支链氨基酸的抗疲劳作用

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1、万方数据氨基酸和生物资源2008，30(1)：65—69Am／noAdds＆B／m'／cResources支链氨基酸的抗疲劳作用．徐运杰，方热军(湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙，410128)摘要：支链氨基酸作为必需氨基酸，不仅是合成机体蛋白质的原料，而且具有特殊的生理、生物学功能。其代谢与抗疲劳作用的机理在本文中进行了详细阐述。关键词：支链氨基酸；运动；抗疲劳；机理·中图分类号：Q516文献标识码：A文章编号：1006—8376{2008J-0065一05根据R侧链极性与电荷不同，可以将常见的20种氨基酸分成非极性氨基酸、不带电荷的

2、极性氨基酸、带正电荷的极性氨基酸和带负电荷的极性氨基酸。亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸属于非极性氨基酸，等电点分别是5．98、6．02和5．97⋯。这三种氨基酸是必需氨基酸，在畜禽体内不能合成而必须从饲料中供给。因其分子组成中都有支链而又被称为支链氨基酸(Branched—chainAminoAcids，BCAA)o大量的研究表明，支链氨基酸影响蛋白质的合成和分解[2叫，增强机体的免疫防护作用哺“J，调节母畜泌乳【9“1I，提高运动能力¨21等。现就支链氨基酸的抗疲劳作用进行概述。H也一眦巩1。00HCH3NH2圈1亮氨酸1支链氨基酸的发展历史亮氨

3、酸是Proust于1819年首先从奶酪中分离出来的，以后Braeonnot又从肌肉和羊毛的酸水解物中制得其结晶，分析出其化学结构为仅一氨基异己酸，并命名为亮氨酸(如图1)。异亮氨酸系Ehrlich·于1904年首先从甜菜糖浆中分离出来的，以后又从多种蛋白质的胰酶水解物中制得，并发现其化学组成与亮氨酸相同，但理化性质各异，确认为另一种氨基酸，并命名为异亮氨基酸(如图2)。缬氨酸是VonGroupBesanez于1856年从胰脏的浸提液中分离出来的，直到1906年才由Fisher分析出其化学结构为Ot一氨基异戊酸，并将其命名为缬氨酸(如图3)。H

4、I心H也_CHl弋00HCH3NH2图2异亮氨酸2支链氨基酸的代谢由于肝脏的BCAA转氨酶活力较低，BCAA代谢的主要场所不在肝脏，而肌肉中BCAA代谢过程中所需的限速酶支链d一酮酸脱氢酶复合物(BC复合物)，在运动过程中更易被活化，使肌肉具有很强的氧化和利用BCAA的能力[13-14]。其实，骨骼肌、肝、肾、脑组织均能代谢BCAA，但对于代谢所需的酶，肌肉内比肝脏丰富3一10倍u引。因而BCAA的主要代谢场所是肌肉，是唯一的主要在肝外组织氧化的必需氨基酸n6l。其中亮氨酸是生酮氨基酸，异收藕日期：2007—11—08作者简介：徐运杰，男(1

5、980一)在读研究生，研究方向是动物营养与饲料科学，E—mail：direnjie2008@yahoo．com．cnHI坞1H弋弋00HCH3NH2图3缬氨酸亮氨酸是生酮兼生糖氨基酸，缬氨酸是生糖氨基酸。它们分解代谢的起始阶段都有相似的步骤，转氨基、氧化脱羧和再脱氢，而后就彼此各循其分解途径进行代谢。BCAA的具体合成与分解途径如下‘163：2．1支链氨基酸的合成代谢BCAA的合成仅限于在植物和微生物中进行，其简单示意图如下：1)丙酮酸堕骜乙酰乳酸至曼a、p一二羟基异戊酸堕§仪一酮异戊酸茎§L一缬氨酸2)丙氨酸』墼a一乙酰乳酸至马a、B一二羟

6、基异戊酸堕§仅一酮异戊酸』堕骂d、B一异丙基苹果酸万方数据·66·徐运杰等：支链氨基酸的抗疲劳作用』塑仅一酮异戊酸茎§L一亮氨酸3)仅一酮丁酸堕§仅一酮一a一羟丁酸至垦仅、B一二羟一p一甲基戊酸堕§q一酮一p一甲基戊酸茎§L一异亮氨酸2．2支链氨基酸的分解代谢BCAA分解代谢是在BCAA转氨酶的作用下经可逆的转氨基作用形成相应的酮酸，再经BCAA脱氢酶催化进行不可逆的氧化脱羧，形成少一个C的脂酰CoA，再在脂酰CoA的仅、B原子之间脱氢形成双键，在双键间加水，形成B一羟酰基CoA，最后亮氨酸降解为乙酰乙酸和乙酰CoA；异亮氨酸降解为丙酰CoA

7、和乙酰CoA；缬氨酸降解为琥珀酰CoA；分别参与成糖与成酮反应，进入三羧酸循环。3支链氨基酸的抗疲劳作用原理3．1BCAA可抑制血液中色氨酸进入脑部5一羟色胺(5一HT)作为神经递质参与控制疲倦感、睡眠和行为等活动。研究表明，睡眠剥夺可导致脑内5一HT的浓度升高，使机体产生疲倦感以及行为改变¨7

8、。脑内5一HT在脑内合成，其前体是色氨酸。色氨酸通过血脑屏障时，与BCAA等竞争同一种氨基酸载体。动物试验证明，提高血中的BCAA浓度可抑制血中色氨酸进入脑内，减少5一HT的合成，从而减轻疲劳和改善精神状态与行为¨8

9、。色氨酸羟化酶(，I'PH)是催

10、化色氨酸合成5一HT的限速酶。TPHmRNA表达的增加可引起TPH活力的升高和5一HT合成的增多¨91。欧阳儒颖等(2005)用BCAA对大鼠TPHmRNA表达影响