《臨床營(yíng)養(yǎng)學(xué)》 5.10　葉酸

5.10.1　結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

葉酸亦稱(chēng)蝶酰谷氨酸，他的結(jié)構(gòu)式如圖5-30。為黃色結(jié)晶，不溶于冷水，但其鈉鹽很容易溶解。在PH4以下被分解為其組成物：蝶啶（pteridine）、對(duì)氨基苯甲酸及谷氨酸。在PH5以上比較穩(wěn)定。他不存在于自然界中也無(wú)生物活性；但為具有生物活性的葉酸鹽（floate）的前體。從病毒到人都需要葉酸鹽，它是-碳化合物轉(zhuǎn)移的中間體。將葉酸鹽必須有下列三點(diǎn)：①將吡嗪環(huán)還原為二氫及四氫葉酸兩種形式。二氫葉酸（dihydro　 folate,fh2）在哺乳類(lèi)動(dòng)物中組織中的二氫葉酸還原酶作用，在NADPH參與下，還原為四氫葉酸（teetahydrofolate,THFP）；②將谷氨酸的數(shù)目增多，可增到7個(gè)；③在N5或N10處聯(lián)結(jié)1-C基團(tuán)。有些葉酸鹽類(lèi)似物如氨基蝶呤、氨甲蝶呤等能與二氫葉還原酶發(fā)生不可逆的結(jié)合，阻止了四氫葉酸的生成，從而抑制了1-C基團(tuán)的轉(zhuǎn)移。

圖5-30　葉酸和四氫葉酸的結(jié)構(gòu)式

5.10.2　代謝

食物中葉酸鹽為谷氨酸結(jié)合型者，在消化道內(nèi)被上皮細(xì)胞溶酶體結(jié)合分解成單谷氨酸，再還原至THFA，才被小腸吸收。在血及組織液中主要為N5-甲基THFA。在細(xì)胞內(nèi)者以多谷氨酸形式貯存。體內(nèi)儲(chǔ)存約5～10mg，其中一半儲(chǔ)存于肝內(nèi)，但通過(guò)細(xì)胞壁運(yùn)輸時(shí)，被血漿或組織中結(jié)合酶所分解。血清中有兩種葉酸鹽結(jié)合蛋白，一種結(jié)合量大但親和性較小；另一種結(jié)合最小但親和性大。前者為白蛋白，后者為β-球蛋白。血清中結(jié)合蛋白對(duì)氧化型葉酸鹽（FH2）的親和力較還原型者（THFA）要大，可能由于把氧化型的運(yùn)輸至肝內(nèi)加以還原。血清中葉酸鹽含量男女成人兒童之間無(wú)區(qū)別，但孕婦中結(jié)合能力增加，血清葉酸鹽含量較高。新生兒的血清結(jié)合能力高，血清及紅細(xì)胞中葉酸鹽水平都是最高的。

體內(nèi)的葉酸鹽與細(xì)胞中蛋白結(jié)合，或在細(xì)胞膜上，或在細(xì)胞內(nèi)。

（1）細(xì)胞膜上結(jié)合蛋白 小腸上皮細(xì)胞膜，脈絡(luò)膜，肝、腎細(xì)胞膜上都有這種蛋白。腎中結(jié)合蛋白可能與腎小管葉酸再吸收有關(guān)。腹腔注射[3H]葉酸鹽后0.5h，放射性在核及微粒體膜上，但稍長(zhǎng)時(shí)間后，大多數(shù)葉酸鹽與細(xì)胞漿及線粒體的蛋白相結(jié)合，葉酸鹽為還原型及含多谷氨酸，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明葉酸首先與質(zhì)膜上的蛋白相結(jié)合，而進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)。

在腦脈絡(luò)叢的質(zhì)膜中，也有可以與葉酸結(jié)合的蛋白。他與N5-甲基THFA）與蛋白相結(jié)合。在肝中也有結(jié)合蛋白，主要在肝的線粒體及胞漿部分。胞漿部分的蛋白用交鏈葡萄聚糖膠G-150柱層析法分成三部分，即FBP-CⅠ、FBP-DⅡ及FBP-CⅢ。線粒體部為MFBP。結(jié)合的葉酸為多谷氨酸者的，未結(jié)合者為單谷氨酸者。FBP-CⅡ部分在肝中最多，其次為腎。葉酸鹽供應(yīng)不足時(shí)，其蛋白量不減，未結(jié)合之葉酸鹽減少較多，結(jié)合者減少較少。MFBP，進(jìn)一步用DEAE-纖維素層析法可分成二部分：一部分與2甲基甘氨酸脫氫酶相結(jié)合；另一部分與四基甘氨酸脫氫酶相結(jié)合。但是否參與這些酶的反應(yīng)，尚待進(jìn)一步探討。

葉酸鹽在尿中及膽汁中排出。排出物在尿中主要為乙酰氨基苯甲酰谷氨酸（Acetamidcbenzoyglutamicacid）,但也觀察到注射標(biāo)記的葉酸鹽后，大部分放射活力從膽汁中由不具有生物活性的物質(zhì)排出，其性質(zhì)尚不明了。

5.10.3　生理功用

THFA可攜1C基團(tuán)，他是1C基團(tuán)轉(zhuǎn)移的中間物。

（1）絲氨酸與甘氨酸的轉(zhuǎn)變　絲氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)羥甲基酶作用，將β碳原子轉(zhuǎn)移至THFA上，并脫去一分子水，形成亞甲基THFA及甘氨酸，這個(gè)反應(yīng)為可逆的，也可由甘氨酸合成絲氨酸。

（2）組氨酸中間代謝上的作用　組氨酸中間代謝產(chǎn)物N-亞氨甲基谷氨酸與THFA作用，生成N5-亞氨甲THFA及谷氨酸。

（3）高半胱氨酸與N5-甲基THFA作用合成蛋氨酸及THFA，在此反應(yīng)中需要維生素B12參加，先將N5-甲基THFA高半胱氨酸轉(zhuǎn)移酶上，然后再轉(zhuǎn)移到高半胱氨酸上合成蛋氨酸，同時(shí)將N5甲基THFA變成了THFA。

（14）嘌呤的合成　從5-磷酸核糖焦磷酸起始，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)生成嘌呤核苷酸，其中有些步驟需要THFA衍生物將1-C基團(tuán)轉(zhuǎn)移，即嘌呤的2，8位C來(lái)源于THFA衍生物所攜帶的1-C基團(tuán)。

（5）胸腺嘧啶核苷酸的合成　胸腺嘧啶核酸由尿嘧啶核苷酸，通過(guò)胸腺嘧啶核苷酸合成酶（thymidytesynthetase）作用，以維生素5，10亞甲基THFA為甲基供體轉(zhuǎn)變而來(lái)。這個(gè)反應(yīng)中所生成的FH2，為FH2還原酶催化，由NADPH供給氫，還原為T(mén)HFA。

葉酸鹽的缺乏導(dǎo)致巨紅細(xì)胞性貧血，這種形態(tài)上的改變，可能由于葉酸鹽缺乏影響核酸代謝，尤其是對(duì)胸腺嘧啶合成的影響所致。胸腺核苷酸為DNA合成的關(guān)鍵。細(xì)胞中有胸腺嘧啶激酶，可使細(xì)胞攝入已形成的胸腺嘧啶。這一途徑對(duì)重新利用細(xì)胞破壞后分解出來(lái)的胸腺嘧啶提供可能性，但為胸腺嘧啶核苷酸的合成所抑制。若將脫氧尿嘧啶加入到正常骨髓細(xì)胞培養(yǎng)基中，由于可以合成胸腺嘧啶，因而抑制了已有的胸腺嘧啶納到DNA。巨紅細(xì)胞性貧血病人不能由尿嘧啶合成胸腺嘧啶，因此，不能抑制已有的有胸腺嘧啶的納入。這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明了正常人的骨髓細(xì)胞功能與患者不同，以及葉酸鹽缺乏所導(dǎo)致的巨紅細(xì)胞貧血的可能發(fā)病機(jī)理。

5.10.4　來(lái)源

葉酸鹽在自然界廣泛存在，動(dòng)物物中都有。肝、腎、綠葉蔬菜、土豆、麥麩等含量豐富，但在自然界中為多谷氨結(jié)合型者。在烹調(diào)中及暴露于空氣及光中易被破壞。在長(zhǎng)時(shí)間烹調(diào)或作罐頭的過(guò)程中，可破壞50～95%。牛乳可用巴氏消毒法毒后，含量約為168.9nmol/L,但煮沸1min，損失2/3。加入維生素C鈉鹽可以預(yù)防破壞，亦有利于葉酸的還原。

5.10.5　需要量

葉酸趙最低需要量為50μg，嬰兒50μg，1～3歲100μg、4～6歲200μg，7～10歲300μg、孕婦800μg。FAO/WHO提出供應(yīng)量為：成人200μg（完全吸收情況下）、嬰兒50μg、兒童100μg、孕婦400μg、乳母6～8倍。出生時(shí)紅細(xì)胞中葉酸衍生物濃度最高，早產(chǎn)嬰兒沒(méi)有正常新生兒高。在懷孕最后幾周內(nèi)及哺乳期從母體運(yùn)輸至胎兒的量增多，乳中也有葉酸鹽結(jié)合蛋白，有利于葉酸鹽從母親血液中輸入至乳中，在乳中葉酸鹽與蛋白結(jié)合，使其不易為腸道細(xì)菌所利用，便于嬰兒吸收。所以妊娠末期，乳母需要量增加，生長(zhǎng)期兒童及青春期葉酸需要量都增加。

由于葉酸供應(yīng)不足，妊娠末期產(chǎn)娠早期易有巨紅細(xì)胞型貧血。某些藥物及葉酸類(lèi)似物如抗癌藥4-氨基-N10-甲基-葉酸（methotrexate,MTX）及抗瘧藥2，4-二氨基-5-（氯苯基）-6-乙基嘧啶（pyrimethamine）,都對(duì)葉酸鹽有拮抗作用。美國(guó)禁止使用大劑量葉酸，不得超過(guò)400μg。由于他雖可以治療維生素B12的神經(jīng)疾患，為了避免大量葉酸可以掩蓋維生素B12之不足，所以不主張用大量的葉酸。