出,3個民族的病例組與對照組在甲硫氨酸含量上均有差異,而3個民族病例組在八種必須氨基酸含量的比較來看兩兩比較色氨酸含量的差異均有意義。
甲硫氨酸(methionine,Met)是一種人體必需氨基酸,即人體自身不能合成,只能通過食用動植物類蛋白由外界間接獲得。甲硫氨酸在維持人體生長發(fā)育方面起著不可或缺的重要作用,同時他還具抗氧化作用[11,12]。而其中間代謝產(chǎn)物同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)與本病的關系,較多研究認為PD患者擁有較高的高同型半胱氨酸,但在后來的研究中人們逐漸認識到PD患者血漿同型半胱氨酸水平升高可能為左旋多巴在體內(nèi)代謝所致[13,14]. Yasui等對20例日本籍PD患者在接受左旋多巴治療前后tHcy水平的研究中,同時測定其MTHFR基因型,研究結果提示左旋多巴治療后患者血漿Hcy水平有明顯升高,同時發(fā)現(xiàn)患者 Hcy 升高的程度與 MTHFR 基因型有關,因此有理由認為帕金森病患者血漿同型半胱氨酸水平過高是服用左旋多巴藥物所引起的,而MIHFR基因型會影響其升高的水平[15]。而體內(nèi)甲硫氨酸含量的銳減可導致機體激素、神經(jīng)遞質、蛋白質等因缺乏甲基而間接導致了帕金森病患者諸如抑郁、便秘等某些臨床不適兼癥。此次研究可看出3個民族病例組甲硫氨酸檢測水平明顯低于對照組,可得出甲流氨酸的減少是該病發(fā)生發(fā)展的因素之一,也提示帕金森病患者在飲食上要注意補充適量甲硫氨酸。
色氨酸(Tryptophan,TRP)是一種人體必需氨基酸,在體內(nèi)主要經(jīng)犬尿氨酸(kynurenine,KYN)途徑代謝,其中間產(chǎn)物KYN的主要代謝產(chǎn)物犬尿喹啉酸(kynurenic acid,KYNA)對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常生理功能有重要作用。TRP 在血漿中以游離和結合形式存在,一般情況下,兩種形式的 TRP 處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)。血漿游離 TRP 和支鏈氨基酸(亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸)濃度參與調解腦內(nèi)TRP 濃度,當血漿游離TRP濃度升高時,進入腦內(nèi)的TRP則增多,腦內(nèi)KYN代謝通路活化增強[16]。生理情況下,外周血中TRP 和KYN可通過神經(jīng)源性氨基酸轉運體進入腦組織,KYNA分子因極性強難以通過血腦屏障,但血清KYNA的濃度變化可通過TRP和KYN影響腦內(nèi)KYNA的水平[17]。
本次研究發(fā)現(xiàn)漢族、哈族病例組色氨酸含量低于對照組(P<0.05),而三民族病例組間色氨酸含量差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結合上述色氨酸與帕金森病相關研究報道,推測可能由于患者在以往日常生活中色氨酸攝入過少、過度消耗代謝酶類異常等導致血清色氨酸水平下降,進而影響正常KYN代謝途徑,進入腦內(nèi)的TRP、 KYN 過少使得腦內(nèi) KYNA 水平降低,病理性的易化EAA受體的活化,引起神經(jīng)元鈣超載和多種破壞性酶類的激活以及活性氧簇的大量產(chǎn)生、PD患者黑質紋狀體系統(tǒng)多巴胺能神經(jīng)元進行性壞死及相應腦區(qū) DA 水平降低等,從而引發(fā)或進一步加重PD。在接下來的研究中可以通過檢測患者血清 KYN、KYNA 含量,間接了解患者血清TRP代謝情況。
奶制品中的色氨酸是人體8種必需氨基酸之一,牛奶中的L-色氨酸是大腦合成5-羥色胺的主要原料,而五羥色胺能使大腦思維活動暫時受到抑制,它不僅有抑制大腦興奮的作用,還有鎮(zhèn)靜作用,能夠使人產(chǎn)生疲倦的感覺。在2010年4月11日的“帕金森病日”上,整個協(xié)會帕金森病患者的“少喝牛奶、多食肉食、海鮮,適量飲茶、咖啡,蛋白質攝入重新分配”的飲食原則,給本病患者及家屬在飲食上提出了相應的飲食指導意見[18]。由于維吾爾族及哈族均為游牧民族,歷代以來生活中喜飲牛、羊、馬、駱駝奶等鮮乳制品,而奶茶等成為他們每頓餐桌上不可缺少的飲品,此外少數(shù)民族生活中還將鮮乳制品制作成酸奶、奶皮子、酸奶疙瘩、酥油、奶酪等乳制品,是每個維吾爾族及哈薩克族人平素生活中不可或缺的進食物質。從實驗數(shù)據(jù)也可看出,維吾爾族及哈族帕金森患者血清中色氨酸量均較漢族偏高,且這種差異有意義,這也提示帕金森病患者在飲食上要注意適量控制色氨酸攝入量。