15第四节 蛋白质的消化吸收及代谢
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三大营养物质的代谢本周讲述的是三大营养物质:糖类、脂类、蛋白质在体内的代谢过程和相互关系,以及三大营养物质代谢与人体健康的关系。
糖类代谢中,讲述食物中的糖类经过消化被吸收到体内后,所发生的三种变化。
食物中的脂类主要是脂肪,还有少量的磷脂和胆固醇,讲述了脂类的利用和脂肪肝的形成。
蛋白质的利用极为广泛,讲述了人体所必需的氨基酸及氨基酸的两种重要代谢的代谢过程,并总结了三种物质的相互转化关系。
同时在此基础上要掌握人体健康与代谢途径、转化的关系。
学习重点:1. 糖类、脂类和蛋白质的代谢。
掌握三大营养物质的代谢过程2. 熟悉糖类、脂类和蛋白质三者之间的转化关系3. 三大物质代谢的意义4. 糖代谢的基本过程学习难点:1. 糖类、脂类和蛋白质的代谢过程2. 三大营养物质代谢的关系3. 三大营养物质代谢的意义学习过程:绿色植物能通过光合作用转化、固定能量,合成有机物,所以被称之为“自养”。
人和动物必须直接或间接地依存于绿色植物才能保证自身的能量供应和物质供应。
(一)营养物质的种类:七大营养物质:糖类、脂类、蛋白质、水、无机盐、维生素、纤维素(其中,纤维素属于糖类,但不被人和多数动物消化。
纤维素对于人体而言可以促进胃肠蠕动,对预防结肠癌等有重要作用,因此,在六大生命必需要素外,纤维素被称为第七营养元素)。
(二)糖类的代谢:1. 食物中的糖类绝大部分是淀粉,还有少量的蔗糖、乳糖等。
2. 糖的消化吸收:主要发生三种变化:第一. 一部分随血液运往全身各处,被氧化分解利用。
第二. 一部分被合成糖元物质储存起来。
第二. 除以上变化外,多余葡萄糖转变成脂肪和某些氨基酸。
葡萄糖在体内的变化:(三)脂类代谢:1. 食物中的脂类:主要脂肪(甘油三脂)少量磷脂(卵磷脂,脑磷脂)、胆固醇2. 脂肪的消化吸收:脂肪吸收形式:甘油、脂肪酸。
运输:大部分被吸收后,在肠上皮细胞内重新合成甘油三脂,再被分泌出来进入中央乳糜管,经淋巴循环,进入静脉,随血液循环到达全身各组织器官中。
第五章蛋白质代谢第一节概述一、主要途径1.蛋白质代谢以氨基酸为核心,细胞内外液中所有游离氨基酸称为游离氨基酸库,其含量不足氨基酸总量的1%,却可反映机体氮代谢的概况。
食物中的蛋白都要降解为氨基酸才能被机体利用,体内蛋白也要先分解为氨基酸才能继续氧化分解或转化。
2.游离氨基酸可合成自身蛋白,可氧化分解放出能量,可转化为糖类或脂类,也可合成其他生物活性物质。
合成蛋白是主要用途,约占75%,而蛋白质提供的能量约占人体所需总能量的10-15%。
蛋白质的代谢平衡称氮平衡,一般每天排出5克氮,相当于30克蛋白质。
3.氨基酸通过特殊代谢可合成体内重要的含氮化合物,如神经递质、嘌呤、嘧啶、磷脂、卟啉、辅酶等。
磷脂的合成需S-腺苷甲硫氨酸,氨基酸脱羧产生的胺类常有特殊作用,如5-羟色胺是神经递质,缺少则易发生抑郁、自杀;组胺与过敏反应有密切联系。
二、消化外源蛋白有抗原性,需降解为氨基酸才能被吸收利用。
只有婴儿可直接吸收乳汁中的抗体。
可分为以下两步:1.胃中的消化:胃分泌的盐酸可使蛋白变性,容易消化,还可激活胃蛋白酶,保持其最适pH,并能杀菌。
胃蛋白酶可自催化激活,分解蛋白产生蛋白胨。
胃的消化作用很重要,但不是必须的,胃全切除的人仍可消化蛋白。
2.肠是消化的主要场所。
肠分泌的碳酸氢根可中和胃酸,为胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等提供合适环境。
肠激酶激活胰蛋白酶,再激活其他酶,所以胰蛋白酶起核心作用,胰液中有抑制其活性的小肽,防止在细胞中或导管中过早激活。
外源蛋白在肠道分解为氨基酸和小肽,经特异的氨基酸、小肽转运系统进入肠上皮细胞,小肽再被氨肽酶、羧肽酶和二肽酶彻底水解,进入血液。
所以饭后门静脉中只有氨基酸。
三、内源蛋白的降解1.内源蛋白降解速度不同,一般代谢中关键酶半衰期短,如多胺合成的限速酶-鸟氨酸脱羧酶半衰期只有11分钟,而血浆蛋白约为10天,胶原为1000天。
体重70千克的成人每天约有400克蛋白更新,进入游离氨基酸库。
《食品营养与卫生》课程教学大纲(2000年制定,2003年修订)课程编号:200020英文名:Nutrition and food hygiene课程类别:学科基础课前置课:生物学、生物化学、微生物学后置课:食品分析、食品工艺、粮油分析、食品保藏原理与技术、食品化学与技术学分:2学分<课时:36课时主讲教师:王素雅、鞠兴荣选定教材:吴坤,营养与食品卫生学(第五版),北京:人民卫生出版社,2003课程概述:营养与食品卫生学实际是两门有密切联系的学科,即营养学和食品卫生学。
概括地说营养学是研究食物中的营养素及其它生物活性物质对人体健康的生理作用和有益影响;而食品卫生学则是研究食物中含有的或混入食物中的各种有害因素对人体健康安全的危害及其预防措施。
虽然它们共同的研究对象是食物与人,但它们的研究内容和实践应用各不相同,因而实际上是两个学科。
营养学的内容包括:食物中的各类营养素以及多种生物活性物质、人体的营养需要量、宏量营养素的消化与吸收、能量代谢、特殊人群的营养需要及其膳食指南、营养与相关疾病以及合理营养的有关理论、技术和社会措施等社区营养;食品卫生学的内容包括:有关食品卫生的基本问题、各类主要食品在生产、加工、储藏中的有关卫生问题、各种性质的食品污染物、食物中毒及其预防、为保证食品卫生质量而进行的食品卫生监督管理等。
本大纲适用于食品科学与工程专业。
教学目的:(1)通过教学使学生学会或掌握科学知识的学习方法;(2)掌握营养与食品卫生学基本概念、术语,为学生今后的自学奠定基础;(3)普及营养与食品卫生学知识,确保学生能够科学合理进行食物搭配和摄取,理解营养卫生与疾病的关系,理解营养卫生与机体健康的关系;(4)通过教学使学生能应用所学的基本理论和知识去分析与解决生活过程遇到具体的饮食、卫生问题;(5)使学生初步具备营养膳食平衡的宣传的能力,以便能够对一般性有关食品营养与卫生方面的需要帮助人群进行指导;(6)为学生今后从事营养教育工作奠定基础,使受教育人群能正确运用营养科学知识和营养与健康关系于饮食实践中,采取合理的膳食模式,使多种膳食危险因素下降,以减少慢性疾病的发生;(7)为学生今后进一步深造有关营养与食品卫生学奠定基础。
第8章蛋白质的消化吸收与氨基酸代谢一、选择题A型题1.人体必需氨基酸是A.谷氨酸B.半胱氨酸C.天冬氨酸D.异亮氨酸E.丙氨酸2.哺乳类动物体内氨的主要代谢去路是A.合成非必需氨基酸B.合成重要的含氮化合物C.合成尿素D.合成谷氨酰胺E.合成核苷酸3.ALT(GPT)活性最高的组织是A.心肌B.骨骼肌C.脑D.肝E.肾5.1mol尿素的合成需消耗ATP摩尔数是A.2 B.3 C.1 D.5 E.66.参与尿素循环的氨基酸是A.蛋氨酸B.脯氨酸C.鸟氨酸D.丙氨酸E.谷氨酸7.γ氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧生成A.Ala B.Val C.His D.Gln E.Glu9.氨基酸脱羧酶的辅酶中含下列哪种维生素A.维生素B1 B.维生素B2C.维生素B6D.维生素B12E.硫辛酸11.肾中产生的氨主要来自A.嘌呤核苷酸循环B.谷氨酰胺的水解C.胺的氧化D.尿素的水解E.转氨基作用12.在体内能够转变成儿茶酚胺的氨基酸是A.谷氨酸B.天冬氨酸C.组氨酸D.酪氨酸E.苏氨酸14.可提供一碳单位的氨基酸是A.色氨酸B.组氨酸C.甘氨酸D.丝氨酸E.以上都是16.苯丙酮酸尿症患者缺乏A.多巴脱羧酶B.酪氨酸羟化酶C.苯丙氨酸羟化酶D.苯丙氨酸转氨酶E.酪氨酸酶19.在体内能够生成黑色素的氨基酸是A.色氨酸B.组氨酸C.谷氨酸D.甲硫氨酸E.酪氨酸23.能促进鸟氨酸循环的氨基酸是A.甘氨酸B.丙氨酸C.天冬氨酸D.谷氨酸E.精氨酸24.苯丙氨酸和酪氨酸代谢缺陷时可引起A.苯丙酮酸尿症、蚕豆黄B.白化病、蚕豆黄C.尿黑酸尿症、蚕豆黄D.苯丙酮酸尿症、白化病E.巨幼细胞贫血、白化病31.营养充足的婴儿、孕妇、恢复期病人常保持A.氮平衡B.氮的负平衡C.氮的正平衡D.氮的总平衡E.以上都不是32.糖、脂肪酸与氨基酸三者代谢的交叉点是A.磷酸烯醇式丙酮酸B.丙酮酸C.延胡索酸D.琥珀酸E.乙酰辅酶A 33.氨由肌肉组织通过血液向肝进行转运的过程是A.三羧酸循环B.鸟氨酸循环C.丙氨酸-葡萄糖循环D.蛋氨酸循环E.γ谷氨酰基循环34.合成尿素首步反应的产物是A.鸟氨酸B.氨基甲酰磷酸C.瓜氨酸D.精氨酸E.天冬氨酸35.转氨酶的辅酶中含有的维生素是A.维生素B1B.维生素B2C.维生素B12D.维生素B6E.维生素C 36.下列哪一种不属于一碳单位A.CO2B.-CH3C.=CH2D.-CH= E.-CHO38.有关氮平衡的正确叙述是A.每日摄入的氮量少于排出的氮量,为氮负平衡B.氮总平衡多见于健康韵孕妇C.氮平衡实质上是表示每日氨基酸进出人体的量D.氮总平衡常见于儿童E.氮正平衡、氮负平衡均见于正常成人39.人体营养必需氨基酸是指A.在体内可由糖转变生成B.在体内能由其他氨基酸转变生成C.在体内不能合成,必须从食物获得D.在体内可由脂肪酸转变生成E.在体内可由固醇类物质转变生成40.关于蛋白质营养价值的错误说法是A.明胶由于缺乏色氨酸而营养价值低B.大豆与玉米的混合食物,营养价值低于每个单一组分的C.一般说来,植物蛋白的营养价值不及动物蛋白的高D.蛋白质的营养价值与其所含必需氨基酸的质和量都有关E.一个健康成人每天至少输入30~45克蛋白质才能维持氮的总平衡47.关于腐败作用叙述正确的是A.主要在大肠进行B.是细菌对蛋白质或蛋白质消化产物的作用C.主要是氨基酸脱羧基、脱氨基的分解作用D.腐败作用产生的多是有害物质E.以上都正确48.下列肠道中主要腐败产物中对人体有益无害的是A.吲哚B.腐胺C.羟胺D.维生素K E.酪胺49.下列哪种作用是人体内最有效的氨基酸脱氨基方式A.转氨基作用B.氧化脱氨基作用C.联合脱氨基作用D.核苷酸循环脱氨基作用E.脱水脱氨基作用50.可经脱氨基作用直接生成α-酮戊二酸的氨基酸是A.谷氨酸B.甘氨酸C.丝氨酸D.苏氨酸E.天冬氨酸51.经转氨作用可生成草酰乙酸的氨基酸是A.Ala B.Asp C.Glu D.Thr E.Trp52.AST活性最高的组织是A.心肌B.骨骼肌C.肝D.脑E.肾53.丙氨酸转氨酶的缩写是A.AST(GOT) B.ALT(GPT) C.SAST(SGOT)D.SALT(SGPT) E.以上都不对55.肝中能直接进行氧化脱氨基作用的氨基酸是A.天冬氨酸B.缬氨酸C.谷氨酸D.丝氨酸E.丙氨酸57.催化α-酮戊二酸和NH3生成相应含氮化合物的酶是A.谷丙转氨酶B.谷草转氨酶C.谷氨酰转肽酶D.谷氨酸脱氢酶E.谷氨酰胺合成酶58.L谷氨酸脱氢酶的辅酶是A.NAD+B.FAD C.FMN D.TPP E.CoA-SH61.与氨基酸代谢有关的途径中,下列哪项对氨基酸分解和合成都起着主要作用A.联合脱氨基作用B.嘌呤核苷酸循环C.鸟氨酸循环D.蛋氨酸循环E.葡萄糖--丙氨酸循环附:近年研考及执考试题A型题1.下列那种氨基酸体内不能合成,必需靠食物供给(2006研考)A.缬氨酸B.精氨酸C.半胱氨酸D.组氨酸E.丝氨酸2.下列氨基酸中,属于生糖兼生酮的是(2009研考)A.亮氨酸B.组氨酸C.赖氨酸D.苏氨酸4.与下列α氨基酸相应的α酮酸,何者是三羧酸循环的中间产物(1994研考)A.丙氨酸B.鸟氨酸C.缬氨酸D.赖氨酸E.谷氨酸9.脑中氨的主要解毒方式是生成(2008研考)A.尿素B.丙氨酸C.谷氨酰胺D.天冬酰胺11.在鸟氨酸循环中,直接生成尿素的中间产物是(2010研考)A.精氨酸B.瓜氨酸C.鸟氨酸D.精氨酸代琥珀酸12.通过鸟氨酸循环生成尿素时,其分子中的两个氮原子一个直接来自游离的氨,另一个直接来源于(1998研考)A.鸟氨酸B.瓜氨酸C.精氨酸D.天冬氨酸E.甘氨酸附:近年研考及执考试题14.经脱羧基作用生成γ-氨基丁酸的是(2001研考)A.酪氨酸B.半胱氨酸C.天冬氨酸D.谷氨酸E.谷氨酰胺15.体内转运一碳单位的载体是(2005研考、2001执考)A.叶酸B.生物素C.维生素B12D.四氢叶酸E.S-腺苷甲硫氨酸16.可作为一碳单位来源的氨基酸的(2013研考)A.丝氨酸B.丙氨酸C.亮氨酸D.甲硫氨酸17.下列氨基酸哪一种不能提供一碳单位(1999研考)A.甘氨酸B.丝氨酸C.组氨酸D.色氨酸E.酪氨酸18.酪氨酸在体内不能转变生成的是(2006研考)A.肾上腺素B.黑色素C.延胡索酸D.苯丙氨酸E.乙酰乙酸20.王某,5岁,偏食,瘦小。
蛋白质和脂肪的转化蛋白质和脂肪是人体中重要的营养物质,它们在人体内起着不同的重要功能。
本文将重点探讨蛋白质和脂肪的转化过程及其对人体的影响。
一、蛋白质的转化蛋白质是人体构成组织、细胞和酶的基本物质,也是维持生命运行所必需的重要营养物质。
在人体内,蛋白质主要通过消化吸收和新陈代谢来进行转化。
1. 消化吸收:当我们摄入蛋白质食物时,胃酸和胃酶开始将蛋白质分解成多肽和氨基酸。
然后,它们通过小肠壁进入血液循环,被身体各个组织和器官利用。
2. 新陈代谢:蛋白质在体内通过新陈代谢转化为能量和其他物质。
首先,氨基酸被解氨基化,得到能量物质和尿素。
能量物质可以被身体利用,而尿素则通过肾脏排出体外。
此外,部分氨基酸还可以转化为葡萄糖,供给脑部和神经系统使用。
蛋白质的转化对于人体的生长发育和维持正常生理功能非常重要。
如果蛋白质摄入不足或者新陈代谢异常,就会导致身体出现蛋白质缺乏及相关疾病。
二、脂肪的转化脂肪是人体的重要能量储备物质,也是维持正常生理功能所必需的。
脂肪的转化主要包括脂肪消化吸收、脂肪合成和脂肪分解。
1. 脂肪消化吸收:当我们摄入脂肪食物时,胆汁和胰液中的酶开始将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
然后,它们通过小肠壁进入血液循环,被身体各个组织和器官利用。
2. 脂肪合成:当我们摄入过多的能量,超过身体的需要时,多余的能量会被转化为脂肪酸和甘油,进而合成脂肪储存起来。
这是身体储存能量的主要方式,也是形成体内脂肪的原因之一。
3. 脂肪分解:当身体需要能量时,脂肪会被分解为脂肪酸和甘油,并通过脂肪酸氧化产生能量。
这种脂肪分解的过程被称为脂肪酸氧化代谢,它在身体需要长时间供能时发挥重要作用。
脂肪的转化过程在维持生命运行和供给能量方面起着重要作用。
但是,脂肪摄入过多或者代谢异常会导致体重增加、肥胖和相关的代谢性疾病。
总结起来,蛋白质和脂肪在人体内通过消化吸收和新陈代谢进行转化。
蛋白质主要转化为氨基酸、能量物质和葡萄糖,而脂肪主要转化为甘油和脂肪酸。
第四节蛋白质的消化吸收及代谢一、蛋白质的消化蛋白质未经消化不易吸收,有时某些抗原、毒素蛋白可少量通过粘膜细胞进入体内,会产生过敏、毒性反应。
一般情况下,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。
(一)胃内消化胃内消化蛋白质的酶是胃蛋白酶(pepsin)。
胃蛋白酶是由胃粘膜主细胞合成并分泌的胃蛋白酶原(pepsinogen)经胃酸激活而生成的;胃蛋白酶也能再激活胃蛋白酶原生成新的胃蛋白酶。
胃蛋白酶的最适宜作用的pH值为 1.5~2.5,对蛋白质肽键作用的特异性较差,主要水解芳香族氨基酸、蛋氨酸或亮氨酸等残基组成的肽键。
胃蛋白酶对乳中的酪蛋白(casein) 有凝乳作用,这对婴儿较为重要,因为乳液凝成乳块后在胃中停留时间延长,有利于充分消化。
(二)小肠内消化食物在胃内停留时间较短,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及小肠粘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于胰腺分泌的各种蛋白酶,可分为两类:①内肽酶(endopeptidase)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(exopeptidase)可将肽链末端的氨基酸逐个水解,包括氨基肽酶(aminopeptidase)和羧基肽酶(carboxypeptidase)。
肠粘膜细胞的刷状缘及细胞液中还存在一些寡肽酶(oligopeptidase),例如,氨基肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。
氨基肽酶从肽链的末端逐个水解释放出氨基酸,最后生成二肽。
二肽再经二肽酶水解,最终生成氨基酸。
二、蛋白质的吸收(一)氨基酸和寡肽的吸收经过小肠腔内和膜的消化,蛋白质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以被吸收。
(二)整蛋白的吸收在低等动物,吞噬是摄人大分子的基本方式。
而在高等动物,只有在胚胎动物仍保持这种低级的原始机制。
例如,母乳中的抗体可通过肠粘膜细胞的吞噬作用传递给婴儿。
关于成年人对整蛋白吸收问题已有许多研究。
有人将胰岛素和胰蛋白酶抑制剂同时注入大鼠的隔离肠袢,发现可引起血糖降低,说明有一部分胰岛素被吸收;人的血液中存在食物蛋白质的抗体,这说明食物蛋白质可进入血液而起抗原的作用。
但一般认为,大分子蛋白质的吸收是微量的,无任何营养学意义,只是应当注意肠内细菌的毒素、食物抗原等可能会进入血液成为致病因子。
三、蛋白质的代谢(一)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。
若摄人的膳食蛋白质增多,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骤完成。
第一步为转录(transcription),即生物体合成RNA 的过程,亦即将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tRNA 等参与下,以各种氨基酸为原料完成蛋白质的生物合成。
(二)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。
氨基酸脱氨基作用产生的氨,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。
1.个别氨基酸代谢氨基酸代谢除了一般代谢过程,有些氨基酸还有特殊代谢途径。
例如,氨基酸的脱羧基作用和一碳单位的代谢、含硫氨基酸、芳香氨基酸及支链氨基酸的代谢等。
(1)脱氨基作用:氨基酸分解代谢的主要途径是脱氨基作用。
但是,部分氨基酸也可以进行脱羧基作用生成相应的胺。
生成的胺类含量虽然不高,但具有重要生理意义。
例如,谷氨酸脱羧基生成的γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid,GABA),在脑组织中含量较多,是抑制性神经递质,对中枢神经有抑制作用;半胱氨酸脱羧基生成的牛磺酸在脑组织中含量也颇高,对脑发育和脑功能有重要作用;组氨酸脱羧基生成的组胺在体内分布广泛,在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量较高,组胺是一种强烈的血管舒张剂,并能增加毛细血管的通透性;色氨酸脱羧基生成的5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)广泛分布体内各组织,除神经组织外,还存在于胃肠道、血小板及乳腺细胞中,脑中的5-羟色胺作为神经递质,具有抑制作用,在外周组织中的5-羟色胺有收缩血管的作用等。
(2)一碳单位的代谢:某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一碳原子的基团,称一碳单位。
体内重要的一碳单位有:甲基(-CH3)、甲烯基(-CH2)、甲炔基(-CH=)、甲酰基(-CHO)、亚甲氨基(-CH=NH)等。
一碳单位不能游离存在,常与四氢叶酸(tetrahydrofolic acid FH4)结合而转运和参加代谢。
一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的代谢。
一碳单位的主要生理功能是作为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。
(3)含硫氨基酸的代谢:体内的含硫氨基酸有三种:蛋氨酸、半胱氨酸及胱氨酸。
这三种氨基酸的代谢是相互联系的,蛋氨酸可以转变为半胱氨酸和胱氨酸,半胱氨酸和胱氨酸也可以互变,但半胱氨酸及胱氨酸不能转变为蛋氨酸,所以半胱氨酸及胱氨酸是非必需氨基酸或条件必需氨基酸,而蛋氨酸则是必需氨基酸。
(4)芳香氨基酸的代谢: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结构上相似,在正常情况下苯丙氨酸的主要代谢途径是经苯丙氨酸羟化酶的作用生成酪氨酸;当苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏时,苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸,体内的苯丙氨酸蓄积,并可经转氨基作用生成苯丙酮酸,后者进一步转变成苯乙酸等衍生物,尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物,称为苯丙酮尿症(phenyl ketonuria,PKU),是一种先天性代谢性疾病。
苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性,故患儿的智力发育障碍。
对此种患儿的治疗原则是早期发现,并适当控制膳食苯丙氨酸含量。
酪氨酸经酪氨酸羟化酶的作用,生成多巴[3,4-二羟苯丙氨酸(3,4-dihydroxypheny-lalanine,doba)];再经多巴脱羧酶的作用生成多巴胺(dopamine)。
多巴胺是脑中的一种神经递质,帕金森病(Parkinson’disease)患者,多巴胺生成减少。
多巴胺在肾上腺髓质中可再被羟化,生成去甲肾上腺素(norepinephrine),再经N-基转移酶催化,由活性甲硫氨酸提供甲基,转变成肾上腺素(epinephrine)。
多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺(catecholamine)。
酪氨酸的另一条代谢途径是经酪氨酸酶合成黑色素,当人体缺乏酪氨酸酶时,黑色素合成障碍,皮肤、毛发等发白,称白化病(albinism)。
酪氨酸还可经酪氨酸转移酶的作用生成对羟苯丙酮酸,再经尿黑酸等中间产物进一步变成延胡索酸和乙酰乙酸,二者分别参加碳水化合物和脂肪代谢。
当体内尿黑酸酶先天性缺乏时,尿黑酸分解受阻,可出现尿黑酸尿症。
色氨酸除经代谢转变成5-色胺外,本身还可分解代谢生成犬尿酸、丙氨酸与乙酰辅酶A。
此外,色氨酸分解还可以产生烟酸,这是体内合成维生素的特例。
(5)支链氨基酸的代谢:支链氨基酸(branch chain amino acid,BCAA)包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸,它们都是必需氨基酸。
这三种氨基酸在开始阶段经转氨基作用生成各自相应的α-酸;然后再经过若干代谢步骤,缬氨酸分解生成琥珀酸辅酶A;亮氨酸和异亮氨酸生成乙酰辅酶A 及乙酰乙酰辅酶A。
所以,这三种氨基酸分别是生糖氨基酸、生酮氨基酸及生糖兼生酮氨基酸。
支链氨基酸的分解代谢主要在骨骼肌中进行,而其他氨基酸多在肝脏代谢,这对外科手术、创伤应激等状态下肌肉蛋白质的合成与分解具有特殊重要作用。
支链氨基酸可以作为合成肌肉蛋白质的原料;可被肌肉用作能源物质氧化供能;还发现亮氨酸可以刺激蛋白质合成,并抑制分解,在临床营养中有重要意义。
2.氨基酸代谢的调节必需氨基酸的分解代谢主要受下列四种因素的影响。
(1)膳食中蛋白质的氨基酸模式与机体氨基酸需要相符的程度:这直接反映某种蛋白质在生长过程(如生长、哺乳)中的利用率,并且是造成膳食蛋白质生物价不同的主要因素。
对这种因素变异的适应,要求机体单独调节个别必需氨基酸的分解代谢。
(2)个体总氮摄人量与总氮需要量的接近程度:此因素一般影响氨基酸的代谢,并反映对尿素合成的适应性。
(3)必需和非必需氨基酸之间的平衡:膳食必需氨基酸占蛋白质贮存所需氨基酸总量的45%,以及占维持所需氨基酸总量的30%,其他则由非必需氨基酸组成。
虽然非必需氨基酸在膳食中可有可无,但机体对这些氨基酸仍有代谢上的需要,如果膳食不提供这些非必需氨基酸,则必须由内源合成来提供。
如果食物中必需氨基酸与非必需氨基酸之间不平衡,则需要分解必需氨基酸提供氮,来合成非必需氨基酸。
(4)能量摄人要与能量需要匹配:机体最终必须维持ATP 的合成,氨基酸的分解也是机体能量供应的一部分。
最明显的例子是禁食时的氮平衡[约为150mg/(kg·d)]和膳食中蛋白质为零时的氮平衡[约为50mg/(kg·d)]差别。
此外,非蛋白质能量摄入量的变化对总的氨基酸分解代谢有迅速和显著的影响。
同样,在营养上的变异会影响全面的氨基酸分解代谢。
3.氨基酸代谢的器官特异性氨基酸代谢的主要部位是小肠、肝、肌肉和肾。
全身的谷氨酰胺和肠道(膳食)中的谷氨酸主要在小肠中代谢。
肝脏对调节来自门静脉血的氨基酸并将其分配到身体其他部位的量和比例起重要作用。
肝脏是惟一能够分解所有氨基酸的器官,尽管肝分解支链氨基酸比分解其他必需氨基酸慢,但仍有部分支链氨基酸在肝脏分解代谢。