谷氨酰胺的作用

1、谷氨酰胺的作用1谷氨酰氨的生物学特性谷氨酰氨（Gln）是五碳氨基酸，有两个氨基（氨基和酰胺基），生理pH条件下，羧基带负电荷，氨基带正电荷，分子静电荷为零，属于中性氨基酸。2含有两个氨基 作为氨载体转运器官间的氨每克分子Gln通过酮戊二酸进入三羧酸循环完全氧化可产生30克分子的ATP，是高效的能源底物Gln所含的酰胺氨可被体内细胞利用合成嘌呤、嘧啶、氨基糖及其他氨基酸肌体在应激状态下的“条件必需氨基酸”3 在细胞外液中, 占游离氨基酸的 25% 在细胞内液中，占游离氨基酸的 60% 主要存在于骨骼肌中 在细胞膜的跨膜梯度很高，约为 34:1 （内:外） 很少比例的游离谷氨酰胺存在于血浆中4谷氨

2、酰氨的生理作用胃肠道管腔细胞的基本能量来源免疫系统的重要燃料，可增强免疫系统的功能。参与合成谷胱甘肽（一种重要的抗氧化剂）增长肌肉 ,改善脑机能 ,维持肾脏、胰腺、胆囊和肝脏的正常功能 5 肿瘤患者常出现肌肉Gln 耗竭和体重丢失, 这主要是于肿瘤细胞摄取和慢性蛋白代谢消耗。Gln是肿瘤生长所必需的氨基酸, 是其重要氮源和能源物质, 并优先为肿瘤细胞所摄取。Gln 在荷瘤机体中的代谢谷氨酰氨与肿瘤6 研究表明, 肿瘤细胞运输Gln 穿过血浆细胞膜的速度比非肿瘤细胞快, 人肝癌细胞消耗Gln 比正常细胞快5 10倍。7 肿瘤细胞内Gln 酶与核酸代谢有关的酶异常活跃, 肿瘤细胞消耗大量Gln。Y

3、o sh ida 等试验证实, 在荷瘤鼠体内, 尽管Gln的产生是增中的, 血浆中Gln 水平却在下降。其可能原因为内皮细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及肿瘤细胞Gln 利用增加。8 研究表明, 肿瘤细胞运输Gln 穿过血浆细胞膜的速度比非肿瘤细胞快, 人肝癌细胞消耗Gln 比正常细胞快5 10倍。 Yo sh ida 等进一步研究发现他氨基酸的氧化降解导致内源性Gln 合成增加, 以满足荷瘤机体的能量需求。9 体外及体内实验证实：富含Gln 的TPN 增强TN F 诱导的细胞毒性导致 m tGSH（线粒体GSH)缺乏, 线粒体膜浸润Bcl22 脱敏性释放细胞色素C诱导肿瘤细胞调亡Gln的抗癌机理10

4、 Klimberg 等证实补充外源Gln 没有增加肿瘤组织的DNA 合成, 而是更多地为非肿瘤组织比如肌肉、淋巴组织和肠粘膜所摄取。 补充Gln 上调谷胱甘肽(GSH) 的作用 从而提高抗肿瘤的N K 细胞活性以及抑制肿瘤生长。11 然而Robinson（99） 等研究荷瘤大鼠氨基酸与免疫力的关系发现, 与非必需氨基酸组成的混合物相比,Gln 不明显改变肿瘤生长。单纯补充外源Gln对于抗癌免疫没有纯粹的正面效应。12 补充外源Gln 可能存在双重效应, 即一方面为宿主所利用通过免疫机制抑制肿瘤生长, 另一方面刺激肿瘤生长。13补充Gln 对荷瘤机体化学治疗、放射治疗的影响 化疗药物、放射线治疗

5、肿瘤, 影响的不仅是肿瘤细胞, 也有其他高生长率的细胞, 比如淋巴细胞、肠粘膜上皮细胞，从而导致免疫受损，粘膜炎等负反应。14Gln使正常组织谷胱甘肽贮存量保持不变或增加, 而肿瘤细胞的谷胱甘肽水平被抑制提高化疗药如5-氟尿嘧嘧(5-Fu) 等在肿瘤细胞内的水平间接提高T 细胞抗肿瘤的毒性作用Gln 能增强化疗药物的选择性, 增加肿瘤细胞对化疗的敏感性。注：谷胱甘肽则是广泛存在的有效抗氧化剂, 而且是许多药物和内源性物质代谢的重要因素。15 Gln 能够加速被放射的肠壁愈合, 预防损伤, 有利于维护晚期食管癌放疗、化疗后的肠道屏障完整性和系统淋巴细胞功能,减少放射性肠病的晚期并发症。16 因此

6、, 补充外源Gln 对于荷瘤宿主是必要的, Gln可能一方面提高杀瘤的选择性, 另一方面作为一个保护性制剂对抗化疗、放疗的宿主毒性反应。17Thank You!18Gln与肠道肠道可从动脉血及肠腔中摄取Gln其在肠道的代谢有两种主要途径：生成脯氨酸通过酮戊二酸进入三羧酸循环。19Gln的25左右形成脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸等及组织蛋白质，75左右进入三羧酸循环，大部分被氧化成二氧化碳提供ATP，或被转化成柠檬酸、乳酸、及其他有机酸和葡萄糖。20Gln还是维持肠道粘膜结构完整性不可缺少的特殊氨基酸，因为其是核酸合成的重要成分。21 研究证实：在许多疾病及损伤时Gln对肠道粘膜都有明显的促增生作用，

7、增加绒毛的高度和肠粘膜的氮含量。back22Gln与免疫 Gln不论是作为核酸物质合成的前体，还是作为主要的能源物质，对于细胞的生理功能都是必需的，特别是对于淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞。231.淋巴细胞Gln可以通过调节IL22的产生率和受体表达率而调节T细胞的增殖，超过生理浓度的Gln还可以明显提高B细胞的抗体的合成和分泌，这些作用都是其他氨基酸无法替代的。 242.巨噬细胞巨噬细胞是终末分化型细胞，但其有很强的吞噬、吞饮功能，它可以将外源性物质通过自由基、水解酶的消化分解作用，将抗原片段与主要组织相容性复合体（MHCII)结合成复合体递呈给T细胞，释放细胞因子激活T细胞亚群。Gln的缺乏

8、将导致MHCII的下调，并且巨噬细胞对精氨酸的利用及IL21、IL26、TNF2都不同程度的依赖于Gln的利用。253.中性粒及单核细胞Flukawa等发现，将从肠道术后7 天的病人体内获得的中性粒细胞和单核细胞进行人工培养,发现在培养液中加入Gln 后其吞噬能力和生成过氧化物的能力均有提高,并表现为剂量依赖效应。26为什么Gln与其他氨基酸相比，在免疫系统中有如此高的利用率呢？ iNOS和NADPH 氧化酶在生成NO 或一些过氧化物的过程中需要NADPH 的参与，蛋白质的生成和DNA、RNA 的合成也需要NADPH , Gln 根据细胞对能量的需求,可部分氧化或完全氧化,但代谢的结果会产生大量NADPH，这可能是具有不同生物学特性免疫细胞都能高效利用Gln 的原因27 此外，Gln在不完全氧化过程中产生氨及天冬氨酸，可用于嘌呤、嘧啶的合成，碳源参与新的氨基酸的合成和分泌。28Gln与肠道免疫 肠道的Peyers Patches产生的s-IgA是肠道主要的特异性免疫途径。 A lverdy 报道, 给予标准TPN 的实验动物, 除胆汁中的s-IgA 减少, 肠固有层内的CD4 及CD8 也明显减少。29 这是由于产生s-IgA 的B 细胞在被诱导前, 具有IgM 同源型, 在转化型Th 作用下向IgA 同源型转化, 继