食源性低聚肽的消化吸收机制及营养功能的研究进展

黄梦君 许淑芳

基金项目：国家自然科学基金面上项目（项目编号：81570740）。

作者简介：黄梦君（1987—），女，硕士，住院医师，研究方向：营养学。

通信作者：许淑芳（1979—），女，博士，研究方向：炎症性肠病、营养物质对免疫功能的影响。

摘要：综述了食源性低聚肽在人体内的消化吸收机制及营养功能的研究进展，并展望了食源性低聚肽的研究方向。

关键词：食源性低聚肽;寡肽;营养功能

将食用性蛋白质酶解、离心、纯化等步骤处理得到的新型蛋白水解产品可称为食源性低聚肽。制作食源性肽的途径众多，根据制作原料食用性蛋白质属性由来的区别，可将其分为两大类：即动物以及植物源蛋白肽[1]。而食源性低聚肽是指相对分子质量小于100 Da的一类食源性肽，故也曾被称为小肽或寡肽[2]。经现代科学研究显示，无论是以完整的蛋白质为摄氮来源还是以游离的氨基酸为摄氮来源，它们氮元素的吸收率都显著低于直接以食源性低聚肽为摄氮来源的情况，另外，食源性低聚肽还具有增强免疫功能[3]、改善老化皮肤褶皱[4]、降血糖[5]、降血压、降血脂[6]等重要的生理功能，因此也被称为生物活性肽。

近年来，国内外许多科研人员对食源性低聚肽做了大量研究[7-9]，现已从各种食源性蛋白质的酶解产物中分离纯化制作了诸如降血压肽、降血糖肽、抗氧化肽、免疫调节肽、抗菌肽等各类生物活性肽。食源性低聚肽不仅生理功效广泛，而且安全性极高，发展前景极大，现已成为全球范围内营养健康产业功能性食品、医用药品乃至化妆品等领域研究的热点。而关于食源性低聚肽的消化吸收机制，学术界尚未有明确的定论，过去人们普遍认为，蛋白质只有被水解为游离态的氨基酸后才可被机体吸收利用，低聚肽也只能进一步降解成为游离态氨基酸才可被吸收[10]。而随着研究的不断挖掘，后来有学者提出完整蛋白质或其初步降解产生的低聚肽也是可以被机体完整吸收的[11]，食源性低聚肽的消化吸收机制才有了更深入的研究。基于此，本文论述了食源性低聚肽的消化吸收机制以及营养功能，对进一步研究生物活性肽的代谢机理和开发应用肽类保健品具有重要意义。

1低聚肽的消化吸收

1.1低聚肽的吸收方式

血液循环中肽类的主要来源是消化道吸收[12]。食源性蛋白质在哺乳动物咀嚼和细菌性酶的作用之下，在胃肠道中被消化，其中低聚肽和游离氨基酸主要由小肠通过一个严密控制的集成系统吸收。除了向机体供应氨基酸，食源性低聚肽还可以在蛋白质消化的过程中形成并不被進一步消化[13]。低聚肽进入小肠时，受到肠绒毛膜刷状缘周围氨肽酶A、氨肽酶B的作用，被酶解后最终以游离氨基酸或者直接以低聚肽的形式被机体完整吸收，然后经过转运系统进入血液循环到达人体所需的部位。这种酶解消化模式的最终产物主要是低聚肽和少数游离氨基酸。而这两类产物的吸收方式是有所区别的，小肠绒毛膜刷状缘的肽转运载体负责转运低聚肽，而大量的氨基酸转运载体则负责游离氨基酸的转运和吸收，这两种运转机制独立进行互不干涉。而一旦进入细胞，低聚肽也将被细胞内的肽酶消化成氨基酸，但吸收率更高[14]。

目前学术界对二肽、三肽等低聚肽的主要吸收方式达成了共识，认为它们以需要载体和能量的主动运输方式被机体肠道组织直接吸收，此外，部分氨基酸还能在小肠吸收细胞内合成为低聚肽，合成的低聚肽进入肠系膜静脉后被机体组织直接吸收利用[15]，这是有关低聚肽的吸收机制。而对相对分子质量较大的多肽（一般指大于3个氨基酸残基的多肽）的肠道吸收形式和机制还不明确，现主要有以下几种假说：（1）亲水性多肽能利用细胞间的孔隙进行扩散吸收[16];（2）疏水性多肽能利用细胞膜的脂质进行扩散。Kessel等[17]构建了连续溶剂模型，测量了Alamethicin（一种长度为20个氨基酸的疏水性抗菌肽）在棕榈酰-油酰-磷脂酰胆碱囊泡中肽横向扩散的速率，结果表明，它涉及能量屏障，可能是由于多肽末端跨越双层脂质转移的自由能;（3）小肠上皮细胞的胞饮或胞吐作用。部分多肽能通过上皮胞饮作用从毛细血管外部转运到上皮细胞内部，Toorisaka E等[18]研究发现，部分蛋白多肽通过M细胞途径，正是通过这种胞饮，M细胞表面具备吸附小颗粒的功能，可将完整的抗原蛋白经过胞吞、胞吐途径吸收并传递至免疫细胞。

1.2低聚肽的转运系统

目前研究认为，低聚肽的转运载体主要位于小肠上皮细胞的刷状缘膜和基底外侧膜当中[19]。位于刷状缘膜的载体分为两种，即肽载体1型（PepT-1）和肽载体2型（PepT-2），这两种肽载体的结构和功能特性有着类似之处。肽载体1型和肽载体2型都有12个跨膜结构域，而且有一个很大的胞外环的膜蛋白存在于第九、十两个跨膜结构域的中间[20]。研究表明，PEpT-1可以可变地招募沿整个肠道，包括最远端，响应于管腔蛋白源含量的变化。这种适应性反应可能是功能性的保持蛋白质在肠道内吸收的最大效率[21]。

与游离氨基酸的转运不同，低聚肽是在逆浓度差的情况下进行转运的，其可能的转运系统有以下三种情况：（1）依靠H+或是Ca2+浓度电导的主动转运，此过程需要能量。在缺氧或有代谢抑制剂存在的情况下此种转运方式将会被抑制而无法正常进行;（2）在一定的pH环境下，H+/Na+的交换转运体系。低聚肽转运的动力来源于高能电子沿呼吸链传递时质子形成的电化学梯度，扩散过程无需载体，也与细胞代谢无关，因此这个过程不需要消耗能量，这个过程也被称为细胞旁路[22]。低聚肽受到质子转运产生的动力而影响细胞内转运，如此一来，低聚肽便可以易化扩散的形式被吸收入细胞内部;（3）谷胱甘肽（GSH）转运体系。GSH的再合成机制也能促进氨基酸向细胞内转运，这种转运方式也被称为“γ谷氨酰基循环”，这个过程需要消耗能量。不同于上面两种转运方式，GSH的跨膜转运对H+没有依赖性，而受Li+、Na+、K+、Ca2+等离子浓度梯度的影响[23]。

1.3低聚肽消化吸收的优点

低聚肽在机体内的消化吸收主要有六个方面的优点：（1）无需分解消化可直接被机体吸收。低聚肽表层被保护膜包裹着，能避免被人体内的胃蛋白酶、胰酶等酶或者酸碱物质的二次分解，小肠能将其完整的吸收进入人体血液循环，到达各个组织器官发挥其功效;（2）吸收速度快。低聚肽的吸收时间与静脉针剂注射一样，能迅速进入循环系统并发挥作用;（3）吸收效率高达100%。机体吸收低聚肽时，没有多余的废物及排泄物，机体能将其全部利用;（4）以主动吸收的方式，活性能顺利被肽吸收入体内;（5）部分低聚肽的吸收无需耗费能量，不会给胃肠功能增添多余的负担;（6）低聚肽被吸收时能起到载体作用。可将人体摄入的各种营养物质运输到人体各细胞、组织以及器官[24]。

2低聚肽消化吸收的影响因素

低聚肽的消化吸收不是一个单一的过程，它不仅受到机体消化系统的层层阻碍，而且还与受肽本身的理化特质、日粮蛋白和采食水平、膳食组成、机体生理状态以及其他因素（如添加保护剂）的共同影响。

现阶段的研究表明，就肽链长度来说，低聚肽较多肽更易被吸收;就氨基酸构型来说，L型较D型更易被吸收;就化学属性来说中性肽较酸、碱性肽更易吸收[25]。正如1.1中谈到的，机体小肠能完整吸收二肽和三肽，但学术界对于三肽以上的低聚肽能否被完整吸收还有分歧，Grimble等[26]研究发现，肠道对于二肽、三肽的吸收速率要明显快于三肽以上的低聚肽;三肽以上的低聚肽被摄入机体肠道后，要进一步水解为二肽、三肽才能被机体吸收利用。但Iqbal等[27]研究发现，四肽、五肽甚至六肽都能被机体吸收利用。

氨基酸残基的构型也决定着低聚肽的消化吸收。研究显示，大鼠小肠对谷氨酰胺赖氨酸形式的谷氨酸吸收速度是谷氨酰胺蛋氨酸形式的2倍。此外，氨基酸残基构型也对低聚肽的吸收存在影响。位于N端的赖氨酸与组氨酸结合成二肽时要快于位于C端时的结合情况;而当赖氨酸在C端与谷氨酸结合成二肽时，吸收速度则更加快。低聚肽转运载体也影响着其吸收效率，对支链氨基酸、甲硫氨酸或苯丙氨酸的等侧链体积大、具有疏水性的底物低聚肽吸收能力较强，而对带电荷、具有亲水性的低聚肽肽吸收能力较弱[28]。

Raghunath等[29]分别以动植物两类食源性蛋白饲喂小鼠，确定的日粮蛋白水平为20%，分析小鼠回肠滤液后发现，动物蛋白饲喂组的小鼠含低聚肽比例较大肽，植物蛋白饲喂组小鼠则有更多的游离氨基酸。由此可以推断出，优质蛋白与劣质蛋白相比能释放更多的低聚肽。对人的临床实验表明，当饮食被限制时，肽酶活性有所下降;而当饮食恢复正常时，肽酶的活性呈回升趋势。人体小肠刷状缘肽酶的活性与饮食中蛋白质含量呈正向相关关系，而肽酶的活性直接影响了肽的吸收[30]。

3食源性低聚肽的营养功能

研究显示，食源性低聚肽具备多项营养功能特性[31]，部分低聚肽链本身是以非活性的状态存在于蛋白质氨基酸序列中，但被体内或者体外的肽酶酶解后它们会被释放出来，最典型的例子就是胃肠道消化的过程，所以能赋予低聚肽各式各样的生理活性（附表）。虽然生物体内食源性低聚肽的含量极其微少，但其营养功能却十分显著。此外，食源性低聚肽还可能具有许多其他重要的生理活性，例如类激素和调节激素的作用、抑制细菌、降胆固醇、抗血栓、抗病毒、抗癌、调节神经、荷尔蒙及荷尔蒙调节作用、促进生长、调节食品风味和硬度等。

4结论与展望

现阶段，国内市场已出现多种食源性低聚肽类配料和终端食品，对其营养功能和安全性进行了大量探究，现已对食源性低聚肽类配料具有促进消化吸收、抑制肿瘤、免疫调节、降血压、降血脂、降血糖、减肥等营养功能基本达成共识，而且安全无毒性[32]。但由于食源性肽类原料组成的复杂性，在其标准法规、生产技术、功能成分鉴定分析等研究領域，还需要投入大量的精力，不断规范肽类产品市场，促进国家对营养保健食品配料相关法律法规的进一步完善。

目前已经从工业化食源性肽类原料及其下游产品中纯化鉴定出了VPP、IPP以及CPP等肽链构型，这几种肽链构型相应的定量分析方法也有所构建，故而此类肽类原料已获批进入成为国家功能保健食品配料来源名单。然而由于大多数食源性肽类功能因子尚不明确，便无法用于功能保健食品。因此，今后关于食源性低聚肽的研究方向要关注不同肽类原料的氨基酸组成、功能性评价结果为依据，着眼于上游食源性肽类原料中功能性肽链的纯化鉴定、功能因子的确定以及定量分析的方法等方面，为中下游终端研发功能性食品提供科学依据。◇

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Research Progress on Digestion and Absorption Mechanism and Nutritional Function of Food Derived Oligopeptides

HUANG Meng-jun，XU Shu-fang

（Department of Nutrition，The Central Hospital of Wuhan，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430014，China）

Abstract：This paper reviewed research progress on digestion and absorption mechanism and nutritional function of food derived oligopeptides in human body，then forecasted the research direction of food derived oligopeptides.

Keywords：food derived oligopeptides;peptide;nutritional function