谷氨酰胺的作用

1、谷氨酰胺的作用1谷氨酰氨的生物學(xué)特性谷氨酰氨（Gln）是五碳氨基酸，有兩個(gè)氨基（氨基和酰胺基），生理pH條件下，羧基帶負(fù)電荷，氨基帶正電荷，分子靜電荷為零，屬于中性氨基酸。2含有兩個(gè)氨基 作為氨載體轉(zhuǎn)運(yùn)器官間的氨每克分子Gln通過酮戊二酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)完全氧化可產(chǎn)生30克分子的ATP，是高效的能源底物Gln所含的酰胺氨可被體內(nèi)細(xì)胞利用合成嘌呤、嘧啶、氨基糖及其他氨基酸肌體在應(yīng)激狀態(tài)下的“條件必需氨基酸”3 在細(xì)胞外液中, 占游離氨基酸的 25% 在細(xì)胞內(nèi)液中，占游離氨基酸的 60% 主要存在于骨骼肌中 在細(xì)胞膜的跨膜梯度很高，約為 34:1 （內(nèi):外） 很少比例的游離谷氨酰胺存在于血漿中4谷氨

2、酰氨的生理作用胃腸道管腔細(xì)胞的基本能量來源免疫系統(tǒng)的重要燃料，可增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能。參與合成谷胱甘肽（一種重要的抗氧化劑）增長肌肉 ,改善腦機(jī)能 ,維持腎臟、胰腺、膽囊和肝臟的正常功能 5 腫瘤患者常出現(xiàn)肌肉Gln 耗竭和體重丟失, 這主要是于腫瘤細(xì)胞攝取和慢性蛋白代謝消耗。Gln是腫瘤生長所必需的氨基酸, 是其重要氮源和能源物質(zhì), 并優(yōu)先為腫瘤細(xì)胞所攝取。Gln 在荷瘤機(jī)體中的代謝谷氨酰氨與腫瘤6 研究表明, 腫瘤細(xì)胞運(yùn)輸Gln 穿過血漿細(xì)胞膜的速度比非腫瘤細(xì)胞快, 人肝癌細(xì)胞消耗Gln 比正常細(xì)胞快5 10倍。7 腫瘤細(xì)胞內(nèi)Gln 酶與核酸代謝有關(guān)的酶異?；钴S, 腫瘤細(xì)胞消耗大量Gln。Y

3、o sh ida 等試驗(yàn)證實(shí), 在荷瘤鼠體內(nèi), 盡管Gln的產(chǎn)生是增中的, 血漿中Gln 水平卻在下降。其可能原因?yàn)閮?nèi)皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞Gln 利用增加。8 研究表明, 腫瘤細(xì)胞運(yùn)輸Gln 穿過血漿細(xì)胞膜的速度比非腫瘤細(xì)胞快, 人肝癌細(xì)胞消耗Gln 比正常細(xì)胞快5 10倍。 Yo sh ida 等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)他氨基酸的氧化降解導(dǎo)致內(nèi)源性Gln 合成增加, 以滿足荷瘤機(jī)體的能量需求。9 體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)：富含Gln 的TPN 增強(qiáng)TN F 誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性導(dǎo)致 m tGSH（線粒體GSH)缺乏, 線粒體膜浸潤Bcl22 脫敏性釋放細(xì)胞色素C誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞調(diào)亡Gln的抗癌機(jī)理10

4、 Klimberg 等證實(shí)補(bǔ)充外源Gln 沒有增加腫瘤組織的DNA 合成, 而是更多地為非腫瘤組織比如肌肉、淋巴組織和腸粘膜所攝取。 補(bǔ)充Gln 上調(diào)谷胱甘肽(GSH) 的作用 從而提高抗腫瘤的N K 細(xì)胞活性以及抑制腫瘤生長。11 然而Robinson（99） 等研究荷瘤大鼠氨基酸與免疫力的關(guān)系發(fā)現(xiàn), 與非必需氨基酸組成的混合物相比,Gln 不明顯改變腫瘤生長。單純補(bǔ)充外源Gln對(duì)于抗癌免疫沒有純粹的正面效應(yīng)。12 補(bǔ)充外源Gln 可能存在雙重效應(yīng), 即一方面為宿主所利用通過免疫機(jī)制抑制腫瘤生長, 另一方面刺激腫瘤生長。13補(bǔ)充Gln 對(duì)荷瘤機(jī)體化學(xué)治療、放射治療的影響 化療藥物、放射線治療

5、腫瘤, 影響的不僅是腫瘤細(xì)胞, 也有其他高生長率的細(xì)胞, 比如淋巴細(xì)胞、腸粘膜上皮細(xì)胞，從而導(dǎo)致免疫受損，粘膜炎等負(fù)反應(yīng)。14Gln使正常組織谷胱甘肽貯存量保持不變或增加, 而腫瘤細(xì)胞的谷胱甘肽水平被抑制提高化療藥如5-氟尿嘧嘧(5-Fu) 等在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的水平間接提高T 細(xì)胞抗腫瘤的毒性作用Gln 能增強(qiáng)化療藥物的選擇性, 增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化療的敏感性。注：谷胱甘肽則是廣泛存在的有效抗氧化劑, 而且是許多藥物和內(nèi)源性物質(zhì)代謝的重要因素。15 Gln 能夠加速被放射的腸壁愈合, 預(yù)防損傷, 有利于維護(hù)晚期食管癌放療、化療后的腸道屏障完整性和系統(tǒng)淋巴細(xì)胞功能,減少放射性腸病的晚期并發(fā)癥。16 因此

6、, 補(bǔ)充外源Gln 對(duì)于荷瘤宿主是必要的, Gln可能一方面提高殺瘤的選擇性, 另一方面作為一個(gè)保護(hù)性制劑對(duì)抗化療、放療的宿主毒性反應(yīng)。17Thank You!18Gln與腸道腸道可從動(dòng)脈血及腸腔中攝取Gln其在腸道的代謝有兩種主要途徑：生成脯氨酸通過酮戊二酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)。19Gln的25左右形成脯氨酸、鳥氨酸、瓜氨酸等及組織蛋白質(zhì)，75左右進(jìn)入三羧酸循環(huán)，大部分被氧化成二氧化碳提供ATP，或被轉(zhuǎn)化成檸檬酸、乳酸、及其他有機(jī)酸和葡萄糖。20Gln還是維持腸道粘膜結(jié)構(gòu)完整性不可缺少的特殊氨基酸，因?yàn)槠涫呛怂岷铣傻闹匾煞帧?1 研究證實(shí)：在許多疾病及損傷時(shí)Gln對(duì)腸道粘膜都有明顯的促增生作用，

7、增加絨毛的高度和腸粘膜的氮含量。back22Gln與免疫 Gln不論是作為核酸物質(zhì)合成的前體，還是作為主要的能源物質(zhì)，對(duì)于細(xì)胞的生理功能都是必需的，特別是對(duì)于淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞。231.淋巴細(xì)胞Gln可以通過調(diào)節(jié)IL22的產(chǎn)生率和受體表達(dá)率而調(diào)節(jié)T細(xì)胞的增殖，超過生理濃度的Gln還可以明顯提高B細(xì)胞的抗體的合成和分泌，這些作用都是其他氨基酸無法替代的。 242.巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞是終末分化型細(xì)胞，但其有很強(qiáng)的吞噬、吞飲功能，它可以將外源性物質(zhì)通過自由基、水解酶的消化分解作用，將抗原片段與主要組織相容性復(fù)合體（MHCII)結(jié)合成復(fù)合體遞呈給T細(xì)胞，釋放細(xì)胞因子激活T細(xì)胞亞群。Gln的缺乏

8、將導(dǎo)致MHCII的下調(diào)，并且巨噬細(xì)胞對(duì)精氨酸的利用及IL21、IL26、TNF2都不同程度的依賴于Gln的利用。253.中性粒及單核細(xì)胞Flukawa等發(fā)現(xiàn)，將從腸道術(shù)后7 天的病人體內(nèi)獲得的中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞進(jìn)行人工培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)液中加入Gln 后其吞噬能力和生成過氧化物的能力均有提高,并表現(xiàn)為劑量依賴效應(yīng)。26為什么Gln與其他氨基酸相比，在免疫系統(tǒng)中有如此高的利用率呢？ iNOS和NADPH 氧化酶在生成NO 或一些過氧化物的過程中需要NADPH 的參與，蛋白質(zhì)的生成和DNA、RNA 的合成也需要NADPH , Gln 根據(jù)細(xì)胞對(duì)能量的需求,可部分氧化或完全氧化,但代謝的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生大量NADPH，這可能是具有不同生物學(xué)特性免疫細(xì)胞都能高效利用Gln 的原因27 此外，Gln在不完全氧化過程中產(chǎn)生氨及天冬氨酸，可用于嘌呤、嘧啶的合成，碳源參與新的氨基酸的合成和分泌。28Gln與腸道免疫 腸道的Peyers Patches產(chǎn)生的s-IgA是腸道主要的特異性免疫途徑。 A lverdy 報(bào)道, 給予標(biāo)準(zhǔn)TPN 的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物, 除膽汁中的s-IgA 減少, 腸固有層內(nèi)的CD4 及CD8 也明顯減少。29 這是由于產(chǎn)生s-IgA 的B 細(xì)胞在被誘導(dǎo)前, 具有IgM 同源型, 在轉(zhuǎn)化型Th 作用下向IgA 同源型轉(zhuǎn)化, 繼