补充谷氨酰胺对运动机体影响研究进展

赵 静，孙 卓，吴丽君

作者单位：山西大学体育学院，山西 太原 030000

前言

谷氨酰胺（Glutamine，Gln）是人体含量最高的氨基酸，体内Gln主要是肌糖原、血糖和三羧酸循环的中间产物。骨骼肌作为主要能量代谢组织而成为内源性Gln合成和代谢的主要场所。机体分解代谢加强时，如高强度、长时间运动的情况下，Gln作为组织间氨转运和氨基酸中间代谢的重要载体发挥作用［1］。补充Gln与机体的运动能力密切相关。同时，Gln也是肠黏膜细胞及某些免疫细胞的重要供能原料［2］，与免疫系统同样密切相关。

坚持运动可以降低慢性病的患病几率，并有利于机体稳态，对维持健康至关重要［3］。然而，长时间或高强度的体育锻炼可能促进分解代谢，刺激细胞消耗大量的L-Gln，破坏机体稳态，导致机体防御失衡［4］。本文就近期关于补充谷氨酰胺对运动诱导的机体损伤的影响做出小结并且对Gln在细胞内准确的作用途径做出探讨。

1 补充Gln提高运动能力

Gln作为脑内谷氨酸（Glu）代谢的前体物质，与Glu共同作为体内主要的兴奋性神经中枢递质，可通过血脑屏障自由出入大脑并通过谷氨酸递质系统对脑功能发挥调节作用介导一系列高级中枢神经活动。研究表明，补充Gln后，大鼠的学习记忆提高［5］。补充Gln可提高大脑内一氧化碳合成酶（YNZ）的活性和海马N-甲基-D-天冬氨酸受体的数目，对促进学习记忆有重要意义，有利于运动技能的形成。

Gln与运动能力密切相关，运动导致机体Gln含量的下降可能影响到机体的运动能力。Gln可以上调2型糖尿病大鼠MyoD基因并下调MuRF1基因的表达，从而起到增加骨骼肌质量的作用［6］。表明，补充Gln有益于提高神经系统功能和记忆能力从而提升运动能力及运动技能，而Gln缺乏导致运动能力下降。

2 补充Gln促进运动疲劳恢复

运动导致血浆和细胞内Gln浓度的降低诱导肌肉细胞的分解代谢并引起肌肉疲劳。Petry等［1］研究表明，补充Gln组离心运动后峰值扭矩更快恢复到正常水平，肌肉酸痛减少。补充Gln组1周后血清酶的变化表明补充Gln有助于改善肌肉细胞中的氮平衡并防止骨骼肌分解代谢。并且剧烈运动可能诱发高氨血症，高氨血症可能对肌肉和中枢神经系统（CNS）产生毒性作用，从而引发外周和中枢疲劳［1］。补充Gln导致肝脏尿素合成作用（促进L-Glu转化成L-Gln）受到抑制，从而导致机体血浆铵水平降低。补充大剂量Gln可有效地减少抑制性神经递质5-HT的生成，促进运动疲劳的恢复［7］。表明补充Gln对长时间运动时改善中枢机能延缓中枢疲劳的发生具有良好的促进作用。

3 补充Gln减少运动引起的氧化应激损伤

活性氧（Radical oxy-gen species，ROS）产生有多种来源，包括线粒体电子传递链、黄嘌呤氧化酶系统、金属催化反应等多种途径，但中性粒细胞呼吸爆发产生的ROS是运动引起的氧化应激导致过氧化损伤的重要途径［8］。谷胱甘肽（GSH）和超氧化物歧化酶（SOD）是细胞中重要的抗氧化物。卢向阳等［9］研究表明，补充Gln显著提高血清SOD活性，增长大鼠力竭运动时间，降低血清肌酸激酶和血乳酸水平。分解代谢时，线粒体Gln可以通过磷酸盐依赖性Gln酶的作用转移至胞质以提供基于GSH的细胞防御，而不改变谷氨酸脱氢酶表达［10］。以上研究结果表明，补充谷氨酰胺可以促进运动后机体抗氧化剂分泌，促进ROS的清除，减少剧烈运动引起的氧化损伤。

4 补充Gln减少运动引起的炎症反应

剧烈运动会导致IgA水平降低，IL-1β、IL-6浓度升高，导致黏膜免疫功能不良，上呼吸道感染（URTIs），补充Gln可以有效抑制运动引起的炎症反应。关于运动员大强度运动的研究显示，补充Gln可能加强免疫功能，降低重负荷训练的免疫抑制作用［11］。肠道通透性随着运动强度的增强而增加，严重时导致内毒素泄漏，造成内毒素血症。

薛等人［12］提出Gln抑制运动诱导的炎症反应途径为通过增加热休克蛋白（HSP70）的转录因子热休克因子1（HSF-1）三聚化激活HSF-1活性，并通过抑制HSF-1的CCAAT增强子结合（C/EBP）途径增加HSF-1的表达。HSP70是细胞内分子伴侣，通过修复未折叠蛋白的方式保护细胞，有助于细胞维持细胞稳态。Gln是热休克的70kDa家族（HSP72和HSP73）的细胞保护伴侣蛋白的合成的促进因子。HSF-1直接调节紧密连接蛋白肠上皮细胞中通过调节应激或单基因转移增加HSP70水平可增加TJ的稳定性并降低热应激的通透性［13］。Gln可能通过刺激HSF-1活化稳TJ，改善屏障功能，抑制细胞毒素转运。补充Gln降低了人体外PBMC模型中内毒素（LPS）诱导的（肿瘤坏死因子α）TNF-α产生，抑制核因子PBMC中NF-κB促炎通路的活化［14］。以上研究表明，对于肠上皮补充Gln可能是通过激活热休克反应起到双重作用：（1）稳定肠上皮细胞紧密连接以防止毒素泄漏。（2）抑制外周白细胞中的NF-κB炎症途径。

5 结语

总之，补充谷氨酰胺对运动人体影响的研究已经较为全面并且不断深入，谷氨酰胺通过HSF-1、HSP70家族抑制运动诱导的NF-κB炎症途径，逆转运动造成的免疫细胞损伤功能损伤。但Gln对运动诱导的氧化应激及神经细胞损伤的作用途径和确切靶点尚不明确，神经及氧化应激方面的研究对健康运动有极大的参考价值。