骨骼肌和免疫系统之间的代谢联系

  谷氨酰胺是机体内含量非常丰富的一种氨基酸,具有许多重要的生理功能,能促进胃肠粘膜细胞增生,维持肠道的完整性,而且巨噬细胞的吞噬作用、淋巴细胞的增殖以及蛋白质的合成,都必需依赖充足的谷氨酰胺。

  骨骼肌是合成谷氨酰胺的主要部位,其过程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,先由酮酸和支链氨基酸的氨基和羧基交换,生成谷氨酸;再在谷氨酰胺合成酶的催化下进一步将谷氨酸的一个羧基氨基化而生成谷氨酰胺。骨骼肌是血浆谷氨酰胺的主要来源。谷氨酰胺储存在骨骼肌中,就象糖原储存在肝脏中一样,以维持血浆谷氨酰胺的水平。当血浆谷氨酰胺的水平下降时,骨骼肌就会释放谷氨酰胺入血。

  Krebs认为体内合成大量谷氨酰胺的原因是它比其它氨基酸具有更多的作用。谷氨酰胺作为嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的氮供体,对蛋白质合成和细胞繁殖有重要作用。

  通常认为免疫系统细胞是通过糖代谢获得能量,现已证实谷氨酰胺也是淋巴细胞和巨噬细胞的重要能量来源。有证据表明即使淋巴细胞和巨噬细胞处于抑制状态,谷氨酰胺也被高速利用,一方面提供能量,另一方面用于合成嘌呤和嘧啶碱。骨骼肌在保证免疫细胞利用谷氨酰胺的速率过程中起着极其重要的作用,因而骨骼肌的活动直接影响免疫系统。有人假设(即所谓谷氨酰胺假说):在剧烈运动、创伤、烧伤、脓毒血症等情况下,肌肉和其它器官需要谷氨酰胺,导致淋巴细胞“谷氨酰胺亏空”,从而抑制其功能。同时,严重的创伤应激可引起免疫系统对谷氨酰胺利用率明显增强,这有利于保持免疫细胞对创伤后的各种免疫损伤的有效反应性。然而,创伤后骨骼肌呈现高分解代谢状态,致使体内谷氨酰胺很快被耗竭,血浆谷氨酰胺水平可较正常降低20%~30%。如果影响到免疫细胞的谷氨酰胺代谢,势必将损害免疫细胞的功能。因此,直接或间接影响谷氨酰胺合成或释放的因素,也会影响免疫细胞的功能。

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