L-精氨酸是一種內源性氨基酸，主要在尿素循環中形成，參與蛋白質、尿素、肌酸、蛋白質、脯氨酸（Proline)和一氧化氮（NO）的合成。一氧化氮在生理上刺激葡萄糖和脂肪酸的氧化，抑制葡萄糖、糖原和脂肪的合成，並增強脂肪分解。因此，精氨酸補充可能有助於減肥、改善血壓、調節內皮功能，對於管理代謝性疾病如2型糖尿病可能有所幫助。
L-精氨酸以蛋白質形式存在於食物中，主要在迴腸和空腸中被吸收。約60%的精氨酸在肝門靜脈中被吸收，其餘40%被降解。口服後約2小時達到最高血液濃度，生物半衰期約1.5-2小時。精氨酸通過特定蛋白質載體進入細胞，大部分用於一氧化氮（NO）合成。在肝臟中，精氨酸代謝為其他物質。在生理情況下，幾乎所有精氨酸被腎小球濾出。目前在肝功能障礙、氨中毒、虛弱症狀和營養不良中使用L-精氨酸。可以靜脈注射以促進生長激素用於診斷生長激素缺乏，或作為極端代謝性鹼中毒的酸化劑。可能用於高血壓、缺血性心臟病、青光眼等疾病。但補充L-精氨酸可能增加心肌梗塞後的死亡率，所以不建議心肌梗塞患者使用，且老年人也應謹慎使用。
許多疾病中都有NO缺乏的情況，包括高血脂、動脈粥樣硬化、糖尿病、高血壓、氣喘和神經退化性疾病。造成內皮細胞中NO缺乏的原因可能是活性氧化物降解或血管內皮細胞中NO的合成減少。這可能是由於L-精氨酸、輔因子、一氧化氮合酶（NOS）表達缺乏或過量的NOS抑制劑（ADMA）所致。因此輔因子對於正確的蛋白質表達非常重要，缺乏輔因子可能導致表達不足或品質與量不佳。儘管L-精氨酸可以增加可用的NO量，但長期使用對於改善血管內皮一氧化氮合酶（eNOS）活性無效。L-精氨酸是人體中合成一氧化氮（NO）的唯一內源性基質。這個反應需要分子氧、NOS酶和各種反應輔因子。NOS酶有三種異構體，其中第一型和第三型是基礎型，以脈衝方式產生少量的NO；第二型是可誘導形式，當活化時會持續合成大量的NO，直到L-精氨酸耗盡。
儘管進行了許多研究，但L-精氨酸對碳水化合物代謝紊亂及其併發症的確切效應和作用機制仍無法確定。研究通常呈現各種相互矛盾的結果。然而，在研究中最常見且顯示L-精氨酸具有最大治療潛力的效果是改善胰島素敏感性、減少發炎和氧化壓力、增加NO量和血管舒張。長期使用時，L-精氨酸還可以改善葡萄糖耐受性，甚至降低糖尿病的風險。L-精氨酸對胰臟和肝臟的研究顯示，它可能通過調節胰島素分泌、促進IGF-1的釋放以及緩解發炎等方式對碳水化合物代謝產生積極影響。然而，研究結果存在一定的不一致，需要進一步的研究來解釋其作用機制。最近的動物研究對L-精氨酸的作用進行了一些體內實驗，顯示其對於糖尿病和代謝症候群可能具有正面的影響。補充L-精氨酸可改善胰島素敏感性、降低血糖和體重，並提高胰島素和GLP-1的分泌。此外，它還可能降低氧化壓力、改善肝臟功能和減少糖尿病併發症的風險。整體來說，L-精氨酸對於糖尿病和代謝症候群的治療可能具有潛在的益處，而且在健康動物中使用L-精氨酸似乎是安全的。近年來，對L-精氨酸在碳水化合物代謝中的影響進行了許多人體研究，結果仍不足以明確推薦或拒絕其作為碳水化合物調節補充劑的使用。 L-精氨酸可能在糖尿病等疾病中發揮作用，因此進行了許多臨床試驗。研究表示，L-精氨酸補充能夠改善胰島素敏感性，減少慢性發炎反應，並提高一氧化氮程度。然而，不同的研究結果有時會出現矛盾。此外，研究顯示L-精氨酸補充可能對防止糖尿病併發症，如組織損傷，具有潛在益處。長期使用L-精氨酸和停止補充後的效果也需要更多研究。L-精氨酸補充在改善胰島素敏感性和其他代謝指標方面顯示出潛在價值，但其確切作用機制和效果仍需要進一步研究。
儘管已進行大量研究，但L-精氨酸對脂質代謝失調及其併發症的確切影響和作用機制仍無法確定。研究結果常常相互矛盾，尤其是在對脂質代謝的影響方面。然而，近期的研究，尤其是人體研究，顯示L-精氨酸補充與改善脂質代謝有關。此外，它可能對改善內皮功能非常重要，這樣的內皮功能異常可能導致動脈粥樣硬化病變。
目前的細胞研究尚不能確定L-精氨酸對脂質代謝的影響和作用機制。一些研究表明，L-精氨酸可能通過減少內皮細胞的損傷，從而減少單核細胞的黏附和泡沫細胞的形成，進而對動脈粥樣硬化產生一定的抑制作用。然而，這方面的研究還不足，需要進一步深入研究。L-精氨酸對動脈粥樣硬化的影響主要表現在改善內皮功能、減少單核細胞黏附和泡沫細胞形成等方面。動物研究發現，L-精氨酸能夠降低血管病變和厚度，並抑制動脈粥樣硬化的發展。此外，它還可以抑制血小板聚集，增加c-GMP程度，而改善內皮功能。對血液脂質代謝的影響則存在差異，有些實驗表示它可以調節血糖、三酸甘油脂和膽固醇數值，但研究結果不一致，可能受到劑量、治療時間和動物模型的影響。補充L-精氨酸對於調節血脂代謝的效果還是存在爭議。一些人體研究顯示，它能降低總膽固醇和LDL-C數值，但對HDL-C無影響。然而，其他研究則未觀察到它對血脂代謝的影響。L-精氨酸還可能增加生長激素數值。聯合Statin類藥物使用時，L-精氨酸能降低三酸甘油脂數值。對於超重患者，L-精氨酸補充配合運動可能有益。然而，一些研究也報告了植物源L-精氨酸補充相比動物源有較好的保護作用。整體來說，L-精氨酸對血脂代謝的影響尚需更多研究來明確。
結論：精胺酸目前被用於許多疾病，但是在心肌梗塞之後補充，可能反而會提升死亡率，所以需要經過研究，才能使用精胺酸於預防或治療醣類及脂肪代謝性疾病。
延伸閱讀：運動營養
ref: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8912821/