基于过敏反应视角分析人体蛋白质消化吸收利用

刘晶晶，康升云

（1.南昌师范学院附属中学，江西南昌 330029；2.江西省农业技术推广中心，江西南昌 330046）

人的生长发育以及受损细胞的修复和更新都离不开蛋白质。蛋白质作为一种重要生物大分子物质，必须经过消化道的消化，被分解成氨基酸、寡肽等小分子物质才能被吸收并利用。从过敏反应的角度分析蛋白质的消化吸收过程，有助于加深对蛋白质结构功能和人体消化作用的理解。

1 蛋白质的结构功能

1.1 蛋白质结构

氨基酸是组成蛋白质的基本单位，由一个氨基、一个羧基、一个侧链基团和一个氢原子连在同一个碳原子构成。从理论上讲，不同的侧链基团可以形成多种氨基酸。但是，自然界生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种。其中，有8种氨基酸（婴儿有9种）无法通过体内代谢获得、必须从外界环境摄取，称为必需氨基酸；有12种氨基酸在体内可以通过代谢合成，也叫非必需氨基酸。两个氨基酸之间通过脱水缩合形成二肽，多个氨基酸脱水缩合可以形成多肽。多肽链中氨基酸的序列形成了蛋白质的一级结构，肽链通过卷曲、折叠或多条肽链之间链接形成蛋白质的二级、三级、四级等立体空间结构。蛋白质的结构与其功能相一致，不同结构的蛋白质发挥着不同的功能作用。种类繁多的蛋白质造就了丰富多彩的生命世界，千差万别的蛋白质形成了生物个体差异。

1.2 蛋白质功能

部分蛋白质组成人体细胞、组织、器官和系统等结构，如细胞骨架对维持细胞形态具有支撑作用、肌肉蛋白舒张收缩可以产生运动、心脏为血液循环提供动力。部分蛋白质发挥着重要的生物学功能。例如，细胞膜中载体蛋白具有转运功能；干扰素可以治疗病毒感染和癌症；抗原和抗体之间产生特异免疫作用；胰岛素具有调节糖代谢功能；血红蛋白可以携带氧；生物酶具有催化活性及信号蛋白可以传递生物信息。蛋白质在人体内氧化分解还能释放大量能量，为生命活动提供能量来源。

2 蛋白质的消化吸收

2.1 物理性消化作用

在口腔，通过牙齿的切碎、撕烂、磨碎作用并在舌头的搅拌下，将大块的食物变成细微颗粒，并与唾液混合形成食糜。食糜被吞咽后经咽、食道、贲门进入胃。胃里主要是进行化学性消化作用，同时通过胃体蠕动搅磨食糜进行简单的物理性消化。食糜在胃里消化后经幽门进入小肠、再进入大肠，小肠和大肠只有简单的蠕动、基本无物理性消化。食物残渣随着肠道的蠕动和水分不断被吸收，最后形成粪便经肛门排出体外。

2.2 化学性消化作用

由于唾液中不含蛋白酶，因此口腔内无化学性消化作用。咽和食道是食糜的通道，也不存在化学性消化作用。胃液中含有胃蛋白酶和盐酸，食糜在胃蛋白酶的作用下进行化学性消化。经初步消化的食糜进入小肠，小肠首段（十二指肠）是胰管和胆总管的开口处，胰液中的碳酸氢钠会中和盐酸至弱碱性，由胰蛋白酶、肠蛋白酶（胆汁中无蛋白质消化酶）对蛋白质进行相对彻底的消化，把大分子蛋白质变成可以吸收的小分子物质。大肠不产生消化酶，不具备蛋白质化学性消化作用。此外，胃、小肠、大肠中的微生物（如益生菌等）以发酵的形式对蛋白质及多肽进行分解，有促进蛋白质消化的作用。

2.3 小分子物质吸收

蛋白质在口腔中既无化学性消化作用，也不能被吸收，在胃里只是初步化学性消化，仍未达到被吸收的粒径。小肠是蛋白质化学性消化和吸收的主要场所，尤其是在小肠的十二指肠中，蛋白质的立体空间结构被分解、肽链被水解成多肽直至氨基酸。蛋白质水解后的小分子物质，经小肠壁绒毛的转运蛋白转运进入毛细血管，随血液循环系统运往全身被利用。

3 蛋白质引发的过敏反应

3.1 过敏反应

人体的免疫系统具备防卫功能，在受到抗原等外源物质刺激时会产生特异性免疫。过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应[1]。过敏反应实际上是由于免疫系统对过敏原过度敏感造成的，是免疫功能过强的表现。产生过敏反应时，会促使细胞释放出组织胺等物质，引起毛细血管扩张、血管壁通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多等。过敏反应可以累及皮肤或黏膜、心血管系统、呼吸系统等，而且有明显的遗传倾向[2]。

3.2 过敏原

引起过敏反应的物质叫作过敏原，人体主要过敏原有尘螨类（粉尘螨、屋尘螨）、真菌类（交链孢菌属、特异青霉）、宠物类（猫、狗）、树花粉类（桦木、刺槐、白杨、柳属和悬铃木属）、草花粉类（艾蒿、豚草）和食物类（牛奶、鸡蛋、花生、黄豆、小麦、腰果、鳕鱼、鲤鱼、虾、蟹和猪肉）等[3]。人体接触到过敏原时，在过敏原的刺激下，由浆细胞（效应B细胞）产生抗体，引发过敏反应。绝大多数国家要求在食品标签中标识麸质、鱼类、甲壳类、花生、大豆、乳及坚果等8大类食物过敏原。我国《食品标签通用标准》要求标注的食物过敏原有含有麸质的谷物、甲壳纲类动物、鱼类、蛋类、花生、大豆、乳、坚果及包含这8类食物的加工制品[4]。

3.3 牛奶蛋白过敏案例

某男婴出生不久由于母乳供应不足，开始选择牛乳奶粉喂养。结果出现严重过敏反应症状，下颌部、脸部出现大片红疹，且肠胃过敏反应明显、大便颜色形状异常，全身出现痒痛感觉、哭闹不止。经江西省儿童医院过敏原检测发现，该婴儿对牛奶、鸡蛋、大豆等食物过敏。医生诊断该婴儿对奶粉中的某些蛋白质严重过敏，建议改用低致敏婴儿奶粉喂养[5]。在过敏症状减轻后，采用羊乳奶粉喂养至断奶，该男孩一直未出现严重过敏症状。

4 活性多肽应用

4.1 多肽类药物或保健品

在医学治疗或现实生活中，有不少多肽类“活性物质”被用作口服治疗药物[6]或保健食品[7]。例如，脾氨肽口服液（处方药）含有18种氨基酸及小分子蛋白或小肽（可用于慢性乙型肝炎及过敏性鼻炎之免疫功能调节的辅助治疗），转移因子口服溶液（处方药）为含多肽和多核苷酸混合物的溶液（用于某些抗生素难以控制的病毒性或霉菌性细胞内感染的辅助治疗），人参肽、海参肽、初元肽等为口服多肽类保健品。多肽类口服药物或保健品，其有效成分是活性多肽物质，可以通过消化道以多肽形式被吸收。这种现象与中学生物教材“蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用”[8]的表述不完全一致。

4.2 昆虫毒蛋白用作杀虫剂

Bt杀虫剂是世界上应用最成功的生物杀虫剂，主要用于鳞翅目、双翅目、鞘翅目等害虫的防治。其作用机理是Bt毒蛋白在昆虫的中肠中被消化分解成多肽，多肽与中肠细胞膜受体特异性结合，形成跨膜离子通道或孔，导致细胞溶解，最终使昆虫死亡[9]。由于人体细胞不含有相关受体，因此Bt杀虫剂不会对人体产生毒害作用。

5 思考分析

5.1 蛋白质被逐步分解消化

食物中的蛋白质在口腔物理性消化后形成食糜，大分子蛋白质未被完全消化分解。人体的胃、小肠、大肠等组成的消化道就像一组连续的“化学反应罐”，体内蛋白质消化以氨基酸、多肽、蛋白质的混合物往前推进，边推进、边分解或水解、边吸收，甚至有的蛋白质可能还没被消化吸收完全就被排出体外。

5.2 寡肽分子也可以被吸收

如果蛋白质完全水解成氨基酸就不会产生过敏反应，因为氨基酸普遍存在于各种生物中，即不存在氨基酸过敏的说法。上述牛奶过敏案例中的男孩，吸收了消化不完全的牛奶蛋白质或多肽引发过敏反应，即小分子多肽物质被吸收[10]。多肽类药物或保健品以多肽形式被吸收进入体内，并发挥治疗或保健作用。同样，Bt毒蛋白只有被昆虫消化成多肽，与中肠细胞膜上的特异性受体结合后才发生毒害作用。多肽的氨基酸序列是形成生物活性的结构基础，不同结构的多肽可以表现出不同的生物活性，包括过敏反应、医疗保健、生物毒害等作用。

5.3 食物蛋白存在致敏风险

由于蛋白质在人体内不一定完全彻底被消化而且存在以多肽形式被吸收，因此食物中的“特殊”蛋白质通过人体摄食，经消化道消化后也可能以多肽形式进入体内，继而可能引起异源蛋白质排斥、蛋白质过敏等不良反应。因此，有些国家或地区，要求在食品标签中标明含有的过敏原。有的消费者对含有生物异源基因蛋白成分的农产品或食品存在抵触现象，主要是担心生物异源基因产生的蛋白质可能对人体产生不利影响[11]。

6 结语

蛋白质是构成生命的重要物质，在形成生物个体、物种时具有特异性。作为一类复杂的生物大分子，蛋白质必须经过动物的消化水解，形成小分子的多肽或氨基酸，再被吸收利用。消化过程实质上是消除或破坏了蛋白质的各类结构，最后分解成无差别的生物蛋白质通用元件——氨基酸，以此消除生物之间的特异反应。氨基酸本身并不表现出显著的生物活性，但是氨基酸按照一定的顺序排列组合和形成的空间结构，即可表现生物活性和具备生物功能，体现了生物结构和生物功能相适应的生命规律。