葉 婷，田科雄

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營養(yǎng)研究所，長沙 410128）

精氨酸是一種堿性氨基酸，天然的精氨酸為L-型，在體內(nèi)發(fā)揮著非常重要的生理作用。在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，精氨酸是目前發(fā)現(xiàn)的功能最多的一種氨基酸，其不僅是合成蛋白質(zhì)的重要原料，也是機(jī)體內(nèi)一氧化氮（NO）、多胺和肌酸等重要物質(zhì)的合成前體，在動(dòng)物的調(diào)控過程和營養(yǎng)代謝中起著重要的作用。精氨酸還是新生哺乳動(dòng)物的必需氨基酸以及成年哺乳動(dòng)物的條件性必需氨基酸。近年來，有關(guān)精氨酸營養(yǎng)和生理功能的研究取得了許多突破性的進(jìn)展。

1 精氨酸的體外來源

人體自身不能合成精氨酸，必須從食物中攝取，富含精氨酸的食物主要有海參、墨魚、章魚等海產(chǎn)品。此外，鱔魚、泥鰍、花生、葵花籽、芝麻、核桃、銀杏、凍豆腐等精氨酸含量也較多。由于精氨酸的作用很廣，人們還研究從頭發(fā)、火棘果等中提取L-精氨酸以及用微生物發(fā)酵生產(chǎn)L-精氨酸。

2 精氨酸的代謝及其生理作用

機(jī)體的精氨酸是由食物蛋白、內(nèi)源合成和機(jī)體蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)得到。在機(jī)體內(nèi)，所有組織均利用精氨酸合成細(xì)胞漿蛋白和核蛋白，同時(shí)精氨酸也是脒的唯一底物，用來合成肌酸[1]。哺乳動(dòng)物的內(nèi)源精氨酸合成主要通過小腸－腎代謝軸完成。瓜氨酸在精氨酸琥珀酸合成酶和精氨酸琥珀酸裂解酶的作用下轉(zhuǎn)化為精氨酸，在肝臟中這兩種酶的活性始終都很高，生成的高濃度精氨酸在精氨酸酶的作用下，通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)，促使精氨酸分解為鳥氨酸和尿素，阻止精氨酸釋放到循環(huán)系統(tǒng)中。在腸道內(nèi)腎近曲小管中由谷氨酸和谷氨酰胺合成瓜氨酸，瓜氨酸再轉(zhuǎn)化成精氨酸。

精氨酸是堿性氨基酸，因此能夠廣泛參與機(jī)體組織代謝，與機(jī)體免疫功能、蛋白質(zhì)代謝、創(chuàng)傷面愈合等有著非常重要的聯(lián)系。其還能促進(jìn)血氨進(jìn)入尿素循環(huán)，防止氨中毒。精氨酸在機(jī)體內(nèi)可以同時(shí)參與不同代謝途徑，包括肌肉代謝以及代謝物的排泄，心血管、神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控，免疫等。當(dāng)動(dòng)物在生長發(fā)育期、手術(shù)以及創(chuàng)傷后的侵襲期，機(jī)體增強(qiáng)的脫氨基化作用以及增加的氮排泄會(huì)加快尿素循環(huán)，在這種情況下，精氨酸就變成了機(jī)體的必需氨基酸。缺少精氨酸會(huì)導(dǎo)致嬰兒生長發(fā)育遲緩，而補(bǔ)充適量的精氨酸可以滿足動(dòng)物機(jī)體尿素循環(huán)對(duì)精氨酸的需要，使病情得到緩解[2]。

精氨酸作為合成一氧化氮（NO）的唯一前體，其能夠參與免疫和血管張力調(diào)節(jié)[3]。據(jù)報(bào)道，L－精氨酸可以明顯增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力和自然殺傷細(xì)胞對(duì)腫瘤靶細(xì)胞的溶解作用。研究表明，精氨酸能夠通過影響腫瘤的生長，明顯地增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞以及細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞的活性[4-6]。

補(bǔ)充精氨酸可增加血漿合成蛋白質(zhì)的底物濃度，有效減少癌癥患者體重的下降[7]。臨床上，已將血漿中精氨酸濃度的降低作為機(jī)體癌變的一個(gè)重要癥狀。外源性精氨酸可以增加NO的合成速度，有利于保護(hù)急性胃黏膜損傷，提高內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙高血壓患者體內(nèi)的NO濃度，降低患者的血壓[8－9]。在小鼠心臟離體試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，灌喂適量精氨酸可促進(jìn)NO生成與釋放，減少氧自由基的生成，降低過氧亞硝酸陰離子（ONOO－）的合成，從而緩解自由基對(duì)心肌細(xì)胞的損害[10]。

3 精氨酸的免疫調(diào)節(jié)作用

精氨酸可以促進(jìn)機(jī)體內(nèi)免疫球蛋白的產(chǎn)生，顯著提高動(dòng)物體液免疫功能以及對(duì)抗糖皮質(zhì)激素的免疫抑制，對(duì)前B細(xì)胞的成熟起著非常重要的作用。精氨酸還能夠促進(jìn)胰島素樣生長因子（IGF-Ⅰ）、生長激素、胰島素、胰高血糖素、催乳素、生長抑素、胰多肽等的生成。動(dòng)物下丘腦產(chǎn)生的促生長激素，通過胰島素樣生長因子發(fā)揮作用，機(jī)體內(nèi)的淋巴細(xì)胞大部分都是胰島素樣生長因子的靶細(xì)胞。有試驗(yàn)證明，胰島素樣生長因子可以刺激淋巴細(xì)胞DNA的合成以及白細(xì)胞介素2（IL-2）的分泌。近年來，已對(duì)精氨酸和免疫功能之間的關(guān)系進(jìn)行了大量的研究工作，由于精氨酸的添加量、動(dòng)物健康狀況、動(dòng)物種類以及實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷鹊牟煌?，研究結(jié)果不盡相同，但多數(shù)研究結(jié)果都表明，精氨酸對(duì)免疫功能有非常重要的積極作用，精氨酸對(duì)機(jī)體免疫功能的作用主要是通過上調(diào)免疫抑制和下調(diào)過高的炎癥反應(yīng)來維持免疫平衡的。

3.1 精氨酸能夠改善機(jī)體免疫功能

研究表明，補(bǔ)充精氨酸可以增加細(xì)胞數(shù)量，使動(dòng)物的胸腺增大；能夠使動(dòng)物的T淋巴細(xì)胞得到增殖；可增強(qiáng)動(dòng)物對(duì)機(jī)體內(nèi)腫瘤靶細(xì)胞的溶解作用；增加IL－2的分泌及其受體的活性，最終增強(qiáng)機(jī)體的免疫防御和調(diào)節(jié)作用[11]。精氨酸通過增加胸腺的重量，提高T淋巴細(xì)胞的數(shù)量以及 T淋巴細(xì)胞對(duì)PHA、ConA的增殖反應(yīng)來增強(qiáng)胸腺的免疫功能。

3.2 精氨酸通過NO途徑和對(duì)內(nèi)分泌激素的影響來調(diào)節(jié)免疫功能

NO在鳥苷酸環(huán)化酶的作用下使三磷酸鳥苷變成環(huán)磷酸鳥苷，NO的許多功能都是通過環(huán)磷酸鳥苷的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。在急性炎癥早期，NO可以抑制中性粒細(xì)胞聚集和黏附，降低內(nèi)皮細(xì)胞的通透性并抑制炎性滲出。

精氨酸在細(xì)胞NO合成酶的作用下產(chǎn)生L－胍氨酸，并在氧氣和煙酰胺二磷酸酰苷的協(xié)同作用下，通過氧化胍基氮原子生成NO。NO是一種近年來新發(fā)現(xiàn)的重要的免疫調(diào)節(jié)因子，對(duì)機(jī)體的免疫系統(tǒng)有著非常重要的調(diào)節(jié)作用。其作用主要是通過以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)：抑制機(jī)體組織肥大細(xì)胞的反應(yīng)速度，調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞增殖以及抗體免疫應(yīng)答反應(yīng)；增強(qiáng)天然殺傷細(xì)胞的活性，激活細(xì)胞周邊血液中的單核細(xì)胞活性；調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子；介導(dǎo)巨噬細(xì)胞的細(xì)胞凋亡作用機(jī)制。

NO還能夠舒張胃腸平滑肌，可以通過調(diào)節(jié)胃腸黏膜的血量來保持黏膜的完整性，以維持胃腸黏膜屏障功能。NO與超氧陰離子等自由基結(jié)合可形成低毒分子，抑制白細(xì)胞向組織損傷部位轉(zhuǎn)移，同時(shí)還能夠降低腸黏膜的通透性，從而減輕腸黏膜損傷。腸道黏膜的免疫作用是動(dòng)物對(duì)外界抗原進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)而產(chǎn)生的局部特異性免疫反應(yīng)，精氨酸對(duì)修復(fù)黏膜損傷有積極的作用，有助于維護(hù)動(dòng)物的腸黏膜結(jié)構(gòu)和其功能的完整性[12-13]。

4 精氨酸的抗腫瘤作用

精氨酸具有與免疫有關(guān)的抗腫瘤特性，其可在不同動(dòng)物模型中防止由乙酸胺、7，12－二甲基苯并蒽和N－甲基－N－亞硝基脲誘導(dǎo)的化學(xué)轉(zhuǎn)化，且不阻止異煙肼（抗結(jié)核病藥）和肼。在沒有其他影響因素時(shí)，小鼠接種致瘤病毒后，精氨酸能提高潛伏時(shí)間、減少腫瘤的尺寸和縮短腫瘤倒退的時(shí)間；在幾種可轉(zhuǎn)移腫瘤模型中，精氨酸可抑制腫瘤的生長，減少潛伏的時(shí)間并增長宿主的生存時(shí)間。依靠人類白細(xì)胞抗原（HLA）的相溶性、腫瘤相關(guān)抗原的表達(dá)和腫瘤繼代轉(zhuǎn)移的次數(shù)，相反，化學(xué)轉(zhuǎn)移和幾種不同的誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移有高度的免疫原性。相關(guān)研究表明了精氨酸的抗腫瘤作用和腫瘤免疫原性之間的關(guān)系，精氨酸降低腫瘤生長速度并提高了小鼠感染中性和弱性激發(fā)免疫應(yīng)答的神經(jīng)母細(xì)胞瘤的存活時(shí)間；在小鼠適度產(chǎn)生免疫的腫瘤中，精氨酸提高了淋巴細(xì)胞－腫瘤混合培養(yǎng)基中宿主的反應(yīng)性，相反，小鼠宿主抗腫瘤反應(yīng)性在弱免疫應(yīng)答的腫瘤是不可預(yù)測的[14]。相似的研究表明，在宿主－腫瘤的相互影響中，供給精氨酸的積極作用是提高了脾細(xì)胞對(duì)抗原ConA和IL-2的有絲分裂。一些研究表明，小鼠在蛋白質(zhì)衰竭的情況下，精氨酸的抗腫瘤作用和腫瘤免疫遺傳性之間存在聯(lián)系。在中性免疫激發(fā)的腫瘤中，精氨酸降低腫瘤的生長率并提高小鼠的營養(yǎng)狀況，但是對(duì)少量免疫激發(fā)腫瘤的小鼠則無作用。這說明，飼喂充足的日糧，精氨酸對(duì)小鼠產(chǎn)生免疫激發(fā)免疫應(yīng)答的腫瘤非特異性免疫有積極作用，但是，精氨酸不能克服蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良造成的免疫缺陷和少量的免疫應(yīng)答。精氨酸對(duì)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移的積極作用與提高肺泡巨噬細(xì)胞的吞噬作用有關(guān)，這些研究表明，精氨酸通過自然細(xì)胞毒性和依靠細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的無性繁殖的細(xì)胞中間免疫影響腫瘤的生長。

5 展望

精氨酸是一種條件性必需氨基酸，具有非常重要的生理和藥理作用。其能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，提高動(dòng)物機(jī)體免疫力，降低分解代謝，保護(hù)胃腸黏膜免受損傷，在臨床營養(yǎng)治療中發(fā)揮著極其重要作用。作為多胺、NO和其他具有非常重要作用的生物功能分子的前體，精氨酸在改善繁殖能力、心血管功能、胃腸道發(fā)育以及調(diào)控免疫能力等方面發(fā)揮著很重要的作用，是一種非常有開發(fā)前景的功能性氨基酸。但是在精氨酸缺乏時(shí)需要補(bǔ)充的劑量、方法及具體的使用對(duì)象方面研究還不夠深入，精氨酸的合理應(yīng)用，必將對(duì)人類的健康、醫(yī)療以及動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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