摘要:肠道屏障功能具有抵御病原菌和毒素入侵机体的能力，肠道机械屏障是其中最重要的一道屏障。精氨酸可以直接或间接影响肠道机械屏障，对猪肠道黏膜生长、绒毛高、细胞生长、肠道通透性等方面均有重要作用;精氨酸能够影响mTOR信号通路及NO途径影响仔猪肠道机械屏障。
关键词:肠道屏障;精氨酸;肠道黏膜;通透性;mTOR
肠道具有将肠道内物质与机体内环境隔离开侵入机体，称为肠道屏障功能，肠道屏障功能主要的功能是由肠黏膜屏障来实现的，可防止肠道内致病抗原及有毒有害物质进入机体。肠黏膜屏障由机械屏障、化学屏障、免疫屏障与生物屏障共同构成，其中最为关键的是机械屏障和免疫屏障。肠道机械屏障由肠道黏膜上皮细胞，细胞间紧密连接黏膜下固有层与菌膜三者构成。完整的肠道屏障是维持机体内环境稳定的一道重要屏障，对机体防御体系意义重大。养猪生产中，肠道健康一直备受 在幼龄动物体内，精氨酸是新生儿蛋白质合成和生长所需的一种功能性必需氨基酸，可能改善生命周期的各个阶段(例如，胎儿生长受限，新生儿发病率和死亡率，断奶相关的肠功能障碍和消耗综合征，肥胖症，糖尿病，心血管疾病，代谢综合征以及不育)，优化机体代谢转化效率。早产儿一般占到新生儿10%~12%，均表现出精氨酸缺乏。乳仔猪来说，母乳所含精氨酸并不能满足其生长所需，精氨酸的内源合成或补充显得格外重要。研究表明，精氨酸除了参与构建蛋白质外，在维持保护肠道完整性和功能中发挥重要作用，肠内营养补充精氨酸可能对黏膜屏障功能有一定好处。
1.精氨酸代谢
精氨酸是一种碱性氨基酸，对成年哺乳动物来说，精氨酸是一种条件性必需氨基酸，而在幼龄哺乳动物体内则是必需氨基酸。内源精氨酸的合成主要在小肠和肾脏中完成，在小肠被吸收。动物体内，精氨酸主要代谢途径包括合成途径、转运途径、分解途径。关于内源精氨酸的合成途径基本已经清晰，主要在小肠和肾脏中完成。肠道中鸟氨酸转氨酶将脯氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸合成鸟氨酸，进而被鸟氨酸转氨甲酰酶作用生成瓜氨酸，瓜氨酸被转运到肾脏后被精胺琥珀酸合成酶和精胺琥珀酸裂解酶作用后逐渐生成精氨酸。精氨酸在体内的转运主要依靠y+，b0，+，B0，+和y+L等系统。关于精氨酸的分解途径目前研究认为主要通过精氨酸酶、精氨酸甘氨酸转氨酶、一氧化氮(NO)合成酶和精氨酸脱羧酶被分解代谢。精氨酸在体内的代谢是交错复杂的，并非单一代谢途径，关于精氨酸体内分解代谢机理还有很大研究空间。
2.精氨酸对肠道机械屏障的影响
2.1肠黏膜生长的影响
肠道黏膜在机体吸收营养物质、抵抗病原入侵等方面发挥着重要作用。研究表明，精氨酸对肠道黏膜发育有一定影响，一定水平精氨酸可诱导仔猪肠黏膜生长、显著提高肠道内小肠绒毛高、降低隐窝深。精氨酸可有效改善胃肠功能，促进肠道黏膜再生，增强细菌清除率，并减少肠道组织学坏死。
2.2肠道黏膜通透性和细菌移位的影响
肠道通透性对机体抵御病原入侵，维持健康有重要影响，对肠道屏障功能的完整性有重要意义，肠道通透性提高会导致机体细菌移位，细菌或内毒素进入血液、全身各组织，引起全身感染，肠道通透性改变主要因肠黏膜受损引起。精氨酸对维持肠道通透性和防止细菌移位有一定作用。
2.3机体感染状态下精氨酸对肠道屏障的影响
精氨酸是一种多面性氨基酸，在感染性疾病领域中因其可以产生抗微生物剂的底物一氧化氮(NO)而备受 3.精氨酸影响肠道机械屏障的相关机理
L-精氨酸是一种营养补充剂，对促进肠修复有显著作用。精氨酸对肠道屏障功能的影响机理是一个复杂的过程，其对体内氨基酸载体及体内精氨酸衍生物一氧化氮(NO)等的影响有显著关系。研究表明，精氨酸及其代谢产物可直接或间接刺激细胞的mTOR信号通路，从而调节细胞内新陈代谢、促进细胞增殖。试验表明，体外培养的猪小肠上皮细胞培养液中精氨酸可引起mTOR蛋白磷酸化，一定范围内培液中p-mTOR蛋白表达量随精氨酸浓度升高而增加;p-mTOR在一定程度上可以反映精氨酸对肠上皮细胞的促生长作用。
精氨酸对肠道屏障功能的影响与其代谢产物等也有重要关系。精氨酸是由氧化脱亚胺酶途径代谢而形成一氧化氮(NO)和通过精氨酸酶途径产生鸟氨酸和聚胺。精氨酸可能通过NO改善肠道的屏障功能。NO对肠道屏障功能的影响可能主要因为NO可影响上皮细胞的紧密连接，促进黏液和电解质分泌;在受损组织肠道内，NO可降低白细胞聚集;同时，NO可以清除氧自由基，形成氧自由基的生理屏障;另外，NO维持肠道组织血液灌流，改善肠道微循环，从而有效减轻肠黏膜受损，刺激组织恢复，保护肠道机械屏障。添加精氨酸可以促进体内NO通路介导的T细胞增殖，对免疫有重要意义。L-精氨酸通过产生一氧化氮诱导肠液的分泌，维持血液流动，防止肠道缺血从而防止或恢复肠道黏膜的损伤。
4.小结
新生动物体内，精氨酸作为功能性必需氨基酸对肠道屏障功能的发挥有重要意义。可以通过促进肠黏膜生长、增加小肠绒毛高、维持肠道通透性、抑制细菌移位等形式提高肠道机械屏障功能。精氨酸对肠道机械屏障功能的发挥与细胞内mTOR等多个信号传导通路及其代谢产物NO、多胺等有密切关系。进一步明确精氨酸对肠道屏障功能的影响及其作用机理对合理使用精氨酸、提高动物肠道功能、保障机体健康意义深远。
注：本文由亚太兴牧提供，摘自吉林农业大学学报，37(1):83~87
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