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编号:10241524
视黄醇结合蛋白研究与进展
http://www.100md.com 《肠外与肠内营养》 2000年第1期
     作者:陈小莉 蔡东联

    单位:第二军医大学长海医院营养科 解放军临床营养中心,上海 200433

    关键词:视黄醇结合蛋白;营养代谢

    肠外与肠内营养000119 摘 要:本文对视黄醇结合蛋白(RBP)的研究与进展进行了综述。RBP为血液中转运视黄醇的蛋白,半衰期较短,能较为敏感地反映机体营养状况,特别是较短时间内蛋白质代谢的改变,可检测出早期和亚临床型营养不良。RBP含量改变能较敏感地反映肾近端小管的功能,以及肝功能损害的程度;同时也是监测肾、肝及营养性疾病的发展和转归的敏感指标。

    中图分类号:R459.3 文献标识码: A

    文章编号:1007-810X(2000)01-0054-04

, 百拇医药     Study and advance of retinol-binding protein

    CHEN Xiao-li

    (Department of Nutriology,Changhai Hospital Shanghai Second Medical University,Shanghai 200433,China)

    Abstract:The research and advance of the retinol-binding protein(RBP) was reviewed in this article.RBP is thought to be responsible for the delivery of the serum retinol(Vtamin A) to target cell.Since the half-life peried of RBP is much shorter,it can reveal the nutrition state of organs more sensitively,especially the change of the protein metablism in a short time.It can also checkout primary and subclinical malnutrition.On the other hand,the change of RBP can sensitively indicate the function of nephrotubular and the degree of the liver function injuried.Simultaneously it can serve as an index for detecting the development and the results of the diseases of kindey and liver,as well as nutritional diseases.
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    Key words:Retinol-binding protein; Nutritional metablism▲

    在免疫电泳分析时,视黄醇结合蛋白(RBP)是在α2-球蛋白区域中的一条长沉淀线的蛋白质,故又称长α2-球蛋白。RBP由一条183个氨基酸残基组成的多肽链及少部分糖类组成,不含中性糖和氨基己糖,相对分子质量为21 000,沉降系数为3 S,等电点pH 4.4~4.8,半衰期为3~12 h。RBP有三种形式,即RBP、RBP1和RBP2。RBP的多肽链失去C末端的亮氨酸残基(C末端-Asn-Leu),为182残基,则为RBP1;失去C末端的亮氨酸-亮氨酸残基(C-末端-Asn),为181残基,则生成RBP2。正常人体内主要是RBP、RBP1形式,而慢性肾功能衰竭病人体内RBP2较多[1]
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    RBP主要由肝细胞的粗面内质网合成,穿过滑面内质网到达高尔基复合体表面。在肝内与视黄醇1∶1结合后,释放入血[2]。肝外组织发现大量的RBP-mRNA,提示肝外组织也可合成RBP。肝外组织合成RBP,可能涉及视黄醇的再利用[1]。RBP-视黄醇复合物入血后,与前白蛋白按1∶1形成三位复合物,共同转运视黄醇到周围组织靶细胞。体内90%的RBP与视黄醇结合,形成视黄醇/视黄醇结合蛋白(retinol/RBP)复合物,即holo-RBP,10%没有与视黄醇结合,称为apo-RBP。holo-RBP的合成速率调节holo-RBP释放入血清,进而可调整体内血清视黄醇的浓度。RBP与视黄醇、视黄酸、视黄醛的亲和力相似[1],广泛存在于人体血清、脑脊液、尿液及其他体液中。体内RBP正常水平为250~700 mg/L,200 mg/L为临界水平,低于100 mg/L则为缺乏状态。最新研究发现,新生儿RBP水平远远低于100 mg/L。RBP的体内水平与年龄、性别有一定相关性,女性较男性为低,儿童低于成人,但在儿童中无性别差异[3]
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    1 反映营养状况的敏感指标

    通常蛋白质-热能营养不足时,其发生率及死亡率均与血清蛋白质浓度有密切相关。当机体补充各种营养后,各种营养指标恢复时,首先是恢复RBP与前白蛋白(PA),其他参数均晚于RBP与前白蛋白。有人给蛋白质-热能营养不足的儿童以治疗饮食,分别在饮食治疗的第2天和第8天,以及完全恢复的第59天时,测定RBP、PA、高密度脂蛋白(HDL)等指标。结果表明,RBP、PA在第2天与第8天,以及第59天时,存在明显差异;而HDL及其他指标则在第8天与第59天时有显著差异。结果提示,RBP、PA恢复最早,是最敏感指标。分析其主要原因,可能是RBP、PA在体内数量很少,半衰期较短,且含色氨酸较多;其次,蛋白质-热能营养不足时,在机体恢复期所起的重要生理功能,其他任何营养素都不能比拟。而且RBP、PA恢复是由于减低了代谢率、增加了合成速率[4]的结果。

    2 与视黄醇相互作用
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    RBP相对分子质量为21 000载体蛋白,在肝中与视黄醇1∶1结合后,释放入血。入血后,与前白蛋白以1∶1的比例形成三位复合物,共同转运视黄醇到周围组织靶细胞。此复合物可降低RBP在肾内分解及肾小球滤过。进入细胞内的视黄醇,由相对分子质量15 000蛋白质-细胞内视黄醇结合蛋白(CRBP)在胞质内运输到各细胞器。CRBP与RBP的基本结构完全不同,RBP结合视黄醇的位置在芷香酮环内部,且末端羟基靠近可调节点,CRBP与配位子结合的位点与RBP恰好相反。视黄醇与RBP至与CRBP结合过程中的调节,有不同的观点。有人认为,视黄醇与RBP至与CRBP结合的过程,是由细胞膜表面RBP受体调节的。用人类色素上皮细胞、胎盘刷状膜研究,发现视黄醇进入靶细胞后,胞外的RBP与PA分离,从肾小球滤出,由近端小管上皮细胞吸收并降解。色素上皮细胞、胎盘刷状膜RBP受体纯化,在受体缺乏的红细胞表面,视黄醇转运明显下降;在胎盘刷状膜热处理后,也很少见到视黄醇的转运;且只有当apo-CRBP作为受体蛋白时,视黄醇才可以转运;apo-CRBP膜特殊结合位点在膜的胞质面,holo-CRBP对于视黄醇从RBP上释放无影响。这些都说明有膜受体存在[5],而用人类角质细胞做实验,得出的结论恰好相反,即认为视黄醇从与RBP结合至与CRBP结合过程各自独立,与受体调节无关。将无血清培养基培育的上皮角质细胞分成两组:一组视黄醇直接加入培养基中,另一组与RBP相连结。视黄醇用3H标记,检查视黄醇转运情况发现,两组角质细胞在培养0.5~24 h时,细胞相关的放射性主要均存在于与转运模式无关的视黄醇酯中,24 h视黄醇酯所含的放射性分别为76%和80%,同时两组细胞内合成不同种类视黄醇酯水平相似。说明两组角质细胞视黄醇酯化速率、程度及合成类型相似。经研究还发现,在培养的第1 h内,视黄醇直接加入培养基组,其3H视黄醇积蓄的速度是与RBP相连组的40倍。角质细胞对125I标记的RBP在细胞表面无饱和性及特殊亲和性,不论视黄醇直接加入培养基或与RBP相连,角质细胞对视黄醇的三种生理反应均显示出相同的剂量-反应曲线。这些结果可以说明,视黄醇从RBP转运到角质细胞内与角质细胞表面的RBP受体无关。同时实验也表明,视黄醇是先从RBP-视黄醇-前白蛋白复合物中缓慢释放,然后迅速从水相进入细胞内[6]
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    在肝实质细胞内,所见到的RBP-视黄醇-前白蛋白复合物是通过细胞吞噬作用而进入细胞内,随后降解释放视黄醇。RBP与视黄醇关系密切,不仅涉及视黄醇的转运,在体内的变化也与视黄醇密切相关。血浆中RBP的含量在正常情况下受精密调节,保持固定不变。但当视黄醇缺乏时,可改变循环中RBP水平及阻碍肝分泌RBP,分别用维生素A缺乏与充足对大鼠进行实验研究。在维生素A充足组,总RBP、holo-RBP和apo-RBP分别为1 024、1 075 μmol/L(89.3%)和129 μmol/L(10.7%);而维生素A缺乏组,总RBP、holo-RBP和apo-RBP分别为979、578 μmol/L(53.6%)和401 μmol/L(46.4%),即血清各型RBP在维生素A缺乏大鼠中明显下降,但apo-RBP所占比例显著上升;肝内维生素A充足组,粗面内质网、滑面内质网和高尔基复合体RBP分别为(70±14)、(62±16)和(188±30) μmol/L;维生素A缺乏组:粗面内质网、滑面内质网和高尔基复合体RBP分别为(326±28)、(190±28)和(203±33) μmol/L。RBP在肝中贮备明显上升,且主要位于粗面内质网中。当给维生素A缺乏组静脉内补充视黄醇时,2 min后即可在粗面内质网观察到holo-RBP,5 min、10~15 min后分别在滑面内质网、血清观察到holo-RBP[2]。细胞培养也可证实,高尔基复合体、微粒体是RBP分泌的主要细胞器。大鼠维生素A缺乏时,RBP聚积在肝内巨噬细胞微粒体内。当补充视黄醇后,RBP从微粒体经高尔基复合体进入血液。如先用秋水仙素处理,再补充视黄醇,则RBP分泌受抑制,微粒体内RBP下降,而高尔基复合体中积蓄RBP。大量口服视黄醇则可导致血清及肝的RBP下降。而RBP的分泌对于血浆视黄醇浓度也有一定调节作用[2]
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    3 TPN的影响

    有报道认为,服用视黄酸或使用TPN时,可减低血清中视黄醇的水平。TPN是为胃肠功能不全、无法通过胃肠摄取食物的病人,提供各种营养素的肠外营养治疗方法。成人长期用TPN后,血清视黄醇和RBP均有降低。对早产儿的研究揭示,尽管在TPN期间,将脂肪乳剂中加入足够的视黄醇,但血清中视黄醇水平、肝视黄醇的贮备都很低,进而可影响到RBP。

    英国的研究结果表明,视黄醇缺乏的大鼠给予TPN或口服补充视黄醇,其效果相差甚远。口服补充视黄醇,可使视黄醇、RBP水平恢复正常,肝RBP贮备水平也可恢复正常;而TPN组RBP持续下降,apo-RBP也有明显改变。肝视黄醇贮备水平下降明显,远低于正常值;且RBP下降程度与视黄醇改变有显著相关性。视黄醇充足的大鼠给予TPN后,RBP下降60%,降低程度与视黄醇平行;apo-RBP、holo-RBP的改变程度与此一致。视黄醇贮备充足大鼠在给予无视黄醇-软脂酸的TPN时,血清中两种形式的RBP均显著下降,同时肝中视黄醇的贮备也下降;而单纯给予5~10天的视黄醇缺乏饮食后,大鼠血浆中RBP的改变不明显;肝视黄醇贮备也无明显变化。TPN时RBP降低的原因很多,可能是肝RBP mRNA转录水平下降或降解水平的增高;炎症影响锌代谢,改变RBP mRNA转录、视黄醇转运;外科手术可导致血清RBP下降,通常在术后4天开始恢复正常。
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    组织对RBP利用增加,也可引起血清RBP水平下降。脂肪酸可增加组织对视黄醇摄取和代谢,TPN中脂肪含量较高,增加周围组织对视黄醇的摄取,并诱发apo-RBP的积蓄[7]

    4 RBP与肾病

    RBP最能敏感而独立地预测血肌酐的水平,在2例肝肾综合征病人发病前、后,当血肌酐含量由80 μmol/L升到256 μmol/L,或是由62 μmol/L升到778 μmol/L时,尿中RBP由0.04 mg/L升到1.4 mg/L,或由0.035 mg/L升到33 mg/L;肝肾综合征发病前、后血肌酐及尿RBP各升高35倍或600倍[8]。β2-M是常用检测肾小管功能的小分子蛋白,对68例各种慢性肾疾患病人尿β2-M与RBP含量作相关分析,发现尿pH调整前后,相关系数分别为0.86和0.94。结果表明,如不存在pH影响,β2-M与RBP反映肾功能灵敏性、特异性的作用非常相似。比较β2-M与RBP作为肾功能指标的敏感性及在酸性尿液中的稳定性:当pH 5.5时β2-M开始迅速分解;pH为5.0、37℃、温浴2 h后有80%的β2-M分解;RBP在pH 4.5时仍稳定;而当pH 4、温度为4℃和20℃、48 h后,β2-M分别降解70%和90%,而RBP仅分别降解5%和25%,表明在室温或4℃条件下,尿液RBP稳定性好,是比β2-M更实用、更可靠的检测肾功能的指标[8],在肾病分析中有重要意义。不仅对具有明显病理变化的糖尿病病人,对有/无微型蛋白尿的个体均可提供持续肾小管功能损伤的依据。尿中白蛋白/视黄醇结合蛋白(Alb/RBP)比值也是非常重要的指标。比值降低时,表明早期肾小管受损,因早期肾小管损伤并不减少对大分子蛋白,如白蛋白的再吸收,但可减少对小分子蛋白的再吸收。当Alb/RBP比值升高时,则预示肾小球损伤或同时伴有与肾小球病变的肾小管损伤[9]
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    由于RBP与肾功能密切相关,在肾病变中起重要作用。对23家医院接触抗肿瘤药的医务人员检查RBP,并与未接触抗肿瘤药的对照组相比,结果无差异。因此,可消除认为接触抗肿瘤药可引起肾功能损害的观点,消除了医务工作者对抗肿瘤药的恐惧心理[10]

    用羧肽酶消化、SDS-PAGE-免疫打点分析测得,靠近相对分子质量21 000处,血清RBP有2条带,即A带和B带。整链RBP与C末端失去一个氨基酸残基的RBP1构成A带,失去两个氨基酸残基的RBP2构成B带。A带出现在所有个体标本内;B带在正常人血清中很窄,慢性肾功能衰竭病人增宽,同时,肾功能衰竭病人个体间差异不大;且B带明显增宽仅出现于有慢性肾功能衰竭但无肝病者[1]。RBP的C末端具有灵活性,且位于细胞膜表面,存在于涉及由特殊羧肽酶A调节的RBP摄入/释放区域。正常维生素A靶细胞与肝G2细胞RBP2含量不同,肾外组织未见RBP2。慢性肾功能衰竭病人血清放置2天,与新鲜血清相比,B带未见增加。均说明移动2个氨基酸的羧肽酶蛋白分解活性具有特异性[1]。近来的研究认为,RBP2在组织中合成、释放进入血液循环中,正常人迅速通过肾清除;而在慢性肾功能衰竭病人因肾功能改变,无法清除RBP2。在肾移植2~3天后,RBP2水平迅速下降,可以证实以上的观点。
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    在Ⅰ型糖尿病病人中,血清RBP下降,同时还存在明显的家族性。当白蛋白排泄率(AERs)>200 μg/min,有巨型白蛋白尿病人外,RBP排泄增加。RBP与AERs之间存在明显相关性[11]。烃化物可造成人体的伤害,油漆工人在未作防护时,血肌酐及尿中RBP上升;采取保护措施后,血肌酐及尿中上升的RBP水平降低[12]。但AS病人中,可出现肾功能不良,但无RBP排泄增多。

    5 RBP与肝病

    用放射免疫分析法检测71例肝炎病人及100例正常人,发现急慢性肝炎病人血清RBP均显著低于正常人,并且急性病毒性肝炎病程早期,血清RBP降低较晚期更明显。对血清胆红素与谷草转氨酶和碱性磷酸酶活力进行相关分析,发现血清RBP与血清胆红素、谷草转氨酶和碱性磷酸酶活力呈显著负相关,表明血清RBP能准确、灵敏地反映肝功能变化[8]。肝局部严重缺血损害和中度肝功能不良病人,在肝移植后2周及第1年内,每隔1个月检测1次血清RBP,结果在第1年内,前者RBP始终高于后者,分别为(83.1±33.4)和(44.6±20.7)mg/L。同时,前者即使其他肝功能生化指标均恢复正常,血清RBP仍维持较高水平。此时,血清RBP水平与代表肝肾功能的其他参数无关,但与前白蛋白相关密切[13]
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    检测血清RBP、尿RBP水平,可有助于鉴别肝肾综合征与肝硬化。肝硬化病人血清RBP水平降低,而尿RBP正常;肝肾综合征者血清、尿RBP均显著低于正常值[8]。日本的研究结果显示,将26例作肝大部切除术的病人分成两组:一组给予肠内营养(EN),一组给予TPN。两组病人提供的营养素相等,疾病背景相同;实验结果为两组营养参数、RBP、PA、3-甲基组氨酸,均无明显差异,与一般给予TPN病人结果相差较大[14]

    胆囊钙化者多有蛋白质、脂肪营养不足,检测胆囊钙化者的营养状况的研究表明,有12%病人血清RBP较正常值低,下降8%,视黄醇下降30%,白蛋白降低了48%;RBP与视黄醇存在显著正相关性。而此时年龄对RBP无影响[15]

    用阴离子交换树脂治疗非结合型高胆红素血症时,血浆视黄醇与RBP均下降,且治疗前后,病人血清视黄醇从2.13 μmol/L降至1.49 μmol/L、RBP下降(1.010±192)μmol/L,视黄醇/RBP比值在治疗前后相似,即二者下降程度相同,表明视黄醇下降程度可反映出RBP水平[16]
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    6 与其他疾病

    乙醇性肌病多有热能-蛋白质营养不足,体内RBP、PA水平是影响疾病发展的重要因素。甲状腺功能低下的病人,RBP下降。英国分别对16例甲状腺功能低下和正常人进行了对照研究,发现两组儿童中共有11例病儿RBP水平低下,其中甲状腺功能低下儿童有9例,甲状腺功能低下儿童RBP平均水平显著低于正常组,两组视黄醇/RBP比值也明显不同[3]

    蛛网膜下腔出血病人中,RBP与前白蛋白均显著下降,在第4天达到最低水平,以后逐渐恢复。但其下降程度与出血严重程度无关。在NDN病儿,RBP平均水平为32 mg/L,与同年龄组正常儿童49 mg/L有显著差异。精神分裂症、消化系统疾病者,其RBP均低于正常人。臀部纵向韧带骨化的病人,无论男性、女性的RBP均升高,但女性升高程度明显高于男性。当同时伴发特发性股骨肥厚时,升高的程度更明显。■

    作者简介:陈小莉(1972-),女,天津人,住院医师,医学硕士,从事临床营养专业。
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    作者单位

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    收稿日期:1998-09-25

    修订日期:1999-09-10, 百拇医药