蛋白质的消化、吸收和代谢

一、蛋白质的消化

蛋白质未经消化不易吸收。一般食物蛋白质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质的酶，所以食物蛋白质的消化从胃开始，但主要在小肠。

胃内消化蛋白质的酶是胃蛋白酶。胃蛋白酶是由胃黏膜主细胞合成并分泌的胃蛋白酶原经过胃酸激活而生成的；胃蛋白酶也能再激活胃蛋白酶原生成新的胃蛋白酶。

食物在胃内停留的时间较短，蛋白质在胃内消化很不完全，消化产物及未被消化的蛋白质在小肠内经胰液和小肠黏膜细胞分泌的多种蛋白酶及肽酶的共同作用，进一步水解为氨基酸。所以，小肠是蛋白质消化的主要部位。

蛋白质在小肠内消化主要依赖胰腺分泌的各种蛋白酶，可分为两类：

1.内肽酶

可以水解蛋白质分子内部的肽键，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶。

2.外肽酶

可将肽链末端的氨基酸逐个水解，包括氨基肽酶和羧基肽酶。

二、蛋白质的吸收

蛋白质经过小肠腔内的消化，被水解为可被吸收的氨基酸和2～3个氨基酸的小肽。过去认为只有游离氨基酸才能被吸收，现在发现2～3个氨基酸的小肽也可被吸收。被吸收的氨基酸通过肠黏膜细胞进入肝门静脉，随后被运送到肝脏和其他组织或器官被利用。也有报道，少数蛋白质大分子和多肽亦可被直接吸收。

组成人体的氨基酸有20种，通过不同的组合来合成人体的多种蛋白质，我们从食物中摄入的蛋白质分为植物蛋白和动物蛋白，不论是哪种蛋白质进入人体的消化吸收过程是一样的。但是吸收的效率是有差别的，从而有了优质蛋白和劣质蛋白的区别。食物中的蛋白质所含氨基酸比例与人体接近的是优质蛋白，吸收利用率高，相差很多的是劣质蛋白，利用率会差一些。一般来说动物蛋白包括鸡蛋、牛奶中蛋白质是优质蛋白。

外源性的蛋白质不管吸收率多高，总有一些不能被完全消化吸收。这些未被分解或部分分解的未被吸收的蛋白质在肠道细菌的作用下发生腐败，产生胺、酚及吲哚等有毒物质，大部分随粪便排出体外，少量被粘膜吸收，随血液循环进入肝脏，进行生理解毒后随尿排出，故人体不会因此发生中毒。如果，这些不易被肠壁吸收的蛋白质被少量吸收，即可能引起人体过敏反应，发生荨麻疹、湿疹、哮喘等病症。

三、蛋白质的代谢

（图片做一张一样的）

1.蛋白质的分解与合成

（1）蛋白质的分解：进食正常膳食的正常人每日从尿中排出的氮约12g。若摄入的膳食蛋白质增多，随尿排出的氮也增多；若减少，则随尿排出的氮也减少。完全不摄入蛋白质或禁食一切食物时，每日仍随尿排出氮2~4g。这些事实证明，蛋白质不断在体内分解成为含氮废物，随尿排出体外。

（2）蛋白质的合成：蛋白质在分解的同时也不断在体内合成，以补偿分解。蛋白质合成经两个步聚完成。第一步为转录（transcription），即生物体合成核糖核酸（ribonucleic acid,RNA）的过程，亦即将脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid,DNA）的碱基序列抄录成RNA碱基序列的过程；第二步为翻译（translation)，是生物体合成信息RNA（message RNA,mRNA)后，mRNA中的遗传信息（DNA碱基顺序）转变成蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，是蛋白质获得遗传信息进行生物合成的过程。翻译在细胞内进行。成熟的mRNA穿过核膜进入胞质，在核糖体及转运RNA（transfer RNA，tRNA)等参与下，以各种氨基酸为原料完成蛋白质的生物合成。在许多情况下，完成上述两个阶段后，还会有下一步修改过程，以合成新肽。蛋白质合成的具体过程是相当复杂的，需要有数以百计的物质和细胞成分参与，但大体上分为五个阶段：氨基酰-tRNA合成阶段；肽链合或起始阶段；肽链延长阶段；肽链合成终止阶段；肽连合成后加工阶段。

2.氨基酸的分解代谢  

氨基酸分解代谢的最主要反应是脱氨基作用。脱氨基方式有：氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基和非氧化脱氨基等，其中，以联合脱氨基最为重要。氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸进一步代谢：①经氨基化生成非必需氨基酸； ②转变成碳水化合物及脂类；③氧化供给能量。

体内氨的主要来源有：氨基酸脱氨基作用产生的氨、肠道吸收的氨以及肾小管上皮细胞分泌的氨。其中，氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。氨是有毒物质，在正常情况下主要在肝脏合成尿素而解毒；只有少部分氨在肾脏以铵盐的形式由尿排出。体内氨的来源和去路保持动态平衡，使血氨相对稳定。体内氨基酸的主要功用是合成蛋白质和多肽。此外，也可以转变成某些生理活性物质，如嘌呤、嘧啶、肾上腺素等。正常人尿中排出的氨基酸极少。各种氨基酸在结构上具有共同特点，所以也有共同的代谢途径。但不同的氨基酸由于结构的差异，也各有其特殊的代谢方式。

氨基酸代谢池（amino acid metabolie pool)：指食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸混在一起，分布于体内参与代谢。氨基酸代谢池的来源主要有三条，一是进食后食物中的蛋白质消化吸收后变为血液中的氨基酸；二是组织中的蛋白质分解变为组织中的氨基酸；三是组织中的一些α-酮酸加氨基后合成相应的氨基酸（即非必需氨基酸）。去路主要也有三条，一是合成组织蛋白质进行补充和更新；二是经过脱羧后转变为胺类物质和转变为其他一些含氮物；三是氨基酸脱氨基后生成相应的a-酮酸和氨，氨进入尿素循环生成尿素排出体外或生成其他一些含氮物和糖，α-酮酸可以走合成的路，转变为糖和脂肪，也可以走分解的路，氧化为CO2和H2O，并产生能量。氨基酸在体内代谢概况如图所示。

氨基酸在体内代谢概况

3.氮平衡  

氮平衡是反映机体摄入氮和排出氮的关系。其关系式：B=I-（U+F+S)，B:氮平衡（g/d)；I:摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S；皮肤氮损失。可以用凯氏定氮的方法测定。在全静脉营养中，应用下列公式计算：B=I-（U+3）。当摄入氮和排出氮相等时，为零氮平衡，一般见于成年人。如摄入氮多于排出氮，则为正氮平衡，一般见于儿童生长发育以及病后恢复期等。而摄入氮少于排出氮时，为负氮平衡，见于衰老、禁食和消耗性疾病。蛋白质如长期摄入不足，热能供给不足，活动量过大以及精神紧张都可促使氮平衡趋向负平衡，可是机体出现生长发育迟缓、体重减轻、贫血、免疫功能低下、易感染、智力发育障碍等，严重时可引起营养性水肿。

四、肿瘤条件下的蛋白质和氨基酸代谢

肿瘤患者蛋白质代谢异常，表现为蛋白质合成和分解增加，蛋白转化率增加、血浆氨基酸谱异常，机体呈现负氮平衡。骨骼肌蛋白质消耗增加是恶性肿瘤患者蛋白质代谢的特征之一，也是导致恶病质的主要原因之一。大多数进展期肿瘤患者总体蛋白质更新率增加，肌肉蛋白质合成和分解也增加，但分解率的增加更明显，并随病情进展增加更明显。增加的蛋白转换所消耗能量约418kJ（100kcal）/d。肿瘤患者伴有营养不良时总体蛋白质更新率增加。影响蛋白质合成和分解在不同组织其方式是不同的。经机体组分分析显示，体质量下降30%时，75%的骨骼肌蛋白贮存丢失，而非肌肉蛋白保持不变，结构和内脏蛋白相对保持完好。肿瘤患者内源性氮的丢失首先表现在骨骼肌部分，其次才是内脏蛋白。有研究认为，蛋白质分解可能是肌肉分解的决定因素。癌性恶病质患者的蛋白质大量丢失是总体蛋白质分解率增加的结果，而总体蛋白质合成率的小幅度增加根本不足以代偿蛋白质的丢失速度。

血浆是各组织间氨基酸转运的主要场所。血浆中某一氨基酸的水平，取决于不同器官、组织向血浆释放的量以及不同器官、组织自血浆摄取的量。肿瘤患者的蛋白质代谢改变，可导致血浆氨基酸谱的变化。有研究显示，肿瘤患者葡萄糖源性氨基酸浓度下降，同时存在着氨基酸代谢的不平衡。肿瘤组织对糖的需求量增加，宿主通过蛋白质分解来提供大量的氨基酸、进而经糖异生来满足此目的，脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸等这些生糖氨基酸在肿瘤组织中的含量增加。丝氨酸、甘氨酸和组氨酸是合成嘌呤和嘧啶的前体，所以这些氨基酸在肿瘤组织中被大量摄取，从而满足肿瘤细胞活跃的核酸代谢。蛋氨酸在体内通过甲基转移酶作用，使DNA、RNA和蛋白质等多种生化物质甲基化，而代谢旺盛的肿瘤组织在分化过程中需要大量的蛋氨酸。支链氨基酸包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。亮氨酸有促进机体蛋白质合成，并抑制分解的作用；异亮氨酸是生酮氨基酸，经分解可生成乙酰辅酶A和琥珀酸单酰辅酶A，是三羧酸循环中的重要物质；缬氨酸也是肿瘤细胞需求旺盛的氨基酸。因此，在肿瘤组织中支链氨基酸的水平升高。研究表明去除蛋氨酸或输注缺乏1-缬氨酸的营养液能够抑制肿瘤组织的生长，口服或静脉输注谷氨酰胺可以延缓肿瘤的生长。血浆色氨酸浓度增高在肿瘤患者进行性营养消耗中起关键作用，色氨酸是5-羟色胺前体物质，而5-羟色胺可刺激下丘脑饱食中枢，引起厌食。大脑中的游离色氨酸是由血浆中游离色氨酸量及和游离色氨酸与中性氨基酸比值来调节的。提高血浆中性氨基酸浓度、降低色氨酸浓度可改善肿瘤患者的饮食状况，改善恶病质。

五、蛋白质与肿瘤

蛋白质的摄入过多，易引起结肠癌、乳腺癌和胰腺癌；蛋白质摄入过低，易引起食管癌和胃癌。蛋白质的供给不足，会降低人体的免疫功能，并能使胃内亚硝胺的合成增加，蛋白质的补充可促进损伤组织的修复和提高细胞免疫功能。流行病学的调查表明食管癌和胃癌患者得病前的饮食中蛋白质的摄入量较正常对照组低。日本前瞻性研究发现，经常饮牛奶的人较不饮牛奶的人胃癌发病率低。动物实验表明：牛奶酪蛋白对胃内致癌物亚硝胺合成有抑制作用。上海研究表明：经常服用大豆制品者胃癌的相对危险度低，大豆中不仅含有丰富的蛋白质，而且还含有抑癌作用的大豆异黄酮。动物实验表明，给高蛋白饲料的大鼠，乳腺癌和胰腺癌的发病率高。有资料显示，富含氨基酸的高蛋白摄入可增加类似胰岛素生长因子（insulin-like growth factor 1,IGF-1)，而高IGF-1可增加前列腺癌的风险。低蛋白摄入额外的保护作用，因为它可降低IGF-1，对癌症有保护作用。

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