单胃动物小肽吸收利用的研究进展

随着人们对蛋白质消化吸收及其代谢规律研究的深入，蛋白质消化吸收理论不断得到完善。早在1865年， Kollinker 和 Muller就提出蛋白质在肠道的消化最终成为游离氨基酸。现在营养学氨基酸平衡理论，便是以这个假设为基础的。而关于小肽可能被直接吸收的假设，早在100多年前就被提及，但一直因缺乏直接证据而受到忽视。直到Newey 和 Smyth首先提出了令人信服的小肽可以被完整吸收的论据，小肽的营养和吸收才逐渐被人们所重视。在近几十年的研究中，人们发现蛋白质在动物消化道中消化酶作用下的水解产物大部分为2或3个氨基酸残基的小肽，它们是以完整形式被吸收并进入循环系统而被组织利用的。动物营养学家也发现，动物对饲料中各种氨基酸的利用程度并不完全受单一限制性氨基酸的影响，当动物采食按理想氨基酸模式配制的纯合日粮或低蛋白氨基酸平衡的日粮时，动物并不能获得最佳生产性能，因此,一些学者提出动物要获得最佳生产性能，日粮中必须有一定数量的完整蛋白质和小肽的观点。基于以上两个发现，人们提出了小肽的营养学说。
1、小肽的概念和分类
肽是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，氨基酸是构成肽的基本基团。含氨基酸残基超过50个的通常称为蛋白质,低于50个氨基酸残基的称为肽，肽中氨基酸残基低于10个的称为寡肽，含2或3个氨基酸残基的为小肽(张怀蓉等,2002)。按其所发挥的功能小肽分为两大类:功能性小肽和营养性小肽。功能性小肽指能参与调节动物的某些生理活动或具有某些特殊作用的小肽，如抗菌肽、免疫肽抗氧化肽、激素肽、表皮生长因子等。营养性小肽是指不具有特殊生理调节功能,只为蛋白质合成提供氮架的小肽。
2、单胃动物小肽的吸收部位
小肠是小肽吸收的主要场所。单胃动物吸收肽是在肠系膜系统,由小肠黏膜上皮细胞来完成。反刍动物对小肽的吸收途径有2种：即肠系膜系统和非肠系膜系统。其中空肠、回肠盲肠和结肠所吸收的小肽进人肠系膜系统；瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃和十二指肠吸收的小肽进人非肠系膜系统。
3、单胃动物小肽的吸收机制
3.1 单胃动物小肽吸收的载体
小肽吸收的载体是一种以H+梯度为动力，将肠腔内的小肽和其他组织中的小肽从细胞外转运到细胞内的一种蛋白质，它对小肽的吸收有重要作用。小肽载体的吸收能力可能是各种氨基酸载体吸收能力的总和,因此小肽的吸收载体不易饱和。小肽转运载体主要有2种：PepT1和PepT2。PepT1主要在小肠中表达，对小肽的吸收起关键性作用，它能转运2~5个氨基酸残基的肽，但以转运二肽的速度最快，而PepT2主要在肾中表达，对小肽起重新吸收的作用(张云华等,2003)。
3.2单胃动物小肽吸收转运机制。
小肽的吸收机制与游离氨基酸完全不同，其吸收是逆浓度进行的，转运系统可能有以下几种：
3.2.1具有pH依赖性的H+/Na+交换转运体系
这一系统其作用不消耗三磷酸腺苷(ATP)，Daniel等(1994)研究认为，小肽转运的动力来自质子的电化学梯度，质子向细胞内转运的动力产生于刷状缘顶端细胞的H+、Na+互转通道的活动，当小肽以易化扩散的形式进入细胞时，引起细胞的pH下降，Na+/H+通道被活化，H+被释放出细胞，细胞的pH得以恢复到原始水平。当缺少H+梯度时，依靠膜外的底物浓度进行；当存在细胞外高内低的H+浓度，则以底物浓度的生电共转运系统逆底物浓度进行转运。Fei等(1994)用微电极测定载体PepT1在转运Gly-Sar的前后细胞内的pH，结果发现，pH由7.22降到7.0这说明，此种跨膜转运是与H+的跨膜转运一起进行的，如果改变环境的pH，就会影响Gly-Sar的转运。
3.2.2依赖氢离子浓度或钙离子浓度的主动转运系统
这一系统起作用需要消耗ATP，但它完全不同于肠细胞对游离氨基酸的主动转运,是一个独立的过程。Takww等(1985)首次证实，在氢离子浓度存在下的囊泡膜刷状缘肽的主动加速转运。这种转运方式在缺氧或添加代谢抑制剂的情况下被抑制。
3.2.3 谷胱甘肽(GSH)转运系统。
Vincerini(1989)报道，谷胱甘肽的跨膜转运与Na+、K+、Li+、Ca2+、Mn2+的浓度梯度有关，而H+浓度无关。由于谷胱甘肽在生物膜内具有抗氧化功能，因而谷胱甘肽转运系统可能具有特殊的生理意义。
4、单胃动物小肽的吸收特点
小肽的吸收具有转运速度快、耗能低、载体不易饱和等优点；而游离氨基酸却是吸收慢，载体易饱和，吸收时耗能大。小肽的吸收可避免与氨基酸吸收之间的竞争。Daniel等认为，小肽载体吸收能力可能高于各种氨基酸载体吸收能力的总和。而对猪、鸡等动物的十二指肠小肽混合物灌注试验表明小肽混合物的吸收率明显高于氨基酸混合物。Bamba研究发现，肠腔中的小肽不仅能增加小肠刷状缘氨基肽酶和二肽酶的活性，而且还能提高小肽载体的数量。赵昕红等认为，向断奶仔猪十二指肠灌注苷氨-L赖氨酸二肽溶液和此2种游离氨基酸构成的混合液，结果发现，2种灌注液都使仔猪氨基酸的吸收发生了不同程度的变化：后者明显降低了谷氨酸、缬氨酸和组氨酸在肝门静脉的出现量；而前者使大多数氨基酸的吸收量都比空白组和甘氨酸与赖氨酸的混合物的吸收量高。Brandsch等报道,在生理条件下，空肠中酪蛋白水解所产生的内啡肽可使A-亮氨酸进入肠壁细胞的动力学常数和最大吸收速度提高。另外，由于小肽载体的存在减少了单个氨基酸在吸收上的竞争，从而降低了氨基酸之间的颉颃作用，也可能是小肽高吸收的原因。
5、小肽的营养及生理作用
5.1 促进氨基酸的吸收,加速蛋白质的合成
游离氨基酸的吸收存在相互竞争的现象，当赖氨酸和精氨酸以游离形式存在时，两者相互竞争吸收位点，而赖氨酸以肽的形式存在时，精氨酸对其吸收则无影响。因此，小肽吸收系统在氨基酸的吸收中有很重要的作用。
由于小肽吸收系统具有转运快、耗能低、不易饱和等特点，而氨基酸则吸收慢、耗能高、载体易饱和。所以小肽能快速提高动静脉的氨基酸差值，从而提高整体蛋白的合成，即当以小肽形式作为动物的氮源时，机体蛋白质的沉积率高于相应游离氨基酸的纯合日粮。大量试验证明，小肽中氨基酸残基比相应游离氨基酸吸收更迅速、有效。通过研究不同比例小肽与游离氨基酸对鸡氨基酸吸收的影响，发现小肽比例的增加能够显著地提高氨基酸的吸收速度。另外小肽可直接被胃肠道吸收进入血液循环，刺激胰岛素的分泌,将血液中的葡萄糖迅速转移到肝脏,参与肽链的延长，提高蛋白质的合成。R