FAA的在機(jī)體中作用及其作用機(jī)制

會(huì)計(jì)學(xué)1FAA的在機(jī)體中作用及其作用機(jī)制1.FAA的概念FAA是指除了可以合成蛋白質(zhì)外還具有其他特殊功能的氨基酸，它不僅對(duì)動(dòng)物的正常生理及維持是必需的，而且對(duì)各種生物活性物質(zhì)的合成也是必需的，主要包括Arg、Gln、BCAA、Glu、Trp、含硫氨基酸和Gly等氨基酸。第1頁/共19頁2.各種FAA作用及其機(jī)制2.1Arg

Arg是一種條件性必需氨基酸，對(duì)于幼年動(dòng)物是EAA，對(duì)于成動(dòng)物是NEAA，在體內(nèi)自身合成，但合成速度較慢，有時(shí)需要部分從食物中補(bǔ)充，但在受傷、腸道受損等應(yīng)激情況下，又稱為EAA。Arg在蛋白質(zhì)的合成代謝、多胺和NO的合成中起重要作用，這些產(chǎn)物與機(jī)體的生理、代謝、免疫等功能密切相關(guān)。第2頁/共19頁2.1.1參與并介導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成代謝下Arg既是蛋白質(zhì)合成的底物，又是合成過程的調(diào)節(jié)物，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最典型的是介導(dǎo)胰島素和IGF-I等促生長激素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。Arg作為一種營養(yǎng)信號(hào)通過調(diào)控哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)激活蛋白質(zhì)翻譯過程的起始階段，從而影響機(jī)體蛋白質(zhì)的合成。研究表明，Arg可激活小腸上皮細(xì)胞和肌肉組織中mTOR和其他激酶介導(dǎo)的信號(hào)通路，從而刺激蛋白質(zhì)的合成，增強(qiáng)細(xì)胞的遷移，并促進(jìn)受損腸道上皮細(xì)胞的修復(fù)。第3頁/共19頁2.1.2調(diào)節(jié)腸道功能Arg可氧化供能，促進(jìn)細(xì)胞增殖和黏膜發(fā)育，合成NO和多胺等物質(zhì)，增強(qiáng)腸道免疫功能，促進(jìn)下丘腦釋放生長激素，減少腸黏膜萎縮，加速受損腸黏膜的修復(fù)，對(duì)維護(hù)腸道正常形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能具有重要作用。早期斷奶仔豬補(bǔ)充0．7％的Arg能提高小腸血管生長因子表達(dá)水平，改善腸道微血管循環(huán)，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收。第4頁/共19頁2.1.3調(diào)節(jié)激素分泌Arg可促進(jìn)生長激素的釋放，可能由于Arg少了生長激素抑制素的釋放，從而提高生長激素對(duì)促生長激素釋放激素的敏感度，通過其直接作用或通過其代謝物起作用。Arg在腦中可代謝成鳥氨酸，進(jìn)而生成谷氨酸(鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶催化)，這兩種氨基酸均可促進(jìn)生長激素釋放。第5頁/共19頁2.1..4影響動(dòng)物的免疫作用Arg主要通過調(diào)控體內(nèi)NO和內(nèi)分泌兩種途徑調(diào)節(jié)影響動(dòng)物的免疫功能。Arg可以通過增加過氧化物酶體增殖物激活受體γmRNA的表達(dá)，減少炎性因子mRNA的表達(dá)，減輕脂多糖引起仔豬炎性反應(yīng)。在環(huán)磷酰胺免疫抑制斷奶仔豬的日糧中添加0.5%Arg能增加白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的數(shù)目、牛血清白蛋白抗體水平、IL-2和IFN-γ濃度，延緩超敏反應(yīng)，緩解了環(huán)磷酸酰胺的抑制作用。第6頁/共19頁2.2GlnGln是腸細(xì)胞的主要能量來源也是腸間上皮淋巴組織增殖的必要營養(yǎng)物質(zhì)。Gln是嘧啶、嘌呤核苷酸、核酸、氨基糖合成的重要前提物，也是快速生長和分化細(xì)胞如淋巴細(xì)胞、腸粘膜上皮細(xì)胞等的重要的能量底物。同時(shí)，Gln是蛋白質(zhì)代謝的重要的調(diào)節(jié)因子，如促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)等生物大分子合成，減少骨骼肌中蛋白質(zhì)的分解。第7頁/共19頁2.2.1Gln保護(hù)腸粘膜結(jié)構(gòu)的完整性Gln可作為小腸上皮細(xì)胞的能源和合成生物大分子的底物，可以緩解仔豬早期斷奶造成的應(yīng)激，改善腸道的微絨毛損傷，增加腸道消化酶分泌，有利于保護(hù)腸微絨毛的良好生長，從而提高斷奶仔豬對(duì)飼料養(yǎng)分的消化率，增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞對(duì)養(yǎng)分和電解質(zhì)的吸收能力。Gln保護(hù)腸粘膜結(jié)構(gòu)完整的機(jī)理可能是多方面的。第8頁/共19頁首先，Gln上皮細(xì)胞的再生提供能源和氮源，腸粘膜上皮細(xì)胞對(duì)Gln的利用超過其它任何氨基酸，應(yīng)激時(shí)更為明顯。其次，Gln間接刺激了腸道營養(yǎng)作用的激素分泌，正常腸遭的結(jié)構(gòu)和功能的維持需一定的胃腸道激素的作用。第三，GSH在Gln的營養(yǎng)中也起一定作用。仔豬在斷奶后，腸道的組織結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯的變化，表現(xiàn)為小腸上皮細(xì)胞吸附大分子能力下降，以及小腸上皮細(xì)胞合成消化酶的功能及吸收氨基酸和葡萄糖的功能喪失。第9頁/共19頁2.2.2Gln影響免疫功能Gln是各種免疫細(xì)胞的重要來源物質(zhì)。Gln可以從多個(gè)方面影響免疫功能。第一，Gln對(duì)T細(xì)胞絲原裂和蛋白激酶C激活的豬淋巴細(xì)胞增殖是必需的。體外培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞大量表達(dá)誘導(dǎo)型NO合成酶（iNOS）也是需要足夠的細(xì)胞外谷氨酰胺。在培養(yǎng)液中補(bǔ)充谷氨酰胺可顯著阻止淋巴細(xì)胞的凋亡、刺激細(xì)胞生長、促進(jìn)抗體產(chǎn)生。第二,Gln影響體外培養(yǎng)的淋巴因子激活的NK細(xì)胞的溶解能力。第三,Gln對(duì)NK細(xì)胞的活化是必需的。最后，Gln還可調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，提高免疫反應(yīng)。第10頁/共19頁2.3BCAA支鏈氨基酸（BACC）包括Leu、Ile和Val，是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)不能合成而必須從食物中獲取的EAA。研究表明，這三種氨基酸除參與蛋白質(zhì)合成之外，還是重要的分解功能物質(zhì)，在運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生和預(yù)防以及免疫等方面有重要的作用。第11頁/共19頁2.3.1BCAA促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝BCAA對(duì)蛋白質(zhì)的作用主要?dú)w因于亮氨酸。1.Leu通過促進(jìn)多肽鏈合成來促進(jìn)蛋白質(zhì)合成,可增加LeutRNA水平,后者是蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵物質(zhì);2.但有人認(rèn)為Leu對(duì)肌肉中蛋白質(zhì)平衡的調(diào)節(jié)作用類似于胰島素;3也有人認(rèn)為BCAA對(duì)蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)是通過影響激素分泌而影響機(jī)體蛋白質(zhì)代謝。4.我國學(xué)者認(rèn)為外源性補(bǔ)充BCAA可以增加血清BCAA的水平,運(yùn)動(dòng)使骨骼肌攝取3H-Leu顯著增加,更深入研究認(rèn)為Leu的代謝產(chǎn)物β-羥-β-甲基丁酸(HMB)具有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)代謝的作用。第12頁/共19頁

2.3.2BCAA與運(yùn)動(dòng)疲勞大量研究表明,運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞與機(jī)體某些氨基酸的代謝有密切關(guān)系,其研究多集中在BCAA的補(bǔ)充方面;外周疲勞的研究多與物質(zhì)代謝、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整及功能有密切關(guān)系。第13頁/共19頁（1）BCAA與運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞BCAA與芳香族氨基酸均由同一載體轉(zhuǎn)運(yùn)穿過血腦屏障,芳香族氨基酸與BCAA競(jìng)爭與載體結(jié)合,Trp是其中一種芳香族氨基酸,其代謝產(chǎn)物5-羥色胺是引起中樞疲勞的重要原因。當(dāng)BCAA濃度升高時(shí),競(jìng)爭抑制Trp進(jìn)入大腦中。反之,Trp競(jìng)爭能力增強(qiáng)。BCAA與游離Trp競(jìng)爭相同的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)通過血腦屏障,BCAA的攝入降低血漿游離Trp/BCAA的比值,進(jìn)而減少大腦內(nèi)5-羥色胺的合成。補(bǔ)充BCAA能顯著提高血漿BCAA濃度,減少芳香族氨基酸的降解。第14頁/共19頁（2）BCAA與外周疲勞引起運(yùn)動(dòng)性疲勞的外周機(jī)制很多,但細(xì)胞及細(xì)胞器結(jié)構(gòu)的完整及功能的良好與運(yùn)動(dòng)能力有著密切的關(guān)系。線粒體結(jié)構(gòu)及功能的良好是能量代謝的重要前提,而生物膜的流動(dòng)性變化將影響線粒體的電子傳遞和氧化磷酸化的進(jìn)行。補(bǔ)充BCAA可明顯降低大鼠急性運(yùn)動(dòng)后骨骼肌線粒體膜黏度系數(shù),增加線粒體膜的流動(dòng)性,保護(hù)線粒體膜的脂雙層的穩(wěn)定性,保證線粒體的生物功能的正常發(fā)揮,起到減輕運(yùn)動(dòng)性疲勞,提高運(yùn)動(dòng)能力的作用。其研究同時(shí)也表明BCAA能抑制游泳大鼠血乳酸濃度、LDH活性及骨骼肌LPO的升高幅度。補(bǔ)充BCAA能顯著降低長時(shí)間運(yùn)動(dòng)后血漿CK和LDH活性,表明BCAA補(bǔ)充能減少耐力運(yùn)動(dòng)引起的肌細(xì)胞破壞,從而延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞。第15頁/共19頁2.3.3BCAA

與免疫BCAA與運(yùn)動(dòng)的免疫機(jī)能關(guān)系密切。支鏈氨基酸供給不足可導(dǎo)致免疫損傷。Val缺乏可使補(bǔ)體C3和轉(zhuǎn)鐵蛋白水平降低，抑制中性與酸性白細(xì)胞增長。BCAA能夠增加INF-γ產(chǎn)量，降低IL-4釋放，刺激淋巴細(xì)胞增殖。第16頁/共19頁3.結(jié)語功能性氨基酸作為合成各種具有重要功能分子的