羟基甲基丁酸盐HMB的临床
2018-5-19 来源:本站原创 浏览次数:次β-羟基-β-甲基丁酸(β-hydroxy-β-methylbutyr–ate,HMB)是一种五碳有机酸,是必需氨基酸亮氨酸在体内通过其代谢产物α-酮异己酸(α-ketoiso-caproicacid,α-KIC)产生的一种衍生物。亮氨酸无法在人体内自行合成,必须由外界摄取,80%的亮氨酸被用于蛋白合成,剩余的代谢后产生少量的。一个体重70千克的成年人一天只能产生0.2-0.4gHMB。
近20年前,NissenS等初次发表文章称补充亮氨酸的代谢物HMB的同时进行阻抗训练可以改善蛋白质平衡,并增加瘦体重和力量,且呈剂量依赖性。
此后,HMB被多次证实有强大的强健效果,未进行训练的对象在补充HMB短短3周后就增加了瘦体重和力量。
HMB最初主要被使用在动物饲养上,后来被广泛用于健身运动,而最近,HMB及其与其他营养物质的联合应用已经被使用于临床治疗肌肉消耗,包括慢性阻塞性肺部疾病(chronicob-structivepulmonarydisease,COPD)、肿瘤、艾滋病等慢性疾病及严重创伤等急性原因造成的肌肉消耗。
尽管如此,HMB在疾病治疗上的使用依然缺乏足够的度。因此,本文就HMB在疾病状态下的作用效果作一个回顾性的调查总结,以期启发HMB未来在医疗领域的更广阔的应用。
HMB的来源及代谢途径HMB可以通过亮氨酸的代谢,由动物和人类自然产生。而机体的亮氨酸供给依赖于外源(饮食)或内源性(蛋白分解)来源两种途径。首先,亮氨酸在肌肉的细胞质和线粒体中转氨基为KIC(图1)。但是,大部分KIC的氧化反应发生在肝脏中。在肝线粒体中,KIC经由支链酮酸脱氢酶(branchedchainketoaciddehydrogenase,BCKAD)不可逆地被氧化为异戊酰基辅酶A(isoamylacylCoenzymeA)。在线粒体内进步分解代谢产生其它代谢物,形成β-羟基-β-甲基戊二酰辅酶A(β-hydroxyl-β-methylglutaricacidacylcoenzymeA,HMG-CoA),最终得到的乙酰乙酸醋(acetoacetate)和乙酰辅酶A(acetyl-coenzymeA,AcetylCo-A)。
仅有5%的亮氨酸和KIC通过另一种胞质代谢途径产生了HMB。而此种代谢途径早在年就被Sanboum提出了。在这个替代的代谢机制中,KIC在肝脏的胞质中或其他组织中通过KIC加双氧酶(ketoisocaproicaciddioxygenase)被氧化成HMB,与代谢途径中的其他酶不同,这种酶需氧。无论外源性或是内源性的HMB有10%-40%随着尿液排出体外,剩下的HMB再进一步代谢,最终生成胆固醇,参与修复细胞膜。
HMB的安全性与作用机制作为一种膳食补充物,HMB的安全性受到了广泛,有大量的实验证明其安全无虞。早期的动物实验中,给体重20千克的猪使用的HMB剂量是克/天,这几乎是人类使用量的倍。人类HMB的常见使用量为2-3克/天。在FitschenPJ等人的实验中,实验对象在长达一年的服用过程中并未产生不良反应,但是仍需要对长期使用的安全性进行研究。
HMB在人体内的作用机制十分复杂,如图2所示。细胞实验显示HMB可以减少蛋白质的降解,而关于HMB增加蛋白质合成的作用机制却并不明朗。此外,HMB可以减少COPD患者的炎症反应,但是这一机制究竟是如何发生的,亦不明确。
总的来说,HMB可能通过减少炎症反应来增加蛋白的合成,增加胰岛素生长因子(insulin-likegrowthfactor-1,IGF-1)并通过激活雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycin,mTOR)增加蛋白质转化。此外,HMB也可能通过负调节泛素-蛋白酶体通路以及减弱半胱天冬酶的活性来减少蛋白质分解。另外,HMB可能增加卫星细胞活性,增强肌肉再生能力。
HMB在临床上的应用