综述:甘氨酸作为条件必需氨基酸及其与L-丝氨酸的关系

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Metabolism 10.9

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  这篇综述系统阐述了甘氨酸(Gly)在代谢网络中的核心地位,提出其作为条件必需氨基酸(CEAA)的临床意义。文章通过解析甘氨酸与L-丝氨酸(L-Ser)通过丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)的双向转化机制,揭示了二者在核苷酸合成、一碳单位(CH2 -THF)代谢、谷胱甘肽(GSH)生成等关键通路中的协同作用,特别关注妊娠晚期、糖尿病和代谢综合征等病理状态下联合补充的潜在价值。

  

甘氨酸代谢网络与生理功能
作为最小的蛋白源性氨基酸,甘氨酸在胶原(占氨基酸含量30%)、谷胱甘肽(γ-Glu-Cys-Gly)和血红素合成中不可或缺。其代谢呈现双向流动特征:既可通过甘氨酸裂解系统(GCS)生成CH2
-THF和氨,又能与L-丝氨酸经SHMT相互转化。这种动态平衡使得甘氨酸缺乏常伴随L-丝氨酸水平下降,导致一碳单位供应不足和甲基化反应受损。

条件必需性的临床证据
稳定同位素示踪显示,成人每日甘氨酸通量约60克,其中76%依赖内源性合成。在妊娠晚期,胎盘SHMT活性不足导致母体甘氨酸合成减少,胎儿发育受限;糖尿病状态下,3-磷酸甘油酸供应不足会抑制L-丝氨酸生成,进而限制甘氨酸合成。尿中5-氧脯氨酸(5-OP)作为甘氨酸缺乏的生物标志物,在低蛋白饮食和营养不良儿童中显著升高。

联合补充的代谢优势
单独补充甘氨酸可能导致其经SHMT过度转化为L-丝氨酸,消耗珍贵的CH2
-THF储备。动物实验表明,甘氨酸与L-丝氨酸联合干预可避免该问题,同时改善糖尿病模型中的谷胱甘肽水平和脂肪肝病变。在代谢综合征患者中,甘氨酸通过激活甘氨酸受体(GlyR)降低炎性因子TNF-α,并作为葡萄糖清除剂减少蛋白糖基化损伤。

治疗潜力与安全性
临床前研究证实,甘氨酸对缺血再灌注损伤具有显著保护作用,其机制涉及抑制钙内流和氧化应激。每日3-5克的补充剂量在改善睡眠质量和精神分裂症辅助治疗中显示安全性,但需警惕肝功能异常患者的氨中毒风险。未来研究需重点探索甘氨酸与L-丝氨酸的最佳配比,以优化其在营养干预和疾病治疗中的应用策略。

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