非蛋白氮对婴幼儿健康的影响

摘 要：人乳中部分非蛋白氮在维持婴幼儿大脑发育、肠道健康、内分泌调节以及免疫功能等方面均表现出积极作用，对婴幼儿生长发育至关重要。婴幼儿十分依赖非蛋白氮的外源性摄入，除母乳外，添加非蛋白氮原料的婴幼儿配方食品及其他补充剂食品成为婴幼儿获取非蛋白氮的重要途径。本文主要分析了婴幼儿配方食品中常见非蛋白氮的功能，并全面阐述了其对婴幼儿健康的影响。

关键词：非蛋白氮；胆碱；肉碱；核苷酸；牛磺酸；婴幼儿健康

Effects of Non-protein Nitrogen on the Health of Infants

SUN Yasong， GAO Jie， WANG Yushu， SONG Fei*

（Synutra Nutrition Food Co.， Ltd.， Qingdao 266500， China）

Abstract： Some non-protein nitrogen in human milk plays a positive role in maintaining infant brain development， intestinal health， endocrine regulation and immune function， and is essential for infant growth and development. Infants are very dependent on exogenous intake of non-protein nitrogen. In addition to breast milk， infant formula and other supplementary foods with added non-protein nitrogen raw materials have become an important way for infants to obtain non-protein nitrogen. This article mainly analyzes the functions of common non-protein nitrogen in infant formula and comprehensively explains its impact on infant health.

Keywords： non-protein nitrogen; choline; carnitine; nucleotides; taurine; infant health

人乳中含有众多含氮成分，包括蛋白质和非蛋白氮（Non-protein Nitrogen，NPN）化合物。非蛋白氮化合物是除了蛋白质以外所有含氮物质的总称，而含氮物质中所含有的氮量即为非蛋白氮。人乳中NPN化合物占总氮比例虽不及蛋白质所占比例，但在婴幼儿的生长发育过程中发挥着重要作用。研究母乳成分中的NPN既能深层次了解其对婴幼儿生长发育的影响，也能为非蛋白氮原料作为外源性补充剂添加至婴幼儿配方食品及其他相关食品中提供重要依据。

当下婴幼儿配方食品以及特殊医学用途婴儿配方食品中可添加的非蛋白氮原料有胆碱、肉碱、核苷酸、牛磺酸以及其他部分氨基酸等，本文将主要围绕这些原料展开论述，综合陈述非蛋白氮对婴幼儿健康的积极影响。

1 胆碱

胆碱是一种有机碱，同时也是人体必需的营养素，在预防肝损伤、维持大脑和肌肉正常功能、促进脂质代谢以及组成和修复细胞膜方面具有重要作用[1]。胆碱是一种可以通过食物或补充剂摄取的营养素，主要获取途径有肉类、蛋类以及谷物[2]。人体内胆碱的内源性合成十分有限，目前已知的单一合成路径仅在肝脏内，肝脏利用S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，在磷脂酰乙醇胺-甲基转移酶的催化作用下，通过磷脂酰乙醇胺甲基化生成磷脂酰胆碱[3]。婴儿时期的胆碱均需要从外部摄入，主要来源有母乳、婴儿配方食品以及辅食等。哺乳过程会导致母体胆碱储备逐渐减少，故婴儿除母乳外通过其他途径获取胆碱尤为重要。

SEMBA等[4]在研究中发现，婴幼儿生长发育迟缓与胆碱营养状况较差有关。WOZNIAK等[5]在研究中发现，胆碱的潜在机制和临床数据保持一致，胆碱对记忆的影响与人体不同发育阶段之间存在交互作用；在产前，胆碱影响着神经，会导致海马体的细胞增殖增加和凋亡减少；婴儿出生后胆碱可能影响突触以及海马体的持续生长，海马体在出生前的两年内生长快速，此后较慢。人类海马体的发育会持续到出生后的第4年。此外，WOZNIAK等[5]在针对胎儿酒精谱系障碍患者（Fetal Alcohol Spectrum Disorders，FASDs）进行的临床试验中发现，早期补充胆碱（出生后第11天至第20天）和晚期补充胆碱（出生后第21天至第30天）都减轻了产前酒精在认知缺陷方面对FASDs的影响，可见早期补充胆碱仍具有优势，胆碱在FASDs中延迟顺序记忆的具体益处在出生后的前2～3年是显而易见的。SCHOEN等[6]研究发现，接受苯丙氨酸限制和正常化饮食治疗的苯丙酮尿症（Phenylketonuria，PKU）儿童患者胆碱摄入量要低于正常参考人群，与胆碱代谢相关的营养素摄入量不理想也反映了饮食质量的下降，这也为确定PKU患者调节胆碱饮食需求的因素、发挥胆碱表征作用以及加强PKU患者营养检测提供了相关支撑。

2 肉碱

肉碱是一种类氨基酸，可以由赖氨酸和蛋氨酸合成。自1905年俄国科学家首次从肌肉中提取得到L-肉碱至今，人们对L-肉碱的认识愈加深刻。肉碱有两种立体异构，分别为L-肉碱（左旋肉碱）和D-肉碱（右旋肉碱），其中L-肉碱具有生物活性，而D-肉碱不具备生物活性，哺乳动物甚至自然界中肉碱的存在形式均为L-肉碱[7]。

L-肉碱在婴儿代谢能量原料转变方面发挥着重要作用，具体表现为由胎儿期的以葡萄糖和氨基酸代谢获取能量向出生后以脂肪代谢产能为主的转化。婴幼儿时期缺乏肉碱引起的全身性肉碱缺乏症可导致婴幼儿肌无力、喂养困难、智力低下以及血清肌酸激酶升高。此外，部分患儿合并肝功能损害、代谢性酸中毒、二羧基酸尿症、高氨血症等。极少数患儿患病初期表现为非酮症性低血糖、无肌病或脑病症状[8]。2009—2019年，LIN等[9]通过新生儿筛查（Newborn Screening，NBS）项目对浙江省340万新生儿进行的原发性肉碱缺乏症（Primary Carnitine Deficiency，PCD）检测中发现，浙江省新生儿PCD的发病率为1/30。早产儿群体十分依赖外源性肉碱供应血清肉碱水平，仅为新生儿提供含有合成肉碱的赖氨酸和蛋氨酸前体的肠外营养，其血清肉碱水平会持续下降或者依旧维持在低水平，直到肉碱得到外源性补充，此情况才会得到缓解。SEONG等[10]通过研究肠外补充肉碱对早产儿肉碱状态、生长参数和脂质代谢的影响，发现为早产儿补充添加10 mg·kg^-1·d^-1肉碱可显著改善血脂水平和血清肉碱水平，但不能促进生长。OLID等[11]在对早产儿肠外营养进行左旋肉碱预防性给药的系统评价中指出，在肠外营养中常规补充肉碱有助于改善血浆水平，但无法证明其与增加体重、降低死亡率或减少住院时间的关联性，仍然需要研究更多的早产儿，以了解常规补充左旋肉碱能否给长期需要全肠外营养的新生儿提供临床益处。

3 核苷酸

核苷酸是由核苷中的核糖羟基经磷酸酯化形成，也是体内核酸合成的重要前体。人乳中目前已知的核苷和核苷酸种类已超10种，常见的核苷酸主要有腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸以及尿嘧啶核苷酸5种，以及一些衍生物。婴幼儿在母乳喂养期间生长发育十分迅速，仅靠母乳摄取的核苷酸量难以满足婴幼儿自身生理功能达到最佳状态的需求量，故补充外源性核苷酸对婴幼儿的生长发育、维持最佳生理功能具有重要意义[8]。

核苷酸对婴幼儿健康的影响十分广泛。在免疫功能方面，补充外源性核苷酸可对改善婴幼儿免疫功能产生良好效果，具体表现为免疫球蛋白浓度增加和抗体应答能力增强。GUTIÉRREZ-CASTRELLÓN等[12]在研究中发现，补充外源核苷酸的婴儿在接种流感疫苗后表现出了较好的抗体反应。BUCK等[13]对新生儿88种免疫细胞类型进行表征分析，结果发现使用婴儿配方食品额外补充核苷酸的婴儿的NK细胞活力同母乳喂养的婴儿接近，且明显优于未额外补充的婴儿，由此可见核苷酸在影响NK细胞免疫调节方面具有积极影响。HERRMANN等[14]也在研究中发现，食用补充核苷酸婴儿配方奶粉的婴儿在降低感染发生率方面要优于对照组，且对婴儿出生后前18个月的感染防御和免疫系统发育有积极影响。在肠道健康方面，补充外源性核苷酸对婴幼儿肠道健康作用显著，可改善婴幼儿肠道菌群。在生长发育方面，补充核苷酸能够帮助婴儿增长头围、增加体重，促进身体发育。在脂质和糖代谢方面，腺苷酸作为部分辅酶的重要组成成分参与人体内糖的有氧氧化及脂肪酸氧化过程[8]。此外，SÁNCHEZ等[15]研究发现，母乳中部分种类的核苷酸昼夜期间表现出不同的水平含量，核苷酸中5’-AMP、5’-GMP、5’-CMP和5’-IMP（肌苷酸）具有显著的昼夜节律（P＜0.05），前两者的昼夜节律在夜间，后两者在白天。虽然5-’UMP没有表现出明确的昼夜节律，但其水平在夜间有所增加。由此推断，母乳中核苷酸的昼夜节律与诱导婴儿睡眠方面存在一定关联。

4 牛磺酸

牛磺酸是一种具备生理活性的含硫氨基酸，广泛存在于自然界。作为母乳中最丰富的游离氨基酸之一，多数研究会将其纳入条件性必需氨基酸的范畴，对婴幼儿的生长发育发挥着重要作用。在母乳中，牛磺酸含量会随哺乳时间的变化而变化，由初乳向成熟乳过渡时，含量逐渐降低[8]。牛磺酸对婴幼儿大脑正常发育影响极大，外源摄入补充尤为重要，因此向婴幼儿配方食品中额外补充牛磺酸已是常态。

牛磺酸作用广泛，多方面参与婴幼儿生长发育。①能够促进婴幼儿大脑健全发育、调节婴幼儿神经传导、维持大脑正常生理功能，如供应不足易影响婴幼儿脑神经发育，导致脑发育延缓，从而进一步影响婴幼儿智力。②对维持正常视觉功能具有重要作用。视网膜色素细胞中具备一定含量的牛磺酸，若含量降低，会对机体正常视力以及基本视觉功能产生影响，导致视网膜损伤。③能够促进婴幼儿消化吸收脂质，具体表现为其参与代谢胆汁酸盐，改变消化道中甘氨胆酸与牛磺胆酸比值，进而影响脂质的消化吸收过程。④对婴幼儿内分泌、心血管系统均具有积极作用，能够增强心肌收缩力，维持正常心率功能；促进胆汁分泌，中和细胞毒素，保护肝细胞膜；参与胰岛素、生长激素等多种激素的调节作用，提高婴幼儿免疫力。

此外，牛磺酸可能具有抗炎特性，并促进抗氧化酶的产生，对提高抗氧化前体分子（如次牛磺酸和半胱氨酸）的浓度有一定帮助。牛磺酸参与线粒体转移RNA，改善线粒体健康，还可抑制端粒酶缺乏和DNA损伤带来的不良后果。其在调节营养感应和蛋白稳态途径、减少抑郁行为和焦虑、改善葡萄糖稳态、改善健康方面均有积极影响[16]。夏薇等[17]研究发现，食用强化牛磺酸、锌以及卵磷脂3种成分奶粉的儿童在视觉确认、视觉再生、触摸测验中的测试成绩较对照组均有提高，试验组各项生化指标均正常，说明上述营养素的联合作用对改善儿童记忆具有积极意义且无毒害作用。马超等[18]研究表明牛磺酸术前干预能减轻小儿体外循环（Cardiopulmonary Bypass，CPB）术后肺部损伤，改善肺换气功能，对体外循环后肺功能恢复具有良好作用，且副作用极小，可以临床推广应用。

5 结语

非蛋白氮在人乳中的含量相对较低，但种类多样，且在婴幼儿的生长发育过程中发挥着至关重要的作用。胆碱、肉碱、核苷酸与牛磺酸均与婴幼儿脑发育存在不同程度的关联，还在肠道健康、内分泌调节、免疫功能等方面发挥作用，非蛋白氮的正常摄入、转化、利用已然成为婴幼儿健康生长的重要一环。此外，胆碱、肉碱、核苷酸、牛磺酸等非蛋白氮化合物在婴幼儿时期十分依赖外源性摄入，可见当下婴幼儿配方食品、特殊医学用途婴儿配方食品中添加非蛋白氮原料十分必要。