蛋白質(zhì)是細(xì)胞的重要構(gòu)成物質(zhì)和活性成分,一切的生命運(yùn)動活動均依靠蛋白質(zhì)來體現(xiàn)。蛋白質(zhì)是一種生物大分子,分子量從5000到數(shù)百萬不等,其基本構(gòu)成單位是氨基酸。自然界存在的氨基酸大約兩百多種,但在人體內(nèi)只發(fā)現(xiàn)其中的20種。
構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素有四種,即碳、氫、氧、氮。具有糖類和脂類所不具備的氮元素,可以說蛋白質(zhì)是人體唯一的氮源。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有硫元素,究其原因是蛋氨酸和半胱氨酸作為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位本身就含有硫元素,同時蛋白質(zhì)鏈上的不同位點(diǎn)間通過形成二硫鍵維系特異性的立體結(jié)構(gòu)。此外,蛋白質(zhì)分子中還可發(fā)現(xiàn)磷、鐵、碘、鋅、錳等。
氨基酸是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位。在人體中發(fā)現(xiàn)的20種氨基酸中,除了脯氨酸外,均為α-氨基酸,即氨基酸分子中末端第一位碳原子上同時連接兩個基團(tuán):氨基和羧基,此外還連接一個氫和一個 -R基團(tuán),各種氨基酸因?yàn)?R基團(tuán)的不同而各異。有一些氨基酸在機(jī)體內(nèi)不能合成,或合成的速度不能滿足人體的生理需求,必需從食物中獲得,稱為必需氨基酸,包括蛋氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、jfsoft.net.cn異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸八種。
為了記憶方便,可以記住一句話“假設(shè)來借一兩本書”,根據(jù)諧音就可回憶起這八種必需氨基酸的名稱了。組氨酸對于兒童來講是必需氨基酸,對于成年人,因?yàn)轶w內(nèi)儲存量很大,每天消耗的量非常少,鑒定是否屬于必需氨基酸缺乏證據(jù)。半胱氨酸和酪氨酸在體內(nèi)分別由蛋氨酸和苯丙氨酸轉(zhuǎn)變生成,如果給予充足的半胱氨酸和酪氨酸,則對蛋氨酸和苯丙氨酸的需求量分別下降30%和50%,可減少人體對這兩種必需氨基酸的需求量,稱為條件必需氨基酸。為了便于記憶,大家可分別記住“窮光蛋”和“烙餅”,也是用諧音的方式提示兩組氨基酸的關(guān)系。
人體蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)千差萬別,必需氨基酸的種類的含量各不相同。為評價方便,引入氨基酸模式這一概念。蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的構(gòu)成比稱為氨基酸模式。具體計算方法是先將蛋白質(zhì)中的色氨酸設(shè)為1,然后算出其他必需氨基酸的相應(yīng)比例,這一系列的比值就是氨基酸模式。當(dāng)食物中的蛋白質(zhì)氨基酸模式與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式接近的時候,氨基酸利用效率就搞,醫(yī)學(xué).全在線jfsoft.net.cn稱為優(yōu)質(zhì)蛋白,如蛋、奶、肉、魚以及大豆蛋白等。雞蛋的蛋白與人體最為接近,常作為參考蛋白。
食物中經(jīng)常出現(xiàn)一種或幾種必需氨基酸含量相對較低,導(dǎo)致其他必需氨基酸不能被充分利用,稱為限制性氨基酸,含量比例最低的,稱為第一限制氨基酸,以此類推。關(guān)于一種或幾種必需氨基酸相對比例不足會影響其他必需氨基酸的利用的問題可以這樣理解:人體利用氨基酸的最終目的是合成蛋白質(zhì),合成過程中各種必需氨基酸都要利用上,如果一種或幾種必需氨基酸不足,勢必會導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成的障礙,其他多余的必需氨基酸也不能被利用,造成浪費(fèi)。通常我們可以采用幾種食物混合食用的方法來彌補(bǔ)單一食物氨基酸模式不足的問題,如肉類和大豆可以修飾糧谷類賴氨酸缺乏的問題。
食物中的蛋白質(zhì)消化從胃開始。胃液中的鹽酸可使蛋白質(zhì)變性,將后者三、四級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成一、二級結(jié)構(gòu),使多肽鏈充分伸展開,更多的肽鍵暴露出來,便于消化酶的水解。胃液中無活性的胃蛋白酶原在鹽酸的作用下生成胃蛋白酶,胃蛋白酶完成蛋白質(zhì)的初步水解,生成蛋白眎、蛋白胨以及少量多肽和氨基酸。食物進(jìn)入小腸后與胰蛋白酶和腸蛋白酶混合后大部分被水解成二肽、三肽,游離氨基酸只占很少一部分。小腸粘膜上皮細(xì)胞將這些水解產(chǎn)物攝入細(xì)胞內(nèi),胞質(zhì)中含有大量水解酶,將其充分水解成游離的氨基酸。氨基酸隨后穿過上皮細(xì)胞基底膜進(jìn)入毛細(xì)血管中被吸收,并最終匯入門靜脈入肝。
在消化過程中,總有一部分蛋白質(zhì)不能徹底被消化,它們以寡肽或多肽的形式直接進(jìn)入血液被吸收,這些肽類成為潛在的致敏原,這方面在新生兒和嬰幼兒尤為突出,常以濕疹為臨床表現(xiàn)。食物中的蛋白質(zhì)與其他營養(yǎng)素不太一樣,多數(shù)情況下是不能被完全消化的,也就是說進(jìn)入大腸內(nèi)組成糞便的成分中含有一定數(shù)量的食物蛋白,腸道微生物通過無氧分解的方式對其進(jìn)行腐敗作用。常見的腐敗方式包括脫羧基、脫氨基和其他方式三種。微生物首先利用自身的蛋白酶將殘存的蛋白質(zhì)分解成氨基酸,氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基形成胺,如組氨酸脫羧生成組織胺,賴氨酸脫羧生成尸胺等;氨基酸也可脫掉氨基生成氨,后者可被大腸重新吸收入血,在肝臟合成尿素;此外腐敗作用還可以生成苯酚、吲哚、硫化氫等。