于嘉屏：尿有机酸检测的临床意义

疲劳，体重减轻损耗，超重或代谢综合征
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有机酸
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能量产生
糖、脂肪酸、 氨基酸代谢
能量中心路径中的有机酸
பைடு நூலகம்6/18/2015
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能量产生
食物
CO2 + H2O + Urea
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+ ATP
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能量和生命大观
化学废弃物 —二氧化碳 化学能量 —糖类 —水 热能
• Val、Leu和Ile转化为相应的α-酮酸，这些酮酸通过大分 子酶复合体进一步代谢—BCKA 脱氢酶，它需要硫胺素，核 黄素，烟酸，叶酸和泛酸 (B5). • 没有这些B族维生素,酮酸不能被代谢并在尿中出现.这些化 合物的弱代谢可导致能量产生衰弱和氨基酸的不足应用.
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2. B族维生素状态
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2. B族维生素状态
B族维生素不足可转化为 • • • • • • • • 疲劳和缺乏活力 降低处理压力的能力 情绪失衡和睡眠失调 降低专心和记忆 血糖调节困难 皮炎和皮肤疾病 贫血 心血管疾病
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2. B族维生素状态
% Intensity
50
Gln Ala Val Cit Gly Met Val Ser Gly
140 160 180 200 m/z,220 amu 240 260 280 300
尿有机酸分析
• 非特异性症状难诊断：疲劳乏力、情绪障碍、思维混乱、 身体不适、肠胃不适、关节酸痛、或睡眠周期紊乱时。 • 有机酸检测有助于深入了解原因。 • 帮助医生定制个体化营养计划，帮助纠正不良的代谢。
尿有机酸列表
香草基扁桃酸 高香草酸 Vanilmandelate Homovanillate Kynurenate Picoinate Quinolinate VMA HVA
5-羟吲哚乙酸
犬尿喹啉酸 吡啶甲酸 喹啉酸
5-HIAA
3. 神经递质
应激神经递质的合成
苯丙氨酸
酪氨酸
肾上腺素
香草扁桃酸
去甲肾上腺素
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Sobreira et al; 1997 Neurology
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1. 线粒体功能评估
柠檬酸 (Krebs) 循环
草酰乙酸
柠檬酸
铝，汞，砷，锑
苹果酸
顺乌头酸
铝，汞，砷，锑
延胡索酸
铝
异柠檬酸
琥珀酸
汞，砷，锑
α-酮戊二酸
1. 线粒体功能评估
柠檬酸 (Krebs) 循环
细胞能量和线粒体代谢
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什么是有机酸
• 有机酸是产生于主要能量产生路径、解毒、神经 递质分解、小肠微生物活动过程中的代谢中间产 物 有机酸试验–帮助展现在代谢水平的活性和变化， 帮助医师发现隐藏的问题和查明哪里是治疗的焦 点
•
—COOH
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有机酸试验与健康的关系
线粒体 功能失调
维生素B 代谢缺陷
柠檬酸
顺乌头酸 异柠檬酸 α-酮戊二酸 琥珀酸 焦磷酸 苹果酸 羟甲基戊二酸
Citrate
Cis-aconitate Isocitrate α-ketoglutarate Succinate Fumarate Malate 3-OH –3-Methyl glutarate HMG AKG
能量代谢
1. 线粒体功能评估
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3. 神经递质
情绪神经递质: 5-羟色胺
5羟色胺
色氨酸
5-HIAA
5-羟吲哚乙酸 犬尿氨酸 犬尿胺
3-羟基犬尿胺 喹啉酸
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黄尿酸
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3. 神经递质
情绪神经递质: 5-羟色胺
5-羟吲哚乙酸 (5-HIAA)或5-羟色胺—被认为是“幸福”神 经递质，它调节情绪、满足和睡眠. 低水平的5-HIAA—忧郁,情绪异常和睡眠障碍或失眠. 高水平的5-HIAA—病人具有5-羟色胺或Trp；前夜摄入富 含Trp的食物. 很高水平的5-HIAA—能作为类癌瘤的指标，当饮食中不补 充色氨酸时。推荐24小时尿5-HIAA
•
适用人群：疲劳、头痛、焦虑、情绪异常、注意和记
忆障碍、睡眠异常、抑郁症、高血压、恶心、反胃、腹胀 和胀气、便秘、血糖代谢紊乱、体重增加、炎症、自身免 疫性疾病、肌肉和关节疼痛、肝病、皮炎、多种化学物质 的敏感性、痤疮/湿疹、老化加速等。
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尿有机酸分析
第一次晨尿
临床相关
• 是线粒体能量产生不利的影响? • 有功能营养缺失? • 有在肠道或全身细菌和真菌过度生长的相关症状? • 有过度毒素装载而不利的影响解毒能力? • 神经递质
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1. 线粒体功能评估
柠檬酸 (Krebs) 循环
• 这些代谢物的升高表明线粒体功能失调，新生 儿代谢障碍，CoQ10缺乏，B族缺乏，等… • 如果CoQ10正常，上面那些极高水平能作为大 问题的信号，如重金属攻击电子传递链（ECT）
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他汀类药(-)
羟甲戊酸
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1. 线粒体功能评估
提示肉碱或核黄 素的缺乏 影响线粒体的能 量生成，出现精 力下降或表现疲 劳，也是肥胖的
一个潜在原因。
L-肉碱和疲劳
肉碱能改 善疲劳症 状。 在所有补 充疗法中， 肉碱是最 有潜力的。
肉碱：
L-β羟-γ三甲氨基丁 酸
1. 线粒体功能评估 糖类代谢
1. 线粒体功能评估
如果丙酮酸升高，考虑 -Vit B1 和 B3 -叶酸 • 丙酮酸脱氢酶需要B族维生素为辅因子,升高的丙酮酸可 作为B族维生素需要的指示 Naito et al ; 1998 Eur J Pediatrics 如果乳酸升高，考虑 -CoQ 10 -生物素 -叶酸 -酒精摄入过多 • 当乳酸升高时 ， CoQ10补充已被发现有效
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2. B族维生素状态
与有机酸相关的辅因子需求
• B1：（升高）α-酮异戊酸、 α-酮异己酸、酮-α-甲基戊 • 酸、AKAA、草酸、丙酮酸 • B2：（降低）乳清酸、MHPG、香草扁桃酸、戊二酸 （升高）丁二酸α-酮异戊酸、α-酮异己酸、酮-α甲基戊酸、AKAA、乳清酸、丙酮酸 • B3：（降低）喹啉酸、乳清酸、戊二酸 （升高）α-酮异戊酸、 α-酮异己酸、酮-α-甲基戊 • 酸、AKAA、丙酮酸 • B6: （降低）α-酮异戊酸、 α-酮异己酸、酮-α-甲基戊 • 酸、 4-HPPA、尿黑酸、草酸、5-羟吲哚乙酸 （升高）乳清酸、草酸、犬尿酸
尿有机酸检测及临床意义
于嘉屏
质谱技术应用于医学检验
LC-MS：液相色谱-质 谱联用仪
GC-MS：气相色谱质谱联用仪
质谱技术应用于医学检验
特点：
• • • • • 色谱——分离化合物 质谱——按离子的质荷比分析物质 一次可分析多种化合物 准确、特异、灵敏度高 金标准
100
Pro
INTERNAL STANDARDS Ala Leu + Ile Leu Phe Tyr Tyr Glu AspGlu Phe
脂肪酸代谢
1. 线粒体功能评估
肉碱缺乏的影响 从脂肪酸最有效的 产生能量的途径 （ATP）是通过线 粒体中的β-氧化. 肉碱和维生素B2在 运输这些脂肪酸穿 过线粒体膜时是必 需的.
己二酸 辛二酸 乙基丙二酸
如果尿中己二酸、辛二酸和乙基丙二酸升高，则告诉我们脂肪 没有到达线粒体，这样导致能量产生的下降和燃烧脂肪的问题 超重
毒素暴露
身体和精 神活动
肠功能 紊乱
有机酸
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有机酸分析原理
A
酶AB
B
酶BC
C
酶CD
D
具有充足的营养
营养不足阻断反应
A
营养不足
酶AB
B
酶BC 尿中
C
酶CD
D
A
有机酸分析原理
• 甲基丙二酸（维生素B12缺乏标志物）
尿排出 甲基丙二酸
Ile Val 奇数脂肪酸
缺乏B12
琥珀酸
CO2 + H2O + ATP
2. B族维生素状态
B族维生素标志物小结： • 丙酮酸：B1和B5 • α-酮戊二酸 • α-酮异戊二酸 • α-酮异己酸 • α-酮-β甲基戊酸 • 黄尿酸：B6 • β-羟异戊酸：生物素 • 甲基丙二酸：B12 • 亚胺甲基谷氨酸：叶酸
B1、B2、B3、B5、叶酸
3. 神经递质
神经递质是通过神经元在一 个方向与其他神经元交流的 化学信使。单向传输是需要 多神经元路径如从大脑或到 大脑。神经元间的交流伴随 着对特殊化学信使受体的识 别，神经递质-受体
VMA
多巴胺
高香草酸
HVA
去甲肾上腺素- VMA (香草扁桃酸) – 应激响应. 多巴胺- HVA (高香草酸 )- 应激响应 , 记忆, 运动和情绪
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3. 神经递质
低水平的HVA和VMA—忧郁, 睡眠障碍, 焦虑和疲劳.
高水平的VMA和HVA—慢性应激响应, 升高的皮质醇或药 比如咖啡因、麻黄素、麻黄碱和可卡因. 很高VMA—可能原始神经母细胞瘤. 镇定草药和营养如红 景天、γ氨基丁酸、甘氨酸或茶氨酸, 都被有效地使用 来减少这些神经递质的水平。如果VMA很高与HVA相关,指 示排除肿瘤的生长
神经递质
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中枢神经系统症状
感知改变：疲劳，疼痛 神经认知改变：注意力， 记忆 情绪变化：沮丧，焦虑 睡眠障碍
神 经 递 质 功 能
3. 神经递质
去甲肾上腺素
警觉 专心 活力
焦虑 冲动 兴奋
情绪 感知功能
5-羟色胺
着迷 强迫记忆
注意 愉悦 感谢 积极
食欲 性侵犯
多巴胺
3. 神经递质
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1. 线粒体功能评估
柠檬酸 (Krebs) 循环
• 细胞能量代谢物的不平衡与神经退行性 疾病相关联— 自闭症（Autism）,阿尔 兹海默病（Alzheimers）,帕金森病 （Parkinsons）, 慢性疲劳, 加速细胞 分解和不健康的衰老
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1. 线粒体功能评估
叶酸状态 尿亚胺甲基谷氨酸 (FIGLU) 是一标 志物。FIGLU的代谢需要叶酸, 如果没有足够的叶酸， FIGLU在尿中出现
谷氨酸 亚胺甲基转移酶
L-组氨酸
亚氨甲基谷氨酸 (FiGlu)
谷氨酸
叶 酸
功能性叶酸标志物
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2. B族维生素状态
叶酸或B12 是甲硫氨酸 合成酶的辅 酶。缺乏导 致同型半胱 氨酸升高
尿有机酸列表
α-酮异戊酸 α-酮异己酸 α-Keto Isovalerate α-Ketoisocaproate AKIV AKIC 硫胺素、硫辛酸 B1
α-酮甲基戊酸
黄尿酸 β-羟基异戊酸
α-Keto Methyl Valerate
Xanthurenate β-Hydroxy-Isovalerate
有机酸分析原理
• 功能性叶酸标志物
His
功能叶酸标志物
亚胺甲基谷氨酸
谷氨酸亚胺甲基转移酶
FIGLU
叶酸
谷氨酸
有机酸分析
分解为五大类 1. 线粒体功能和评估
2. B族维生素标志物
3. 神经递质代谢标志物 4. 毒素和解毒标志物 5. 小肠失调标志物
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1. 线粒体功能评估
• 线粒体是细胞动力室，它们从吃的脂肪、糖和 蛋白质产生能量 • 有机酸试验评估我们线粒体是如何从食物产生 能量的 • 信息可被病人用于:
—脂肪
—其它 热能
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阶 段
1
能 量 代 谢
阶 段 2 阶 段 3
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1. 线粒体功能评估
尿有机酸列表
辛二酸 乙基丙二酸 Suberate Ethylmalonate 脂肪酸代谢
己二酸
丙酮酸 乳酸 β-羟基丁酸
Adipate
Pyruvate Lactate β-hydroxybutyric acid BHBA 糖代谢
柠檬酸 (Krebs) 循环
• 任何代谢损伤、障碍或阻塞都可能会导致慢性 疲劳、肌肉疼痛和疲惫，加速细胞的凋亡和不 健康的老化。
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2. B族维生素状态
B族维生素是体内重要的辅因子 • 能量代谢 • 神经递质和激素产生 • DNA的激活 • 红细胞形成 在身体功能的重要性 • 免疫和神经系统功能 • 肾上腺功能 • 皮肤和肌张力的维持
2. B族维生素状态
与有机酸相关的辅因子需求
• B12： （升高）MMA、3-HPA • 叶酸： （升高）FIGlu、乳清酸 • 硫辛酸：（降低）戊二酸 （升高）AKIV、AKIC、AKBM、AKAA、丙酮酸 • Vc: （降低）尿黑酸 （升高）2-HPAA • Mg: （降低）焦谷氨酸、戊二酸 （升高）AKIV、AKIC、AKBM、3-HPA、喹啉酸、 AKAA、乳清酸、焦谷氨酸、丙酮酸 • Cu: （降低）尿黑酸 （升高）4-HPPA、MMA、3-HPAA
AKBM
B6 BHIVA 生物素，B7
甲基丙二酸
亚胺甲基谷氨酸 犬尿氨酸 泛酸 吡哆酸
Methyl Malonate
Kynurenate Pantothenate Pyridoxate
MMA
B12
B6
FIGLU 叶酸 B5 B6
2. B族维生素状态
α-酮异戊酸 α-酮异己酸 α-酮甲基戊酸
甲基丙二酸 β-羟基异戊酸