第三节 蛋白质在体内的功态变化、氮平衡及影响蛋白质在体内利用效果的因素
一、蛋白质在体内的动态变化
食物蛋白质在消化道中被多种蛋白酶及肠肽酶水解为氨基酸后被小肠黏膜细胞吸收,进入体内的氨基酸由门静脉进入肝脏,再送入各组织的细胞内进行利用。
进食后血液中氨基酸浓度很快升高,实际上氨基酸从消化道进入血液后在5~10min内就能被全身细胞吸收,血液中氨基酸的浓度相对恒定。
血液氨基酸在进入人体细胞后,立即合成为细胞蛋白质,因此细胞内氨基酸的浓度总是比较低,氨基酸并非以游离形式贮存于人体细胞,而主要以蛋白质的形式贮存于细胞内。许多细胞内的蛋白质在细胞内溶酶体消化酶类的作用下又很快再次分解为氨基酸,并再次运输出细胞回到血中。正常情况下氨基酸进入血液与其输送到组织细胞的速度几乎是相等的,处于一个动态平衡状态,组织与组织之间以及新吸收的氨基酸同原有氨基酸之间共同组成氨基酸代谢库。一部分氨基酸在肝脏进行脱氧基作用后进行代谢或氧化产生能量,或转化成脂肪贮存起来,肝脏是血液氨基酸的重要调节者。
二、氮平衡
正常情况下,成年人体中的蛋白质是相对稳定的。由于直接测定食物中所含蛋白质和体内消耗的蛋白质较为困难,因此,常以通过测定人体摄入氮和排出氮的量来衡量蛋白质的平衡状态,以氮平衡的方法来反映蛋白质合成和分解之间的平衡状态。
当膳食蛋白质供应适当时,其氮的摄入量和排出量相等,这称为氮的总平衡。处在生长期的婴幼儿和青少年,孕妇及恢复期的病人体内正在生长新组织,其摄入的蛋白质有一部分变成新组织。此时,氮的摄入量必定大于排出量,这称为氮的正平衡。膳食中如果蛋白质长期供给不足,如饥饿者,患消耗性疾病的人群,蛋白质摄入量低而体内蛋白质合成减少或分解加剧、消耗增加,氮的排出量超过摄入量,即其每日的摄入氮少于排出氮而日渐消瘦。这种情况称为氮的负平衡。
氮平衡状态可用下式表示:
摄入氮(I)=尿氮(U)+粪氮(F)+皮肤及其他途径排出的氮(S)
即
I=U+F+S
测定证明:成人膳食中完全不含蛋白质时,一般每千克体重每日从尿、粪、汗等途径丢失的氮为54mg。一个体重为65kg的男性,1d共损失氮3510mg,折算成蛋白质约为22g。实际上成人进食22g的食物蛋白质不可能完全相同,加上消化率等的影响,根据实验成人每日约需进食45g蛋白质才能补偿机体蛋白质的分解损失。
三、影响蛋白质在体内利用效果的因素
(1)氨基酸组成不平衡 动物蛋白中的明胶蛋白由于缺乏色氨酸,把它作为膳食蛋白质唯一来源时,实验动物体重会减轻。
(2)摄入能量不足 当膳食中的热能很低时,吸收的氨基酸大部分作为能量被消耗,氮在体内的贮量减少可出现负氮平衡。
(3)体力活动少 如长期不从事体力活动,在体重不变的情况下,肌肉可变得松弛无力,而体脂增加。久卧床上的病人或老年人也可能会出现负氮平衡。
(4)伤害及情绪波动 人体受伤或情绪波动,如忧虑、恐惧、发怒等氮损失增加,可出现负氮平衡。