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氨基酸的生理功能
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氨基酸的生理功能
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氨基酸与人类健康
氨基酸与人类健康
氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质,是在生物体内构成蛋白质分子的基本单位,与生物的生命活动有着密切的关系。它在抗体内具有特殊的生理功能,是生物体内不可缺少的营养成分之一。
一、构成人体的基本物质,是生命的物质基础
1
.构成人体的最基本物质之一
构成人体的最基本的物质,有蛋白质、脂类、碳水化合物、无机盐、维生素、水和食物纤维等。
作为构成蛋白质分子的基本单位的氨基酸,无疑是构成人体内最基本物质之一。
构成人体的氨基酸有
20
多种,它们是:色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、
3.5.
二碘酪氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、精氨酸、瓜氨酸、乌氨酸等。这些氨基酸存在于自然界中,在植物体内都能合成,而人体不能全部合成。其中
8
种是人体不能合成的,必需由食物中提供,叫做
“
必需氨基酸
”
。这
8
种必需氨基酸是:色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸。其他则是
“
非必需氨基酸
”
。组氨酸能在人体内合成,但其合成速度不能满足身体需要,有人也把它列为
“
必需氨基酸
”
。胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、丝氨酸和甘氨酸长期缺乏可能引起生理功能障碍,而列为
“
半必需氨基酸
”
,因为它们在体内虽能合成,但其合成原料是必需氨基酸,而且胱氨酸可取代
80%
~
90%
的蛋氨酸,酪氨酸可替代
70%
~
75%
的苯丙氨酸,起到必需氨基酸的作用,上述把氨基酸分为
“
必需氨基酸
”
、
“
半必需氨基酸
”
和
“
非必需氨基酸
”3
类,是按其营养功能来划分的;如按其在体内代谢途径可分为
“
成酮氨基酸
”
和
“
成糖氨基酸
”
;按其化学性质又可分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸,大多数氨基酸属于中性。
2
.生命代谢的物质基础
生命的产生、存在和消亡,无一不与蛋白质有关,正如恩格斯所说:
“
蛋白质是生命的物质基础,生命是蛋白质存在的一种形式。
”
如果人体内缺少蛋白质,轻者体质下降,发育迟缓,抵抗力减弱,贫血乏力,重者形成水肿,甚至危及生命。一旦失去了蛋白质,生命也就不复存在,故有人称蛋白质为
“
生命的载体
”
。可以说,它是生命的第一要素。
蛋白质的基本单位是氨基酸。如果人体缺乏任何一种必需氨基酸,就可导致生理功能异常,影响抗体代谢的正常进行,最后导致疾病。同样,如果人体内缺乏某些非必需氨基酸,会产生抗体代谢障碍。精氨酸和瓜氨酸对形成尿素十分重要;胱氨酸摄入不足就会引起胰岛素减少,血糖升高。又如创伤后胱氨酸和精氨酸的需要量大增,如缺乏,即使热能充足仍不能顺利合成蛋白质。总之,氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用:
①
合成组织蛋白质;
②
变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质;
③
转变为碳水化合物和脂肪;
④
氧化成二氧化碳和水及尿素,产生能量。因此,氨基酸在人体中的存在,不仅提供了合成蛋白质的重要原料,而且对于促进生长,进行正常代谢、维持生命提供了物质基础。如果人体缺乏或减少其中某一种,人体的正常生命代谢就会受到障碍,甚至导致各种疾病的发生或生命活动终止。由此可见,氨基酸在人体生命活动中显得多么需要。
二、在食物营养中的地位和作用
人类为了生存必需摄取食物,以维持抗体正常的生理、生化、免疫机能,以及生长发育、新陈代谢等生命活动,食物在体内经过消化、吸收、代谢,促进抗体生长发育、益智健体、抗衰防病、延年益寿的综合过程称为营养。食物中的有效成分称为营养素。
作为构成人体的最基本的物质的蛋白质、脂类、碳水化合物、无机盐(即矿物质,含常量元素和微量元素)、维生素、水和食物纤维,也是人体所需要的营养素。它们在机体内具有各自独特的营养功能,但在代谢过程中又密切联系,共同参加、推动和调节生命活动。机体通过食物与外界联系,保持内在环境的相对恒定,并完成内外环境的统一与平衡。
氨基酸在这些营养素中起什么作用呢?
1
.蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的
作为机体内第一营养要素的蛋白质,它在食物营养中的作用是显而易见的,但它在人体内并不能直接被利用,而是通过变成氨基酸小分子后被利用的。即它在人体的胃肠道内并不直接被人体所吸收,而是在胃肠道中经过多种消化酶的作用,将高分子蛋白质分解为低分子的多肽或氨基酸后,在小肠内被吸收,沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝脏内进行分解或合成蛋白质;另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官,任其选用,合成各种特异性的组织蛋白质。在正常情况下,氨基酸进入血液中与其输出速度几乎相等,所以正常人血液中氨基酸含量相当恒定。如以氨基氮计,每百毫升血浆中含量为
4
~
6
毫克,每百毫升血球中含量为
6.5
~
9.6
毫克。饱餐蛋白质后,大量氨基酸被吸收,血中氨基酸水平暂时升高,经过
6
~
7
小时后,含量又恢复正常。说明体内氨基酸代谢处于动态平衡,以血液氨基酸为其平衡枢纽,肝脏是血液氨基酸的重要调节器。因此,食物蛋白质经消化分解为氨基酸后被人体所吸收,抗体利用这些氨基酸再合成自身的蛋白质。人体对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。
2
.起氮平衡作用
当每日膳食中蛋白质的质和量适宜时,摄入的氮量由粪、尿和皮肤排出的氮量相等,称之为氮的总平衡。实际上是蛋白质和氨基酸之间不断合成与分解之间的平衡。正常人每日食进的蛋白质应保持在一定范围内,突然增减食入量时,机体尚能调节蛋白质的代谢量维持氮平衡。食入过量蛋白质,超出机体调节能力,平衡机制就会被破坏。完全不吃蛋白质,体内组织蛋白依然分解,持续出现负氮平衡,如不及时采取措施纠正,终将导致抗体死亡。
3
.转变为糖或脂肪
氨基酸分解代谢所产生的
a
-酮酸,随着不同特性,循糖或脂的代谢途径进行代谢。
a
-酮酸可再合成新的氨基酸,或转变为糖或脂肪,或进入三羧循环氧化分解成
CO2
和
H2O
,并放出能量。
4
.参与构成酶、激素、部分维生素
酶的化学本质是蛋白质(氨基酸分子构成),如淀粉酶、胃蛋白酶、胆碱脂酶、碳酸酐酶、转氨酶等。含氮激素的成分是蛋白质或其衍生物,如生长激素、促甲状腺激素、肾上腺素、胰岛素、促肠液激素等。有的维生素是由氨基酸转变或与蛋白质结合存在。酶、激素、维生素在调节生理机能、催化代谢过程中起着十分重要的作用。
5
.人体必需氨基酸的需要量
成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的
20%
,
——37%
。
三、在医疗中的应用
氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸输液,也用作治疗药物和用于合成多肽药物。目前用作药物的氨基酸有一百几十种,其中包括构成蛋白质的氨基酸有
20
种和构成非蛋白质的氨基酸有
100
多种。
由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及
“
要素饮食
”
疗法中占有非常重要的地位,对维持危重病人的营养,抢救患者生命起积极作用,成为现代医疗中不可少的医药品种之一。
谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、
L
-多巴等氨基酸单独作用治疗一些疾病,主要用于治疗肝病疾病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等。此外氨基酸衍生物在癌症治疗上出现了希望。
四、与衰老的关系
老年人如果体内缺乏蛋白质分解较多而合成减慢。因此一般来说,老年人比青壮年需要蛋白质数量多,而且对蛋氨酸、赖氨酸的需求量也高于青壮年。
60
岁以上老人每天应摄入
70
克左右的蛋白质,
而且要求蛋白质所含必需氨基酸种类齐全且配比适当的,这样优质蛋白,延年益寿。
2008-4-25 12:22:12
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玉泉公子
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氨基酸与老年健康
美国
“
发现
”
号航天飞机把世界上年龄最大的宇航员(
77
岁)格伦送入太空。这天对老年人来说,称为最伟大的一天,最引人瞩目。暮年再征太空的格伦,他要帮助医学进行科学实验。老人蛋白质分解、人体氨基酸的生物学试验就是一项重要的研究。氨基酸与老人健康,不仅在地球上要研究,在太空的也要研究。因为氨基酸与老年人的寿命、衰老相关太重要了。为什么重要,下面的分述便可知道。
1
.老年的生理变化与氨基酸
一般认为人们进入
60
岁以上是进入了老年。老年的生理与营养状态随着老年的进程而改变。蛋白质在老年人体的变化归纳起来有二:一是合成,合成组织蛋白质及各种活性物质;二是分解,组织蛋白质的分解、产生能量、产生废物。对于生长发育期的婴儿及青少年合成大于分解,因而身体逐渐成长;对于一般成年人是合成等于分解,因而体重相对稳定。对于老年来说,人体衰老的过程中蛋白质代谢以分解为主,合成代谢逐渐缓慢,身体内的蛋白质逐渐被消耗,往往呈负氮平衡。如血红蛋白质合成减少,因此贫血为常患的老年性疾病;由于酶的作用及小肠功能衰退,蛋白质吸收过程中分解不充分,体内肽类增多,游离氨基酸减少。因老年人肾功能低下而影响氨基酸再吸收,因肝功能下降,对肽的利用也减少。近年研究报告,老年人与中青年人给予相同营养条件,但老年人其血浆氨基酸(缬、亮、酪、赖、蛋、丝、丙氨酸)含量减低,特别支链氨基酸(缬、亮、异亮氨酸)显示不足。有人认为,高浓度支链氨基酸有提供合成的作用,当补给支链氨基酸时,能通过产生三磷酸腺苷(
ATP
)供能源,降低蛋白质分解作用,并通过促进胰岛素分泌量加强蛋白质的合成。现国外已将支链氨基酸用于临床维持氮平衡,促进蛋白质合成。国内已有用于肝病、肾病及儿童的特殊氨基酸。
由于氨基酸的吸收或利用。因老年化而影响到免疫功能,免疫活性的变化也影响其他器官的功能,如感染、癌症、免疫复合病、自身免疫病、淀粉状蛋白变性的发病率在老年均增高,易致衰老病死。
2
.氨基酸与长寿
为了促进老年人的健康,如抗衰老、提高身体抵抗力、促进免疫机制的功能,需要食品富含微量元素或糖类。但免疫的物质基础是蛋白质,人体免疫物质没有一样不是由蛋白质组成。如免疫球蛋白、抗体、抗原、补体等,即使白细胞、淋巴细胞与吞噬细胞等细胞内蛋白质的含量也在
90%
以上。因此人体若不缺乏蛋白质或氨基酸,上述的微量元素与多糖会起作用。如果缺乏,则无论用多少都不起作用。随着营养学与生物化学的进展,新的研究表明补给某种非必需氨基酸虽然人体能够合成,但在严重应激的状态(包括精神紧张、焦虑、思想负担)或某些疾病的情况下容易发生缺乏。如果缺乏,则对人体会发生有害的影响,这些氨基酸称之为条件性必需氨基酸。如牛磺酸、精氨酸和谷氨酰胺。
在正常条件下缺乏必需氨基酸可以减低体液的免疫反应。例如色氨酸缺乏的大鼠,其
IgG
及
IgM
受体抑制,而当重新加入色氨酸能维持正常的抗体生成;苯丙氨酸和酪氨酸均缺乏,可以抑制大鼠的免疫细胞对肿瘤细胞作出反应;蛋氨酸与胱氨酸的缺乏,还可引起抗体的合成障碍。已证明,氨基酸的平衡也有这种不利作用。因此必需氨基酸在免疫中起着重要的作用,要延长老年人寿命,必须提高免疫力,重视必需氨基酸的供给。当前与寿命相关的正是热门研究的必需氨基酸有:
牛磺酸:人体牛磺酸的来源一是自身合成,二是从膳食中摄取。牛磺酸的生物合成由蛋氨酸经硫化作用转化成胱氨酸,并由胱氨酸合成,其中经过一系列的酶促反应,许多高等动物包括人已失去了合成足够牛磺酸以维持体内牛磺酸整体水平的能力,需从膳食中摄取牛磺酸以满足机体的需要。有报道,牛磺酸在中枢神经系统衰老中的作用;老年期神经系统退行性变化是全身各系统最复杂而深奥的过程之一,中枢神经系统衰老在形态上或生化水平上都有明显的改变,单胺类和氨基酸类神经递质的合成、释放、重吸收及运输机制方面出现增年性变化。脂褐质是衰老过程中具有特征性物质,大脑脂褐质增加是神经衰老变化标志之一,当神经元胞浆蓄积较大量的脂褐质时,细胞核、细胞质受压变形,影响神经元的正常代谢功能。衰老时,组织中脂褐质含量明显增高,而牛磺酸可使下降、且使超氧化物歧化酶(
SOD
)活性增加,并且能抑制脂质过氧化产物丙二醛(
MDA
)对低密度脂质蛋白(
LDL
)的修饰。同时牛磺酸与葡萄糖的反应产物表现出较强抗氧化作用,能够阻止蛋黄卵磷脂氧化成脂质过氧化物,因而有显著抗衰老的作用。
精氨酸:精氨酸虽然不是必需氨基酸,但在严重应激情况下(如发生疾病或受伤)、或当缺乏了精氨酸便不能维持氮平衡与正常生理功能,因此它又是条件性必需氨基酸。最新提出的理论,精氨酸是一氧化氮(
NO
)与瓜氨酸反应的酶系统代谢途径中的必要物质。
NO
或内皮细胞衍生的松弛因子的主要生化作用是刺激机体提高吞噬细胞中环鸟苷酸的水平,并能刺激白介素的产生来调节巨噬细胞的吞噬细菌作用。与精氨酸有关的
NO
酶系统,也在血管的内皮细胞、脑组织与肝脏的枯否(
kupffer
)细胞中发现,它能导致这些器官与组织的激素分泌、从而起到免疫功能的作用。为了提高老年人的免疫也可用氨基酸注射液。
谷氨酰胺:在正常情况下,它是一非必需氨基酸
.
2008-4-25 12:22:48
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氨基酸含量比较丰富的食物有鱼类,像墨鱼、章鱼、鳝鱼、泥鳅、海参、墨鱼、蚕蛹、鸡肉、冻豆腐、紫菜、等。另外,像豆类,豆类食品,花生、杏仁或香蕉含的氨基酸就比较多
牛肉、鸡蛋、黄豆、银耳和新鲜果蔬
动物内脏、瘦肉、鱼类、乳类、山药、藕等
2008-4-25 12:23:14
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