全套有机酸代谢分析（UMP）结果解读及临床应用
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难度：★★★☆☆ 类型：功能医学检测 字数：8,066
全套有机酸代谢分析（UMP）是一个在功能医学实践中非常常用也是非常重要的一个检测项目，可以比较全面的反映我们身体的能量代谢、神经递质代谢、肝脏解毒负荷及肠道肠道菌群失衡等，所以包含项目也比较多（46个指标）。因为这个检测反映的信息比较多，所以能正确全面的解读这个结果对后续制定精准的干预方案也非常重要。今天结合我的学习体会及在功能医学实践应用中的经验，跟大家一起分享该如何解读这个报告。
一、有机酸代谢分析检测的基本原理
我们的身体每时每刻都在进行成千上万的生物化学反应来维持我们的生长、发育及能量代谢，这些生化反应在正常情况下会一步步的通过各种循环或一定的步骤顺利进行，比如A在AB酶的作用下生成B，B在BC酶的作用下生成C等等，每一步反应都需要特定的酶来催化，酶是由基因来编码的，目前我们还没有办法直接去检测我们体内酶的活性，但是每种酶发挥作用都需要特定的辅酶来帮助，而辅酶通常就是营养素，比如B族维生素、微量元素等，当A到B无法顺利进行时，A就会蓄积进入尿液，所以当A指标太高时我们就知道A无法转化为B，而为什么走不通呢，目前认为是因为一些营养元素的缺乏导致酶不能正常工作，所以就需要补充相应的营养元素来保证代谢的正常进行，这就是我们补充营养素的依据。有机酸代谢分析就是通过检测尿液中有机酸来分析我们身体运转的效率，就像通过检测汽车尾气来推测引擎燃料燃烧效率一样。
功能医学思维模式强调影响健康的两个核心因素就是：该有的不足，而不该有的太多，比如不该有毒素、过敏原、微生物、不适当的营养、压力通过改变我们身体基因的表达、蛋白的合成、生化代谢及表观遗传，从而导致系统的生理失衡。通过有机酸代谢分析就可以大致了解我们的肠道吸收同化作用、能量代谢、生物转化、信息交换等系统是否存在生理失衡。健康到疾病是一个逐步发展的过程，在发展到疾病之前其实有很长一段是灰色地带，就是生理的失衡，而有机酸代谢结果的一些异常反应也是生理失衡。如果生理失衡没有得到及时的纠正，最终就会走向疾病，而如果能及时发现并通过有效的干预纠正这些生理失衡，那么就能祛除疾病发生的根源，从而达到防止疾病的发生和发展的目的。
二、线粒体能量生成标记
细胞线粒体能量生成代谢的标记物反映的是我们机体内三大营养物质分解代谢和能量生成过程中的代谢产物，这个代谢途径主要包括3个阶段(见图1)，第一步是把大分子的碳水化合物、脂肪、蛋白质降解为的单体，第二步把不同的单体转化为共同的产物乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环进行氧化磷酸化产生能量，三羧酸循环是我们机体产生能量的主要代谢通路，三大营养物质都是通过这个途径代谢产生能量。
图1 三大营养物质分解代谢的三个阶段
1、脂肪酸代谢标记
正常情况下脂肪酸通过β氧化生成乙酰辅酶A进入三羧酸循环产生能量，但如果肉碱（Carnitine）、维生素B2（核黄素）等不足时，脂肪酸就无法进入线粒体进行β氧化，它就会走另一条代谢通路，通过α氧化生成己二酸（Adipate）和辛二酸（Suberate），所以这两个指标增高和体内肉碱和B2缺乏有关。
肉碱就像一个Shuttle Bus一样，作用是把脂肪酸运送到线粒体里面进行β氧化，如果肉碱不足，这个通路就会被阻断，脂肪酸不能被顺利的进入线粒体产生能量，那么它就走另外一条通路，导致己二酸和辛二酸升高（见图2）。而3号指标乙基丙二酸（Ethylmalonate）是和肠道菌群相关的，我们的肠道菌群会分解不被人体消化的膳食纤维等产生短链脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸等，其中的丁酸（Butyrate）也会转化成肉碱。但如果肠道菌群出现问题，坏菌增多，丁酸就会生成乙基丙二酸，出现3号指标的升高，同时这个指标和维生素B2的缺乏也是相关性的。
图2 脂肪酸代谢
2、碳水化合物代谢标记
碳水化合物分解代谢后生成丙酮酸和乳酸，这两者是可以互相转换的，无氧情况下生成乳酸，有氧情况下代谢为丙酮酸。但是要往下代谢到乙酰辅酶A（Acetyl CoA），就需要维生素B1、B2、B3、B5和硫辛酸这些辅酶的参与，所以当看到丙酮酸和乳酸两个指标高了，就说明这些辅酶是缺乏的，应给予相应的补充。如果丙酮酸和乳酸指标都低，就代表着糖分的吸收或利用可能有问题。
β-羟基丁酸也是酮体的一种，当碳水化合物不足或氧化受阻时机体就会燃烧脂肪产生酮体。β-羟基丁酸增高的情况主要见于：禁食，低碳水化合物饮食、葡萄糖代谢受损和电子传递链上细胞色素氧化酶缺乏等。这个指标升高也与铬和钒的不足有关，铬是胰岛素耐量因子的辅酶，因此铬缺乏影响糖代谢，导致胰岛素抵抗，因此铬缺乏患者糖尿病或其他代谢紊乱的并发症风险会增高。
3、线粒体能量生成的标记
图3 三羧酸循环的中间产物
这些指标(见图三)都是三羧酸循环的主要中间产物，三羧酸循环是线粒体能量生成的重要途径，线粒体是我们机体细胞的能量工厂，线粒体通过氧化磷酸化合成机体所需能量 (ATP)的90%以上，生物体几乎所有活动都需要能量，因此线粒体能量代谢障碍会导致多个系统出现问题。在这个重要的通路中需要多种营养元素作为辅酶，比如肌酸、B族维生素、镁、辅酶Q10、NAC、硫辛酸等，当这些辅酶不足或缺乏时就会导致代谢通路受阻，上游物质堆积，从而在尿中检出。但解读结果时还需要注意：原料全部都不足时即使辅酶缺乏这些有机酸指标也不会升高，就好比一个工厂的生产线多数都没有启动，那么排出的废物当然也不会很多，所以判断结果时一定要结合个体的饮食情况和营养状况综合考虑。
首先我们看前三个标记物：柠檬酸、顺乌头酸和异柠檬酸，在这个代谢通路中需要铁、镁、锰、硫辛酸、B3、半胱氨酸等参与，异柠檬酸升高提示B3、镁、锰缺乏，如果单纯顺式乌头酸升高往往与氧化压力应激有关。如果这3个指标有2个或3个同时升高往往提示尿素循环过饱和，身体里产生过多的氨没有办法被代谢。正常人体代谢产生的氨会经过尿素循环变为尿素排泄出去，可是如果氨产生太多（比如肉吃的太多经过肠道菌群发酵就会产生氨）或代谢障碍（辅酶缺乏），氨代谢不掉就会循环到肾小管，在肾小管部位由于离子交换就会导致尿中这些有机酸增加。这时可以看一下乳清酸是否增高，就是UMP里的34号指标，如果乳清酸同时增高表示精氨酸缺乏，因为尿素循环与精氨酸有关。如果乳清酸不高，则需要检查肠道微生物过度生长的有机酸标志物，如果肠道菌群失衡也会造成氨的清除出现问题。
异柠檬酸往下代谢生成α-酮戊二酸，需要酮酸脱氢酶催化，而酮酸脱氢酶复合物需要的辅酶有维生素B1、B2、B3、B5和硫辛酸，因此α-酮戊二酸升高和维生素B1、B2、B3、B5、硫辛酸缺乏有关。
再往下代谢是琥珀酸、富马酸和苹果酸，除了代谢通路中辅酶不足外，某些毒性元素如重金属也会影响酶的活性，导致代谢通路受阻，上游产物堆积。如果所有的6碳三羧酸，包括苹果酸，延胡索酸、α-酮戊二酸等同时升高时就要怀疑细胞色素C氧化酶的缺陷和NADH的氧化效率低，可能一些毒性元素影响了酶的活性和电子链的传递，最终会影响ATP能量的产生。如果这些指标普遍降低则提示三羧酸循环的原料不足。
这里还要重点强调一下羟甲基戊二酸（HMG），HMG是胆固醇和辅酶Q10的前体物质，是从乙酰辅酶A代谢而来的，HMG在HMG-CoA还原酶的作用下代谢为胆固醇和辅酶Q10，临床上常用的他汀类降脂药物就是通过阻断HMG-CoA还原酶从而减少胆固醇的合成，我们医生在处方他汀类药物时一定要考虑到这个药物会有哪些不良反应和应该如何去预防不良反应的发生。比如他汀在阻断胆固醇合成的同时会导致辅酶Q10的合成减少，而辅酶Q10是能量代谢中非常重要的一个辅酶，目前认为他汀类药物的某些副作用比如疲乏、肌痛、肌酶升高甚至横纹肌溶解、糖尿病发病率增高等和辅酶Q10缺乏导致能量代谢障碍相关，因此临床上使用他汀类降脂药物时建议同时补充辅酶Q10，以避免辅酶Q10的缺乏，减少相关副作用。
三、维生素B族标记
估计很多人都吃过B族维生素，但你到底缺不缺、缺哪些就可以通过这些指标告诉你。α-酮异戊酸、α-酮异己酸和α-酮基-β甲基戊酸这三个指标和维生素B1、B2、B3、B5和硫辛酸的缺乏相关，它们分别是由缬氨酸（Valine）、亮氨酸（Leucine）和异亮氨酸（Isoleucine）代谢而来，然后经过BCKA（支链酮酸）脱氢酶参与，继续代谢成水和二氧化碳，这个BCKA脱氢酶就需要维生素B1、B2、B3、B5、硫辛酸等作为辅酶，如果这些辅酶缺乏，就会造成代谢无法进行，导致上游指标异常。18号指标黄尿酸（Xanthurenate）是一个很敏感的B6（吡哆醇）缺乏的指标。
另外，异亮氨酸还有一个代谢途径，可以往下代谢生成β-羟基异戊酸（β-Hydroxyisovalerate），然后在生物素的参与下生成水和二氧化碳，因此β-羟基异戊酸升高与生物素缺乏也相关。同时β-羟基异戊酸也是铬和钒缺乏的标记，如果和6号指标（β羟基丁酸）同时升高往往提示存在葡糖糖代谢障碍和胰岛素抵抗，可能是糖尿病患者或糖尿病高风险人群。
四、甲基化标记
甲基化是我们人体非常重要的一种生化反应，与DNA的复制及修复、激素代谢、神经递质传递及代谢等密切相关。其中甲基丙二酸（MMA）是维生素B12非常敏感的指标，而亚胺甲基麸氨酸（FLGLU）是叶酸缺乏的敏感指标。
图4 甲基化标记
目前临床上应用非常广泛的降糖药物二甲双胍被证明会通过影响维生素B12在回肠的吸收，降低血清维生素B12的水平，导致维生素的B12的不足或缺乏，而维生素B12在红细胞的生成、神经细胞正常髓鞘化、RNA/DNA的合成及神经递质的产生中都有重要的作用，因此，建议二甲双胍的患者可以常规加用维生素B12联合应用来减少相关并发症及合并症的发生。
叶酸最主要的作用是传递甲基基团，把甲基交给SAMe（S-腺苷甲硫氨酸）， SAMe再将甲基基团传递给DNA、激素、神经递质等物质，这个过程简称为甲基化反应，叶酸缺乏会导致甲基化功能障碍，从而可能会诱导一系列的功能异常。
五、神经传导物代谢指标
我们体内的神经递质比如多巴胺、肾上腺素等发挥完作用后需要肝脏进行代谢转化排出体外，如果压力激素产生过多，肝脏代谢功能下降或体内慢性炎症导致代谢途径障碍，就会导致这些神经递质不能正常的代谢，在体内蓄积，而这些“坏的”神经递质就会导致神经敏感、不能放松、焦虑、失眠、抑郁等。
首先是压力荷尔蒙的代谢产物高香草酸（HVA）与香草基扁桃酸（VMA）。肾上腺是应对压力的主要器官，压力增高时肾上腺产生大量的多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素，高香草酸（HVA）是多巴胺（Dopamine）的代谢物，香草扁桃酸（VMA）是去甲肾上腺素（Noreplnephrine）的代谢物，因此压力大时这2个指标会升高。而多巴胺和肾上腺素都是由酪氨酸代谢而来，所以当氨基酸不够的时候，或者代谢中的辅酶BH4（四氢生物嘌呤）、B6缺乏的话，经常可以看到HVA和VMA是低的，尤其是HVA；在这个代谢通路中需要很多辅酶，比如BH4、B6、铜和SAMe等。多巴胺向去甲肾上腺素代谢需要铜作为辅酶，有时可以看到HVA高而VMA低，这时候要考虑有同缺乏，可能是多巴胺（Dopamine）产生多，但是无法代谢到正肾上腺素（Noreplnephrine），所以有时看HVA / VMA 的比例增高（大于2-3），往往代表铜不足，这也是一个铜缺乏比较敏感的指标。
接下来就是情绪荷尔蒙。血清素（Serotonin）也就是我们常说的“快乐荷尔蒙”是由色氨酸（L-Tryptophan）代谢来的，正常情况下血清素代谢至5-羟吲哚醋酸（5-HIAA），5-HIAA代谢至褪黑激素（Melatonin），而褪黑激素与睡眠有重要关系，所以快乐的人往往睡眠会更好。但如果身体处于炎症状态下，比如炎症因子INF-γ和NF-ĸB增高就会刺激色氨酸（Tryptophan）走另一条代谢通路，代谢成犬尿酸、喹啉酸（Quinolinate）等，这个过程需要维生素B6的参与，如果B6不足，中间产物犬尿酸就会累积起来，代谢成黄尿酸，因此黄尿酸增高与B6缺乏相关。犬尿酸、喹啉酸都是焦虑荷尔蒙，所以炎症越高，焦虑荷尔蒙生成越多，情绪就越差，所以体内存在慢性炎症的人往往容易出现焦虑情绪，一个人的焦虑其实是有原因的，我们的干预也要从病因着手。
还有一个指标是砒碇甲酸，这个是体内左旋色氨酸(L-tryptoph)经半醛脱羧酶作用的代谢产物。一般情况下肝脏的左旋色氨酸(L-tryptoph)会代谢生成烟碱酸(nicotinic acid)，但半醛脱羧酶（ACMSD）可改变此代谢路径生成砒碇甲酸。砒碇甲酸偏高表示发炎、免疫刺激、色氨酸过量等。偏低表示前体氨基酸不足或消化不良。
六、肝脏解毒指标
图5 肝脏解毒指标
我们的肝脏就像一个大的污水处理厂，经过肠道摄入的、皮肤吸收的各种物质以及内源性代谢都需要经过肝脏I、II阶段的代谢，生成无毒的产物排出体外，这个过程需要消耗很多的能量，需要提供充足的代谢所需营养元素，如果毒素负荷过重、原料供应不足或肝脏代谢能力下降，就导致一些中间代谢产物的蓄积。其实这些标记物代表的是肝脏解毒过程中的负荷和原料需求，并不一定代表缺乏，比如2-甲基马尿酸（2-Methip）、杏仁酸（Mandalate）、苯基乙醛酸（PGA）指标高代表甘氨酸（Glycine）需求增加，葡萄糖酸（Glucarate）高代表对葡萄醛酸的需求是增加的。
首先分析前3个指标：2-甲基马尿酸、杏仁酸、苯基乙醛酸，这几个指标的增高主要来自于苯的暴露。环境毒素中的二甲苯、苯乙烯等物质肝脏经第一阶段代谢将苯氧化成2-甲基马尿酸，在肝脏第二阶段与甘氨酸共轭结合，产生杏仁酸和苯基乙醛酸，然后排出体外，所以这几个指标的增高往往提示环境毒素的暴露增多。
葡萄糖醛酸是肝脏第二阶段解毒共轭结合中非常重要的营养物质，当环境毒素增多时，会诱导酶的活化生成葡萄糖酸而增加肝脏解毒的能力，因此这个指标增高提示肝脏对葡萄糖醛酸的需求增加，提示可能有环境毒素的暴露。
α-羟丁酸是肝脏谷胱甘肽合成率的重要标记物。谷胱甘肽（Glutathione）的前体是蛋氨酸（Methionine），这个是合成谷胱甘肽很重要的通路。谷胱甘肽（Glutathione）是用来抗氧化的，如果需求变大，过程中不断产生代谢物α-酮丁酸（α-Ketobutyrate），然后代谢成α-羟丁酸（α-Hydroxybutyrate），所以如果α-羟丁酸高时，则代表谷胱甘肽（Glutathione）的需求是增加的，也就表示身体的氧自由基比较高，肝脏解毒负荷比较重。
焦谷氨酸是谷胱甘肽消耗增加的标志，多数会同时有γ-谷氨酰转肽酶（GGT）的升高。在临床的肝功能检测指标中就有GGT，GGT通常和谷胱甘肽成反比，代表谷胱甘肽消耗增加，所以当GGT增高时，医生一般会问是不是喝酒，因为GGT也是酒精性肝炎的一个重要的指标，其实它还是氧化压力的一个标记。焦谷氨酸升高往往提示谷胱甘肽消耗增加，偏低则提示氨基酸原料不足。
最后一个指标是乳清酸。前面我们也提到过乳清酸，这个指标和尿素循环相关，我们身体的氨需要经过尿素循环代谢变成尿素排泄出去，在这一过程中精氨酸（Arginine）非常重要，如果精氨酸（Arginine）不够或者是氨（Ammonia）产生太多，没有办法被代谢，也就是我们右图中红线部分被阻断，氨就会走到乳清酸（Orotate），所以当乳清酸（Orotate）高时通常代表尿素循环是饱和的，也有可能是缺乏精氨酸（Arginine），乳清酸胺负荷增加很敏感的一个指标。
需要注意的是：肝脏解毒指标大部分是利用环境毒素的代谢产物来作为标记，如果并没有接触过环境毒素，那可能也不会高，所以不是说指标处于正常范围肝脏代谢功能就一定是正常的，也可能是因为没有环境毒素的接触。同时这些指标的增高其实代表的是它的需求增加，并不一定代表肝脏代谢功能差，可能是由于摄入环境毒素过多、肠道菌群失衡、体内氨产生过多、氧自由基产生过多等，需要综合分析，不能用单一指标来解释原因。所以我们在干预时也需要综合分析、全面的干预，而不是只关注肝脏代谢的支持。
七、肠道菌丛失衡及酵母菌/霉菌标记
最后是肠道菌丛失衡的相关指标，包括霉菌和酵母菌超标的指标。分析这些指标时我们要注意：所有这些代谢产物绝大部分都是氨基酸与细菌发酵所形成的，如果摄入的氨基酸不够，原料不够，结果可能看起来就全部正常，但是补充氨基酸后，指标反而会升高，因为给予氨基酸后，这些菌群才开始运作，这就像是一部机器放在那里没有运转就发现不了问题，但给了原料开始运转以后，才发现里面的很多零件都有问题。所以解读报告时要小心，尤其当氨基酸不够的情况下经常可以看到肠道菌群指标都在正常范围。
图6 肠道菌群失衡指标
首先我们看前4个指标：苯甲酸、马尿酸、苯乙酸和苯丙酸，这几个指标都和通过食物摄入过多的防腐剂苯甲酸或含苯丙氨酸的食物有关，苯甲酸和苯丙氨酸经过肠道菌群发酵产生这些有机酸，因此这几个指标的升高提示肠道孢梭杆菌或厌氧菌过度增生或食物摄入过多的防腐剂，因为苯甲酸广泛添加于食品、化妆品及药品作防腐剂使用。还有一个原因是胃酸过低，食物摄入的苯丙氨酸吸收不良，然后经过肠道菌群发酵导致这些有机酸生成过多。
接下来是39-42号指标，其中对羟基苯甲酸和4-羟基苯乙酸是酪氨酸的代谢产物，这两个指标偏高与滥用抗生素反而促进其他原生生物或厌氧菌增生有关，同时4-羟基苯乙酸与梨形鞭毛虫有关，如果发现这个指标高需要询问患者是否喜欢吃生食，比如沙拉、生鱼片等，建议患者食物煮熟后再进食。吲哚乙酸是由细菌分解未吸收的色氨酸(tryptophan)所产生，偏高表示色氨酸吸收不良，原因也可能是胃酸过低。二羟基苯丙酸是梭状芽胞杆菌(Clostridia)与未吸收的色氨酸(tryptophan)、酪氨酸(tyrosine)或苯丙氨酸(phenylalanine)作用时产生，偏高表示梭状芽胞杆菌过度生长或色氨酸、酪氨酸或苯丙氨酸吸收不良。
最后是肠道酵母菌或霉菌超标的标记，正常肠道是有酵母菌的，但如果摄入过多的甜食就特别容易促进霉菌的过度生长，比如现在很多人的饮食结构中含有大量的精致碳水、高糖的饮料、塔塔酱等就会导致霉菌过度增生。还有一些患者因为疾病或药物抑制免疫，导致免疫力低下，也容易出现念珠菌感染或酵母菌过度生长。柠苹酸是酵母菌或厌氧菌的代谢物，偏高表示酵母菌或厌氧菌增生。酒石酸是玻尿酸(hyalournic acid)的分解产物，也存在于某些食物中，偏高表示摄取含酒石酸的食物比如高糖水果葡萄、葡萄干或一些饮料及烘焙食品所用的“塔塔酱”，或是关节发炎造成玻尿酸释出等，通过酵母菌发酵产生，因此酒石酸升高提示酵母菌增生，而阿拉伯糖醇是念珠菌侵袭最敏感指标之一。很多肠道霉菌超标的患者会合并反复的霉菌性阴道炎、脚气、灰指甲等，所以这些指标增高的患者要询问有没有其他霉菌感染的标志，要指导患者减少甜食的摄入，并避免滥用抗生素。
当我们检查发现存在肠道菌群失衡时，我们还要进一步寻找导致肠道菌群失衡的原因，比如胃酸不足：长期应用抑酸药物、大量饮酒、慢性压力、高龄等都会导致胃酸的不足，而胃酸不足会导致很多食物不能充分的消化和吸收，而且胃酸不足随着食物入口的一些细菌不能被杀灭都会继发肠道菌群的紊乱。还有一些其他的原因比如食物不耐受、饮食不均衡、饮食结构不合理、滥用抗生素、应用类固醇药物及非甾体类抗炎药、消化系统疾病或手术后等等，需要我们仔细的询问病史，明确病因。
功能医学肠道的干预有经典的5R方案，同时需要配合饮食的调整，生活方式的改善。一些特殊的群体可能还需要执行特殊的饮食方案，比如对慢性食物敏感者实行限制饮食（祛除敏感食物），肠易激综合征的可以执行低FODMAP饮食，避开所有FODMAP的食物，改善这些食物诱发的腹胀、腹泻等症状；而乳糜泻和IBD的患者可以在医生指导下执行SCD饮食，避开食物中的多糖、双糖，阻止肠道坏菌、酵母菌的过度增生。需要强调的是特殊饮食计划必须在专业医生指导下进行，并根据个体的反应及时调整。
八、结语
最后还要强调一下：检测结果正确、全面的解读其实也是干预的重要组成部分，只有把患者或客户的身体故事讲清楚、讲明白、讲正确了，才能建立充分的信任关系，才能保证后续干预方案的依从性，保证干预的效果。其实有时候检查也是一种治疗，只有当确切的证据摆在眼前时我们才会知道自己的身体哪里出了问题，才会有意识的去改变一些不健康或者不适合自己的生活方式。检查结果是我们制定干预方案的重要依据，但有时候当检测结果与我们的临床判断不一致时一定不能只迷信检测指标，要相信自己的临床判断，要结合其他症状和指标综合的整体的分析，我们治疗的是人，而不是检测指标。
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