嘌呤是身体内存在的一种物质,主要以嘌呤核苷酸的形式存在,是人体必不可少的关键组成之一,嘌呤及其衍生物在能量供应、蛋白质合成、维持神经系统功能、免疫调节与抗氧化等方面发挥重要生理功能和作用。但即便如此重要的物质,如果没有控制好平衡,往往也会给人们带来无尽的烦恼。
正常情况下,嘌呤在人体内最终代谢为尿酸、并经肾脏、肠道、肝脏等排出体外,然而,由于饮食问题或者嘌呤代谢紊乱,会直接导致尿酸沉积,从而造成高尿酸血症。但是,尿酸并非一无是处,它在人体可以充当类维生素C的功能,以弥补人体无法合成维生素C的缺陷,这或许也是进化的功劳。
但是尿酸高是机体代谢异常的特征之一,表明在尿酸代谢方面出现一定的问题。尿酸有一个典型的特征就是难溶于水,容易在人体的关节等软组织里结晶,一旦结晶过多就会引发免疫系统发硬,从而引发痛风。这才是让人望而生畏的地方,毕竟痛风的“痛”足以让人崩溃。
01. 嘌呤的来源与控制
• 从头合成:利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料,比如天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2及甲酰基等,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸。
• 挽救合成:利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应过程,合成嘌呤核苷酸。这两条途径相互协调,共同维持体内在各种生理状况下的嘌呤含量。
在食物中,嘌呤是一种常见的有机分子,是构成DNA和RNA的基本结构单元之一。含嘌呤的食物如肉类、内脏、海鲜等摄入人体后,其中的核酸会在消化过程中逐步分解为嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸,然后进一步被水解生成碱基和核糖,这些碱基最终会被氧化成尿酸,完成嘌呤的代谢过程。
通常情况下,由机体自行合成的内源性嘌呤代谢产生的尿酸,占人体总尿酸水平的70%-80%,而外源性嘌呤代谢产生的尿酸,仅占人体总尿酸水平的20%-30%,这就是为什么有一些患者即便严格控制了高嘌呤食品的摄入,依然无法控制尿酸水平的原因。此外,有一些食物也会影响尿酸的代谢,比如含糖饮料中的果糖会促进腺嘌呤核苷三磷酸降解为腺苷磷酸,升高血尿酸水平。同时,果糖磷酸化过程中,导致过量的单磷酸腺苷在酶解过程中转化为尿酸。
而饮酒更是导致尿酸高的一个重要元凶,乙醇代谢可以让血乳酸浓度增高,乳酸与尿酸在肾小管竞争性排泄,会降低尿酸的排泄;而且啤酒中富含易于吸收的鸟嘌呤核苷酸,增加尿酸的生成。所以说,对于高尿酸患者一定要控制高嘌呤食物的摄入。在官方层面,还对预包装低嘌呤食品制定了相应的标准QB/T5888-2023,要求嘌呤含量≤50mg/100g。
02. 尿酸的微生物干预
而如今,随着肠道微生物学的兴起,对于嘌呤的控制似乎有了更好的选择,现在已经有很多研究显示,通过增强肠道益生菌对食物来源嘌呤的降解,可以有效提升尿酸控制的水平,是尿酸控制的一种新策略。
乳酸菌是人体肠道内的有益菌群,具有分解、产生营养物质的能力,它们自身的吸收和转化也能给人体带来更多的益生作用。许多研究显示,乳酸菌对嘌呤的吸收、嘌呤代谢中间产物次黄嘌呤核苷、鸟嘌呤核苷等的吸收,以及对尿酸的吸收等方面都有显着作用。随着乳酸杆菌等有益菌群数量的减少,尿酸的处理能力也随之下降。
然而,嘌呤在肠道的降解依赖氧气,与人体肠道的厌氧环境不兼容,且通路中有的酶需要复杂的金属辅基,无法异源过量表达。常规乳酸菌等微生物在降低尿酸方面的作用是一个缓慢的过程,并且乳酸菌的定植会酸化尿液,更易于尿酸盐结晶的形成,因此对于益生菌的开发成为突破嘌呤降解限制的重要途径,而这条途径现在已经被打通。
天津大学发表在《细胞化学生物学》期刊上的研究论文显示,在微生物中发现并表征了不需要氧气的嘌呤降解新通路,用该通路关键酶改造的工程益生菌掺入到食物中喂养果蝇痛风模型,显著降低其尿酸水平,并延长其寿命;《细胞·宿主&微生物》期刊上发表的威斯康星大学的论文得出了同样的结论,实验通过鉴定厌氧环境下以尿酸等嘌呤作为碳和能量来源的肠道微生物,以及编码嘌呤降解关键步骤的基因簇,将微生物移植到小鼠肠道。结果表明,与常规饲养的小鼠相比,无菌小鼠盲肠/粪便中大多数嘌呤水平降低,只有尿酸和尿囊素的水平增加,同样的,无菌小鼠血浆中尿酸的水平也显著增加。因此,肠道微生物可能能够调节肠道和全身嘌呤的水平。
肠道是嘌呤稳态的关键器官,膳食嘌呤在肠道中被吸收,肠道微生物产生并回收其合成代谢所需的嘌呤,并且有约30%身体代谢产生的尿酸会分泌到肠道中。实际上,目前的研究在许多习以为常的发酵食品中也分离出了能够降低饮食嘌呤的菌株,比如西北传统发酵食物浆水面、广西特色食品发酵米粉等,这也间接印证了该类益生菌的安全性,也为相关益生菌产品的推出打下了重要基础。
文章来源:食物嘌呤降低新策略,益生菌有待深耕 食品加工包装在线