氨基酸代谢

这是一篇关于氨基酸代谢的思维导图，主要内容包括：蛋白质的营养作用，蛋白质的消化，吸收与腐败，氨基酸的一般代谢，个别氨基酸代谢。

氨基酸代谢

• 蛋白质的营养作用
  • 蛋白质营养的重要性
    • 蛋白质是生命活动的基础，构成组织器官、酶、抗体等，参与代谢调控与免疫防御，供能并维持渗透压，需每日从饮食中摄取以保障机体正常生理功能。
  • 氮平衡的概念
    • 氮平衡是指摄入氮与排出氮的量的动态关系，反映体内蛋白质代谢状况。摄入氮≥排出氮为正氮平衡（生长、康复期），反之则为负氮平衡（营养不良等）。
  • 人体对蛋白质的需要量
    • 人体对蛋白质的需要量因年龄、性别、生理状态而异。健康成人每日推荐摄入量为男性约 65 克、女性约 55 克（按每公斤体重 0.8 克计算）。孕妇、乳母、儿童及运动员需增加摄入量（如孕妇每日需增加 20 克），以满足生长发育、组织修复及特殊生理需求。
  • 蛋白质的营养价值
    • 蛋白质的营养价值取决于氨基酸组成、消化吸收率及利用率。必需氨基酸种类齐全、比例接近人体需求的优质蛋白（如蛋、奶、鱼、肉）营养价值更高，植物蛋白（如大豆）经合理搭配也能提升利用率，可维持生命活动、促进生长发育。
• 蛋白质的消化，吸收与腐败
  • 蛋白质的消化
    • 一、蛋白质在胃中的消化 胃黏膜主细胞分泌的胃蛋白酶原经胃酸激活为胃蛋白酶，其最适 pH 为 1.5~2.5，可特异性切割蛋白质中苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸残基的肽键，将蛋白质初步分解为多肽和少量氨基酸。同时，胃酸通过强酸环境使蛋白质变性，破坏其空间结构，暴露肽键，利于酶解反应。 二、蛋白质在肠中的消化 小肠是蛋白质消化的主要场所，依赖胰腺分泌的胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等（需肠激酶激活）及小肠黏膜细胞分泌的氨基肽酶、二肽酶共同作用： 1.胰酶的作用：胰蛋白酶和糜蛋白酶可将多肽链水解为寡肽（含 2~6 个氨基酸）和少量氨基酸，弹性蛋白酶则进一步切割短肽。 2.肠黏膜细胞酶的作用：氨基肽酶从肽链 N 端逐个水解氨基酸，二肽酶则分解二肽为游离氨基酸。最终，蛋白质被彻底分解为单个氨基酸及少量寡肽，通过小肠黏膜上皮细胞吸收进入血液循环
  • 氨基酸的吸收
    • 氨基酸主要在小肠通过主动转运吸收，需载体蛋白和能量。分为中性、酸性、碱性及亚氨基酸四类载体系统，具特异性和竞争性。寡肽可被水解为氨基酸或直接吸收，吸收后经门静脉入肝，参与合成蛋白质或代谢供能，部分经肠黏膜细胞直接利用。
  • 氨基酸在肠中的腐败
    • 一、胺类的生成 氨基酸经细菌脱羧酶作用脱去羧基，生成胺类物质： 组胺：由组氨酸脱羧产生，可引发过敏反应，如血管扩张、血压下降。 尸胺 / 腐胺：赖氨酸、鸟氨酸脱羧生成，具恶臭，是肉类腐败的典型产物。 酪胺：酪氨酸脱羧生成，若大量进入血液，可能引发血压升高（尤其对高血压患者危险）。 二、氨的生成 氨基酸脱氨基或尿素经肠道细菌脲酶分解均可产生氨： 脱氨基作用：氨基酸在细菌酶催化下脱氨基，生成氨和 α- 酮酸，氨可透过肠壁吸收入血，增加肝脏解毒负担（肝功能不全时易诱发肝性脑病）。 尿素分解：肠道内尿素经细菌脲酶水解为氨和二氧化碳，约 25% 的氨被重新吸收进入体内代谢循环。 三、其他有害物质的生成 酚类与吲哚类：酪氨酸、色氨酸经细菌代谢生成苯酚、甲基吲哚等，具毒性，可损伤肝肾功能。 硫化氢：含硫氨基酸（如半胱氨酸）分解产生，具臭鸡蛋味，高浓度时可抑制细胞呼吸酶活性。 短链脂肪酸：部分氨基酸发酵生成乙酸、丁酸等，虽可被肠黏膜少量利用，但过量可能刺激肠道引发炎症。
• 氨基酸的一般代谢
  • 氨基酸代谢的概况
    • 氨基酸代谢包括合成与分解。合成用于构建蛋白质及含氮化合物；分解则通过脱氨基生成 α- 酮酸（参与糖脂代谢或供能）和氨，氨经肝合成尿素排出，部分氨基酸还可脱羧生成胺类等活性物质。
  • 氨基酸的脱氨基作用
    • 氧化脱氨基：在 L - 谷氨酸脱氢酶催化下，谷氨酸脱氨生成 α- 酮戊二酸和氨，主要发生于肝、肾。 转氨基作用：转氨酶催化氨基转移至 α- 酮酸，生成新氨基酸和 α- 酮酸（如丙氨酸与丙酮酸互转），不直接产氨。 联合脱氨基：转氨基与氧化脱氨基偶联，是肝、肾中氨基酸脱氨的主要途径，最终生成氨和 α- 酮酸，氨进入尿素循环排出。
  • 氨的代谢
    • 一、氨的来源 氨基酸脱氨基：体内氨基酸分解产生的氨是主要来源，尤其骨骼肌中氨基酸经嘌呤核苷酸循环脱氨。 肠道吸收：肠道细菌分解蛋白质和尿素产生的氨（见 “氨基酸腐败”），部分通过肠壁吸收入血。 肾小管分泌：肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺水解，可中和尿液酸性物质。 二、氨的转运 丙氨酸 - 葡萄糖循环：骨骼肌中氨与丙酮酸结合生成丙氨酸，经血液运至肝脏，重新生成丙酮酸（参与糖异生）和氨（用于合成尿素），实现氨从肌肉到肝的无毒转运。 谷氨酰胺转运：脑、肌肉等组织中氨与谷氨酸结合生成谷氨酰胺（中性无毒），经血液运至肝或肾，水解为氨和谷氨酸，是氨在体内的主要运输形式。 三、氨的去路 肝脏合成尿素：氨在肝内经鸟氨酸循环与 CO₂结合生成尿素，是体内氨最主要的去路（约占 75%），最终经肾脏排出体外。 合成非必需氨基酸及含氮化合物：氨可通过转氨基作用重新合成氨基酸，或参与嘌呤、嘧啶等物质的合成。 肾小管排氨：在肾脏中，氨与 H⁺结合生成 NH₄⁺随尿排出，有助于调节酸碱平衡。
  • α-酮酸的代谢
    • 合成非必需氨基酸：经转氨基作用重新生成氨基酸，参与蛋白质合成。 转化为糖或脂肪：生糖氨基酸（如丙氨酸）生成丙酮酸或三羧酸循环中间体，异生为葡萄糖；生酮氨基酸（如亮氨酸）生成乙酰 CoA，合成脂肪酸或酮体。 氧化供能：通过三羧酸循环彻底氧化分解为 CO₂和 H₂O，释放能量供机体利用，是氨基酸供能的主要方式。
• 个别氨基酸代谢
  • 氨基酸的脱羧基反应
    • 谷氨酸→γ- 氨基丁酸（GABA）：中枢神经系统抑制性神经递质，可降低神经元活性。 组氨酸→组胺：参与过敏反应，促进胃酸分泌。 色氨酸→5 - 羟色胺（5-HT）：脑内为神经递质（调节情绪），外周可收缩血管。 产物胺类具生物活性，部分有毒性（如腐胺），需经肝代谢灭活，是体内胺类物质的重要来源。
  • 一碳单位代谢
    • 一碳单位代谢是指氨基酸分解产生含一个碳原子的基团（如甲基、甲烯基等）的代谢过程，辅酶为四氢叶酸（FH₄）。主要来源为丝氨酸、甘氨酸等，参与嘌呤、嘧啶合成（影响核酸代谢）及蛋氨酸循环（甲基供体）。一碳单位连接需 FH₄携带，代谢障碍可致巨幼红细胞贫血，磺胺类药物通过干扰其代谢抑菌。
  • 含硫氨基酸的代谢
    • 甲硫氨酸：经腺苷转移生成 S - 腺苷甲硫氨酸（SAM），提供甲基后转化为同型半胱氨酸，再经叶酸获甲基重新生成甲硫氨酸，参与甲基化反应。 半胱氨酸与胱氨酸：半胱氨酸可生成牛磺酸（胆汁成分）、谷胱甘肽（抗氧化），或脱去巯基生成丙酮酸；两分子半胱氨酸氧化成胱氨酸，参与角蛋白结构。 代谢中产生的 H₂S 需经线粒体氧化酶转化为硫酸盐排出，异常可致硫化物中毒。
  • 芳香族氨基酸的代谢
    • 苯丙氨酸：经羟化生成酪氨酸（若酶缺陷致苯丙酮尿症），酪氨酸进一步生成黑色素、甲状腺素或尿黑酸（代谢障碍致尿黑酸症）。 色氨酸：生成 5 - 羟色胺（神经递质 / 血管收缩剂）、烟酸（少量）及乙酰 CoA（参与糖脂代谢），降解产物经尿排出。