分子营养学的地位和作用.doc

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1、分子营养学的地位和作用20世纪50年代DNA双螺旋模板学说的提出、60年代基因调控操纵分子学说的出现、70年代初期DNA限制性内切酶的发现和一整套DNA体外重组技术—基因工程技术的发展，推动了分子生物学的迅猛发展。它使整个生命科学的研究上升到一个全新的阶段。分子微生物学、分子免疫学、分子生理学、分子病理学、分子药理学、分子心脏病学、分子神经病学、分子内分泌学以及分子营养学等边缘学科应运而生。现在，分子营养学研究已引起国内外营养科学工作者的关注并取得长足的进步。　　分子营养学至今还没有一个公认的权

2、威定义，但可以理解为，是应用分子生物学技术和方法从分子水平上研究营养学的一个新领域，是营养科学研究的一个层面，是营养科学的一个组成部分或分支。　　分子水平主要指生物大分子水平，生物大分子主要指蛋白质与核酸。一切有生命的物质均含有这两类大分子，它们是生命标志的物质基础。核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。DNA是基因的物质基础。从化学结构看，一个基因就是DNA长链上的一个结构单位，是遗传信息的贮存和携带者。RNA主要参与遗传信息表达的各个过程。所谓分子水平就是指蛋白质与核酸水

3、平，而且主要指核酸水平。　　从分子水平上研究营养学，也就是从DNA水平或基因乃至蛋白质水平研究营养学。研究内容遍及营养科学的各个领域。当前的研究热点主要有：营养与基因表达、营养与遗传、营养与基因组的稳定性等。　　分子营养学在营养科学研究中的地位如上所述，分子营养学是营养科学研究的一个层面，是营养科学的组成部分，是营养科学研究的一个新兴领域和营养科学的前沿。营养科学研究乃至生命科学研究一般都是在人群、整体（主要是动物）、细胞和分子四个层面上展开的。人群层面多采用流行病学方法，以调查研究为主；整体、

4、细胞、分子层面多采用实验研究。四个层面相辅相成，构成一个营养科学研究的系统工程。流行病学研究所观察到的现象需要通过实验研究证实，实验研究通过整体、细胞、分子水平逐步认识现象的本质。分子水平是实验研究不断发展的产物，它更有助于探索现象的本质。因此，分子营养学作为营养科学的组成部分，它不仅可以证实营养现象，更重要的是探索营养现象的内在机制，对营养科学的发展至关重要。分子营养学在营养科学研究中的作用　　分子营养学的形成和历史尚不足30年，但在营养科学研究的诸多领域已经显示出前所未有的生命力，有力地推动

5、了营养科学的发展。仅从以下几个方面即可初见端倪。　　一、通过营养与基因表达的研究拓宽了对营养素功能的认识　　长期以来，人们对营养素的生理功能概括为：提供能量、构成和修补身体组织、调节生理功能。尽管也强调调节功能，但只是认识到通过酶和激素的调节。直到上世纪80年代，才认识到营养素作为一种基因表达的调控物，可以直接和独立地调控基因表达。这不仅对慢性病的营养防治有重要意义，而且对深入认识营养素的功能及其作用机制也有重要意义。　　例如，通过脂肪酸对基因表达调控的研究，发现脂肪酸不仅是供能物质和生物膜的重

6、要组成部分，而且可通过细胞膜受体信号途径和转录因子活化途径调节基因表达等而发挥重要的生理功能。如今，已发现膳食脂肪及脂肪酸至少可通过3种不同的机制调控基因表达：1．作为类花生酸的前体物；2．作为核受体的配体；3．调控核内SREBP1c（固醇调节元件结合蛋白）的含量。　　脂肪酸影响基因表达的第二个途径是调控一组被称为过氧化物酶体增殖子活化受体（PPAR）的核受体。已经发现PPAR有四种亚型，即α、β、γ1和γ2。这些核受体均为固醇类激素核受体超级家庭中的成员，能与DNA的基元结合。　　PPAR能调

7、控参与脂肪酸代谢的基因的表达。这些基因几乎涉及脂肪酸代谢的所有方面，如脂肪酸的摄取、脂肪酸的结合、脂肪酸氧化及脂肪细胞的分化等。除此之外，还参与炎症反应以及细胞的生长和分化。有趣的是，脂肪酸及其代谢中间产物与PPAR结合，并使PPAR活化的过程类似于固醇类激素与固醇类激素受体的结合。例如，多不饱和的n－3脂肪酸活化PPAR后，可以增强过氧化物酶体和微粒体脂肪酸的氧化。在前脂肪细胞中，类花生酸与PPARγ2结合并使其活化后，可以使脂肪细胞分化的速率增高，并使脂肪组织对胰岛素的敏感性增高，改善胰岛素

8、抵抗。　　当PPAR作为脂肪酸调控基因表达的靶分子而被研究人员相当关注后，人们发现这并非是脂肪酸影响基因表达的惟一靶分子。最近的研究表明，SREBP1c对脂肪酸的调控尤其敏感，其在脂肪酸和甘油三酯的合成过程中起着十分重要的作用。　　又如，通过维生素D对基因表达调控的研究，不仅加深了对维生素D传统生理功能作用机制的认识，还发现了维生素D的一些新的生理功能。　　已知1,25－(OH)2D3在小肠的主要功用是促进钙、磷吸收；在肾脏主要是钙磷酸化及钙的重吸收；在骨组织参与骨代谢。现已发现，主要是由于钙结