下载文档原格式
谷氨酰胺循环在代谢和疾病中的作用谷氨酰胺（glutamine）是人体内含量最丰富的自由氨基酸之一。
它在人体内的代谢过程中扮演着极为重要的角色，其中最为重要的是谷氨酰胺循环（glutamine cycling）的作用。
本文将主要探讨谷氨酰胺循环在代谢和疾病中的作用。
一、谷氨酰胺循环的概念和作用谷氨酰胺循环是指谷氨酰胺在肝脏和肠道中的产生和利用过程。
在这个过程中，肠道上皮细胞通过载脂蛋白（apoB48）介导的转运机制将谷氨酰胺运输到肝脏，然后肝脏将其转化为谷氨酸和丙酮酸。
谷氨酸可用于能量代谢中，而丙酮酸可以通过糖新生途径进一步代谢。
同时，肠道可以利用谷氨酸和丙酮酸重组后再组合成谷氨酰胺，再次循环到肝脏参与代谢过程。
谷氨酰胺循环在人体代谢过程中起到了至关重要的作用。
它不仅是人体代谢物质的重要来源，还参与了蛋白质代谢、糖代谢、能量代谢和免疫调节等多种生理过程。
因此，谷氨酰胺的稳态平衡对于人体健康至关重要。
二、谷氨酰胺循环和疾病谷氨酰胺循环的紊乱与多种疾病的发生和发展密切相关。
目前研究表明，以下几种疾病与谷氨酰胺循环的紊乱有着密切关系。
1、癌症癌细胞生长迅速需要大量的营养，其中谷氨酰胺就是其中之一。
癌细胞可以通过增加谷氨酰胺的摄入量，促进谷氨酰胺循环以及调节肝、肠的代谢，从而满足其高代谢的需求。
因此，研究谷氨酰胺循环的调节对于癌症的治疗和预防具有重要意义。
2、肝病肝脏是谷氨酰胺循环的中心，在肝脏疾病中，谷氨酰胺的代谢通路常常出现紊乱。
例如，肝硬化患者中肝细胞中的谷氨酰胺合成和分解途径都受到了影响，导致谷氨酰胺循环的紊乱，对肝脏健康产生具有重要的影响。
3、肠病肠胃道疾病常常伴随着营养吸收的障碍，导致谷氨酰胺循环的紊乱，进而对肠道的健康造成影响。
例如，克罗恩病患者一般会伴随肠道粘膜损伤，导致肠道的渗透性和免疫功能受到影响，从而对谷氨酰胺循环产生不利影响。
三、谷氨酰胺的营养代谢谷氨酰胺是一种重要的非必需氨基酸，不仅可被人体合成，还可从饮食中获取。
谷氨酰胺在临床上的应用：1.消化道溃疡李氏等对59例PU患者随机分成验证组17例,口服谷氨酰胺；对照组22例；开放组20例进行研究,结果显示：验证组例、DU5例)治愈率35.3％、显效率58.8％、总you xiao lu94.1％；对照组(GU11例、DU11例)治愈率9.1％、显效率36.4％、总you xiao lu86.4％。
研究证明：联合应用谷氨酰胺治疗PU疗效好,不良反应小。
其可能机制为：L-谷氨酰胺能增加胃粘膜上皮成分己糖胺及葡萄糖胺的生化合成,而糖蛋白是胃上皮外粘液的重要组成部分,故能维持粘液层和粘膜屏障的功能和结构。
2.短肠综合征等对1例因先天性腹腔裂开发展成坏死性小肠结肠炎,后又因多次手术和肠切除而发展成SBS男性病儿,观察其的代谢和治疗效应。
在使用各种常规营养方法均未能使粪便量减少和体重增加的情况下,在TPN中试加了谷氨酰胺,共5周。
结果发现血液中谷氨酰胺恢复至正常水平,病儿体重由12kg增至13.1kg，肠微绒毛上皮细胞和粘膜深部组织中,非特异性炎症反应明显减轻,甚至消失,粘膜萎缩减轻,隐窝变深,双糖酶活性增强,粪便中碳水化合物和脂肪量明显减少。
其机制可能为外源性谷氨酰胺有利于小肠粘膜结构、粘膜屏障和吸收功能恢复,有利于剩余小肠功能发生适应性变化。
3.重症急性胰腺炎何氏等对64例重症急性胰腺炎随机分为3组，1组传统保守方案，2组传统保守+TPN治疗，3组在2组方案+丙氨酰－谷氨酰胺双肽治疗,结果显示：治疗两周后血清白蛋白，2、组较1组增加(p＜0.05) ；3组死亡率分别为34.8％(8/23)、％(3/21)和0％,并发症发生率分别为91.3％(21例次、47.6％(10例次/21)、20.0％(4例次/20)，3组较2组、组差异明显(p ＜0.01),其中3组未出现胰腺周围感染。
上述研究说明,静脉输注谷氨酰胺可以增加蛋白质合成,减少死亡率及并发症发生率。
谷氨酰胺通过降低血浆内毒素水平、显著减少异位细菌数量,从而保护肠黏膜屏障,改善肠道内微生态环境和预防肠源性细菌和内毒素异位甚至减低ARDS和MODS 发生率。
谷氨酰胺的研究进展谷氨酰胺（Glutamine,GLN）是哺乳动物体内含量最丰富的氨基酸，正常人血浆浓度为0.6~0.9mmol/L。
肌细胞内谷氨酰胺浓度为a20mmol/L，比血液中高30倍。
谷氨酰胺量占人全身游离氨基酸一半以上，因此谷氨酰胺变化直接影响机体总氨基酸水平。
谷氨酰胺受到广泛的关注，部份原因是其在重要疾病中显著的代谢变化，同时也因为一些研究表明其可能成为一种条件性必需氨基酸。
Krebs（1935）首次发现哺乳动物肾脏合成和分解谷氨酰胺的能力后，人们才逐步了解谷氨酰胺的作用。
Krebs（1935）强调了谷氨酰胺在氮代谢上的重要性：“绝大多数氨基酸都有多种功能，但谷氨酰胺是最丰富的”。
20年后，EAGLE（1955）综述了培养哺乳动物细胞谷氨酰胺的营养需要，并强调谷氨酰胺是一种重要的营养素。
在许多动物细胞中谷氨酰胺有相对高的浓度，其作为氨的清除剂和作为生物合成许多重要物质如核酸、氨基糖和氨酸氮的供体。
谷氨酰胺是血液中最丰富的氨基酸，是肾脏中氨合成和肝脏中尿素合成的氮的载体。
六十年代以后动静脉浓度差法在狗的研究中发现了PDV （Portal-Drain-Viseral）中有最大的谷氨酰胺净摄取，随后研究表明小肠粘膜在此现象中起着十分重要的作用。
谷氨酰胺是猪乳中含量最丰富的游离氨基酸，并在维持早期断奶仔猪肠道结构和功能方面起着重要的作用（WU，1994；WU，1996）。
近年来，谷氨酰胺引起了营养学家的广泛关注，许多研究都表明谷氨酰胺为条件性必需氨基酸。
一、谷氨酰胺的生物学特性和生理学重要性谷氨酰胺分子量146，有两个氨基，一个a-氨基和一个易水解的末端氨基。
尽管谷氨酰胺和谷氨酸在结构上仅有微小的区别，生理PH条件下谷氨酰胺是电中性的，谷氨酸则带负电荷（见图3-1），但这就导致了在细胞培养液中谷氨酸不能代替谷氨酰胺和两者运转载体不同。
谷氨酰胺有许多重要的和独特的代谢功能：①GLN是一种中性氨基酸，其水解脱末端氨基后生成谷氨酸，其剩余a-氨基通过转氨途径在其它的各种代谢中丐重要作用；②GLN是嘧啶、嘌呤核苷酸、核酸、氨基糖合成的重要前体物。
来自美国哈佛医学院，Dana-Farber癌症研究所的研究人员发现了胰腺导管腺癌细胞中的一种特殊谷氨酰胺代谢途径，这种途径与常见谷氨酰胺途径不同，是肿瘤生长所必需的代谢途径。
基于这种途径对癌细胞的重要性，以及对正常细胞的无关紧要性，可以研发出一种针对这一途径的癌症治疗新方法。
这一研究成果公布在3月28日《自然》（Nature）杂志在线版上。
领导这一研究的是美国哈佛医学院Lewis C. Cantley教授，这位学者是著名的PI3K 的发现者，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）是一种抗癌新药的重要药物靶标。
Cantley教授也是Agios 医药公司的的联合创始人，是系统生物学领域的先锋人物，他致力于将遗传学家和分子生物学家所关注的微观事物以更为连贯统一的方式整合起来。
今年二月，他与其他几位科学家荣获了生命科学巨奖，获得了高达300万美元的奖金。
癌细胞具有代谢依赖性，这是其与其它细胞的重要区别之一，这种代谢依赖性的特征之一就是提高合成代谢途径中氨基酸谷氨酰胺的利用率。
但是谷氨酰胺依赖性肿瘤有哪些，以及谷氨酰胺如何支持癌细胞代谢的机制，目前仍然属于待研究领域。
在这篇文章中，研究人员在人胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)细胞中发现了一种谷氨酰胺异常途径，这种途径是肿瘤生长所必需的，与常见谷氨酰胺途径不同。
胰腺导管腺癌是胰腺癌最常见的类型，其形态学特征是由不同分化程度的导管样结构构成。
据美国全国癌症研究所公布的数据，胰腺导管腺癌是全美第四大癌症死因，其肿瘤生长过程中没有明显症状，很多患者检查出患病时已处晚期。
5年生存率只有3％至5％。
虽然大部分细胞采用的是谷氨酸脱氢酶（GLUD1）将线粒体中的谷氨酰胺衍生的谷氨酸转换成α-酮戊二酸，用于三羧酸循环，但是PDAC癌细胞采用的是一种独特的途径，其中谷氨酰胺来源的天冬氨酸被传递到细胞质中，在那里它能被谷草转氨酶（GOT1）转换成草酰乙酸。
谷氨酰胺是二十种非基本氨基酸中的一种，人体可以自己产生这种物质。
我们身上百分之六十的谷氨酰胺可以在附于骨骼上的肌肉里找到，其余部分存在于肺部、肝脏、脑部和胃部组织里。
是肌肉中最丰富的游离氨基酸，约占人体游离氨基酸总量的60％。
空腹血浆谷氨酰胺浓度为500－750umol／L。
谷氨酰胺不是必需氨基酸，它在人体内可由谷氨酸、颉氨酸、异亮氨酸合成作为健身爱好者，重要的是要记住，由压力造成的谷氨酰胺流失不仅仅随疾病而产生，还会因训练造成的压力而产生。
谷氨酰胺在健美健身运动中所扮演的角色高强度的训练会干扰免疫系统，增加体内乳酸及铵的水平。
高水平的铵会影响（疑原文误作effect，affect似更合乎逻辑）肌肉功能。
在训练初期的五分钟内，谷氨酰胺水平会上升，分解激素也会释放。
但对训练者来说坏消息并不到此为止，因为即使在训练告一段落后肌肉仍会继续释放谷氨酰胺，因而导致其严重流失。
训练强度越高，流失速度越快。
为什么谷氨酰胺的流失会这么快产生？因为谷氨酰胺能提高肌肉细胞的水合作用状态。
肌肉细胞的水合状态可以变化得很快，细胞一旦缺水，则会进入分解代谢状态。
研究表明，在这种分解代谢的不利状态下谷氨酰胺水平能下降50%。
过度训练对体内能量储备有着巨大的需求，其结果不但造成肌肉增长较少，还会增加患病机会、感染率和免疫系统能力低下。
训练强度越高，对身体的能量需求压力越大，从而导致了血浆中谷氨酰胺浓度的降低。
缺乏谷氨酰胺造成肌肉缩小即使是最有经验的举重运动员或健美运动员，听到分解代谢状态、肌肉缩小、肌肉损耗、细胞脱水和肌肉萎缩这些名词都会腿软。
为什么这种在体内能够大量产生的小小补剂能对这么多问题起关键作用呢？芝加哥的抗衰老医药学会会长罗纳德•克拉茨认为，谷氨酰胺能促进营养物质的同化作用，调节蛋白的合成，刺激生长激素的产生，并增强免疫系统。
举重运动员和健美运动员要明白谷氨酰胺对肌肉的生长起关键作用。
因为它是提供氮的原料物质，就是说它能把氮运输到体内各个有需要的部位。
谷氨酰胺循环产生的物质与能量转化谷氨酰胺循环是一种在肝脏细胞中进行的代谢途径，能够将氨和二氧化碳转化为尿素和水。
这个途径不仅在维持氮平衡方面起着重要作用，同时还能参与到能量转化的过程中。
在本文中，我们将介绍谷氨酰胺循环产生的物质以及它们在能量转化中的作用。
谷氨酰胺循环的产物谷氨酰胺循环主要有两种产物：尿素和谷氨酸。
尿素是由谷氨酰胺循环中产生的氨和二氧化碳转化而来，它是人体最主要的氮排泄物。
谷氨酸则是由谷氨酰胺循环中的谷氨酰胺通过裂解反应形成的，它是人体中一种非必需氨基酸，可供合成其他必需氨基酸或用于能量代谢。
尿素的生成与氮代谢尿素是非常重要的氮排泄物。
在谷氨酰胺循环中，氨在转化成尿素的同时，也被排除出体外。
这个过程中还涉及到其他一些途径，如谷氨酸代谢途径和谷氨酸-丙酮酸循环等。
这些途径的协同作用使得肝脏能够将氨排出体外，从而维持氮平衡。
尿素的生成还可以反映出机体的健康状况。
例如，肝脏疾病会导致尿素生成的减少，这就会使体内的氨浓度升高，从而对神经系统造成损害。
因此，尿素的生成与氮代谢密切相关，对于机体正常功能的维护非常重要。
谷氨酸的生成与能量转化谷氨酸是谷氨酰胺循环的另一个产物。
它既可以参与氨基酸代谢，也可以参与能量转化。
在肌肉组织中，谷氨酸是一种储存ATP能量的方式。
当身体需要能量时，谷氨酸就可以在肝脏中转化为葡萄糖，从而提供能量。
此外，谷氨酸还可以通过肝脏中的丙酮酸循环，转化为丙酮酸和二氧化碳，然后通过三酰甘油的合成，储存在肥肉组织中。
这就说明了谷氨酸在能量转化中的另一种重要作用。
综上所述，谷氨酰胺循环产生的尿素和谷氨酸在氮代谢和能量转化中都起着重要的作用。
尿素可以协助机体维持氮平衡，而谷氨酸则可储存和转化为能量，为机体提供必需的动力。
因此，对于谷氨酰胺循环以及其中产生的物质的研究，不仅有助于增进对机体代谢的理解，也可能有助于疾病的治疗和预防。
