你可知道，为什么明明摄入了很多的蛋白质，仍然可能出现氨基酸缺乏的情况吗？谷禾今天就带你深入了解这一现象背后的各种奥秘和原因，帮助你更好地理解蛋白质的摄入与氨基酸利用关系。

造成这种情况的原因可以主要分为几个方面，我们将逐一详细讲述：

一、内源性氨基酸的产生不足。这些氨基酸是在体内合成的，主要通过蛋白质的分解与转化而来。然而，内源性氨基酸的生成受到多种因素的影响，比如身体的整体代谢状态、营养状况、肝脏的功能等。如果这些影响因素出现问题，就会导致体内内源性氨基酸的产生不足，从而影响整体的氨基酸平衡。特别值得注意的是，肠道菌群在这个过程中扮演着关键角色，它们不仅参与氨基酸的合成，还能影响宿主的代谢状态。如果肠道菌群失衡，可能会影响内源性氨基酸的产生效率。

二、外源性蛋白质的消化和吸收率不高。外源性蛋白质来自我们摄入的食物，经过消化过程转化为氨基酸。但这个过程的效率不总是很高，因素如食物的种类、加工方式、个人的消化功能等都会影响外源性蛋白质的消化和氨基酸的吸收。健康的肠道菌群能够提高蛋白质的消化效率，产生有益的代谢物，并维持肠道屏障功能，从而促进氨基酸的吸收，如果肠道菌群失衡，消化吸收不良，即使摄入了足够的蛋白质，身体也无法有效利用其中的氨基酸。

三、氨基酸的消耗过大，导致消耗量超过了摄入量。这就像一个游泳池，放水速度比注水速度快，那么即使持续地注入水，也很难增加池内的水量。而肠道菌群的代谢活动也会影响氨基酸的消耗速率，某些菌群可能会竞争利用宿主的氨基酸资源。

每个人对氨基酸的需求和消耗情况是不同的，这和个体的活动水平、身体状况以及生理需求都有很大关系，同时，每个人的肠道菌群组成都是独特的，这种个体差异会影响到氨基酸的代谢和利用效率。有些人可能会在日常生活中消耗掉大量氨基酸，导致最终的总量不足。因此，在摄入氨基酸时，需要综合考虑个体需求的差异，关注肠道健康状况，以确保氨基酸的充分吸收和利用，满足身体所需。

本文我们一起来了解一下，蛋白质在胃肠道内的消化过程，详细讨论影响氨基酸消化和吸收的关键因素，肠道菌群如何影响氨基酸的吸收，探讨根据不同人群的特点（如素食者、运动人群、孕妇等）来优化蛋白质的摄入策略，以及如何通过调节肠道菌群来提高氨基酸的利用效率，从而更好地把握蛋白质摄入与氨基酸利用的关系，制定有效的营养策略。

什么是氨基酸？与蛋白质之间的关系

▸ 氨基酸的定义

氨基酸(amino acid)是含有氨基和羧基的一类有机化合物，是促进人体生长，维持身体正常代谢，影响生命活动的重要物质，也是合成机体所需抗体、激素、酶类的原料。

如果氨基酸代谢异常，可能导致生长发育、全身稳态受损，甚至死亡。总的来说，氨基酸作为生命体的最基本组成单位，在人体扮演着重要角色。

▸ 氨基酸与蛋白质的关系

蛋白质我们都知道，人体必需的营养素之一。它是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。可以这么说，没有蛋白质就没有生命。

而氨基酸是蛋白质的基本组成单位。蛋白质和氨基酸之间的关系是：氨基酸通过脱水缩合形成肽键，进而连接形成肽链，肽链折叠盘旋形成具有空间结构的蛋白质。

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图源：National Human Genome Research Institute

氨基酸的种类、数目、排列方式、多肽链的盘曲、折叠方式及其空间结构的不同导致了蛋白质结构的多样性，其结构的多样性导致了功能的多样性。

通俗地讲：氨基酸是构成蛋白质的小分子“积木”。想象一下，蛋白质就像一串珠子项链，而每颗珠子就是一个氨基酸。它们通过不同的组合和排列形成各种蛋白质。

人体的内源性氨基酸

通常，我们体内的氨基酸以游离氨基酸总量计算，包括两部分，一是内源氨基酸，即体内组织蛋白降解产生或自身合成的非必需氨基酸；二是外源氨基酸，即食物蛋白质经消化吸收而来。两者共同分布于身体各处，参与代谢，总称为氨基酸代谢库。

1内源性氨基酸的合成

◆ 大多数非必需氨基酸可通过转氨基作用合成

转氨基作用指的是一种α-氨基酸的α-氨基转移到一种α-酮酸上的过程，可以看成是氨基酸的氨基与α-酮酸的酮基进行了交换。生成相应的α-氨基酸；而原来的α-氨基酸则转变为相应的α-酮酸。

例如，天冬氨酸是三羧酸循环中间产物草酰乙酸经转氨作用得到，谷氨酸是三羧酸循环中间产物α-酮戊二酸经转氨作用得到，丙氨酸是糖酵解生成的丙酮酸经转氨作用得到。

一般有以下几类:

1) 谷氨酸族:以a-酮戊二酸为起始物，可合成Glu，GIn，Pro，Arg(称为谷氨酸族)；

2) 天冬氨酸族:以草酰乙酸为起始物，可合成Asp，Asn，Met，Thr，Lys，le(称为天冬氨酸族)；

3)丙氨酸族:以丙酮酸为起始物，可合成Ala，Val，Leu(称为丙氨酸族)；

4)丝氨酸族:以甘油酸-3-磷酸为起始物，可合成Ser，Gly，Cys(丝氨酸族)；

5)芳香族氨基酸:以赤藓糖-4-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸为起始物，可合成芳香族氨基酸(Phe，Tyr，Trp)；

6)组氨酸(His)：由核糖-5-磷酸衍生，核糖-5-磷酸通过磷酸戊糖途径产生。

◆ 通过必需氨基酸转化

从上述合成的过程可以发现，氨基酸的种类发生了改变，数量并没有发生改变。那么，有没有不是通过转氨基途径合成氨基酸呢？答案肯定是有的，如下所示是半胱氨酸的合成示意图：

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半胱氨酸在体内可以由甲硫氨酸转化而成，而这一过程必须有维生素B₆参与。

必需氨基酸还可以通过苯丙氨酸羟化酶催化合成非必需氨基酸酪氨酸，如果缺少这种酶，转化过程很难进行，苯丙氨酸就会转化为苯丙酮酸，这就是苯丙酮尿症的原因。

2影响内源性氨基酸合成的因素

▸ 营养因素

•必需氨基酸的充足供应

虽然非必需氨基酸可以在体内合成，但合成过程中往往需要以必需氨基酸为前体或底物。如果必需氨基酸缺乏，可能会影响非必需氨基酸的合成途径，导致非必需氨基酸合成减少。

例如，当饮食中缺乏蛋氨酸时，可能会影响半胱氨酸的合成，因为半胱氨酸可以由蛋氨酸转化而来。

•能量供应

非必需氨基酸的合成需要消耗能量，因此充足的能量供应对于非必需氨基酸的合成至关重要。如果能量摄入不足，身体会优先利用能量来维持生命活动的基本需求，从而可能减少非必需氨基酸的合成。

在饥饿或能量摄入不足的情况下，身体会分解蛋白质来提供能量，这会导致非必需氨基酸的合成减少。

•维生素和矿物质的供应

某些维生素和矿物质是参与非必需氨基酸合成的酶的辅助因子或激活剂。例如，维生素B₆是参与氨基酸代谢的多种酶的辅酶，缺乏维生素B₆可能会导致谷氨酸合成谷氨酰胺的过程受阻。锌、镁等矿物质也可能参与某些氨基酸合成酶的活性调节。

▸ 生理因素

•年龄和生长发育阶段

不同年龄和生长发育阶段的人对非必需氨基酸的合成能力可能不同。婴幼儿和青少年时期，身体生长发育迅速，对蛋白质和氨基酸的需求较大，非必需氨基酸的合成能力也相对较强。

随着年龄的增长，身体的代谢功能逐渐下降，非必需氨基酸的合成能力可能会减弱。因此老年人可能需要更多的优质蛋白质补充来满足身体对氨基酸的需求。

•健康状况和疾病状态

某些疾病可能会影响非必需氨基酸的合成。例如，肝脏疾病可能会影响氨基酸的代谢和转化，导致非必需氨基酸的合成减少。肾脏疾病可能会影响氨基酸的排泄和重吸收，从而影响体内氨基酸的平衡。

此外，一些慢性疾病如糖尿病、癌症等也可能影响非必需氨基酸的合成，因为这些疾病会导致身体的代谢紊乱和营养消耗增加。

•激素水平

激素可以调节身体的代谢过程，包括氨基酸的合成和分解。例如，生长激素可以促进蛋白质的合成和细胞的生长，从而可能增加非必需氨基酸的合成。胰岛素可以促进葡萄糖的摄取和利用，同时也可以促进氨基酸的摄取和蛋白质的合成，可能对非必需氨基酸的合成有一定的促进作用。

相反，一些应激激素如皮质醇可能会促进蛋白质的分解，从而可能减少非必需氨基酸的合成。

▸ 环境因素

•饮食结构和饮食习惯

长期的不良饮食结构和饮食习惯可能会影响非必需氨基酸的合成。例如，高糖、高脂肪、低蛋白的饮食可能会导致蛋白质摄入不足，从而影响非必需氨基酸的合成。过度饮酒、吸烟等不良习惯也可能对身体的代谢功能产生不良影响，从而影响非必需氨基酸的合成。

此外，一些特殊的饮食限制，如素食主义、低蛋白饮食等，需要更加关注非必需氨基酸的合成问题，以确保身体的正常代谢需求。

•运动和体力活动

适度的运动和体力活动可以促进身体的代谢功能，运动可以增加肌肉的蛋白质合成，从而可能增加对非必需氨基酸的需求和合成。

然而，过度的运动和体力活动可能会导致蛋白质分解增加，从而影响非必需氨基酸的合成。此外，运动过程中如果没有及时补充足够的营养物质，也会影响非必需氨基酸的合成。

•环境压力和应激

长期处于高压力、高应激的环境中，会影响身体的代谢功能，从而影响非必需氨基酸的合成。在应对环境压力和应激时，身体会优先利用能量和营养物质来维持生命活动的基本需求，从而可能减少非必需氨基酸的合成。

当这些因素受到影响时，会导致内源性氨基酸的产生不足。这种不足会进一步影响人体内氨基酸的整体水平，使得总氨基酸的水平较低。

外源性膳食氨基酸

还有一些氨基酸人体不能合成或合成速度远不能适应人体需要，必须通过食物中的蛋白质补充，也称为必需氨基酸。

1蛋白质和多肽在肠道内的消化

以前，蛋白质消化和氨基酸吸收被认为是截然不同的独立过程；现在人们认识到，蛋白质分解成更小的单位，随后被肠细胞吸收，并将氨基酸释放到门静脉血液中，这是一个高度组织和紧密结合的过程。

消化涉及食物基质、自身物理过程和哺乳动物及细菌酶的化学过程之间的多种相互作用，所有这些都发生在胃肠道的复杂环境中。

•大分子蛋白质先被胃蛋白酶水解成多肽

摄入的食物在口腔中经过咀嚼发生物理分解，食物与唾液等液体混合，产生可被吞咽进入胃部的食物丸。胃蛋白酶在不同的裂解点水解蛋白质，形成更小的多肽，胃酸使蛋白质变性并部分展开，帮助胃蛋白酶更好地进入它们的键。

随后，剩余的蛋白胨和多肽被转移到小肠中，在小肠中胰腺产生和分泌多种蛋白酶和肽酶，如肠黏膜的胰蛋白酶、羧肽酶。上皮细胞的刷状缘膜结合酶包括许多氨基肽酶和一种羧肽酶，并作用于胰腺消化后留下的任何寡肽。

•多肽再被切割成各个氨基酸

胰腺蛋白酶将多肽切割成寡肽和氨基酸。胃蛋白酶、胰蛋白酶、凝乳胰蛋白酶和弹性酶都属于内肽酶，它们攻击某些内部键，产生大的多肽。

注：胃蛋白酶在芳香氨基酸如苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸旁切割消化键，而胰蛋白酶在碱性氨基酸精氨酸和赖氨酸旁切割键。

在这些内肽酶作用后剩余的寡肽受到外肽酶的攻击，如羧基肽酶A和B，它们每次从多肽或蛋白质的羧基或氨基端切割一个氨基酸。

羧基肽酶从肽链的羧基端切除氨基酸，羧基肽酶A优先释放缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和丙氨酸，羧基肽酶B优先释放碱性氨基酸如精氨酸和赖氨酸。

2氨基酸的吸收

蛋白质消化的产物，主要是游离氨基酸、二肽和三肽，通过几种运输机制从小肠腔吸收。

肽和氨基酸通过不同的转运体被小肠肠细胞吸收。空肠近端是肽和氨基酸吸收的主要部位，但小肠的其他部位也具有显著的运输能力。

短肽(二肽和三肽)通过肠细胞顶膜中的H⁺依赖性肽转运体(如PepT1)转运进入肠细胞，并在上皮细胞中进一步水解为氨基酸。

•不同的氨基酸有特定的转运系统

游离氨基酸(FAAs)被碱性、阳离子、中性氨基酸以及亮氨酸和甘氨酸转运体以梯度依赖的方式通过肠上皮细胞的刷状边界膜吸收。有许多刷状边缘(顶端膜)和基底侧膜转运系统，特定于特定的氨基酸或氨基酸群。

例如，浓缩氨基酸转运蛋白在顶膜上表达，用于吸收中性氨基酸(B0AT1，广义中性氨基酸转运蛋白 1，SLC6A19)、阳离子氨基酸(囊胚中性和阳离子氨基酸转运蛋白，SLC7A9)、甘氨酸和脯氨酸 (PAT1，质子氨基酸转运蛋白1，SLC36A1;SIT，系统亚氨基转运蛋白，SLC6A20) ，阴离子氨基酸(兴奋性氨基酸转运蛋白3（EAAT3），SLC1A1)和β-氨基酸(PAT1，SLC36A1，TauT，牛磺酸转运蛋白，SLC6A6)。

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doi: 10.1093/jn/nxab342.

•小肠可以适应性地上调氨基酸吸收能力

人体从膳食蛋白质中获得氨基酸的净正流量是至关重要的，因此小肠具有适应性地上调其氨基酸吸收的能力。个体的膳食蛋白质摄入量和生理状态(影响氨基酸需求)都可能随着时间的推移而改变，氨基酸吸收机制可以在组织和细胞水平上进行相应的调整。例如转运蛋白上调和粘膜增生的共同作用可导致氨基酸吸收能力比禁食状态增加数倍。

继基底外侧膜转运到间质液后，氨基酸通过绒毛毛细血管进入门静脉。门静脉直接供应肝脏，在那里氨基酸可以进一步代谢或运输到其他器官和组织。

3影响膳食氨基酸消化和吸收的因素

虽然膳食蛋白质通常在胃肠道内被消化，但它们并不一定被完全消化和吸收。此外，不同的氨基酸从蛋白质中释放出来，并在不同程度上被肠道吸收。因此，有必要了解膳食蛋白质和氨基酸的消化和吸收率。影响膳食氨基酸消化和吸收的因素主要有以下几个方面：

▸ 食物因素

•蛋白质的来源和性质

不同来源的蛋白质其氨基酸组成和结构不同，消化和吸收的难易程度也有所差异。例如，动物蛋白(如肉类、蛋类、奶类)通常含有较高比例的优质蛋白质，其氨基酸组成与人体需求较为接近，且消化率较高。

蛋白质的消化是一个有效的过程，从鸡蛋中粗蛋白的97%消化率到谷物中的≥70%不等。

蛋白质的结构也会影响消化。例如，胶原蛋白等结构紧密的蛋白质较难被消化酶分解，而球状蛋白等结构较为松散的蛋白质则相对容易消化。研究表明，与酪蛋白相比，乳清蛋白的消化和吸收速度更快。

•食物的加工和烹饪方式

适当的加工和烹饪可以提高蛋白质的消化率。例如，加热可以使蛋白质变性，使其结构变得松散，更容易被消化酶作用。此外，研磨、破碎等加工方式可以增加蛋白质与消化酶的接触面积，促进消化。

然而，过度加工和烹饪可能会破坏蛋白质的结构和营养成分，降低其消化率。例如，高温油炸、长时间炖煮等可能会导致蛋白质发生美拉德反应，产生难以消化的化合物，同时也会破坏一些必需氨基酸。当被吸收时，通常不被利用，而是被分解并随尿液排出。

•抗营养因子

抗营养因子是一类能够干扰人体对营养素的吸收和利用的物质。食品中的胰蛋白酶抑制剂、单宁和植酸盐等化合物会显著降低蛋白质和氨基酸的消化率。此外，还可能会与蛋白质结合，形成难以消化的复合物，影响蛋白质的消化和吸收。

▸ 消化系统因素

•消化酶的分泌和活性

胃液中的胃蛋白酶、胰液中的胰蛋白酶、糜蛋白酶等消化酶在蛋白质的消化过程中起着关键作用。消化酶的分泌量和活性受到多种因素的影响，如年龄、健康状况、饮食等。老年人的消化酶分泌量可能会减少，导致蛋白质消化能力下降。某些疾病(如胰腺疾病、胃肠道疾病)也会影响消化酶的分泌和活性。

此外，消化酶的活性还受到pH值、温度等环境因素的影响。例如，胃蛋白酶在酸性环境下活性较高，而胰蛋白酶等则在碱性环境下活性较高。

•胃肠道的生理状态

胃肠道的蠕动、分泌、吸收等生理功能对氨基酸的消化和吸收至关重要。胃肠道蠕动过慢会导致食物在胃肠道内停留时间过长，影响消化和吸收；而蠕动过快则可能使食物来不及充分消化就被排出体外。

胃肠道的分泌功能也会影响消化。例如，胃液、胰液、胆汁等消化液的分泌不足会影响蛋白质的消化。此外，胃肠道的吸收面积和功能也会影响氨基酸的吸收。例如，小肠黏膜的损伤会导致吸收面积减少或吸收功能障碍。

▸ 个体因素

•年龄

婴幼儿的消化系统尚未发育完全，消化酶的分泌和活性较低，胃肠道的吸收能力也较弱。随着年龄的增长，消化系统的功能逐渐成熟，但老年人的消化和吸收功能又会逐渐下降。

不同年龄段的人对蛋白质的需求和消化吸收能力不同，因此在饮食中应根据年龄特点选择合适的蛋白质来源和摄入量。

•健康状况

一些疾病会影响蛋白质的消化和吸收。例如，胃肠道疾病(如胃炎、胃溃疡、肠炎等)、肝脏疾病、肾脏疾病等都可能会影响消化酶的分泌、胃肠道的蠕动和吸收功能。此外，一些慢性疾病(如糖尿病、心血管疾病等)也可能通过影响代谢和营养状态间接影响蛋白质的消化和吸收。

营养不良、消瘦、肥胖等也可能影响蛋白质的消化和吸收。营养不良可能导致消化酶的合成减少、胃肠道黏膜萎缩等，从而影响消化和吸收功能；而肥胖可能会引起胃肠道激素分泌异常、肠道菌群失调，也会影响蛋白质的消化和吸收。

•遗传因素

个体的遗传差异可能会影响蛋白质的消化和吸收。例如，某些人可能存在特定的基因突变，导致消化酶的活性或结构异常，从而影响蛋白质的消化。此外，遗传因素还可能影响胃肠道的生理功能、肠道菌群的组成等，进而影响蛋白质的消化和吸收。

▸ 其他因素

•饮食中的其他成分

饮食中过多的膳食纤维、脂肪等成分可能会影响蛋白质的消化和吸收。膳食纤维可以促进肠道蠕动，但过多的膳食纤维可能会吸附蛋白质和消化酶，影响蛋白质的消化。脂肪可以延缓胃排空，使蛋白质在胃中停留时间延长，有利于胃蛋白酶的作用，但过多的脂肪可能会引起消化不良。

•药物和补充剂

某些药物会影响蛋白质的消化和吸收。例如，抗生素可能会破坏肠道菌群，影响消化酶的合成和活性；抗酸药会改变胃肠道的pH值，影响消化酶的活性。一些补充剂，如蛋白粉、氨基酸补充剂等，如果使用不当也可能会影响蛋白质的消化和吸收。

在使用药物和补充剂时，应注意其对蛋白质消化和吸收的影响，并在医生或营养师的指导下合理使用。

•肠道菌群

肠道微生物群在氨基酸的调节、消化和吸收过程中发挥着至关重要的作用，它们通过多种方式来影响氨基酸的利用效率。在下一章节中，我们将详细探讨肠道微生物群如何在氨基酸的消化、吸收及利用中发挥作用，并分析其对整体健康的影响。

肠道菌群对氨基酸的各种影响

氨基酸对各种生物活性化合物的合成至关重要，这些化合物在信号通路和代谢中发挥关键的调节作用。肠道微生物群在促进氨基酸调节以及氨基酸消化和吸收过程中起着不可缺少的作用。

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doi: 10.2174/1389203719666180514145437.

1参与氨基酸代谢和吸收

过去对肠道微生物群和氨基酸相互作用的研究表明，许多肠道细菌参与了胃肠道中蛋白质的消化和氨基酸的吸收。

•一些肠道细菌能够产生肽酶，用于降解蛋白质

蛋白质的转换主要发生在肠道中，结肠细菌降解内源性或外源性蛋白质的效率较高。拟杆菌属(Bacteroides)、梭状芽胞杆菌属(Clostridium)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和链球菌属(Streptococcus)在蛋白质水解过程中发挥着重要作用。

其中一些细菌可以直接代谢氨基酸，并具有分泌各种蛋白酶和肽酶的能力。发酵过程中，复杂蛋白质首先被各种细菌肽酶、蛋白酶和内肽酶切割，释放出游离氨基酸和短肽。然后对氨基酸和短肽进行发酵。产生支链脂肪酸(2-甲基丁酸酯、异丁酸酯、异戊酸酯)、有机酸、气体(H₂和CO₂)以及微量酚、胺、吲哚和氨。

肠道内的梭菌属细菌(赖氨酸或脯氨酸利用的基础细菌)是氨基酸发酵的关键驱动因素，而消化链球菌属细菌是谷氨酸或色氨酸利用的关键驱动因素。

​Yadav M,et al.Arch Microbiol.2018

其他例如瘤胃细菌，Selenomonas ruminantium, Megasphaera elsdenii, Prevotella ruminicola, Misuokella multiacidas, Butyrivibrio fibrisolvens, Streptococcus bovis等含有极为活跃的二肽基肽酶和二肽酶。

•代谢氨基酸的基因广泛分布于人类肠道细菌

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研究了来自不同系统发育群体的肠道细菌中相关代谢酶及其同源物的分布情况。对代表10个门的380种肠道细菌的基因组做了blast比对。

结果表明，大多数这些酶广泛分布在肠道细菌中，但有些酶表现出不同的分布模式。例如，L-天冬酰胺酶在拟杆菌门(Bacteroidetes)和假单胞菌门(Proteobacteria)中普遍存在，而芳香族氨基酸转氨酶和精氨酸脱亚胺酶主要存在于厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinomycetota)中。

支链氨基酸转氨酶仅在拟杆菌门和厚壁菌门中观察到，而前消旋酶主要在厚壁菌门中普遍存在。此外，大多数拟杆菌表现出快速消耗天冬酰胺(Asn)的能力，而L-脯氨酸降解菌仅在属于厚壁菌门的毛螺菌科和梭菌科中发现。

这些结果表明，氨基酸代谢基因广泛分布在人类肠道微生物中，并编码消化代谢蛋白质氨基酸的关键酶。

2从头合成氨基酸

肠道菌群除了参与蛋白质的降解外，还可以合成氨基酸，包括从头合成。

体外研究表明，瘤胃中的细菌种类可以在不同的肽浓度下合成氨基酸。包括Streptococcus bovis，Selenomonas ruminantium， Prevotella bryantii。

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doi: 10.2174/1389203721666200212095503.

此外，体内研究还表明，微生物衍生的赖氨酸(一种必需氨基酸)被吸收并并入宿主蛋白质。在无菌和常规化大鼠体内，将15NH4CL中的15N并入赖氨酸的比较表明，检测到的所有15N赖氨酸均来自微生物来源。在后续研究中，这些研究人员确定约75%的微生物15N标记的赖氨酸被小肠吸收。

对18岁以上的人样本进行了检查，这些人被提供了氮充足的饮食，并发现微生物衍生的赖氨酸和苏氨酸对游离血浆赖氨酸和苏氨酸库有显著贡献。此外，有报告说，大肠中微生物群的富集是通过与必需氨基酸(EAA)生物合成相关的基因进行的，该生物合成基于人血浆池产生的前体。

3对氨基酸吸收的影响

肠道微生物群还可以通过以下几种方式影响氨基酸的吸收。

▸ 调节肠道环境影响氨基酸吸收

•改变肠道pH值

肠道菌群的代谢活动可以改变肠道的pH值。不同的氨基酸在不同的pH值下具有不同的离子化状态，从而影响其吸收。例如，在酸性环境下，一些氨基酸更容易以阳离子形式存在，而在碱性环境下则更容易以阴离子形式存在。

某些肠道菌群如乳酸菌可以产生乳酸，降低肠道pH值，使一些氨基酸更容易被吸收。而另一些细菌如大肠杆菌等则可以产生碱性物质，升高肠道pH值，可能会影响某些氨基酸的吸收。

•影响肠道通透性

肠道菌群可以通过调节肠道上皮细胞之间的紧密连接来影响肠道通透性。正常情况下，肠道上皮细胞之间的紧密连接可以阻止大分子物质和有害物质进入体内，但也会限制一些氨基酸的吸收。

一些有益的肠道菌群如双歧杆菌可以增强肠道上皮细胞之间的紧密连接，维持肠道屏障功能，防止有害物质进入体内，同时也可以促进一些氨基酸的选择性吸收。而一些有害的致病菌则可能破坏肠道上皮细胞之间的紧密连接，增加肠道通透性，导致氨基酸吸收紊乱和肠道炎症。

▸ 与宿主相互作用影响氨基酸吸收

•竞争吸收位点

肠道菌群和宿主细胞可能会竞争氨基酸的吸收位点。一些肠道细菌可以表达与宿主细胞相似的氨基酸转运蛋白，从而与宿主竞争氨基酸的吸收。

例如，某些大肠杆菌可以表达与人体小肠上皮细胞相似的赖氨酸转运蛋白，从而竞争赖氨酸的吸收。这种竞争会导致宿主明明摄入了较多的蛋白质，但实际对氨基酸的吸收量却不多。

•调节宿主基因表达

肠道菌群可以通过产生代谢产物、分泌信号分子等方式调节宿主基因的表达，从而影响氨基酸的吸收。

例如，一些短链脂肪酸如丁酸可以作为信号分子，调节肠道上皮细胞中氨基酸转运蛋白的表达。此外，肠道菌群还可以通过调节肠道免疫系统、内分泌系统等间接影响氨基酸的吸收。

4补充益生菌增加了植物蛋白的吸收

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该实验研究了益生菌补充剂对植物蛋白(如豌豆蛋白)中氨基酸吸收的影响。

研究发现，副干酪乳杆菌LP-DG®(每天50亿 CFU)给药显著增加了摄入豌豆蛋白后蛋氨酸(+20.0%)、组氨酸(+40.4%)、缬氨酸(+21.5%)、亮氨酸(+23.3%)、异亮氨酸(+26.0%)、酪氨酸(+16.0%)、总支链氨基酸(+22.8%)和总必需氨基酸(+16.0%)的含量。

而副干酪乳杆菌 LPC-S01(每天50亿 CFU)给药显著增加了蛋氨酸(+16.3%)、组氨酸(+49.2%)、缬氨酸(+24.7%)、亮氨酸(+25.2%)、异亮氨酸(+26.1%)、酪氨酸(+11.6%)、总支链氨基酸(+26.8%)和总必需氨基酸(+15.6%)最大浓度。

这项研究表明，通过补充益生菌可能是一种重要的营养策略，可以改善餐后血液氨基酸的变化，并克服植物蛋白的组成缺陷。益生菌可以通过优化肠道菌群结构，提高植物蛋白的消化吸收率。

人体氨基酸的消耗

氨基酸在人体营养和生理活动中至关重要，人们对蛋白质的需求实际上是对氨基酸的需求。我们每天从食物中摄取蛋白质，正是为了满足这些生理活动所必需的氨基酸。那么氨基酸被人体吸收后主要有哪些去处呢？让我们继续来看。

1氨基酸吸收后的利用

人体的游离氨基酸主要有三条去路：

一是合成人体所需的多肽和蛋白质，多肽和蛋白质是机体生命活动的执行者。蛋白质合成过程较复杂，需根据特定基因上携带的遗传信息，经复制、转录、翻译等一系列过程，以各种氨基酸为原料装配成人体蛋白质。

二是经脱氨、脱羧等分解代谢途经生成氨、α-酮酸和胺类、CO₂。其中，生成的α-酮酸可进一步代谢，经氨基化作用生成非必需氨基酸供机体利用。或氧化供能(当非蛋白质能量来源不足时，氨基酸可能被用于能量代谢，以满足能量需求)。氨基酸脱氨作用产生的游离氨，在正常情况下，主要在肝脏中合成尿素，随尿排出体外，少部分氨在肾脏中以铵盐形式由尿排出。

三是转变成其它含氮化合物，比如经一系列酶催化转变成嘌呤、嘧啶、肌酸等(赖氨酸合成肉碱，精氨酸合成肌酐，蛋氨酸作为甲基供体)。

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注意

一些氨基酸代谢产生出具有特殊重要生理功能的小分子化合物，比如：谷氨酸脱氨分解生成γ-氨基丁酸(GABA)，GABA是抑制性神经递质，可抑制中枢神经；组氨酸脱羧分解产生组胺，组胺是一种强烈的血管扩张剂，引起平滑肌收缩，并增加毛细血管通透性；色氨酸脱羧分解产生5-羟色胺(又叫血清素)，也是一种抑制性神经递质，直接影响神经传导。

•不是所有氨基酸都能被吸收利用

人体内的氨基酸除了被利用外，也会有部分无意流失。每天摄入大量的蛋白质进入胃肠道；虽然其中一些物质被消化和吸收，但相当数量的氨基酸在胃肠道中分解代谢或被纳入微生物蛋白质，这些蛋白质与一些未消化的蛋白质一起在粪便中从体内流失。

2氨基酸的重吸收

生物体氨基酸稳态的一个重要因素是发生在肾皮层的肾小球滤过/肾小管重吸收机制。

每天都会不可避免地流失一些氨基酸，如尿素、肌酐和氨。当蛋白质成分增加超过必需替代或氨基酸用于糖异生时，尿素的量会增加。

•肾小管重吸收受损会导致氨基酸的流失增加

肾小管重吸收是氨基酸循环的一部分。它由于肠道中发现的几乎相同的一组转运蛋白介导，当肾小管重吸收受损时，可能导致氨基酸流失增加，即使摄入了较多的蛋白质，氨基酸的总含量仍缺乏。

3不同人群氨基酸需求不同

多年来，人们进行了大量的工作来确定人类对膳食氨基酸的需求。粮农组织、世卫组织和联合国建议，每公斤体重0.83克优质蛋白质是每日膳食蛋白质的“安全”摄入量，即体重70公斤的参考男性每天摄入58克蛋白质，体重57公斤的参考女性每天摄入47克蛋白质。

但越来越多的研究和谷禾数据表明，由于个体消化吸收差异以及不同食物和饮食习惯的代谢影响，每个人对蛋白质的需求量各不相同。

•不同人群对氨基酸的需求和利用都不同

每个人的不同状态对蛋白质的需求量也都不同：在成长中的儿童中，需要氨基酸来维持体内蛋白质和生成新的组织，而在成人中，需要氨基酸来补充体内丢失的氨基酸。对于孕妇和哺乳期妇女来说，还需要额外的氨基酸来促进胎儿的生长和产奶量。健身人群则需要大量的蛋白质来合成肌肉。

因此，成人所需的膳食氨基酸不是固定值，每日最佳摄入量取决于你的身高体重、健康状况、目标、身体活动水平。

•消化率较低的人群需要摄入更多的蛋白质

素食主义者对蛋白质的需求较高，因为植物蛋白在生物利用度上通常不如动物蛋白。植物蛋白消化率为60-80%，而动物蛋白消化率超过90%。

此外一些植物含有抑制蛋白质消化和吸收的抗营养因子，如胰蛋白酶抑制剂、凝集素、植酸盐和单宁、硫苷，会导致素食主义者的蛋白质消化和吸收率偏低。而消化率较低的人群需要摄入更多的蛋白质，以确保满足身体的营养需求。

•注意摄入蛋白的氨基酸构成

另外，一些蛋白质也含有限制性氨基酸，限制性氨基酸是指食物所含必需氨基酸的量与人体所需的蛋白质必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨基酸。

一种食物里特别缺少某一种氨基酸，即使其它的氨基酸含量很高，因为这个氨基酸导致它的各个氨基酸比例不平衡。人体对这种食物的吸收依然不理想。多样性饮食结合不同的膳食蛋白可以帮助弥补它们各自的不足。

比如说，赖氨酸是最常见的限制性氨基酸，特别是在谷类中，如小麦和水稻。坚果往往也含有赖氨酸作为限制性氨基酸。另一方面，豆类含有足够的赖氨酸，可以弥补，但缺乏硫氨基酸，如蛋氨酸和半胱氨酸。

结语

通过整合微生物组学、宏基因组学、代谢组学和蛋白质组学数据，我们可以构建更完整的个体营养代谢图谱，有望建立更精确的营养-微生物-代谢互作网络模型，为精准营养干预提供依据。

益生菌在提高氨基酸吸收率方面的应用潜力。新型益生菌的筛选和开发将更加注重其对氨基酸代谢的调节作用，有望开发出更有针对性地提高氨基酸的生物利用度的微生态制剂。

随着精准医疗的发展，个性化的氨基酸需求评估和补充策略将成为研究热点，这需要我们更深入地了解个体差异对氨基酸代谢的影响。基于机器学习的预测模型将帮助我们更准确地评估个体的氨基酸需求，这需要综合考虑肠道菌群特征、代谢指标和临床表型等多维度数据。通过这些数据的综合分析，我们可以构建出更加个性化的营养干预方案，优化个体健康和疾病预防。

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本文转自：谷禾健康

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