血清同型半胱氨酸、叶酸、维生素B12水平与脑血管病的关系

陈晓迪，彭俊阳，李爱丽

（吉林大学第二医院神经内科，吉林长春130041）

血清同型半胱氨酸、叶酸、维生素B12水平与脑血管病的关系

陈晓迪，彭俊阳，李爱丽

（吉林大学第二医院神经内科，吉林长春130041）

脑血管病（cerebrovAscular diseAse，CVD）是脑血管病变所引起的脑功能障碍，近年来CVD的发病率逐年增高并且表现出明显的年轻化趋势。1969年Mc Cully对2例患有高同型半胱氨酸血症（Hyperhomocysteinemia，HHcy）的儿童进行尸体解剖发现广泛的动脉血栓和动脉粥样硬化（atherosclerosis，As），并发现高胱氨酸尿症和胱硫醚尿症可引起全身As并促进血栓形成，从而提出了同型半胱氨酸与As可能有关的观点［1］。多年来在此基础上国内外学者对血清同型半胱氨酸（Homocysteine，Hcy）进行了多项研究，并表明Hcy与CVD有关。1999年Hcy被WHO列为心脑血管疾病可控的危险因素。叶酸、维生素B12是Hcy代谢的维生素类辅酶，两者与Hcy的代谢有关。

1 Hcy、叶酸及维生素B12的生物学特性

1.1 Hcy代谢及生物学特性

血清Hcy是同型半胱氨酸、同型胱氨酸、同型半胱氨酸－胱氨酸混合物的总和。Hcy是一种含硫基的非必需氨基酸，人体无法合成，只能通过食物中的蛋氨酸在肝脏、肌肉及其他组织中去甲基化转变而来，是蛋氨酸代谢循环的重要中间产物。正常人空腹Hcy血浆浓度为5－15μmol／L，由于各种原因导致的Hcy浓度持续高于正常值，即可称为HHcy［2］。蛋氨酸可在ATP及甲基转移酶的作用下转化为S－腺苷Hcy，最终生成Hcy。Hcy代谢途径有3种①转硫化途径：在胱硫醚B合成酶催化下，以维生素B6为辅酶，Hcy可以和丝氨酸缩合形成胱硫醚。②直接释放到细胞外基质：Hcy可以直接释放到细胞外基质中，细胞外Hcy的增加可反映细胞内Hcy生成和代谢的紊乱。③再甲基化途径：在甲硫氨酸合成酶作用下，以亚甲基四氢叶酸为甲基供体，在维生素B12的辅助下，再甲基化形成甲硫氨酸，此过程可发生在任何组织中。而当甲基供体是甜菜碱，在甜菜碱Hcy转化酶催化下完成甲硫氨酸合成Hcy的途径仅肝脏发生［3，4］。

1.2 叶酸生物学特性

叶酸由蝶啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸结合而成，是一组化学结构相似、生化特征相近的化合物的统称［5］。叶酸由a－氨基－4－羟基蝶啶与对氨基苯甲酸相连接，再以－NH－CO－键与谷氨酸连接组成，是一种黄色或橙黄色的晶体或晶体粉末，无臭无味，无固定熔点，当加热到250°时即可分解。叶酸溶于热水及碳酸钾等碱性溶液，微溶于水。在酸性环境中稳定，PH＜4.5时被完全破坏，强光易分解［6］。

1.3 维生素B12生物学特性

维生素B12是人和动物体内非常重要的水溶性维生素之一，参与体内一碳基团的代谢，主要起转移甲基的作用。体内缺乏时会导致食欲下降、贫血、表皮炎、毛发粗糙、废绝以致死亡。维生素B12为深红色结晶体，熔点高，无臭无味，溶于水、乙醇，不溶于氯仿、乙醚，结构性质稳定；在中性溶液中耐热、酸、碱，日光、氧化剂和还原剂均能使其破坏［7，8］。

1.4 叶酸、维生素B12与Hcy在体内含量的关系

Hcy水平与叶酸和维生素B12有关，叶酸是甲基的间接供体，维生素B12是蛋氨酸合成酶的辅酶，二者缺乏可阻碍蛋氨酸代谢，造成Hcy的蓄积。Hcy的浓度与维生素B12、叶酸浓度呈非线性负相关，维生素B12、叶酸摄入不足可导致Hcy的增高，通过饮食或增加维生素B12及叶酸的摄入量可降低Hcy水平，从而降低CVD的发病率［9］。薛琴等发现随着大鼠血清叶酸浓度降低，血清Hcy水平逐渐升高［10］。庄爱霞等发现服用叶酸、维生素B12可使Hcy水平明显下降，第12月最明显，第23、36个月效果降低［11］。Riggs KM等发现叶酸、维生素B12与血清Hcy水平呈负相关［12］。为研究三者之间的关系汤群等应用高效液相色谱（HPLC）荧光检测法测定688个正常人血浆Hcy水平，用放射免疫方法测定叶酸及维生素B12水平，用96孔板微生物学法测定血清维生素B6水平提示：血浆Hcy水平与维生素B12及叶酸水平呈负相关。HHcy患者较非HHcy血症者血清维生素B12、叶酸水平明显降低［13］。John Gommans等人发现服用维生素B12的人群比服用安慰剂的人群血清Hcy水平低3.8μmmol／L［14］。多项研究表明叶酸及维生素B12在多种CVD患者体内均与血清Hcy呈负相关，且补充叶酸、维生素B12在这些疾病的治疗中均有积极意义。

2 Hcy引起CVD的机制

HHcy导致CVD的机制较为复杂，目前尚不十分清楚，可能与刺激血管平滑肌细胞增殖氧化、内皮损伤和功能失调、体内凝血纤溶系统失衡、影响脂质代谢等有关。

2.1 血管内皮损伤

国内外多项研究均表明Hcy对血管内皮有损伤作用。Daoyin Dong通过将人脐静脉内皮细胞（HUVECs）暴露在0.01、0.1、1mM的Hcy中发现随着浓度的升高HUVECs存活率不断降低而凋亡率不断升高，经过深入研究发现Hcy可以引起细胞内铜分布异常，并且影响铜伴侣蛋白COX17的活性从而导致细胞色素c氧化酶的丢失及线粒体膜电位崩溃从而导致线粒体功能障碍及血管内皮的损伤［15］。Stranger O等人研究发现Hcy能降低谷胱甘肽过氧化物酶在细胞内的浓度，造成NO氧化失活，导致H2O2、脂质过氧化物等在血管内皮细胞内蓄积，进而造成血管内皮细胞的损伤［16］。国内有学者通过连续4周给大鼠服用高剂量蛋氨酸的饲料成功诱导HHcy，并发现血浆NO水平明显降低和内皮依赖性的血管舒张功能明显受损［17］。有研究表明Hcy可以通过脂质磷酸化，激活蛋白激酶C，使C－fos和C－mys在血管内皮平滑肌细胞中表达，导致血管内皮细胞、平滑肌细胞增生［18］。张向阳、加娜提等发现HHcy患者，血浆内皮素I升高而NO水平降低，两者之间的动态平衡被打破，证实血管内皮功能受损与Hcy有关［19］。

2.2 脂质代谢异常

刘伟彦，管学能等检测160例急性脑梗死患者的Hcy及血脂水平并发现轻中度HHcy脑梗死患者脂质代谢无明显异常而重度HHcy脑梗死患者血浆HDL及ApoaI浓度明显降低，从而发现Hcy可影响脑梗死患者脂质代谢［20］。Lu Hao等发现Hcy和脂质代谢异常在中风的发病中起协同作用［21］。血清Hcy主要以氧化形式存在，可促进脂蛋白沉积和泡沫细胞的形成；Hcy还可与LDL载脂蛋白B的游离氨基酸形成肽键半胱氨酸，导致细胞摄取并聚集LDL、胆固醇。Hcy促进氧化LDL的生成，引起血管内皮细胞直接损伤，加速泡沫细胞的生成。

2.3 平滑肌细胞增生

平滑肌细胞增生并向内膜下迁移是As发生的中心环节及动脉硬化性疾病的显著特征。Shirpoor等对大鼠的实验表明乙醇可以通过增加Hcy以及氧化型LDL的浓度增加大鼠主动脉平滑肌细胞的增生［22］。国内有研究通过3H－TdR掺入、血小板衍化生长因子（PDGF）、血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）生物活性检测，观察Hcy对平滑肌细胞增殖、PDGF和AngⅡ的影响，发现Hcy可以促进平滑肌细胞增殖，使平滑肌细胞分泌PDGF、AngⅡ增加，二者均有剂量效应关系，提示Hcy促进血管平滑肌细胞增殖是通过促使PDGF、AngⅡ分泌增加实现的［23］。

2.4 凝血功能异常

有学者认为血浆Hcy浓度同凝血因子Ⅷ、vWF和凝血酶－抗凝血酶复合物水平呈正相关。正常的红细胞在电镜下呈双凹圆盘状，且很少被乳凝集素标记，Rui Xie等用不同浓度的Hcy（8，20，80，200，800μmol／L）处理红细胞24小时，通过Alexa Fluor 488－lactadherin检测磷脂酰丝氨酸的暴露及红细胞来源微粒释放发现磷脂酰丝氨酸及红细胞来源微粒在Hcy的促凝活性中其关键作用。实验发现随着Hcy浓度升高，被标记的红细胞逐渐增多，且有浓度依赖性，在Hcy达到800μmol／L标记率达5%；Hcy可改变红细胞超微结构，出现尖刺状突起物；凝血时间随着Hcy浓度的升高而缩短［24］。国内有研究也表明HHcy患者As斑块的形成与患者体内凝血因子水平改变有一定的相关性［25］。

3 CVD患者血清Hcy、叶酸及维生素B12含量的变化

有研究表明HHcy与As关系密切，大约42%CVD患着伴有HHcy［26，27］。Sachdevp对1966至2002医学文献数据库、期刊报道、医学文摘数据库中有关Hcy的文章进行分析，发现HHcy可引起大脑受损、精神异常，提高多种CVD的发病率［28］。Elif Unal等对44名脑卒中患者和33名健康对照者进行Hcy浓度检测，发现脑卒中患者血清中Hcy为17.7 ±7.5，高于对照组14±7.2［29］。Poddar R等发现HHcy与其他致血栓因素共同导致As及缺血性脑卒中［30］。杨秀荣、刘志军研究446名体检者血清Hcy水平发现在高血压、冠心病及脑卒中患者血浆Hcy水平均较对照组高，冠心病及脑卒中组Hcy水平高于高血压组，冠心病组与脑卒中组Hcy水平未见明显差异［31］。Lenicek Krleza J在研究克罗地亚儿童脑卒中和TIA病因时发现Hcy在发病儿童中普遍升高，说明Hcy升高与TIA和儿童脑卒中有关［32］。张继龙、朱遂强检测58例脑出血患者血清Hcy、叶酸、维生素B12显示脑出血患者血清Hcy水平明显高于对照组，而叶酸、维生素B12明显低于对照组［33］。冯毅等检测251例经CT确诊脑出血患者血清Hcy水平显示有222例患者高于正常值范围，男性120例，检出率93.2%，女性102例，检出率84.2%［34］。通过对家族型HHcy成员检测Shen HC等发现导致脑血管静脉窦血栓形成最可能的原因是血脂及Hcy代谢异常［35］。经过对1966－2013年联机医学文献分和监测系统及1980－2013年医学文摘资料库等数据库有关脑静脉血栓形成文章的分析Lauw MN等认为脑静脉血栓的发生与Hcy有关［36］。Cantu C等对59名大脑静脉血栓患者进行血清Hcy检测得出相似的结论［37］；可见Hcy与大脑静脉血栓形成关系密切。有研究认为Hcy升高是血管性痴呆的危险因素，与认知功能损害有关［38］；GislAson TB研究发现Hcy导致血管性痴呆的机制可能是Hcy能激活N－甲基－D－天冬氨酸受体，诱导海马神经元凋亡［39］。

4 影响Hcy水平的因素

血清中80%的Hcy以二硫键与蛋白质结合，大部分未结合的Hcy以胱氨酸或半胱氨酸－同型半胱氨酸形式存在，游离状态很少，统称为总Hcy。影响Hcy水平有以下几个因素。

4.1 饮食、营养及环境因素

侯玥测定天津、广州、成都三座城市的138名高级知识分子的血清Hcy水平，发现天津受试者的血清Hcy平均水平最高，广州最低，提示地域环境及饮食习惯与血清Hcy有关；还发现40－49岁组受试者血清Hcy水平最高；男性血清Hcy平均水平高于女性；知识分子血清Hcy水平高于普通人，推测应激、性别、年龄均能影响体内Hcy水平［40］。Dierkes等认为血浆Hcy在性别间的差异可能与性激素有关［41］。Panagiotakos DB等的研究发现在排除遗传因素的干扰下营养状况及外界环境因素与血清Hcy水平关系密切［42］。多项研究表明经常引用咖啡、吸烟的人群Hcy水平容易升高；但是不影响叶酸、维生素B12、维生素B6的浓度［43、44、45］。

4.2 遗传基因

遗传基因为影响Hcy水平的不可控因素。Basil PaulK发现Hcy浓度存在昼夜规律，且这种规律与hCLOCK基因有关［46］。经研究Sibani S发现亚甲基四氢叶酸还原酶（MTFHR）在Hcy的代谢中起重要作用，MTFHR缺乏是遗传性叶酸代谢障碍的常见原因，并发现有24个基因位点的突变可以引起MTHFR异常；其中N端的两个位点（1762A－＞T，1134C－＞G）；C端的四个位点（1727C－＞T，1172G－＞A，1768G－＞A，and 358G－＞A）对MTHFR影响较大［47］。

5 存在的问题

尽管目前Hcy作为CVD的一项独立危险因素已得到许多学者的认可，但是仍有学者提出质疑。Sepulveda－Sanchez JM等认为As与Hcy升高无明显关系，而是脑卒中极其危险因素（如高血压、糖尿病等）导致Hcy升高，同时发现叶酸、维生素B12可以降低血清Hcy水平［48］。因此HHcy可能既是CVD病因，又是结果。目前对Hcy致脑血管疾病的机制尚不十分明确。大部分学者认为补充叶酸和维生素B12能降低血清Hcy的浓度，但是其对降低CVD发生率的研究尚不明确。因此继续对Hcy、叶酸、维生素B12进行深入的研究对预防控制CVD具有重要的意义。

综上所述Hcy是甲硫氨酸代谢的中间产物，其本身并不参与蛋白质的构成，因具有直接引起促进氧化LDL形成、血管内皮损害、血管平滑肌细胞增殖、血小板聚集等作用而促进As的发生，是引起脑血管疾病的独立危险因素。血清Hcy的水平与遗传代谢、饮食营养、性别、地域等环境因素有关。总之HHcy与多种CVD的发生有关，而叶酸、维生素B12缺乏可导致HHcy。因此研究Hcy的代谢对研究CVD的发生和防治都具有重要的意义。

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陈晓迪（1990－），男，医学硕士，主要从事脑血管疾病的研究。

2014－03－06）

1007－4287（2015）02－0334－04

文章编号：1007－4287（2015）02－0338－03