_氨基丁酸的生理功能和研究进展

文献标志码： Ａ
Ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ γ－ ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ
Ｊｉ Ｌｉｎｌｉ， ＊Ｍｅｎｇｈｅ Ｂｉｌｉｇｅ （ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｄａｉｒｙ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；
ＧＡＢＡ 作为脑组织最重要神经递质之一， 其作用 是降低神经元活性， 使细胞超极化， 防止神经细胞过 热 。 一 方 面 ， ＧＡＢＡ 能 结 合 抗 焦 虑 脑 受 体 并 使 之 激 活， 然后与另外一些物质协同作用， 阻止与焦虑相关 的信息抵达脑指示中枢； 另一方面， γ－ 氨基丁酸为 谷 氨 酸 的 三 羧 酸 循 环 提 供 了 另 外 一 种 途 径 （ ＧＡＢＡ ＳＨＵＮＴ） ， 所以能有效地改善脑血流通， 增加氧供给 量； 同时， ＧＡＢＡ 能提高葡萄糖磷酸酯酶活性， 激活 脑内葡萄糖的代谢， 促进乙酞胆碱合成， 使脑细胞活 动旺盛， 促进脑组织新陈代谢和恢复脑细胞功能， 改 善神经机能。因此， ＧＡＢＡ 可从根本上镇静神经， 从 而起到抗焦虑的效果， 有利于学习与记忆， 以及改善 睡 眠［１０］。 １．５ 控制哮喘
２００７ 年第 １２ 期
第 １２ 期（总第 １２１ 期） ２００７ 年 １２ 月
农产品加工·学刊 Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌ ｏｆ Ｆａｒｍ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
文章编号： １６７１－ ９６４６ （ ２００７ ） １２－ ００１１－ ０４
Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．
γ－ 氨基丁酸的生理功能和研究进展
ＧＡＢＡ 与 Ａ 型 ＧＡＢＡ 受 体 结 合 ， 即 可 抑 制 肺 Ｃ 类纤维释放的 Ｐ 物质， 神经激肤 Ａ 和降钙素相关肤 等速激肤参与哮喘炎症反应， 引起支气管痉挛、气管 微血管渗漏和黏膜腺体的高分泌等反应［１１］。ＧＡＢＡ 与 激素抗细胞因子性炎症起协同作用， 可迅速缓解喘息 症状。ＧＡＢＡ 既可阻断哮喘的神经源性炎症， 又从多 个环节抑制气管平滑肌的收缩， 降低气道高反应性，
谷物类粮食中的蛋白质被其内在的蛋白酶水解后 生成大量谷氨酸， 在一定条件下可被谷氨酸脱羧酶催 化、转化生成 ＧＡＢＡ。发芽糙米在日本已经获得了产 业 化 生 产 ， 其 中 的 ＧＡＢＡ 含 量 较 普 通 糙 米 高 出 了 ２ 倍， 较白米高出了 ７ 倍［１８］。
郭晓娜等人［１９］对发芽糙米进行了研究， 表明发芽 糙米中的 γ－ 氨基丁酸含量达 ４７．１ ｍｇ／１００ｇ， 为发芽 前糙米的 ２．４ 倍。
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冀林立， 等： γ－ 氨基丁酸的生理功能和研究进展
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顾 振 新 ［２０］和 杨 明 毅 等 人 ［２１］在 这 方 面 也 作 了 大 量 研
究和开发工作， 并取得了可喜进展。 米胚芽在浸泡发芽过程中， 被活化的谷氨酸脱羧
酶作用于添加的谷氨酸， 可生成 ＧＡＢＡ。米糠与米胚 芽系碾米过程中的副产品， 价格便宜， 采用米胚芽和 米 糠 作 为 酶 源 生 产 富 ＧＡＢＡ 产 品 ， 可 以 极 大 地 提 高 其附加值。
白 木 与 志 也 ［１６］用 微 波 照 射 春 茶 后 进 行 粗 捻 、 揉 捻 、 中 捻 、 精 捻 和 干 燥 ， 茶 叶 中 的 ＧＡＢＡ 含 量 达 到 了 ２．０２ ｍｇ／ｇ （ 干质量） ， 同样处理夏茶的 ＧＡＢＡ 含量 达到了 ０．８６￣１．１４ ｍｇ／ｇ （ 干质量） 。
我 国 的 顾 振 新 和 廖 明 星 等 人 也 对 富 ＧＡＢＡ 茶 进 行 了 深 入 研 究 ， 使 秋 茶 鲜 叶 中 的 ＧＡＢＡ 含 量 从 ０．１４ ｍｇ／ｇ 增至 ０．９２ ｍｇ／ｇ［１７］。 ２．２ 富 ＧＡＢＡ 粮食
肾 素—血 管 紧 张 素 系 统 （ Ｒｅｎｉｎ－ Ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ） 在机体的血压调节过程中起着十分重要的作 用 。 在 该 系 统 中 ， 血 管 紧 张 素 转 换 酶 （ Ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｅｎｚｙｍｅ， ＡＣＥ） 起着十分关键的作用， 它 可以将无活性的血管紧张素 Ｉ 水解生成具有血管收缩 作用的血管紧张素 ＩＩ， 从而导致血管收缩， 机体的血 压升高。
由此可见， ＧＡＢＡ 可以通过扩张血管和抑制 ＡＣＥ 活性两条途径， 起到降血压的作用。 １．２ 调节心律失常
ＧＡＢＡ—能系统参与哺乳动物 （ 包括人类） 的心 血管功能调节， 可抑制心律失常的发生。如果阻断中 枢 ＧＡＢＡ—能 系 统 ， 则 产 生 心 律 失 常 ， 说 明 中 枢 ＧＡＢＡ 能系统在心律失常发生中起着重要的作用。有 研 究 发 现 外 源 性 的 ＧＡＢＡ 具 有 抗 心 律 失 常 的 活 性 ， 可对抗多种实验性心律失常。进一步研究认为， ＧＡ－ ＢＡ 主要通过对心脏的直接作用而抗鸟头碱性心律失 常， 与神经调节无关［８］。 １．３ 调节激素分泌
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０ 引言
γ－ 氨基丁酸 （ γ－ ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ， 简称 ＧＡＢＡ） ， 又 称 γ－ 氨 酪 酸 ， 是 一 种 非 蛋 白 质 组 成 的 天 然 氨 基 酸， 分布非常广泛， 在动物、植物和微生物中均有 ＧＡＢＡ 存在。
１９５０ 年， Ｒｏｂｅｒｔｓ［１］， Ｕｄｅｎｆｒｉｅｎｄ［２］以及 Ａｗａｐａｒａ［３］几 乎同时发现在哺乳动物大脑中存在 ＧＡＢＡ， 但 ＧＡＢＡ 的生理活性尚不清楚。
收稿日期： ２００７－ １１－ ０５ 基金项目： 内蒙古农业大学博士基金项目 （ ２００５） 。 作者简介： 冀林立 （ １９７９－ ） ， 女， 内蒙古人， 在读硕士， 研究方向： 乳品微生物。
＊ 为通讯作者： 孟和毕力格， 教授。
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农产品加工·学刊
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林 智 等 人 ［７］研 究 发 现 ， 在 活 体 或 离 体 条 件 下 ， ＧＡＢＡ 对 ＡＣＥ 活性同样具有较 强 的 抑 制 作 用 。 在 浓 度 均 为 ３０ ｍｍｏｌ／Ｌ 的 情 况 下 ， ＧＡＢＡ 对 大 鼠 ＡＣＥ 具 有强烈的抑制能力； γ－ 羟基丁酸 （ ＧＨＢＡ） 是 ＧＡＢＡ 在白鼠体内的主要代谢产物之一， 也能抑制白鼠 ＡＣＥ ５７．９４％的活性， 表明 ＧＡＢＡ 及其代谢产物具有 降血压功能。
此 外 ， ＧＡＢＡ 还 有 预 防 和 改 善 糖 尿 病 ， 活 化 肝 肾功能， 增加神经营养， 促进乙醇代谢和消臭等 功 能［１３］。
２ ＧＡＢＡ 的研究与开发
２．１ 富 ＧＡＢＡ 茶 茶叶是世界三大植物性饮料之一， 开发富 ＧＡＢＡ
茶， 引起了食品工作者的极大兴趣， 并取得了巨大进 展 ， 已 经 获 得 工 业 化 生 产 。 在 富 ＧＡＢＡ 茶 的 研 究 开 发上， 日本走在最前面。
近 ２０ 多年来， 对 ＧＡＢＡ 的研究开发已经引起了 极大关注， 兴起了 ＧＡＢＡ 热潮， 产品不断推陈出新， 取 得 了 可 喜 进 展 。 本 文 主 要 对 ＧＡＢＡ 的 生 理 功 能 和
研究开发进展进行综述。
１ γ－ 氨基丁酸的生理功能
１．１ 降低血压 高血压是一种人类常见病， 是造成冠心病、脑萃
迅速缓解喘息症状， 而且副作用少， 是控制哮喘急性 发作的有效药物。 １．６ 治疗癫痫
癫痫是严重危害人类健康的常见病和多发病， 发 病率 ０．５％￣１．５％， 是大脑功能失调引起的一种临床综 合征。癫痫基本病理学表现为选择性神经元丧失、神 经元树突棘脱失， 以及胶质细胞增生形成胶质疤痕。 关于癫痫生化及脑代谢方而的改变， 目前已进行了大 量 的 研 究 ， 癫 痫 患 者 脑 脊 液 中 ＧＡＢＡ 较 正 常 人 明 显 降低， 且其程度与发作类型有关， ＧＡＢＡ 是治疗顽固 性 癫 痫 的 特 效 生 化 药 物 。 应 用 ＧＡＢＡ 抑 制 剂 （ 如 烯 丙基甘氨酸， ＧＡＢＡＡ） 和受体拮抗剂 （ 如 Ｂｉｃ） 均可 诱 发 实 验 性 癫 痫 。 相 反 ＧＡＢＡ 受 体 激 动 剂 则 具 有 抗 惊厥和抗癫痫的作用［１２， １３］。 １．７ 其他功能
普通加工的茶叶中含有丰富的谷氨酸， 其含 量 达 到 １．７８￣４．９５ ｍｇ／ｇ， 但 ＧＡＢＡ 含 量 只 有 ０．２￣２．０ μｍｏｌ／ｇ （ 干质量） 。
泽井祐典等人［１４， １５］采用嫌气—好气交互处理以提 高ＧＡＢＡ 含量， 取得了很好效果。经过 １ 次嫌气—好 气 处 理 过 程 ， ＧＡＢＡ 含 量 较 连 续 厌 氧 处 理 提 高 １．５ 倍； 经过 ４ 次循环处理， 则其含量提高了 ２．３ 倍。
Ｒｏｂｅｒｔｓ［１］证明了大脑中 ＧＡＢＡ 是从谷氨酸在谷氨 酸 脱 羧 酶 （ Ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ， ＧＡＤ） 作 用 下 ， 经 ａ－ 脱羧反应得到的。
１９６６ 年， Ｋｍｊｅｖｉｃ 等人［４］的研究明确表明， ＧＡＢＡ 在哺乳动物大脑中模仿内源性神经递质工作。
１９７５ 年 ， 在 第 二 届 国 际 ＧＡＢＡ 专 题 讨 论 会 上 ， ＧＡＢＡ 被 确 认 是 哺 乳 动 物 神 经 中 枢 的 一 种 抑 制 性 递 质［５］。随着研究的深入 ， ＧＡＢＡ 的 生 理 功 能 不 断 得 到 阐明， 现已发展成为一种新型功能性因子， 正逐渐被 广泛用于医药、食品保健、化工及农业等行业。
近年来发现， ＧＡＢＡ 参与了对垂体促性激素分泌 的调节 ， 并 有 实 验 证 实 是 通 过 下 丘 脑 ＬＨＲＨ 细 胞 近 旁的 ＧＡＢＡ 激导性传递的减少来实现的。ＧＡＢＡ 是脑 内抑制性通路的重要物质， 对内分泌功能， 尤其对腺 垂体激素分泌功能有着重要的调节作用。研究表明， ＧＡＢＡ 能促进腺量体分泌黄体生成素， 并具有促进甲 状腺素释放激素的功能［９］。 １．４ 健脑功能
中等心脑血管疾病的重要因素之一。据统计， 全世界 每年因高血压引起的心脑血管疾病的死亡人数超过 １ ２００ 万人。ＧＡＢＡ 的舒缓血管和降血压的药理功能 已经在大量的动物实验和临床医学中得以证实。哺乳 动物的脑血管中具有 ＧＡＢＡ—能神经支配， 并存在相 应 的 受 体 ， ＧＡＢＡ 与 起 扩 张 血 管 作 用 的 突 触 后 ＧＡＢＡＡ 受体和对交感神经末梢有抑制作用 的 ＧＡＢＡＢ 受体相结合， 能有效促进血管扩张， 从而达到降血压 的目的。ＧＡＢＡ 通过脑内 ＧＡＢＡ—能系统的调节， 起 到抑制心血管和调节血压的作用［６］。
Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｕｈｈｏｔ， Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ０１００１８， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ γ－ ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｓｔａｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ γ－ ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｆｏｏｄ ａｎｄ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｂｅｓｉｄｅｓ， ｉｔ＇ｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： γ－ ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ； ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ； ｒｅｓｅａｒｃｈ； ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
冀林立， ＊ 孟和毕力格
（ 内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室； 内蒙古农业大学 食品科学与工程学院， 内蒙古 呼和浩特 ０１００１８）
摘要： 综述 γ－ 氨基丁酸的生理功能及其研究开发进展， 并对其研究前景进行了展望。
关键词： γ－ 氨基丁酸； 谷氨酸脱羧酶； 研究； 开发
中图分类号： Ｑ５１７