氨基酸的生理功能
氨基酸通過肽鍵連接起來成為肽與蛋白質。氨基酸、肽與蛋白質均是有機生命體組織細胞的基本組成成分，對生命活動發揮著舉足輕重的作用。
某些氨基酸除可形成蛋白質外，還參與壹些特殊的代謝反應，表現出某些重要特性。
（1） 賴氨酸
賴氨酸為堿性必需氨基酸。由於谷物食品中的賴氨酸含量甚低，且在加工過程中易被破壞而缺乏，故稱為第壹限制性氨基酸。
賴氨酸可以調節人體代謝平衡。賴氨酸為合成肉堿提供結構組分，而肉堿會促使細胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的賴氨酸，可以刺激胃蛋白酶與胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增進食欲、促進幼兒生長與發育的作用。賴氨酸還能提高鈣的吸收及其在體內的積累，加速骨骼生長。如缺乏賴氨酸，會造成胃液分沁不足而出現厭食、營養性貧血，致使中樞神經受阻、發育不良。
賴氨酸在醫藥上還可作為利尿劑的輔助藥物，治療因血中氯化物減少而引起的鉛中毒現象，還可與酸性藥物（如水楊酸等）生成鹽來減輕不良反應，與蛋氨酸合用則可抑制重癥高血壓病。
單純性皰疹病毒是引起唇皰疹、熱病性皰疹與生殖器皰疹的原因，而其近屬帶狀皰疹病毒是水痘、帶狀皰疹和傳染性單核細胞增生癥的致病者。印第安波波利斯Lilly研究室在1979年發表的研究表明，補充賴氨酸能加速皰疹感染的康復並抑制其復發。
長期服用賴氨酸可拮抗另壹個氨基酸――精氨酸，而精氨酸能促進皰疹病毒的生長。
（2） 蛋氨酸
蛋氨酸是含硫必需氨基酸，與生物體內各種含硫化合物的代謝密切相關。當缺乏蛋氨酸時，會引起食欲減退、生長減緩或不增加體重、腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現象，最後導致肝壞死或纖維化。
蛋氨酸還可利用其所帶的甲基，對有毒物或藥物進行甲基化而起到解毒的作用。因此，蛋氨酸可用於防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝臟疾病，也可用於緩解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物質的毒性反應。
（3） 色氨酸
色氨酸可轉化生成人體大腦中的壹種重要神經傳遞物質――5–羥色胺，而5–羥色胺有中和腎上腺素與去甲腎上腺素的作用，並可改善睡眠的持續時間。當動物大腦中的5–羥色胺含量降低時，表現出異常的行為，出現神經錯亂的幻覺以及失眠等。此外，5–羥色胺有很強的血管收縮作用，可存在於許多組織，包括血小板和腸粘膜細胞中，受傷後的機體會通過釋放5–羥色胺來止血。醫藥上常將色氨酸用作抗悶劑、抗痙攣劑、胃分泌調節劑、胃粘膜保護劑和強抗昏迷劑等。
（4） 纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和蘇氨酸
纈氨酸、亮氨酸與異亮氨酸均屬支鏈氨基酸，同時都是必需氨基酸。當纈氨酸不足時，大鼠中樞神經系統功能會發生紊亂，***濟失調而出現四肢震顫。通過解剖切片腦組織，發現有紅核細胞變性現象，晚期肝硬化病人因肝功能損害，易形成高胰島素血癥，致使血中支鏈氨基酸減少，支鏈氨基酸和芳香族氨基酸的比值由正常人的3.0~3.5降至1.0~1.5，故常用纈氨酸等支鏈氨基酸的註射液治療肝功能衰竭等疾病。此外，它也可作為加快創傷愈合的治療劑。
亮氨酸可用於診斷和治療小兒的突發性高血糖癥，也可用作頭暈治療劑及營養滋補劑。異亮氨酸能治療神經障礙、食欲減退和貧血，在肌肉蛋白質代謝中也極為重要。
蘇氨酸是必需氨基酸之壹，參與脂肪代謝，缺乏蘇氨酸時出現肝脂肪病變。
（5） 天冬氨酸、天冬酰胺
天冬氨酸通過脫氨生成草酰乙酸而促進三羧酸循環，故是三羧酸循環中的重要成分。天冬氨酸也與鳥氨酸循環密切相關，擔負著使血液中的氨轉變為尿素排泄出去的部分工作。同時，天冬氨酸還是合成乳清酸等核酸前體物質的原料。
通常將天冬氨酸制成鈣、鎂、鉀或鐵等的鹽類後使用。因為這些金屬在與天冬氨酸結合後，能通過主動運輸途徑透過細胞膜進入細胞內發揮作用。天冬氨酸鉀鹽與鎂鹽的混合物，主要用於消除疲勞，臨床上用來治療心臟病、肝病、糖尿病等疾病。天冬氨酸鉀鹽可用於治療低鉀癥，鐵鹽可治療貧血。
不同癌細胞的增殖需要消耗大量某種特定的氨基酸。尋找這種氨基酸的類似物――代謝拮抗劑，被認為是治療癌癥的壹種有效手段。天冬酰胺酶能阻止需要天冬酰胺的癌細胞（白血病）的增殖。天冬酰胺的類似物S–氨甲酰基–半胱氨酸經動物試驗對抗白血病有明顯的效果。目前已試制的氨基酸類抗癌物有10多種，如N–乙酰–L–苯丙氨酸、N–乙酰–L–纈氨酸等，其中有的對癌細胞的抑制率可高達95％以上。
（6） 胱氨酸、半胱氨酸
胱氨酸及半胱氨酸是含硫的非必需氨基酸，可降低人體對蛋氨酸的需要量。胱氨酸是形成皮膚不可缺少的物質，能加速燒傷傷口的康復及放射性損傷的化學保護，刺激紅、白細胞的增加。
半胱氨酸所帶的巰基（－SH）具有許多生理作用，可緩解有毒物或有毒藥物（酚、苯、萘、氰離子）的中毒程度，對放射線也有防治效果。半胱氨酸的衍生物N–乙酰–L–半胱氨酸，由於巰基的作用，具有降低粘度的效果，可作為粘液溶解劑，用於防治支氣管炎等咳痰的排出困難。此外，半胱氨酸能促進毛發的生長，可用於治療禿發癥。其他衍生物，如L–半胱氨酸甲酯鹽酸鹽可用於治療支氣管炎、鼻粘膜滲出性發炎等。
（7） 甘氨酸
甘氨酸是最簡單的氨基酸，它可由絲氨酸失去壹個碳而生成。甘氨酸參與嘌呤類、卟啉類、肌酸和乙醛酸的合成，乙醛酸因其氧化產生草酸而促使遺傳病草酸尿的發生。此外，甘氨酸可與種類繁多的物質結合，使之由膽汁或尿中排出。此外，甘氨酸可提供非必需氨基酸的氮源，改進氨基酸註射液在體內的耐受性。將甘氨酸與谷氨酸、丙氨酸壹起使用，對防治前列腺肥大並發癥、排尿障礙、頻尿、殘尿等癥狀頗有效果。
（8） 組氨酸
組氨酸對成人為非必需氨酸，但對幼兒卻為必需氨基酸。在慢性尿毒癥患者的膳食中添加少量的組氨酸，氨基酸結合進入血紅蛋白的速度增加，腎原性貧血減輕，所以組氨酸也是尿毒癥患者的必需氨基酸。
組氨酸的咪唑基能與Fe2+或其他金屬離子形成配位化合物，促進鐵的吸收，因而可用於防治貧血。組氨酸能降低胃液酸度，緩和胃腸手術的疼痛，減輕妊娠期嘔吐及胃部灼熱感，抑制由植物神經緊張而引起的消化道潰爛，對過敏性疾病，如哮喘等也有功效。此外，組氨酸可擴張血管，降低血壓，臨床上用於心絞痛、心功能不全等疾病的治療。類風濕性關節炎患者血中組氨酸含量顯著減少，使用組氨酸後發現其握力、走路與血沈等指標均有好轉。
在組氨酸脫羧酶的作用下，組氨酸脫羧形成組胺。組胺具有很強的血管舒張作用，並與多種變態反應及發炎有關。此外，組胺會刺激胃蛋白酶與胃酸。
（9） 谷氨酸
谷氨酸、天冬氨酸具有興奮性遞質作用，它們是哺乳動物中樞神經系統中含量最高的氨基酸，其興奮作用僅限於中樞。當谷氨酸含量達9％時，只要增加10–15mol的谷氨酸就可對皮層神經元產生興奮性影響。因此，谷氨酸對改進和維持腦功能必不可少。
谷氨酸經谷氨酸脫羧酶的脫羧作用而形成γ–氨基丁酸，後者是存在於腦組織中的壹種具有抑制中樞神經興奮作用的物質，當γ–氨基丁酸含量降低時，會影響細胞代謝與細胞功能。
谷氨酸的多種衍生物，如二甲基氨乙醇乙酰谷氨酸，臨床上用於治療因大腦血管障礙而引起的運動障礙、記憶障礙和腦炎等。γ–氨基丁酸對記憶障礙、言語障礙、麻痹和高血壓等有效，γ–氨基β–羥基丁酸對局部麻痹、記憶障礙、言語障礙、本能性腎性高血壓、羊癲瘋和精神發育遲緩等有效。
谷氨酸與天冬氨酸壹樣，也與三羧酸循環有密切的關系，可用於治療肝昏迷等癥。谷氨酸的酰胺衍生物――谷氨酰胺，對胃潰瘍有明顯的效果，其原因是谷氨酰胺的氨基轉移到葡萄糖上，生成消化器粘膜上皮組織粘蛋白的組成成分葡萄糖胺。
（10） 絲氨酸、丙氨酸與脯氨酸
絲氨酸是合成嘌呤、胸腺嘧澱與膽堿的前體，丙氨酸對體內蛋白質合成過程起重要作用，它在體內代謝時通過脫氨生成酮酸，按照葡萄糖代謝途徑生成糖。脯氨酸分子中吡咯環在結構上與血紅蛋白密切相關。羥脯氨酸是膠原的組成成分之壹。體內脯氨酸、羥脯氨酸濃度不平衡會造成牙齒、骨骼中的軟骨及韌帶組織的韌性減弱。脯氨酸衍生物和利尿劑配合，具有抗高血壓作用。
牛 磺 酸
牛磺酸是牛黃的組成成分。
牛磺酸普遍存在於動物乳汁、腦與心臟中，在肌肉中含量最高，以遊離形式存在，不參與蛋白質代謝。植物中僅存在藻類，高等植物中尚未發現。體內牛磺酸是由半胱氨酸代謝而來的。
牛磺酸的缺乏會影響到生長、視力、心臟與腦的正常生長。
被細菌感染的病人，由於細菌的大量繁殖消耗了體內的牛磺酸，也會形成牛磺酸缺乏，發生眼底視網膜電流圖的變化，而補充牛磺酸後會使眼底的病變好轉由於人類只能有限地合成牛磺酸，因此膳食中的牛磺酸就顯得非常重要。
奶制品中牛磺酸的含量很低。禽類中，黑色禽肉的牛磺酸含量要比白色肉的高。海產品與禽、畜類比較，以海產品中的牛磺酸含量最高，如牡蠣、蛤蜊與淡菜中牛磺酸可高達400mg/100g以上，同時加熱烹調對其牛磺酸的含量沒有什麽影響。日常的各種食物，包括谷物、水果和蔬菜等，都不含牛磺酸。
精 氨 酸
（壹） 精氨酸是鳥氨酸循環中的壹個組成成分，具有極其重要的生理功能。多吃精氨酸，可以增加肝臟中精氨酸酶的活性，有助於將血液中的氨轉變為尿素而排泄出去。所以，精氨酸對高氨血癥、肝臟機能障礙等疾病頗有效果。
精氨酸是壹種雙基氨基酸，對成人來說雖然不是必需氨基酸，但在有些情況如機體發育不成熟或在嚴重應激條件下，如果缺乏精氨酸，機體便不能維持正氮平衡與正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸會導致血氨過高，甚至昏迷。嬰兒若先天性缺乏尿素循環的某些酶，精氨酸對其也是必需的，否則不能維持其正常的生長與發育。
精氨酸的重要代謝功能是促進傷口的愈合作用，它可促進膠原組織的合成，故能修復傷口。在傷口分泌液中可觀察到精氨酸酶活性的升高，這也表明傷口附近的精氨酸需要量大增。精氨酸能促進傷口周圍的微循環而促使傷口早日痊愈。
精氨酸的免疫調節功能，可防止胸腺的退化（尤其是受傷後的退化），補充精氨酸能增加胸腺的重量，促進胸腺中淋巴細胞的生長。
補充精氨酸還能減少患腫瘤動物的體積，降低腫瘤的轉移率，提高動物的活存時間與存活率。
在免疫系統中，除淋巴細胞外，吞噬細胞的活力也與精氨酸有關。加入精氨酸後，可活化其酶系統，使之更能殺死腫瘤細胞或細菌等靶細胞。
鄭建仙博士，華南理工大學教授
氨基酸與人類健康
氨基酸是構成生物體蛋白質並同生命活動有關的最基本的物質，是在生物體內構成蛋白質分子的基本單位，與生物的生命活動有著密切的關系。它在抗體內具有特殊的生理功能，是生物體內不可缺少的營養成分之壹。
壹、構成人體的基本物質，是生命的物質基礎
1．構成人體的最基本物質之壹
構成人體的最基本的物質，有蛋白質、脂類、碳水化合物、無機鹽、維生素、水和食物纖維等。
作為構成蛋白質分子的基本單位的氨基酸，無疑是構成人體內最基本物質之壹。
構成人體的氨基酸有20多種，它們是：色氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、賴氨酸、組氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、酪氨酸、3.5.二碘酪氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、精氨酸、瓜氨酸、烏氨酸等。這些氨基酸存在於自然界中，在植物體內都能合成，而人體不能全部合成。其中8種是人體不能合成的，必需由食物中提供，叫做“必需氨基酸”。這8種必需氨基酸是：色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸。其他則是“非必需氨基酸”。組氨酸能在人體內合成，但其合成速度不能滿足身體需要，有人也把它列為“必需氨基酸”。胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸長期缺乏可能引起生理功能障礙，而列為“半必需氨基酸”，因為它們在體內雖能合成，但其合成原料是必需氨基酸，而且胱氨酸可取代80%～90%的蛋氨酸，酪氨酸可替代70%～75%的苯丙氨酸，起到必需氨基酸的作用，上述把氨基酸分為“必需氨基酸”、“半必需氨基酸”和“非必需氨基酸”3類，是按其營養功能來劃分的；如按其在體內代謝途徑可分為“成酮氨基酸”和“成糖氨基酸”；按其化學性質又可分為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸，大多數氨基酸屬於中性。
2．生命代謝的物質基礎
生命的產生、存在和消亡，無壹不與蛋白質有關，正如恩格斯所說：“蛋白質是生命的物質基礎，生命是蛋白質存在的壹種形式。”如果人體內缺少蛋白質，輕者體質下降，發育遲緩，抵抗力減弱，貧血乏力，重者形成水腫，甚至危及生命。壹旦失去了蛋白質，生命也就不復存在，故有人稱蛋白質為“生命的載體”。可以說，它是生命的第壹要素。
蛋白質的基本單位是氨基酸。如果人體缺乏任何壹種必需氨基酸，就可導致生理功能異常，影響抗體代謝的正常進行，最後導致疾病。同樣，如果人體內缺乏某些非必需氨基酸，會產生抗體代謝障礙。精氨酸和瓜氨酸對形成尿素十分重要；胱氨酸攝入不足就會引起胰島素減少，血糖升高。又如創傷後胱氨酸和精氨酸的需要量大增，如缺乏，即使熱能充足仍不能順利合成蛋白質。總之，氨基酸在人體內通過代謝可以發揮下列壹些作用：①合成組織蛋白質；②變成酸、激素、抗體、肌酸等含氨物質；③轉變為碳水化合物和脂肪；④氧化成二氧化碳和水及尿素，產生能量。因此，氨基酸在人體中的存在，不僅提供了合成蛋白質的重要原料，而且對於促進生長，進行正常代謝、維持生命提供了物質基礎。如果人體缺乏或減少其中某壹種，人體的正常生命代謝就會受到障礙，甚至導致各種疾病的發生或生命活動終止。由此可見，氨基酸在人體生命活動中顯得多麽需要。
二、在食物營養中的地位和作用
人類為了生存必需攝取食物，以維持抗體正常的生理、生化、免疫機能，以及生長發育、新陳代謝等生命活動，食物在體內經過消化、吸收、代謝，促進抗體生長發育、益智健體、抗衰防病、延年益壽的綜合過程稱為營養。食物中的有效成分稱為營養素。
作為構成人體的最基本的物質的蛋白質、脂類、碳水化合物、無機鹽（即礦物質，含常量元素和微量元素）、維生素、水和食物纖維，也是人體所需要的營養素。它們在機體內具有各自獨特的營養功能，但在代謝過程中又密切聯系，***同參加、推動和調節生命活動。機體通過食物與外界聯系，保持內在環境的相對恒定，並完成內外環境的統壹與平衡。
氨基酸在這些營養素中起什麽作用呢？
1．蛋白質在機體內的消化和吸收是通過氨基酸來完成的
作為機體內第壹營養要素的蛋白質，它在食物營養中的作用是顯而易見的，但它在人體內並不能直接被利用，而是通過變成氨基酸小分子後被利用的。即它在人體的胃腸道內並不直接被人體所吸收，而是在胃腸道中經過多種消化酶的作用，將高分子蛋白質分解為低分子的多肽或氨基酸後，在小腸內被吸收，沿著肝門靜脈進入肝臟。壹部分氨基酸在肝臟內進行分解或合成蛋白質；另壹部分氨基酸繼續隨血液分布到各個組織器官，任其選用，合成各種特異性的組織蛋白質。在正常情況下，氨基酸進入血液中與其輸出速度幾乎相等，所以正常人血液中氨基酸含量相當恒定。如以氨基氮計，每百毫升血漿中含量為4～6毫克，每百毫升血球中含量為6.5～9.6毫克。飽餐蛋白質後，大量氨基酸被吸收，血中氨基酸水平暫時升高，經過6～7小時後，含量又恢復正常。說明體內氨基酸代謝處於動態平衡，以血液氨基酸為其平衡樞紐，肝臟是血液氨基酸的重要調節器。因此，食物蛋白質經消化分解為氨基酸後被人體所吸收，抗體利用這些氨基酸再合成自身的蛋白質。人體對蛋白質的需要實際上是對氨基酸的需要。
2．起氮平衡作用
當每日膳食中蛋白質的質和量適宜時，攝入的氮量由糞、尿和皮膚排出的氮量相等，稱之為氮的總平衡。實際上是蛋白質和氨基酸之間不斷合成與分解之間的平衡。正常人每日食進的蛋白質應保持在壹定範圍內，突然增減食入量時，機體尚能調節蛋白質的代謝量維持氮平衡。食入過量蛋白質，超出機體調節能力，平衡機制就會被破壞。完全不吃蛋白質，體內組織蛋白依然分解，持續出現負氮平衡，如不及時采取措施糾正，終將導致抗體死亡。
3．轉變為糖或脂肪
氨基酸分解代謝所產生的a－酮酸，隨著不同特性，循糖或脂的代謝途徑進行代謝。a－酮酸可再合成新的氨基酸，或轉變為糖或脂肪，或進入三羧循環氧化分解成CO2和H2O，並放出能量。
4．參與構成酶、激素、部分維生素
酶的化學本質是蛋白質（氨基酸分子構成），如澱粉酶、胃蛋白酶、膽堿脂酶、碳酸酐酶、轉氨酶等。含氮激素的成分是蛋白質或其衍生物，如生長激素、促甲狀腺激素、腎上腺素、胰島素、促腸液激素等。有的維生素是由氨基酸轉變或與蛋白質結合存在。酶、激素、維生素在調節生理機能、催化代謝過程中起著十分重要的作用。
5．人體必需氨基酸的需要量
成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質需要量的20%，——37%。
三、在醫療中的應用
氨基酸在醫藥上主要用來制備復方氨基酸輸液，也用作治療藥物和用於合成多肽藥物。目前用作藥物的氨基酸有壹百幾十種，其中包括構成蛋白質的氨基酸有20種和構成非蛋白質的氨基酸有100多種。
由多種氨基酸組成的復方制劑在現代靜脈營養輸液以及“要素飲食”療法中占有非常重要的地位，對維持危重病人的營養，搶救患者生命起積極作用，成為現代醫療中不可少的醫藥品種之壹。
谷氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、L－多巴等氨基酸單獨作用治療壹些疾病，主要用於治療肝病疾病、消化道疾病、腦病、心血管病、呼吸道疾病以及用於提高肌肉活力、兒科營養和解毒等。此外氨基酸衍生物在癌癥治療上出現了希望。
四、與衰老的關系
老年人如果體內缺乏蛋白質分解較多而合成減慢。因此壹般來說，老年人比青壯年需要蛋白質數量多，而且對蛋氨酸、賴氨酸的需求量也高於青壯年。60歲以上老人每天應攝入70克左右的蛋白質， 而且要求蛋白質所含必需氨基酸種類齊全且配比適當的，這樣優質蛋白，延年益壽。