功能医学专业分享|从功能基因谈心血管疾病的营养干预(四)

 

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接上文

本期与大家继续分享本系列第三讲剩余内容。

一. 从功能基因支持谈精准干预

2. 心血管疾病主要基因支持的营养素

2.3 一氧化氮偶联的营养支持

还原型烟酰胺腺嘌呤二磷酸(NADPH)的营养支持

还原型烟酰胺腺嘌呤二磷酸(NADPH)作为能量基因,在抗氧化过程中起重要作用。如上期内容上所述,抗氧化是外源性抗氧化剂和内源性抗氧化剂的共同合力,而抗氧化过程中有多种基因参与,NADPH是其中重要基因之一。

支持NADPH,通过提供抗氧化剂(例如:谷胱甘肽和硫氧还蛋白)的还原等效物,防止氧化还原应激。NADPH的还原形式可保护细胞免受氧化还原应激损伤,且是合成脂肪酸、胆固醇和脱氧核苷酸所必需的酶。临床中一般只关注抗氧化剂的应用,较少应用NADPH的支持,但如果两者同时使用,抗氧化效果会更理想。

NADPH也是类固醇生物合成所必需的酶,通过为细胞色素P450酶提供还原能力来保护细胞免受有毒代谢物的侵害。

NADPH水平随年龄增长而降低,由烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+,NADPH的合成前体)的损失,及【NADP+】/【NADPH】由于线粒体电子传递链功能障碍和炎症导致。研究显示,增加NAD+水平的疗法与增加NADPH水平的疗法相结合,可以极大地使患有衰老相关疾病的受试者受益。在缺血性中风的动物模型中,该类型的联合疗法已被证实比单一疗法效果更显著。

本系列第二期分享的福尔摩斯循环及“NADPH窃取”中详述了由于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NOX)受各类环境因素及有害物质的影响,使其过度激活,导致NADPH被过度消耗,使NADPH在抗氧化、解毒、一氧化氮(NO)合成时不足,形成福尔摩斯循环。因此,支持NADPH则需抑制NOX被过度激活。

  • 支持NADPH的天然营养素: 苯磷硫胺、螺旋藻、姜黄素、钼、牛磺酸、荨麻根提取物、厚朴提取物、甲基磺酰甲烷、生物类黄酮复合物、银杏叶提取物、小檗碱提取物、欧芹叶粉、木樨草素、橄榄叶提取物等;

  • 支持NADPH的功能营养素:NADPH PROTECT、NADPHCAN等。

四氢生物蝶呤(BH4)的营养支持

四氢生物蝶呤(BH4)是一氧化氮偶联过程中的关键酶之一。本系列第一期详述了BH4在一氧化氮偶联过程中的关键作用。支持NADPH,减少氧化应激,减少过氧亚硝酸盐的产生,可增加BH4在其与二氢生物蝶呤(BH2)的循环中的主导作用,解除一氧化氮脱偶联的恶性循环。

BH4可因高水平的氨(来自生物毒素和/或CBS突变、硫处理异常)、氧化应激、重金属毒性、缺乏多巴胺前体(SAMe)或NADPH及常见遗传多态性而耗竭。

  • BH4的其他营养支持:

          ▲ 叶酸(亚叶酸和L-5-甲基四氢叶酸)和SAMe,蜂王浆是天然的BH4补充剂。在临床研究中已注意到微量元素锂可增加BH4水平;

          ▲ 功能营养素支持:BH4Assist。

一氧化氮的营养支持

  • 支持一氧化氮合酶-1(NOS1/nNOS)及内皮一氧化氮合酶-3(NOS3/eNOS):阿朱那、甜菜根提取物、芒果、山楂浆果提取物、L-瓜氨酸、锰(作为甘氨酸锰)、核黄素(作为核黄素-5-磷酸盐)、五味子浆果提取物、硒(作为L-硒代蛋氨酸)、硫胺素(作为硫胺素一硝酸盐)、维生素C、L-5-甲基四氢叶酸、钾(柠檬酸钾)、牛磺酸镁、苹果酸镁、低气压、大蒜素、卡姆果等;

  • 抑制诱导型一氧化氮合酶(NOS2/iNOS): 齿叶乳香树提取物、绿茶叶提取物、L-赖氨酸、穿心莲提取物、姜黄提取物等;

  • 谨慎使用精氨酸: 在没有确认BH4、NADPH、nNOS是否正常的情况下,应避免使用精氨酸,以免造成一氧化氮脱偶联,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)过度刺激,产生过多过氧亚硝酸盐,引起新的氧化应激和炎症,抑制细胞自噬。近期多项研究表明,不建议大剂量、长期使用精氨酸。

 

3. 甲基化基因的评估和营养支持

3.1 甲基化状态确定(不足/过多)

如本系列第二期所述,甲基化平衡属于动态平衡。甲基化状态确定对营养支持至关重要,是蛋氨酸循环基因突变的净效应,不应着重于单个单核苷酸多态性(SNP)。例如:多数具有677T MTHFR SNP基因的个体甲基化不足,但仍有部分个体过度甲基化。

  • 全血组胺或SAMe/ S-腺苷高半胱氨酸(SAH)比率:升高的血液组胺表明甲基化不足,低组胺则表明过度甲基化。抗组胺治疗可人为降低血液组胺,应在取样前几天避免使用抗组胺剂。

  • 烟酸测试法:

          ▲ 空腹服用50mg烟酸:如面部发红,可能表明低甲基化/高组胺;

          ▲ 空腹服用100mg烟酸:如面部轻微潮红,可能表明平衡的甲基化/组胺;

          ▲ 空腹服用150mg烟酸,如面部未发红,可能表明过度甲基化。

3.2 甲基化的营养支持

图(1)甲基化循环路径图

如图(1)所示,在甲基化路径4中,蛋氨酸腺苷转移酶(MAT)催化蛋氨酸生成S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。其中MAT基因受自由基和氧化应激影响,活性波动较大。当个体氧化应激水平较低时,MAT功能较活跃,反之,MAT活性受抑制。

甲基化支持预备阶段

甲基化支持非简单的叶酸或B12支持,所有甲基化途径所需的辅因子(B族维生素和矿物质)不足时,会影响推动甲基化。因此建议推动甲基化之前可使用B族维生素(除叶酸和B12外的所有B族)作为预备支持。如过早使用叶酸,可能导致焦虑(高谷氨酸)或炎症(低谷胱甘肽)。叶酸会增加谷氨酸水平,同时刺激mTOR,抑制细胞自噬。同时,在使用叶酸之前应确定谷胱甘肽水平及谷氨酸水平。

B12补充剂:甲基化过高时,建议使用羟钴胺素及B3;甲基化过低时,建议使用甲钴胺B12;如无法确定甲基化水平,但显示B12缺乏,建议1:1使用羟钴胺素和甲钴胺B12更安全;能量不足时,建议使用腺苷钴胺素B12。如同型半胱氨酸高,建议采用TMG的短路循环途径,减少甲基叶酸和B12的剂量是较安全的疗法。

谨慎使用SAMe,确保胍基乙酸甲基转移酶(GAMT)(70%的SAMe是通过GAMT转为肌酐)基因的正常,过多的SAMe可激活mTOR。关于甲基化,其动态平衡涉及多种基因及代谢途径,及相对应的营养素可能产生的效应,因此不可简单的将对甲基化的营养支持概括为叶酸或B12。

甲基化营养支持注意事项

  • 注意B2的补充: 避免补充硼,采用低硼饮食(例如:避免大豆和番茄酱)。高硼食物会消耗维生素B2。同时,维生素B6的补充应低于维生素B2,因为B2可激活B6导致B2不足。

  • 避免维生素A的补充剂和高维生素A饮食: 维生素A可增加SAM向SAH的转化,从而增加有毒同型半胱氨酸水平,并减少可用于处理组胺等化合物的SAM。尤其对甲基化不足的患者进行甲基化支持时,应避免维生素A的补充。

  • MAT基因功能受自由基影响较大,在甲基化平衡的过程中,应考虑自由基及氧化应激水平。

 

4. 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制和细胞自噬

4.1 雷帕霉素、西罗莫司

虽然雷帕霉素属于药物,但与mTOR的研究相关。

低剂量口服西罗莫司可减少动脉粥样硬化形成、血管炎症并调节低密度脂蛋白(LDL)受体。在相关小鼠实验中证实,在低剂量下,西罗莫司是有效且安全的抗动脉粥样硬化的药物之一,通过减少该疾病典型的促炎性血管反应来减缓动脉粥样硬化的进展。口服雷帕霉素可减少炎症,抑制动脉粥样硬化斑块的进展并增加斑块的稳定性,是治疗动脉粥样硬化的新疗法之一。在动物研究中,雷帕霉素是预防动脉粥样硬化进展和防止斑块不稳定的最有效药物,斑块是急性心肌梗塞和猝死的主要原因。低剂量的雷帕霉素因其抑制mTOR的有效性,已经广泛用于抗衰老的治疗中。

4.2 mTOR抑制和细胞自噬营养支持

  • 抑制mTOR支持细胞自噬:

          ▲ 禁食,禁食可支持细胞自噬;

          ▲ 支持细胞自噬的天然营养素:绞股蓝、姜黄素、小檗碱提取物、紫檀芪、柳树皮干提取物、厚朴提取物

          ▲ 支持细胞自噬的功能营养素:Autophagy Support等

  • 减少激活mTOR的因素:

          ▲ 血糖和胰岛素、过多的SAMe,甲基叶酸、B12、谷氨酸、IGF-1、荷尔蒙、氨基酸(蛋白粉)、环境荷尔蒙、过量的铁、杀虫剂、高果糖玉米糖浆等(激活mTOR的因素及机制详见本系列第二期)。

  • 支持AMP依赖的蛋白激酶(AMPK),支持核因子E2相关因子2(NFE2L2/NRF2)

  • 减少电磁波/EMF暴露

 

5. 病例分析

5.1 相关检测及基因检测

女性,58岁,失眠、便秘、疲劳、COVID-19疫苗接种后血压难控制,出现多次胸口疼痛的症状。

炎症指标(美国COVID-19疫情后新增炎症指标):

表(1)患者炎症指标

TNF:肿瘤坏死因子

RANTES:激活后正常T细胞表达和分泌调节因子

IL-13:白细胞介素-13

VEGE:一种可导致血液凝聚的炎症因子

CD40L:由RANTES分泌的一种炎症因子

血栓素:

图(2)血栓素指标

如图(2)所示,患者血栓素检测值为878,服用阿司匹林是正常区间应在141-421,未服用时应在100-150,因此,患者血栓素明显偏高。

有机酸代谢:

  • 肠道霉菌和艰难梭菌超标

  • 线粒体功能不佳

  • 脑神经递质偏低且喹啉酸过高

  • 甲基化排毒水平低

  • 谷胱甘肽不足

  • 叶酸、维生素B12、B6、B5、维生素C缺乏

脂肪酸代谢:

  • Omega6:Omega3=11:1(正常区间为3:1-5:1)

  • 花生四烯酸:二十碳五烯酸(AA:EPA)=20:1(正常区间为2.5:1-11:1)

基因变异和营养干预:

  • 影响炎症水平的基因变异:

图(3HFE基因变异及其影响机制

左侧基因检测表显示患者HFE基因有变异,HFE基因变异会造成铁潴留。如图(3)中右图所示,铁潴留会增加核因子κB(NF-κB)及肿瘤坏死因子-a(TNF-a);另外,梭状芽孢杆菌、肠道脂毒素(LPS)等可刺激TNF-a。因此,患者肠道霉菌和艰难梭菌超标也是造成其TNF升高的原因之一,同时刺激NF-κB,从而激活NOX及IL-6,导致炎症水平升高。

  • 影响谷胱甘肽水平的基因变异

图(4KEAP1等基因变异及其影响机制

KEAP1基因功能亢进会抑制NRF2,而如图(4)左侧表所示,患者KEAP1基因为功能亢进的纯合子,因此其NRF2功能受抑制,导致其谷胱甘肽的生成、利用、再回收功能都受到影响。另外,GSR、GSS基因可控制谷胱甘肽的回收利用,而患者GSR、GSS基因产生变异,也导致其谷胱甘肽的不足。同时,患者的年龄也是其谷胱甘肽不足的原因之一。

  • 影响一氧化氮水平的基因变异

图(5NOS2等基因变异及其影响机制

如图(5)左侧表所示,患者NOS2基因中有功能亢进的杂合子,而NOS2可激活血小板,增加RANTES,导致炎症水平升高;另外,患者MTHFR A1298C基因变异,导致其叶酸不足;同时其叶酸受体FQLR2及SLC19A1基因都有不同程度变异,也是导致其叶酸及B12不足的原因之一。

  • ​影响脂肪酸代谢的基因变异

图(6FADS基因变异及其影响机制

如图(6)所示,患者的FADS族基因大多为纯合子,是导致Omega6与Omega3比例失衡的原因之一。因为Omega6耗尽FADS2基因,使Omega3的生成受阻,同时减少抗炎保护因子的生成。另外因患者FADS1基因功能减弱,使花生四烯酸产生血栓素,是导致其血糖升高的原因之一。

5.2 治疗方案:

  • 第一起始处方(第一个月):

          ▲ 5R肠道修复

          ▲ SPM active和高浓度液体鱼油

  • 第二起始处方(第二个月-第六个月):

          ▲ SPM active,高浓度液体鱼油+抗炎鱼油,芽孢菌

          ▲ 私人订制处方产品,包含:

               Hydroxyl Blox(调节铁,减少芬顿反应)

               GSR Assist(支持谷胱甘肽回收)

               NADPH Protect(NADPH能量支持,抑制NOX)

               Fatty Acid Assist(支持脂质代谢)

               XiNOX(抑制NOS2/iNOS)

               RANTEX(抑制RANTES)

5.3 效果跟踪:

  • 患者便秘、睡眠改善,高血压药见啥50%,血压稳定,从干预第三个月开始,胸口疼痛消失;

  • 计划:6个月后继续跟踪做Omega3检测、血栓素检测、有机酸检测,再做进一步的基因支持,包括甲基化支持、组胺、肥大细胞等。以上处方中未做甲基化支持的原因是患者谷胱甘肽较低,氧化应激水平较高,此时如果做甲基化支持,患者的睡眠得不到改善,且可能造成患者焦虑。

作者总结

本系列文章主要通过功能基因的变异和表达,进一步了解血液粘稠度、血管壁的炎症、血管斑块及动脉粥样硬化的发生原因和机制。通过个性化的支持不同的基因,减少基因表达,给心血管疾病逆转提供新思路和干预的辅助手段。

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