[其他] 维生素BT(L-肉碱、左旋肉碱)在动物营养中的研究（三）

2 L-肉碱在体内的合成及代谢研究

2.1 L-肉碱在体内的合成过程

L-Lys和L-Met在体内合成L-肉碱最初是在20世纪70年代被发现的。从此研究者们揭示了这种氨基酸衍生物在动物健康和疾病中起着极其重要的作用（Tanphaichitr等,1971）。肝脏和肾脏是合成L-肉碱的主要合成部位，只有肝脏、肾脏和大脑包含全部过程所需要的酶。L-肉碱是由Lys、Met、三种维生素（烟酸、抗坏血酸、VB6）、二价铁离子和酶的参与下合成的，Lys提供C架（Horne and Broquist,1973;Tanphaichitr等,1973），4个N甲基则来自于Met（Tanphaichitr等,1971），Lys和Met之比为1：3.合成过程见下图。合成后可直接被组织细胞吸收利用或转供给其它组织细胞。

图2L-肉碱的合成路径

2.2 L-肉碱在人体内的代谢及动态平衡

人体中大约包括20-25gL-肉碱，主要存在于骨骼肌、心脏和肝脏。见下表3。

据报道，健康男人和女人中总肉毒碱的平均正常水平分别为59umol/l和51umol/l。小孩血浆中L-肉碱水平略低，36-41umol/l(Bach等，1983)。肉碱在骨骼肌中的浓度比在血浆中发现的浓度大约大70倍。身体中许多贮存肉碱的装置在骨骼肌和心脏中被发现（95%），其次是肝脏、肾脏和其他组织（4%），其余的（1%）存在细胞外液中。

从外界摄入的L-肉碱，经过十二指肠和回肠粘膜中一套活跃的转运系统，几乎完全被吸收（Hamilton等,1986）。结肠中似乎没有转运系统。被吸收的L-肉碱约有50%以乙酰形式或游离形式进入血液，然后被运送到组织器官利用。由于细胞主动吸收L-肉碱，因而细胞内的L-肉碱含量是细胞外液中的10-100倍。通过手术实验证明，L-肉碱的被动扩散的更可能仅仅是当摄入大量的L-肉碱导致肠液的浓度升高（>1000uM），转运系统中载体被饱和时才会发生被动扩散。血浆中最高和总的（游离的加上具有生物活性的酰基衍生物）L-肉碱最高水平发生在摄取L-肉碱后3-5小时。L-肉碱一旦被吸收，有25%的L-肉碱可能在肠粘膜里被酰基化。游离的和酰基化了的形式被分布在全身，分布的容积大约与体重的26%相等同。肉碱在少数几个组织皱襞中的浓度高于血浆中的浓度，意味着一个有效的浓缩机制的存在。一个中间转运系统利用Na+作为伴随转运离子已经在不同组织中鉴别出来（Vary,1983）。

研究表明，L-肉碱不能被哺乳动物内的酶降解，而只能作为游离的L-肉碱或短碳链的L-肉碱酯类随尿液排出体外。肾脏在整个肉毒碱的平衡中起着至关重要的作用：它负责整个机体肉毒碱池的保持力。虽然肉毒碱的排除主要通过肾脏的排泄，但是肉碱在肾脏中高度地被贮存。超过90%的滤过肉毒碱在肾脏的近端小管被重吸收，当血浆中肉毒碱水平处于正常状态或较低状态时，又返回到循环中。然而，当血浆中肉毒碱水平升高达到药理学计量时，肉毒碱的重吸收能力减弱，多余的肉毒碱随尿排出。甲状腺机能亢进会增加尿中肉毒碱的排泄量，甲状腺机能减退则会减少尿中的排泄量。肉毒碱能通过胎盘传递，而且能被传递到乳中。在人类中，血浆中肉毒碱的半衰期估计是在2-15小时。肝脏是γ-三甲氨基丁酸羟基化的主要部位，并且是唯一能释放L-肉碱进入循环的器官，其它组织中L-肉碱依赖于血液中L-肉碱的吸收。

图3 L-肉碱的动态平衡

动物的组织细胞有主动吸收和排出肉碱的能力，组织细胞在激素的调控下，不停地吸收和排出L-肉碱，吸收的肉碱同线粒体膜中的肉碱结合蛋白相结合，参与细胞内外的酰基转运。排出细胞的肉碱一部分被血液运送到肾，随尿一起排出或被肾小管重新吸收进入循环，或随粪便排出体外。研究证明动物体内的肉碱一直处于动态平衡中，如大鼠的肾、肝、心肌、骨骼肌和大脑中的肉碱周转期分别为0.4、1.3、21、105和220小时。如上图3所示，肾脏能高效率地重吸收肉碱。失去的肉毒碱通过食物和体内合成来补充。小肠吸收肉毒碱的比率是被调控着的，但是其机制仍旧未搞清楚，食物中54%-87%肉毒碱可以被吸收。肾脏重吸收肉毒碱的比率也被调控。体内合成和肾脏重吸收能有效补充食物中肉毒碱的不足。对于一个70kg的人每天大约需要200mg肉毒碱，才不会造成肉毒碱缺乏。如果肾脏重吸收能力不足，则体内合成和食物供给也不能满足肉毒碱的需要。