人体内八种必需氨基酸的初步探究及其意义

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来源：《科技视界》2014年第28期

        【摘 要】人体（或其它哺乳动物）自身不能合成或者合成量不够必需从外界（如食物中）摄取的氨基酸称为必需氨基酸，这些氨基酸被人体吸收、利用和代谢的功能和作用各异。本文初步探讨了这些氨基酸的种类以及它们在人体生长和正常代谢上扮演的重要作用。

        【关键词】必需氨基酸；蛋白质；代谢

        1 必需氨基酸的重要意义

        各种动物体内发现的氨基酸有180多种，但是真正参与组成蛋白质的氨基酸只有20种。以人体为例，有8种氨基酸是人体自身不能合成，或者合成量不够必需从外界（如食物中）摄取的氨基酸，他们分别是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这8种氨基酸就被称为必需氨基酸。必需氨基酸也是维持生命体稳态，生长繁殖所必须的。

        人体内8种必需氨基酸的比例大致为：赖氨酸12.5%、色氨酸3.1%、苯丙氨酸19.5%、甲硫氨酸10.7%、苏氨酸10%、异亮氨酸12.9%、亮氨酸17.2%、缬氨酸14.1%。必需氨基酸对人体身体健康有重要影响，摄取的食物中必需氨基酸的量的多少，都会对人体内氨基酸的平衡产生影响。因此，成年人的膳食就应该荤素搭配、提高蛋白质的利用率；比如全蛋白食品含有的必需氨基酸种类全，相互比例恰当，如乳类、蛋类、肉类、大豆及鱼类均为全蛋白食品。

        2 必需氨基酸的分类

        依据其在溶液中的性质分为中性-非极性氨基酸；中性-极性氨基酸和碱性氨基酸。中性-非极性氨基酸包括色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸；苏氨酸是中性-极性氨基酸；赖氨酸为碱性氨基酸。

        3 必需氨基酸在人体中的代谢特点

        3.1 中性-非极性氨基酸

        色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸都属于中性-非极性氨基酸，中性-非极性氨基酸侧链由简单碳链或芳香环组成，主要以疏水作用相互作用，侧链都参与范德华力的相互作用。

        亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸又称为支链氨基酸，这三种氨基酸在被肠道吸收过程中，会被不同程度的截留。如在哺乳仔猪中，约40%的亮氨酸、30%的异亮氨酸和40%的缬氨酸在代谢过程中被利用，其中约20%用于合成小肠黏膜蛋白质。其它被截留下来的氨基酸通过转氨基和脱羧两种方式被分解。肠黏膜具有支链氨基酸转氨酶和支链氨基酸α-丙戊二酸脱氢酶，这为亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸代谢提供了酶学基础。肠黏膜中支链氨基酸代谢有五个方面作用：①为丙氨酸、谷氨酸合成提供氮源，②产生支链氨基酸α-酮酸，③调节进入静脉和血液循环中的氨基酸水平，④NO介导的局部和全身血流量，⑤介导哺乳动物雷帕霉素标靶的信号通路。

        甲硫氨酸也被称为蛋氨酸，成人体内摄入的甲硫氨酸有33%被肠道组织利用，其中大部分进行了分解代谢。甲硫氨酸代谢对肠道健康有重要影响，通过甲基转移作用，甲硫氨酸生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM），从而生成高半胱氨酸。SAM是体内主要的甲基基团供体，也是去甲基化的抑制因子。同时SAM脱羧也可以通过转氨基作用，生成相应的亚精胺和精胺等多胺。多胺对小肠黏膜的生长、发育及损伤后的修复有重要的作用。在肠道中甲硫氨酸也可以通过转硫作用生成半胱氨酸。半胱氨酸是合成谷胱甘肽的主要性氨基酸。

        苯丙氨酸中18%用于合成肠道黏膜蛋白质，苯丙氨酸虽然可以在肠粘膜细胞中发生分解代谢，但代谢量低，小肠上皮细胞中也未检测到有活性的苯丙氨酸羟化酶。因此苯丙氨酸的代谢及其功能的影响还有待于进一步研究。

        色氨酸在动物体内是唯一通过非共价键与血清蛋白结合的氨基酸。在肝脏蛋白合成中，L-色氨酸能够影响肝脏RNA和蛋白质的代谢，它能显著地促进肝脏多核糖体聚集，RNA合成等。但它的具体代谢和功能影响同样有待于进一步研究。

        3.2 中性-极性氨基酸

        在人体内必需氨基酸中，苏氨酸是中性-极性氨基酸，苏氨酸也是肠道组织中利用率最高的氨基酸。苏氨酸在肠道中主要用于合成黏膜蛋白质，尤其是合成黏蛋白。黏蛋白是黏膜层的组成部分，在肠道的免疫应答过程中起到重要的作用。也有研究表明苏氨酸的缺乏会导致肠道肥大细胞、杯状细胞的黏蛋白的显著下降；食物中的苏氨酸，可显著降低小肠各阶段黏蛋白的合成。在炎症反应时，苏氨酸可利用量将成为小肠合成黏蛋白的条件， 苏氨酸缺乏削弱了肠道的屏障功能； 而增加小肠苏氨酸供应， 能促进黏蛋白合成， 促进肠道黏膜功能的恢复。由于肠道中分泌性蛋白氨基酸循环对食物氨基酸利用有调节作用，因此黏蛋白的分泌、再循环和回肠损失可能影响机体食物苏氨酸的利用。

        3.3 碱性氨基酸

        赖氨酸的分子结构为碱性氨基酸。赖氨酸在肠道组织中即可用于合成黏膜蛋白质，也可进行分解代谢。有实验表明，约5%食物赖氨酸在经过肠道时被氧化，占全身总赖氨酸氧化量的30%，尽管PDV组织摄入的赖氨酸有10%来源于动脉血，但这部分赖氨酸并未被氧化，表明肠道组织优先利用食物赖氨酸。当食物中赖氨酸含量较低时，肠道组织对赖氨酸的氧化作用也会受到抑制。也有研究表明，赖氨酸在小肠黏膜中既不能氧化生成CO2，也不能代谢产生三羧酸循环的中间产物。它们在小肠上皮细胞中未能检测到有活性的赖氨酸α酮戊二酸还原酶，因此推断肠道内赖氨酸的分解代谢可能与肠道微生物作用有关。

        4 结语

        人体内的必需氨基酸在维持正常代谢，机体稳态上以及整个机体的健康上都有重要意义。机体在对不同的八种必需氨基酸的吸收和利用上也有区别，只有进一步研究必需氨基酸间的相互作用和机制才能更好的利用食物中的氨基酸，从而促进生命体的健康和生长。

        由于必需氨基酸的特点和作用，使得必需氨基酸的生产和应用成为一个很有前景的研究领域，开发利用这些必需氨基酸作为新的营养制剂、功能食品和饲料添加剂大有可为。

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        [责任编辑：杨玉洁]