茶氨酸能抑制短暫腦缺血引起的神經細胞死亡,對神經細胞有保護作用。神經細胞的死亡與興奮型神經傳達物質谷氨酸有密切聯系。在谷氨醺過多的情況下會出現細胞死,這通常是老年癡呆等癥的病因。茶氨酸與谷氨酸結構相近,會競爭結合部位,從而抑制神經細胞死。茶氨酸有可能用于對谷氨酸引起的腦障礙,如腦栓塞、腦出血等腦中風,以及腦手術或腦損傷時出現的虛血和老年癡呆等疾病的治療及預防。
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