前言:　　 尼亚新（烟酸和烟酰胺）属于水溶性维生素。烟酰胺是烟酸的氨基化衍生物，也是人体合成辅酶Ⅰ(NAD)和辅酶Ⅱ(NADP)的前体物质。由于NAD和NADP是数百种酶的辅酶，因此烟酰胺在维持细胞的正常生命活动中起着重要作用，包括参与能量代谢、DNA修复、衰老以及氧化应激反应等。然而，近期研究也逐渐揭示烟酰胺能够通过诱导自由甲基库耗竭、影响NAD-依赖酶促反应的进行和触发氧化应激等发挥代谢综合征相关的毒性效应（糖耐量受损、胰岛素抵抗、脂肪变性和脂肪肝及诱导异常的肝脏酶谱等）。　　 起初，为了预防糙皮病的流行而实施了食品尼亚新强化计划，但截止当前，仍没有研究系统观察长期高尼亚新摄入与机体甲基化代谢、氧化还原水平、甚至代谢性综合征及其相关临床结局间的关系。但存在的一个显著事实是，过去半个世纪以来，非尼亚新强化的国家并没有出现尼亚新缺乏疾病的流行（例如糙皮病），因此尼亚新强化似乎并非十分必要，但在这种针对尼亚新缺陷的预防被过分关注的环境下，食品尼亚新强化导致的长期高水平尼亚新摄入将伴随持续的尼亚新超载。同时一个被普遍忽略的事实是，在广泛的食品尼亚新强化计划实施后，全球范围内，肥胖和糖尿病的发病率显著提升，同时发病规律与执行强化的顺序一致，先实行强化政策的国家发病率率先增高，后实行强化政策的国家发病率紧随其后，但是否如推断所示，代谢综合征，甚至糖尿病发病率的猛增与尼亚新的消费量存在一定联系呢？目前仍不清楚。　　 方法:　　 1、利用基于总人口的生态学研究方法，观察美国人均尼亚新消费量与肥胖、糖尿病流行的相关性。　　 2、通过对2型糖尿病患者和性别、年龄相匹配的正常志愿者进行烟酰胺负荷实验，观察两组人群烟酰胺代谢模式的差异。　　 3、通过对健康青年志愿者进行烟酰胺负荷与烟酰胺协同葡萄糖负荷实验，观察烟酰胺对机体糖代谢的影响。　　 4、通过对高血压患者和性别、年龄相匹配的正常志愿者进行烟酰胺负荷实验，观察烟酰胺对机体甲基化状态和儿茶酚胺灭活的影响。　　 5、利用急性大鼠烟酰胺负荷模型和人红细胞烟酰胺孵育模型，观察烟酰胺与氧化应激和胰岛素抵抗间的关系。　　 6、利用大鼠烫伤后糖耐量实验、人烟酰胺负荷后汗液烟酰胺测定和皮肤烟酰胺代谢酶（NNMT和AOX1）表达检测，观察烟酰胺在皮肤烫伤后伴随胰岛素抵抗发生中的作用。　　 7、利用长期大鼠高烟酰胺喂养模型，研究烟酰胺在机体氧化性损伤和甲基化异常中扮演的重要角色。　　 结果:　　 1、美国糖尿病及成人肥胖发病率与人均尼亚新消费量呈显著正相关，滞后期分别为26和10年，回归系数分别为0.952和0.964。　　 2、糖尿病患者烟酰胺代谢障碍，100 mg烟酰胺负荷后，血浆烟酰胺代谢产物Ⅳ1-甲基烟酰胺水平显著高于正常人群(P＜0.001)。　　 3、烟酰胺协同葡萄糖负荷后，相比单纯葡萄糖负荷组，1h血浆H2O2（1.4±0.1 mol/L vs1.6±0.1 mol/L，P=0.016）和胰岛素（247.1±129.0 pmol/L vs452.6±181.8 pmol/L，P=0.028）水平显著升高，3h血糖水平显著下降（5.8±1.2 mmol/Lvs4.5±1.1 mmol/L,P=0.002）。　　 4、烟酰胺负荷后，高血压患者和正常人群血浆去甲肾上腺素水平均显著增加;血浆变肾上腺素和甲基供体甜菜碱水平显著降低;相比高血压患者，正常人群血浆同型半胱氨酸水平显著增加，血浆肾上腺安素和去甲变肾上腺素水平显著降低。　　 5、急性累积剂量烟酰胺(2 g/kg)负荷可以显著提升血浆烟酰胺甲基化代谢产物Ⅳ1-甲基烟酰胺水平，并伴随氧化应激和胰岛素抵抗的发生。　　 6、皮肤组织适量表达烟酰胺代谢酶（NNMT和AOX1）;汗腺活动是一个非常有效的烟酰胺排泄途径（100 mg烟酰胺负荷后1h，汗液烟酰胺浓度是药前的的5.3倍）;皮肤烫伤伴随烟酰胺清除障碍和胰岛素抵抗。　　 7、长期高烟酰胺饮食诱导的活性氧过量生成促进了线粒体和DNA的氧化性损伤，并且烟酰胺代谢过程中的甲基消耗特性导致了全基因组低甲基化和部分功能基因(NNMT，P53，BHMT和CBS)启动子甲基化样式的改变。　　 讨论　　 代谢综合征指一组多种代谢紊乱伴随发生的集群，包括肥胖、胰岛素抵抗、高血压和血脂异常等，是2型糖尿病和心血管疾病的主要危险因素，其发生机制与饮食状况密切相关。当前，全球范围内肥胖和2型糖尿病的快速流行意味着，人们饮食方式正发现显著的变化。的确，自20世纪中期尼亚新强化计划实施后，食物组分也发生了悄然的变化。目前的生态学研究发现，过去50年内，美国全国范围内肥胖和糖尿病的快速流行与人均尼亚新摄入量密切相关。由此可见，尼亚新强化计划诱发尼亚新摄入超载可能是肥胖和糖尿病呈爆发性流行的一个显著饮食因素。　　 逐渐增多的证据显示，氧化应激和异常的甲基化状态在代谢综合征的发生发展中扮演重要角色。我们首先发现长期高烟酰胺饮食诱发的活性氧的过量生成可以促进线粒体和DNA的氧化性损伤，并参与胰岛素抵抗的发生。另外，甲基化是烟酰胺主要的代谢途径，因此，高烟酰胺摄入将伴随高甲基供体消耗。我们在人体烟酰胺负荷实验和慢性烟酰胺暴露实验中，均发现烟酰胺可引起血中甜菜碱水平明显降低，直接证明过量烟酰胺会导致甲基库耗竭。　　 在人体内，胆碱可以转化为甜菜碱供应甲基。然而有趣的是，本研究发现，在长期烟酰胺暴露的情况下，血浆胆碱水平却呈剂量依赖性增高。胆碱转化为甜菜碱是一个两步酶促反应，胆碱首先在线粒体内，在胆碱氧化酶的催化作用下转化为甜菜碱醛，生成的甜菜碱醛在线粒体或细胞质醛脱氢酶催化下，转变为甜菜碱。很显然，胆碱的甲基能否被利用，取决于线粒体的功能。与这一推测相符，本研究发现，烟酰胺暴露引起线粒体肿胀提示，外周血中胆碱水平的提升可能是胆碱利用障碍的结果。由此可见，这种烟酰胺过量摄入诱导的甲基耗竭可能会干扰内源性底物的甲基化代谢，例如影响DNA甲基化和儿茶酚胺的甲基化灭活，因为所有的内源和外源底物共用相同的甲基供体库。我们的研究证实，烟酰胺通过抑制儿茶酚胺的甲基化灭活，显著提升了血浆去甲肾上腺素的水平。并且烟酰胺诱导的自由甲基耗竭干扰了DNA的甲基化反应，包括全基因组的低甲基化和部分基因启动子核心调控区域甲基样式的改变。　　 总的来说，富含CpG位点的启动子区域(例如DNMT1，PARP1，Catalase和MTR)，“异位”的组织特异性表达的基因(INS1)受甲基缺陷的影响较小，而“在位”的组织特异性表达的，并且启动子缺乏CpG位点的基因(例如NNMT，p53，BHMT和CBS)，更容易受到甲基不足的影响。然而，由于烟酰胺经常作为NAD和NADP的前体物质，或者NAD依赖蛋白，例如PARPs和sirtuins的抑制剂，在调节细胞代谢方面发挥重要作用，因此也许存在其他机制参与这种甲基化样式的改变，正如近期的研究发现细胞内较低的NAD水平能够促进BDNF启动子甲基化样式的改变。PARP和SIRT1也可以分别通过招募DNMT1和DNMT3B影响DNA的甲基化状态。　　 因此，该实验证实了，过量的烟酰胺通过促进活性氧的生成增加和甲基耗竭诱导氧化性线粒体和DNA损伤及DNA甲基化样式的改变。该研究结合先前关于烟酰胺毒性作用的报道，建议长期高烟酰胺摄入可能在代谢综合征及其相关疾病的发生过程中扮演重要的角色。　　 结论:　　 1、烟酰胺触发氧自由基的过量产生与胰岛素抵抗和2型糖尿病的形成有关。　　 2、烟酰胺触发的氧化应激和胰岛素抵抗，通过味觉刺激作用介导的长期高能量摄入过程，与肥胖的形成有关。　　 3、烟酰胺代谢通过消耗自由甲基抑制儿茶酚胺的灭活，参与高血压的形成。　　 总之，烟酰胺超载会触发甲基代谢紊乱、氧化应激及表观遗传学改变，这些改变可能全面并直接参与代谢综合征及其临床结局的形成和发展。