五、蛋白质的代谢
(一)蛋白质的消化与吸收
由于唾液中不含有分解蛋白质的酶,因此食物蛋白质的消化始于胃。胃中的胃酸先使蛋白质变性,破坏其空间结构以利于酶发挥作用。胃内消化蛋白质的酶为胃蛋白酶,在酸性环境下胃蛋白酶将部分蛋白质分解为多肽及少量氨基酸。当发生萎缩性胃炎时,胃黏膜萎缩导致胃酸分泌能力下降,胃内pH升高,将导致胃对蛋白质的消化能力减弱而引起消化不良。
食物蛋白质消化的主要场所在小肠。小肠内的蛋白酶主要来源于胰腺的外分泌部的胰蛋白酶和糜蛋白酶,另外小肠黏膜细胞也可以分泌部分蛋白酶。小肠中的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白质分解为游离氨基酸和短肽(主要是二肽和三肽),并迅速地被肠黏膜细胞所吸收。在小肠黏膜刷状缘中肽酶的作用下,短肽进一步分解为氨基酸单体,然后被吸收进入肝门静脉。
游离氨基酸被肠黏膜细胞吸收时,需要与肠黏膜刷状缘存在的载体相结合。这类载体可多达9种,其中主要包括分别转运中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸的载体。短肽的吸收则靠肠黏膜细胞上的二肽或三肽转运体系,此种转运体系也是一个耗能的主动转运过程。不同二肽的吸收具有相互竞争作用。
(二)蛋白质的利用及排泄
氨基酸被吸收进入血循环后,可被体内不同组织细胞迅速地吸收并利用,用于各种组织的生长和更新。组织蛋白质更新的速率随组织性质不同而异,肠黏膜蛋白质更新只需要1~3 d,肝脏组织蛋白质更新亦较快,肌肉组织蛋白更新较慢但数量较大,根据估计成人每天可达7.5 g。
在肝脏中未被利用合成蛋白质的游离氨基酸,经脱氨基作用,可转化为生糖氨基酸和生酮氨基酸,进而转化成葡萄糖和甘油三酯,以作为能源被利用。未被用于合成组织蛋白质的多余的游离氨基酸,可经脱氨基作用形成尿素被排出体外。
(三)氮平衡
蛋白质是机体重要的氮源,在一定时间内摄入氮和排出氮之间的关系被称为氮平衡。在日常生活中,人体每天会由于皮肤、毛发和黏膜的脱落,妇女月经期的失血及肠道菌体死亡排出等损失20 g以上的蛋白质,即必要的氮损失。理论上只要从膳食中获得相当于必要的氮损失量的蛋白质,就可满足人体对蛋白质的需要。
人体摄入氮是指通过蛋白质摄入的氮,排出氮是指机体通过各种途径排出的氮的总量,包括经粪便(粪氮)、尿液(尿氮)和皮肤排出的氮(皮肤氮)。氮平衡状况计算公式如下:
B=I-(U+F+S+M)
式中,B代表氮平衡状况,I代表食物中氮摄入量,U、F、S、M依次代表尿氮、粪氮、皮肤氮和其他氮排出量。尿氮、粪氮、皮肤氮和其他氮排出量总和为总氮排出量。当B=0时表示零氮平衡,B>0时表示正氮平衡,B<0时表示负氮平衡。
氮平衡包括以下三种情况。
(1)零氮平衡:当摄入氮与排出氮相等时,为零氮平衡。
(2)正氮平衡:当摄入氮多于排出氮时,则为正氮平衡,当儿童处于生长发育阶段时、妇女怀孕时、疾病恢复时以及运动和劳动需要增加肌肉时都应该保持适当的正氮平衡,来满足机体对蛋白质额外的需要。
(3)负氮平衡:当摄入氮小于排出氮时,则为负氮平衡,人在饥饿、疾病以及老年时往往处于这种状况,应注意尽可能减轻或改变负氮平衡,以促进健康、促进疾病康复和延缓衰老。