摘要：精氨酸是一种半必需氨基酸，精氨酸经过代谢生成的一氧化氮（NO）对免疫系统具有重要的作用。体内体外的研究表明，精氨酸对人或动物的免疫器官和免疫细胞的生长发育和相关激素的分泌具有无法替代的作用。
          
　　在人和动物营养中，精氨酸的免疫作用对人的健康和动物的生长是不可忽视的。精氨酸是半必须的二元氨基酸，能通过尿素循环由其它氨基酸合成，但在合成代谢（幼年和受伤）或应激（败血症、创伤和氮负荷）时期，内源精氨酸是必须的，以确保动物获得理想的生长和维持体内的氮平衡。在尿素循环中，精氨酸是通过鸟氨酸转化成瓜氨酸后合成的，由于精氨酸在尿素循环中位置的特殊性，它在消除氨中毒的过程中起重要作用。瓜氨酸能替代精氨酸并促进动物生长，鸟氨酸能参与精氨酸的很多生物化学和药理学的过程，但不能替代精氨酸。为保持动物的理想生长，精氨酸参与其它氨基酸、肽（如起重要免疫作用的胸腺素、胸腺喷丁和促吞噬肽）和蛋白质（如组蛋白）的生物合成。另外，精氨酸也是高能物质磷酸肌酸的合成原料胍乙酸唯一的氨基来源。通过鸟氨酸转换，精氨酸是多胺合成的第二物质。最近的研究发现，精氨酸转换生成瓜氨酸和一氧化氮 (NO)，其中NO是最近发现的一种分子效应器和神经递质，同时，精氨酸也是一种潜在的内分泌促分泌物质，这最后两个功能主要是作为精氨酸的免疫作用。
    
　　1、精氨酸的生理生化功能
    
　　1.1 精氨酸－一氧化氮（NO）途径

　　在大多数的哺乳动物组织中，包括内皮细胞，巨噬细胞，嗜中性粒细胞，T淋巴细胞，柱状细胞，星状细胞，肾上腺组织和神经元，精氨酸通过脱氨基反应生成的NO或相似的含氮化合物，至少有两种形式的NO激活酶催化该反应，一种是结构酶，另一种是诱导酶。从化学和药理学上，内皮细胞相当于内皮释放因子，产生NO调节与内皮屏障相连的白细胞，而内皮细胞膨胀的脉管系统在受伤或感染时对免疫细胞的流量控制具有重要作用，另外，内皮细胞产生的NO也是肿瘤细胞的溶解酶。从免疫方面来说，免疫系统细胞产生的NO是乎不是很重要，但啮齿动物的巨噬细胞通过 L-精氨酸生成的NO来抑制细胞生长或细胞毒性作用以抵抗真菌、细菌和寄生虫。在代谢过程中，瓜氨酸或鸟氨酸是否能替代精氨酸，还有待进一步研究。大多数的研究表明，人类巨噬细胞发挥其细胞毒性作用独立于 L-精氨酸的氧化，仅有一个研究表明通过 L-精氨酸-NO途径对人的巨噬细胞的细胞毒性的有影响，而证明生成NO的必需辅助因子的四氢生物蝶呤不是由人类巨噬细胞合成是有困难的，为此，在人类巨噬细胞这条途径还需要证实。用牛型结核菌或短小棒状杆菌菌苗或活性γ-干扰素或脂多糖  (长时间) 为抗原接种啮齿动物，巨噬细胞由 L-精氨酸产生的NO对肿瘤细胞是细胞毒性的，星状细胞产生NO对肝细胞是有毒的，这就表明精氨酸对脓毒性体克有积极作用。NO抑制细胞增殖及它的细胞毒性作用抑制靶细胞中铁-硫酶的作用，包括顺乌头酸酶，核糖核苷酸还原酶，NADH （还原型烟酰胺二核苷酸）-辅酶 Q 氧化还原酶和琥珀酸辅酶 Q 氧化还原酶。靶细胞细胞毒性代谢的特征表现是抑制线粒体的呼吸、阻碍三羟酸循环、脱氧核糖核酸的合成和细胞间离子的损失。
    
　　在鼠的细胞毒性 T 淋巴细胞中(也称杀伤性 T 细胞) 发现活性NO合成酶。 0.04mM L-精氨酸是人类T-淋巴细胞增殖最理想的，并可被硝普酸钠 (SNP) 和 S-亚硝基乙酰青霉胺（SNAP）作为NO的外源供体来代替精氨酸，这些表明淋巴细胞的产生和对NO的应答有内分泌和旁分泌两种方式。高浓度的NO抑制淋巴细胞的增殖，在这种情况下，就由巨噬细胞调节淋巴细胞的增殖。异源的移植物浸润细胞与同源的相比产生大量的NO，这暗示NO在异基因移植排斥反应中有作用，最近证实NO在组织损伤时还能调节诱导免疫复合物的产生。

　在腺上腺和垂体的神经兴奋作用过程中，学者发现了NO合成酶的免疫反应， Bredt 等（1990）认为NO对这两个区域的激素释放有重要作用。引起内皮细胞释放NO的乙酰胆碱可使细胞间的cGMP 升高，提高了肾上腺的髓质和皮质细胞间cGMP物质的释放，如乙酰胆碱能刺激儿茶酚胺的释放。乙酰胆碱也刺激一些激素的分泌，如胰岛素、催乳激素和生长激素，可能依胆碱能和精氨酸诱导激素分泌的代谢机制均由 NO调节。
    
　　1.2 精氨酸作为内分泌促分泌物
    
　　1.2.1 胰腺激素和肾上腺激素 精氨酸能引导机体的几个部位产生激素，如胰腺、肾上腺、垂体和肝脏。精氨酸调节产生的胰腺激素包括胰高血糖素、胰腺多肽、促胃液素（胃泌素）、生长激素释放抑制激素和胰岛素。精氨酸与其它单独的十种必须氨基酸相比拥有强大的胰岛素生成活性，不管以何种给药方法 (口服、静脉注射或十二指肠内) 都相当于10 种氨基酸的总和。鸟氨酸也能引导胰岛素的分泌，胰岛素积极参与免疫反应阶段的增生，如果供给胰岛素、胆胺和硒，在没有血清的情况下也能培养淋巴细胞。精氨酸能引起肾上腺释放儿茶酚胺，而胆碱能受体在整个免疫系统中都存在，包括胸腺骨髓干细胞和淋巴细胞，这些的胆碱能刺激提高B淋巴细胞、T淋巴细胞和多功能干细胞的应答。
    
　　1.2.2 垂体激素 从免疫学观点来看，精氨酸诱导垂体释放催乳素和生长激素是最重要的。胰岛素样生长因子1(IGF-1) 水平在给精氨酸后升高，虽然从肝脏中释放的 IGF-1 可能不是由于精氨酸的直接作用的结果，但是精氨酸对生长激素的释放是很重要的。Barbul等（1984）认为催乳素是免疫应答而不是直接的免疫刺激，但是最近的研究表明，催乳素对细胞和体液免疫有直接的影响。体外研究催乳素对免疫细胞的影响所得结论不同，需要生长的牛胎儿体内血清的催乳素浓度较高；在体内，由于它的交叉反应和与生长激素的竞争性结合，单独研究催乳素的免疫作用是非常困难的。催乳素的免疫受体存在于胸腺瘤细胞、单核细胞、正常B淋巴细胞和T淋巴细胞中，用催乳素进行免疫反应时，正常鼠的淋巴细胞就会分泌调节分子。体内和体外的研究表明，催乳素的结合或分泌受抑制将改变胸腺细胞和脾细胞的发育和抑制T细胞反应。在长期应激情况下，催乳素诱导血清胸腺因子和免疫激活的产生。有体内实验表明：给鼠饲喂多巴胺增效剂抑制催乳素的产生，精氨酸增强鼠的延迟性过敏反应。多巴胺增效剂抑制催乳素的释放后，精氨酸对胸腺淋巴细胞数量总和或胸腺淋巴细胞转化无影响。因此，阻碍催乳素的分泌将消除体内一些精氨酸的免疫作用。还有研究表明，提高血清中催乳素水平可能会影响淋巴细胞的生成、催乳素的反应和体内精氨酸的部分免疫作用。
    
　　人口服或静脉注射精氨酸能明显引起成年人(10-40g)和小孩(0.5g/kg)垂体释放生长激素。鸟氨酸也能诱导生长激素的释放，与精氨酸相比虽然浓度低，但时间长。精氨酸诱导的生长激素释放不会随着年龄而消失，不像运动诱导的生长激素释放。在男性中生长激素的释放较少，用雌激素预处理后提高生长激素的释放。通过胆碱能机制，精氨酸诱导生长激素在中枢神经系统的释放，精氨酸诱导生长激素释放的机制已充分被解释，是由于抑制了垂体生长抑素的释放。

　免疫系统的单核细胞和淋巴细胞中均存在生长激素受体，生长激素提高巨噬细胞、嗜中性粒细胞和自然杀伤细胞(NK)的活性，增强细胞毒性T淋巴细胞体外的活力、体内外源凝集素诱导T细胞增殖和白细胞介素-2合成的能力。生长激素的胸腺作用包括提高胸腺内淋巴细胞的增殖、体内血清胸腺因子的产生和胸腺复原转化；生长激素还能促进伤口的愈合、减少异基因移植物排斥反应的时间和最近研究的抑制肿瘤的转移，生长激素的这些作用都能通过供给精氨酸来实现。至从在单核细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞中发现受体后，一些作用可能由胰岛素样生长因子(IGF-1)来调节，而B淋巴细胞和巨噬细胞能分泌具有IGF-1生物活性的分子；体外研究表明，IGF-1可增强自然杀伤细胞的活性、调节T淋巴细胞的活性和促进体内创伤的愈合，生长激素的很多作用可通过局部的IGF-1水平来调节。最近临床研究表明，用IGF-1水平作为精氨酸诱导生长激素的释放的指示剂比生长激素的实际水平更可靠的。最后，切除垂体后的动物的免疫反应受到严重的损伤，只要这些动物有完整的胸腺，催乳素和(或)生长激素能在这些动物中恢复免疫活性。这些表明催乳素、生长激素和IGF-1是精氨酸免疫刺激作用的一部分。
    
　　2、体外精氨酸对免疫细胞的影响

　　总的来说，精氨酸是哺乳动物细胞培育所必需的，瓜氨酸能代替精氨酸而鸟氨酸则不能，这种代替与动物需要精氨酸体内瓜氨酸代替精氨酸以获得理想生长相似。巨噬细胞在培养中需要精氨酸，不仅是为了生成NO，也是为了其它的肿瘤毒素因子的产生。另外，精氨酸的存在，巨噬细胞能抵抗单纯疱疹病毒的传染。
    
　　如果培养基中没有精氨酸，外周血液中淋巴细胞对伴刀豆凝集素A(ConA)和植物凝血素(PHA)反应的有丝分裂被减少60-80%，但没有细胞死亡；精氨酸的浓度在40-50uM间反应正常，但为了理想的有丝分裂反应，鸟氨酸不能代替精氨酸。Christie等(1981) 用一个可逆的模型α-氨基- ε-脒基乙酸（精氨酸的可逆性竞争抑制剂）抑制人外周血液淋巴细胞的PHA反应证明，淋巴细胞转化反应绝对需要精氨酸。而接种促细胞分裂剂6小时内发现精氨酸激酶的活性升高，这表明精氨酸被生成鸟氨酸以合成多胺所必需的，多胺是促细胞分裂刺激后最早被发现的物质。如果缺乏精氨酸，淋巴细胞中蛋白质和RNA 合成量绝不比DNA合成的少。Barbul(1990)体外研究表明，缺乏精氨酸使IL-2、可溶的IL-2受体和IFN-γ的产生量只有正常的65- 80%。另外，在培养基中供给超量的精氨酸提高了自然杀伤细胞的活性。在美洲商陆有丝分裂原(PWM)作抗原，用鸟氨