赖氨酸的营养生理功能
赖氨酸可以调节人体代谢平衡，赖氨酸为合成肉碱提供结构组分，而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。向食物中添加少量的赖氨酸，可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增进食欲促进幼儿生长与发育的作用。赖氨酸还能提高钙的吸收及其在体内的积累，加速骨骼生长。如缺乏赖氨酸，会造成胃液分泌不足而出现厌食、营养性贫血，致使中枢神经受阻、发育不良。赖氨酸在医药上还可作为利尿剂的辅助药物，治疗因血中氯化物减少而引起的铅中毒现象，还可与酸性药物（如水杨酸等）生成盐来减轻不良反应，与蛋氨酸合用则可抑制重症高血压病，还有研究表明，补充赖氨酸能加速疱疹感染的康复并抑制其复发。
参与机体蛋白质的合成
赖氨酸作为机体必需氨基酸，参与体内骨骼肌、酶、血清蛋白、多肽激素等多种蛋白质的合成。
参与能量代谢
赖氨酸在体内参与肉碱的生物合成。肉碱在脂肪代谢中起着重要作用，是脂肪代谢的必需辅助因子。赖氨酸是合成肉碱的前体物质之一，因此补充赖氨酸可以加快体内的脂肪代谢。赖氨酸具有极强的通过血脑屏障的功能，可直接进入脑组织，影响呼吸链，为神经细胞的修复和进行正常生理活动提供必要的能量来源。
促进矿物质的吸收和骨骼生长
赖氨酸可与钙、铁等矿物质元素螯合形成可溶性的小分子单体，促进这些矿物质元素的吸收。
增强免疫功能
赖氨酸被认为是一种非特异性的桥分子，它能将抗原与T细胞相连，使T细胞产生针对抗原的特异效应。
治疗单纯疱疹病毒感染
研究还发现，补充赖氨酸能治疗单纯疱疹病毒感染。
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