健康與藥物

簡介

牛奶

營養攝入對於最佳化運動和鍛鍊表現至關重要。適當的營養對於最佳化訓練適應也至關重要。營養攝入的時間對於最佳化對任何形式運動的適應是一個重要因素，在耐力和阻力運動後的恢復階段也發揮著重要作用。

牛乳製品是蛋白質、脂類、氨基酸、維生素和礦物質的重要來源。低脂牛奶具有許多特徵，表明它是一種重要的恢復飲料。它包含乳糖形式的碳水化合物，酪蛋白和乳清蛋白的比例允許緩慢的蛋白質吸收和持續的血氨基酸濃度，以及高濃度的電解質，有助於液體恢復。

越來越多的證據支援在運動後飲用低脂牛奶的有利性質，特別是對於堅持力量或耐力訓練方案的運動員。脫脂牛奶中的脂肪已被證明與市售運動飲料一樣有效，在某些情況下甚至更有效，用於促進力量和耐力運動後的恢復過程。牛奶還提供其他有助於恢復過程的營養物質和維生素，而這些物質在市售運動飲料中是找不到的。正是基於這些細節，牛奶已被證明是一種有效的運動後飲料，對於乳糖耐受者來說是市售運動飲料的替代品。

文章連結

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=18831752

維生素C

多型性與異生物質代謝酶 GSTP1-1 相關，與維生素 C (C) 和尿 C 排洩有關。這突出了在確定個人 C 需求時考慮基因多型性的必要性。

口服 DAsA 負荷後，C 進入血液和 C 排入尿液均迅速發生。雖然 C 排洩水平可能存在較大的個體差異，但由於穩態，血液 C 水平保持在相對較窄的範圍內。

吸菸者需要增加 C 攝入量。這使得吸菸者能夠維持與非吸菸者相當的體內 C 儲存量。這表明與異生物質代謝相關的酶中的多型性可能與尿 C 排洩的個體差異有關。

研究人員認為，僅靠 GSTP1-1 的多型性不足以解釋 C 代謝的個體差異。在考慮個體 C 需求和不足時，有必要納入其他基因和生活方式因素的多型性。為了進一步瞭解個體 C 代謝的差異，目前正在進行與其他多型性的關聯研究以及涉及 DAsA 攝入的長期負荷實驗。

文章連結

http://www.jstage.jst.go.jp/article/jnsv/54/4/54_315/_article

青國醬

青國醬補充劑導致參與肝臟脂肪酸氧化過程的酶和蛋白質的 mRNA 表達增加。因此，這種補充劑減少了高脂飲食小鼠體內脂肪的積累，並改善了血脂水平。

眾所周知，高脂飲食會導致整體體重增加、能量攝入增加和能量儲存效率提高。預計青國醬補充劑可以控制因不良飲食習慣而導致的冠心病的發生率。反過來，這應該鼓勵避免高脂肪、低膽固醇的飲食。

肝臟醯基輔酶 A 合成酶 (ACS) 表達水平的變化可能會調節使用脂肪酸生成和儲存能量的組織中醯基輔酶 A 的代謝波動。與食用正常或高脂飲食的小鼠相比，青國醬補充劑導致肝臟 ACS mRNA 水平更高。

青國醬補充劑導致脂肪酸可用性增加，進而誘導肝臟肉鹼棕櫚醯轉移酶-I (CPT-I) mRNA 表達增加。

青國醬補充劑上調解偶聯蛋白 2 (UCP2) mRNA。這種作用可能包括細胞 ATP 水平下降和代謝效率降低。這將支援由此產生的脂肪積累減少。

青國醬補充劑對高脂飲食小鼠的體重增加、附睪和背部脂肪量、血清和肝臟脂質譜具有明顯的益處。青國醬補充劑增強肝臟中脂肪酸 β-氧化。據信，這些作用歸因於青國醬調節與脂質代謝相關的蛋白質和酶的轉錄水平。

文章連結

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=18850232

個性化醫療

代謝組學：邁向個性化醫療

http://www.fda.gov/fdac/features/2005/605_metabolomics.html

摘要

本文旨在向公眾介紹代謝組學概念及其在現代醫學中的潛在應用。文章簡單解釋了代謝組學是如何誕生的（源於人類基因組計劃），以及它與蛋白質組學和基因組學的具體關係，以及科學家在該領域進行研究所使用的技術細節。目前，科學家正在監測人體體液樣本中代謝物的濃度，並試圖弄清楚代謝譜的變化意味著什麼，以便他們能夠開發出最適合每個人的藥物。這將節省成本（如果可以防止開發失敗的藥物），並可能挽救許多人的生命——研究表明，對某些藥物產生負面反應的人最常出現肝臟問題。

定義

代謝組學——對特定細胞過程留下的獨特化學指紋進行系統研究

代謝組學 - 對生物系統對病理生理刺激或基因修飾的動態多引數代謝反應進行定量測量

毒理學——研究化學物質對生物體的有害影響：症狀、機制、治療和中毒——尤其是在人類中

代謝物——代謝過程（包括中間體）的產物

NHGRI——美國國立人類基因組研究所——美國國立衛生研究院的一個部門，位於馬里蘭州貝塞斯達

代謝組——生物體中所有小分子代謝物的完整集合

相關性

本文透過提供補充資源和現實世界的應用與我們到目前為止所學到的知識相關。在課堂上，我們已經學習了一些代謝途徑，目前正在學習這些途徑的一些調節方式，但這篇文章解釋了對這些途徑及其產物和中間體的濃度進行研究是如何在某種程度上對藥物進行基因個性化的——降低副作用或傷害的風險，並可能提高藥物的有效性。

FDA

資源：http://www.fda.gov/fdac/features/2005/605_metabolomics.html

摘要

該網站的主要目的是讓人們瞭解代謝組學、其潛在益處以及可能面臨的挑戰。它還解釋了 FDA 在代謝組學中的作用。隨著新藥的生產和測試，FDA 將需要一種新的方法來評估代謝組學帶來的資料。如果使用代謝組學測試的藥物要推向公眾，那麼必須充分理解這一過程。

條款

代謝組學 - 研究生物體中所有由代謝產生的分子。

生物標誌物 - 用作生物狀態指標的物質

核磁共振 - 核磁共振

質譜 - 質譜法

國家毒理學研究中心 - 國家毒理學研究中心

相關性

在課堂上，我們一直在學習幾種代謝途徑及其產生的產物。一些代謝產物透過尿液、汗液或膿液從體內排出。代謝組學的研究重點是觀察分泌的不同代謝產物，例如葡萄糖，並利用對途徑運作方式的瞭解來確定身體是否正常運作。例如，如果尿液中葡萄糖過多，可能意味著該人有患糖尿病的風險。

司來吉蘭

司來吉蘭（左旋去甲安非他明）是一種基於機制的 CYP2A6 抑制劑，可抑制人和老鼠的尼古丁代謝。

http://jpet.aspetjournals.org/cgi/reprint/jpet.107.133900v1

摘要

我使用的另一篇文章是一項關於司來吉蘭及其代謝物對尼古丁代謝影響的研究。在這篇文章中，研究人員研究了司來吉蘭（左旋去甲安非他明），該藥物（截至 2007 年 12 月 7 日）處於臨床研究階段，被認為是一種潛在的戒菸藥物。在老鼠中，司來吉蘭被發現是肝微粒體中的一種強效尼古丁抑制劑，並且發現其幾種代謝物也抑制尼古丁代謝。使用肝微粒體是因為肝臟是體內尼古丁代謝的部位，因此體外效果將類似。該研究也在人體肝微粒體中進行了體外研究。司來吉蘭在人體中的效果似乎比在大鼠中更有效，因為它既是一種競爭性抑制劑，也是一種基於機制的抑制劑。當尼古丁進入人體時，它會與 CNS 型菸鹼受體結合，然後會提高多巴胺水平。司來吉蘭反過來作為多巴胺抑制劑發揮作用。

條款

微粒體：一種小的囊泡，來源於組織（如肝臟）機械破碎時產生的破碎的平滑內質網（SER）。

代謝物：是代謝過程的中間體和產物，或者說維持生物體存活的日常化學反應，在這種情況下，司來吉蘭被代謝成去甲司來吉蘭和左旋甲基安非他明。

多巴胺：一種激素和神經遞質，可以提高血壓和心率，也與大腦的“愉悅系統”有關。

司來吉蘭：一種藥物，通常以其幾個品牌名稱（左旋去甲安非他明、Eldepryl 或 Anipryl）而聞名，用於治療早期帕金森病和老年痴呆症。在正常臨床劑量下，它是一種選擇性不可逆的 MAO-B 抑制劑，但在較大劑量下（典型成年人 > 20 毫克），它會失去特異性，也會抑制 MAO-A。

競爭性抑制劑：是酶抑制的一種形式，其中抑制劑與酶的結合阻止了底物的結合，反之亦然。

基於機制的抑制劑：一種競爭性抑制劑，在酶的活性位點轉化為不可逆的抑制劑。（自殺性抑制劑）

相關性

這篇文章涉及了我們曾在生物化學：構象和動力學中學習過的可以阻斷酶作用的各種型別抑制劑，以及研究了各種分子如何代謝成身體可以利用的更有用的分子。

藥物開發

安捷倫製藥

http://www.chem.agilent.com/cag/Pharmanews/Pharma19/newsletter.asp?page=PN_19_F5_metabolomics.html

摘要

該資源的主要重點是在藥物開發中使用代謝組學。代謝組學可用於消除對人體有毒的藥物。該資源還提供了用於識別代謝物的分析工具。

條款

代謝組學 - 對任何代謝產物的小分子進行表徵。

代謝組 - 在一個生物體中，代謝產生的全部小分子。

核磁共振 - 一種根據原子核的自旋來區分分子的工具。

質譜法 - 一種測量離子的質荷比 (m/z) 的工具。它可用於測量分子量，監測酶反應，氨基酸測序和蛋白質結構。

氣相色譜法 - 根據化合物的揮發性或它們蒸發成氣體的難易程度分離化學物質。

液相色譜法 - 分離化學物質或被分析物與色譜柱之間的相互作用。

相關性

瞭解糖酵解和糖異生的生物學和化學過程。這可以透過表徵這兩種途徑產生的代謝物來實現更快、更好的藥物開發。

辣椒素

辣椒素的體外肝臟和皮膚代謝

http://dmd.aspetjournals.org/cgi/reprint/dmd.107.019240v1

摘要

該資源的重點是確定身體如何以及在何處代謝純辣椒素以及在此過程中產生的主要代謝物。該研究是在人體皮膚細胞和肝臟細胞中體外進行的。為了比較他們的結果，還使用了大鼠和犬細胞。該研究有助於我們瞭解為什麼辣椒素作為區域性和內部的疼痛治療有效。

條款

微粒體 - 微粒體是一種小的囊泡，來源於組織（如肝臟）機械破碎（勻漿）時產生的破碎的內質網（ER）。微粒體含有細胞的細胞色素 P450 (CYP) 酶，參與氧化代謝。

代謝物 - 代謝結果產生的物質、副產物、廢物或內毒素。

生物轉化 - 生物體或酶製劑對物質的化學轉化。

激動劑 - 任何提高另一種分子活性的分子

傷害感受器 - 檢測和響應疼痛或不愉快刺激的神經末梢。

部分 - 當指代分子時，“部分”是指整體的一部分或一個部分。

相關性

這與課堂內容相關，因為它證明了身體的不同部位如何以不同的方式代謝產物。它展示了皮膚分解辣椒素的方式與肝臟利用該物質的方式之間的差異。它還確定/證實了肝臟比皮膚更有效地分解辣椒素。

代謝組學資料與人體健康

代謝組學：建立在百年生物化學的基礎上，指導人類健康

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1457093

摘要

這篇文章主要討論了利用代謝組學資料進行醫療診斷和解決人們的健康問題。存在包含代謝物譜的資料庫，這些資料庫是根據代謝和健康狀況構建、儲存和索引的。

條款

蛋白質組學 - 對蛋白質的大規模研究，重點關注其結構和功能

轉錄組學 - 在 RNA 水平上對基因表達進行的全域性研究

核磁共振 - 基於原子核量子力學磁性的物理現象

大量營養素 - 一種必需或大量使用的營養素；例如包括脂類、氨基酸、單糖等

基因組學 - 對生物體整個基因組的研究

相關性

我們討論過的每條途徑都包含酶、輔因子、底物、中間體和產物。我們已經研究了糖酵解、糖異生和戊糖磷酸途徑，並且我們已經研究了啟用和失活某些酶的因素。因此，由於我們對途徑運作方式有一定了解和理解，因此我們能夠創造出更好的食品、藥物和農業化學品，這些化學品的目標是改善健康。代謝組學與代謝有關，因此如果我們瞭解代謝，我們就能提供並弄清楚如何改善健康制裁並找到疾病的治療方法。如果瞭解代謝物資料和代謝物在代謝途徑中的作用，則更容易開發治療健康問題的補救措施。

供審查和納入的文章和網頁

同行評審文章 #1：Vinnie Snow

系統生物學和功能基因組學方法用於識別細胞對藥物毒性的反應

Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2008 年 11 月；4(11): 1379–1389。'"

主要重點

主要重點是開發敏感的生物標誌物，以便利用基因組資訊以及其他型別的組學資料集來預測藥物毒性。這些資料集可以用來更好地瞭解特定生物系統的毒性機制，例如人體毒性。

新術語

毒理基因組學: 一門科學領域，它處理收集、解釋和儲存有關生物體中特定細胞或組織中基因和蛋白質活動的資訊，這些資訊是針對有毒物質的反應。(來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Toxicogenomics)
毒理遺傳學: 研究遺傳因素對生物體對毒素反應的影響。(來源：http://en.wiktionary.org/wiki/toxicogenetics)
外源物: 在生物體中發現但通常不會產生或預期存在於其中的化學物質。通常是抗生素等藥物。(來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Xenobiotic)
轉錄組學: 對轉錄組的研究，轉錄組是在任何給定時間由基因組產生的全部 RNA 轉錄本。(來源：http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=23518)
藥物基因組學: 藥理基因組學是藥理學的一個分支，它研究基因變異對患者藥物反應的影響，透過將基因表達或單核苷酸多型性與藥物的療效或毒性相關聯。（來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Pharmacogenomics)

摘要

本文考慮了對人類進行特定藥物毒性測試的複雜性。體內系統通常是齧齒動物模型，其結果與人體並不完全相關。另一種方法是使用人類組織培養，即體外方法，這種方法可以更多地瞭解特定細胞，但無法瞭解整個身體，並且組織在體外系統中的反應與體內系統不同。使用毒理基因組學是為了識別低劑量下表明不良健康影響的基因表達模式。用於測量功能基因組學的現代技術是使用微陣列技術進行轉錄組分析。所用的微陣列能夠對化學物質進行高通量篩選，以確定其潛在毒性。分析來自體內和體外系統的結果，並將其與資料豐富的輸出結合，以構建更接近真實情況的結果，即在人類系統中實際發生的情況。這種型別的研究成功地導致了 FDA 的重要監管行動，允許許多藥物透過基因檢測留在市場上。這對於製藥公司和潛在的患者來說都很重要，因為這些藥物可以幫助他們。人類基因組計劃提供的關於遺傳多型性的資訊導致了與毒性和藥理表型相關的遺傳變異研究的顯著增加。當前的大多數研究集中在表型（疾病）和單核苷酸多型性之間的關係。到目前為止，已經有許多出版物表明 SNP 與疾病表型之間存在顯著關聯。很少有經驗證的出版物反駁了最初的結論，這表明這是一種可靠的毒性測試方法。

與傳統代謝課程的相關性

本文與傳統代謝課程的相關性在於，所用技術評估了與人類以及某些情況下齧齒動物系統相關的多種代謝途徑。研究使用毒理基因組學和其他組學技術，結合微陣列，以確定特定藥物是否對人體系統有任何毒性。微陣列的基因表達與蛋白質組學和代謝組學資料一起使用，使我們能夠看到特定藥物給藥時細胞反應的全面影像。正在使用的較新技術是使用微陣列和人類基因組計劃，以觀察對特定基因和途徑的影響。