關(guān)于蛋白質(zhì)的故事（四）消化與吸收、代謝

2017-12-08 來源：腫瘤代謝營養(yǎng)治療標(biāo)簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護(hù)膚

摘要：特異性氨基酸代謝的主要部位是小腸、肝、肌肉和腎

　　關(guān)于蛋白質(zhì)的故事（四）消化與吸收、代謝

　　消化

　　未經(jīng)消化不易吸收，食物蛋白質(zhì)水解成氨基酸及小肽后方能被吸收。由于唾液中不含水解蛋白質(zhì)的酶，食物蛋白質(zhì)消化從胃開始，主要在小腸。

　　胃內(nèi)消化蛋白質(zhì)的酶是胃蛋白酶(pepsin)。胃蛋白酶是由胃粘膜主細(xì)胞合成并分泌的胃蛋白酶原(pepsinogen)經(jīng)胃酸激活而生成的；胃蛋白酶也能再激活胃蛋白酶原生成新的胃蛋白酶。胃蛋白酶的最適宜作用的pH值為1.5～2.5，對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵作用的特異性較差，主要水解芳香族氨基酸、蛋氨酸或亮氨酸等殘基組成的肽鍵。

　　食物在胃內(nèi)停留時(shí)間較短，蛋白質(zhì)在胃內(nèi)消化很不完全，消化產(chǎn)物及未被消化的蛋白質(zhì)在小腸內(nèi)經(jīng)胰液及小腸粘膜細(xì)胞分泌的多種蛋白酶及肽酶的共同作用，進(jìn)一步水解為氨基酸。所以，小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。蛋白質(zhì)在小腸內(nèi)消化主要依賴于胰腺分泌的各種蛋白酶，可分為兩類：①內(nèi)肽酶可以水解蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的肽鍵，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶；②外肽酶可將肽鏈末端的氨基酸逐個(gè)水解，包括氨基肽酶和羧基肽酶。腸粘膜細(xì)胞的刷狀緣及細(xì)胞液中還存在一些寡肽酶，例如，氨基肽酶及二肽酶。氨基肽酶從肽鏈的末端逐個(gè)水解釋放出氨基酸，最后生成二肽。二肽再經(jīng)二肽酶水解，最終生成氨基酸。

　　吸收

　　經(jīng)過小腸腔內(nèi)和膜的消化，蛋白質(zhì)被水解為可被吸收的氨基酸和2～3個(gè)氨基酸的小肽。過去認(rèn)為只有游離氨基酸才能被吸收，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)2—3個(gè)氨基酸小肽也可以被吸收。關(guān)于成年人整蛋白吸收問題有許多研究。有人將胰島素和胰蛋白酶抑制劑同時(shí)注入大鼠的隔離腸袢，發(fā)現(xiàn)可引起血糖降低，說明有一部分胰島素被吸收；人的血液中存在食物蛋白質(zhì)的抗體，這說明食物蛋白質(zhì)可進(jìn)入血液而起抗原的作用。大分子蛋白質(zhì)的吸收是微量的，無任何營養(yǎng)學(xué)意義，只是應(yīng)當(dāng)注意腸內(nèi)細(xì)菌的毒素、食物抗原等可能會(huì)進(jìn)入血液成為致病因子。

　　代謝

　　正常人每日尿排氮約12g。若攝人膳食蛋白質(zhì)增多，隨尿排氮也增多；若減少，隨尿排出氮也減少。完全不攝入蛋白質(zhì)或禁食一切食物時(shí)，每日仍隨尿排出氮2～4g，即，蛋白質(zhì)不斷在體內(nèi)分解成為含氮廢物，隨尿排出體外。

　　蛋白質(zhì)在分解同時(shí)也在體內(nèi)合成，以補(bǔ)償分解，經(jīng)兩步驟完成。生物體合成RNA過程，亦即將DNA堿基序列抄錄成RNA堿基序列過程，和生物體合成mRNA后，mRNA中遺傳信息(DNA堿基順序)轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序，蛋白質(zhì)獲得遺傳信息進(jìn)行生物合成，在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。成熟mRNA穿過核膜進(jìn)入胞質(zhì)，在核糖體及tRNA等參與下，以各種氨基酸為原料完成蛋白質(zhì)生物合成。

　　氨基酸分解代謝脫氨基作用，方式：氧化脫氨基、轉(zhuǎn)氨基、聯(lián)合脫氨基和非氧化脫氨基，以聯(lián)合脫氨基最重要。氨基酸脫氨基后生成α-酮酸進(jìn)一步代謝：①經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸；②轉(zhuǎn)變成碳水化合物及脂類；③氧化供給能量。氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生氨，主要在肝臟合成尿素而解毒，少部分氨在腎臟以銨鹽形式由尿排出。體內(nèi)氨基酸合成蛋白質(zhì)和多肽，也轉(zhuǎn)變成嘌呤、嘧啶、腎上腺素等，正常人尿中排出氨基酸極少。各種氨基酸結(jié)構(gòu)上有共同特點(diǎn)，所以也有共同代謝途徑；不同氨基酸結(jié)構(gòu)差異，也各有其特殊代謝方式。

　　氨基酸特殊代謝途徑氨基酸的脫羧基作用和一碳單位的代謝、含硫氨基酸、芳香氨基酸及支鏈氨基酸的代謝。

　　脫氨基作用：氨基酸分解代謝的主要途徑是脫氨基作用。但是，部分氨基酸也可以進(jìn)行脫羧基作用生成相應(yīng)的胺。生成的胺類含量雖然不高，但具有重要生理意義。例如，谷氨酸脫羧基生成的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，GABA)，在腦組織中含量較多，是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對(duì)中樞神經(jīng)有抑制作用；半胱氨酸脫羧基生成的?；撬嵩谀X組織中含量也頗高，對(duì)腦發(fā)育和腦功能有重要作用；組氨酸脫羧基生成的組胺在體內(nèi)分布廣泛，在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量較高，組胺是一種強(qiáng)烈的血管舒張劑，并能增加毛細(xì)血管的通透性；色氨酸脫羧基生成的5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)廣泛分布體內(nèi)各組織，除神經(jīng)組織外，還存在于胃腸道、血小板及乳腺細(xì)胞中，腦中的5-羥色胺作為神經(jīng)遞質(zhì)，具有抑制作用，在外周組織中的5-羥色胺有收縮血管的作用等。

　　一碳單位的代謝：某些氨基酸在分解代謝過程中可以產(chǎn)生含有一碳原子的基團(tuán)，稱一碳單位。體內(nèi)重要的一碳單位有：甲基(-CH3)、甲烯基(-CH2)、甲炔基(-CH=)、甲?；?-CHO)、亞甲氨基(-CH=NH)等。一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸(tetrahydrofolicacidFH4)結(jié)合而轉(zhuǎn)運(yùn)和參加代謝。一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色氨酸的代謝。一碳單位的主要生理功能是作為合成嘌呤及嘧啶的原料，故在核酸的生物合成中占有重要地位。

　　含硫氨基酸的代謝：體內(nèi)的含硫氨基酸有三種：蛋氨酸、半胱氨酸及胱氨酸。這三種氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的，蛋氨酸可以轉(zhuǎn)變?yōu)榘腚装彼岷碗装彼?，半胱氨酸和胱氨酸也可以互變，但半胱氨酸及胱氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍彼?，所以半胱氨酸及胱氨酸是非必需氨基酸或條件必需氨基酸，而蛋氨酸則是必需氨基酸。

　　芳香氨基酸的代謝：芳香氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。苯丙氨酸和酪氨酸在結(jié)構(gòu)上相似，在正常情況下苯丙氨酸的主要代謝途徑是經(jīng)苯丙氨酸羥化酶的作用生成酪氨酸；當(dāng)苯丙氨酸羥化酶先天性缺乏時(shí)，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變成酪氨酸，體內(nèi)的苯丙氨酸蓄積，并可經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸，后者進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成苯乙酸等衍生物，尿中出現(xiàn)大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物，稱為苯丙酮尿癥，是一種先天性代謝性疾病。苯丙酮酸的堆積對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，故患兒的智力發(fā)育障礙。對(duì)此種患兒的治療原則是早期發(fā)現(xiàn)，并適當(dāng)控制膳食苯丙氨酸含量。酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶的作用，生成多巴[3，4-二羥苯丙氨酸]；再經(jīng)多巴脫羧酶的作用生成多巴胺。多巴胺是腦中的一種神經(jīng)遞質(zhì)，帕金森病患者，多巴胺生成減少。多巴胺在腎上腺髓質(zhì)中可再被羥化，生成去甲腎上腺素，再經(jīng)N-基轉(zhuǎn)移酶催化，由活性甲硫氨酸提供甲基，轉(zhuǎn)變成腎上腺素。多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素統(tǒng)稱為兒茶酚胺。

　　酪氨酸的另一條代謝途徑是經(jīng)酪氨酸酶合成黑色素，當(dāng)人體缺乏酪氨酸酶時(shí)，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱白化病。酪氨酸還可經(jīng)酪氨酸轉(zhuǎn)移酶的作用生成對(duì)羥苯丙酮酸，再經(jīng)尿黑酸等中間產(chǎn)物進(jìn)一步變成延胡索酸和乙酰乙酸，二者分別參加碳水化合物和脂肪代謝。當(dāng)體內(nèi)尿黑酸酶先天性缺乏時(shí)，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸尿癥。色氨酸除經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變成5-色胺外，本身還可分解代謝生成犬尿酸、丙氨酸與乙酰輔酶A。此外，色氨酸分解還可以產(chǎn)生煙酸，這是體內(nèi)合成維生素的特例。

　　支鏈氨基酸代謝：支鏈氨基酸(BCAA)包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，它們都是必需氨基酸。這三種氨基酸在開始階段經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成各自相應(yīng)的α-酸；然后再經(jīng)過若干代謝步驟，纈氨酸分解生成琥珀酸輔酶A；亮氨酸和異亮氨酸生成乙酰輔酶A及乙酰乙酰輔酶A。所以，這三種氨基酸分別是生糖氨基酸、生酮氨基酸及生糖兼生酮氨基酸。支鏈氨基酸分解代謝在骨骼肌中進(jìn)行，而其他氨基酸多在肝臟代謝，這對(duì)外科手術(shù)、創(chuàng)傷應(yīng)激等狀態(tài)下肌肉蛋白質(zhì)合成與分解具有特殊重要作用。支鏈氨基酸可以作為合成肌肉蛋白質(zhì)的原料；可被肌肉用作能源物質(zhì)氧化供能；還發(fā)現(xiàn)亮氨酸可以刺激蛋白質(zhì)合成，并抑制分解，在臨床營養(yǎng)中有重要意義。

　　氨基酸代謝調(diào)節(jié)

　　必需氨基酸分解代謝的四種影響因素

　　(1)膳食中蛋白質(zhì)的氨基酸模式與機(jī)體氨基酸需要相符的程度：這直接反映某種蛋白質(zhì)在生長(zhǎng)過程(如生長(zhǎng)、哺乳)中的利用率，并且是造成膳食蛋白質(zhì)生物價(jià)不同的主要因素。對(duì)這種因素變異的適應(yīng)，要求機(jī)體單獨(dú)調(diào)節(jié)個(gè)別必需氨基酸的分解代謝。

　　(2)個(gè)體總氮攝人量與總氮需要量的接近程度：此因素一般影響氨基酸的代謝，并反映對(duì)尿素合成的適應(yīng)性。

　　(3)必需和非必需氨基酸之間的平衡：膳食必需氨基酸占蛋白質(zhì)貯存所需氨基酸總量的45％，以及占維持所需氨基酸總量的30％，其他則由非必需氨基酸組成。雖然非必需氨基酸在膳食中可有可無，但機(jī)體對(duì)這些氨基酸仍有代謝上的需要，如果膳食不提供這些非必需氨基酸，則必須由內(nèi)源合成來提供。如果食物中必需氨基酸與非必需氨基酸之間不平衡，則需要分解必需氨基酸提供氮，來合成非必需氨基酸。

　　(4)能量攝人要與能量需要匹配：機(jī)體最終必須維持ATP的合成，氨基酸的分解也是機(jī)體能量供應(yīng)的一部分。最明顯的例子是禁食時(shí)的氮平衡[約為150mg／(kg·d)]和膳食中蛋白質(zhì)為零時(shí)的氮平衡[約為50mg／(kg·d)]差別。此外，非蛋白質(zhì)能量攝入量的變化對(duì)總的氨基酸分解代謝有迅速和顯著的影響。同樣，在營養(yǎng)上的變異會(huì)影響全面的氨基酸分解代謝。

　　氨基酸代謝器官

　　特異性氨基酸代謝的主要部位是小腸、肝、肌肉和腎。全身的谷氨酰胺和腸道(膳食)中的谷氨酸主要在小腸中代謝。肝臟對(duì)調(diào)節(jié)來自門靜脈血的氨基酸并將其分配到身體其他部位的量和比例起重要作用。肝臟是惟一能夠分解所有氨基酸的器官，盡管肝分解支鏈氨基酸比分解其他必需氨基酸慢，但仍有部分支鏈氨基酸在肝臟分解代謝。