膽鹼

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膽鹼 [HOCH2CH2N(CH3)3]OH是一種強有機鹼,是卵磷脂的組成成分,也存在於神經鞘

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脂之中,是機體可變甲基的一個來源而作用於合成甲基的產物,同時又是乙醯膽鹼前體.人體也能合成膽鹼,所以不易造成缺乏病.  

目錄

物理性質

膽鹼是季胺鹼,為無色結晶,吸濕性很強;易溶於水和乙醇,不溶於氯仿乙醚等非極性溶劑。  

化學結構和性質

膽鹼在化學上為(β-羥乙基)三甲基氨的氫氧化物,它是離子化合物,其分子結構式為:

HOCH2CH2N+(CH3)3。

膽鹼呈無色味苦的水溶性白色漿液,有很強的吸濕性,暴露於空氣中能很快吸水。膽鹼容易與酸反應生成更穩定的結晶鹽(如氯化膽鹼),在強鹼條件下也不穩定,但對熱和儲存相當穩定。由於膽鹼耐熱,因此在加工和烹調過程中的損失很少,乾燥環境下即使長時間儲存食物中膽鹼含量也幾乎沒有變化。

膽鹼是卵磷脂和鞘磷脂的重要組成部分,卵磷脂即是磷脂醯膽鹼(phosphalidy chlines),廣泛存在於動植物體內,在動物的腦、精液腎上腺細胞中含量尤多,以禽卵卵黃中的含量最為豐富,達乾重的8%~10%。鞘磷脂(sphingomyelin)是神經磷脂的典型代表,在高等動物組織中含量最豐富,它由神經氨基醇、脂肪酸、磷脂及膽鹼組成。  

生理功能

在機體內膽鹼的生理功能和磷脂的作用相互有密切的關係,膽鹼的部分生理功能通過磷脂的形式來實現;而膽鹼作為胞苷二磷酸膽鹼輔酶的組成部分,在合成神經鞘磷脂與磷脂醯膽鹼中起主要作用。  

(一)促進腦發育和提高記憶能力

自然界已形成若干機制以保證生長發育中的動物獲得足夠數量的膽鹼。胎盤可調節向胎兒的膽鹼運輸。羊水中膽鹼濃度為母血中10倍。新生兒階段大腦血液中汲取膽鹼的能力是極強的。實驗觀察,新生鼠大腦中具有一種活性極強的磷脂醯乙醇胺-N-甲基轉移酶(該酶不存在於成年鼠大腦)。而且,在新生鼠大腦中,S-腺苷甲硫氨酸濃度為40~50nmol/g組織,這就使得新生鼠的磷脂醯乙醇胺-N-甲基轉移酶維持高活性。此外,人類和大鼠乳汁可為新生兒提供大量膽鹼,可以保證胎兒和新生兒獲得膽鹼的多重機制。  

(二)保證信息傳遞

膽鹼磷酯介導信息傳遞的研究近年有很大進展。研究認為膜受體接受刺激可激活相應的磷脂酶而導致分解產物的形成。這些產物本身即是信號物分子,或者被特異酶作用而再轉變成信號物分子。膜中的少量磷脂組成,包括磷脂醯基衍生物、膽鹼磷酯,特別是磷脂醯膽鹼和神經鞘磷脂,均為能夠放大外部信號或通過產生抑制性第二信使而中止信號過程的生物活性分子。

在這些信號傳遞過程中,膜受體激活導致受體結構的改變並進而激活三磷酸烏苷結合蛋白(GTP-binding protein,G-蛋白)。G-蛋白的激活進一步使膜內磷脂酶C的激活。磷脂酶C為系列磷酸二酯酶,該系列酶可水解磷脂的甘油磷酸鍵,生成1,2-5n二脂醯甘油和一個親水的可溶性(極性)頭(基團)。磷脂酶C的作用促發了信息傳遞過程的下步活動,使蛋白激活酶(PKC)激活。磷脂水解的產物包括二脂醯甘油,其本身即是一種信使分子,又是脂質代謝的中介物。正常情況下,蛋白激活酶處於摺疊狀態使得一個內源性的「假性底物」區域被結合在酶的催化部位,從而抑制了其活性。二脂醯甘油使蛋白激活酶構象發生改變,導致其從鉸鏈區發生扭曲,釋放「假性底物」,開放催化部位。二脂醯甘油在膜上存在的時間是極為短暫的,因此當受體接受刺激後,蛋白激活酶的激活時間也極短,而在此極短時間內完成了信息傳遞。  

(三)調控細胞凋亡

凋亡(apoptpsis)是細胞的一種受調控形式的自毀過程,存在於多種生理條件下,如正常的細胞更替,激素誘導的組織萎縮胚胎髮生。處於凋亡過程的細胞變現出染色體DNA破碎和形態特徵的改變,如胞體驟減,胞核聚縮和破碎,包含圍膜濃縮染色體碎片和完整細胞器凋亡小體的形成。凋亡過程的另一特徵性變化來自核酸內切酶的作用,即具有轉錄活性的核DNA(而非粒線體DNA)被水解成200bp(鹼基對)的染色質碎片,從而在凝膠電脈中形成梯度變化。

DNA鏈的斷裂時膽鹼缺乏的早期表現,DNA損傷對凋亡細胞形態學變化有重要作用,將鼠肝細胞置於缺乏當膽鹼的培養基中可使之凋亡,同時,膽鹼缺乏對神經細胞也是一種潛在的凋亡誘導因素。

膽鹼缺乏導致的凋亡是由於膽鹼組分的缺乏造成的,還是由於甲基基團供應缺乏造成的呢?膽鹼缺乏和甲基缺乏常被看作一回事,因為膽鹼缺乏減少了甲基的供應。但是以甜菜鹼蛋氨酸葉酸維生素B12提供甲基並不能避免肝細胞由膽鹼缺乏所誘導的凋亡,因此,可以看出膽鹼對調控細胞凋亡具有其他甲基供體所不能替代的重要的特異性功能。  

(四)構成生物膜的重要組成成分

膽鹼在細胞膜結構和脂蛋白構成上是重要的。在生物膜中,磷脂排列成雙分子層構成膜的基質。雙分子層的每一個磷脂分子都可以自由地橫移動,其結果使雙分子層具有流動性、柔韌性、高電陰性及對高極性分子的不能透性。而脂蛋白則是包埋於磷脂基質中,可以從兩側表面嵌入或穿透整個雙分子層。生物膜的這種液態鑲嵌結構並不是固定不變的,而是處於動態的平衡之中。  

(五)促進脂肪代謝

膽鹼對脂肪有親合力,可促進脂肪以磷脂形式由肝臟通過血液輸送出去或改善脂肪酸本身在肝中的利用,並防止脂肪在肝臟里的異常積聚。如果沒有膽鹼,脂肪聚積在肝中出現脂肪肝,處於病態。臨床上,應用膽鹼治療肝硬化肝炎和其他肝疾病,效果良好。  

(六)促進體內轉甲基代謝

在機體內,能從一種化合物轉移到另一種化合物上的甲基稱為不穩定甲基,該過程稱為酯轉化過程。體內酯轉化過程有重要的作用,諸如參與肌酸的合成對肌肉代謝很重要、腎上腺素之類激素的合成並可甲酯化某些物質使之從尿中排出。膽鹼是不穩定甲基的一個主要來源,蛋氨酸、葉酸和維生素B12等也能提供不穩定甲基。因此,需在維生素B12和葉酸作為輔酶因子幫助下,膽鹼在體內才能由絲氨酸和蛋氨酸合成而得。不穩定甲基源之間的某一種可代替或部分補充另一種的不足,蛋氨酸和維生素B12在某種情況下能替代機體中部分膽鹼。  

(七)降低血清膽固醇

隨著年齡的增大,膽固醇在血管內沉積引起動脈硬化,最終誘發心血管疾病的出現。膽鹼和磷脂具有良好的乳化特性,能阻止膽固醇在血管內壁的沉積並清除部分沉積物,同時改善脂肪的吸收與利用,因此具有預防心血管疾病的作用。  

發現歷史

膽鹼是一種強有機鹼,1849年首次從豬肝中被分離出,並與1862年首次定名,1866年被化學合成。此後一直認為膽鹼為磷脂的組分,但直到1941年才由Devigneaud首先弄清它的生物合成途徑。1940年Sura和Gyorgy Goldblatt根據他們各自的工作,報導了膽鹼對大白鼠生長必不可少的特性,表明了它具有維生素特性。 膽鹼是卵磷脂的關鍵組成成分,也存在於神經鞘磷脂之中,是機體可變的甲基的一個來源而作用於合成甲基的產物,同時又是一個乙醯膽鹼的前體。

20世紀30年代已知膽鹼為實驗用的大鼠中必含的成分,尤其是其正常生長所必需的。雖然膽鹼可以從食物中取得人類及動物所需要的數量,但很多動物體內不能合成膽鹼,其中包括幼年動物。當不給於實驗動物含有膽鹼的食物或不給於合成膽鹼所必需營養物質時,可以造成缺乏病,並引起肝與腎的損害。據此,比較多的營養學家還是把它列入維生素類之中。

人體機體也能合成膽鹼,所以不易在實驗中造成缺乏病。人類合成量的多少與需要量的多少現在還未能測知,臨床上也發現人類的膽鹼缺乏病。故在這一點上,膽鹼不一定是人類必需的維生素,甚或可以說它不是人類的維生素。

膽鹼現已成為人類食品中常用的添加劑。美國的《聯邦法典》將膽鹼列為「一般認為安全」(Generally recognized as safe)的產品;歐洲聯盟1991年頒布的法規將膽鹼列為允許添加於嬰兒食品的產品。  

生化反應

一般作用

膽鹼和肌醇(另一種維生素B)一起合作來進行對脂肪與膽固醇的利用;

膽鹼是少數能穿過「腦血管屏障」的物質之一。這個「屏障」保護腦部不受日常飲食的改變的影響。但膽鹼可通過此「屏障」進入腦細胞,製造幫助記憶的化學物質。

膽鹼似乎可以乳化膽固醇,避免膽固醇積蓄在動脈壁或膽囊中。

效用

控制膽固醇的積蓄;

幫助傳送刺激神經的信號,特別是為了記憶的形成而對大腦所發出的信號;

有防止年老記憶力衰退的功效(每天服用1~5g);

因為有促進肝臟機能的作用,可幫助人體的組織排除毒素和藥物;

有鎮定作用;有助於治療老年痴呆症

正常需要

建議每日取量還未確定。但是,成人一天的飲食中應含有500~900mg的膽鹼;

缺乏症

可能引起肝硬化、肝臟脂肪的變性、動脈硬化,也可能是引起老年痴呆症(Alzheimer,s disease)的原因。

食物來源

富含膽鹼的食物

蛋類、動物的腦、啤酒酵母、麥芽大豆卵磷脂、存在各種食物中,特別是肝臟、花生、蔬菜中含量較高。

營養補品(supplement)

6個由大豆做成的卵磷脂膠囊中每個含有肌醇和膽鹼各244mg。

普通的複合維生素B製劑補品中含有50mg的肌醇和膽鹼。

一般每日取量是500~1000mg。  

特殊用途

攝取膽鹼時要和其他的B族維生素同時攝取;

容易煩躁、興奮的人應增加膽鹼的攝取量;

服用卵磷脂的人必須攝取已經「螯合作用」過的鈣營養補品,以便保持磷和鈣的平衡,因為膽鹼似乎可以增加體內的磷;

可以試試看,在飲食中多攝取含膽鹼的食物,可增進您的記憶;

如果您大量喝酒,那麼請務必供給肝臟充足的膽鹼以應付額外的工作。

富含膽鹼的食物:蛋類、動物的腦、動物心臟與肝臟、綠葉蔬菜、啤酒酵母、麥芽、大豆卵磷脂

膽鹼缺乏症

長期攝入缺乏膽鹼膳食的主要結果可包括肝、腎、胰腺病變、記憶紊亂和生長障礙

1、肝臟變化:大部分動物(除反芻動物外)膽鹼缺乏導致肝臟功能異常,肝臟出現大量脂質(主要為甘油三酯)積累,最終充滿整個肝細胞。

2、腎臟變化:膽鹼缺乏也危害腎臟縮水功能。

3、誘發癌症:膽鹼缺乏所造成的致癌過程首先造成基因損傷,然後是某些可以形成腫瘤變異細胞株生存並增殖

4、與膳食低膽鹼有關的不育症、生長遲緩、骨質異常,造血障礙和高血壓也均有報導。

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