L-精氨酸作为一种条件性必需氨基酸，在肌肉蛋白质合成中通过多条信号通路发挥关键调控作用，其机制与氨基酸感知、细胞能量状态及生长因子介导的信号传导密切相关。

L-精氨酸先可直接激活mTORC1（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1）信号通路，这是调控肌肉蛋白质合成的核心通路。它作为氨基酸感受器（如 Sestrin2、CASTOR1 等）的配体，结合后可解除其对GATOR2复合物的抑制，进而激活下游的Rheb-GTPase，促使mTORC1从细胞质迁移至溶酶体膜并被激活。激活的mTORC1通过磷酸化下游靶蛋白p70S6激酶（p70S6K）和真核起始因子4E结合蛋白1（4E-BP1），前者促进核糖体蛋白合成，后者解除对翻译起始因子 eIF4E 的抑制，共同启动蛋白质翻译过程，加速肌肉细胞内蛋白质的合成。

其次，L-精氨酸是合成一氧化氮（NO）的前体，其通过NO-cGMP-PKG信号通路间接调控肌肉蛋白质合成。在一氧化氮合酶（NOS）催化下，它生成NO，NO可激活鸟苷酸环化酶（GC），促使环磷酸鸟苷（cGMP）生成增加，进而激活蛋白激酶G（PKG）。PKG不仅能通过磷酸化作用增强mTORC1的活性，还可改善肌肉组织的血液灌注，增加营养物质和氧气的供应，为蛋白质合成提供充足的物质基础和能量支持，同时减少氧化应激对肌肉细胞的损伤，间接促进合成代谢。

此外，L-精氨酸还可通过影响胰岛素及生长激素相关信号协同调节肌肉蛋白质合成，它能促进胰岛素分泌，胰岛素与肌肉细胞膜上的受体结合后，激活PI3K-Akt通路，进一步增强mTORC1的活性，同时抑制蛋白质分解相关的泛素 - 蛋白酶体系统。同时，L-精氨酸可刺激生长激素释放，生长激素通过胰岛素样生长因子1（IGF-1）介导的信号通路（如IGF-1R-PI3K-Akt），与mTORC1通路协同作用，放大肌肉蛋白质合成的信号，尤其在抵抗运动后的肌肉修复与增长中发挥重要作用。

L-精氨酸通过直接激活mTORC1通路、介导NO相关信号传导，以及协同胰岛素和生长激素的作用，多维度调控肌肉蛋白质合成，是维持肌肉质量和促进肌肉生长的重要营养调节因子。

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