现代营养学：营养代谢组学

尽管代谢组学作为一种新发展起来的技术，已经广泛应用到微生物学、植物学、毒理学和疾病机制的研究中，如测定给予外源性复合物（药物、毒物）对代谢的影响，但是与其他后基因组谱研究领域一样，代谢组学在营养学研究领域中的应用是相对落后的。自从20世纪60年代中期气相色谱和质谱技术出现，就开始建立人与动物的血液和尿液中毒物以及疾病状态（如先天性代谢疾病）的特征性物质的代谢研究，尽管这些资料还没有从生物信息学的观点进行分析，仍可以认为是进行了一些人与动物代谢组学的基础工作研究，如同时检测血液和尿液等生物样本的血糖、尿糖和胆固醇等代谢物成分。

1.对氨基酸代谢的研究　利用荧光标志的高效液相色谱法（HPLC）可以测定组织中不同氨基酸的浓度。还可用于评价氨基酸摄入的适量与安全范围，应用基于相关性的分析方法分析某种代谢产物与摄入过量的蛋白质、氨基酸是否相关，以此确定适量安全的氨基酸摄入量。此外，氨基酸代谢谱可有助于揭示特定生理状态下的代谢水平，如利用一种基于功能的联合运算法来测定氨基酸的比率，可以鉴别出糖尿病模型大鼠与肥胖、非糖尿病大鼠。同样的方法可以确定二甲基亚硝胺所致肝衰竭后肝脏纤维化标志物羟脯氨酸的大概浓度范围。这种方法可应用于各种生理或疾病状态的临床诊断。

2.脂质代谢产物的测定　因为饮食中的大分子复合物对组织代谢的影响往往会在血浆的脂质代谢中有所反映，所以个体间对饮食的不同反应能够用代谢组学的研究方法进行评价。定量的脂质代谢资料可以用来分析摄食油脂对心脏和肝脏的磷脂代谢的不同影响，记录在生化途径中脂类代谢产物浓度的变化以及不同治疗或表现型对其的影响。例如，利用该方法测定胰岛素敏感剂罗格列酮治疗2型糖尿病小鼠模型，对其肝脏、血浆、心脏和脂肪组织脂质代谢的影响。该项研究表明给予这种药物对体液和组织的脂质代谢产生了广泛的影响，罗格列酮降低血浆脂质浓度，明显改变心脏的磷脂代谢，引起脂肪组织的多不饱和脂肪酸谱异常。另外，对脂肪细胞的脂类代谢改变的研究显示，随着细胞分化，在脂肪细胞内出现奇数链脂肪酸的逐渐蓄积，包括三酰甘油和磷脂，这项研究结果表明过氧化物酶体在脂肪细胞的脂肪酸代谢中的重要作用。(www.xing528.com)

3.建立代谢组学数据库　目前，人类基因组计划已经证明建立综合的一体化数据库对基因的研究具有很高的价值，而尚未建立类似的代谢物资源数据库，从而使研究者无法获得综合信息以鉴定人类和动物各种代谢物的作用。代谢组学技术在营养研究中更大的价值是开展全球性的合作研究，建立在不同饮食或营养干预情况下的代谢组学数据库。在短期内代谢组学技术将有助于确定与摄入过多或不足常量营养素有关的代谢物，帮助确定各种常量营养素的合适摄入量。从长远的观点来看，代谢组学的研究将能够了解机体在给予过量或缺乏某一种营养物（如一种氨基酸）引起整体代谢改变的情况，综合的个体代谢谱将会替代目前应用一种生物标志物作为疾病的判断指标，从而为疾病的诊疗提供更多的信息。此外，也可以在能够考虑到代谢的复杂性的情况下，依靠科学方法最终建立一种评价微量营养素缺乏范围的策略。