FAA的在機體中作用及其作用機制

會計學(xué)1FAA的在機體中作用及其作用機制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，它不僅對動物的正常生理及維持是必需的，而且對各種生物活性物質(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作用及其機制2.1Arg

Arg是一種條件性必需氨基酸，對于幼年動物是EAA，對于成動物是NEAA，在體內(nèi)自身合成，但合成速度較慢，有時需要部分從食物中補充，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)細胞內(nèi)信號轉(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轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。Arg作為一種營養(yǎng)信號通過調(diào)控哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)激活蛋白質(zhì)翻譯過程的起始階段，從而影響機體蛋白質(zhì)的合成。研究表明，Arg可激活小腸上皮細胞和肌肉組織中mTOR和其他激酶介導(dǎo)的信號通路，從而刺激蛋白質(zhì)的合成，增強細胞的遷移，并促進受損腸道上皮細胞的修復(fù)。第3頁/共19頁2.1.2調(diào)節(jié)腸道功能Arg可氧化供能，促進細胞增殖和黏膜發(fā)育，合成NO和多胺等物質(zhì)，增強腸道免疫功能，促進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)，對維護腸道正常形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能具有重要作用。早期斷奶仔豬補充0．7％的Arg能提高小腸血管生長因子表達水平，改善腸道微血管循環(huán)，促進營養(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生長激素釋放。第5頁/共19頁2.1..4影響動物的免疫作用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，減少炎性因子mRNA的表達，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能增加白細胞和淋巴細胞的數(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胞如淋巴細胞、腸粘膜上皮細胞等的重要的能量底物。同時，Gln是蛋白質(zhì)代謝的重要的調(diào)節(jié)因子，如促進細胞內(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保護腸粘膜結(jié)構(gòu)的完整性Gln可作為小腸上皮細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，有利于保護腸微絨毛的良好生長，從而提高斷奶仔豬對飼料養(yǎng)分的消化率，增強腸上皮細胞對養(yǎng)分和電解質(zhì)的吸收能力。Gln保護腸粘膜結(jié)構(gòu)完整的機理可能是多方面的。第8頁/共19頁首先，Gln上皮細胞的再生提供能源和氮源，腸粘膜上皮細胞對Gln的利用超過其它任何氨基酸，應(yīng)激時更為明顯。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)會發(fā)生明顯的變化，表現(xiàn)為小腸上皮細胞吸附大分子能力下降，以及小腸上皮細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是各種免疫細胞的重要來源物質(zhì)。Gln可以從多個方面影響免疫功能。第一，Gln對T細胞絲原裂和蛋白激酶C激活的豬淋巴細胞增殖是必需的。體外培養(yǎng)的巨噬細胞大量表達誘導(dǎo)型NO合成酶（iNOS）也是需要足夠的細胞外谷氨酰胺。在培養(yǎng)液中補充谷氨酰胺可顯著阻止淋巴細胞的凋亡、刺激細胞生長、促進抗體產(chǎn)生。第二,Gln影響體外培養(yǎng)的淋巴因子激活的NK細胞的溶解能力。第三,Gln對NK細胞的活化是必需的。最后，Gln還可調(diào)節(jié)細胞因子的產(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，是動物機體內(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)，在運動性疲勞的產(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促進蛋白質(zhì)代謝BCAA對蛋白質(zhì)的作用主要歸因于亮氨酸。1.Leu通過促進多肽鏈合成來促進蛋白質(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.但有人認為Leu對肌肉中蛋白質(zhì)平衡的調(diào)節(jié)作用類似于胰島素;3也有人認為BCAA對蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)是通過影響激素分泌而影響機體蛋白質(zhì)代謝。4.我國學(xué)者認為外源性補充BCAA可以增加血清BCAA的水平,運動使骨骼肌攝取3H-Leu顯著增加,更深入研究認為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與運動疲勞大量研究表明,運動性中樞疲勞與機體某些氨基酸的代謝有密切關(guān)系,其研究多集中在BCAA的補充方面;外周疲勞的研究多與物質(zhì)代謝、細胞結(jié)構(gòu)的完整及功能有密切關(guān)系。第13頁/共19頁（1）BCAA與運動性中樞疲勞BCAA與芳香族氨基酸均由同一載體轉(zhuǎn)運穿過血腦屏障,芳香族氨基酸與BCAA競爭與載體結(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,競爭抑制Trp進入大腦中。反之,Trp競爭能力增強。BCAA與游離Trp競爭相同的轉(zhuǎn)運點通過血腦屏障,BCAA的攝入降低血漿游離Trp/BCAA的比值,進而減少大腦內(nèi)5-羥色胺的合成。補充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與外周疲勞引起運動性疲勞的外周機制很多,但細胞及細胞器結(jié)構(gòu)的完整及功能的良好與運動能力有著密切的關(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,而生物膜的流動性變化將影響線粒體的電子傳遞和氧化磷酸化的進行。補充BCAA可明顯降低大鼠急性運動后骨骼肌線粒體膜黏度系數(shù),增加線粒體膜的流動性,保護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,起到減輕運動性疲勞,提高運動能力的作用。其研究同時也表明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。補充BCAA能顯著降低長時間運動后血漿CK和LDH活性,表明BCAA補充能減少耐力運動引起的肌細胞破壞,從而延緩運動性疲勞。第15頁/共19頁2.3.3BCAA

與免疫BCAA與運動的免疫機能關(guān)系密切。支鏈氨基酸供給不足可導(dǎo)致免疫損傷。Val缺乏可使補體C3和轉(zhuǎn)鐵蛋白水平降低，抑制中性與酸性白細胞增長。BCAA能夠增加INF-γ產(chǎn)量，降低IL-4釋放，刺激淋巴細胞增殖。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