血液中苯丙氨酸的浓度变化对谷氨酸及精氨酸影响的动力学研究

林明 王丽德
[1]北京大学医学部基础医学院细胞生物学与遗传学系，北京100083 [2]北京大学医学部，北京100083

文章摘要:利用家兔作为实验模型。模拟苯丙酮尿症（PKU）患者血中苯丙氨酸浓度的升高，观察其对谷氨酸及精氨酸的影响。以分析苯丙酮尿症（PKU）患者血中氨基酸变化的因果关系。以耳缘静脉滴注苯丙氨酸，在不同时间段取血，并用日立835型氨基酸分析仪检测谷氨酸，精氨酸，酪氨酸含量。结果表明，大白兔（5例）在静脉滴注苯丙氨酸4h，血清谷氨酸含量（0.272±0.014μm/ml）为正常对照组（0.062±0.023μm/ml）的4.4倍，差异非常显著（P0.05)。因此，血液中苯丙氨酸的升高可直接引起血液中谷氨酸的大幅度升高，但对精氨酸无影响。
文章主题:苯丙酮酸尿症 苯丙氨酸羟化酶 谷氨酸 精氨酸 动力学研究

文章内容：&;1004—645311-3569/1(4):283～286,20021,①,.,～,—(1.,,?100083,;2.,,100083,):,—,—.,.:();();;—;血液中苯丙氨酸的浓度变化对谷氨酸及精氨酸影响的动力学研究林明①,张页,王丽德.,周柔丽(1.北京大学医学部基础医学院细胞生物学与遗传学系.北京1000832.北京大学医学部,北京100083)摘要:利用家兔作为实验模型,模拟苯丙酮尿症()患者血中苯丙氨酸浓度的升高,观察其对谷氨酸及精氨酸的影响,以分析苯丙酮尿症()患者血中氨基酸变化的因果关系.以耳缘静脉滴注苯丙氨酸,在不同时间段取血,并用日立835型氨基酸分析仪检测谷氨酸,精氨酸,酪氨酸含量.结果表明,大白兔(5例)在静脉滴注苯丙氨酸4,血清谷氨酸含量(.272士0.014,/1)为正常对照组(.062士0.023/1)的4.4倍,差异非常显着(&;0.001);而精氨酸与对照组无明显差异(&;.05).因此,血液中苯丙氨酸的升高可直接引起血液中谷氨酸的大幅度升高,但对精氨酸无影响.关键词:苯丙酮酸尿症;苯丙氨酸羟化酶;谷氨酸;精氨酸;动力学研究苯丙酮尿症()是一种常染色体隐性遗传病,涉及位于第12号染色体长臂上的苯丙氨酸羟化酶()基因缺陷[1].通过基因分析发现,其外显子3,6,7和12区域均可发生点突变嘲,导致肝脏内苯丙氨酸羟化酶()活性丧失,引起苯丙氨酸代谢障碍.在我国发病率约为1/16500[引.病人不仅血液苯丙氨酸含量高,为正常人的15倍,而且谷氨酸含量为正常人的3.5倍,但精氨酸含量仅为正常人的1/44].病人血液中谷氨酸和精氨酸的异常变化可能与病人的某些临床表现和病理:22—12一92002—11—20①:-1980@..284&;1.11.42002过程有关,但目前对这两种氨基酸变化的机理尚未见报道.本实验利用家兔作为实验模型,通过模拟患者血中苯丙氨酸浓度的升高,观察其对谷氨酸和精氨酸含量的影响.1材料和方法1.1材料大白兔5只,每只约重3,购自北京大学医学部动物室.苯丙氨酸,生理盐水,柠檬酸,柠檬酸三钠,氯化钠,茚三酮等均为级,购自北京大学医学部供应科.1,2方法用生理盐水将苯丙氨酸配成1.548/,该浓度为病人血中苯丙氨酸的浓度,经大白兔耳缘静脉进行连续滴注(1/).对照组静脉滴注生理盐水.分别在滴注的1,2,4,6和8进行静脉采血,并分离血清,将兔血清与5的磺基水扬酸1:1混合,充分振摇,10000/离心10,取上清液,弃去沉淀的蛋白质,待做游离氨基酸含量分析.1.3仪器与试剂1.3.1试剂配制按835—50氨基酸分析仪使用说明书进行配制.1.3.2测定条件采用树脂为日立#2619填充的体积为2.6×150的不锈钢分析柱,柱温为53".缓充液流速0.225/,压力为80～100/..茚三酮流速0.3/,压力1525/.样品分析循环时间65,标准品浓度3/50由公司提供.氮气压力0.28/..1.4测定取上述制备好的样品,用日立835型氨基酸分析仪直接上机测定.2结果对照组大白兔耳缘静脉连续滴注生理盐水,静脉采血并进行氨基酸分析,结果显示(图1):血液中谷氨酸,精氨酸含量无变化,说明生理盐水对谷氨酸,精氨酸无影响.当大白兔静脉滴注苯丙氨酸4时,谷氨酸吸收峰明显升高(图2).通过数据分析血液中谷氨酸浓度比对照组提高了4.4倍,说明苯丙氨酸对谷氨酸的升高有直接影响.从苯丙氨酸的浓度变化对谷氨酸及精氨酸影响的时间曲线(图3)可以看出,在滴注苯丙氨酸4时,谷氨酸浓度明显升高,而精氨酸浓度则变化不明显.3讨论,苯丙氨酸是人体必须的氨基酸之一,苯丙酮尿症是由于肝脏内苯丙氨酸羟化酶缺陷,使苯丙氨酸不能转变为酪氨酸,从而导致苯丙氨酸在体内的异常蓄积.苯丙酮尿症的主要危害为神经系统损害,未经治疗的患儿在出生数月内即可出现不同程度的智力发育落后,近半数合并有癫痫[5].我们以前的工作发现苯丙酮尿症患)其血清谷氨酸升高(平均为正常组的3.5倍).谷氨酸属于兴奋性氨基酸¨,易造成兴奋,多动,此点与苯丙酮尿症患儿临床上表现的烦躁,易激动,多动等精神症状相吻合,并可能与癫痫并发症有关.:…圈1点滴生理盐水免血清氨基酸对照组.1要星魁图2点滴苯丙氨酸4小时免血清氨基酸图谱.24时问()图3苯丙氨酸对谷氨酸和精氨酸的影响曲线.3由于苯丙氨酸与酮戊二酸可在转氨酶作用下通过联合脱氨基生成苯丙酮酸和谷氨酸,因此导致了苯丙酮酸的累积并产生苯丙酮酸尿.而由联合脱氨基作用生成的过多谷氨酸是否可经过其他代谢途经的转化,仍然维持在正常水平这一问题目前尚无报道.本实验发现,家兔在静脉滴注苯丙氨酸以后,血液中谷氨酸浓度持续升高(为正常组的4.4倍),表明机体缺乏清除过量蓄积的谷氨酸的有效机制.近来,国外报道长期过量食286&;1.11.42002入味精(谷氨酸钠)可引起视网膜病变.研究证实,谷氨酸正常时的作用如同神经递质,可用作脑细胞相互之间的信号交流.然而,过多的谷氨酸溢出进入细胞与细胞之间,可引起神经元失控或死亡,并开始引起癫痫发作[6].因此,我们认为病人不仅应限制苯丙氨酸,亦应限制谷氨酸的摄入量.实验中还发现,家兔在静脉大量滴注苯丙氨酸不能引起血液精氨酸含量改变,实验组与正常对照组无显着差异(&;0.05).这与我们在苯丙酮尿症患者中观察到的血液精氨酸浓度大大降低(为正常组的1/4)并不相符.由于精氨酸具有保护肝脏的功能[8],患者血中精氨酸浓度降低的机理是什么,是否与病生理进程有关,将有待进一步探讨.:[13,,..,1998,46(1):3640.[23-.—.^,1997,14(6):344～347.<>[33:11—..厂,1985,23(6):321.[43.0().,2001,2(20):41～45.[53-..—,1999,10(1):9.[63,,,1..,2001,7(9):1010～1015.[73,.:.,1993,56(3):539.[83-,-,.—.,1995,22(4):25