|
王晓芳（综述） 陈同辛（审校） 【摘要】 氨基酸与机体免疫功能密切相关， 是近年来营养免疫学的研究重点。 氨基酸是构成机体免疫系统的基本结构物质之一。 氨基酸不仅参与免疫器官的发育、 免疫细胞的增殖分化， 还影响着细胞因子的分泌以及免疫应答的调节。 氨基酸缺乏会导致免疫器官的萎缩以及免疫细胞的功能障碍。 合理补充氨基酸对调节机体的免疫功能具有积极作用。 目前已有多种氨基酸产品被作为临床营养补充剂而得到广泛应用。 该文主要对近些年来研究较为深入的几种氨基酸及其衍生物的免疫学特征进行综述。 【关键词】 氨基酸； 免疫功能； 营养免疫 氨基酸是蛋白质组成的基本单位。 机体对蛋白质的需求实际上是对氨基酸的需求。 自然界中有３００多种氨基酸， 但构成动物细胞内蛋白质的氨基酸仅有２０余种。 氨基酸电荷和结构的不同影响其所形成的蛋白质的形状和功能。 目前营养免疫学研究的营养素种类日益丰富， 研究深度也不断增加。 氨基酸与机体免疫密切相关。 氨基酸缺乏会导致免疫器官萎缩、 淋巴细胞数量减少、 免疫球蛋白的合成下降以及吞噬细胞功能障碍等。 该文主要对氨基酸的免疫作用进行综述， 从单个氨基酸的角度， 讨论精氨酸、 谷氨酰胺、苏氨酸及色氨酸等对免疫细胞和免疫反应的影响。 １氨基酸分类 氨基酸可分为必需氨基酸、 条件必需氨基酸和非必需氨基酸。 近年来出现了一个新名词“功能性氨基酸” ， 是指在营养物质代谢过程中起重要作用的活性氨基酸， 由具有特殊功能的蛋白氨基酸、 非蛋白氨基酸和氨基酸衍生物组成， 如１－氨基丁酸、 精氨酸、谷氨酰胺、 亮氨酸、 色氨酸和蛋氨酸衍生物等。 功能性氨基酸除了合成蛋白质外还具有其他特殊功能， 不仅对动物的正常生长和维持是必需的， 而且对多种生物活性物质的合成也是必需的， 与机体免疫系统关系非常密切。 ２氨基酸与免疫 氨基酸与免疫系统的组织发生、 器官发育以及功能发挥密切相关。 首先， 氨基酸构成机体免疫系统的基本结构物质。 其次， 在炎症反应中机体利用氨基酸合成特定免疫肽段或蛋白质， 如抗菌肽、 Ｃ反应蛋白、 纤维蛋白原及特异性免疫球蛋白等。 这些免疫活性物质在防御病原微生物入侵的固有免疫反应， 以及有效杀灭病原体的适应性免疫反应方面均发挥着重要作用。 有研究表明， 氨基酸的添加可以促进淋巴细胞的增殖和成熟， 提高自然杀伤细胞的活性。 ２． １谷氨酰胺 谷氨酰胺是中性氨基酸， 它是血液循环和机体内游离氨基酸池中含量最丰富的氨基酸。 在维持机体新陈代谢及正氮平衡方面有显著作用。 谷氨酰胺是目前公认的具有特殊作用的免疫营养素之一。 谷氨酰胺既是ＲＮＡ合成和ＤＨＡ合成的调节剂，同时也是很多免疫细胞和肠黏膜上皮细胞的重要能源物质'２｜。 谷氨酰胺对淋巴细胞分泌、 增殖及其功能维持起 重要作用。 淋巴细胞受抗原刺激后大量增殖和分化 时， 谷氨酰胺既是核苷酸合成的重要前体， 又是淋巴 万方数据 垦隧』 Ｌ登堂盘查垫！！生！旦筮塑鲞筮！翅堡！堕查塑： ！塑垫１２， ｙ！！： 塑： 盟！： ！ 细胞的重要能源。 谷氨酰胺可促进淋巴细胞、 巨噬细 胞的有丝分裂和分化增殖； 增加肿瘤坏死因子 （ＴＮＦ）、 白细胞介素（几一１）等细胞因子的产生和磷 脂ｍＲＮＡ的合成； 调节细胞内酶代谢， 促进热休克 蛋白表达； 可明显增加危重病患者的淋巴细胞总数， 增强机体的免疫功能＂'４ Ｊ。 谷氨酰胺是巨噬细胞的重 要能量来源。 巨噬细胞是高代谢细胞， 能源底物的提 供是维持其代谢的基本条件。 因此， 谷氨酰胺的高利 用率对维持和调节巨噬细胞的免疫功能是十分必要 的。 血浆谷氨酰胺浓度的稳定有利于改善单核巨噬细 胞的功能， 是调节机体免疫紊乱的重要环节” Ｊ。 谷 氨酰胺能促进蛋白质的合成， 提高免疫球蛋白的水 平。 对Ｂ细胞的增殖分化、 浆细胞的形成和免疫球 蛋白的合成与分泌都有明显的促进作用。 肠道免疫功能是肠道黏膜屏障功能不可缺少的部 分。 谷氨酰胺是肠道黏膜代谢的能量和原料来源， 对 维持肠道结构的完整性和免疫系统的正常功能有非常 重要的作用。 谷氨酰胺缺乏可导致肠道黏膜萎缩、 绒 毛结构变形、 肠道相关的淋巴组织萎缩、 集合淋巴小 结内淋巴细胞明显减少。 在病理状态下补充谷氨酰胺 可显著降低肠黏膜通透性， 促进肠黏膜结构恢复， 增 强肠道免疫功能， 减少细菌易位∞Ｊ。 合适浓度的血 浆谷氨酰胺有利于维持免疫细胞功能的最佳状态， 是 调节机体免疫紊乱的重要环节。 谷氨酰胺在胃肠营 养、 免疫调节、 肿瘤治疗等方面起重要作用， 在ｌ临床 应用方面将具有广阔的发展前景。 ２． ２精氨酸正常情况下大部分成年哺乳动物可以 自身合成精氨酸， 但不足以满足机体需要， 特别是在 饥饿、 创伤应激及快速生长状态下。 因此， 精氨酸又 被认为是条件性必需氨基酸ｏ ７１。 精氨酸在烧伤、 手 术、 肿瘤、 危重症等病理状态时， 是必需补充的重要 免疫营养素。 精氨酸可提高严重创伤、 感染、 大手术 等应激状态下机体的免疫功能， 减轻应激对免疫功能 的抑制。 精氨酸具有广泛的生物学作用。 它在体内参与组 织细胞蛋白质、 一氧化氮（ＮＯ）、 谷氨酰胺、 嘧啶 等的合成， 并可影响多种内分泌激素释放。 多年来研 究表明， 精氨酸可通过生长激素等内分泌激素、 ＮＯ 及其他代谢产物实现对机体免疫功能的调节。 精氨酸 与机体免疫功能关系密切， 为淋巴细胞增殖、 分化及 合成细胞因子所必需， 能维持巨噬细胞、 中性粒细 胞、 单核细胞及自然杀伤细胞的活性。 外源性补充精 氨酸能使大鼠胸腺增大、 增重， 胸腺细胞计数增加。 精氨酸是人体鸟氨酸循环的组成成分。 精氨酸及 其代谢产物ＮＯ的免疫调节功能日益受到重视， 在肠 道黏膜屏障维护以及肿瘤的特异性免疫等方面发挥着 重要作用。 一方面， 精氨酸能通过自身生理作用来调 控免疫系统功能。 机体补充精氨酸能促进刀豆蛋白、 植物凝集素等有丝分裂原的产生； 增强机体巨噬细胞 及自然杀伤细胞溶解靶细胞的作用； 促迸伤口愈合； 在抑制肿瘤生长和防御肿瘤扩散中起十分重要的作 用坤Ｊ。 另一方面， 精氨酸是合成生物活性物质ＮＯ的 底物。 ＮＯ通过多种途径直接或间接地调控免疫反 应。 精氨酸既是肿瘤免疫、 微生物免疫的效应分子， 又是多种免疫细胞的调节因子∽Ｊ。 低浓度的ＮＯ可以 刺激Ｔ细胞有丝分裂， 高浓度时则表现为抑制作用。 ＮＯ途径是杀死细胞内微生物的主要机制， 也是巨噬 细胞对靶细胞发挥毒性作用的重要机制。 脓毒症患者 血清精氨酸浓度降低¨ …。 危重症患者和外科手术后 患者补充精氨酸， 能够提高机体抗感染免疫功能， 增 加Ｔ细胞数目和反应能力， 并能促进细胞功能的 恢复。 ２． ３苏氨酸苏氨酸对机体免疫的影响主要体现在 体液免疫。 苏氨酸是免疫球蛋白中含量最丰富的一种 必需氨基酸， 也是免疫球蛋白分子合成的第一限制性 氨基酸。 苏氨酸缺乏会抑制免疫球蛋白的产生， 下调 Ｂ细胞功能。 苏氨酸能够影响肠道黏蛋白的合成， 与肠道黏膜 的新陈代谢密切相关， 在维持肠道固有免疫屏障的完 整性方面发挥重要功能。 黏蛋白是肠道表面连续分泌 的一种蛋白质， 游离苏氨酸是其合成所必需的物质。 限制食物中的苏氨酸， 可显著降低大鼠小肠各段黏蛋 白的合成¨ ¨ 。 合理增加肠道苏氨酸的供应量， 可以 增加黏蛋白的合成量， 促进肠道黏膜功能的恢 复ｎ２'１ ３１。 Ｗａｎｇ等¨ ４删将梯度剂量的苏氨酸添加到断 奶仔猪的日粮中， 研究发现无论苏氨酸缺乏还是过 量， 都会导致肠道黏膜的萎缩， 肠道上皮细胞凋亡增 加， 黏蛋白分泌量减少， 从而削弱肠黏膜的免疫屏障 功能。 ２． ４含硫氨基酸蛋氨酸、 半胱氨酸和胱氨酸是常 见的含硫氨基酸， 具有重要的免疫调节功能。 含硫氨 基酸对淋巴细胞的保护作用可以通过其自身的作用以 及代谢产生衍生物途径实现。 蛋氨酸在免疫应答产生 的免疫活性蛋白中含量较高。 蛋氨酸可转化成同型半 胱氨酸， 后者浓度的增加可以上调Ｔ细胞、 单核细 胞与内皮细胞的黏附。 因而蛋氨酸的外源性补充非常 重要¨ ６｜。 半胱氨酸参与急性炎症反应蛋白的合成， 对于脓毒血症等严重感染具有重要作用。 不过半胱氨 酸对机体免疫最重要的作用是参与谷胱甘肽的合成， 从而间接参与细胞内氧自由基的解毒反应。 含硫氨基 万方数据 垦区』 Ｌ銎堂塞盍垫！！至！旦筮箜鲞筮！翅丛！型塑， 堕望垫！！： №！： 箜： №： ！ 酸可形成许多衍生物， 其中最具代表性的是谷胱甘 肽。 谷胱甘肽是维持机体内环境稳定不可缺少的物 质， 是机体代谢中许多酶的辅酶。 其还原性巯基参与 体内重要的氧化还原反应， 加速自由基的排泄， 从而 减轻自由基对细胞膜的损伤。 谷胱甘肽对各种吞噬细 胞如中性粒细胞、 巨噬细胞等在发挥效应过程中所产 生的过氧化物和活性氧都有还原作用， 在防止过氧化 物对细胞的破坏方面发挥重要作用¨ ¨ 。 ２． ５支链氨基酸 支链氨基酸包括缬氨酸、 亮氨酸 和异亮氨酸。 支链氨基酸是十分重要的营养补充剂。 支链氨基酸能刺激单核细胞增殖， 调节细胞因子的分 泌， 促进Ｔｈｌ型免疫反应的发展¨ ８｜。 支链氨基酸比 例不平衡会导致免疫损伤。 缬氨酸的缺乏可以导致树 突状细胞的分化和成熟异常¨ ９｜。 亮氨酸、 异亮氨酸 和缬氨酸在细胞膜内共用一个载体， 因此在吸收能力 上具有相互竞争性。 饮食中必须同步补充这三种氨基 酸， 以保证最大程度的平衡吸收。 ２． ６色氨酸色氨酸是一种芳香族氨基酸， 是血浆 和组织中浓度较低的一种必需氨基酸。 色氨酸主要在 体液免疫中发挥重要作用。 色氨酸分解产生中间代谢 物， 生成自由基清除剂和抗氧化剂， 参与机体的免疫 反应。 色氨酸代谢途径主要有两种： 一是通过吲哚胺 ２， ３一双加氧酶（ＩＤＯ）途径产生犬尿氨酸； 二是经 四氢生物蝶呤依赖性色氨酸羟化酶途径分解。 这两种 代谢途径及代谢产物均与色氨酸对免疫功能的调节密 切相关ⅢＪ。 Ｔｅｍｅｓｓ等心¨ 研究表明色氨酸代谢产物可 通过时间依赖性的细胞毒性作用抑制淋巴细胞增殖， 主要是抑制活化的Ｔ细胞， 其次是Ｂ细胞和自然杀 伤细胞。 Ｆａｌｌａｒｉｎｏ等旧２１报道色氨酸分解代谢产物影响 Ｔ细胞表面受体的表达， 进而影响Ｔ细胞的免疫功 能； 色氨酸缺乏也会出现同样结果。 ２． ７甘氨酸甘氨酸是最简单的氨基酸， 不仅参与 机体蛋白质的合成， 还是很多重要物质如胆碱、 激素 以及脱氧核糖核酸的基本结构。 甘氨酸已作为营养补 充剂广泛应用于医药、 食品等领域。 甘氨酸分布在多 种组织的细胞膜上， 包括巨噬细胞、 单核细胞及中性 粒细胞等参与炎症和免疫反应的细胞。 甘氨酸可防止 各种有毒物质引起的细胞损害， 其机制可能与甘氨酸 特异的分子结构直接参与细胞膜的稳定有关。 甘氨酸 还可以抑制炎症细胞因子的合成∞Ｊ。 活性氧簇破坏生 物体内重要的大分子如ＤＮＡ、 蛋白质等， 直接损伤细 胞。 甘氨酸对阻滞活性氧簇的生成具有很好的效果， 因而可间接调节炎症因子， 起保护细胞的作用ⅢＪ。 ２． ８组氨酸组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺。 组胺具有广泛的生物学作用， 在炎症和过敏反应中扮 演重要角色。 综上所述， 严重的应激状态如败血症和大手术 时， 谷氨酰胺和精氨酸的浓度会下降， 从而导致机体 免疫功能的抑制。 因此， 它们被认为是在这些危重状 态时至关重要的免疫营养素Ⅲ。 ２ ６｜。 危重症患者添加 谷氨酰胺和精氨酸可以降低并发症和病死率。 目前已 有谷氨酰胺和精氨酸的相关制品应用于临床， 其疗效 和安全性仍需要开展更多的临床研究来验证。 ３结语 氨基酸既是机体生长发育的物质基础， 也是机体 免疫系统的物质基础。 补充氨基酸对维持机体正常免 疫功能来说是非常必要的。 氨基酸补充不足直接影响 免疫活性物质的产生， 但过量的氨基酸摄入也会对机 体免疫功能产生不利的影响。 应根据机体免疫系统的 特点， 通过严格的科学实验， 建立严谨的氨基酸需要 量体系， 从而最有效地调节机体的免疫力。 合理补充 有免疫调节功能的氨基酸， 维持适度的免疫反应， 将 是非常有前景的的营养支持手段。 参考文献 ［１］Ｒｏｔｈ Ｅ． Ｉｍｍｕｎｅ ａｎｄ ｃｅｌｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ． Ｃｌｉｎ Ｎｕｔｒ， ２００７， ２６（５）： ５３５－５４４． ［２］Ｗｉｎｄｌｅ ＥＭ． Ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｆｉｆｉｃｆｌ ｉｌｌｎｅｓｓ： ｅｖｉｄｅｎｃｅ， ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｉｎ ｂｕｍ ｅｒｉｅ． ＪＢｕｒｎ Ｃａｒｅ Ｒｅｓ， ２００６， ２７（６）： ７６４－７７２． ［３］Ｇｏｎｚａｌｅｓ Ｓ， Ｐｏｌｉｚｉｏ ＡＩ｛， Ｅｒａｒｉｏ ＭＡ， ｅｔ ａ１． Ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｅｆｆｅｃ— ｔｉｖｅ ｉｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｉｎ ｖｉｖｏ ｃｏｂａｌｔ—ｉｎｄｕｃｅｄ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｒａｔ ｌｉｖ・ ｅｒ． Ｗｏｒｌｄ Ｊ Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ， ２００５， ｌｌ（２３）： ３５３３－３５３８． ［４］Ｌａｉ ＹＮ， Ｙｅｈ ｓＬ， Ｌｉｎ ｈｆｒ， ｅｔ ａ１． Ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｍｕｃｏｓａｌ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ｉｎ ｒａｔｓ埘ｔｈ Ｇｕｔ—Ｄｅｒｉｖｅｄ ｓｅｐｓｉｓ． Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ， ２００４， ２０（３）： ２８６－２９１． ［５］Ｏｅｈｌｅｒ Ｒ， Ｒｏｔｈ Ｅ． Ｒｅｇｕｌａｔｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｇｌｕｔａｍｉｎｅ． Ｃｕｒｒ Ｏｐｉｎ Ｃｌｉｎ Ｎｕｔｒ Ｍｅｔａｂ Ｃａｒｅ， ２００３， ６（３）： ２７７－２８２． ［６］Ｄｏｍｅｎｅｇｈｉｎｉ Ｃ， Ｄｉ Ｇｉａｎｃａｍｉｌｌｏ Ａ， Ｂｏｓｉ Ｇ， ｅｔ ａ１． Ｃａｎ ｎｕｔｒａｃｅｕｔｉｃｆｌｓ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａ？Ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｍｉｃｒｏａｎａｔｏｍｙ ｉｎ Ｌ—ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｄｉｅｔ—ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｗｅａｎｉｎｇ ｐｉｇｌｅｔｓ． ＶｅｔＲｅｓ Ｃｏｍｍｕｎ， ２００６， ３０（３）： ３３１—３４２． ［７］Ｍｏｒｒｉｓ ＳＭ Ｊｒ． Ｅｎｚｙｍｅｓ ｏｆ ａｒｇｉｎｉｎｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ． Ｊ Ｎｕｔｒ， ２００４， １３４ （１０ Ｓｕｐｐｌ）： ２７４３Ｓ－２７４７Ｓ． ［８］Ｐｅｒａｎｚｏｎｉ Ｅ， Ｍａｒｉｇｏ Ｉ， Ｄｏｌｃｅｔｔｉ Ｌ， ｅｔ ａ１． Ｒｏｌｅ ｏｆ ａｒｇｉｎｉｎｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｉｎ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ａｎｄ ｉｍｍｕｎｏ－ｐａｔｈｏｌｏｇｙ． Ｉｍｍｕｎｏｂｉｏｌｏｇｙ， ２００７， ２１２（９— １０１： ７９５＿８１２． ［９］Ｐａｖａｎｅｌｌｉ ＷＲ， Ｇｕｔｉｅｒｒｅｚ ＦＲ， Ｓｉｌｖａ ＪＪ， ｅｔ ａ１． １１ｌｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ ｏｎ ｔｈｅ ｉｍｍｕｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｄｕｒｉｎｇ ｇｉａｒｄｉａｓｉｓ． Ｂｒａｚ Ｊ Ｉｎｆｅｃｔ Ｄｉｓ， ２０１０， １４（６）： ６０６－６１２． ［１０］Ｖｉｌｌａｌｐａｎｄｏ Ｓ， Ｇ－ｏｐａｌ Ｊ， Ｂａｌａｓｕｂｒａｍａｎｙａｍ Ａ， ｅｔ ａ１． Ｉｎ ｖｉｖｏ ａｒｇｉｎｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ ｈｙｐｏｔｅｎｓｉｖｅ ｓｅｐｓｉｓ． Ａｍ Ｊ Ｃｌｉｎ Ｎｕｔｒ， ２００６， ８４（１）： １９７－２０３． ［１１］Ｆａｕｒｅ Ｍ， Ｍｏｅｎｎｏｚ Ｄ， Ｍｏｎｔｉｇｏｎ Ｆ， ｅｔ ａ１． Ｄｉｅｔａｒｙ ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｒｅｄｕｃｅｓ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ ｒａｔｓ． Ｊ Ｎｕｔｒ， ２００５， １３５（３）： ４８６＿４９１． ［１２］Ｆａｕｒｅ Ｍ， Ｍｅｔｔｒａｕｘ Ｃ， Ｍｏｅｎｎｏｚ Ｄ． ｃｔ ａ１． Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ｉｎ． ｃｒｅａｓｅ ｍｕｃｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｉｏｔａ ｉｎ ｄｅｘｔｒａｎ ｓｕｌｆａｔｅ ｓｏｄｉｕｍ— ｔｒｅａｔｅｄ ｒａｔＳ． Ｊ Ｎｕｔｒ， ２００６， １３６（６）： １５５８． １５６４． |
|
|
