基于過敏反應視角分析人體蛋白質消化吸收利用

劉晶晶，康升云

（1.南昌師范學院附屬中學，江西南昌 330029；2.江西省農業技術推廣中心，江西南昌 330046）

人的生長發育以及受損細胞的修復和更新都離不開蛋白質。蛋白質作為一種重要生物大分子物質，必須經過消化道的消化，被分解成氨基酸、寡肽等小分子物質才能被吸收并利用。從過敏反應的角度分析蛋白質的消化吸收過程，有助于加深對蛋白質結構功能和人體消化作用的理解。

1 蛋白質的結構功能

1.1 蛋白質結構

氨基酸是組成蛋白質的基本單位，由一個氨基、一個羧基、一個側鏈基團和一個氫原子連在同一個碳原子構成。從理論上講，不同的側鏈基團可以形成多種氨基酸。但是，自然界生物體中組成蛋白質的氨基酸只有20種。其中，有8種氨基酸（嬰兒有9種）無法通過體內代謝獲得、必須從外界環境攝取，稱為必需氨基酸；有12種氨基酸在體內可以通過代謝合成，也叫非必需氨基酸。兩個氨基酸之間通過脫水縮合形成二肽，多個氨基酸脫水縮合可以形成多肽。多肽鏈中氨基酸的序列形成了蛋白質的一級結構，肽鏈通過卷曲、折疊或多條肽鏈之間鏈接形成蛋白質的二級、三級、四級等立體空間結構。蛋白質的結構與其功能相一致，不同結構的蛋白質發揮著不同的功能作用。種類繁多的蛋白質造就了豐富多彩的生命世界，千差萬別的蛋白質形成了生物個體差異。

1.2 蛋白質功能

部分蛋白質組成人體細胞、組織、器官和系統等結構，如細胞骨架對維持細胞形態具有支撐作用、肌肉蛋白舒張收縮可以產生運動、心臟為血液循環提供動力。部分蛋白質發揮著重要的生物學功能。例如，細胞膜中載體蛋白具有轉運功能；干擾素可以治療病毒感染和癌癥；抗原和抗體之間產生特異免疫作用；胰島素具有調節糖代謝功能；血紅蛋白可以攜帶氧；生物酶具有催化活性及信號蛋白可以傳遞生物信息。蛋白質在人體內氧化分解還能釋放大量能量，為生命活動提供能量來源。

2 蛋白質的消化吸收

2.1 物理性消化作用

在口腔，通過牙齒的切碎、撕爛、磨碎作用并在舌頭的攪拌下，將大塊的食物變成細微顆粒，并與唾液混合形成食糜。食糜被吞咽后經咽、食道、賁門進入胃。胃里主要是進行化學性消化作用，同時通過胃體蠕動攪磨食糜進行簡單的物理性消化。食糜在胃里消化后經幽門進入小腸、再進入大腸，小腸和大腸只有簡單的蠕動、基本無物理性消化。食物殘渣隨著腸道的蠕動和水分不斷被吸收，最后形成糞便經肛門排出體外。

2.2 化學性消化作用

由于唾液中不含蛋白酶，因此口腔內無化學性消化作用。咽和食道是食糜的通道，也不存在化學性消化作用。胃液中含有胃蛋白酶和鹽酸，食糜在胃蛋白酶的作用下進行化學性消化。經初步消化的食糜進入小腸，小腸首段（十二指腸）是胰管和膽總管的開口處，胰液中的碳酸氫鈉會中和鹽酸至弱堿性，由胰蛋白酶、腸蛋白酶（膽汁中無蛋白質消化酶）對蛋白質進行相對徹底的消化，把大分子蛋白質變成可以吸收的小分子物質。大腸不產生消化酶，不具備蛋白質化學性消化作用。此外，胃、小腸、大腸中的微生物（如益生菌等）以發酵的形式對蛋白質及多肽進行分解，有促進蛋白質消化的作用。

2.3 小分子物質吸收

蛋白質在口腔中既無化學性消化作用，也不能被吸收，在胃里只是初步化學性消化，仍未達到被吸收的粒徑。小腸是蛋白質化學性消化和吸收的主要場所，尤其是在小腸的十二指腸中，蛋白質的立體空間結構被分解、肽鏈被水解成多肽直至氨基酸。蛋白質水解后的小分子物質，經小腸壁絨毛的轉運蛋白轉運進入毛細血管，隨血液循環系統運往全身被利用。

3 蛋白質引發的過敏反應

3.1 過敏反應

人體的免疫系統具備防衛功能，在受到抗原等外源物質刺激時會產生特異性免疫。過敏反應是指已產生免疫的機體在再次接受相同抗原刺激時所發生的組織損傷或功能紊亂的反應[1]。過敏反應實際上是由于免疫系統對過敏原過度敏感造成的，是免疫功能過強的表現。產生過敏反應時，會促使細胞釋放出組織胺等物質，引起毛細血管擴張、血管壁通透性增強、平滑肌收縮和腺體分泌增多等。過敏反應可以累及皮膚或黏膜、心血管系統、呼吸系統等，而且有明顯的遺傳傾向[2]。

3.2 過敏原

引起過敏反應的物質叫作過敏原，人體主要過敏原有塵螨類（粉塵螨、屋塵螨）、真菌類（交鏈孢菌屬、特異青霉）、寵物類（貓、狗）、樹花粉類（樺木、刺槐、白楊、柳屬和懸鈴木屬）、草花粉類（艾蒿、豚草）和食物類（牛奶、雞蛋、花生、黃豆、小麥、腰果、鱈魚、鯉魚、蝦、蟹和豬肉）等[3]。人體接觸到過敏原時，在過敏原的刺激下，由漿細胞（效應B細胞）產生抗體，引發過敏反應。絕大多數國家要求在食品標簽中標識麩質、魚類、甲殼類、花生、大豆、乳及堅果等8大類食物過敏原。我國《食品標簽通用標準》要求標注的食物過敏原有含有麩質的谷物、甲殼綱類動物、魚類、蛋類、花生、大豆、乳、堅果及包含這8類食物的加工制品[4]。

3.3 牛奶蛋白過敏案例

某男嬰出生不久由于母乳供應不足，開始選擇牛乳奶粉喂養。結果出現嚴重過敏反應癥狀，下頜部、臉部出現大片紅疹，且腸胃過敏反應明顯、大便顏色形狀異常，全身出現癢痛感覺、哭鬧不止。經江西省兒童醫院過敏原檢測發現，該嬰兒對牛奶、雞蛋、大豆等食物過敏。醫生診斷該嬰兒對奶粉中的某些蛋白質嚴重過敏，建議改用低致敏嬰兒奶粉喂養[5]。在過敏癥狀減輕后，采用羊乳奶粉喂養至斷奶，該男孩一直未出現嚴重過敏癥狀。

4 活性多肽應用

4.1 多肽類藥物或保健品

在醫學治療或現實生活中，有不少多肽類“活性物質”被用作口服治療藥物[6]或保健食品[7]。例如，脾氨肽口服液（處方藥）含有18種氨基酸及小分子蛋白或小肽（可用于慢性乙型肝炎及過敏性鼻炎之免疫功能調節的輔助治療），轉移因子口服溶液（處方藥）為含多肽和多核苷酸混合物的溶液（用于某些抗生素難以控制的病毒性或霉菌性細胞內感染的輔助治療），人參肽、海參肽、初元肽等為口服多肽類保健品。多肽類口服藥物或保健品，其有效成分是活性多肽物質，可以通過消化道以多肽形式被吸收。這種現象與中學生物教材“蛋白質必須經過消化，成為各種氨基酸，才能被人體吸收和利用”[8]的表述不完全一致。

4.2 昆蟲毒蛋白用作殺蟲劑

Bt殺蟲劑是世界上應用最成功的生物殺蟲劑，主要用于鱗翅目、雙翅目、鞘翅目等害蟲的防治。其作用機理是Bt毒蛋白在昆蟲的中腸中被消化分解成多肽，多肽與中腸細胞膜受體特異性結合，形成跨膜離子通道或孔，導致細胞溶解，最終使昆蟲死亡[9]。由于人體細胞不含有相關受體，因此Bt殺蟲劑不會對人體產生毒害作用。

5 思考分析

5.1 蛋白質被逐步分解消化

食物中的蛋白質在口腔物理性消化后形成食糜，大分子蛋白質未被完全消化分解。人體的胃、小腸、大腸等組成的消化道就像一組連續的“化學反應罐”，體內蛋白質消化以氨基酸、多肽、蛋白質的混合物往前推進，邊推進、邊分解或水解、邊吸收，甚至有的蛋白質可能還沒被消化吸收完全就被排出體外。

5.2 寡肽分子也可以被吸收

如果蛋白質完全水解成氨基酸就不會產生過敏反應，因為氨基酸普遍存在于各種生物中，即不存在氨基酸過敏的說法。上述牛奶過敏案例中的男孩，吸收了消化不完全的牛奶蛋白質或多肽引發過敏反應，即小分子多肽物質被吸收[10]。多肽類藥物或保健品以多肽形式被吸收進入體內，并發揮治療或保健作用。同樣，Bt毒蛋白只有被昆蟲消化成多肽，與中腸細胞膜上的特異性受體結合后才發生毒害作用。多肽的氨基酸序列是形成生物活性的結構基礎，不同結構的多肽可以表現出不同的生物活性，包括過敏反應、醫療保健、生物毒害等作用。

5.3 食物蛋白存在致敏風險

由于蛋白質在人體內不一定完全徹底被消化而且存在以多肽形式被吸收，因此食物中的“特殊”蛋白質通過人體攝食，經消化道消化后也可能以多肽形式進入體內，繼而可能引起異源蛋白質排斥、蛋白質過敏等不良反應。因此，有些國家或地區，要求在食品標簽中標明含有的過敏原。有的消費者對含有生物異源基因蛋白成分的農產品或食品存在抵觸現象，主要是擔心生物異源基因產生的蛋白質可能對人體產生不利影響[11]。

6 結語

蛋白質是構成生命的重要物質，在形成生物個體、物種時具有特異性。作為一類復雜的生物大分子，蛋白質必須經過動物的消化水解，形成小分子的多肽或氨基酸，再被吸收利用。消化過程實質上是消除或破壞了蛋白質的各類結構，最后分解成無差別的生物蛋白質通用元件——氨基酸，以此消除生物之間的特異反應。氨基酸本身并不表現出顯著的生物活性，但是氨基酸按照一定的順序排列組合和形成的空間結構，即可表現生物活性和具備生物功能，體現了生物結構和生物功能相適應的生命規律。