蛋白质营养一直是动物营养研究的热点之一。蛋白理论的发展对动物生产具有至关重要的作用，随着试验手段的进步，人们逐步认识到了传统蛋白理论存在的一些缺陷，完整蛋白质或其降解产生的寡肽能被动物直接吸收的观点被逐步证实，肽营养理论被越来越多的人所接受。现就近年来人们对小肽在动物体内的吸收机制、载体特性、影响因素的研究做一综述。 1小肽营养的提出 1．1背景 经典营养学蛋白质代谢理论认为：动物采食的蛋白质在消化道内经蛋白酶和肽酶的作用降解为小肽和游离氨基酸，游离氨基酸可以被动物直接吸收利用，而小肽只有进一步降解成游离氨基酸才能被吸收利用；蛋白质营养就是氨基酸营养。但是在实践中出现的某些现象，用该种理论很难解释。 首先，大量研究表明，不同来源的饲料，尽管氨基酸组成相同，但利用率存在明显差异(Elwell，1985)；其次，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水平的影响，即不完全遵循“木桶理论”，而且当动物采食以按理想氨基酸模式配制的纯合日粮或氨基酸平衡的低蛋白质日粮时，也不能获得最佳的生产性能(Kephart和 Shenitt，1991)。因此，一些学者提出了动物对完整蛋白质本身或对肽有着特殊需要的观点。 1,2证据 近50年来的一系列研究表明，小肽确实可被完整吸收，肽营养概念才逐渐为世人所接受。 试验证实小肽可被完整转运吸收，进入组织细胞。Agar(1953)首先观察到肠道能完整的吸收转运双甘肽；Neway和Smith(1960)发现蛋白质在小肠内的消化产物除了氨基酸外，还有大量小肽，而且可完整进入肠黏膜细胞。Droekeoop等(1962)在血浆中也发现存在有特殊肽(如含羟脯氨基酸的肽)； Adibi(1971)喂小鼠双甘肽后，用同位素示踪法在血浆中检测到了这些肽。 组织结构证实小肽载体的发现和克隆。Hara等(1984)在小肠黏膜上发现了小肽载体；Fei r~j克隆了小肽的I型载体；Adibi(1996)克隆了小肽的Ⅱ型载体；Hong Chen等(2002)发现鸡的小肽载体(cPepTl)等。 1,3小肽转运载体的特性 l-3．1 小肽载体分类 尽管目前对动物小肽转运机制还不完全清楚，但小肽的转运需要载体是得到人们公认的。一般认为小肽的载体分为三类：酸性小肽转运载体、碱性小肽转运载体和中性小肽转运载体。Daniel等认为小肽载体的转运能力可能高于各种氨基酸载体的转运能力。 1_3 2 小肽载体的结构和功能 通过对小肽载体结构和功能的研究，进一步揭示出其与小肽及各种相关离子的关系，是目前小肽转运机制研究的热点。 Fei 利用从兔小肠中提取的mRNA反转录获得eDNA，然后将这些eDNA注射到非洲爪蟾的卵母细胞中，这种eDNA在爪蟾的卵母细胞中编码一种由707个氨基酸残基组成的多肽载体(PepTl)。 PepTl mRNA可在小肠内大量表达，肾脏和肝脏的表达水平较低，而在脑中则只能微弱表达。这主要是由于小肠是小肽的主要吸收场所；肾脏则能够吸收未被机体充分利用而对动物仍然十分有用的那部分小肽；肝脏细胞中的PepTl则能够吸收来自循环系统的肽类激素和药物；脑内的PepTl则能够清除降解的神经肽。PepTl能转运2～5肽，但以二肽的转运速度最快，五肽以上的肽段则不能被转运。试验证明，爪蟾卵母细胞的PepTl转运速率在pH5．5时最大，改变Na+、K+、C1-等的浓度并不影响其转运速率，小肽载体在小肠、肾中对小肽的吸收发挥着重要的作用。肽载体对底物具有广泛的适应性，不论小肽含有酸性、碱性或是疏水性氨基酸，PepTl都会将其跨膜转运进入细胞。因此，任何小肽都可以作为PepTl的底物，但就二肽而言，其亲和力就有很大不同，PepTl对含有较大脂肪族侧链的小肽的转运能力较强。特别是对酸性二肽 Ala—Asp的转运能力最强。 Dantzlg等发现了哺乳动物的HPT-1基因编码的蛋白质也是小肽转运的重要载体。HPT-1由3 345个碱基对构成，其中包括一个2 496个碱基的开放阅读框(0RF)，编码一种由832个氨基酸组成的蛋白质(HPT-I)。HPT-1对小肽的转运也是依赖于质子梯度进行的，试验证明，pH7．5时其转运速度显著降低。 Hong Chen等(2002)在鸡十二指肠中分离出一种含2 914个碱基对的小肽载体(cPepTl)eDNA，并在小鼠卵母细胞中克隆表达。应用16种含有赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸的二肽、三肽、四肽试验表明，除Lys—Lys，Lys-Trp-Lys两种外，该载体能转运其他所有二肽和三肽，但不能转运游离氨基酸和四肽。该基因可在十二指肠、空肠、回肠表达，但在肾和直肠中较少表达。 2小肽吸收代谢机制 2．1单胃动物小肽吸收 日粮中蛋白质经动物消化道内一系列酶的作用，最终降解为游离氨基酸和寡肽，其中的寡肽在动物小肠绒毛刷状缘受到氨肽酶A和氨肽酶N的作用，最终以游离氨基酸和寡肽的形式被动物吸收利用。肠细胞对小肽的转运机理，可能有以下3种形式：①具有pH依赖性的H‘和Na+转运体系，不消耗 ATP(Koto等，1989)。Daniel等(1994)研究表明，小肽转运的动力来源于质子的电化学梯度，质子向细胞内转运产生的动力驱使小肽向细胞内运动，这样小肽就以易化扩散的形式进入细胞，引起细胞浆的pH值下降，从而活化W／Na+通道，H+被释出细胞，细胞内的pH值恢复到原来水平。转运一分子小肽，需要二分子的氢离子；②依赖H+或Ca2+浓度的主动转运过程，需要消耗ATP(Vincenzini等，1989)。Takwwa等(1985)首次证实，在一定H’浓度下，囊泡膜刷状缘肽的主动转运加速。这种转运方式在缺氧或在添加代谢抑制剂的情况下被抑制；③谷胱甘肽(GStt)转运系统。Vincenzini(1989)报道，GSH的跨膜转运与Na+、K+、Li+、Ca2+、Mn2+的浓度梯度有关，而与H+浓度无关。由于GSH在生物膜内具有抗氧化作用，因而GSH转运系统可能具有特殊的生理意义。 2．2反刍动物小肽吸收机制 Wehb(1992)提出反刍动物氨基酸和肽的吸收存在肠系膜系统和非肠系膜系统两种途径。空肠、结肠、回肠、盲肠吸收的小肽进入肠系膜系统，在该部位小肽吸收机制与单胃动物小肽吸收类似；由瘤胃、瓣胃、网胃、皱胃、十二指肠吸收的肽则进入非肠系膜系统。反刍动物在非肠系膜部位对小肽的吸收可能至少存在3种肽转运机制，即中间载体转运吸收、简单渗透扩散和通道穿透吸收(Pacacel- lur absoption)。在小肽吸收初期以中间载体转运为主，随着时间的延长，中间载体吸收激活了上皮细胞闭锁小带(Tight junction)，使其侧腺(Lateral spaces)扩散，肽的吸收通道通透性加大，肽由此通道开始大量吸收，通道穿透吸收变成了肽的主要吸收方式，在整个吸收过程中一直存在依据浓度的简单扩散过程…。 Pirienzo(1990)用血管瘘管技术测定了绵羊氨基酸和肽的吸收，从肠系膜系统吸收的游离氨基酸和小肽量分别为：36．74 g•d-1和52,0l g．d-1；在非肠系膜系统游离氨基酸和小肽的吸收量分别为：4．51 g•d-1和306A0 g•d～。由此可见，在反刍动物体内，肽的吸收以非肠系膜系统为主要途径，其吸收的主要部位在瘤胃与瓣胃，其中瓣胃吸收能力高于瘤胃。 3小肽吸收特点 3．1速度快、耗能低、不易饱和，且各种肽之间运转无竞争性与抑制性 小肽的吸收具有速度快、耗能低、不易饱和，且各种肽之间运转无竞争性与抑制性的特点(Hara，1984)。乐国伟等(1997)报道，分别在鸡的十二指肠灌注CSP(主要由小肽组成的酶解酪蛋白)和相应组成的游离氨基酸混合物，10InI’ll后CSP组门静脉血液循环中的一些小肽量和总肽量显著高于游离氨基酸组。因此小肽的吸收比游离氨基酸更有效。其原因可能在于：动物肠黏膜上存在肽的转运载体，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(Daneil等，1994)；作为肠腔吸收底物，小肽不仅能增加刷状缘氨肽酶和二肽酶的活性，而且还能提高小肽载体的数量；与FAA相比较，某些小肽的吸收属细胞间微孔吸收，即所谓“高吸收”(per-absorption)的一种。一般是上皮细胞脱落留下的空缺部位或细胞内吞作用造成的，也可通过溶剂的牵引或其他溶质的刺激(如葡萄糖)，造成对小肽的非选择性吸收。 3．2小肽本身能促进氨基酸和氨基酸残基的吸收 Brandsch(1994)报道，空肠中酪蛋白水解所得的内啡肽可使L-亮氨酸进入肠壁细胞的动力常数 Km和最大吸收速度V提高。 4影响小肽吸收的因素 4．1动物因素，包括动物种类、生理阶段、年龄和肠道位置 大量研究表明，动物对氨基酸的吸收是随着动物种类、年龄、生理阶段和肠道位置的不同而发生明显变化，因此可以推测，小肽的吸收也会有相应的变化。赵昕红(1998)研究证实，二肽在猪小肠的不同部位吸收率确有差别。 4．2肽链长度 目前的研究认为，二肽和三肽能完整的吸收，但三肽以上的寡肽(Oligo-Peptide，OP)是否能完整吸收还有争议。Grimble等(1986)报道，肠道内胰蛋白酶、肽酶对三肽以上的寡肽进一步水解可能是寡肽吸收的主要限速反应。摄人肠道的大于三肽以上的小肽，在肠道内胰蛋白酶、肽酶的作用下进一步水解为二、三肽，才能被动物吸收利用，这就降低了这些小肽的吸收速度。当蛋白质水解产物中的寡肽所占比例较高时，寡肽能诱导肠肽酶的分泌(Bambo等，1993)，在肠肽酶的进一步作用下水解释放出游离氨基酸。但Grimble和Silk(1989)认为，四肽、五肽甚至六肽都能被动物吸收。 4．3氨基酸残基构型 氨基酸残基的构型也是小肽转运的决定因素之一。组成小肽的AA所处位置影响吸收，即AA在 N端或c端其吸收率不同。例如，当赖氨酸位于N端与组氨酸构成二肽时，要比它位于c端时吸收速度快，而当它在c端与谷氨酸构成二肽时，则吸收速度较在N端迅速(Bu~on等，1972)。 4．4小肽载体 小肽载体对小肽吸收有一定影响，它对疏水性、侧链体积大的底物，如含支链氨基酸、蛋氨酸或苯丙氨酸的肽，具有较高的亲和力，因而转运速度快；而对亲水性、带电荷的小肽亲和力较小，转运速度慢…。 4．5保护剂的添加 由于反刍动物存在肽的非肠系膜吸收，而且小肽可同时被瘤胃微生物和组织利用，通过加保护剂可改变小肽的吸收。在湖羊日粮中添加乙酸钠，瘤胃肽浓度提高19．69％，山羊日粮中添加离子载体后，瘤胃中肽的保护率提高20％。 4．6代谢调节因子 近年来的研究表明，肽不仅是蛋白质代谢的底物，而且也是重要的生理调节物。它可以直接作为神经递质，也可以间接刺激肠道受体激素或酶的分泌而发挥作用。相反，胆固醇类的生长激素(GH)、兴奋剂(口_agomsts)等调节因子代谢变化也会影响到蛋白质的利用效率。McDowell(1991)给泌乳牛和绵羊注射BST后，肌肉和乳房组织对小肽的利用加强，这可能是BST等代谢调节剂加大了机体对代谢变化有关的氨基酸的需要。 尽管人们对小肽的营养与吸收代谢机制有了一定认识，但很多方面还有待进一步研究，特别是在小肽代谢调控，载体结构、数量以及转运特点等方面了解较少。可以肯定的是，小肽的营养理论研究对人们重新认识蛋白质营养和完善蛋白质理论将具有至关重要的作用。