Place · Level 3
必需与非必需 · 那条线画在速度上
必需 = 造得不够快, 不是造不出来 · 两个速度都会动 · 猫的两个酶相乘 · PKU 一个酶翻两栏 · 早产儿那把还没上线的剪刀
故事路径
第 1 章
必需不是分子的属性
Not a property of the molecule
身体造得出某个东西, 和你需不需要吃它, 是两个问题。
营养学教科书把 20 种氨基酸分成两栏: 9 个必需, 11 个非必需。这张表长得像元素周期表, 好像必需性是分子自带的属性 —— 像原子量一样刻在分子身上, 不会变。
不是。那条线画在速度上。
美国国家医学院的膳食参考摄入量报告给了一个很朴素的定义: 一个氨基酸算条件必需, 意思是内源合成跟不上代谢需要的时候, 它就需要一个膳食来源 (IOM 2005)。
这句话里没有一个词在描述分子。它描述的全是速度: 造的速度、用的速度、谁跟不上谁。
所以真正的分类是三栏, 不是两栏。IOM 那张表里, 中间还站着 6 个氨基酸: 精氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸。平时身体自己造得够, 某些状态下造不够, 就得吃。
关键在于那两个速度都会变。造的速度会掉: 一个酶天生活性低、还没发育出来、或者被突变改坏。用的速度会涨: 身体在长个子、在修伤口、在发炎。两个速度一交叉, 同一个分子就从非必需那一栏挪到了必需这一栏。
必需性不是分子的属性, 是身体状态的属性。后面三个例子讲的都是这一件事。
营养学教科书把 20 种氨基酸分成两栏: 9 个必需, 11 个非必需。这张表长得像元素周期表, 好像必需性是分子自带的属性 —— 像原子量一样刻在分子身上, 不会变。
不是。那条线画在速度上。
美国国家医学院的膳食参考摄入量报告给了一个很朴素的定义: 一个氨基酸算条件必需, 意思是内源合成跟不上代谢需要的时候, 它就需要一个膳食来源 (IOM 2005)。
这句话里没有一个词在描述分子。它描述的全是速度: 造的速度、用的速度、谁跟不上谁。
所以真正的分类是三栏, 不是两栏。IOM 那张表里, 中间还站着 6 个氨基酸: 精氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸。平时身体自己造得够, 某些状态下造不够, 就得吃。
关键在于那两个速度都会变。造的速度会掉: 一个酶天生活性低、还没发育出来、或者被突变改坏。用的速度会涨: 身体在长个子、在修伤口、在发炎。两个速度一交叉, 同一个分子就从非必需那一栏挪到了必需这一栏。
必需性不是分子的属性, 是身体状态的属性。后面三个例子讲的都是这一件事。
三栏表 · 谁靠谁造
IOM 那张表除了列出 6 个条件必需氨基酸, 还列了它们各自靠什么造 —— 这一栏才是重点:酪氨酸 ← 苯丙氨酸半胱氨酸 ← 蛋氨酸、丝氨酸精氨酸 ← 谷氨酰胺 / 谷氨酸、天冬氨酸甘氨酸 ← 丝氨酸、胆碱脯氨酸 ← 谷氨酸谷氨酰胺 ← 谷氨酸、氨
每一条箭头都是一条酶通路。箭头能不能供上货, 取决于两件事: 前面那个前体够不够, 以及中间那些酶跑得快不快。任何一头出问题, 这个非必需氨基酸就变得必需。
这里有一个常被滑过去的细节: 酪氨酸的上游是苯丙氨酸, 而苯丙氨酸本身是必需氨基酸。所以酪氨酸的非必需身份是借来的 —— 它建立在两个前提上: 你吃够了苯丙氨酸, 而且那个把苯丙氨酸改成酪氨酸的酶还在工作。第四幕会看到这两个前提同时塌掉会发生什么。
还有一个更能说明问题的东西, 藏在 IOM 那张表的脚注里: 组氨酸被列在必需那一栏, 但报告自己承认, 它不满足这份报告用来判定必需的标准 —— 把它从饮食里拿掉, 并不会像其它八个那样迅速让人陷入负氮平衡 (IOM 2005)。
也就是说, 那张表连自己的判定标准都没有严格执行。Reeds 2000 在综述里把这件事推得更远: 从功能的角度看, 所有氨基酸都是必需的; 教科书那种二分法是一个历史上用氮平衡实验测出来的操作约定, 不是身体的分类法 (Reeds 2000)。
第 2 章
两个速度
The two rates
把上一幕那个定义拆开, 里面只有两个量: 你的身体每小时能造出多少这个分子, 以及每小时用掉多少。
造的那一侧是一条酶流水线。
分子不会凭空出现。一个前体进来, 排队经过几个酶, 每个酶把它的结构改一点点, 最后变成成品。这条线每小时能出多少货, 由两件事决定: 前面有多少前体在排队, 以及队伍里最慢的那个酶每秒能处理几个分子。
这里有一个容易被忽略的算术。如果一条线上有两个酶都慢, 它们的效果是相乘, 不是相加。第一个酶只放过十分之一, 第二个再只放过十分之一, 走完全程的就只剩百分之一。第三幕的猫就是死在这个乘法上。
用的那一侧不是一个去处, 是好几个同时在抽。
造好的分子在细胞里被同时拉向几个方向: 被拼进正在合成的蛋白质、被改造成别的分子、被拆掉当能量烧、或者挂在别的东西上排出体外。这些出口是并联的, 抽的是同一批分子。任何一个出口开大, 其它出口拿到的就变少。
所以必需这件事是这两个速度比出来的, 不是查表查出来的。
而两侧都会动:
造的一侧掉下去: 酶天生活性低 (物种的事)、酶还没发育出来 (年龄的事)、酶被突变改坏 (疾病的事)、或者前体本身供不上 (吃的事)。用的一侧顶上去: 身体在长、伤口在修、正在发炎。IOM 2005 举的例子是谷氨酰胺 —— 严重分解代谢压力下, 组织产谷氨酰胺的能力跟不上涨起来的需要, 于是这个平时的非必需氨基酸需要一个膳食来源 (IOM 2005)。
甘氨酸是这条逻辑在人身上算得最细的案例: Meléndez-Hevia 2009 把成年人每天用掉的甘氨酸一项一项加起来, 再和丝氨酸那条合成通路的产能比, 发现产能明显跟不上 (Meléndez-Hevia 2009)。那笔账怎么算的, 甘氨酸自己那一岛从头讲到尾, 这里不重复。本篇要的不是那个数字, 是那个动作: 把两个速度摆在一起比。
造的那一侧是一条酶流水线。
分子不会凭空出现。一个前体进来, 排队经过几个酶, 每个酶把它的结构改一点点, 最后变成成品。这条线每小时能出多少货, 由两件事决定: 前面有多少前体在排队, 以及队伍里最慢的那个酶每秒能处理几个分子。
这里有一个容易被忽略的算术。如果一条线上有两个酶都慢, 它们的效果是相乘, 不是相加。第一个酶只放过十分之一, 第二个再只放过十分之一, 走完全程的就只剩百分之一。第三幕的猫就是死在这个乘法上。
用的那一侧不是一个去处, 是好几个同时在抽。
造好的分子在细胞里被同时拉向几个方向: 被拼进正在合成的蛋白质、被改造成别的分子、被拆掉当能量烧、或者挂在别的东西上排出体外。这些出口是并联的, 抽的是同一批分子。任何一个出口开大, 其它出口拿到的就变少。
所以必需这件事是这两个速度比出来的, 不是查表查出来的。
而两侧都会动:
造的一侧掉下去: 酶天生活性低 (物种的事)、酶还没发育出来 (年龄的事)、酶被突变改坏 (疾病的事)、或者前体本身供不上 (吃的事)。用的一侧顶上去: 身体在长、伤口在修、正在发炎。IOM 2005 举的例子是谷氨酰胺 —— 严重分解代谢压力下, 组织产谷氨酰胺的能力跟不上涨起来的需要, 于是这个平时的非必需氨基酸需要一个膳食来源 (IOM 2005)。
甘氨酸是这条逻辑在人身上算得最细的案例: Meléndez-Hevia 2009 把成年人每天用掉的甘氨酸一项一项加起来, 再和丝氨酸那条合成通路的产能比, 发现产能明显跟不上 (Meléndez-Hevia 2009)。那笔账怎么算的, 甘氨酸自己那一岛从头讲到尾, 这里不重复。本篇要的不是那个数字, 是那个动作: 把两个速度摆在一起比。
为什么那张两栏表还能用
如果必需性这么容易翻, 为什么那张两栏表还能用一百年?因为对大多数人、在大多数时候, 那 11 个非必需氨基酸的合成速度确实跟得上。表没有错, 它记录的是默认状态下的答案。错的是把一张快照当成定律。
IOM 在同一页上就把这个限度写明白了: 它承认这些条件必需氨基酸的定量需求量至今没有被确定, 而且大概会随具体状态大幅变化 (IOM 2005)。也就是说, 官方指南知道这条线会移动, 但没有给出移动到哪里的数字。
这句话值得记住, 因为它是本篇后面所有判断的地基。当一份国家级指南在自己列出六个条件必需氨基酸之后, 紧接着说不知道它们的需求量是多少, 那么任何一个在货架上给你一个精确条件必需剂量的产品, 都比这份指南更自信。
还要补一句关于范围的话。本篇讲的是这条线为什么会移动, 不是移动之后该怎么办。后者是临床营养的事。
第 3 章
猫 · 同一个分子, 换了一栏
The cat · same molecule, other column
牛磺酸对你不是必需的, 对你家的猫是。差的不是分子, 是两个酶的活性。
牛磺酸 (taurine) 是一个小分子, 哺乳动物都用它。你可以从半胱氨酸自己造, 造多少算多少, 不吃也不会出事。在那张两栏表上, 它连位置都没有。
猫身上, 那两个速度是这样的。
造的一侧: 两个酶同时慢, 而且相乘。
猫其实有造牛磺酸的整条通路, 零件不缺。但这条线上有两个酶活性都很低: 半胱氨酸双加氧酶 (把半胱氨酸氧化成半胱氨酸亚磺酸), 和半胱氨酸亚磺酸脱羧酶 (再把它变成亚牛磺酸)。Morris 2002 的原话是, 当一条通路上有两个酶的活性都被大幅降低时, 会产生相乘效应, 这条路上的流量就变得微不足道 (Morris 2002)。
猫的半胱氨酸并没有闲着, 它只是走了别的路: 大部分被代谢成丙酮酸, 当能量烧掉了。而牛磺酸猫是没法氧化的 (Morris 2002)。原料在, 只是不往牛磺酸那边走。
用的一侧: 猫有一个你没有的固定出口。
胆汁酸要挂一个氨基酸才能干活。你两种都能用 —— 甘氨酸或者牛磺酸, 挑着来。猫不行: 猫的那个连接酶对甘氨酸的亲和力极低, 于是猫只能用牛磺酸挂胆汁酸 (Morris 2002)。每一次消化脂肪, 猫都在往肠道里倒牛磺酸。
两侧一夹。Morris 说得很清楚: 真正掏空猫体内牛磺酸库存的, 是低合成活性和这个极低甘氨酸亲和力的组合 (Morris 2002)。单独任何一条都不够, 是两个速度一起出的事。
代价是具体的。缺牛磺酸的猫会得猫中心性视网膜变性 (视网膜中央那块专管看清东西的区域退化), 还会得扩张型心肌病 —— 心肌变薄、心室撑大、泵不动血。Pion 1987 在 Science 上报告: 一批吃市售猫粮的猫血浆牛磺酸低, 超声看到心肌泵力衰竭; 口服补上牛磺酸之后, 左心室功能恢复正常 (Pion 1987)。这就是为什么今天的猫粮必须加牛磺酸。
请注意这一幕真正的重点。牛磺酸这个分子, 从头到尾没有变过一个原子。变的是读它的那个身体。
牛磺酸 (taurine) 是一个小分子, 哺乳动物都用它。你可以从半胱氨酸自己造, 造多少算多少, 不吃也不会出事。在那张两栏表上, 它连位置都没有。
猫身上, 那两个速度是这样的。
造的一侧: 两个酶同时慢, 而且相乘。
猫其实有造牛磺酸的整条通路, 零件不缺。但这条线上有两个酶活性都很低: 半胱氨酸双加氧酶 (把半胱氨酸氧化成半胱氨酸亚磺酸), 和半胱氨酸亚磺酸脱羧酶 (再把它变成亚牛磺酸)。Morris 2002 的原话是, 当一条通路上有两个酶的活性都被大幅降低时, 会产生相乘效应, 这条路上的流量就变得微不足道 (Morris 2002)。
猫的半胱氨酸并没有闲着, 它只是走了别的路: 大部分被代谢成丙酮酸, 当能量烧掉了。而牛磺酸猫是没法氧化的 (Morris 2002)。原料在, 只是不往牛磺酸那边走。
用的一侧: 猫有一个你没有的固定出口。
胆汁酸要挂一个氨基酸才能干活。你两种都能用 —— 甘氨酸或者牛磺酸, 挑着来。猫不行: 猫的那个连接酶对甘氨酸的亲和力极低, 于是猫只能用牛磺酸挂胆汁酸 (Morris 2002)。每一次消化脂肪, 猫都在往肠道里倒牛磺酸。
两侧一夹。Morris 说得很清楚: 真正掏空猫体内牛磺酸库存的, 是低合成活性和这个极低甘氨酸亲和力的组合 (Morris 2002)。单独任何一条都不够, 是两个速度一起出的事。
代价是具体的。缺牛磺酸的猫会得猫中心性视网膜变性 (视网膜中央那块专管看清东西的区域退化), 还会得扩张型心肌病 —— 心肌变薄、心室撑大、泵不动血。Pion 1987 在 Science 上报告: 一批吃市售猫粮的猫血浆牛磺酸低, 超声看到心肌泵力衰竭; 口服补上牛磺酸之后, 左心室功能恢复正常 (Pion 1987)。这就是为什么今天的猫粮必须加牛磺酸。
请注意这一幕真正的重点。牛磺酸这个分子, 从头到尾没有变过一个原子。变的是读它的那个身体。
morris-2002-cat-nutrient-idiosyncrasy
连对猫必需都不是一个固定的数
猫粮标签上那个牛磺酸添加量, 看起来像一个物种常数。它不是。胆汁倒进肠道的牛磺酸, 有一部分会被重新吸收回来, 这条回收线叫肠肝循环。Morris 团队发现, 能回收回来多少取决于猫吃的是什么: 不好消化的蛋白质占比高的饲料, 会让胆囊收缩素分泌增加, 并且养出一批会降解牛磺酸的肠道菌。牛磺酸在被吸回来之前就被菌吃掉了, 回收率下降, 猫每天需要吃进去的量就上升 (Morris 2002)。
所以 Morris 的结论是: 牛磺酸的膳食需要量不是固定的, 它取决于饲料的配料和加工方式 (Morris 2002)。这不是纸上的推论 —— 罐头粮需要的牛磺酸添加量, 大约是膨化粮的两倍 (Morris 2002)。同一只猫, 换一种粮, 需要量就变了。
这一层比前一层更狠。前一层说的是: 必需性会因物种而变。这一层说的是: 就算在同一个物种、同一只猫身上, 它也会因为今天碗里装的是什么而变。
最后一个问题: 猫为什么会进化成这样? Morris 的解释是, 野猫吃的是整只小型哺乳动物和鸟, 连内脏一起吃 —— 动物组织本身就富含牛磺酸, 够用了, 不需要自己造。在那种食谱下, 维持一条昂贵的合成通路没有收益, 于是那两个酶的活性就退化了 (Morris 2002)。
换句话说, 是食谱先变的, 酶后退的。不过 Morris 自己在摘要里加了一条很重要的限制: 这种回溯性的视角只能识别关联, 不能确立因果 (Morris 2002)。所以这条进化解释是一个合理的故事, 不是一个被证明的机制。本篇引它, 是因为它把问题问对了: 与其问这个分子重不重要, 不如问这个身体是在什么条件下长成现在这样的。
morris-2002-cat-nutrient-idiosyncrasy
第 4 章
PKU · 一个酶坏了, 两栏同时翻
PKU · one enzyme, both columns flip
上一幕换了个物种。这一幕不用换 —— 同一个人身上, 一个酶坏掉, 两个方向同时翻转。
先看那个酶在哪、干什么。你的肝细胞里有一个叫苯丙氨酸羟化酶 (PAH) 的酶。它做的事很朴素: 抓住一个苯丙氨酸分子, 在它的苯环上按一个氧原子上去, 苯丙氨酸就变成了酪氨酸 (IOM 2005)。这一步还需要一个辅助分子在旁边搭手, 叫四氢生物蝶呤 (BH4)。约两成的患者身上, 补 BH4 能把残余的 PAH 活性推起来一点 (Blau 2010)。
这一个反应同时是两件事的答案:
它是苯丙氨酸的主要出口。你吃进来的苯丙氨酸, 用不完的部分主要从这里走。它是酪氨酸的唯一入口。体内的酪氨酸只有这一条内源来路, 而且这条路是单向的: 苯丙氨酸能变成酪氨酸, 酪氨酸变不回去 (IOM 2005)。
苯丙酮尿症 (phenylketonuria, PKU) 是一个让 PAH 失去活性的遗传病。那一个酶塌掉, 这两件事就同时出事。
方向一: 一个必需氨基酸变成了要限制的东西。
苯丙氨酸是货真价实的必需氨基酸, 身体造不出那个苯环, 必须吃。但 PAH 坏了以后, 主要出口关上, 吃进来的苯丙氨酸在血里堆积。持续偏高的苯丙氨酸会在大脑发育的关键期造成不可逆的脑损伤 —— 除非出生一个月内就开始限制饮食里的苯丙氨酸, 并且一直限制下去 (IOM 2005)。于是: 必需, 但要限量。这两个词平时不会出现在同一个氨基酸身上。
方向二: 一个非必需氨基酸变成了必需。
酪氨酸平时是非必需的, 理由只有一个 —— 你可以用 PAH 从苯丙氨酸把它造出来 (IOM 2005)。PAH 一坏, 这个理由就不存在了。van Spronsen 2001 说得很直白: PKU 患者因为肝脏这个酶严重缺乏, 无法从苯丙氨酸合成酪氨酸, 因此对这些人来说酪氨酸是必需氨基酸 (van Spronsen 2001)。
同一个酶。同一个人。必需的那个变成了要限制的, 非必需的那个变成了必需。没有任何一个分子改变过结构。
这也是为什么第一幕那句话要说得那么绝对: 必需性不写在分子上, 它写在通路上 —— 而通路是会坏的。
PKU 靠新生儿足跟血筛查发现, 由代谢病专科医生和营养师终身管理。本篇讲的是机制, 不是方案; 任何关于 PKU 饮食的具体决定都必须由专科团队来做。
先看那个酶在哪、干什么。你的肝细胞里有一个叫苯丙氨酸羟化酶 (PAH) 的酶。它做的事很朴素: 抓住一个苯丙氨酸分子, 在它的苯环上按一个氧原子上去, 苯丙氨酸就变成了酪氨酸 (IOM 2005)。这一步还需要一个辅助分子在旁边搭手, 叫四氢生物蝶呤 (BH4)。约两成的患者身上, 补 BH4 能把残余的 PAH 活性推起来一点 (Blau 2010)。
这一个反应同时是两件事的答案:
它是苯丙氨酸的主要出口。你吃进来的苯丙氨酸, 用不完的部分主要从这里走。它是酪氨酸的唯一入口。体内的酪氨酸只有这一条内源来路, 而且这条路是单向的: 苯丙氨酸能变成酪氨酸, 酪氨酸变不回去 (IOM 2005)。
苯丙酮尿症 (phenylketonuria, PKU) 是一个让 PAH 失去活性的遗传病。那一个酶塌掉, 这两件事就同时出事。
方向一: 一个必需氨基酸变成了要限制的东西。
苯丙氨酸是货真价实的必需氨基酸, 身体造不出那个苯环, 必须吃。但 PAH 坏了以后, 主要出口关上, 吃进来的苯丙氨酸在血里堆积。持续偏高的苯丙氨酸会在大脑发育的关键期造成不可逆的脑损伤 —— 除非出生一个月内就开始限制饮食里的苯丙氨酸, 并且一直限制下去 (IOM 2005)。于是: 必需, 但要限量。这两个词平时不会出现在同一个氨基酸身上。
方向二: 一个非必需氨基酸变成了必需。
酪氨酸平时是非必需的, 理由只有一个 —— 你可以用 PAH 从苯丙氨酸把它造出来 (IOM 2005)。PAH 一坏, 这个理由就不存在了。van Spronsen 2001 说得很直白: PKU 患者因为肝脏这个酶严重缺乏, 无法从苯丙氨酸合成酪氨酸, 因此对这些人来说酪氨酸是必需氨基酸 (van Spronsen 2001)。
同一个酶。同一个人。必需的那个变成了要限制的, 非必需的那个变成了必需。没有任何一个分子改变过结构。
这也是为什么第一幕那句话要说得那么绝对: 必需性不写在分子上, 它写在通路上 —— 而通路是会坏的。
PKU 靠新生儿足跟血筛查发现, 由代谢病专科医生和营养师终身管理。本篇讲的是机制, 不是方案; 任何关于 PKU 饮食的具体决定都必须由专科团队来做。
变必需, 不等于多补有用
这一幕有一个很容易滑过去的坑, 值得单独说。酪氨酸在 PKU 里变成了必需氨基酸 —— 这是机制上的事实。但必需的意思只是它必须从食物里来, 它不等于补得越多越好, 更不等于额外加游离酪氨酸有好处。这几句话之间没有逻辑桥。
实际证据是这样的。PKU 患者吃的特殊氨基酸配方本来就已经把酪氨酸加进去了, 问题是加了之后血里的酪氨酸仍然常常偏低。van Spronsen 2001 复盘了这件事, 认为目前这种白天分次补酪氨酸的做法远不理想, 因为它防不住血酪氨酸掉下去; 他们给的建议反而是把蛋白替代品里的酪氨酸限制在大约 6% 上下, 并且在没有生化证据证明缺乏之前不要额外加游离酪氨酸 (van Spronsen 2001)。
在配方之外再补酪氨酸到底有没有用? Cochrane 系统综述查了一遍: 只找到 3 项随机对照试验、总共 56 个人。结果是血里的酪氨酸浓度确实升上去了, 但其它任何结局指标都没有差别。作者的结论是, 现有证据无法就是否应该把酪氨酸补充剂纳入常规临床做出任何推荐 (Remmington 2021)。
把这两件事放在一起, 就是本篇想教的那种判断力:
机制说酪氨酸在 PKU 里是必需的。这一句是对的, 而且是从酶推出来的。但机制不能替你回答所以该补多少。那是另一个问题, 要另外做试验回答, 而那些试验目前给出的答案是: 不知道。
一个分子从非必需变成必需, 改变的只是它必须从食物里来这一件事。它没有告诉你剂量, 没有告诉你形式, 也没有告诉你时机。补剂营销最爱走的就是这一步偷换: 先给你看一个漂亮的机制, 然后让你自己以为机制已经批准了那个剂量。
remmington-2021-cochrane-tyrosine-pku
第 5 章
还没上线的酶
The enzyme not online yet
前两幕的酶, 一个天生慢 (猫), 一个被突变改坏 (PKU)。还有第三种: 酶是好的, 只是还没到上班的时候。
半胱氨酸平时不算必需, 因为你能造。蛋氨酸带着硫进来, 走一条叫转硫途径的路, 硫被交到丝氨酸的骨架上, 最后拆出半胱氨酸。这条路的最后一步由一个叫胱硫醚酶的酶完成 —— 它负责把中间体胱硫醚剪断, 半胱氨酸才掉出来。
1970 年, Sturman 和同事在 Science 上报告: 他们在人类胎儿和早产儿的肝里测不到这个酶的活性, 而且胎盘也不替胎儿做这一步。他们由此提出了那个很自然的推论 —— 对还没发育成熟的人来说, 半胱氨酸可能是必需氨基酸 (Sturman 1970)。
这个推论听起来无懈可击: 剪刀不在, 当然剪不出半胱氨酸。IOM 2005 也把早产儿从蛋氨酸产生半胱氨酸的速度不足, 列为条件必需的典型例子之一 (IOM 2005)。
然后有人真的去量了。
Riedijk 2007 用同位素示踪的方法, 测了一批出生在 32 到 34 周、当时已经 4 周大的低体重早产儿。给他们喂含不同半胱氨酸浓度的配方, 看身体的反应有没有差别。结果是: 没有差别。作者的结论写得很克制 —— 在这批 4 周大、32 到 34 周出生的低体重早产儿身上, 没有证据显示内源半胱氨酸合成受限 (Riedijk 2007)。
这不是说 1970 年那篇错了。两篇测的根本是不同的东西, 对象也是不同的状态:
Sturman 测的是酶在不在, 对象是胎儿和刚出生的早产儿。Riedijk 测的是速度够不够, 对象是已经出生 4 周、蛋氨酸供应充足的 32 到 34 周早产儿。
真正的教训在这里: 连酶在不在, 都不是这个问题的答案。
酶不在, 只说明造的那一侧慢。它没有告诉你有多慢, 也没有告诉你用的那一侧要多快。只有把两个速度摆在一起比, 才有答案 —— 而这两个速度会随着出生后的周数、随着同时喂进去多少前体一起移动。
所以早产儿这三个字太粗了。多早? 出生几周了? 前体供得上吗? 这些不是细节, 这些就是那个问题本身。
半胱氨酸平时不算必需, 因为你能造。蛋氨酸带着硫进来, 走一条叫转硫途径的路, 硫被交到丝氨酸的骨架上, 最后拆出半胱氨酸。这条路的最后一步由一个叫胱硫醚酶的酶完成 —— 它负责把中间体胱硫醚剪断, 半胱氨酸才掉出来。
1970 年, Sturman 和同事在 Science 上报告: 他们在人类胎儿和早产儿的肝里测不到这个酶的活性, 而且胎盘也不替胎儿做这一步。他们由此提出了那个很自然的推论 —— 对还没发育成熟的人来说, 半胱氨酸可能是必需氨基酸 (Sturman 1970)。
这个推论听起来无懈可击: 剪刀不在, 当然剪不出半胱氨酸。IOM 2005 也把早产儿从蛋氨酸产生半胱氨酸的速度不足, 列为条件必需的典型例子之一 (IOM 2005)。
然后有人真的去量了。
Riedijk 2007 用同位素示踪的方法, 测了一批出生在 32 到 34 周、当时已经 4 周大的低体重早产儿。给他们喂含不同半胱氨酸浓度的配方, 看身体的反应有没有差别。结果是: 没有差别。作者的结论写得很克制 —— 在这批 4 周大、32 到 34 周出生的低体重早产儿身上, 没有证据显示内源半胱氨酸合成受限 (Riedijk 2007)。
这不是说 1970 年那篇错了。两篇测的根本是不同的东西, 对象也是不同的状态:
Sturman 测的是酶在不在, 对象是胎儿和刚出生的早产儿。Riedijk 测的是速度够不够, 对象是已经出生 4 周、蛋氨酸供应充足的 32 到 34 周早产儿。
真正的教训在这里: 连酶在不在, 都不是这个问题的答案。
酶不在, 只说明造的那一侧慢。它没有告诉你有多慢, 也没有告诉你用的那一侧要多快。只有把两个速度摆在一起比, 才有答案 —— 而这两个速度会随着出生后的周数、随着同时喂进去多少前体一起移动。
所以早产儿这三个字太粗了。多早? 出生几周了? 前体供得上吗? 这些不是细节, 这些就是那个问题本身。
riedijk-2007-preterm-cysteine
什么会移动这两个速度
把前面几幕拆出来的东西归拢一下。能移动那两个速度的因素其实不多, 四类而已。造的那一侧, 会被这些拖慢:
物种: 酶的活性天生就不一样, 比如猫的那两个酶。发育: 酶还没开始表达, 或者刚开始, 比如胎儿的胱硫醚酶。这一类有个特点 —— 它带着一个时钟, 过几周答案就会变。损坏: 突变让酶失去活性, 比如 PKU 的 PAH。这一类没有时钟, 是终身的。缺料: 酶本身好好的, 但前面那个前体供不上。酪氨酸就靠这个 —— 它的合成依赖膳食提供足量的必需前体苯丙氨酸 (IOM 2005)。
用的那一侧, 会被这些顶高:
在长: 长身体的时候, 每一样结构材料的消耗速度都在高位。IOM 提到, 主要吃母乳的早产儿, 甘氨酸的供给可能成为生长的一个主要营养限制 —— 于是这个平时的非必需氨基酸, 对他们可能算条件必需 (IOM 2005)。在修或在发炎: 分解代谢压力大的时候, 组织产谷氨酰胺的能力跟不上涨起来的需要 (IOM 2005)。
注意这里要停住。危重症、创伤、脓毒症该怎么补氨基酸, 是临床营养的专业问题, 有专门的团队和指南在管, 本篇不给任何这方面的方案。这些状态在本篇里只有一个作用: 证明用的那一侧真的会动, 而且能动到把分类顶翻。
最后顺带说一句 IOM 自己的诚实。它一边把这 6 个氨基酸列进条件必需, 一边承认: 这些氨基酸的定量需求量至今没有被确定, 而且大概会随具体状态大幅变化 (IOM 2005)。指南知道线会移, 但没给出移到哪里的数字。下一幕讲这句话在实践里意味着什么。
第 6 章
所以下次该问什么
What to ask next time
记住一句话就够了: 看到必需两个字, 先问对谁, 在什么状态下。
这一篇给你的不是一张新表, 是两个问题。它们朝相反的方向拆, 而话术两头都会用。
第一头: 有人说, 这个是非必需氨基酸, 身体自己会造, 不用管。
这句话省略了主语和状态。反问: 对谁? 在什么状态下? 造的速度是多少, 用的速度是多少, 谁跟不上谁?
酪氨酸对绝大多数人确实不用管 —— 但对 PKU 患者, 同一句话是错的, 而且错得危险。非必需从来不是一个承诺, 它只是一个在默认状态下成立的观察。
第二头: 有人说, 这个是条件必需氨基酸, 所以你要补。
这句话跳过了整个推导。条件必需的完整意思是: 在某些条件下, 合成速度跟不上使用速度。那么反问: 我在那个条件里吗? 我的合成速度真的跟不上吗? 凭什么这么说?
补剂营销爱用条件必需这个词, 恰恰是因为它听起来既专业又吓人。它把一个有条件的判断, 说成了一个关于你的判断。而那个条件通常指的是重病、创伤、早产、遗传缺陷。你如果不在那些条件里, 那个词对你不成立。
还有一个更硬的边界。
就算你确实在那个条件里, 必需这个判定也只说明它得从食物来, 不说明该补多少。IOM 2005 自己承认: 条件必需氨基酸的定量需求量至今没有被确定, 而且大概随具体状态大幅变化 (IOM 2005)。PKU 的酪氨酸就是活教材 —— 机制上百分之百必需, 而额外补充有没有用, Cochrane 查完 3 项试验、56 个人之后的结论是: 不知道 (Remmington 2021)。
所以谁要是能给你一个精确的条件必需补充剂量, 他比美国国家医学院更自信。这本身就是一个信号。
本篇是科普, 不替代医生。如果你真的处在会移动这两个速度的状态里 —— 遗传代谢病、早产儿喂养、严重疾病或创伤后的营养支持 —— 这些都有专科团队和专门的指南在管。请交给他们, 不要靠补剂自己解决。
这一篇给你的不是一张新表, 是两个问题。它们朝相反的方向拆, 而话术两头都会用。
第一头: 有人说, 这个是非必需氨基酸, 身体自己会造, 不用管。
这句话省略了主语和状态。反问: 对谁? 在什么状态下? 造的速度是多少, 用的速度是多少, 谁跟不上谁?
酪氨酸对绝大多数人确实不用管 —— 但对 PKU 患者, 同一句话是错的, 而且错得危险。非必需从来不是一个承诺, 它只是一个在默认状态下成立的观察。
第二头: 有人说, 这个是条件必需氨基酸, 所以你要补。
这句话跳过了整个推导。条件必需的完整意思是: 在某些条件下, 合成速度跟不上使用速度。那么反问: 我在那个条件里吗? 我的合成速度真的跟不上吗? 凭什么这么说?
补剂营销爱用条件必需这个词, 恰恰是因为它听起来既专业又吓人。它把一个有条件的判断, 说成了一个关于你的判断。而那个条件通常指的是重病、创伤、早产、遗传缺陷。你如果不在那些条件里, 那个词对你不成立。
还有一个更硬的边界。
就算你确实在那个条件里, 必需这个判定也只说明它得从食物来, 不说明该补多少。IOM 2005 自己承认: 条件必需氨基酸的定量需求量至今没有被确定, 而且大概随具体状态大幅变化 (IOM 2005)。PKU 的酪氨酸就是活教材 —— 机制上百分之百必需, 而额外补充有没有用, Cochrane 查完 3 项试验、56 个人之后的结论是: 不知道 (Remmington 2021)。
所以谁要是能给你一个精确的条件必需补充剂量, 他比美国国家医学院更自信。这本身就是一个信号。
本篇是科普, 不替代医生。如果你真的处在会移动这两个速度的状态里 —— 遗传代谢病、早产儿喂养、严重疾病或创伤后的营养支持 —— 这些都有专科团队和专门的指南在管。请交给他们, 不要靠补剂自己解决。
remmington-2021-cochrane-tyrosine-pku
红旗 · 这些状态别自己扛
本篇提到的三个状态, 都不是靠调整饮食或者买补剂能处理的。它们各自有专门的医疗路径:新生儿代谢病筛查: PKU 靠出生后几天的足跟血筛查发现。及早发现并严格控制饮食, 可以避免那个不可逆的脑损伤; 发现晚了, 已经造成的损伤补不回来 (IOM 2005)。这是新生儿筛查存在的理由之一, 不要跳过。早产儿喂养: 喂什么、喂多少, 由新生儿科团队按体重和周数决定。本篇引的那两篇研究恰恰说明, 这件事连专业人士都要靠示踪实验才能定, 家长更不该自己推。严重疾病或创伤后的营养支持: 属于临床营养的范围, 有专门的团队。
另外, 如果你身上出现这些, 请去看医生, 而不是研究该补哪个氨基酸:
不明原因的体重下降伤口长期不愈合反复感染不明原因的持续乏力
这些症状确实可能和蛋白质、氨基酸的供给有关, 但它们更可能是别的东西的信号。用补剂把症状压下去最危险的地方在于, 它会把那个真正的原因盖住。
想接着往下看: 蛋白质那一岛讲的是 20 个氨基酸的分工和每餐该吃多少; 甘氨酸那一岛把造得不够快这件事在一个具体分子上从头算到尾, 是本篇这套逻辑最完整的一个人类案例。