科技论文 谷氨酰胺在人体机理中的作用.docx

谷氨酰胺在人体机理中的作用摘 要: 谷氨酰胺是人体血浆和骨骼肌中含量最丰富的氨基酸, 是免疫细胞增殖的能量和物质来源，与人体运动能力和免疫功能有密切的联系。本文通过谷氨酰胺对运动、免疫的影响作用分析, 探讨谷氨酰胺对运动机体、免疫功能的影响，以及在国内发展的现状与展望。关键词: 谷氨酰胺;运动; 免疫The role of glutamine in the mechanism of the human body hao chen （Beijing university of chemical Institute of chemical engineering ,Beijing 100029）Abstract：Glutamine is the most abundant amino acid content in plasma and skeletal muscle, and is the source of energy and matter immune cell proliferation, and human body movement ability and immune function has a close connection. By glutamine movement, the influence of the immune function analysis, explore the glutamine to exercise the body, the influence of the immune function, and the domestic status quo and prospect of development.Key words：Glutamine；Exercise；The immune.引言 谷氨酰胺作为人体内含量最丰富的一种非必需氨基酸,在体内发挥着重要的生理功能。 谷氨酞胺是参与机体蛋白质合成和糖异生代谢的氨基酸之一,还是肠粘膜和淋巴细胞的能 源物质和谷光甘肤、谷胺酸及下一氨基丁酸的合成原料。（1）川谷氨酞胺主要在骨骼肌中合成 , 并释放到血液中。健美健身在中国来说，发展可算坎坷，而且传播的时候受了太多影响。不论是专业运动员还是爱好者因为喜欢健身健美这项运动而汇聚起来，要是对补剂没个正确的认识，就无法有效的帮助我们提高，更别说推广这项运动了，我们追求的运动也就扭曲了，因为补剂文化，本来就是健美健身的一部分，不论你是为了增加维度还是为了减少体脂，适当的使用补剂会得到非常好的帮助（2）。实际上，补剂就是营养补充剂，新兴于美国，是随着营养学尤其是运动营养学的发展而产生的。营养补充剂不像营养强化剂与食品形成统一的整体，而大多制成丸、片、胶囊、冲剂或口服液等，单独在进餐时随餐服用。它们并非通常的食品，也并非食品营养强化剂。营养补充剂可以是有氨基酸、多不饱和脂肪酸、矿物质与维生素组成，或仅由一种或多种维生素组成；也可以是由一种或多种膳食成分组成，其中除氨基酸、维生素、矿物质等营养素之外，还可以有草本植物或其它植物成分，或以上成分的浓缩物、提取物或组合物组成（3）。营养补剂的作用原理是: 通过使用某些特殊营养素,调整机体代谢的内环境, 以调动人体的最大潜能,从而达到:1)促进肌肉的合成代谢;2)提高运动中的能量生成;3)加速训练后疲劳的消除;4) 通过对运动员进行减体重和控制体重期的合理营养补充,最大可能地保持减轻和控制体重后的体能（4）。健身补剂四大营养品：蛋白粉/Protein、肌酸/Creatine、谷氨酰胺/Glutamine、支链氨基酸/BCAAS。谷氨酰胺，学名2-氨基-4-氨甲酰基丁酸，英文Glutamine(Gln)。是谷氨酸的酰胺。L-谷氨酰胺是蛋白质合成中的编码氨基酸，哺乳动物非必需氨基酸，在体内可以由葡萄糖转变而来。符号：Q。在日常，谷氨酰胺可用于治疗胃及十二指肠溃疡、胃炎及胃酸过多，也用于改善脑功能。在健身健美运动中，谷氨对机体有多方面的作用：增长肌肉；强化力量；增强免疫系统的功能；参与重要的抗氧化剂谷胺甘肽的合成；提高机体的抗氧化能力；为胃肠道官腔细胞提供能量；改善脑机能；参与蛋白质代谢，控制食欲，减少脂肪，改善身体比例等等。谷氨酰胺是我们肌肉中含量最多的氨基酸，但这也是运动人群最经常忽略的营养补剂。想象你是不是每天花很多的时间和精力游离在上司同事、狐朋狗友和竞争对手之间，却往往很少花精力和时间去陪自己的家人和爱人？而你和谷氨酰胺的关系，就应该将他作为你的家人和爱人。因为提升体内游离谷氨酰胺含量，能保持身体正氮状态，促进蛋白合成；促进训练后肌肉恢复，缓解疲劳及提升免疫力。国外研究报道:谷氨酰胺是免疫系统某些细胞的重要燃料, 是调节肌肉蛋白质合成, 增加身体免疫的重要物质, 当运动员过度训练时,血液中谷氨酰胺会长期处于一个低水平上,从而影响免疫系统的功能。因而认为,在大运动量期间,每天可口服2克谷氨酰胺以满足需要。口服谷氨酰胺具有增强身体免疫能力的功能。人体的心理、营养、疲劳、免疫都是相互影响,相互作用的,对免疫系统功能的治疗是一个缓慢的过程, 重在调节,需要从各个方面去综合治疗（5）。谷氨酰胺(Glutamine，Gin)是人体血液和游离氨基酸池中含量最丰富的氨基酸，具有许多重要和特殊的生理功能。本文主要讨论谷氨酰胺的两个主要功能：增大肌肉，促进肌肉生长；提升机体免疫力。1.谷氨酰胺在运动中的重要作用骨骼肌是内源性谷氨酰胺合成和释放的主要部位, 其中含有丰富的支链氨基酸转氨酶、谷氨酰胺合成酶及与其代谢相关 的酶类（6-8）。其合成谷氨酰胺的过程是由一个联合脱氨基反应和一个氨基化反应组成, 在酮酸脱氢酶的催化下,酮酸和支链氨基酸的氨基和羧基交换生成谷氨酸; 然后在谷氨酰胺合成酶的催化下, 将谷氨酸的一个羧基氨基化而生成谷氨酰胺。在体育界,血浆L-谷氨酰胺水平作为评价过度训练的一个指标倍受关注(9)。合成谷氨酰胺的碳骨架不仅来自于肌糖原或血糖,也可来源于氨基酸分解产生的三羧酸循环的中间产物（10）。测定血液中的谷氨酰胺含量可作为过度训练的检测、评价指标。 图1谷氨酰胺在显微镜下的形态健美爱好者及竞技运动员在进行高强度的力量训练时, 体内谷氨酰胺的水平可下降50%,此时应当及时补充谷氨酰胺以便于有效防止肌肉蛋白的分解,通过细胞的水合作用, 增加细胞的体积,促进肌肉的生长。口服谷氨酰胺能使生长激素的水平提高 4倍 ,并使胰岛素和睾酮分泌增加,促进肌肉的生长和身体的增高、增强。研究表明,谷氨酰胺的服用以第 1周 10 g/d,第 2周 2 4 g/d维持, 6周循环为宜（11）。这样能有效地增长增粗纤维细胞,促进运动员肌肉增长,改善运动员的身体状况。短时间大强度运动血浆谷氨酰胺的变化（接表1）长时间耐力性运动血浆谷氨酰胺的变化（接表2）（6）短时间力竭运动导致血浆谷氨酰胺浓度上升，而长时间、过度训练导致血浆谷氨酰胺浓度下降，淋巴细胞、巨噬细胞的免疫功能依赖于体内谷氨酰胺的水平，长时间、过度训练后期，可以导致机体免疫力下降其原因与血浆谷氨酰胺含量下降有关。另外补充外源性谷氨酰胺有助于提高机体的免疫功能和抗氧化能力，这对于延缓疲劳的产生，促进机体的恢复有一定意义（12）。2.谷氨酰胺对于机体免疫的重要作用已证实 Gln 是快速分化、增殖细胞如肠上皮细胞、血管内皮细胞、淋巴细胞和中性粒细胞,及非增殖细胞如巨噬细胞的重要氧化供能燃料、生物大分子如嘌呤、嘧啶、核酸、蛋白质合成的重要氮和碳前体,及蛋白质分子如免疫球蛋白、细胞因子、淋巴毒素合成和释放的重要调节因子。因此,无论培养基中或血清或组织间液中 Gln 浓度的变化均可直接或间接影响这些免疫活性细胞的识别、吞噬和杀菌功能（13）。图2 肌肉结构图大量研究结果表明,外源性补充谷氨酰胺可以提高 CD4+/CD8+的比值, 可以减轻运动引起的机体免疫抑制, 改善细胞免疫功能。Moriguchi发现经 3 周谷氨酰胺补充的大鼠 60min 跑台训练后, 血浆谷氨酰胺水平、白细胞介素-2 含 量以及淋巴细胞增殖反应能力均较对照组明显提高, 而对照组大鼠则出现明显的免疫抑制现象。11HiscockN对 8 名健康人员的研究表明, 通过在运动中和运动后补充谷氨酰胺, 其在 75% VO2max 的自行车运动后 2h 后的血浆谷氨酰胺下降水平减少, 血浆 IL-6 浓度提高。21CastellL 等进行了一个预防性实验, 马拉松运动后即刻和运动后2h内口服谷氨酰胺溶液能降低运动后 7d 内上呼吸道感染的危险性（14）。此外，在动物实验研究中发现 ,外源性补充谷氨酰胺,小鼠脾淋巴细胞白然增殖和刺激增值都增强 , B淋巴细胞分泌抗体能力也增强 ,吞噬细胞的吞噬活性增强,红细胞的免疫功能明显增强, 说明谷氨酰胺对增强其免疫机能有显著作用。结果表明, 在大负荷训练后及时补充谷氨酰胺, 可以有效地调节和提高训练机体的免疫功能, 预防运动性免疫抑制的发生。3、研究现状谷氨酰胺酶是谷氨酰胺分解的关键酶，广泛分布于微生物与人体内。在食品领域的研究应用现状，谷氨酰胺酶被普遍认为是控制发酵食物味道的关键酶；在医学领域的研究应用现状，微生物谷氨酰胺酶具有抗肿瘤的特性；基因工程研究谷氨酰胺酶可以优化菌株、提高筛选效率、进一步扩大谷氨酰胺酶的应用范围。谷氨酰胺酶对谷氨酰胺、天冬酰胺底物专一性高，大部分谷氨酰胺酶可在37 45 时进行作用，可广泛应用于酱 油制造工业，具有高度耐盐性、耐热性的酶的潜力更大（13）。 图 L-谷氨酰胺分子结构 目前主要的生产方法， L- 谷氨酰胺生产的化学合成法： 图 化学法合成L-Gln流程图 科学合理的营养是运动员的动力之源，运动营养补剂的发展离不开运动生理学、运动医学、运动生物化学及运动训练学的发展, 随着营养补剂在运动训练中地位的提高,它与其他学科联系也逐步加深(15)。当今基因学说的发展,中药原理在体育中的运用,各种新的仪器设备的出现,将更推动运动营养补剂的发展, 从而更好地为运动训练服务。展望谷氨酰胺作为药物和保健食品的有效成分,在我国乃至世界都具有巨大的市场潜力, 而我国的药用氨基酸主要依赖进口,因此谷氨酰胺的开发和生产对我国的医疗保健事业具有巨大的贡献。到目前为止,发酵法生产 L-Gln 最高浓度为70g L左右,发酵液中 L-Gln 的总提取收率最高70 %左右 ,无论是发酵产率还是提取率都还有一定的上升空间,相信基因工程技术的介入有望使传统的氨基酸工业老树开花,获得更好的 L-Gln 生产菌株,使发酵产率进一步上升;而新型分离提取工艺的应用也将会得到更高的提取率。参考文献/1/雷成江 金 花 运动营养补剂的研究现状与展望 华南师范大学体育系/2/刘志皋 食品营养学 中国轻工业出版社/3/万翔赋 运动营养学中的补剂 人人小组/4/龙碧波 海南师范学院体育系 姜海明 中山市人民医院胸外科 运动对谷氨酰胺和免疫的影响/5/王书平 滨州学院生命科学系 刘俊华 滨州学院黄河三角洲生态环境研究中心 谷氨酰胺生理功能与应用研究进展/6/李登光 王 洲 运动与谷氨酰胺的补充 The Sports and the Supplementary of Glutamine四川体育科学 /7/黄 荣 杨 柳 运动营养补剂与运动员运动能力的关系/8/雷 慧 邓罗平