综述:非必需氨基酸在老年患者中并非“非必需”:对颌面部伤口愈合和骨修复的影响

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery 2.0

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  这篇综述系统阐述了衰老如何重塑关键非必需氨基酸(NEAAs)的内源性合成通路,揭示了丝氨酸/甘氨酸、谷氨酰胺/谷氨酸、精氨酸/瓜氨酸等代谢轴在老年颌面部伤口愈合和骨修复中的条件性必需作用。作者整合生化、临床及临床前证据,提出通过靶向补充或代谢激活(如丝胶蛋白、N-乙酰半胱氨酸/NAC)优化NEAA状态,可作为改善老年患者术后结局的低风险策略,尤其适用于骨质疏松(osteoporosis)和多重共病(multimorbidity)人群。

  

背景

传统观点认为非必需氨基酸(NEAAs)可由葡萄糖代谢中间体内源合成,但衰老导致组织合成能力显著下降。老年患者面临骨质疏松、多病共存和口腔摄入受限时,NEAA不足会延迟骨愈合(delayed union)、增加伤口裂开(wound dehiscence)和感染风险。丝氨酸-一碳代谢(serine-one-carbon metabolism)、肠-肾精氨酸轴(intestinal-renal arginine axis)和半胱氨酸转硫途径(cysteine/trans-sulfuration)的年龄依赖性改变,直接影响胶原沉积、成骨细胞分化和免疫调节。

生化通路概述——葡萄糖作为碳枢纽

3-磷酸甘油酸通过磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)和磷酸丝氨酸氨基转移酶(PSAT1)转化为丝氨酸,进而生成甘氨酸和半胱氨酸。丙酮酸通过丙氨酸转氨酶(ALT)参与葡萄糖-丙氨酸循环(Cahill cycle),而TCA循环中间体α-酮戊二酸(α-ketoglutarate)是谷氨酸家族氨基酸(谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸)的前体。草酰乙酸(oxaloacetate)则通过天冬氨酸氨基转移酶(AST)生成天冬氨酸和天冬酰胺。这些通路受NAD+/NADH比值、mTOR信号和缺氧诱导因子(HIF-1α)等精密调控。

年龄相关的NEAA代谢衰退损害伤口愈合阶段

老年患者的抗氧化防御(如谷胱甘肽/GSH)和免疫细胞增殖(依赖丝氨酸/ATF4通路)能力下降。精氨酸不足会减少一氧化氮(NO)介导的血管新生,而脯氨酸和甘氨酸缺乏直接削弱胶原合成。骨折不愈合患者的骨痂中丝氨酸、甘氨酸水平显著降低,同时谷氨酰胺分解增强以补偿前体需求。D-丝氨酸(D-serine)的年龄相关性减少还会延缓神经再支配(reinnervation)。

老年骨质疏松患者的氨基酸补充依据

丝胶蛋白(sericin)水解产生的L-丝氨酸(占30%)可促进成骨细胞分化(上调Runx2和I型胶原),其衍生物D-丝氨酸则抑制破骨细胞活性(降低组织蛋白酶K)。口服10g胶原肽(含甘氨酸/脯氨酸)或5g瓜氨酸(citrulline)可增强精氨酸/NO通路,而NAC(600-1200mg/天)通过半胱氨酸补充改善氧化应激。临床前数据显示,联合补充使骨质疏松小鼠骨小梁质量增加40%。

围手术期营养与生活方式干预

术前4-6周启动1.2-1.5g/kg/day蛋白质摄入,结合抗阻训练(prehabilitation)可逆转老年性合成代谢抵抗(anabolic resistance)。需同步纠正维生素D(>30ng/mL)和微量营养素缺乏,避免吸烟/酒精损害血供。局部应用丝胶蛋白支架能加速移植物矿化,其机制涉及钙螯合和胶原基质沉积。

研究空白与展望

需大规模临床试验验证丝胶蛋白在人类骨折愈合中的剂量效应,并探索其与双膦酸盐的协同作用。生物标志物如血清D-丝氨酸或尿N-端肽(NTX)可能成为疗效预测指标。肠-肾精氨酸轴与肌肉-骨交叉对话(muscle-bone crosstalk)的深层机制也有待阐明。

结论

衰老使NEAA代谢从“可替代”转为“条件性必需”,靶向干预这些通路为改善老年颌面部修复提供了代谢基础。未来需将营养策略整合至标准化临床路径,以应对全球老龄化带来的外科挑战。

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