蛋白质、氨基酸不足和异常
蛋白质是我们机体所需要的重要营养素之一,它几乎参与细胞的一切功能,从细胞结构到功能活动,到细胞代谢废物的清除,体内毒素的排泄都离不开蛋白的作用。蛋白质是由氨基酸组成的。共有20种氨基酸,我们基本可以将这些氨基酸分为三组,即必需氨基酸、半必需(或有条件必须)氨基酸、非必需氨基酸。
必需氨基酸是指机体不能自行合成,必须从饮食中摄取的氨基酸。这些氨基酸有苯丙氨酸(phenylalanine)、缬氨酸(valine)、苏氨酸(threonine)、色氨酸(tryptophan)、蛋氨酸(methionine)、亮氨酸(leucine)、异亮氨酸(isoleucine)、赖氨酸(lysine)、组氨酸(histidine)共9个。半必需氨基酸是指在某些病理情况下机体不能合成,必须从食物中获取的氨基酸。有精氨酸(arginine)半胱氨酸(cysteine)、甘氨酸(glycine)、谷氨酰胺(glutamine)、脯氨酸(proline)、酪氨酸(tyrosine)共6个。非必需氨基酸指机体可以自行合成的氨基酸。有丙氨酸(alanine)、天冬氨酸(aspartic acid)谷氨酸(glutamic acid)、丝氨酸(serine)共5个。
只有当我们体内有各种适当足量的氨基酸机体才能合成各种蛋白质以满足各种功能活动。然而,近年来的研究表明自闭症患者体内缺少多种氨酸,有的氨基酸含量反而增加。
Georgianne L Arnold教授的团队采用了36位自闭症儿童,研究他们体内氨基酸的含量,其中有10位儿童的饮食限制麦麸蛋白(gluten)和酪蛋白(casein),26位儿童饮食不加限制。检测结果与年龄、性别相同的对照组比较。结果显示限制饮食的自闭症儿童血中必需氨基酸比对照组和非限制饮食的自闭症儿童都低,其中包括神经递质的前身酪氨酸和色氨酸。
色氨酸与大中性氨基酸的比例(Try/LNAA)被认为是脑内是否有足够色氨酸的有效指标。色氨酸是合成5-羟色胺的原料。研究表明自闭症患者脑内5-羟色胺活动障碍。为此PD Eufemia教授的团队采用40位自闭症儿童和46位对照组儿童进行了研究,看自闭症儿童血中的Try/LNNA比例是否异常。结果发现自闭症儿童血中的Try/LNAA比例与对照组相比明显降低。这也提示血中Try/LNAA比例降低,使脑内无足够的色氨酸作原料合成5-羟色胺,这可能是自闭症患者脑内5-羟色胺功能异常的机制之一。
为了进一步了解自闭症患者蛋白和氨基酸营养状况,Farida M EI Baz的团队近期进行了研究,并在2014发表了他们的研究结果。他们采用了20位自闭症儿童,20位年龄、性别相同的健康儿童作为对照。检测受试者血清中的氨基酸、尿素、氨和蛋白。结果显示自闭症儿童血清中必需氨酸明显减少,有亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸和;而色氨酸、缬氨酸、苏氨酸、精氨酸、赖氨酸和组氨酸减少不明显。非必需氨基酸中,羟脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸反而增加,而牛磺酸、天冬氨酰胺、丙氨酸、鸟氨酸没有明显变化。(https://www.daowen.com)
两组间的尿素、氨和血清总蛋白没有明显差别。但也有研究显示自闭症患者血清中总蛋白和氨升高,尿素降低。另有研究显示自闭症患者血清中兴奋性氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸增加。总之,自闭症患者的必需氨基不足是公认的。这就意味着这些患者体内没有足够的原料来合成功能蛋白,包括一些活性小分子肽、酶、细胞结构等。另外,神经递质、激素的合成都需要氨基酸为原料。
在近几年的研究中,科学家们注意到所有类型的自闭症患者机体都不能有效的处理金属。有些金属对机体是必需的,如铁、锌和铜,而另一些金属对机体则是有害的,如镉、汞、铝、铅。这些金属太多或太少对身体都不利。尽管我们没有完全明白其中的奥秘,然而众多的研究表明机体对这些金属的应用会对整个系统产生重大影响。所以,科学家们对一种金属结合蛋白称金属硫蛋白(metallothionein,MT)进行了研究。这种金属结合蛋白参与调节体内的锌、铜,并参与螯合重金属镉、汞和铅的排出,同时也协助机体的免疫功能、神经发育、心脏保护、脑细胞的保护、肝脏增殖,也在小肠帮助分解奶酪、蛋白和面麸蛋白。
MT的很大组成部分就是必需氨基酸中的半胱氨酸。整个MT就是由硫和蛋白构成,需要半胱氨酸、丝氨酸、赖氨酸、精氨酸、丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、苏氨酸、蛋氨酸参与其中,半数是必需氨基酸,1/3是含有硫的半胱氨酸。谷胱甘肽和MT都含有大量硫,硫是必需矿物质,即必须从食物中获取。硫参与许多酶反应,也参与神经系统的协调,帮助肝脏解毒等。
上面是提到的谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸、和甘氨酸组成的多肽,富含硫,在机体重金属排泄中发挥着重要作用。谷胱甘肽的还原(GSH)和氧化(GSSG)形式必须处于平衡状态才能发挥这一系统的排毒功能。然而,许多自闭症患者这一系统都处于过多氧化(GSSG)态。当体内过多GSSG时,会使过多的锌从MT中释放,这样就会抑制细胞的呼吸链和某些能量代谢中的酶。有研究表明,在抑郁症、两极型异常症、帕金森病、老年痴呆症和自闭症患者都有严重缺锌。正常情况下,体内的锌由MT结合和释放,如果体内过多铜、镉、汞和铅都会与锌竞争在MT上的结合。
有研究表明,自闭症患者常存在分泌素(secretin)减少的情况,这是一种由27个氨基酸组成的蛋白质,是在空腹时由胃分泌。分泌素可促进胃生产胃蛋白酶(pepsin),促进胰岛产生碱性消化液,促进肝脏产生胆汁。
临床观察及调查显示,自闭症患者多存在消化系统的功能异常,这些活性蛋白和酶的不足也是其中的原因之一。当消化障碍时,食物中的蛋白不能被彻底消化分解。未被消化分解成单个氨基酸的蛋白质是不会被机体利用来合成自身蛋白的,这包括细胞结构、酶、某些活性肽、激素等,从而造成机体功能蛋白缺少。未被完全消化的蛋白质在体内会激活免疫系统,引发过敏反应。长期蛋白缺少,会使机体产生功能障碍,引发疾病。