本期专题：
精氨酸专刊（2023.7）
快倍溢出品
精氨酸基材料在伤口愈合中的进展和影响
J Mater Chem B
【要点总结】在创面敷料的研究中，生物活性材料迅速发展，以促进创面愈合。近年来，由于精氨酸具有良好的生物安全性、抗菌性能和治疗伤口愈合的作用，科学家们将其作为一种生物活性成分进行了研究。令人惊讶的是，精氨酸治疗也用于特殊的病理情况，如糖尿病和创伤/失血性休克。由于精氨酸辅助治疗的广泛应用，我们提出了精氨酸治疗受损组织损伤的独特特性，并研究了多种基于精氨酸的系统在伤口愈合中的应用。本文综述表明，基于精氨酸的治疗可分为两类：直接补充游离精氨酸的方法和基于精氨酸衍生物的间接治疗方法，其中修饰后的精氨酸可以在生物降解后释放。利用这两种途径，以精氨酸为基础的治疗可能在伤口治疗的发展中被证明是一种有前途的策略。
关键字：伤口愈合；精氨酸；NO
Zhou Y, Liu G, Huang H, Wu J. Advances and impact of arginine-based materials in wound healing.
J Mater Chem B. 2021 Sep 14;9(34):6738-6750. doi: 10.1039/d1tb00958c. Epub 2021 Aug 4. PMID: 34346479.
【主编评语】既往研究表明，精氨酸或精氨酸前体等营养底物经NO代谢途径均有促进伤口愈合的作用。精氨酸作为免疫增强型配方中的营养素之一，不仅可以经肠道途径补充，也可局部应用。
含精氨酸等的特殊医学用途配方食品对超重和肥胖I级久坐绝经后妇女身体成分和皮肤健康的影响
Nutrients
【要点总结】膳食氨基酸的消耗已被评估用于肥胖症的治疗和安全干预。特别是，三种分子已被证明是有效的：精氨酸、谷氨酰胺和亮氨酸（及其代谢物 β-羟基-β-甲基丁酸，HMB）。这项针对肥胖绝经后患者的随机、双盲研究旨在评估服用由精氨酸、谷氨酰胺和 HMB 组成的特殊医疗用途配方食品 (FSMP) 对身体成分，特别是内脏脂肪组织 (VAT) 的功效。通过双能 X 射线吸收测定法 (DXA) 进行评估，作为主要终点。次要终点是通过经过验证的自我报告问卷来评估对皮肤健康的影响。增值税显着改善 Δ = −153.600, p干预组记录=0.01。治疗组的皮肤健康状况显着改善：明亮度 Δ = 1.400 (0.758; 2.042)，弹性 Δ = 0.900 (0.239; 1.561)，皱纹 Δ = 0.800 (0.276; 1.324)，总分 Δ = 3.000（1.871；4.129）。在干预组中，内脏脂肪的改善与明亮分数的改善相关（r = -0.58；p = 0.01）。总之，这项研究表明，摄入精氨酸、谷氨酰胺和HMB 4周可以显着降低VAT并改善皮肤状况，同时保持无脂体重（FFM），从而实现“高质量”减肥。
关键词：肥胖、精氨酸、谷氨酰胺、β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）、皮肤
Rondanelli M, Nichetti M, Peroni G, Naso M, Faliva MA, Iannello G, Di Paolo E, Perna S. Effect of a Food for Special Medical Purposes for Muscle Recovery, Consisting of Arginine, Glutamine and Beta-Hydroxy-Beta-Methylbutyrate on Body Composition and Skin Health in Overweight and Obese Class I Sedentary Postmenopausal Women.
Nutrients. 2021 Mar 17;13(3):975. doi: 10.3390/nu13030975. PMID: 33802917; PMCID: PMC8002755.
【主编评语】这项研究的创新之处恰恰在于研究了减肥、身体成分和皮肤健康之间的关系这一新的有趣方面。进一步的发现还需要其它研究和文献的支持。此外，由于样本量较小，而且只有超重和肥胖的 I 级绝经后妇女参加了研究，因此在解释所有这些研究结果时必须谨慎。
基于能量代谢的精氨酸补充对运动表现的影响：系统回顾和荟萃分析
Nutrients
【要点总结】与一氧化氮代谢相关的精氨酸(Arg)已被证明通过几种生理和代谢机制对运动表现产生积极影响。然而，研究结果显示存在争议。有氧运动和无氧运动在代谢途径和生理需求上的巨大差异可能是原因。本系统综述和荟萃分析的目的是评估补充Arg对有氧(≤VO2max)和无氧(>VO2max)运动的影响，同时探讨这种补充的有效剂量和时间。在PubMed/MEDLINE、Web of Science (WOS)和Scopus数据库中，按照PRISMA®(系统评价和荟萃分析的首选报告项目)声明和PICOS指南进行结构化检索，纳入2020年1月以前的18项研究对比精氨酸补充剂和安慰剂对有氧和无氧运动的影响。本研究排除了其他营养素的干扰，但没有对运动员水平，性别，种族或年龄进行调整。结果显示，补充精氨酸可以改善有氧(p = 0.02)和无氧(P = 0.01)运动的体能表现。此外，在赛前60-90分钟补充 0.15 g/kg的精氨酸可改善有氧和无氧运动体能。此外，长期补充精氨酸应包括1.5-2 g/天，持续4-7周，可提高有氧运动体能表现；10-12 g/天，持续8周，可提高无氧运动体能。
关键字：有氧运动；无氧运动；精氨酸；一氧化氮; 体能表现
Viribay A, Burgos J, Fernández-Landa J, Seco-Calvo J, Mielgo-Ayuso J. Effects of Arginine Supplementation on Athletic Performance Based on Energy Metabolism: A Systematic Review and Meta-Analysis.
Nutrients. 2020 May 2;12(5):1300. doi: 10.3390/nu12051300. PMID: 32370176; PMCID: PMC7282262.
【主编评语】精氨酸作为机体NO来源，可以提高线粒体能量转化率。补充精氨酸或NO前体均可达到增加运动耐力，提高体能表现的作用。
细菌精氨酸酶的多样性、特性和功能
FEMS Microbiol Rev
【要点总结】金属酶精氨酸酶水解L-精氨酸生成L-鸟氨酸和尿素。在细菌中，精氨酸酶在基本氮代谢和再分布、关键代谢前体L-鸟氨酸的产生、抗压力和发病机制中具有重要作用。本文描述了精氨酸酶途径的调控和具体功能，并总结了相关精氨酸分解代谢途径的关键特征，综述了精氨酸酶衍生的鸟氨酸作为前体分子的应用，讨论了精氨酸代谢的生化和转录调控，包括精氨酸酶，后者的主题集中在模式生物枯草芽孢杆菌中的RocR和AhrC转录调控。最后，我们比较了caldovelox芽孢杆菌和幽门螺杆菌精氨酸酶在结构和催化机制上的异同。总之，本文综述了精氨酸酶在多种细菌中的生理功能、调控和生化特性的多样性。
关键词：精氨酸；鸟氨酸；尿素循环；NO
Hernández VM, Arteaga A, Dunn MF. Diversity, properties and functions of bacterial arginases.
FEMS Microbiol Rev. 2021 Nov 23;45(6):fuab034. doi: 10.1093/femsre/fuab034. PMID: 34160574.
【主编评语】精氨酸为一种含阳离子的碱性半必需氨基酸，参与机体的多种生理过程，可由机体通过外源性的食物摄入，也可通过内源性途径自身合成。精氨酸在体内有多条代谢途径，主要有：1)经精氨酸脱羧酶分解为二氧化碳和精胺，其中精胺是NOS同工酶的弱竞争性抑制剂，可调节细胞中NO的合成，还可通过诱导鸟氨酸脱羧酶抗酶蛋白的合成，抑制该酶的活性，而该酶为多胺生物合成中的限速酶，其活性和多胺水平对细胞增殖起关键作用；2)在精氨酸-甘氨酸脒基转移酶作用下，与甘氨酸反应生成肌酸和鸟氨酸，其中肌酸被释放进入血液循环，并被运输至骨骼肌和神经，随后被磷酸化生成肌肉ATP的主要来源———磷酸肌酸，而鸟氨酸则是合成多胺类物质的前体；3)经精氨酸酶催化分解为尿素和鸟氨酸；4)在有氧条件下，经NOS催化生成瓜氨酸和NO，其中NO是细胞内、细胞间及神经递质作用的信使分子和效应分子，在血液循环系统中发挥重要作用。在精氨酸代谢中，精氨酸酶和NOS是关键的两个酶，二者的平衡对心血管系统疾病具有重要影响。精氨酸酶是一种双核含锰金属酶,它能够将精氨酸转化为L- 精氨酸酰胺。L- 精氨酸酰胺是一种重要的中间产物,它能够通过一氧化氮合酶的作用转化为一氧化氮。一氧化氮合酶是一种酶类,它能够将L- 精氨酸酰胺转化为一氧化氮。
精氨酸信号传导与癌症代谢
Cancers (Basel)
【要点总结】精氨酸是一种关键参与多种细胞过程（包括一氧化氮和多胺的合成）的氨基酸，并且是 mTOR（一种肿瘤发生密切相关的营养感应激酶）的直接激活剂。然而，由于正常细胞具有通过 ASS1（精氨基琥珀酸合酶 1）和 ASL（精氨基琥珀酸裂解酶）从瓜氨酸和天冬氨酸合成精氨酸的内在能力，它也被认为是非必需氨基酸或半必需氨基酸。因此，精氨酸可用作膳食营养补充剂。引人注目的是，在超过 70% 的肿瘤中，ASS1 转录受到抑制，使癌细胞对外源性精氨酸成瘾，形成精氨酸剥夺疗法的基础。在这篇综述中，我们将讨论精氨酸作为信号代谢物，精氨酸在癌症代谢中的作用，精氨酸作为表观遗传调节剂、免疫调节剂、治疗靶点的作用。我们还将提供基于 ADI（精氨酸脱亚胺酶）的精氨酸剥夺临床前研究的全面总结以及 ADI 和精氨酸酶临床试验的更新。还将描述与各种癌症类型相关的不同细胞杀伤机制。关键字：精氨酸酶；精氨酸；精氨酸剥夺疗法；癌症
Chen CL, Hsu SC, Ann DK, Yen Y, Kung HJ. Arginine Signaling and Cancer Metabolism.
Cancers (Basel). 2021 Jul 15;13(14):3541. doi: 10.3390/cancers13143541. PMID: 34298755; PMCID: PMC8306961.
【主编评语】抗肿瘤的治疗方法中包括精氨酸剥夺、ASS1和ASL途径，以及精氨酸相关的其他途径。这也提示我们，已知恶性肿瘤患者不适合使用精氨酸做额外的补充剂，除非特殊情况，如创面/伤口愈合困难。
脓毒症中的营养：从实验室到临床的回顾
Nutrients
【要点总结】脓毒血症的营养治疗具有挑战性，并且与危重患者常规喂养方法不同。感染引起进行性病理生理改变，通过损害线粒体功能来限制代谢能力。因此，应加大早期肠内营养的力度，并重点关注危重症的急性期后阶段。理想情况下，能量目标量由间接测热法得到，并且应考虑内源性能量产生。蛋白质最初应少量输送，并在脓毒症休克症状缓解后逐渐增加至 1.3 g/kg/天。肠内和肠外途径均可（同时）用于达到能量和蛋白质目标。关于药理营养素，低剂量谷氨酰胺适合接受肠外营养的患者。不建议补充精氨酸或硒。高剂量维生素 C 可能会带来益处，但证据有限，不足以常规用于脓毒症患者。用于调节代谢过程的 Omega-3 多不饱和脂肪酸可以安全使用，但在脓毒血症患者中尚未验证其与其他静脉脂肪乳剂的非劣效性。营养管理应在所有脓毒症患者中实行，但在短期过度炎症反应和/或免疫抑制状态下，很难通过营养干预实现细胞代谢和器官功能障碍的改善。
关键词：营养；脓毒血症；药理营养素
De Waele E, Malbrain MLNG, Spapen H. Nutrition in Sepsis: A Bench-to-Bedside Review.
Nutrients. 2020 Feb 2;12(2):395. doi: 10.3390/nu12020395. PMID: 32024268; PMCID: PMC7071318.
【主编评语】脓毒血症早期患者消耗自身糖原和蛋白质产生内源性能量，因此早期足量喂养可能会加重代谢负担。SIRS症状缓解意味着分解代谢减退，合成代谢增强，应增加营养底物满足合成代谢需求。药理营养素的使用应根据患者不同时期的代谢需求给予，并需要证据充足才可以推行。
瓜氨酸作为精氨酸补充剂的治疗潜力：临床药理学综述
Paediatr Drugs
【要点总结】补充精氨酸可改善与内皮功能障碍相关的心血管疾病的内源性一氧化氮 (NO) 调节。在成人临床研究中，据报道，L-精氨酸可改善高血压、肺动脉高压、先兆子痫、心绞痛和 MELAS（线粒体脑肌病伴乳酸酸中毒和卒中样发作）综合征的心血管功能。L-瓜氨酸是L-精氨酸的天然前体，比L-精氨酸具有更高的生物利用度，因为它避免了肝脏首过清除并且具有更长的半衰期。尽管尚未得到充分研究，但精氨酸/瓜氨酸在治疗某些危及生命的儿童疾病方面具有巨大的治疗潜力。然而，精氨酸或瓜氨酸在儿童中的最佳临床开发需要更多有关适当年龄和相关疾病状态下的药代动力学和量效关系的信息。本文总结了精氨酸/瓜氨酸在成人和儿童中的临床前和临床研究，包括目前可用的药代动力学信息。精氨酸/瓜氨酸的药理学受到多种患者特异性因素的影响，例如由于发育年龄和疾病状态导致的基线精氨酸/瓜氨酸的变化。目前可用的药代动力学研究不足以为临床研究的最佳设计提供信息，特别是在儿童中。关键字：瓜氨酸、精氨酸、一氧化氮、首过清除效应
Rashid J, Kumar SS, Job KM, Liu X, Fike CD, Sherwin CMT. Therapeutic Potential of Citrulline as an Arginine Supplement: A Clinical Pharmacology Review.
Paediatr Drugs. 2020 Jun;22(3):279-293. doi: 10.1007/s40272-020-00384-5. PMID: 32140997; PMCID: PMC7274894.
【主编评语】经肠内途径给予精氨酸都存在肝脏的首过清除效应，瓜氨酸与精氨酸都是鸟氨酸循环的重要环节之一，瓜氨酸的首过清除效应弱，生物利用度高，可以作为肠内补充的优选原料。
长期富含 L-精氨酸的食物对衰老肾脏的有害影响
Front Pharmacol
【要点总结】
L-精氨酸/一氧化氮途径受损是公认的衰老导致心血管和肾脏疾病的机制。因此，建议补充L-精氨酸来促进健康或作为患者的辅助治疗。然而，临床数据显示，长期补充 L-精氨酸的患者会出现不良反应，甚至死亡率增加。长期补充 L-精氨酸对肾脏衰老的影响及其潜在机制仍然难以捉摸。此外，高蛋白和高氨基酸饮食被认为对肾脏有害。因此，我们研究了长期饮食补充 L-精氨酸对肾脏衰老的影响。在幼年（4 个月）和年老（18-24 个月）小鼠中，动物要么接受含有 0.65% L-精氨酸的标准饲料，要么接受添加 L-精氨酸至 2.46% 的饮食，持续 16 周。然后分析炎症和纤维化标志物以及蛋白尿。观察到TNF-α、IL-1β和IL-6、VCAM-1、ICAM-1、MCP1、INOS和巨噬细胞浸润、胶原蛋白表达和 S6K1 激活等呈增龄性增加的指标，在 L-精氨酸补充后并非未受影响，而是增加了。重要的是，补充 L-精氨酸会进一步增加与年龄相关的蛋白尿和死亡率，尤其是女性，并伴有肾精氨酸酶 II (Arg-II) 水平升高。在 Arg-II -/-小鼠的衰老过程中补充 L-精氨酸所增加的白蛋白尿并没有得到保护。相比之下，补充 L-精氨酸会增加老年Arg-II -/-小鼠主动脉中的氧自由基，而一氧化氮的产生会减少。结果不支持长期补充 L-精氨酸的益处。它反而会加速衰老过程中肾脏和血管系统的功能衰退。因此，应避免长期膳食补充L-精氨酸，尤其是老年人群。
关键词：衰老、精氨酸、一氧化氮、炎症
Huang J, Ladeiras D, Yu Y, Ming XF, Yang Z. Detrimental Effects of Chronic L-Arginine Rich Food on Aging Kidney.
Front Pharmacol. 2021 Jan 19;11:582155. doi: 10.3389/fphar.2020.582155. PMID: 33542686; PMCID: PMC7851093.
【主编评语】精氨酸通过NO途径发挥作用，促进线粒体的能量产生，同时产生的氧自由基增加，继发一系列炎症反应。年轻的机体因局部血供丰富，可以快速代谢。老年机体线粒体减少和局部血运减少是同步发展的，如果线粒体功能损失的少，则血运损失就相对较多，带来的结果就是炎症反应介质堆积。补充精氨酸最好在特定条件之下，不建议作为抗衰老的营养补充剂。
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