精氨酸的研究进展

精氨酸的研究进展

耿晓华

耿晓华（山西焦煤西山煤电职工总医院药剂科030053）

【摘要】精氨酸在体内发挥着非常重要的生作用。在动物细胞内，精氨酸是目前发现的功能最多的一种氨基酸，其不仅是合成蛋白质的重要原料，也是机体内一氧化氮（NO）、多胺和肌酸等重要物质的合成前体，近年来，有关精氨酸营养和生理功能的研究取得了许多突破性的进展。它不仅可以作为氮源提供者，改善氮平衡、也包括刺激内分泌腺分泌、拮抗分解代谢。还可以改善机体免疫功能，为淋巴细胞增殖、分化及合成细胞因子所必需，在维护肠黏膜完整性方面发挥重要作用。精氨酸能够通过影响肿瘤的生长，明显地增强巨噬细胞、自然杀伤细胞以及细胞毒T淋巴细胞的活性。研究表明精氨酸具有多种独特的生理作用，已广泛应用于临床营养治疗。

【关键词】精氨酸功能营养增补剂抗肿瘤免疫调节

【中图分类号】R3【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2013）28-0094-02

概述

精氨酸，学名：2-氨基-5-胍基-戊酸。一种脂肪族的碱性的含有胍基的极性α氨基酸，在生理条件下带正电荷。L-精氨酸是蛋白质合成中的编码氨基酸，哺乳动物必需氨基酸和生糖氨基酸。D-精氨酸在自然界中尚未发现。符号：R。

1.1合成

精氨酸，是由瓜氨酸透个胞质酵素精氨基琥珀酸合成酶（ASS）及精氨基琥珀酸裂解酶（ASL）合成。这个过程所要求较大的能量，这是因要将每一个分子合成精氨基需要将三磷酸腺苷（ATP）水解成一磷酸腺苷（AMP），即两个三磷酸腺苷当量。瓜氨酸能从以下各种来源生成：从精氨酸经由一氧化氮合酶（NOS）催成；从鸟氨酸经由脯氨酸或谷氨酰胺/谷氨酸的分解代借催成；从非对称性二甲基精氨酸（ADMA）经由二甲基精氨酸二甲胺水解酶（DDAH）催成。经由精氨酸或谷氨酰胺及谷氨酸所生成的途径是双向性的，因此氨基酸的生成会容易受到细胞的种类及生长阶段所影响。在整个身体内看，精氨酸的合成基本是发生在小肠的上皮细胞。上皮细胞会从谷氨酰胺及谷氨酸产生瓜氨酸，再经由肾脏的肾小管细胞协助下抽取出来并转化为精氨酸。所以，若小肠或肾脏受到损害，精氨酸的内生合成会因而减少，这些人的膳食质素因而要相应提高。另外，精氨酸的合成亦会在其他细胞中发生，所合成的份量较少。若在合成的环境中加入诱导型一氧化氮合酶（iNOS），可以明显的提高合成的份量。在一氧化氮合酶催化的过程中所产生的副产品瓜氨酸，可以透过“瓜氨酸／一氧化氮过程”或“精氨酸／瓜氨酸过程”再转化为精氨酸。这个过程可以从多种细胞内，瓜氨酸会某程度上取代精氨酸协助一氧化氮显明出来。这个转化过程在多种不同的细胞内，瓜氨酸取代精氨酸协助一氧化氮的生成显明出来。但是，过程很难被量化，原因是瓜氨酸会与较稳定的一氧化氮化合物（硝酸盐及亚硝酸盐）积聚起来。

1.2功能

1.2.1作为前体

精氨酸是一氧化氮、尿素、鸟氨酸及肌丁胺的直接前体，是合成肌肉素的重要原素，且被用作聚胺、瓜氨酸及谷氨酰胺的合成。精氨酸作为合成一氧化氮（NO）的唯一前体，其能够参与免疫和血管张力调节[1]。非对称性二甲基精氨酸（ADMA）会压抑一氧化氮的化学作用，所以ADMA被认为是血管疾病的标记，就像精氨酸是健康内皮细胞层的象征一样。

1.2.2营养增补剂

精氨酸是鸟氨酸循环中的一个组成成分具有极其重要的生理功能。多吃精氨酸,可以增加肝脏中精氨酸(arginase)的活性，有助于将血液中的氨转变为尿素而排泄出去。精氨酸也是精子蛋白的主要成分，有促进精子的质量，提高精子运动能量的作用。机体对精氨酸的需要:精氨酸是一种双基氨基酸,对成人来说虽然不是必需氨基酸,但在有些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下，如果缺乏精氨酸,机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸，会导致血氨过高,甚至昏迷。婴儿基先天性缺乏尿素循环的某些酶,精氨酸对其也是比需的,否则不能维持正常的生长与发育。但一般认为对婴儿不说组氨酸与精氨酸也属必需氨基本。也就是说,婴儿有10种必需氨基酸。缺少精氨酸会导致婴儿生长发育迟缓，而补充适量的精氨酸可以满足动物机体尿素循环对精氨酸的需要，使病情得到缓解[2]，补充精氨酸可增加血浆合成蛋白质的底物浓度，有效减少癌症患者体重的下降[3]。临床上，已将血浆中精氨酸浓度的降低作为机体癌变的一个重要症状。外源性精氨酸可以增加NO的合成速度，有利于保护急性胃黏膜损伤，提高内皮细胞功能障碍高血压患者体内的NO浓度，降低患者的血压[4-5]。在小鼠心脏离体试验中发现，灌喂适量精氨酸可促进NO生成与释放，减少氧自由基的生成，降低过氧亚硝酸阴离子（ONOO－）的合成，从而缓解自由基对心肌细胞的损害[6]。

1.2.3精氨酸的抗肿瘤作用及其作用机制

精氨酸具有与免疫有关的抗肿瘤特性，其可在不同动物模型中防止由乙酸胺、7，12－二甲基苯并蒽和N－甲基－N－亚硝基脲诱导的化学转化，且不阻止异烟肼（抗结核病药）和肼。在没有其他影响因素时，小鼠接种致瘤病毒后，精氨酸能提高潜伏时间、减少肿瘤的尺寸和缩短肿瘤倒退的时间；在几种可转移肿瘤模型中，精氨酸可抑制肿瘤的生长，减少潜伏的时间并增长宿主的生存时间。依靠人类白细胞抗原（HLA）的相溶性、肿瘤相关抗原的表达和肿瘤继代转移的次数，相反，化学转移和几种不同的诱导转移有高度的免疫原性。相关研究表明了精氨酸的抗肿瘤作用和肿瘤免疫原性之间的关系，精氨酸降低肿瘤生长速度并提高了小鼠感染中性和弱性激发免疫应答的神经母细胞瘤的存活时间；在小鼠适度产生免疫的肿瘤中，精氨酸提高了淋巴细胞－肿瘤混合培养基中宿主的反应性，相反，小鼠宿主抗肿瘤反应性在弱免疫应答的肿瘤是不可预测的[7]。相似的研究表明，在宿主肿瘤的相互影响中，供给精氨酸的积极作用是提高了脾细胞对抗原ConA和IL-2的有丝分裂。一些研究表明，小鼠在蛋白质衰竭的情况下，精氨酸的抗肿瘤作用和肿瘤免疫遗传性之间存在联系。在中性免疫激发的肿瘤中，精氨酸降低肿瘤的生长率并提高小鼠的营养状况，但是对少量免疫激发肿瘤的小鼠则无作用。这说明，精氨酸对小鼠产生免疫激发免疫应答的肿瘤非特异性免疫有积极作用，但是，精氨酸不能克服蛋白质营养不良造成的免疫缺陷和少量的免疫应答。精氨酸对肿瘤的生长和转移的积极作用与提高肺泡巨噬细胞的吞噬作用有关，这些研究表明，精氨酸通过自然细胞毒性和依靠细胞毒性T淋巴细胞的无性繁殖的细胞中间免疫影响肿瘤的生长。研究表明，精氨酸能够通过影响肿瘤的生长，明显地增强巨噬细胞、自然杀伤细胞以及细胞毒T淋巴细胞的活性[8-10]。

1.2.4精氨酸的免疫调节作用及其作用机制

精氨酸可以促进机体内免疫球蛋白的产生，显著提高动物体液免疫功能以及对抗糖皮质激素的免疫抑制，对前B细胞的成熟起着非常重要的作用。精氨酸还能够促进胰岛素样生长因子（IGF-1）、生长激素、胰岛素、胰高血糖素、催乳素、生长抑素、胰多肽等的生成。动物下丘脑产生的促生长激素，通过胰岛素样生长因子发挥作用，机体内的淋巴细胞大部分都是胰岛素样生长因子的靶细胞。有试验证明，胰岛素样生长因子可以刺激淋巴细胞DNA的合成以及白细胞介素2（IL-2）的分泌。近年来，已对精氨酸和免疫功能之间的关系进行大量的研究工作，由于精氨酸的添加量、动物健康状况、动物种类以及实验模型等的不同，研究结果不尽相同，但多数研究结果都表明，精氨酸对免疫功能有非常重要的积极作用，精氨酸对机体免疫功能的作用主要是通过上调免疫抑制和下调过高的炎症反应来维持免疫平衡的[11]。

2展望

精氨酸是一种条件性必需氨基酸，具有非常重要的生理和药理作用。其能够促进蛋白质合成，提高动物机体免疫力，降低分解代谢，保护胃肠黏膜免受损伤，在临床营养治疗中发挥着极其重要作用。作为多胺、NO和其他具有非常重要作用的生物功能分子的前体，精氨酸在改善繁殖能力、心血管功能、胃肠道发育以及调控免疫能力等方面发挥着很重要的作用，是一种非常有开发前景的功能性氨基酸。但是在精氨酸缺乏时需要补充的剂量、方法及具体的使用对象方面研究还不够深入，精氨酸的合理应用，必将对人类的健康、医疗以及动物养殖业产生深远的影响。

参考文献

[1]EfromD,BarbulA.Roleofarginineinimmunonutrition[J].JGastroenterol,2000,35（12）:20-23.

[2]ScagliaF,Brunetti-PierriN,KleppeS,etal.Clinicalconse-quencesofureacycleenzymedeficienciesandpotentiallinkstoarginineandnitricoxidemetabolism[J].JNutr,2004,l34（10）:2775-2782.

[3]VissersLY,DejongCH,LuikingYC,etal.Plasmaargini-neconcentrationsarereducedincancerpatients:evidenceforargininedeficiency[J].AmJClinNutr,2005,81（5）:1142-1146.

[4]WestSD,HelmerKS,ChangLK,etal.Cholecystokininsecretagogue－inducedgastroprotection:roleofnitricoxideandbloodflow[J].PhysiolGastrointestLiverPhysiol,2003,284:399-410.

[5]WestSG,BrownP,MariottiF,etal.OralL-arginineimproveshemodynamicresponsestostressandreducesplasmahomocy-steineinhypercholesterolemicmen[J].JNutr,2005,135（2）:212-217.

[6]姜桢,郭克芳,董苏斐.左旋精氨酸与自由基的相互作用[J].临床麻醉学杂志,2000,16（10）:503-505

[7]谭溪清.精氨酸的营养生理作用[J].湖南饲料,2009（6）:15-17.

[8]李玉庆,张小平,程爱国.精氨酸的免疫调理作用[J].中国煤炭工业医学杂志,2007,10（2）:121-122.

[9]秦锴,荆强,曾勇.精氨酸对肝细胞癌患者免疫功能影响的临床研究[J].WestChinaMedicalJournal,2008,23（2）:442-444.

[10]陈亚军,齐玉梅.精氨酸免疫营养作用的研究进展[J].中国临床营养杂志,2007,15（5）:310-314.

[11]李霞,郑振群.N0-种新发现的免疫调节分子[J].免疫学杂志,1996,12（3）:201-204.