翻开健身人补剂“必吃榜”,往往会看到很多熟悉的身影。

其中的「谷氨酰胺」,派派可以给到一个夯。在大练特练后来上两勺,可以有效帮助缓解肌肉酸痛,保障免疫稳定。不仅如此,作为人体内含量最丰富的游离氨基酸,它还能修复肠道屏障、抵抗氧化,甚至也可以作为宠物强健肠胃和免疫的补剂[1]。

可随橙想呢,这样“每天都能来两勺”的谷氨酰胺,反耳可能有害?最近,一项来自四川大学华西医院国家老年疾病临床医学研究中心的研究发现[2]:谷氨酰胺不仅没有发挥抗老功效,反而因为代谢失控激活促衰的mTORC1通路,加速老化!

衰老就是原罪?

谷氨酰胺在被我们吃掉时,一定被赋予了某种期待:或是快快修复肠道屏障,或是给免疫系统注入能量,又或是把损伤的肌纤维修复完美。

当然,它确实能够做到。进入细胞后,它被GLS1(谷氨酰胺酶1)催化分解,产生谷氨酸和铵。接着,这些产物一部分进入三羧酸循环,给细胞制造能量;另一部分用于合成“抗氧化之王”谷胱甘肽。听起来全是好事!

不出意外的话意外就来了。华西医院的团队就发现:衰老细胞中,谷氨酰胺似乎走上了与年轻细胞完全不同的“歪路”——

研究者们对比了三种不同类型的衰老细胞代谢物与年轻细胞的区别。结果发现,有88种代谢物含量在衰老细胞中升高。这88种里,大部分是氨基酸,而谷氨酰胺以最优异的代谢成绩脱颖而出。

图注:衰老细胞中异常升高的代谢物,大多为氨基酸;代谢网络中,谷氨酰胺占据核心位置

负责让谷氨酰胺发挥作用的分解酶——GLS1酶的活性和表达量也出现了激增。也就是说,衰老细胞正在不停地过量消耗谷氨酰胺。

图注:衰老细胞中,谷氨酰胺酶蛋白表达量、酶活性都远超年轻细胞

细胞如此,在小鼠的体内更是如此。研究者发现,在相当于人类80多岁的老龄小鼠体内,肾脏、脾脏、特别是肌肉组织中,GLS酶的活性也同样大大增加了!

图注:在27个月大的老龄小鼠体内,肾、脾、肌肉里的酶活性均上升

虽然但是,谷氨酰胺代谢旺盛,产生的谷氨酸不就是合成谷胱甘肽的原料嘛,这不是天大的好事吗?又怎么会促衰呢?

怪来怪去,最后可能还是怪到了衰老头上。年轻的身体与衰老的身体,代谢已经天差地别。而这条歪路的岔路口,就处于马上就要合成谷胱甘肽的时候!

是的,就差临门一脚了,但被GCL酶拖了个大后腿。GCL酶是合成谷胱甘肽过程中的第一个、也是速度最慢的关键酶。但与上文的GSL酶恰恰相反,它的活性会随着衰老而断崖式下跌。如此一来,上游不断分解谷氨酰胺产生谷氨酸,下游却没法很好地利用,就造成了堆积。

好物质通通“反水”

那么,这些堆积的谷氨酸去哪儿了呢?研究者们锁定了这批代谢产物的去向:当谷氨酰胺不断分解,产物谷氨酸和那部分铵(NH4+),在一系列化学反应后,竟然在细胞内被组装成了精氨酸。

图注:谷氨酰胺分解后兵分两路,被合成为精氨酸

的确,研究者发现,在衰老小鼠和果蝇的体内,精氨酸水平真的高得离谱。

图注:自然衰老的60天果蝇、27个月大的老龄小鼠体内的精氨酸浓度都显著高于年轻组

说到这可能又有人疑惑了,精氨酸不也是好东西吗。它毕竟能用于合成一氧化氮扩张血管,保护心血管,还能促进生长激素分泌,帮助肌肉生长以及还有一些懂的都懂的功效[3]。

但再好的东西,过量了也顶不住哇。那些海量、堆积的精氨酸,也走上了歪路——激活mTORC1,也就是大名鼎鼎的促衰通路mTOR通路的蛋白(雷帕霉素主要也是抑制它发挥作用的)

而这样持续、异常的mTORC1激活,会压制细胞的自噬,让受损的蛋白质和细胞器越堆越多,促进身体各方面的衰老,形成衰老的恶性循环。

那么问题来了,阻断这种旺盛的谷氨酰胺代谢,能不能打破这个循环呢?

开流、节源…堵不如疏!

研究者对细胞的谷氨酰胺的酰胺分解展开了一番攻势,他们共用了三种方法:

⬤ 开流节源:直接让细胞吃不到谷氨酰胺(低谷氨酰胺环境)

⬤ 化学手段:使用抑制剂DON、CB-839压制谷氨酰胺酶

⬤ 釜底抽薪:直接低表达GLS1酶的基因

结果,无论用上面哪种方式干预,这些衰老细胞真的变年轻了!研究者将衰老细胞染上颜色后观察到,蓝色的衰老细胞真的少了。并且,细胞内衰老标志物p16的水平也大幅降低,其他促衰、促炎的因子Cxcl10、Tnf、Il6、Mmp9,也全都减少了。

图注:蓝色代表衰老细胞(SA-β-gal染色),加入抑制剂DON后,蓝色衰老细胞减少了,衰老核心蛋白p16也大幅降低

接着,研究者在果蝇身上观察到了更直观的效果:

这些低表达谷氨酰胺酶基因的果蝇,中位寿命从59天延长到了102天,最大寿命则是从116天延长到147天!几乎相当于多活了一辈子。

不仅寿命更长,它们的腿脚也利索了!这些果蝇爬得更高、跑得更远,肠道屏障也更加完整了

图注:敲低该基因后,果蝇的寿命红线向右推移、运动攀爬能力提升、肠道功能受损情况显著减轻

相反,如果人为地给健康的果蝇补充超大剂量的谷氨酰胺或者精氨酸,它们的寿命反而被大幅缩短。在20 mM、100 mM这两种浓度下,果蝇的寿命都出现了显著缩短,100 mM高浓度组缩短得更厉害。

图注:给年轻健康的果蝇投喂高浓度的谷氨酰胺和精氨酸,果蝇的寿命大幅缩短

老了再吃谷氨酰胺、精氨酸这些补剂,反而是促衰的?看完这个,健身人可能会觉得天塌了。不过派派要说:还没塌还没塌!

在果蝇的实验中,100 mM的氨基酸属于极高浓度,远远超出了正常的进食量。如果换算成人类,则相当于60公斤的成年人身上,人类每天额外摄入30g到50g以上的纯谷氨酰胺粉或精氨酸粉。正常人一天绝对吃不了那么多的~

所以,错不在谷氨酰胺,也不在精氨酸,而是在于年轻与衰老的代谢环境差异。

言而总之,对于一直健身,保持撸铁的年轻人来说,该补就补了;但对于身体机能开始走下坡路的老年人,尽量不去跟风补充高剂量氨基酸即可。

当然,如果我们能一直保持力量训练,或许也能把堆积的谷氨酸、精氨酸引导到真正该走的路上,去修复肌肉、加强免疫、巩固肠道~

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参考文献

[1]van Acker, B.A.C., et al., Glutamine: The Pivot of Our Nitrogen Economy? Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, 1999. 23(5S): p. S45–S48.

[2]Chen, H., et al., Hyperglutaminolysis drives senescence and aging through arginine-mTORC1 axis activation. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2026. 11(1): p. 64.

[3]McKnight, J.R., et al., Beneficial effects of l-arginine on reducing obesity: potential mechanisms and important implications for human health. Amino Acids, 2010. 39(2): p. 349–357.