震撼发现：西瓜里的氨基酸，竟能改写细胞衰老与炎症进程
在探索生命奥秘与健康养生的征程中，新的研究成果不断为我们揭示出大自然隐藏的宝藏。近日，中国科学院上海有机化学研究所的科研团队在《Science Advances》期刊上发表的一项研究格外引人注目，该研究聚焦于瓜氨酸，发现它在延缓衰老、维护身体健康方面展现出卓越的功效。
瓜氨酸与衰老的关联探秘
研究人员运用非靶向代谢组学技术，对不同年龄小鼠的大脑、肝脏组织以及血清样本中的内源性代谢物展开深入分析。结果发现，与年轻小鼠相比，老年小鼠大脑、肝脏和血清中的瓜氨酸水平显著降低。
这一关键发现，犹如一把钥匙，开启了深入探究瓜氨酸与衰老关系的大门，暗示着瓜氨酸是一种与小鼠衰老进程紧密相关且持续下调的代谢产物。
为进一步评估瓜氨酸对细胞衰老及炎症反应的影响，研究人员借助活性氧诱导的细胞衰老模型开展实验。在衰老小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）的传代过程中，使用浓度为500 μM的瓜氨酸进行处理，惊喜地发现γ-H2A组蛋白家族成员X（γH2AX，一种与DNA损伤和修复密切相关的分子标志物）的水平显著降低。这一结果有力地表明，提升瓜氨酸水平能够有效减少衰老细胞中的DNA损伤。
不仅如此，补充瓜氨酸还能够抑制β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）的活性以及p21等衰老标志物的表达。除了对衰老标志物的影响，研究还发现，补充瓜氨酸能够有效降低衰老MEF细胞中炎性细胞因子（如Tnf、Il6和Il1b）的mRNA水平。
在动物实验方面，研究人员选用年轻和老年小鼠模型，评估瓜氨酸对体重、器官重量、炎症反应以及衰老相关表型的影响。研究结果显示，老年小鼠在补充瓜氨酸5 - 6周后，体重显著下降；连续补充9周后，脾脏和肝脏等器官重量也有所减轻。同时，老年小鼠体内衰老相关炎性细胞因子水平显著降低，瓜氨酸展现出缓解小鼠年龄相关表型的强大能力。
此外，瓜氨酸还能够抑制衰老脑组织中小胶质细胞的激活。综合来看，瓜氨酸作为一种重要的内源性代谢物，在衰老和炎症过程中发挥作用的机制主要包括抑制mTOR信号通路、稳定HIF1α、调节巨噬细胞代谢、抑制炎症反应以及促进细胞抗氧化能力等，通过这些机制，瓜氨酸延缓了衰老进程，减轻了炎症反应，助力机体维持健康状态。
瓜氨酸的身世溯源
瓜氨酸属于α-氨基酸家族的一员，其名称源于拉丁词“citrullus”。1914年，日本研究人员Yatarō Koga和Ryō Ōtake首次从西瓜中成功分离出瓜氨酸，自此，瓜氨酸逐渐进入人们的视野。后续研究发现，葫芦科作物如南瓜、西瓜、苦瓜、丝瓜等的种子和果实中，都含有大量瓜氨酸。
瓜氨酸在人体内具有独特的合成途径。它是一种中性的非必需氨基酸，可由人体自身内源性合成，这一过程主要发生在肠细胞中。在尿素循环里，鸟氨酸羧基转移酶能够将鸟氨酸转化为瓜氨酸。此外，谷氨酰胺和精氨酸是瓜氨酸的间接来源，精氨酸可通过精氨酸酶转化为L-鸟氨酸，而鸟氨酸转氨酶利用谷氨酰胺产生鸟氨酸，鸟氨酸又能够进一步转化为瓜氨酸。
同时，在一氧化氮（NO）的合成过程中，瓜氨酸也会随之产生。在这一途径中，精氨酸作为内皮型一氧化氮合酶（eNOS）酶的底物，经酶作用产生NO和瓜氨酸。值得一提的是，瓜氨酸还可以通过精氨琥珀酸合成酶（ASS）和精氨琥珀酸裂解酶（ASL）的作用，循环转化为精氨酸，从而为内皮细胞中一氧化氮的生成持续提供精氨酸。
瓜氨酸的多元功效解读
提高运动表现
对于运动员和健身爱好者而言，瓜氨酸堪称提升运动表现的得力助手。在高强度运动过程中，疲劳的产生往往不可避免。而瓜氨酸能够通过促进氨的去除，并借助尿素循环途径抑制血液中乳酸的积累，从而有效延缓疲劳的发生。同时，瓜氨酸还能通过维持较低的血浆乳酸浓度，优化有氧代谢途径。多项研究有力地证实了瓜氨酸的这一功效。
例如，专业骑行者连续一周每日补充6克瓜氨酸后，计时赛成绩显著提升，平均功率输出增加，心率及主观疲劳感（RPE）降低。针对大学男性田径运动员的研究也表明，连续7天每天服用3克瓜氨酸补充剂，在进行间歇性短时间高强度训练后，运动员的RPE降低，氧气消耗量和平均功率输出增加。这些研究结果充分揭示了瓜氨酸补充剂在提升运动员运动表现方面的巨大潜力。
保护心血管健康
心血管健康是人体健康的重要基石，而瓜氨酸在这方面发挥着关键作用。一氧化氮（NO）在心血管系统中扮演着多重角色，它能够促进血管舒张，抑制平滑肌细胞生长、血小板聚集以及白细胞与内皮细胞的粘附，进而有效预防动脉硬化、动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展。
瓜氨酸通过增加精氨酸的合成，间接促进NO的生物合成，从而显著改善内皮介导的血管舒张功能。在诸如动脉粥样硬化等复杂的病理情况下，瓜氨酸改善内皮功能障碍的机制较为多元，可能通过直接减少羟基自由基的形成、对血管平滑肌产生直接作用以及间接影响NO合成等多种方式来实现。
降血压
血压异常是威胁人类健康的常见问题，瓜氨酸在降血压方面也展现出积极效果。在自发性高血压大鼠（SHR）模型中，瓜氨酸通过提高精氨酸/不对称二甲基精氨酸（ADMA）比例，有效预防高血压的发生发展。众多临床前研究表明，母体补充瓜氨酸对后代的血压调节具有积极的长期影响。例如，母体为自发性高血压大鼠补充瓜氨酸后，可减轻后代肾脏的NO缺陷，阻止其发展为高血压。
抗肥胖作用
在对抗肥胖的战役中，瓜氨酸同样贡献着自己的力量。研究发现，在白色脂肪组织外植体中，用2.5毫摩尔/升的瓜氨酸处理24小时，能够有效增加基础脂肪分解，减少甘油异生，并促进棕榈酸酯氧化。关于瓜氨酸的脂解作用机制，相关离体研究报道，可能是由脂肪组织巨噬细胞产生的NO介导。
瓜氨酸，这一从西瓜等植物中被发现的神奇物质，凭借其独特的生理特性和强大的功效，为我们的健康带来了诸多益处。随着研究的不断深入，相信瓜氨酸在健康养生、疾病预防等领域将发挥更为重要的作用，为人类的健康福祉增添新的助力。
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