精氨酸及其代谢产物对机体的作用

　　精氨酸是碱性氨基酸，在生物体内以具有生理活性的L-精氨酸形式发挥生物学功能。它不仅是动物体蛋白合成的必需氨基酸，同时也是多种生物活性物质的合成前体，如多胺和NO等。精氨酸是合成NO的唯一底物，精氨酸--NO途径在动物体内发挥着重要的作用。在正常情况下，成年动物对精氨酸的需求可以通过内源性合成得到满足，但在应激条件下，内源精氨酸不能满足机体的需求。因此，精氨酸被认为是条件性必需氨基酸(孔祥峰等，2009)。

　　精氨酸的内源合成有两条途径，一是精氨酸可在谷氨酰胺酶、吡咯酸-5-羧酸合成酶、脯氨酸氧化酶、鸟氨酸转氨酶、鸟氨酸转乙酰酶、精氨酰琥珀酸合成酶和精氨酸琥珀酸分解酶的催化下，由谷氨酰胺(Gln)和脯氨酸(Pro)合成。另外，线粒体内的鸟氨酸和血浆瓜氨酸也是合成精氨酸的前体，瓜氨酸进一步在细胞液中合成精氨酸。对哺乳动物而言，内源精氨酸的合成涉及小肠—肾代谢轴，瓜氨酸由肠道内的谷氨酸和谷氨酰胺合成，小肠释放的瓜氨酸约83%运至肾脏，在细胞液精氨酰琥珀酸合成酶和精氨酰琥珀酸裂解酶的催化下合成为精氨酸(Wu等，2007)。

　　研究表明，L-精氨酸代谢在体内有3条途径，一是精氨酸在一氧化氮合酶(NOS)催化下代谢产生NO，并生成瓜氨酸;二是在精氨酸分解酶作用下，精氨酸生成鸟氨酸和尿素，也可通过甘氨酸转脒基酶催化分解为鸟氨酸和肌酐酸;三是由鸟氨酸生成多胺，多胺是腐胺、亚精胺和精胺的统称，对于调控细胞生长和发育具有重要作用。精氨酸降解主要在小肠完成。

　　1精氨酸的NO途径在心血管系统中的作用

　　研究发现，L-精氨酸--NO途径非常重要。NO是一种很强的舒张血管物质(Radomski等，1991)，在维持血管张力的恒定和调节血压的稳定性中起着重要作用。L-精氨酸是NO生成的前体，补充L-精氨酸促进NO的生成，可促进血管扩张和血管生成;相反，L-精氨酸缺乏可导致NO生成减少，进而影响血管的生成与发育。研究表明，NO在心血管系统中发挥作用主要通过激活细胞中鸟苷酸环化酶(GC)，使环一磷酸鸟苷(cGMP)的浓度增加来完成血管舒张等各种生理功能(肖丽波等，2009)。

　　精氨酸影响免疫功能的途径很多，但主要是通过精氨酸--NO途径和对内分泌激素的调节实现的。在调节机体免疫、肠黏膜功能保护等方面起重要作用。精氨酸还可以促进免疫球蛋白产生，有效增强体液免疫。精氨酸是合成NO的唯一底物，在NOS催化下合成NO。NO是一种重要的免疫调节因子，其对免疫系统的调节作用主要包括(李霞等，1996)：①调节T淋巴细胞增生和抗体应答反应，抑制肥大细胞的反应性;②调节T细胞和巨噬细胞分泌细胞因子;③促进天然杀伤细胞的活性，激活外周血液中的单核细胞;④介导巨噬细胞的细胞凋亡。另外，NO可以舒张胃肠平滑肌、调节胃肠黏膜血流量，从而保持黏膜完整，维持胃肠黏膜屏障功能;还可以抑制白细胞向损伤部位移动，同时降低肠黏膜通透性，从而减轻了对肠黏膜的损伤。研究表明，日粮中补充精氨酸能增强妊娠母猪和新生仔猪的免疫力，从而降低了仔猪的发病率和死亡率(Jobgen等，2006)。

　　2精氨酸在内分泌方面的作用

　　精氨酸可以刺激机体分泌生长激素和胰岛素。精氨酸代谢生成鸟氨酸，进而生成谷氨酸，这两种氨基酸均可促进机体释放生长激素;另外，精氨酸在NOS催化下合成的NO也可以促进生长激素释放。精氨酸还可以刺激人和其它哺乳动物包括猪、牛和羊释放胰岛素。生长激素和胰岛素对糖和蛋白质在机体组织中的代谢起重要作用。

　　3精氨酸在抗氧化应激中的作用

　　L-精氨酸是机体的自由基清除剂(姜桢等，2000)，NO由NOS催化L-精氨酸和分子氧反应生成，是一种新型的细胞信息分子，具有扩张血管、抑制血小板聚集、抑制细胞增殖、抑制脂质过氧化及糖基化终末产物形成等作用(Xiong等，1994)。一般而言，NO在小剂量情况下发挥有益的生理作用，大剂量情况下常有致病或使病情恶化的作用(岳旭等，2002)，并且适量的NO可清除氧自由基(Beligni等，2002;Wink等，2001)。近年来，大量研究了L-精氨酸在防治大鼠自由基损伤中的应用，给大鼠补充L-精氨酸能提高抗氧化酶活性，降低丙二醛(MDA)的含量，降低氧化应激对大鼠的损伤(Huang等，2009;Lin等，2008)，提高机体抗氧化能力。补充L-精氨酸可以促进其产物NO的生成，同时提高了组织中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性，降低MDA含量，表明通过精氨酸补充NO可以显著降低大鼠的氧化应激。L-精氨酸在体内的抗氧化应激作用主要通过L-精氨酸--NO途径来实现(雷康福等，2005;Trisha，2006;Assumpcao等，2008)。