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谷氨酰胺二肽的研究进展
发布日期:2003-01-04  来源:全球肽网  浏览次数:801
   谷氨酰胺(g1utamine,G1n)是人体内含量大、作用多的氨基酸。由于G1n单体在溶液中稳定性差、溶解度低,商品氨基酸

   谷氨酰胺(g1utamine,G1n)是人体内含量大、作用多的氨基酸。由于G1n单体在溶液中稳定性差、溶解度低,商品
氨基酸液中均不含G1n单体。含G1n的二肽可以避免G1n单体的上述缺点,作者对近年来有关G1n二肽的研究进展进行简单
综述。                 

一、 G1n单体及其二肽理化性质的比较
    G1n单体在溶液中不稳定,形成对人体有害的焦谷氨酸(pyroglutamic acidpGlu)和氨。G1n在液体中的分解速度取
决于溶液温度、PH值和离子浓度。G1n溶液28C.保存24h,pGlu浓度是配制时的10倍,—20℃保存28d,全营养混合液(
TNA)中G1n浓度仍可维持配制时的94.7%,而5℃、20℃保存同样长时间,则TNA中G1n浓度为初始浓度的91.7%和87
.0%;但作者的研究表明,G1n在5%的葡萄糖溶液中常温下保存6h,G1n含量仅为初始浓度的58%,可能是由于液体呈
酸性易于分解的缘故;—4℃条件下保存TNA 10 d,未检测到有氨的产生。将TNA的PH值调节至中性,37℃保存24h,
G1n浓度降低不足5%。但Funt等认为尽管低温保存时TNA中的G1n分解较少,但在复温时,随着温度的增加,PGlu生成
也成倍增加,即使使用前配制,也需要严格的无菌条件,而且具体实施极为困难。
    导致G1n在临床应用困难的另一原因是溶解度低,20℃.时G1n单体在水中溶解度为35g/L,为降低G1n形成pGlu和
氨的危险性,临床应用G1n时浓度不超过1.0%—1.5%,而提供生理剂量的G1n(20—57g),会增加机体水负荷,某些患
者(如心衰、肾衰患者)不能耐受如此大的水负荷。                 
    甘氨酰谷氨酰胺(G1y—G1n)和丙氨酰谷氨酰胺(A1a—G1n)是两种常用的人工合成的含G1n二肽,其纯度可达100%,
在水溶液中溶解度高,20℃时G1y—G1n和A1a—G1n在水中溶解度分别为154g/L、586g/L,能耐受高温消毒,常温下2年
仍保持稳定,加入到TNA中也不影响G1n二肽的稳定性。

二、G1n二肽的体内代谢
    健康志愿者静脉注射A1a—G1n(130mg/kg), 血液中A1a—G1n半衰期为( 3.80±0.05)minE41。持续静脉输注含A1
a—G1n(24mg·kg-1·h-1)的TNA,血浆G1n浓度增加33.4%,而A1a—G1n浓度极低(小于50umol/L),尿液中丢失的A1a
—G1n不足给予量的1%,表明输注的A1a—G1n几乎全部水解成游离氨基酸而被迅速利用。G1y—G1n在人体的代谢与A1a
—G1n相似,但G1y—G1n半衰期(7.40±0.20)min长于A1a—G1n,血浆清除率也较A1a·G1n低[G1v—G1n为(527±14)m1
/min;A1a—G1n为(1595±124)ml/minl。随着二肽浓度的增加,血浆水解二肽的速度也增加。大鼠体内G1y—G1n和A1
a-G1n的半衰期分别为(3.10±0.80)和(0.70±0.10)min,表明G1n二肽在大鼠体内代谢较人更为迅速。如果一种二肤
的半衰期较长,则以二肽完整形式进入到组织中的机会也增加,自尿液中排泄的二肽也随之增多。
    动物实验和临床研究均证实静脉给予的G1n二肽自血浆中迅速消失,随之而来的问题是哪一个器官参与G1n二肽代谢。
在狗及人体内各器官清除Gly-G1n所起作用的顺序为:肾脏、内脏、骨骼肌。肝、肾、肠道和骨骼肌可清除血浆中的G1y
—G1n达90%,而清除A1a—G1n仅60%表明其他组织或器官也参与G1n二肽的水解,但脑组织并不参与G1n二肽的代谢。

三、 G1n与G1n二肽作用比较
    为比较A1a—G1n及游离丙氨酸(A1a)和G1n对人体代谢的影响,给健康志愿者输注A1a—G1n(0.10mmol·kg-1·h-1)
及游离的A1a和G1n,结果表明内脏、肾脏和肌肉的G1n平衡相同。Jiang等比较了A1a—G1n、G1y—G1n及G1n单体在狗和
大鼠营养支持中的作用,尽管A1a—G1n、G1y—G1n的代谢有差异,但输注含等量G1n的A1a—G1n、G1y—G1n均可以提高
血浆G1n浓度,动静脉血G1n浓度差相近[A1a—G1n为 (52.3±8.7) umol/L;G1y—G1n为(61.9±16.4)umol/L]。
大鼠小肠切除50%后应用G1n或A1a—G1n7d,结果证实A1a—G1n和G1n均可以增加小肠粘膜厚度、绒毛高度和面积,改善
氮平衡。肠粘膜细胞主要以G1n做为能源,SchhePach等采用体外细胞培养的方法比较A1a—G1n和G1n对小肠及结肠粘膜
细胞离体培养生长的影响,2%的G1n或A1a—G1n均可刺激小肠及结肠粘膜隐窝上皮细胞的增生,作用相似。最近Mati11
a等比较了G1n单体和A1a—G1n在抗氧化作用方面的区别,结果证实全肠外营养(TPN)时补充A1a—G1n较G1n单体有更好的
防护氧自由基的作用,但对肝脏抗氧化作用两者之间无区别。G1n单体对淋巴细胞增殖的作用早有研究,近来Kohler等
采用体外研究的方法,G1y·G1n的浓度为o.01mmol/L时即可刺激淋巴细胞增殖,增力G1y-G1n浓度至0.4mmol/L(生
理浓度)以上时并不增加其作用。

四、 谷氨酰胺二肽的临床应用
    1. 在健康人中的应用:1987年A1bes等首次在健康志愿者中应用A1a—G1n,并对A1a—G1n代谢动力学进行了研究,
健康志愿者1次(5s内)静脉注射A1a—G1n130mg/kg,血液中A1a·G1n半衰期为(3.80±0.05)min;静脉连续输注A1a—
G1n或G1y—G1n无任何副作用,尿液中G1n二肽丢失甚少,不足给予量的1%,血液中浓度极低(小于50umol/L)。饥饿患
者输入A1a—G1n或G1y—G1n可以提高血浆G1n、A1a或G1y浓度,增加内脏对G1n的利用。实验结果表明,G1y—G1n不能通
过大脑屏障被水解或摄取,大脑是惟一不能自血浆中清除Gly-G1n的器官。
    2. 在临床患者中的应用:1986年Stchle等首次在创伤患者中应用G1n二肽发现,AIa—G1n能维持血浆和细胞内G1n
浓度,改善氮平衡,累积氮平衡明显高于不用G1n组患者,血浆及骨骼肌中测不到AIa—G1n,输注A1a—GIn强化的TPN末
见任何副作用。国内蒋朱明等研究了A1a—GIn在腹部手术患者中的应用,结果表明,AIa—G1n能降低肠道通透性(乳果糖
/甘露醇比值0.132+/—0.081vs0.097+/—0.063),提高氮平衡;TPN支持6d后,应用A1a—G1n组患者累积氮平衡明
显优于不应用Ala—G1n组患者(144十/一145mg/kg vs 一5十/一162mg/kg)。近10年来Gln二肤在创伤、感染、危重患
者、骨髓移植和小肠移植多种疾病的治疗中证实了其多种作用。其作用包括维持骨骼肌G1n浓度、改善氮平衡、促进蛋白
合成、避免创伤导致的肠粘膜萎缩、减轻化疗导致的肠粘膜炎、促进血液患者的体重增加、缩短住院时间、减少促炎细
胞因子(IL—6、IL—8、TNF)的释放、增加抗炎细胞因子(IL—10)的表达、增加淋巴细胞增殖、改善骨髓移植患者肝功能
、增加免疫力。
    3. GIn或G1n二肽应用剂量:分解代谢时肠道对G1n需要量增加,70kg体重的人每日肠道需要G1n10-14g,肾脏需要
约4g,故每日提供14—20g(0.2—0.3g·kg—1·d—1)G1n能满足无应激代谢患者对G1n的需要。而在创伤、感染时提供
同样剂量的G1n并不能明显改善机体代谢。中等手术患者每日提供20g A1a—G1n(相当于13g G1n)可消除创伤导致的 骨
骼肌G1n的消耗,改善氮平衡;而多发性创伤患者提供同等剂量的AIa—GIn对骨骼肌细胞内GIn浓度无影响。骨髓移植患
者每日提供20g A1a—G1n不能达到节氮作用,而将GIn剂量增大至40 g则可以改善氮平衡,降低感染率,减少住院时间。
近来Weingartmann等报道严重多发性创伤患者应用不同剂量GIy。GIn的效果,3组患者分别给予GIv—GIn0.28、0.45
、0.57g·kg-1·d-1’(相当于GIn0.4g·kg-1·d-1),结果表明提高GIy—GIn无任何副作用,只有当GIv—GIn剂量达
到0.57g·kg-1,·d-1时才能维持患者血浆G1n浓度。
    4. 器官功能不全对G1n应用的影响:在创伤、感染及多器官功能障碍患者行TPN支持时,特别需要补充G1n或GIn二
肽,器官功能障碍时是否影响GIn二肽的代谢目前尚不完全清楚。由于,肾脏是GIn二肽代谢的主要器官,因此,在肾功
能障碍或衰竭时可能应限制GIn二肽的使用。但在动物实验研究时,切除小肠或肾脏不影响G1n二肽的代谢。由于每个器
官在参加AIa—G1n和GIv—G1n代谢中所起作用不同,也决定了在不同器官功能障碍时要有选择性地使用A1a—G1n或G1y
—G1n。由于肝功能障碍患者给予G1n二肽或G1n时,有可能出现氮质血症,因此,Furst等N建议在血尿素氮大于或等于2
5mmol/L和总胆红素大于或等于175mmol/L时,不要用含G1n的肠内、肠外营养。在器官功能不全时是否应用G1n,如何应
用G1n,目前尚缺乏这方面令人信服的研究成果。G1n是一种条件必需氨基酸,在创伤、感染、肠功能障碍及免疫缺陷综
合征患者,应用GIn证实了其有效性。由于G1n二肽在液体中稳定性好和溶解度大,使得G1n二肽能够在临床营养支持中得
到更为广泛的应用。进入新世纪后,G1n二肽的研究是营养支持研究领域重点研究方向之一,应促进其在更多患者中应用。

2003.3.3摘自.中华胃肠外科杂志2002年9月第5卷第3期
 

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