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赖氨酸作为临床应用的营养性药物近十年来从药物基础学和临床应用学方面做了广泛的研究。发现赖氨酸对人体多种病理状态有显著的改善和治疗作用，如消化、吸收、氮平衡、激素分泌、DNA合成、细胞增殖再生、神经细胞修复、神经纤维再生、大脑发育、胶原组织形成、调节血脂、舒张血管、抑制病毒复制等。赖氨酸的药理作用因此也较广泛。
临床上可用与促进胃蛋白酶和胃酸的分泌，增进消化功能；提高肠道对钙的吸收率；增进一氧化氮NO的生成，舒张血管；刺激生长激素分泌，促进儿童身高增长和组织器官抗老化；促进儿童大脑发育，促进脑细胞及神经纤维生长；治疗儿童脑瘫、各种原因的颅内损伤、脑缺血和脑出血等后遗症的治疗及预防老年痴呆症；降低血甘油三酯，预防动脉硬化；参与骨胶原形成，促进骨钙化，防治骨质疏松；促进伤口愈合；抑制病毒复制，治疗某些病毒感染性疾病。
研究证明：儿童添加L-赖氨酸有提高智力，增强记忆力及接受教育能力显著提高，对脑炎后遗症儿童智力恢复及行为能力也有明显改善。在有效治疗轻型脑脑损伤的基础上，赖氨酸能明显降低脑损伤后综合征的发生率，并明显降低恢复期神经、精神症状的出现率（2周后），证明赖氨酸对轻型颅脑损伤的治疗及降低脑损伤后综合征的发生，效果肯定。
赖氨酸能促进组织生长因子释放，后者在脑细胞的再生发育、DNA的复制、功能蛋白的表达和神经网络纤维的延伸、丰富神经网络的沟通、加速神经化学信号的传递中都起重要的促进作用（图1-2）。
此外，赖氨酸是碱性生酮氨基酸，它可以透过血—脑屏障，直接作用于神经细胞线粒体内膜呼吸链中的乙酰CoA、加速CoA的合成，促进三羧酸循环，为神经细胞的修复和进行正常生理活动提供了必要的能量来源有关。
赖氨酸是天然的胃消化酶、胃液、和胃酸分泌促进剂，赖氨酸的这一作用对增进胃内食物消化功能十分有益，尤其是对胃液分泌不足或胃液缺乏者有很好的治疗作用。
胃蛋白酶、胃液、胃酸分泌缺乏者并不少见，由于当今嗜酒吸烟者众多，引起慢性萎缩性胃炎的发病率很高，加上老年性的胃粘膜萎缩引起的胃消化液缺乏都严重的影响消化功能，导致进餐后腹胀、腹痛、嗳气、口臭、消化不良、和食欲不振等。
赖氨酸对此有很好的治疗作用。赖氨酸促进胃液分泌的作用对提高钙补充剂中钙元素的解离，提高钙的生物利用度也十分有益。
摂入钙制剂在吸收之前需要消化这一知识为很多医生所不知。人体不吸收化合钙，所以，吸收之前，摂入的钙制剂必需在胃内被消化，消化的过程就是把结合在化合物中的钙元素离解出来，使其成为离子状态的钙，而这一过程是由胃酸来完成的。
所以，赖氨酸促进胃酸分泌的作用也提高了对钙的利用率，使可吸收的离子钙数量增加，从而也提高钙的吸收率。
赖氨酸作为高效安全的钙吸收促进剂被广泛的使用。Civitelli R等在人体进行的一项实验中发现；赖氨酸有显著提高肠道钙吸收率的作用，同时也提高肾小管上皮细胞对钙的重吸收率，减少尿中钙的排出。
赖氨酸的这一作用机制与促进钙转运蛋白的合成和提高肠道内NO浓度有关。钙在肠道的吸收率是影响人体从食物中获得钙的重要步骤。通常情况下，肠道对钙的吸收率只能达到20－30％，老年人可能更低。
所以实际上我们食物中的钙或补钙剂中补入的钙，由于吸收率低的问题，大多没有被吸收而又排了出去。这是引起我们普遍缺钙和补钙效果不佳的主要原因之一