精氨酸:从基础生理功能到最新研究突破
精氨酸:从基础生理功能到最新研究突破
精氨酸(L-arginine)是一种重要的氨基酸,近年来,随着合成生物学和代谢监测技术的发展,科学家们对精氨酸的功能和应用有了新的认识。华东理工大学赵玉政教授、杨弋教授以及上海交通大学医学院附属第九人民医院方伟副主任医师合作在《细胞代谢》(Cell Metabolism)发表的研究成果,开发了一个高性能的遗传编码精氨酸荧光探针“STAR”,实现了对精氨酸代谢的实时动态监测。这一突破不仅为代谢机理研究提供了新的工具,还揭示了精氨酸在维持细胞营养稳态、免疫调控、细胞衰老及疾病诊断中的多重作用。
精氨酸的多重生理功能
精氨酸是人体内必需的一种氨基酸,能催化鸟氨酸循环的进行,促进尿素的形成而使人体内的氨,变成无毒尿素;是内源性合成一氧化氮的底物,在合成酶的催化下生成而发挥生理效应;一氧化氮作为细胞间信使及神经递质在心血管系统和中枢神经及外周传递等发挥重要作用。
此外,精氨酸还参与能量代谢、尿素循环、细胞生长增殖分化、糖质新生、血管扩张和提升免疫力等重要生理功能。作为生长激素和胰岛素等促合成的激素的重要成分,精氨酸在烧烫伤病人促进胶原蛋白合成与伤口愈合、男性睾丸的发育成熟和精子质量等方面也发挥着重要作用。
最新研究发现:精氨酸的代谢监测与临床应用
研究团队通过STAR探针,系统绘制了精氨酸与其他氨基酸的交换转运“导航图”,发现绝大多数外源氨基酸的摄入伴随着细胞内精氨酸的外排,提示精氨酸是维持细胞内氨基酸稳态平衡的关键因子。在免疫调节方面,研究团队通过将STAR探针应用于原代巨噬细胞,系统展示了活细胞水平精氨酸在巨噬细胞极化、胞葬、衰老等命运转变中的动态变化,揭示精氨酸在激活和效应等不同阶段具有丰富的功能。
在临床应用方面,STAR探针开发的精氨酸检测方法能够即时检测人体血清中的精氨酸水平。研究发现在健康成年女性和男性群体中,血清精氨酸水平随着年龄的增长而逐渐增加。此外,白癜风患者样本分析数据表明血清精氨酸水平与白癜风的疾病活动性和严重程度密切相关,这一生物标志物有望用于白癜风的早期诊断和疾病进展监测。
精氨酸与男性生殖健康
对于备孕男性来说,精氨酸是一种不可或缺的重要营养素。研究证实,精氨酸可以提升男性生殖健康:
- 生成多胺类(如精胺质和精素),促进DNA和RNA的合成,稳定DNA,提升精子活动力,保护精子细胞正常生长与分化。
- 经一氧化氮合成酶(eNOS)产生的一氧化氮(NO),可减少自由基对睾丸细胞产生的氧化损伤。
- 一氧化氮在细胞的讯号传递中,能调节血睾屏障(Blood-Testis Barrier),影响睾丸的发育、精子的产生和睾酮的分泌。并能扩张血管,增加血流量,提升男性性功能,增加受孕机率。
临床研究显示,给予男性每天1,000毫克精氨酸,经一氧化氮合成酶(eNOS)产生的一氧化氮(NO),有助于提升精子数量和精子活动力。适当的一氧化氮(NO)浓度,有助于调节睾丸小动脉张力、睾酮分泌,并支持精子的发育与成熟。
营养补充与注意事项
助孕营养师建议,正在备孕的男性每天可以补充1,000~2,000毫克“左旋精氨酸”。且持续补充至少3个月,饮食中则可以多食用富含精氨酸的食物,如海鲜鱼类、坚果等。
食物 | 每100克含量(毫克) |
---|---|
干贝(乾) | 5888 |
西瓜籽 | 5287 |
柴鱼片 | 5095 |
金钩虾乾 | 4510 |
扁鱼干 | 3880 |
花生 | 3714 |
淡菜 | 3394 |
黄豆粉 | 3147 |
白芝麻 | 3075 |
寿司海苔片 | 3035 |
黑芝麻 | 2971 |
目前并没有任何研究明确指出精氨酸的正确食用时间,故仅需依照个人的生活作息,每天在相同的时间食用,维持体内的NO浓度即可。若想要特别提升体力者,建议可早餐前食用;但若空腹食用消化道易感到不适者,建议在餐后食用。
需要注意的是,精氨酸也有一些潜在的副作用和禁忌:
- 孕妇、哺乳期妇女、儿童、过敏或哮喘患者、肝硬化患者、疱疹患者、低血压患者、肾脏疾病患者以及手术前后患者禁用。
- 若正在服用药物者,特别是心血管用药、降血压药物,食用精氨酸前务必先咨询医生。
- 若有服用药物者,建议与药物间隔1小时,避免交互作用。
- 对于肝肾功能不良或衰竭者,精氨酸可能会造成高血钾的情况,应避免食用。
- 皰疹病毒在複製時需要精胺酸的協助,故罹患皰疹者請勿食用,曾經罹患過皰疹者也可能復發。
根据研究显示精氨酸是相当安全的保健成分,几乎无副作用。但是少数人仍可能在一次食用大量精氨酸时(10公克以上)出现以下副作用:
- 低血压
- 噁心
- 头痛
- 腹泻
若有以上不适状况出现时,建议先减量食用,待身体适应后 再慢慢提高剂量即可。或可直接咨询医师,让专业协助判断是否需要特别摄取精胺酸。
精氨酸是一种重要的氨基酸,对人体有多方面的益处,但也需要注意其潜在的副作用和禁忌。在考虑使用精氨酸补充剂时,最好先咨询医生或营养师的意见。