如何減少厚壁菌

谷氨醯胺是我們體內含量最豐富的氨基酸，它對腸道的健康和功能也起著重要作用。實際上，大量研究表明，谷氨醯胺以兩種重要方式影響我們的腸道健康：一種是透過其對腸道屏障的影響，其次是透過其對腸道菌群的影響！讓我們來看看這種令人敬畏的氨基酸如何透過這兩條途徑發揮其魔力。

谷氨醯胺和腸道屏障

腸道屏障由一層緊密連線的細胞組成，位於腸道內壁，充當外部世界（我們的消化道，技術上是一條在我們身體“外部”執行的管子！）和我們的內部環境（內部環境）之間的屏障。我們的身體）。當這個屏障正常運作時，它可以防止外來抗原、病原體和細菌毒素進入我們的系統，同時還選擇性地允許必需的營養物質和水過濾。當這個障礙

不是

正常運作（如腸漏的情況），蛋白質碎片、內毒素、廢物、病原體和其他有害物質會離開腸道並進入迴圈。在這種情況下，腸道中的免疫細胞會對外來入侵者發起攻擊，導致一連串的免疫反應和持續的炎症。簡而言之，腸道屏障功能對於保持我們的健康至關重要，當它處於受損狀態時，我們也是如此！

那麼，谷氨醯胺在哪裡發揮作用？

一方面，谷氨醯胺是腸道內壁細胞的首選燃料來源。事實上，腸黏膜使用了人體總谷氨醯胺的30%左右，每天需要超過15克！

我們的腸道實際上與我們體內的其他組織競爭使用我們食物和我們身體氨基酸庫中的谷氨醯胺！谷氨醯胺是這些腸細胞生長和分化（成熟）所必需的，它透過啟用絲裂原活化蛋白激酶（MAPK；協調細胞增殖和分化）和增強生長因子（如表皮生長）的作用來實現因子、轉化生長因子-α 和胰島素樣生長因子-I）。

體外

研究表明，如果沒有足夠的谷氨醯胺，兩種型別的上皮細胞（caco-2，一種廣泛用於研究緊密連線的人類上皮結腸癌細胞系，我曾經在我的細胞中用於細胞培養研究）生物學研究天數和 IEC-6） 表現出放緩的增長。

同樣，谷氨醯胺補充劑已被證明可以減少潰瘍性結腸炎模型中的粘膜萎縮並減少氧化損傷，因為它在支援腸上皮細胞生長方面的作用！

其次，谷氨醯胺調節緊密連線蛋白的表達，緊密連線蛋白將上皮細胞緊密連線在一起以形成腸道屏障。實驗表明，谷氨醯胺剝奪會降低幾種不同的緊密連線蛋白（包括 claudin-1、ZO-1 和 occludin，我曾經研究過所有這些蛋白）的表達，所以寫這篇文章就帶回了過去幾個小時的記憶。共聚焦顯微鏡套件），顯著增加上皮細胞通透性（AKA 漏腸），並導致絨毛萎縮（當腸絨毛被侵蝕掉，就像在乳糜瀉中發生的那樣）。而且，向缺乏谷氨醯胺的細胞中新增谷氨醯胺已被證明可以改善屏障功能，增加 ZO-1 和 occludin 蛋白的表達（表明形成更緊密的連線），並防止化學誘導的緊密連線及其滲透性的破壞。使用 caco-2 細胞的研究表明，缺乏谷氨醯胺會導致更大的細菌易位。

儘管尚未完全瞭解其機制，但谷氨醯胺似乎會影響與不同緊密連線成分相關的訊號通路，包括透過磷脂醯肌醇 3-激酶 （PI3K）/Akt 通路調節緊密連線蛋白的磷酸化狀態。最重要的是，谷氨醯胺可能有助於維持腸道內壁上皮細胞增殖（繁殖）和凋亡（程式性死亡）之間的平衡。這些細胞每四到五天有一個快速的更新率，如果細胞繁殖與細胞死亡之間發生不平衡，就會導致上皮細胞的淨損失（我們在潰瘍性結腸炎、乳糜瀉和腸道細菌感染！）。

各種細胞應激源，例如營養缺乏，生長因子缺乏，內毒素血癥，或進入我們體內的腸道有害物質會導致細胞凋亡增加。但是，谷氨醯胺可能在防止這種情況下發揮關鍵作用！研究表明，補充谷氨醯胺可抑制化學誘導的腸上皮細胞凋亡，當可用谷氨醯胺短缺時，腸細胞凋亡增加。

谷氨醯胺的抗細胞凋亡特性透過多種機制發揮作用。一種是透過其調節細胞應激反應的能力，包括自噬（在代謝應激條件下發生的分解代謝過程，通常被稱為細胞器的“春季大掃除”）和內質網應激（已被證明會引發持續的細胞凋亡） ）。

另一個是透過谷氨醯胺作為抗氧化劑三肽谷胱甘肽 （GSH） 的前體的作用，這是維持正常細胞氧化還原狀態的關鍵。當谷胱甘肽耗盡時，過度的氧化應激會誘導細胞凋亡！此外，谷氨醯胺可以增強熱休克蛋白的表達，這些蛋白似乎透過幫助細胞適應壓力條件來調節程式性細胞死亡。在動物實驗中，給敗血症大鼠服用谷氨醯胺能夠顯著增加兩種熱休克蛋白（HSP-70，這是我個人最喜歡的熱休克蛋白，因為我在博士研究期間研究過它，以及 HSP-25）的表達，而谷氨醯胺剝奪減少了熱休克蛋白基因的表達並導致細胞死亡增加。最後，谷氨醯胺調節半胱天冬酶的啟用，這是一個蛋白酶家族，在級聯反應中協同作用以觸發和執行細胞凋亡。

研究表明，缺乏谷氨醯胺的細胞表現出更高的 caspase-3 活性，導致更高水平的細胞死亡。在動物模型和人類結腸癌細胞中，已顯示給予谷氨醯胺可降低半胱天冬酶活性並防止細胞凋亡。而谷氨醯胺剝奪會降低熱休克蛋白基因的表達並導致細胞死亡增加。最後，谷氨醯胺調節胱天蛋白酶的活化，胱天蛋白酶是一系列蛋白酶的酶，它們協同作用以觸發並執行凋亡。

因此，簡而言之，谷氨醯胺對我們的腸道屏障是一個巨大的福音，因為它可以透過多種方式保持我們的上皮細胞健康和增殖！

圖片改編自：Kim MH、Kim H。“谷氨醯胺在腸道中的作用及其對腸道疾病的影響。” 國際分子科學雜誌。2017年5月12日； 18（5）：1051。doi：10。3390 / ijms18051051。

但是，還不止這些！谷氨醯胺也在腸道免疫中發揮作用。特別是，谷氨醯胺可增強免疫球蛋白 A+ （IgA+） 和腸道分泌性免疫球蛋白 A （SIgA） 的分泌，有助於保護腸道粘膜表面免受病原體和腸道毒素的侵害。免疫細胞的生長也需要谷氨醯胺，毫不奇怪，谷氨醯胺不足已被證明會增加對感染的易感性。

谷氨醯胺和腸道菌群

除了有益於我們的人體細胞外，谷氨醯胺還可以影響腸道微生物群的組成 - 棲息在我們腸道中的大量微生物群落，對人類健康起著重要作用。（一定要看看什麼是腸道微生物群？我們為什麼要關心它？）

蛋白質對於我們消化道中細菌的生長和存活至關重要。氨基酸用於合成細菌細胞成分或透過不同途徑分解代謝（分解）。某些氨基酸已被確定為腸道細菌最佳生長所必需的，包括精氨酸、天冬氨酸、天冬醯胺、穀氨酸、谷氨醯胺（耶！）、甘氨酸、賴氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸） ，和纈氨酸）。

在一項針對超重和肥胖成年人的試驗中，連續兩週每天補充 30 克谷氨醯胺可有益地降低厚壁菌門與擬桿菌門的比率（從 0。85 到 0。57），降低

放線菌

水平

，

這是與瘦弱和體重相關的變化失利。細菌屬

Dialister、Dorea、Pseudobutyrivibrio

和

Veillonella

（厚壁菌門的所有成員）也顯著減少。

一項調查研究了 531 名芬蘭男性的腸道微生物群和各種代謝物（包括脂肪酸、脂質、葡萄糖和氨基酸）。研究人員發現，谷氨醯胺水平與微生物豐富度以及較高水平的

梭菌屬

呈正相關

。

動物研究還闡明瞭谷氨醯胺對腸道微生物群的影響。在一項小鼠實驗中，補充 1% L-谷氨醯胺 14 天導致厚壁菌門與擬桿菌門的比率有益降低。在結腸癌的大鼠模型中，谷氨醯胺治療可防止化學療法誘導的

梭狀芽孢桿菌

簇 XI 和

腸桿菌科的

衰退

。

補充谷氨醯胺的便秘動物看到

擬桿菌

和

放線菌的

有益成員增加

，

這在改善便秘方面發揮了作用（更具體地說，谷氨醯胺似乎透過影響小腸微生物群中的氮平衡和蛋白質合成來減少便秘）。使用懷孕的便秘豬進行的一項研究發現，在日糧中新增10克谷氨醯胺足以減少便秘並引起友好細菌的增加，同時降低潛在有害細菌

Oscillospira

和

螺旋體的水平。

令人著迷的是，谷氨醯胺似乎也影響我們的腸道細菌如何代謝其他氨基酸。在一個實驗中，新增谷氨醯胺至混合細菌培養物以及單獨的細菌菌株（包括來自物種

鏈球菌

，

大腸埃希氏

桿菌

，和

克雷伯氏菌

）降低天冬醯胺，賴氨酸，亮氨酸，纈氨酸，鳥氨酸和絲氨酸的細菌的使用，具有更高濃度的谷氨醯胺導致這些氨基酸利用率的更大下降，稱為氨基酸節約效應。這很重要，因為我們腸道微生物對氨基酸的代謝會影響我們身體其他部位可利用的氨基酸數量！

如何獲得谷氨醯胺的好處

那麼，我們如何才能獲得谷氨醯胺對腸道健康的回報呢？

儘管這種氨基酸僅被認為是條件必需的（意味著在正常情況下，我們可以在內部產生足夠的氨基酸），但某些情況可能會增加我們的需求，超出我們的身體所能提供的。這包括壓力時期、危重疾病、感染、傷口癒合、創傷、嚴重燒傷、胃腸道疾病和劇烈運動（事實上，谷氨醯胺濃度降低可能在我們在劇烈運動後看到的短暫免疫抑制中起作用！）。換句話說，專注於獲得大量的谷氨醯胺並不是一個壞主意！

在我們的飲食中，谷氨醯胺的最佳來源包括肉湯、海鮮（尤其是蝦、蟹和龍蝦等甲殼類動物，還有鹹水魚）、內臟、家禽、豬肉、紅肉和富含蛋白質的乳製品。某些植物性食物如捲心菜、蘆筍和西蘭花也富含谷氨醯胺！

一般來說，每天攝入 100 到 150 克的蛋白質，包括一些富含谷氨醯胺的食物，可以幫助確保我們獲得足夠的這種驚人的氨基酸來體驗它的好處。

在某些情況下，補充谷氨醯胺可以帶來額外的好處，例如胃腸道疾病、腸道菌群失調和“腸漏”，無論是原發性還是繼發性自身免疫性疾病。

大多數成功的試驗都使用了每天 20 – 30 克谷氨醯胺的補充劑。因為氨基酸會與其他高親和力氨基酸競爭結合它們在腸道內的轉運蛋白，所以空腹（飯後一小時或飯前 30 分鐘）服用谷氨醯胺很重要，這樣我們的身體才能充分利用它！