韓浩月 邵建忠

上期回顧：上期主要介紹了甘氨酸的生理功能及其合成與代謝途徑。

中圖分類號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2018）08-0066-04

5 甘氨酸的益處

5.1 參與肝中毒的解毒

據(jù)報(bào)道，甘氨酸對(duì)提高g-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶、堿性磷酸酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、組織脂肪酸組成和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶的活性十分有效，因此，口服補(bǔ)充甘氨酸可以有效防止酒精性肝中毒。此外，甘氨酸可以通過維持細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)完整性來優(yōu)化或改變長(zhǎng)期攝入酒精人群體內(nèi)的脂質(zhì)水平[35]。研究已證實(shí)補(bǔ)飼甘氨酸的大鼠血液中酒精濃度很低。Iimuro等（2000）指出甘氨酸是降低血液中酒精含量的極佳預(yù)防藥物。甘氨酸具有多重生理功效，例如減少長(zhǎng)期飼喂酒精的大鼠體內(nèi)游離脂肪酸的累積，并可調(diào)節(jié)大鼠腦和肝中個(gè)別游離脂肪酸的組成。從上述證據(jù)和報(bào)告可以看出，甘氨酸作為應(yīng)對(duì)乙醇誘導(dǎo)型中毒的重要保護(hù)制劑是非常有效且成功的[36-38]。眾所周知，甘氨酸可以降低乙醇在胃中的排空速度；通過這種方式其可以減弱酒精對(duì)動(dòng)物機(jī)體的損害作用。在動(dòng)物模型中，添加甘氨酸可降低酒精誘導(dǎo)型高脂質(zhì)血癥動(dòng)物體內(nèi)的脂質(zhì)水平。相關(guān)科學(xué)文獻(xiàn)也證實(shí)，通過誘導(dǎo)糖蛋白中碳水化合物部分的改變，口服甘氨酸可減少酒精的代謝產(chǎn)物，如乙醛。甘氨酸還可以對(duì)抗酒精性肝損傷人和動(dòng)物體內(nèi)的肝細(xì)胞、血漿和紅細(xì)胞膜中自由基介導(dǎo)型氧化應(yīng)激[39]。體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甘氨酸可預(yù)防某些黑色素瘤（如B16）和肝癌，因?yàn)楦拾彼峥梢种苾?nèi)皮細(xì)胞的增殖和血管生成。甘氨酸的其他益處還包括在致命的細(xì)胞損傷（如缺氧）方面有防冷凍作用，因?yàn)楦拾彼峥梢种瓢ㄢ}蛋白酶在內(nèi)的非溶酶體蛋白酶對(duì)Ca2+的依賴性降解[40]。良性前列腺增生、精神分裂癥、中風(fēng)和一些罕見的遺傳性代謝紊亂可以通過補(bǔ)充甘氨酸來治愈。器官移植后某些藥物對(duì)腎臟的有害副作用可以通過口服甘氨酸來緩解。甘氨酸可以減少酒精的可怕影響。甘氨酸可用于治療腿部皮膚的傷口和潰瘍，其最常用于治療缺血性中風(fēng)。甘氨酸具有預(yù)防肝中毒的作用。人體每天需要2 g甘氨酸，需從飲食中獲取。豆類、魚類、乳制品和肉類是甘氨酸的理想來源。據(jù)報(bào)道，如果在大鼠失血性休克蘇醒前靜脈注射甘氨酸，便可通過降低器官損傷來降低死亡率[41]。口服補(bǔ)充甘氨酸可減少環(huán)孢霉素A和D-半乳糖胺引起的內(nèi)毒素休克損傷[42]。

甘氨酸可抑制腫瘤壞死因子、炎癥和巨噬細(xì)胞的活化。甘氨酸還可以減少酒精引起的肝臟損傷，并消除由多種類型的肝毒素引起的脂質(zhì)過氧化再灌注損傷和谷胱甘肽缺乏[43-45]。甘氨酸的其他一些功能是促進(jìn)膽汁酸結(jié)合和葉綠素生成，并且其在血紅素、嘌呤和糖異生等許多反應(yīng)中起著重要作用。甘氨酸和丙氨酸具有改善酒精代謝的特殊功效。甘氨酸可通過甘氨酸門控氯離子通道（Glycine gated chloride channels）降低中性粒細(xì)胞中超氧離子的水平。庫普弗細(xì)胞的氯離子通道可被甘氨酸激活，活化的庫普弗細(xì)胞可使細(xì)胞膜超極化并減少細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度；神經(jīng)元中的甘氨酸也具備類似的功能。如果甘氨酸攝入過量，也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性?？诜a(bǔ)充甘氨酸的主要缺點(diǎn)是其在消化系統(tǒng)中迅速代謝。甘氨酸可增強(qiáng)酒精從胃中的首過清除（First-pass removal），從而阻止酒精進(jìn)入肝臟。

5.2 治療胃腸道功能的紊亂

Jacob等（2003）發(fā)現(xiàn)，甘氨酸可通過抑制細(xì)胞凋亡來保護(hù)胃在腸系膜缺血期間免受損傷[46]。Lee等（2002）證明長(zhǎng)期攝取甘氨酸可保護(hù)腸道免受再灌注損傷[47]。腸道具有多種類型的膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，甘氨酸可作為其底物來增加細(xì)胞吸收。甘氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（Glycine Transporter 1，GLYT1）受體存在于腸上皮細(xì)胞的基底外側(cè)膜中，其主要功能是將甘氨酸導(dǎo)入細(xì)胞。甘氨酸在細(xì)胞中的這種作用是滿足腸上皮細(xì)胞的主要需求[48]。Howard等（2010）利用人腸上皮細(xì)胞研究GLYT1在甘氨酸抵抗氧化應(yīng)激的細(xì)胞保護(hù)作用上的功能[49]。如果在機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激前服用甘氨酸，則其可在不影響甘氨酸吸收速率的基礎(chǔ)上保護(hù)細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的水平。細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽水平的保護(hù)作用取決于GLYT1受體的獨(dú)特活性。GLYT1受體為細(xì)胞內(nèi)甘氨酸的積累提供必要的需求。

Tsune等（2003）研究報(bào)道，在結(jié)腸炎的化學(xué)模型中，甘氨酸可使腸道免受由三硝基苯磺酸或葡聚糖硫酸鈉引起的損傷。甘氨酸可治愈由三硝基苯磺酸或葡萄糖硫酸鈉引起的上皮細(xì)胞刺激和損傷[50]。Howard等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，甘氨酸對(duì)腸道上皮細(xì)胞的直接影響表現(xiàn)為通過顯著改變氧化還原狀態(tài)（這與甘氨酸對(duì)其他黏膜細(xì)胞群的多個(gè)分子靶標(biāo)的抗炎作用機(jī)理完全不同）而對(duì)腸道的完全炎癥狀態(tài)產(chǎn)生特別影響。經(jīng)鑒定，在服用2，4，6-三硝基苯磺酸（2，4，6-Trinitrobenzene Sulfonic Acid，TNBS）后2 d內(nèi)口服甘氨酸添加劑可有效減少炎癥反應(yīng)，這表示甘氨酸具有治療及預(yù)防炎癥的功效。甘氨酸可以改變多種細(xì)胞類型的能力進(jìn)一步突出了很難仔細(xì)分析甘氨酸在減少損傷和炎癥上的功能模型。甘氨酸添加劑在預(yù)防多種腸道紊亂上十分有效，并且調(diào)查研究甘氨酸受體對(duì)上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞特定作用的進(jìn)一步研究將有助于理解甘氨酸的細(xì)胞保護(hù)和抗炎作用。

5.3 甘氨酸治療可預(yù)防器官移植的失敗

器官移植失敗的主要原因是在冷凍缺血條件下保存的移植器官會(huì)產(chǎn)生缺血再灌注損傷。器官移植的這種失敗可以通過甘氨酸治療來預(yù)防。兔和狗腎臟的冷凍和缺氧缺血損傷可以用甘氨酸來治愈，同時(shí)甘氨酸療法可以改善移植功能[51]。此外，在含有甘氨酸的Carolina溶液中漂洗的腎臟可以防止再灌注損傷或儲(chǔ)存損傷，并增強(qiáng)腎臟移植后的腎移植功能和長(zhǎng)期存活率[52]。甘氨酸在器官移植中的應(yīng)用已經(jīng)在肝臟移植中進(jìn)行了最為廣泛的調(diào)查研究。向Carolina漂洗液和冷藏溶液中添加甘氨酸不僅可以治愈儲(chǔ)存損傷/再灌注損傷，還可以通過減少大鼠肝臟移植過程中的非實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷來增強(qiáng)移植功能和機(jī)體健康[53-54]。向供體大鼠體內(nèi)靜脈注射甘氨酸將有效提高移植器官的存活率。目前，由于供臨床使用的供體器官嚴(yán)重短缺，作為可移植器官理想來源的無心跳捐贈(zèng)者正變得越來越重要。來自無心跳供體的移植器官在正常體溫的再循環(huán)期間內(nèi)使用25 mg/kg甘氨酸進(jìn)行處理，可減少器官移植后對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞和實(shí)質(zhì)細(xì)胞的再灌注損傷[55]。人在移植肝臟后，靜脈注射甘氨酸可將再灌注損傷降至最低程度。器官移植前，接受者給予250 mL的300 mmoL/L甘氨酸治療1 h，移植后每天給予25 mL甘氨酸進(jìn)行治療。此高水平的轉(zhuǎn)氨酶水平將會(huì)降低4倍，膽紅素水平也會(huì)降低[56]。甘氨酸還可以減少病理改變，如較低的絨毛高度、靜脈充血和絨毛上皮細(xì)胞丟失，甘氨酸能夠減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，增強(qiáng)氧氣供應(yīng)和血液循環(huán)功能[57]。

降低移植器官存活率的其他重要因素之一是排異反應(yīng)。甘氨酸具有控制免疫反應(yīng)的能力，并有助于抑制器官移植后的排異反應(yīng)。通過給予50 mg/kg～300 mg/kg的高劑量甘氨酸，在用綿羊紅細(xì)胞抗原和傷寒H抗原攻毒的家兔體內(nèi)，抗體滴度會(huì)呈劑量依賴性下降[58]。與極低劑量的環(huán)孢霉素A相比，日糧中的甘氨酸和低劑量的環(huán)孢菌素A可以提高腎臟從DA大鼠移植到Lewis大鼠體內(nèi)的同種異體移植器官的存活率，并且還能增強(qiáng)腎功能。尚無科學(xué)報(bào)告表明甘氨酸可單獨(dú)提高移植器官的存活率[59]。甘氨酸還可作為生物人造肝中凝膠包埋肝細(xì)胞的保護(hù)劑。3 mmoL/L甘氨酸具有最為強(qiáng)大的保護(hù)功能，甘氨酸可以在缺氧后抑制細(xì)胞的壞死[60]。上述討論的結(jié)果證明甘氨酸具備中等程度的免疫抑制特性。

5.4 甘氨酸治療出血性和內(nèi)毒素性休克

內(nèi)毒素性和出血性休克常見于重癥患者。組織缺氧、炎癥細(xì)胞活化、凝血紊亂和毒性介質(zhì)釋放是導(dǎo)致多器官衰竭的主要原因。甘氨酸可顯著消除造成多器官衰竭的上述原因，因此，甘氨酸可以有效地用于治療休克[61]。甘氨酸可以劑量依賴性的方式提高蘇醒或出血休克后機(jī)體的存活率并減少器官損傷。另一項(xiàng)研究證實(shí)，甘氨酸可有效降低出血性休克后轉(zhuǎn)氨酶的釋放，降低死亡率，減少肝壞死的發(fā)生[62]。內(nèi)毒素處理可導(dǎo)致肝壞死、肺損傷、血清轉(zhuǎn)氨酶水平升高以及死亡率提高，這些有害影響可通過甘氨酸的短期治療來消除。甘氨酸持續(xù)治療4周可減少炎癥，提高內(nèi)毒素處理后的存活率，但不能改善肝臟的病理學(xué)狀態(tài)[63]。甘氨酸持續(xù)治療后的明確效果是由于庫普弗細(xì)胞而非嗜中性粒細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞上甘氨酸門控氯離子通道下調(diào)的結(jié)果。甘氨酸具有通過減少肺部炎癥來提高存活率的特性。甘氨酸可改善肝臟功能，治愈肝臟損傷，并防止由盲腸穿刺和結(jié)扎引起的實(shí)驗(yàn)性敗血癥而導(dǎo)致的死亡。根據(jù)科學(xué)文獻(xiàn)報(bào)道，我們可以清楚地發(fā)現(xiàn)甘氨酸在防止敗血癥、內(nèi)毒素性和失血性休克方面非常有效[64]。

5.5 甘氨酸治療胃潰瘍

甘氨酸可減少幽門結(jié)扎而引起的酸分泌。甘氨酸還可以保護(hù)大鼠避免因受吲哚美辛、體溫過低抑制應(yīng)激和壞死因子（如0.6 mmoL/L鹽酸、0.2 mmoL/L氫氧化鈉和80%乙醇）影響而出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)性損傷[65]。甘氨酸具有有效的細(xì)胞保護(hù)活性和抗?jié)兓钚?。此外，進(jìn)一步的研究對(duì)于解釋甘氨酸對(duì)胃功能混亂的作用機(jī)制以及發(fā)現(xiàn)其在治療和預(yù)防胃潰瘍上的作用非常重要。

5.6 甘氨酸對(duì)關(guān)節(jié)炎的預(yù)防作用

由于甘氨酸是一個(gè)能夠非常成功地抑制炎癥的免疫調(diào)節(jié)劑，因此其對(duì)關(guān)節(jié)炎的作用是通過關(guān)節(jié)炎的PG-PS模型在體內(nèi)進(jìn)行的。PG-PS是革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁中一種非常重要的結(jié)構(gòu)性組分，它會(huì)引發(fā)大鼠的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。注射PG-PS的大鼠表現(xiàn)為炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、滑膜增生、水腫和踝關(guān)節(jié)腫脹，關(guān)節(jié)炎的PG-PS模型的這些癥狀可以通過補(bǔ)充甘氨酸來減少[66]。

5.7 甘氨酸治療癌癥

多不飽和脂肪酸和過氧化物酶體增殖劑是非理想的腫瘤促進(jìn)劑，因?yàn)樗鼈兡軌虼龠M(jìn)細(xì)胞的增殖。庫普弗細(xì)胞是有絲分裂細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α（Tumor Necrosis Factor α，TNFα）非常理想的來源。從飲食中吸收的甘氨酸可以抑制由過氧化物酶體增殖劑——WY-14643和玉米油引起的細(xì)胞增殖[67-68]。甘氨酸可阻斷庫普弗細(xì)胞合成TNFα以及核因子κB的激活。甘氨酸可抑制植入的B16黑素瘤細(xì)胞的腫瘤生長(zhǎng)（抑制65%的生長(zhǎng)），這表明甘氨酸具有抗癌特性[69]。

5.8 甘氨酸對(duì)血管健康的功效

一位研究人員發(fā)現(xiàn)，大鼠體內(nèi)的血小板具有甘氨酸門控氯離子通道。他們還報(bào)道，人血小板同樣具有甘氨酸應(yīng)答反應(yīng)，且存在甘氨酸門控氯離子通道[70]。Zhong等（2012）報(bào)道，預(yù)先給予500 mg/kg甘氨酸可以減少心肌缺血的再灌注損傷[71]。其中一位研究人員證明，3 mmoL/L的甘氨酸可以提高體外心肌細(xì)胞的存活率，而后進(jìn)行1 h的缺血試驗(yàn)及再氧化。3 mmoL/L的甘氨酸對(duì)體外模型的心臟缺血再灌注也具有保護(hù)效用[72]。Sekhar等報(bào)道，甘氨酸對(duì)飼喂蔗糖的大鼠具有抗高血壓作用[73-74]。

6 結(jié)論

甘氨酸具有針對(duì)各類損傷和疾病的廣泛地防御功能。與其他許多營養(yǎng)性非必需氨基酸相似，甘氨酸在控制表觀遺傳學(xué)上起著一個(gè)非常重要的作用。甘氨酸在人類和動(dòng)物體內(nèi)中具有非常重要的生理功能。甘氨酸是各種重要代謝產(chǎn)物的前體物質(zhì)，例如谷胱甘肽、卟啉、嘌呤、血紅素和肌酸。甘氨酸在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起神經(jīng)遞質(zhì)的作用，在外周和神經(jīng)組織中具有多重功效，如抗氧化、抗炎、防冷凍和免疫調(diào)節(jié)?？诜a(bǔ)充適當(dāng)劑量的甘氨酸，能夠顯著減少心血管疾病、各種炎性疾病、癌癥、糖尿病和肥胖癥患者的多種代謝性疾病。對(duì)于甘氨酸在治療有促炎性細(xì)胞因子、再灌注損傷或缺血以及自由基參與的疾病上的作用尚需進(jìn)一步研究。甘氨酸保護(hù)作用的機(jī)理仍需全面的剖析，并應(yīng)采取必要的預(yù)防措施以確保能安全攝入合理劑量的甘氨酸。甘氨酸在增強(qiáng)人類和動(dòng)物的健康、生長(zhǎng)和福利方面具有巨大的潛力。

（續(xù)完）

原題名：Multifarious beneficial effect of nonessential amino acid，glycine（a review）（英文）

原作者：Meerza Abdul Razak等（印度拉雅拉西馬大學(xué)生物化學(xué)學(xué)院）